萬向節(jié)十字軸工藝規(guī)程設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,萬向節(jié),十字,工藝,規(guī)程,設(shè)計,cad,圖紙,說明書,仿單 機電及自動化學院 《機械制造工藝學》 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：萬向節(jié)十字軸工藝規(guī)程設(shè)計 姓 名 學 號 專 業(yè) 屆 別 指導(dǎo)老師 前言 機械制造工藝學課程設(shè)計是我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)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(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)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。 在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達到以下目的： 1、能熟練的運用《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。 2、復(fù)習課程設(shè)計過程相關(guān)知識：CAD、Proe、機械制造工藝學、機械制圖等等，加深對專業(yè)知識的理解。 3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)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(shù)基礎(chǔ)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(yīng)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(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學習大好基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 一、設(shè)計的任務(wù) 本次《機械制造工藝學》課程設(shè)計我拿到的題目是“萬向節(jié)十字軸工藝規(guī)程設(shè)計”。材料為18CrMnTi，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，其他要求及零件參數(shù)見十字軸二維零件圖，要求設(shè)計該十字軸的機械加工工藝規(guī)程，具體要求內(nèi)容為： （1）分析、了解產(chǎn)品性能、用途； （2）了解制造規(guī)模、方式，生產(chǎn)條件 （3）制訂制造方案； （4）編寫工藝（主要任務(wù)）； （5）設(shè)計工裝（可以在其他課程設(shè)計中進行）。 （6）寫機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計報告。 （7）所有設(shè)計資料文擋拷貝電子版一份上交。 二、零件的分析 （1）、零件作用 萬向節(jié)十字軸是萬向節(jié)典型結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零件，起傳遞動力的作用，承受較大載荷，故毛坯采用強度和韌性都較好的18GrMnTi。 （2）、零件的工藝分析 以毛坯四個軸頸為粗基準的加工表面 以四個軸頸為基準的加工軸向中心孔和銑軸端面的安排，這是因為四個軸頸是重要加工表面，這樣做可保證它們的加工余量均勻，并防止加工余量不夠而導(dǎo)致廢品產(chǎn)生，同時這也符合便于裝卡的原則。 以軸向中心孔為精基準的加工表面 加工表面：四軸外圓，軸頸是最重要的加工表面，由于十字軸的剛性較差，毛坯的圓柱度誤差很容易反映到工件上來，造成工件的圓柱度誤差，四軸的圓柱度誤差允許值為0.007，要求較高，故軸頸安排了粗車，半精車，磨削，這樣毛坯誤差復(fù)映到工件的誤差就明顯減小，從而保證了零件的加工精度。 此外，為了減小磨削力引起的變形，選用切削性能較好的白剛玉粒度號為46的較軟砂輪。 以軸頸為精加工基準的加工表面 磨四周端面，因為四個軸端面的對稱度要求比較高，所以最終安排一道軸頸為精基準的磨削加工。 三、工藝規(guī)程設(shè)計 3.1、確定毛坯的制造形式 零件材料為20GrMnTi，考慮到零件在工作過程中承受經(jīng)常性的交變載荷，因此選用鍛件，從而使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件可靠工作。此外考慮到生產(chǎn)性質(zhì)為大批大量，所以采用效率和精度等級都比較高的模鍛成型加工工藝。 