传动轴突缘叉00(1)教材

TOC\o"1-5"\h\z序言 3一、零件的分析 4零件的作用 4零件的工艺分析 4工艺规程设计 52.1确定毛坯的制造形式 5\o"CurrentDocument"2.2基面的选择 5\o"CurrentDocument"2.3制定工艺路线 52.3.1工艺路线方案一 52.3.2工艺路线方案二 62.3.3工艺方案的比较与分析 6\o"CurrentDocument"2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 72.5确定切削用量及基本工时 9\o"CurrentDocument"夹具设计 19\o"CurrentDocument"3.1问题的提出 19\o"CurrentDocument"3.2夹具设计 193.2.1定位基准的选择 203.2.2切削力及夹紧力计算 203.2.3定位误差分析 213.2.4夹具设计及操作的简要说明 21\o"CurrentDocument"参考文献 21\o"CurrentDocument"心得体会 22序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。一、零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的突缘叉，它位于传动轴的端部。主要作用是传递扭矩，使汽车获得前进的动力。零件的两个叉头部位上有两个中39嘘的孔，用以与轴与十字轴相连，起联轴节的作用。1.2零件的工艺分析CA10B传动轴上的突缘叉共有两处加工表面，其间有一定位置要求，分述如下：以中39端为中心的加工表面这一组加工表面包括逐39壹020的孔及其倒角，尺寸为118的与两个孔中39壹020相垂直的平面，还有在平面上的4个M8螺孔。其中，主要加中表面为中39-0Z的两个孔。以中95为中心的止口表面这一组加工表面包括：中9500.107止口外圆环表面，及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求：中39*.020两孔的同圆度公差为0.01；中39-0.010两孔端面与中39-0.010两孔中心联线的垂直度公差为0.1;中39-0.010两孔中心联线与中95-0.107止口端面的平行度公差为0.2；中39-0.010两孔端面与中95-0.107止口端面基准中心的对称度为0.15.由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。二、工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反行驶，零件在汽车行驶过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为5000件，已达大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这有利提高生产率、保证加工精度。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。2.2.1粗基准的选择。根据保证加工表面加工余量合理分配的原则，如果要求保证工作某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准，现选取叉口作为粗基准，利用一圆环支承这两个叉耳作主要定位面，限制5个自由度，再以一定位销限制剩下的1个自由度，达到完全定位，然后进行铣削。2.2.2精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.3制定工艺路线制定工艺路线得出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.3.1工艺路线方案一工序一 粗铣639mm两耳孔外端面工序二 粗车中95止口三个面及其倒角工序三 钻四个孔中16mm及其倒角工序四 钻039mm两耳孔工序五 扩039mm两耳孔及倒角工序六 精车中95止口三个面及其倒角工序七 精、细镗孔中39及其倒角工序八 磨中39孔上两端面工序九 钻螺纹底孔4-M8mm工序十 攻螺纹4-M8工序^一 去毛刺工序十二清洗工序十三终检2.3.2工艺路线方案二工序一 粗、精车中95止口三个面及其倒角工序二 粗铣639mm两耳孔外端面工序三 钻四个孔中16mm及其倒角工序四 钻4个M8的螺纹孔工序五 攻螺纹4-M8工序六 钻039mm两耳孔工序七 扩039mm两耳孔及倒角工序八 精、细镗孔中39及其倒角工序九 磨中39耳孔上两端面工序十去毛刺工序^一 清洗工序十二 终检2.3.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加中39孔上两端面；而方案二则是先加工中95止口三个面及其倒角。两比较可以看出，先加工中39孔上两端面，是以止口平面的内孔及平面为定位的，能够保证工作某重要表面加工余量均匀，保证对称度、平行度要求，且定位及装夹都比较方便。再之，方案二钻螺纹孔在钻中39孔之前，很容易受到钻大孔时的作用力而变形。综合考虑以上步骤，最后的加工路线确定如下：工序一 粗铣中39两孔上两端面，以止口平面和639两孔外表面定位,选用X63卧式铣床加工。工序二 粗车中95止口三个面及其倒角，以639两孔上两端面及其V型表面和止口面定位，选用C620-1加工。工序三 钻法兰盘四个孔中16mm，选用Z535立式钻床及专用夹具加工，以止口定位。工序四 钻孔中39，以止口定位，选用选用Z535立式钻床及专用夹具加工。工序五 扩孔中39及其倒角，以止口定位，选用选用Z535立式钻床及专用夹具加工。工序六 精车中95止口三个面，以中39两孔及其外端面定位，选用C620-1加工。工序七 精、细镗孔中39及其倒角，以止口定位，选用T716A型卧式金刚镗床及专用夹具加工。工序八 磨639mm两耳孔外端面。工序九 钻叉部4个M8的螺纹底孔并倒角，选用Z535立式钻床及专用夹具加工，以止口定位。工序十 攻螺纹4-M8。工序^一去毛刺。工序十二 清洗。工序十三 终检。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA10B解放牌汽车传动轴突缘叉”，零件材料为45钢，硬度163〜196HB,毛坯重量约为2.5kg,生产类型大批量，模锻毛坯。据以上原始数据及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：中95mm止口平面的加工余量及公差查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-10中公式知,估算得锻件复杂系数S2,且零件表面粗糙度Ra为6.3,查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，可得止口的加工余量为1.7〜2.2，现取Z=2mm。则得695端面的加工余量为Z1=2+(33-31.5)=3.5mm，695止口台肩的加工余量为Z2=2+(105-95)/2=7mm，6105端面的加工余量为Z3=2+(33-29)=5mm，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-14得其极限偏差为宜mm.查《机械加工余量手册》表5-25，可得端面精加工余量为1.6mm695止口台肩粗车加工余量为7-1.6=5.4mm，695端面粗车加工余量为3.5mm，6105端面粗车加工余量为5-1.6=3.4mm。加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Ra3m)工序公差695端面粗车3.5IT1131.5500.22695止口台肩粗车5.4IT11696.6500.22精车1.6IT86956.30.0546105端面粗车3.4IT1130.6500.22精车1.6IT7296.30.054两内孔中39忧0mm(耳孔)毛坯为实心，不冲出孔，孔公差为0.027-(-0.010)=0.037mm，IT=8，两内孔精度要求界于查《机械加工余量手册》表5-17，确定工序尺寸及余量为：钻孔：中37mm 2Z=12mm

扩孔：中38.7mm 2Z=1.7mm精镗：中38.9mm 2Z=0.2mm细镗：中39壹020mm 2Z=0.1mm加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Ra(pm)工序公差CC+0.027中39-0.010钻孔25IT11中250.16钻孔12IT11中37500.16扩孔1.7IT10中38.76.30.10精镗0.2IT8中38.96.30.062细镗0.1IT7中396.30.039中39壹020二孔外端面加工余量及公差(中20,中50端面)。查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-10中公式知，估算得锻件复杂系数S2,材质系数取M1,按《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，则二孔外端面的单边加工余量为1.7-2.2,现取Z=2mm.锻件的公差，按《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-14，锻件偏差为二4mm.查《机械加工余量手册》表5-27,可得磨削余量:单边Z=0.2,磨削公差0.039mm.铣削余量:铣削的公称余量(单边)为:Z=2.0-0.2=1.8mm铣削公差：现规定本工序(粗铣)的加工精度为IT11级，因此可知本工序的加工公差为0.22mm。所以中39堂020二孔外端面加工余量及公差如下：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Ra(pm)工序公差118mm毛坯21222.0粗铣1.8IT11118.46.30.22磨削0.2IT81186.30.0392.5确定切削用量工序一：粗铣。39mm两端面加工条件工件材料：45钢加工要求：粗铳①39mm两端面，粗糙度为Ra6.3机床：X62卧式铳床（查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—8）。刀具：镶齿套式铳刀，D=80mm,d=27,L=36mm，齿数为10（查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—37）计算切削用量粗铳639mm的端面，最大的加工余量为2mm,1） 进给量：据《金属切削速查速算手册》表5—7,f=0.08mm/z〜0.15mm/z现取f-0.12mm/z2） 切削速度：确定v=39.2m/min.（《指导教材》表5—9）采用高速钢镶齿铳刀，dw=80mm，齿数为10。则气=1000v尸dw=159（r/min）现采用X62卧式铳床，根据机床使用说明书（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—39），取nw=150r/min，故实际切削速度为兀dnw兀x80x150v=1000= 1000 =37.68（m/min）当nw=150r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为fm=fzznw=0.12X10X150=180（mm/min）查（《机械制造工艺设计简明手册》表4一40），取fm=190mm/min,工序二：粗车995止口三个面及其倒角加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163〜196HBS、模锻。加工要求：粗车^95止口三个面及其倒角机床：C620-1卧式车床（查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—7）刀具：成形车刀（查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—1）刀片材料：W18Cr4V计算切削用量1）背吃刀量:由前面已知毛坯的加工余量为7艾.2mm,所以最大加余量为8.2mm,粗加工余量为5.4mm，据《指导教程》表5-2,当材料为碳钢时粗车侦$5T°mm.取。广5.9mm，一次加工。2）进给量：据《金属切削速查速算手册》表5-29，当材料为碳钢时粗车f=0.5-0.7mm/r.取f=0.7mm/r3）切削速度：按《金属切削速查速算手册》表5-37，当材料为碳钢时粗车的速度为60-75m/min,取v=72m/min.确定机床主轴转速：n=迎！=1°°°*72=218(,/min)s3.14』 3.14X1°5粗车止口的倒角由于对倒角的精度要求不高，所以只需一次走刀工序三：钻法兰盘四个孔①16mm由于对内孔的表面的精度要求很低，并且根据经济精度要求，所以可采用一次钻孔。加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163〜196HBS、模锻。加工要求：钻孔①16mm，粗糙度为Ra=50.机床：Z535机床（查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—14）。刀具：高速钢麻花钻刀具（查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—5）。计算切削用量1）进给量：根据《金属切削速查速算手册》表5-56，当碳钢的强度为°b为0.52-0.70Gpa,d°=中16mm时，f=0.12〜0.20mm/r。由于本零件在加工中16mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=（0.12〜0.20）X0.75=0.09〜0.15mm/r根据Z535机床说明书（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—16），现取f—0.11mm/r

2）切削速度：根据《指导教程》表5—22，查得切削速度u=20mm/min。所以lOOOv1000X20ns="dw=兀X16=530r/min根据机床说明书（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—15），取nw=530r/min,故实际切削速度为v==20mm/min工序四：钻939mm二耳孔。加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163〜196HBS、模锻。加工要求：钻孔612.机床：Z535机床（查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—14）。刀具：莫氏柄麻花钻钻头（查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—6）。确定进给量f:根据《金属切削速查速算手册》表5-31,根据《金属切削速查速算手册》表5-31,当钢的硬度气＜800Mpa,d0二中25mm时f=0.4-0.6mm/r.由于本零件在加工孔的时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75,则f=（0.4-0.6）X0.75=0.3-0.45（mm/r）根据机床说明书（《机械制造工艺设计简明手册》 表4.2—16,现取f=0.28mm/r.切削速度：根据《指导教程》表5-22，切削速度为：18-25m/min，取v=20m/min.所以1000v兀d1000v兀d0=254,/min根据机床说明书（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—15）,取nw=250r/min,故实际切削速度为:兀d°nw1000=19.6r/min工序五：扩939mm二耳孔及倒角。一.扩中39mm二耳孔加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163〜196HBS、模锻。加工要求：扩孔612.机床：Z535机床（查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—14）。刀具：套式扩孔钻（查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—10）。2.确定进给量f：根据《金属切削速查速算手册》表5-31,当材料为碳钢d0=?37mm时可得f=0.9-1.2mm/r.由于本零件在加工孔的时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75,则f=（0.9-1.2）X0.75=0.675-0.9（mm/r）根据机床说明书《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—16,现取f=0.9mm/r.3.切削速度：根据《指导教程》表5-24，切削速度为:v=56m/min.所以1000V1000x56n= = =482r/mins 兀d0 3.14x37根据机床说明书《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—15,取九二500r/min,故实际切削速度为：_ndn_3.14x37x500V= 1000=58.09r/min工序六：精车必5止口三个面加工条件加工要求：精车^95止口三个面工件材料：45钢，碳钢的强度为163〜196HBS、模锻。机床：C620-1卧式车床（查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—14）刀具：硬质合金车刀（查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—1）刀片材料：W18Cr4V计算切削用量1） 背吃刀量：由前面。广°3-2mm已知：精加工余量为1.6mm，据《指导教程》表5-2,当材料为碳钢时精车.取ap=0.4mm,2） 进给量：据《指导教程》表5-2,当材料为碳钢时粗车f=0.1-0.3mm/r.取f=0.2mm/r3）切削速度：按《指导教程》表5-2,当材料为碳钢时粗车的速度为60-75m/min,取v=120m/min确定机床主轴转速n=略=1000X120=364(r/min)s3.14d 3.14X105

工序七：精、细镗039mm二孔及其倒角一.精镗中39mm二孔及其倒角加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163〜196HBS、模锻。加工要求：精镗中39mm二孔.机床：T716A镗床（查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—25）。刀具：YT30镗刀（查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—20）。背吃刀量：精镗孔至中38.9mm,单边余量Z=0.1mm,一次镗去全部余量,a=0.1mm.p进给量：由《机械制造工艺设计简明手册》表4.4—5查知：取f=0.1mm/r切削速度：根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.4—6,确定金刚镗床的切削速度为v=100m/min,则1000x1000x100n—w3.14x.9—816（尸/min）由于T716A金刚镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速.6.辅助时间tf的计算辅助时间t与基本时间匕之间的关系t户（0.15〜0.2）七1,取t户0.17七1,f f..f=. ，mj_则该工序的辅助时间分别为：t=2x0.74x0.2min=0.256min所以总时间为：t=fm1+tf=0.74+0.256min=1.536min二.细镗中39mm二孔及其倒角加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163〜196HBS、模锻。加工要求：细镗中39mm二孔及其倒角.机床：T716A镗床。刀具：YT30镗刀。细镗孔至中39堂020mm.由于细镗与精镗孔共享一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及加工时均与精镗相同a=0.05mmpf—0.1mm/rn=816,/mmwv=100m/mint=0.74min工序八：磨O39mm二孔端面，保证尺寸118mm选择砂轮：见《机械制造工艺设计简明手册》表3.2-1到表3.2-11选择各表，结果为WA46KV6P350乂40乂127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46#,硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x127（DXB乂d）。切削用量的选择：见《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-32知：选择磨床为M7130型号。砂轮转速〃沙=150°r/min（见机床说明书），”砂=27,5m/s。轴向进给量fa=0.对=20mm（双行程）工件速度Vw_10m/min径向进给量fr=0.015mm/双行程工序九：钻螺纹底孔4-O8mm.加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163〜196HBS、模锻。加工要求：钻螺纹底孔4-08mm.机床：Z535机床（查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-14）。刀具：直柄麻花钻（查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-5）。计算切削用量：1） 进给量f:根据《指导教程》表5-22，当碳钢的强度为气为0.52-0.70Gpa,d0=06.7mm时，f=0.10〜0.20mm/r。由于本零件在加工06.7mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=（0.10〜0.20）X0.75=0.09〜0.15mm/r根据Z535机床说明书（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-16），现取f=0.11mm/r2） 切削速度v:根据《指导教程》表5—22，查得切削速度v=12m/min。所以lOOOv1000X12ns=兀dw=兀X6.7=570r/min根据机床说明书（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—15），取nw=530r/min,故实际切削速度为兀dn 兀x8x530v=1000= 1000