机械制造技术课程设计十字轴的工艺规程及钻中心孔夹具设计【】

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1、设计说明书题目：十字轴的工艺及钻中心孔夹具设计摘 要本设计是十字轴零件的工艺规程及器其具设计。从零件的结构外型分析，它的外型复杂，且不易加工，因此该零件选用是铸造件。它的主要加工面是孔、端面，在加工中由于加工精度要求比较低，所以只是采用粗加工就可以，所以将其加工划分为粗加工和半精加工阶段，以保证加工精度。在本设计中，先以一个面加工出一个基准面，然后，再以该基准面加工相应的孔。在后面的工序中，均以该孔为定位基准，加工中间轴轴承支架的两侧平面，孔。在整个加工过程中，分别采用了铣床、车床，钻床和镗床。并设计了铣侧面、钻孔和车外圆的专用夹具，并对它们的定位都采用了两V型块定位，一挡销来辅助定位。由于该

2、零件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。因此，夹紧方式都采用手动夹紧，它的夹紧简单，机构的设计更为方便，满足夹紧要求。关键词：十字轴零件，加工工艺，专用夹具，定位， 夹紧。全套图纸，加153893706- 1 -ABSTRACT This design is a parts processing and special fixture designs of intermed shaft supporting bracket. Parts from the appearance of the structure, its appearance complex and difficult process

3、, so the selection of parts is casting. The parts are cast parts. In the processing, it is easier to ensure the processing accuracy of plane than the hole. So the parts main planes are hole, two blades of the Plectrum and groove. Therefore, in the design, it adopts the principle of plane first and h

4、ole second and divides the hole and planes working into extensive and intensive processing stages so as to ensure the accuracy. In this design, firstly, it uses the plane to work a datum; secondly, it uses the datum to work according hole. And in the latter process of working, it also takes hole as

5、the poisoning base and works the two bales of Plectrum, hole, bottom plane, groove and inclined plane. In the entire machining process, it uses separately the milling machine, driller and boring machine. And the design aspect of milling, boring and milling ducts special fixture. They also have adopt

6、ed the positioning of a two marketing positioning. According to the requirement, it designs the special fixture. For the size of parts is not very big, it doesnt require strong clamping force. Therefore, methods of clamping are manual clamping; that is because it is simple and the design is more con

7、venient to meet the requirements of clamping. Keywords Plectrum：intermed shaft supporting bracket；Processing；Special Fixture；Positioning；Clamping。目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择 32.3制定工艺路线 52.4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 9三 夹具设计 113.1问题的提出113.2定位基准的选择113

8、.3切削力及夹紧力计算123.4定位误差分析133.5夹具设计及操作简要说明14总 结15致 谢16参考文献 17序 言机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此

9、，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义这次设计在我们学完大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在进行毕业设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次毕业设计之后，我得到一次在毕业工作前的综合性训练，使我能在以下几方面得到锻炼： 1. 运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生

10、产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2. 提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。3. 学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后都的工作打下一个良好的基础。由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！一、 零件的

11、分析1.1 零件的作用十字轴零件的的作用，待查1.2 零件的工艺分析十字轴有二组加工面他们有位置度要求。这二组加工面的分别为1，以外圆为基准的加工面，这组加工面包括各个端面和内孔2：以外圆为基准的加工面，这组加工面钻孔、攻丝、锪孔二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式45刚的可锻性好，因此可用锻造的方法因为是成批生产，采用模锻的方法生产锻件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择：对十字轴这样的零件来说，选

12、择好粗基准是至关重要。以零件的上端的不加工平面作为粗基准。因为下字轴为回转类零件，回转类零件通常以外圆面为定位粗基准。精基准的选择：我们选择以加工外圆面为定位精基准。2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一1锻造锻造2退火退火处理3铣铣90上下端面4铣铣4个轴端面5钻钻4个中心孔6车粗车58所在孔系7车粗车4个轴外圆8铣铣4个轴上的槽9车精车58所在孔系10车精车4个轴外圆11钳工去毛刺12检验检验13入库入库方案二：1锻造锻造2退火退火处理3铣铣90上下端面4铣铣

13、4个轴端面5钻钻4个中心孔6车粗车58所在孔系7车粗车4个轴外圆8铣铣4个轴上的槽9钳工去毛刺10检验检验11入库入库方案一和方案二的区别在于方案一多了精车的工序，这样就很好地保证了工件的精度。具体的加工路线如下1锻造锻造2退火退火处理3铣铣90上下端面4铣铣4个轴端面5钻钻4个中心孔6车粗车58所在孔系7车粗车4个轴外圆8铣铣4个轴上的槽9车精车58所在孔系10车精车4个轴外圆11钳工去毛刺12检验检验13入库入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定十字轴材料为45生产类型为批量生产，采用锻造毛坯。1.不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由锻造可直接获得

14、。2.十字轴的外圆面，精度要求较高，所以要进行精车，其加工余量为4mm。十字轴的端面精度要求较低，一次走到切除，余量为4mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：铣90上下端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取675当675r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：铣4个轴端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用

15、YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：钻4个中心孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻51)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=1220m/min. 取V=15m/min3)确定机床主轴转速ns= 682r/min与382r/min相近的机床转速为700r/min。现选取=700r/

16、min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.0234(min)工序：粗车58所在孔系1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min与753r/min相近的

17、机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时， t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min)工序：粗车4个轴外圆1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=104, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=30m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 382r/min与382r/mi

18、n相近的机床转速为400r/min。现选取=400r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时， t=i ;其中l=19mm; =4mm; =0mm; t=i=0.059(min)工序：铣4个轴上的槽选择刀具刀具选取高速钢立铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则8） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取375当375r/min时按机床标准选取9） 计算工时切削工时： ，则机动工时为三、 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要

19、设计专用的夹具。有老师分配的任务，我被要求设计第5道工序-钻4个中心孔夹具设计3.1问题的提出 本夹具主要用来钻4个中心孔，因为工件外圆对其他没太大的要求，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质量。3.2 定位基准的选择因为所加工的外圆为第4道工序，采用已加工好的端面定位，采用支撑钉和挡销定位，同时采用开口垫圈压紧工件。3.3切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义

20、。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 3.4 定位误差分析一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。3.5 夹具的简要操作说明如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，由于本夹具是对工件进行铣端面和打中心孔，故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求。并设法减少夹具的的占地面积，使之很方

21、便的操作和快速的切换工件。采用端面和侧面作为定位基准，使用支撑板和挡销定位即可满足要求，操作方便。夹具体也是由定位夹紧需要设计而成，工件的拆装也比较方便，总体上这套夹具方案能够满足生产要求。总 结这次设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。这次设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还

22、应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们课程设计完成的更出色的关键一步。致 谢这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一

23、些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年第 18 页 共 22 页