3.2、基面的選擇 基面選擇在工藝規(guī)程設(shè)計中占有很重要的位置，關(guān)系到能否保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。基面選擇合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高; 否則，最直接的后果是無法保證加工質(zhì)量，造成零件大批報廢，浪費原材料和勞動力以及能源，降低生產(chǎn)效率。 1.粗基準的選擇 考慮到四個軸頸外圓是重要加工表面，一方面因為要保證重要加工表面的加工余量均勻，并防止加工余量不夠而導(dǎo)致廢品產(chǎn)生，因一方面選擇外圓面作為粗基準定位可以比較穩(wěn)定，符合便于裝卡的原則，保證加工表面余量合理分配的原則，所以選擇毛坯外圓為粗基準銑軸端面比較合理。 2.精基準的選擇 以中心孔作為加工外圓的精基準，以外圓作為加工四軸端面的精基準。符合互為基準的原則。 3.3、制定工藝路線 1、工序路線方案一 工序1 粗車四軸端面 工序2 半精車四軸端面 工序3 鉆四軸徑向中心孔 工序4 粗銑側(cè)面 工序5 鉆側(cè)面孔，攻螺紋，锪錐面 工序6 粗車四軸外圓 工序7 半精車四軸外圓 工序8 精車四軸外圓 工序9 鉆四軸軸向孔 工序10 滲碳淬火處理 工序11 磨四軸外圓 工序12 最終檢查 2、工序路線方案二 工序1 粗銑四軸端面 工序2 鉆四軸軸向中心孔 工序3 粗車四軸外圓 工序4 半精車四軸外圓 工序5 半精銑四軸端面 工序6 鉆四軸軸向孔 工序7 粗銑側(cè)面 工序8 鉆側(cè)面孔，攻螺紋，锪錐面 工序9 滲碳淬火處理 工序10 磨四軸外圓 工序11 磨四軸端面 工序12 最終檢查 3、最終方案 方案一車削兩次浪費工時，增加了工人的勞動量，不利于提高效率，縮減成本；此外端面的中心孔以及螺紋孔為非工作表面，因此安排在粗加工之后，熱處理之前加工進行，這樣可以提高重要加工表面的加工精度，減小不重要表面對它們的影響；方案一還有一個不足就是，四軸外圓也屬于重要加工表面，熱處理以后，它的尺寸和形狀都要發(fā)生改變從而影響精度，方案二中去掉了方案一中的精加工四軸外圓，而是在熱處理之后加了一道磨削外圓的工序，這樣就可以很好地保證四軸外圓的加工精度，減小廢品率，提高生產(chǎn)效率，根據(jù)上述原因，選擇方案二作為最終萬向節(jié)十字軸加工工藝路線。方案二通過對外圓以四軸中心孔為基準的粗車和半精車，以及磨削使外圓達到所需的精度。 3.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定 結(jié)合萬向節(jié)十字軸尺寸及查閱《機械加工工藝設(shè)計員手冊》等資料得到相關(guān)數(shù)據(jù)可計算得到加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如表1： 表1 萬向節(jié)十字軸加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸等參數(shù)表 加工面最終尺寸 粗糙度 單邊、直徑余量 工序尺寸 毛坯尺寸 108 Ra1.25 3 粗銑→109.7 112.7 1.5 半精銑→108.2 0.2 精磨→108 25 Ra0.63 2 粗車→26.5 28.5 1.3 半精車→25.12 0.12 精磨→25 25.5 Ra6.3 2 粗車→26.5 28.5 據(jù)此可得到毛坯尺寸，故可得毛坯圖形如下圖 3.5、確定切削用量 根據(jù)工件尺寸和相關(guān)要求，并參考《實用機械加工工藝手冊》等資料，可得工件尺寸和切屑深度的選擇為： 粗銑每齒進給量為af=0.12mm，半精銑每轉(zhuǎn)進給量為f=0.6mm/r； 精磨四軸外圓時，進給量為0.0035mm/r，精磨四軸端面時，進給量為0.0045mm/r。 鉆孔進給量和速度：Φ4為進給量為0.12mm/r；;Φ13進給量為0.25mm/r; 锪錐面進給量為0.2 mm/r。 攻絲進給量為1.26 mm/r， 3.6、基本工時的確定 工序1 粗銑四軸端面 1、工件材料:20CrMnTi，σ=1018Mpa，模鍛。 加工要求：粗銑銑四軸端面兩向?qū)γ娉叽缬?12.7至兩端面尺寸為109.7mm,各端面距中心平面距離為54.85mm。 機床：臥式銑床X5025AS 刀具：YT15圓柱形銑刀，齒數(shù)Z=6，依據(jù)手冊，由切削深度，以及加工類型，選用粗齒。 2、計算切削用量 根據(jù)刀具材料以及加工類型，依據(jù)《機械工藝簡明手冊》查表， 粗銑時每齒的進給量 af=0.12mm 刀具每轉(zhuǎn)進給量為 f=af *z=0.12*6=0.72mm 切削速度為： 查手冊Cv=134，qv=0.65，Xv=0.18，yv=0.28，uv=0.32，Pv=0.23，m=0.5，刀具壽命T=180min 代入數(shù)據(jù)得： =144m/min 采用硬質(zhì)合金圓柱銑刀，d =50mm，Z=6，則 轉(zhuǎn)速： 由機床說明書 n= 切削速度 3、計算基本時間 查手冊得到 切入切出行程 總行程為 本工序為相同的四個工步 工序2 鉆四軸中心孔 工序3 粗車四軸外圓 1、加工條件及加工要求 加工要求：粗車四軸外圓由Φ28.5到Φ26.5， 機床：臥式車床C620-1 刀具：YT5外圓車刀，由于σ=1018Mpa，加工材料為結(jié)構(gòu)鋼，選用前角25°，系統(tǒng)剛性足夠，切削深度不大應(yīng)選用較小主偏角，依據(jù)手冊主偏角范圍10°～15°，由于取較小主偏角可以提高刀具壽命，因此選擇10°，根據(jù)前角大小，以及加工類型（粗車），查的相應(yīng)的α=8°，刀桿尺寸為。 2、計算切削用量 根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為 αP=1mm 工件直徑靠近20mm，刀具材料為硬質(zhì)合金，背吃刀量1.58mm，有工藝手冊查表得 ， 通過查表法確定切削速速，根據(jù)縱車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上得出的切削標準，選出對應(yīng)的切削速度為 Vc= 轉(zhuǎn)速為 ， 由機床說明書取轉(zhuǎn)速為 n=1800r/min 切削速度 3、計算基本時間 查手冊得切入量、切出量 總切削量 本工序為四個相同工步 工序4 半精車四軸外圓 1、加工條件及加工要求 加工要求：半精車四軸外圓由Φ26.5mm至Φ25.12mm 機床：臥式車床C620-1 刀具：YT15外圓車刀，由于σ=1018Mpa，加工材料為結(jié)構(gòu)鋼，查表得前角范圍12°～15°，由于工件硬度低，前角需大一點，因此選用前角=15°，，，刀桿尺寸為，刀尖半徑取。 2、計算切削用量 根據(jù)切削尺寸及加工要求 αP=0.69mm。 按表面粗糙度選取切削用量：根據(jù)刀具的相關(guān)參數(shù)，并選擇有利于下步磨削最終達到最終的加工要求的表面粗糙度，查的進給量為 f=0.25mm/r 用查表法確定切削速度，依據(jù)表加工工藝手冊（硬質(zhì)合金外圓縱車削的切削速度） Vc=258m/min 根據(jù)機床說明書，取 n=3200r/min， 切削速度 3、計算基本時間 查手冊得切入量、切出量 總切削量 本工序為四個相同工步 工序5 半精銑四軸端面 工件材料:20CrMnTi，σ=1018Mpa，模鍛。 加工要求：半精銑端面兩向?qū)γ娉叽缬?09.7mm至兩端面尺寸為108.2mm,各端面距中心平面距離為54.1mm. 機床：臥式銑床X5025AS 刀具：YT15圓柱銑刀，齒數(shù)Z=6，依據(jù)手冊，由切削深度，以及加工類型，選用粗齒。刀具每轉(zhuǎn)進給量為 f= 0.6mm/r 切削速度為： 查手冊Cv=134，qv=0.65，Xv=0.18，yv=0.28，uv=0.32，Pv=0.23，m=0.5，刀具壽命T=180min 代入數(shù)據(jù)得： =164m/min 采用硬質(zhì)合金圓柱銑刀，d =50mm，Z=6，則轉(zhuǎn)速： 由機床說明書，取 n=1180r/min 切削速度 3、計算基本時間 查手冊得到切入切出行程 總行程為 本工序為相同的四個工步 工序6 鉆四軸軸向孔 為了盡量保證Φ4mm和Φ13mm同軸，采用一次裝卡，連續(xù)加工的方法，這也有利于節(jié)約工時，提高生產(chǎn)效率，減小工人勞動強度。先加工Φ13mm的孔，后加工Φ4mm的孔，這樣可以減小加工Φ4mm孔的走刀距離和加工時受的阻力，從而減小加工誤差。由于這些孔的加工精度較低，因此只進行粗加工就可以滿足要求，以下就對切削用量作具體的闡述。 1、加工條件及加工要求 工件材料:20CrMnTi，σ=1018Mpa，模鍛。 加工要求：鉆軸向中心孔，孔Φ13mm，深孔Φ4mm。 機床：搖臂鉆床 刀具：中心鉆 ，直柄長麻花鉆 Φ4mm，L=119mm,L1=78mm，直柄短麻花鉆Φ13mm L=102mm,L1=51mm。 2、計算切削用量 根據(jù)刀具材料以及加工類型, 依據(jù)σ=1018Mpa<0.748Gpa ,d=13mm ,d=4mm ，由《機械工藝簡明手冊》查表得加工Φ13mm孔的進給量以及切削速度 分別為 f=0.25mm/r Vc=21.4m/min 計算得 n=513r/min 查表的機床取 n=530r/min 切削速度 加工Φ4mm孔的進給量以及切削速度分別為 f=0.12mm/r Vc=19.8m/min， 轉(zhuǎn)速計算結(jié)果與Φ4mm為了簡化加工過程采用與加工Φ13mm孔一樣的轉(zhuǎn)速 n=530r/min 3、計算基本時間 加工各軸兩孔的走刀長度、進給量、轉(zhuