0068-十字軸機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計（鉆孔）

0068-十字軸機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計（鉆孔）,十字,機械,加工,工藝,規(guī)程,裝備,設備,設計,鉆孔 十字軸機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計:序言機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計，了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續(xù)課程的學習大好基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。一、零件的工藝分析 零件的材料為 20GrMoTi， 需要模鍛， 模鍛性能優(yōu)良， 工藝較復雜 ，但尺寸精確，加工余量少，為此以下是十字軸需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1、 四處25外圓及四個8、4的內孔、2、右端面5060內孔及M8絲孔。3、25外圓的同軸度為0.007，位置度為0.02，兩端的對稱度均為0.05.由上面分析可知，可以先上四爪卡盤粗車，然后上彎板采用專用夾具壓緊、找正進行加工，并且保證形位公差精度要求。 并且此 零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。二.機械加工工藝設計1、確定生產(chǎn)類型 已知此 十字軸零件的生產(chǎn)綱領為5000件/年，零件的質量是083Kg/個，查機械制造工藝設計簡明手冊第2頁表1.1-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。2、確定毛坯2.1、確定毛坯種類：零件結構又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鍛模鍛造毛坯。查機械制造工藝設計簡明手冊第41頁表2.2-5,選用鑄 鍛件尺寸公差等級為CT-10。2.2、確定鍛件加工余量及形狀：查機械制造工藝設計簡明手冊第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表2.2-4確定各個加工面的鍛件機械加工余量， 如下表所示：簡 圖加工面代號基本尺寸加工余量等級加工余量說明a25H2雙側加工b25H 雙側加工c25H5雙側加工d25H5雙側加工 三、工藝規(guī)程設計3.1選擇定位基準：1 粗基準的選擇： 作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。該工件選擇25外圓面和左端面作為粗基準。采用左端面作粗基準加工右端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準 2 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后25的軸線為主要的定位精基準，采用小彎板為輔助的定位精基準。3.2制定工藝路線:生產(chǎn)過程是指將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的準備、運輸和保存，生產(chǎn)的準備，毛坯的制造，毛坯經(jīng)過加工、熱處理而成為零件，零件、部件經(jīng)裝配成為產(chǎn)品，機械的質量檢查及其運行試驗、調試，機械的油漆與包裝等。 工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，通過改變生產(chǎn)對象的形狀、相互位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程。機械產(chǎn)品的工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝過程。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P的過程，稱為直接生產(chǎn)過程，是生產(chǎn)過程的主要部分。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關的過程，如生產(chǎn)準備、運輸、保管、機床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生由于零件加工表面的多樣性、生產(chǎn)設備和加工手段的加工范圍的局限性、零件精度要求及產(chǎn)量的不同，通常零件的加工過程是由若干個順次排列的工序組成的。工序是加工過程的基本組成單元。每一個工序又可分為一個或若干個安裝、工位、工步或走刀。毛坯依次通過這些工序而變成零件。 1. 工序 工序是一個或一組工人，在相同的工作地對同一個或同時對幾個工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃、成本核算的基本單元。一個零件的加工過程需要包括哪些工序，由被加工零件的復雜程度、加工精度要求及其產(chǎn)量等因素決定3.3表面加工方法的確定根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查機械制造課程設計指導書10頁表1-6、1-7、1-8， 選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 十字軸零件加工方案加工項目尺寸公差等級粗糙度加工方案備注25外圓 IT8 6.3粗車-半精車表1-6左右端面 IT1012.5粗 車表1-625外圓 IT86.3粗車-半精車表1-8上下端面IT1012.5粗 車表1-7 23、孔IT93.2鉆-鉸表1-7、內螺紋M8 IT63.2攻螺紋表1-10 4孔 IT1212.5鉆表1-78孔 IT1212.5鉆 表1-73.4加工階段的劃分在粗加工階段。