十字头零件的加工工艺规程及精车外圆工装夹具毕业设计（机械CAD图纸）

1、题目： 十字头零件的加工工艺规程及精车外圆工装夹具设计目录第一部分工艺设计说明书11.零件图工艺性分析11.1零件结构功用分析：11.2零件图纸分析：11.3主要技术条件：22.毛坯选择22.1毛坯类型22.2毛坯余量确定22.3毛坯零件合图草图23机械工艺路线确定33.1定位基准的选择：33.2加工顺序的安排：33.3加工阶段的划分说明43.4加工工序简图44.主要工序尺寸及其公差确定45.设备及其工艺装备确定56切削用量及工时定额确定5第二部分夹具设计说明书12精车外圆夹具的设计(85上偏差为-0.05下偏差为-0.15:)12第五部分设计体会14第一部分工艺设计说明书1.零件图工艺性分析

2、1.1零件结构功用分析：十字头零件是机械中常见的一种零件，它的应用范围很广。由于它们功用的不同，该类零件的结构和尺寸有着很大的差异，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为精度要求较高的孔、零件由内孔、外圆、端平等表面构成。1.2零件图纸分析：由零件图可知，该零件形状较为复杂、外形尺寸不大，可以采用铸造毛坯。由于该零件的两个20孔要求较高，它的表面质量直接影响工作状态，通常对其尺寸要求较高。一般为IT5-IT7。加工时两20孔的同轴度应该控制在0.01mm。85外圆的尺寸它直接影响孔在空间的位置，加工时可以将其加工精度降低，通过装配来提高精度。1.3主要技术条件：1.孔径精度：两20孔的孔径的尺

3、寸误差和形状误差会造的配合不良，因此对孔的要求较高，其孔的尺寸公差为IT72.主要平面的精度：由于85外圆接影响联接时的接触刚度，并且加工过程中常作为定位基面，则会影响孔的加工精度，因此须规定其加工要求。2.毛坯选择2.1毛坯类型 考虑到十字头工作时的作用，要求材料要有很高的强度，并且该零件结构较为复杂，故选用铸造毛坯材料为HT200。2.2毛坯余量确定由书机械加工工艺设计资料表1.2-10查得毛坯加工余量为2，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.4.2.3毛坯零件合图草图 3机械工艺路线确定3.1定位基准的选择：3.1.1精基准的选择：选择十字头底面与两85外圆作定位基准，因为85外圆柱面

4、，及底面是装配结合面，且十字头底面又是空间位置的设计基准，故选择十字头底面与外圆作定位基准，符合基准重合原则且装夹误差小。3.1.2粗基准的选择：以十字头上端面和十字头支撑外圆定位加工出精基准。3.2加工顺序的安排： 十字头零件主要由孔和平面构成与箱体类零件大体相同，加工顺序为先面后孔，这样可以用加工好的平面定位再来加工孔，因为轴承座孔的精度要求较高，加工难度大，先加工好平面，再以平面为精基准加工孔，这样即能为孔的加工提供稳定可靠的精基准，同时可以使孔的加工余量较为均匀3.3加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。3.4加工工序简图1、铸 铸造、清理2、热处理 时

5、效3、粗车85外圆4、粗铣上顶面5、粗,精铣底平面6、钻、攻4×M6螺纹孔7、扩20孔9、铣十字头10、粗镗65内孔11、粗镗、半精镗、精镗2-20内孔12、挖2-24环槽13、精车85外圆14、去毛刺：15、终检：4.主要工序尺寸及其公差确定85工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸铸90.55.590.51.4粗车873.512.5（IT11）87半精车85.51.56.3（IT9）85.5精车850.51.6（IT7）8520工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸铸146141.4粗镗1736.3（IT11）17半精镗19.52.53.2（IT9）19.5精镗床200.51

6、.6（IT7）200.015.设备及其工艺装备确定所用的设备有： CA6140、X62W、T618、Z4012、检验台、钳工台。夹具有：镗2-20孔专用夹具、车床专用夹具、钻2-M6底孔专用夹具、扩20孔专用夹具、刀具有：90度车刀、硬质合金铣刀、平板锉、开式自锁夹紧镗刀、5钻头、M6丝锥、20钻头、圆锉刀量具有：游标卡尺、专用塞规。6切削用量及工时定额确定粗车、半精车、精车时：（T1=T辅 T2=T机 T3=T工 T4=T休）挖24环形槽： ap=2由表5.3-1得：f=0.4m/r由表5.3-20得：v=90m/r则n=220x90/40=495 r/mm工时定额： 由表3.3-3得：操作

7、机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.2 min则T总=T1+T2+T基=2.26 min粗车85外圆时： ap=2由表3-1得：f=0.5 m/r由表5.3-20得：v=82 m/r则n=318x82/85=307 m/r工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.0

8、3+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.167 min则T总=T1+T2+T基=0.347 min半精车85外圆时：（车刀刀杆尺寸BXH取16X25）ap=1由表3-1得：f=0.4 m/r由表5.3-20得：v=100 m/r则n=318x100/85=374 m/r工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+

9、0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.34 min则T总=T1+T2+T基=0.52 min精车85外圆时：（车刀刀杆尺寸BXH取16X25）ap=0.5 由表3-1得：f=0.3 m/r由表5.3-20得：v=107 m/r则n=318x107/85=400 m/r工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.

10、04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.857 min则T总=T1+T2+T基=1.75 min铣85上顶面时：切削用量：ap=3.5由表6.3-2得：f=0.2 m/r由表6.3-21得：v=120 m/r则n=318V/D= 318 x120/85=449 m/r工时定额：由表6.4-1得：T2= lw+lf/fxn=

11、1.45 min由表3.3-7得：操作机床时间为：0.83 min由表3.3-8得：测量工件时间为：0.14 minT1=2.27min T3=51min T4= 15minT基=lz/nfap=0.5 min则T总=T1+T2+T基=68.7min：钻2-M6底孔2-5孔时；切削用量：ap=3.5由表7.3-1得：f=0.36 m/r由表7.3-11得：v=13 m/r则n=318V/D= 318 x13/5=826 m/r工时定额：T2= lw+lf/fxn=0.1 min由表3.3-9得：装夹工件时间为0.17min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.15min由表3.3-12得：

12、测量工件时间为：0.04minT1=0.76 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=62.9min粗铣、半精铣85底平面时； 粗铣时：切削用量：ap=2.5由表6.3-2得：f=0.2 m/r由表6.3-21硬质合金铣刀铣削灰铸铁时v=120 m/r则n=318V/D=763.2m/r工时定额：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=2.63 min精铣时：切削用量：ap=1由表6.3-2得：f=0.12 m/r由表6.3-21硬质合金铣刀铣削灰铸铁时v=150 m/r则n=318V/D=561m/r工时定额：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=3

13、.5 min由表3.3-7得：操作时间为0.83min由表3.3-8得：测量工件时间为：0.14minT1=2.27 min T3=51 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=80.53min：粗镗17内孔、半精镗、精镗20内孔时； 粗镗时：切削用量：ap=3由表8.2-1得：f=0.5 m/r v=80 m/r则n=318V/D=1496.5m/r工时定额：T2= lw+lf/vf=0.03 min半精镗时：切削用量：ap=2.5由表6.3-2得：f=0.2m/r v=100m/r 则n=318V/D=1630.7m/r 工时定额：T2= lw+lf/vf=0.04min精镗时

14、：切削用量：ap=0.5由表6.3-2得：f=0.15m/r v=80m/r 则n=318V/D=1590m/r 工时定额：T2= lw+lf/vf=0.07min由表3.3-1得：装夹工件时间为0.42min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.12min由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.16minT1=1.34 min T3=56min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=72.62min：攻M6螺纹孔时；切削用量：ap=2.5

15、由表7.3-1得：f=0.27 m/r由表7.3-11得：v=15 m/r则n=318V/5= 318 x15/5=954m/r工时定额：T2= lw+lf/fxn=1.5 min由表3.3-9得：装夹工件时间为0.04min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.05min由表3.3-11得：操作机床时间为：0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=62.73min：扩20孔时；切削用量：ap=2.5由表7.3-1得：f=0.27 m/r由表7.3-11得：v=15 m/r则n=318V/D= 318 x15/20=238.5m

16、/r工时定额：T2= lw+lf/fxn=1min由表3.3-9得：装夹工件时间为0.04min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.05min由表3.3-11得：操作机床时间为：0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=62.63min第二部分夹具设计说明书精车外圆夹具的设计(85上偏差为-0.05下偏差为-0.15:)问题的提出：夹具的种类很多，有通用夹具，专用夹具和组合夹具等，本夹具是用来车削粗车和半精车轴的外圆，由于本零件比较特殊，为了使定位误差为零 ，我们设计基准为轴顶尖位置，作为主要的基准。在刀具方面我们选用硬质合金

17、车刀刀具加工。确定定位方案，设计定位元件：工件上的加工为车削轴的外圆，故应按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响，所以根据轴本身的加工特点来选择定位的方式。我们选择用两边的顶尖夹紧，来实现定位加工。夹紧力计算：计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。本工序在车削加工过程中切削力为圆周切削分力，因此，在计算夹紧力时可以不计算径向切削分力和轴向切削分力。为保证夹紧可靠，应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力。即：，即：，其中，查机床夹具设计手册表1-2-1得：；1.15；，所以=2.691。查机床夹具设计手册表1-2-7得：，表1-2-

18、8得，其中，查机床夹具设计手册表1-2-1得：；，所以=1.9。所以因此，实际所需要的夹紧力为。由于两端是顶尖装夹，左顶尖直接装夹在机床尾座上，右顶尖装夹在机床主轴上，所以加紧力是满足要求的。 绘制夹具总体图如下:当上述各种元件的结构和布置确定之后，也就基本上决定了夹具体和夹具整体结构的型式。绘图时先用双点划线（细线）绘出工件，然后在各个定位面绘制出定位元件和夹紧机构，就形成了夹具体。并按要求标注夹具有关的尺寸、公差和技术要求。第五部分设计体会课程设计是对我们所学课程知识的总结。通过课程设计可以体现出我们在校期间的学习程度。从而对我们所学专业知识做出有力判断。从我们拿到零件图纸的第一天开始，我

19、们的老师就详细给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。为我们圆满的完成任务奠定了良好的基础。我们以前所接触的只是课本上的知识，对机械加工工艺只有侧面的了解。但是同过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解了我们的专业。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。在设计期间，我们第一次接触了机械加工工艺的设计，对我有了很大提高。遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我。同学之间虽然每个人

20、的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们的解决了很多难题。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中更好的发挥。 机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称十字头零件名称十字头共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸铁毛坯外形尺寸每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 序 号工 名序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备备注1铸造铸造，清理2热处理时效3车粗车85外圆保证尺寸88±0.10CA6140专用夹具、游标卡尺、车刀、4铣粗铣85顶

21、面X62W游标卡尺、硬质合金铣刀5铣粗,精铣底平面X62W游标卡尺、硬质合金铣刀6钻、攻钻、攻4×M6螺纹孔Z4012专用夹具、5钻头、M6丝锥7扩扩20孔Z4012专用夹具、游标卡尺、20钻头8铣铣十字头X62W硬质合金铣刀、游标卡尺9镗粗镗65内孔T618游标卡尺、开式自锁夹紧镗刀10镗粗镗、半精镗、精镗20内孔T618专用夹具、内径千分尺、车刀11车挖2-24环槽CA6140专用夹具、内径千分尺、车刀12车精车85外圆CA6140专用夹具、游标卡尺、车刀13去毛刺去各部分锐边毛刺钳工台平板锉14终检终检检验台上1516 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（

22、日期） 会 签（日期）韩永锋标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称十字头零件名称十字头共12页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号1粗车HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件4.51782.07工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装专用夹具00002粗车85外圆,保证尺寸如图专用夹具

23、、游标卡尺、90度车刀268591.02.510.521.26 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称十字头零件名称十字头共12页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号2铣85上平面HT-200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件1.4568.7工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装大平面

24、00002铣85上平面大平面、游标卡尺、硬质合金铣刀12721200.23.511.452.27 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称十字头零件名称十字头共12页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号3铣85下平面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床床X62W夹具编号夹具名称切削液粗铣下面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.862.9工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/mi

25、nm/minmm/rmm机动辅助1安装一面两孔定位、00002粗铣、精铣80下平面保证如图硬质合金铣刀、游标卡尺9541500.123.523.52.27 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称十字头零件名称十字头共12页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号4钻孔，攻丝HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z4120夹具编号夹具名称切削液粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件880.53工步号工 步 内 容工 艺 装

26、 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装V形块、压板00002钻2-5孔V形块、压板、5钻头681.4150.273.510.41.343攻2-M6螺纹孔M6丝锥90.8520.210.41.34 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称十字头零件名称十字头共12页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号5扩孔HT-200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z41201夹具编号夹具名称切削液一面两

27、孔夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件2.5672.62工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装专用夹具、00002扩孔2020扩孔钻397.5150.272.510.21.34 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称十字头零件名称十字头共12页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号6钻孔、攻丝HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W夹具

28、编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件2.5162.73工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装00002粗铣35x35的平面保证如图硬质合金铣刀、游标卡尺9541500.123.523.52.27 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称十字头零件名称十字头共12页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号7镗孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设备型号设备编号同

29、时加工件数镗床T618夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件3.163.93工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装V形块00002镗65孔游标卡尺、开式自锁夹紧镗刀12721000.22.510.081.34 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称十字头零件名称十字头共12页第8页车间工序号工序名称材 料 牌 号8镗孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设

30、备型号设备编号同时加工件数镗床T618夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件4.863.23工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装00002粗镗20孔游标卡尺、开式自锁夹紧镗刀1017.6800.5310.061.343精樘20孔游标卡尺、开式自锁夹紧镗刀1017.6800.150.510.141.34 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称十字头零件名称十字头共12页第9页车间工序号工序名称材 料 牌 号9挖环槽HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通车床C6140夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器