首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；首先25圓面作為粗基準粗車右端面及25，然后以此圓軸線及端面為精基準加工其他面和孔。在采用小彎板加工 另一部分，以保證其形位公差之要求。選用工序集中原則安排十字軸的加工工序。該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。3.5工序順序的安排機械加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準25外圓軸線及端面 。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面（4）遵循“先面后孔”原則，先加工外圓面、端面，再加工孔，確定工藝路3.6確定工藝路線工序號工序名稱機床裝備刀具量具1粗-半精車25 兩處 車床車刀游標卡尺2粗車左右端面車床車刀游標卡尺3粗-半精車25 兩處車床車刀游標卡尺4粗車上下端面車床車刀游標卡尺5鉆鉸8絲孔2360內孔，車床鉆頭鉸刀塞規(guī).卡尺6攻螺紋M8車床絲錐塞規(guī).卡尺7鉆4、8孔鉆床鉆頭錐度鉸刀游標卡尺8中檢 游標卡尺10熱處理淬火機等12終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等加工設備和工藝設備1 機床的選擇：采用CA6140普通車床、鉆床。磨床 2 選擇夾具：該零件的生產(chǎn)綱領為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3選擇量具：采用塞規(guī).雙用游標卡尺。四.機械加工余量、工序尺寸及公差的確定4.1 鉆鉸8絲孔 的工序尺寸由表2-28課查得，精鉸余量Z=0.2mm，加工等級為IT8，公差為0.015鉆孔余量為Z鉆=4.8mm，加工等級為IT12，公差為0.15。鉆鉸8 孔加工工序的加工余量項目內容精度等級工序尺寸粗糙度工序余量公差8絲孔鉆IT127.812.54.80.15鉸IT883.20.20.015主軸轉速的確定4.1.1.鉆5絲孔，以25軸線為基準。刀具：鉆頭直徑為7.8mm的高速鋼鉆頭，絲錐直徑為8mm 。機床：CA61404.2.2 鉆孔工步背刀吃量p的選擇粗加工時根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度確定p=7.8mm。進給量的確定 由表5-22，選取該工步得進量f=0.1mm/r。切削速度的計算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v=20m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=1326r/min,參照表4-9所列CA6140得主軸轉速，取轉速n=1360r/min。再將此轉速代入公式v=nd/1000=20.5m/min。4.3時間定額的計算：工序6：鉆 8絲孔 鉆孔工步根據(jù)表5-51，鉆孔的基本時間可由公式 求得。,;f=0.1mm/r;n=1360r/min。則該工步的基本時間t=(22+2.4+2)/0.1mm/r x 1360r/min=10.8s 攻絲孔工步 根據(jù)表5-41，鉸孔基本時間可由公式t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn, LP=(D-d)/2*tankr, kr=15，l1=1mm，f=1mm/r，n=195r/min則該工步的基本時間t=20s。輔助時間的計算tf輔助時間tf基本時間t之間的關系為tf=（0.15-0.2）t鉆孔輔助時間tf=0.210.8=2.2s鉸孔輔助時間tf=0.220=4s4.4 其它時間計算除了作業(yè)時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作時間、休息與生理需要時間和準備與終結時間。由于該設計的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計。布置工作地時間tb是作業(yè)時間的2%-7%，休息與生理時間tx是作業(yè)時間的2%-4%，本設計均取3%，則工序的其他時間（tb +tx）可按關系式（3%+3%）（tf+t）計算。工序6的其他時間：tb +tx=6%（10.8s+20s+4s）=2s單件計算時間td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s。 五、夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并設計工序7鉆6通孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。5.1夾具選擇夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。5.1.1問題的提出本夾具主要用來鉆 6 孔，該孔為通孔，沒有技術要求，在本工序加工時還應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。5.1.2夾具設計1、定位基準選擇 由零件圖可知，46孔 ，沒有技術要求，為使定位誤差為零，應該選擇軸線為定位基準保證該角度。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動夾緊工件快換裝置， 2、切削力及夾緊力計算 刀具：硬質合金麻花鉆，d=5.8mm。由實際加工的經(jīng)驗可知,鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺,查切削手冊表2.3，切削力計算公式為： 其中：，d=5.8mm。，與加工材料有關,取0.94；與刀具刃磨形狀有關,取1.33；與刀具磨鈍標準有關,取1.0，則： 5.2、定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為六個定位銷，這六個定位銷的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時與其相匹配軸的尺寸與公差相同，。此外，這六定位銷共同保證加工孔 ， （2）計算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差。鉆套外徑36與襯套孔25的最大間隙為：則鉆套中心與工作臺平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。（3）計算定位銷軸與工作臺的平行度誤差。定位銷軸與夾具體孔的最大間隙為：夾具體孔的長度為14mm，則上述間隙引起的最大平行度誤差為：0.034/14，即0.24/100。5.3、夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該考慮提高勞動生產(chǎn)率。為此，設計采用了快換裝置。拆卸時，松開夾緊螺母12扣，拔下開口墊圈，實現(xiàn)工件的快換。攻螺紋時，松開壓緊螺母即可替換可換鉆套，進行攻螺紋加工。 十字軸零件圖: 六.參考文獻 1、趙家奇,機械制造工藝學課程設計指導書(2版),機械工業(yè)出版社,2006年.2、曾志新,呂明主編,機械制造技術基礎,:武漢理工大學出版社,2001年.3、李益明主編,機械制造工藝設計簡明手冊,機械工業(yè)出版社,1993年.4、肖詩綱主編,切削用量手冊,機械工業(yè)出版社,1993年.5、金屬切削機床夾具設計手冊.上海柴油機廠工藝設備研究所編,機械工業(yè)出版社，1987年.12機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱十字軸共1頁第1頁材 料 牌 號20CrMoTi毛 坯 種 類模鍛毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每 臺 件 數(shù)1備 注 工 序 號 工 序 內 容設 備工 藝 裝 備工 時夾具刀具名稱刀具規(guī)格量 具1車25外圓至25.50.0228確保兩處108位置度要求普通車床CA6140四抓卡盤YW1 45.游標卡尺3min2 平端面，保證108至1090.03普通車床CA6140小彎板YW145游標卡尺3min3將109一端25.50.0228裝入彎板，用壓板壓緊定位，車另一端面保證對稱度車25至25.20.02長29.90.02倒鈍普通車床CA6140小彎板YW145游標卡尺3min4車另一端面將25.20.0229.9裝入壓板孔內用壓板壓緊，車25至25.20.0229.9保軸頸形位公差的要求普通車床CA6140小彎板YW145游標卡尺3min5松開壓板調頭，將另一端裝入25.2孔內壓緊，車25至25.20.0229.9保108的要求松開壓板車另外一端至尺寸25.20.02長29.90.02普通車床CA6140小彎板YW145游標卡尺3min6鉆車M8絲孔， 2360深4，倒角60普通車床CA6140四爪夾盤鉆頭游標卡尺、千分尺5min7 鉆46孔,鉆48深26孔，倒角60臺鉆鉆模鉆頭卡尺9min8熱處理，淬火25四個軸頸上，硬度保證HRC58-631000件/30min9以雙向60為基準磨削2530長至尺寸要求，保證四軸頸圓柱度要求1431外圓模砂輪千分尺、游標卡尺12min10按圖紙要求檢查附表1 機械加工工藝過程綜合卡片零件號 材料20GrMoTi 編制 陳宏川2008.6.30機械加工工藝過程綜合卡片零件名稱 十字軸毛坯重量1.34kg 指導生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)毛坯種類鍛件審核工序安裝（工位）工步工序說明工序簡圖機床夾具或輔助工具刀具 4 12 鉆孔鉆6孔，孔深54mm調頭夾緊，鉆6孔深至通孔 臺鉆專用夾具麻花鉆頭 6mm 遼寧工程技術大學零件號 材料 20GrMoTi編制陳宏川2008.6.30機械加工工藝過程綜合卡片零件名稱十字軸毛坯重量 1.34kg指導生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)毛坯種類鑄件審核工序安裝（工位）工步工序說明工序簡圖機床夾具或輔助工具刀具 4 34 鉆另一端6孔深54mm。調頭夾緊，鉆6孔深至通孔臺鉆專用夾具麻花鉆頭 6mm 3I 課 程 設 計 題 目：十字軸機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設 計 課程設計任務書 一、設計題目 十 字 軸 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 及 工 藝 裝 備 設 計 二、原始資料 (1) 被 加 工 零 件 的 零 件 圖 1 張 II (2) 生 產(chǎn) 類 型 :大 批 生 產(chǎn) 三、上交材料 (1) 被 加 工 工 件 的 零 件 圖 1 張 (2) 工 件 的 毛 坯 圖 1 張 (3) 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 1 張 (4) 與 所 設 計 夾 具 對 應 那 道 工 序 的 工 序 卡 片 1 張 (5) 夾 具 裝 配 圖 1 張 (6) 夾 具 體 圖 1 張 (7) 課 程 設 計 說 明 書 (6000 8000 字 ) 1 份 說 明 書 主 要 包 括 以 下 內 容 （ 章 節(jié) ） 目 錄 摘 要 （ 中 外 文 對 照 的 ， 各 占 一 頁 ） 零 件 工 藝 性 分 析 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設 計 指 定 工 序 的 專 用 機 床 夾 具 設 計 方 案 綜 合 評 價 與 結 論 體 會 與 展 望 參 考 文 獻 列 出 參 考 文 獻 (包 括 書 、 期 刊 、 報 告 等 ， 10 條 以 上 ) 課 程 設 計 說 明 書 一 律 用 A4 紙 、 縱 向 打 印 . 四、進度安排(參考) (1) 熟 悉 零 件 ,畫 零 件 圖 2 天 (2) 選 擇 工 藝 方 案 ,確 定 工 藝 路 線 ,填 寫 工 藝 過 程 綜 合 卡 片 5 天 (3) 工 藝 裝 備 設 計 (畫 夾 具 裝 配 圖 及 夾 具 體 圖 ) 9 天 (4) 編 寫 說 明 書 3 天 (5) 準 備 及 答 辯 2 天 五、指導教師評語 III 成 績： 指導教師 日 期 成績評定 采 用 五 級 分 制 ， 即 優(yōu) 秀 、 良 好 、 中 等 、 及 格 和 不 及 格 。 優(yōu) 秀 ： 設 計 方 案 合 理 并 新 穎 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 規(guī) 范 、 內 容 豐 富 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 好 學 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 良 好 ： 設 計 方 案 合 理 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 比 較 規(guī) 范 、 內 容 比 較 豐 富 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 好 學 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 中 等 ： 設 計 方 案 一 般 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內 容 一 般 。 在 設 計 過 程 中 比 較 勤 奮 、 創(chuàng) 新 思 想 不 明 顯 ； 及 格 ： 設 計 方 案 不 完 善 ， 存 在 一 些 小 錯 誤 ， 說 明 書 及 設 計 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內 容 一 般 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 精 神 不 夠 ： 不 及 格 ： 設 計 方 案 有 嚴 重 錯 誤 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 不 規(guī) 范 、 內 容 淺 薄 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 好 學 精 神 不 夠 。 摘 要 這 次 設 計 的 是 十 字 軸 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 及 工 藝 裝 備 設 計 ， 包 括 零 件 圖 、 毛 坯 圖 、 裝 配 圖 各 一 張 ， 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 和 與 工 序 卡 片 各 一 張 。 首 先 我 們 要 熟 悉 零 件 和 了 解 其 作 用 ， 它 位 于 車 床 變 速 機 構 中 ， 主 要 起 換 檔 作 用 。 然 后 ， 根 據(jù) 零 件 的 性 IV 質 和 零 件 圖 上 各 端 面 的 粗 糙 度 確 定 毛 坯 的 尺 寸 和 械 加 工 余 量 。 最 后 擬 定 撥 差 的 工 藝 路 線 圖 ， 制 定 該 工 件 的 夾 緊 方 案 ， 畫 出 夾 具 裝 配 圖 。 就 我 個 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 過 這 次 課 程 設 計 ， 了 解 并 認 識 一 般 機 器 零 件 的 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學 過 的 技 術 基 礎 課 和 專 業(yè) 課 的 知 識 ， 理 論 聯(lián) 系 實 際 ， 從 中 鍛 煉 自 己 分 析 問 題 、 解 決 問 題 的 能 力 ， 為 今 后 的 工 作 打 下 一 個 良 好 的 基 礎 ， 并 且 為 后 續(xù) 課 程 的 學 習 打 好 基 礎 。 Abstract This time I design the lathes of the shift forks CA6140(831005), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used V for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and the following courses studying . 目 錄 一 、 零 件 的 工 藝 分 析 1 二 .機 械 加 工 工 藝 設 計 2 1、 確 定 生 產(chǎn) 類 型 .2 2、 確 定 毛 坯 .2 2.1、 確 定 毛 坯 種 類 ： 2 2.2、 確 定 鍛 件 加 工 余 量 及 形 狀 ： 2 VI 三 、 工 藝 規(guī) 程 設 計 .4 3.1 選 擇 定 位 基 準 ： 4 3.2 制 定 工 藝 路 線 : .4 3.3 表 面 加 工 方 法 的 確 定 5 3.4 加 工 階 段 的 劃 分 5 3.5 工 序 順 序 的 安 排 5 3.6 確 定 工 藝 路 線 6 四 .機 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 公 差 的 確 定 7 4.1 鉆 鉸 8 絲 孔 的 工 序 尺 寸 7 4.1.1.鉆 5 絲 孔 ， 以 25 軸 線 為 基 準 。 7 4.2.2 鉆 孔 工 步 .7 4.3 時 間 定 額 的 計 算 ： 7 4.4 其 它 時 間 計 算 8 五 、 夾 具 設 計 9 5.1 夾 具 選 擇 9 5.1.1 問 題 的 提 出 .9 5.1.2 夾 具 設 計 10 5.2、 定 位 誤 差 分 析 10 5.3、 夾 具 設 計 及 操 作 的 簡 要 說 明 11 六 .參 考 文 獻 12 十字軸機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計: 序言 機 械 制 造 工 藝 學 課 程 設 計 是 我 們 學 完 了 大 學 的 全 部 基 礎 課 、 技 術 基 礎 課 以 及 大 部 分 專 業(yè) 課 之 后 進 行 的 .這 是 我 們 在 進 行 畢 業(yè) 設 計 之 前 對 所 學 各 課 程 的 一 次 深 入 的 綜 合 性 的 總 復 習 ,也 是 一 次 理 論 聯(lián) 系 實 際 的 訓 練 , 因 此 ,它 在 我 們 四 年 的 大 學 生 活 中 占 有 重 要 的 地 位 。 就 我 個 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 過 這 次 課 程 設 計 ， 了 解 并 認 識 一 般 機 器 零 件 的 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學 過 的 技 術 基 礎 課 和 專 業(yè) 課 的 知 識 ， VII 理 論 聯(lián) 系 實 際 ， 對 自 己 未 來 將 從 事 的 工 作 進 行 一 次 適 應 性 訓 練 ， 從 中 鍛 煉 自 己 分 析 問 題 、 解 決 問 題 的 能 力 ， 為 今 后 的 工 作 打 下 一 個 良 好 的 基 礎 ， 并 且 為 后 續(xù) 課 程 的 學 習 大 好 基 礎 。 由 于 能 力 所 限 ， 設 計 尚 有 許 多 不 足 之 處 ， 懇 請 各 位 老 師 給 予 指 導 。 一、零件的工藝分析 零 件 的 材 料 為 20GrMoTi， 需 要 模 鍛 ， 模 鍛 性 能 優(yōu) 良 ， 工 藝 較 復 雜 ， 但 尺 寸 精 確 ， 加 工 余 量 少 ， 為 此 以 下 是 十 字 軸 需 要 加 工 的 表 面 以 及 加 工 表 面 之 間 的 位 置 要 求 ： 1、 四 處 25 外 圓 及 四 個 8、 4 的 內 孔 、 2、 右 端 面 5060內 孔 及 M8 絲 孔 。 3、 25 外 圓 的 同 軸 度 為 0.007， 位 置 度 為 0.02， 兩 端 的 對 稱 度 均 為 0.05. 由 上 面 分 析 可 知 ， 可 以 先 上 四 爪 卡 盤 粗 車 ， 然 后 上 彎 板 采 用 專 用 夾 具 壓 緊 、 找 正 進 行 加 工 ， 并 且 保 證 形 位 公 差 精 度 要 求 。 并 且 此 零 件 沒 有 復 雜 的 加 工 曲 面 ， 所 以 根 據(jù) 上 述 技 術 要 求 采 用 常 規(guī) 的 加 工 工 藝 均 可 保 證 。 二.機械加工工藝設計 1、確定生產(chǎn)類型 已 知 此 十 字 軸 零 件 的 生 產(chǎn) 綱 領 為 5000 件 /年 ， 零 件 的 質 量 是 083Kg/個 ， 查 機 械 制 造 工 藝 設 計 簡 明 手 冊 第 2 頁 表 1.1-2， 可 確 定 該 撥 叉 生 產(chǎn) 類 型 為 中 批 生 產(chǎn) ， 所 以 初 步 確 定 工 藝 安 排 為 ： 加 工 過 程 劃 分 階 段 ； 工 序 適 當 集 中 ； 加 工 設 備 以 通 用 設 備 為 主 ， 大 量 采 用 專 用 工 裝 。 VIII 2、確定毛坯 2.1、確定毛坯種類： 零 件 結 構 又 比 較 簡 單 ， 生 產(chǎn) 類 型 為 中 批 生 產(chǎn) ， 故 選 擇 鍛 模 鍛 造 毛 坯 。 查 機 械 制 造 工 藝 設 計 簡 明 手 冊 第 41 頁 表 2.2-5,選 用 鑄 鍛 件 尺 寸 公 差 等 級 為 CT-10。 2.2、確定鍛件加工余量及形狀： 查 機 械 制 造 工 藝 設 計 簡 明 手 冊 第 41 頁 表 2.2-5， 選 用 加 工 余 量 為 MA-H 級 ， 并 查 表 2.2-4 確 定 各 個 加 工 面 的 鍛 件 機 械 加 工 余 量 ， 如 下 表 所 示 ： 簡 圖 加工 面代 號 基 本 尺 寸 加工 余量 等級 加工 余量 說 明 a 25 H 2 雙側加工 b 25 H 雙側加工 c 25 H 5 雙側加工 d 25 H 5 雙側加工 IX 三、工藝規(guī)程設計 3.1選擇定位基準： 1 粗 基 準 的 選 擇 ： 作 為 粗 基 準 的 表 面 應 平 整 ， 沒 有 飛 邊 、 毛 刺 或 其 他 表 面 缺 欠 。 該 工 件 選 擇 25 外 圓 面 和 左 端 面 作 為 粗 基 準 。 采 用 左 端 面 作 粗 基 準 加 工 右 端 面 ， 可 以 為 后 續(xù) 工 序 準 備 好 精 基 準 2 精 基 準 的 選 擇 ： 考 慮 要 保 證 零 件 的 加 工 精 度 和 裝 夾 準 確 方 便 ， 依 據(jù) “基 準 重 合 ”原 則 和 “基 準 統(tǒng) 一 ”原 則 ， 以 粗 加 工 后 25 的 軸 線 為 主 要 的 定 位 精 基 準 ， 采 用 小 彎 板 為 輔 助 的 定 位 精 基 準 。 3.2制定工藝路線: 生 產(chǎn) 過 程 是 指 將 原 材 料 轉 變 為 成 品 的 全 過 程 。 它 包 括 原 材 料 的 準 備 、 運 輸 和 保 存 ， 生 產(chǎn) 的 準 備 ， 毛 坯 的 制 造 ， 毛 坯 經(jīng) 過 加 工 、 熱 處 理 而 成 為 零 件 ， 零 件 、 部 件 經(jīng) 裝 配 成 為 產(chǎn) 品 ， 機 械 的 質 量 檢 查 及 其 運 行 試 驗 、 調 試 ， 機 械 的 油 漆 與 包 裝 等 。 X 工 藝 過 程 是 指 在 生 產(chǎn) 過 程 中 ， 通 過 改 變 生 產(chǎn) 對 象 的 形 狀 、 相 互 位 置 和 性 質 等 ， 使 其 成 為 成 品 或 半 成 品 的 過 程 。 機 械 產(chǎn) 品 的 工 藝 過 程 又 可 分 為 鑄 造 、 鍛 造 、 沖 壓 、 焊 接 、 機 械 加 工 、 熱 處 理 、 裝 配 、 涂 裝 等 工 藝 過 程 。 其 中 與 原 材 料 變 為 成 品 直 接 有 關 的 過 程 ， 稱 為 直 接 生 產(chǎn) 過 程 ， 是 生 產(chǎn) 過 程 的 主 要 部 分 。 而 與 原 材 料 變 為 產(chǎn) 品 間 接 有 關 的 過 程 ， 如 生 產(chǎn) 準 備 、 運 輸 、 保 管 、 機 床 與 工 藝 裝 備 的 維 修 等 ， 稱 為 輔 助 生 由 于 零 件 加 工 表 面 的 多 樣 性 、 生 產(chǎn) 設 備 和 加 工 手 段 的 加 工 范 圍 的 局 限 性 、 零 件 精 度 要 求 及 產(chǎn) 量 的 不 同 ， 通 常 零 件 的 加 工 過 程 是 由 若 干 個 順 次 排 列 的 工 序 組 成 的 。 工 序 是 加 工 過 程 的 基 本 組 成 單 元 。 每 一 個 工 序 又 可 分 為 一 個 或 若 干 個 安 裝 、 工 位 、 工 步 或 走 刀 。 毛 坯 依 次 通 過 這 些 工 序 而 變 成 零 件 。 1. 工 序 工 序 是 一 個 或 一 組 工 人 ， 在 相 同 的 工 作 地 對 同 一 個 或 同 時 對 幾 個 工 件 連 續(xù) 完 成 的 那 一 部 分 工 藝 過 程 。 工 序 是 組 成 工 藝 過 程 的 基 本 單 元 ， 也 是 生 產(chǎn) 計 劃 、 成 本 核 算 的 基 本 單 元 。 一 個 零 件 的 加 工 過 程 需 要 包 括 哪 些 工 序 ， 由 被 加 工 零 件 的 復 雜 程 度 、 加 工 精 度 要 求 及 其 產(chǎn) 量 等 因 素 決 定 3.3 表面加工方法的確定 根 據(jù) 零 件 的 幾 何 形 狀 、 尺 寸 精 度 及 位 置 精 度 等 技 術 要 求 ， 以 及 加 工 方 法 所 能 達 到 的 經(jīng) 濟 精 度 ， 在 生 產(chǎn) 綱 領 已 確 定 的 情 況 下 ,可 以 考 慮 采 用 萬 能 性 機 床 配 以 專 用 工 卡 具 ,并 盡 量 使 工 序 集 中 來 提 高 生 產(chǎn) 率 。 除 此 之 外 ， 還 應 當 考 慮 經(jīng) 濟 效 果 ， 以 便 使 生 產(chǎn) 成 本 盡 量 下 降 。 查 機 械 制 造 課 程 設 計 指 導 書 10 頁 表 1-6、 1-7、 1-8， 選 擇 零 件 的 加 工 方 法 及 工 藝 路 線 方 案 如 下 ： 十字軸零件加工方案 加工項目 尺寸公差等級 粗糙度 加工方案 備注 25 外圓 IT8 6.3 粗車-半精車 表 1-6 左右端面 IT10 12.5 粗 車 表 1-6 25 外圓 IT8 6.3 粗車-半精車 表 1-8 上下端面 IT10 12.5 粗 車 表 1-7 23、孔 IT9 3.2 鉆-鉸 表 1-7、 內螺紋 M8 IT6 3.2 攻螺紋 表 1-10 4 孔 IT12 12.5 鉆 表 1-7 8 孔 IT12 12.5 鉆 表 1-7 XI 3.4加工階段的劃分 在 粗 加 工 階 段 。 首 先 將 精 基 準 準 備 好 ， 使 后 續(xù) 工 序 都 可 以 采 用 精 基 準 定 位 加 工 ， 保 證 其 他 加 工 表 面 的 精 度 要 求 ； 首 先 25 圓 面 作 為 粗 基 準 粗 車 右 端 面 及 25， 然 后 以 此 圓 軸 線 及 端 面 為 精 基 準 加 工 其 他 面 和 孔 。 在 采 用 小 彎 板 加 工 另 一 部 分 ， 以 保 證 其 形 位 公 差 之 要 求 。 選 用 工 序 集 中 原 則 安 排 十 字 軸 的 加 工 工 序 。 該 零 件 的 生 產(chǎn) 類 型 為 大 批 生 產(chǎn) ， 可 以 采 用 萬 能 型 機 床 配 以 專 用 工 、 夾 具 ， 以 提 高 生 產(chǎn) 率 ； 而 且 運 用 工 序 集 中 原 則 使 工 件 的 裝 夾 次 數(shù) 少 ， 不 但 可 以 縮 短 輔 助 時 間 ， 而 且 由 于 與 一 次 裝 夾 中 加 工 了 許 多 表 面 ， 有 利 于 保 證 各 種 加 工 表 面 之 間 的 相 對 位 置 精 度 要 求 。 3.5工序順序的安排 機 械 加 工 工 序 （ 1） 遵 循 “先 基 準 后 其 他 ”原 則 ， 首 先 加 工 基 準 25 外 圓 軸 線 及 端 面 。 （ 2） 遵 循 “先 粗 后 精 ”原 則 ， 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 后 安 排 精 加 工 工 序 。 （ 3） 遵 循 “先 主 后 次 ”原 則 ， 先 加 工 主 要 表 面 （ 4） 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 則 ， 先 加 工 外 圓 面 、 端 面 ， 再 加 工 孔 ， 確 定 工 藝 路 3.6確定工藝路線 工序號 工序名稱 機床裝備 刀具 量具 1 粗-半精車 25 兩處 車床 車刀 游標卡尺 2 粗車左右端面 車床 車刀 游標卡尺 3 粗-半精車 25 兩處 車床 車刀 游標卡尺 4 粗車上下端面 車床 車刀 游標卡尺 5 鉆鉸 8 絲孔2360內孔， 車床 鉆頭鉸刀 塞規(guī).卡尺 6 攻螺紋 M8 車床 絲錐 塞規(guī).卡尺 7 鉆 4、8 孔 鉆床 鉆頭錐度鉸刀 游標卡尺 8 中檢 游標卡尺 10 熱處理 淬火機等 12 終檢 塞規(guī)、百分表、 XII 卡尺等 加 工 設 備 和 工 藝 設 備 1 機 床 的 選 擇 ： 采 用 CA6140 普 通 車 床 、 鉆 床 。 磨 床 2 選 擇 夾 具 ： 該 零 件 的 生 產(chǎn) 綱 領 為 大 批 生 產(chǎn) ， 所 以 采 用 專 用 夾 具 。 3 選 擇 量 具 ： 采 用 塞 規(guī) .雙 用 游 標 卡 尺 。 四.機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 4.1 鉆鉸 8 絲孔 的工序尺寸 由 表 2-28 課 查 得 ， 精 鉸 余 量 Z=0.2mm， 加 工 等 級 為 IT8， 公 差 為 0.015 鉆 孔 余 量 為 Z 鉆 =4.8mm， 加 工 等 級 為 IT12， 公 差 為 0.15。 鉆鉸 8 孔加工工序的加工余量 項目 內容 精度等級 工序尺寸 粗糙度 工序余量 公差 鉆 IT12 7.8 12.5 4.8 0.15 8 絲孔 鉸 IT8 8 3.2 0.2 0.015 主軸轉速的確定 4.1.1.鉆 5 絲孔，以 25 軸線為基準。 刀 具 ： 鉆 頭 直 徑 為 7.8mm 的 高 速 鋼 鉆 頭 ， 絲 錐 直 徑 為 8mm 。 機 床 ： CA6140 XIII 4.2.2 鉆孔工步 背 刀 吃 量 p 的 選 擇 粗 加 工 時 根 據(jù) 加 工 余 量 和 工 藝 系 統(tǒng) 剛 度 確 定 p=7.8mm。 進 給 量 的 確 定 由 表 5-22， 選 取 該 工 步 得 進 量 f=0.1mm/r。 切 削 速 度 的 計 算 由 表 5-31， 按 工 件 材 料 為 鑄 鐵 的 條 件 選 取 ， 切 削 速 度 v=20m/min 選 取 。 由 公 式 n=1000v/ d 可 求 得 該 工 序 鉆 頭 鉆 速 n=1326r/min,參 照 表 4-9 所 列 CA6140 得 主 軸 轉 速 ， 取 轉 速 n=1360r/min。 再 將 此 轉 速 代 入 公 式 v=n d/1000=20.5m/min。 4.3時間定額的計算： 工 序 6： 鉆 8 絲 孔 鉆 孔 工 步 根 據(jù) 表 5-51， 鉆 孔 的 基 本 時 間 可 由 公 式 求12t=/()/Lfnlfn 得 。 , ;f=0.1mm/r;n=1360r/min。0;cot/2(1).4rlmlDk2l 則 該 工 步 的 基 本 時 間 t=(22+2.4+2)/0.1mm/r x 1360r/min=10.8s 攻 絲 孔 工 步 根 據(jù) 表 5-41， 鉸 孔 基 本 時 間 可 由 公 式 t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn, LP=(D-d)/2*tankr, kr=15， l1=1mm， f=1mm/r， n=195r/min 則 該 工 步 的 基 本 時 間 t=20s。 輔 助 時 間 的 計 算 tf 輔 助 時 間 tf 基 本 時 間 t 之 間 的 關 系 為 tf=（ 0.15-0.2） t 鉆 孔 輔 助 時 間 tf=0.210.8=2.2s 鉸 孔 輔 助 時 間 tf=0.220=4s 4.4 其它時間計算 除 了 作 業(yè) 時 間 以 外 ， 每 道 工 序 的 單 件 時 間 還 包 括 布 置 工 作 時 間 、 休 息 與 生 理 需 要 時 間 和 準 備 與 終 結 時 間 。 由 于 該 設 計 的 生 產(chǎn) 類 型 為 大 批 量 生 產(chǎn) ， 分 攤 到 每 個 工 件 上 的 準 備 與 終 結 時 間 甚 微 ， 可 忽 略 不 計 。 布 置 工 作 地 時 間 tb 是 作 業(yè) 時 間 的 2%-7%， 休 息 與 生 理 時 間 tx 是 作 業(yè) 時 間 的 2%-4%， 本 設 計 均 取 3%， 則 工 序 的 其 他 時 間 （ tb +tx） 可 按 關 系 式 （ 3%+3%） （ tf+t） 計 算 。 XIV 工 序 6 的 其 他 時 間 ： tb +tx=6%（ 10.8s+20s+4s） =2s 單 件 計 算 時 間 td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s 。 五、夾具設計 為 了 提 高 勞 動 生 產(chǎn) 率 ， 保 證 加 工 質 量 ， 降 低 勞 動 強 度 ， 需 要 設 計 專 用 夾 具 。 并 設 計 工 序 7鉆 6 通 孔 的 夾 具 。 本 夾 具 將 用 于 Z525 立 式 鉆 床 ， 刀 具 為 高 速 鋼 麻 花 鉆 。 5.1夾具選擇 夾 具 是 一 種 能 夠 使 工 件 按 一 定 的 技 術 要 求 準 確 定 位 和 牢 固 夾 緊 的 工 藝 裝 備 ， 它 廣 泛 地 運 用 于 機 械 加 工 ， 檢 測 和 裝 配 等 整 個 工 藝 過 程 中 。 在 現(xiàn) 代 化 的 機 械 和 儀 器 的 制 造 業(yè) 中 ， 提 高 加 工 精 度 和 生 產(chǎn) 率 ， 降 低 制 造 成 本 ， 一 直 都 是 生 產(chǎn) 廠 家 所 追 求 的 目 標 。 正 確 地 設 計 并 合 理 的 使 用 夾 具 ， 是 保 證 加 工 質 量 和 提 高 生 產(chǎn) 率 ， 從 而 降 低 生 產(chǎn) 成 本 的 重 要 技 術 環(huán) 節(jié) 之 一 。 同 時 也 擴 大 各 種 機 床 使 用 范 圍 必 不 可 少 重 要 手 段 。 XV 5.1.1問題的提出 本 夾 具 主 要 用 來 鉆 6 孔 ， 該 孔 為 通 孔 ， 沒 有 技 術 要 求 ， 在 本 工 序 加 工 時 還 應 考 慮 如 何 提 高 勞 動 生 產(chǎn) 率 ， 降 低 勞 動 強 度 ， 而 其 位 置 尺 寸 為 自 由 公 差 ， 精 度 不 是 主 要 問 題 。 5.1.2夾具設計 1、 定 位 基 準 選 擇 由 零 件 圖 可 知 ， 4 6 孔 ， 沒 有 技 術 要 求 ， 為 使 定 位 誤 差 為 零 ， 應 該 選 擇 軸 線 為 定 位 基 準 保 證 該 角 度 。 為 了 提 高 加 工 效 率 ， 現(xiàn) 決 定 采 用 手 動 夾 緊 工 件 快 換 裝 置 ， 2、 切 削 力 及 夾 緊 力 計 算 刀 具 ： 硬 質 合 金 麻 花 鉆 ， d=5.8mm。 由 實 際 加 工 的 經(jīng) 驗 可 知 ,鉆 削 時 的 主 要 切 削 力 為 鉆 頭 的 切 削 方 向 , 即 垂 直 于 工 作 臺 ,查 切 削 手 冊 表 2.3， 切 削 力 計 算 公 式 為 ： FkfdCF yZf0 其 中 ： ， ， ， ， d=5.8mm。 ，41.7.02.0f ， 與 加 工 材 料 有 關 ,取 0.94； 與 刀 具 刃 磨 形 狀 有kkhxMFMkxF 關 ,取 1.33； 與 刀 具 磨 鈍 標 準 有 關 ,取 1.0， 則 ：F N208.47521 XVI 5.2、定位誤差分析 （ 1） 定 位 元 件 尺 寸 及 公 差 的 確 定 。 夾 具 的 主 要 定 位 元 件 為 六 個 定 位 銷 ， 這 六 個 定 位 銷 的 尺 寸 與 公 差 規(guī) 定 為 與 本 零 件 在 工 作 時 與 其 相 匹 配 軸 的 尺 寸 與 公 差 相 同 ， 。 此 外 ， 這 六 定 位 銷 共 同 保 證 加 工 孔 ， （ 2） 計 算 鉆 套 中 心 線 與 工 作 臺 的 垂 直 度 誤 差 。 鉆 套 外 徑 36 與 襯 套 孔 25 的 最 大 間 隙 為 ：06.)1.(05.max ： 則 鉆 套 中 心 與 工 作 臺 平 面 的 垂 直 度 誤 差 為 ： 0.026- 0.005=0.021。 （ 3） 計 算 定 位 銷 軸 與 工 作 臺 的 平 行 度 誤 差 。 定 位 銷 軸 與 夾 具 體 孔 的 最 大 間 隙 為 ：034.max 夾 具 體 孔 的 長 度 為 14mm， 則 上 述 間 隙 引 起 的 最 大 平 行 度 誤 差 為 ： 0.034/14， 即 0.24/100。 5.3、夾具設計及操作的簡要說明 如 前 所 述 ， 在 設 計 夾 具 時 ， 應 該 考 慮 提 高 勞 動 生 產(chǎn) 率 。 為 此 ， 設 計 采 用 了 快 換 裝 置 。 拆 卸 時 ， 松 開 夾 緊 螺 母 12 扣 ， 拔 下 開 口 墊 圈 ， 實 現(xiàn) 工 件 的 快 換 。 攻 螺 紋 時 ， 松 開 壓 緊 螺 母 即 可 替 換 可 換 鉆 套 ， 進 行 攻 螺 紋 加 工 。 十 字 軸 零 件 圖 : XVII 六.參考文獻 1、 趙 家 奇 ,機 械 制 造 工 藝 學 課 程 設 計 指 導 書 (2 版 ),機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2006 年 . 2、 曾 志 新 ,呂 明 主 編 ,機 械 制 造 技 術 基 礎 ,:武 漢 理 工 大 學 出 版 社 , 2001 年 . 3、 李 益 明 主 編 ,機 械 制 造 工 藝 設 計 簡 明 手 冊 ,機 械 工 業(yè) 出 版 社 , 1993 年 . XVIII 4、 肖 詩 綱 主 編 ,切 削 用 量 手 冊 ,機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,1993 年 . 5、 金 屬 切 削 機 床 夾 具 設 計 手 冊 .上 海 柴 油 機 廠 工 藝 設 備 研 究 所 編 ,機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1987 年 .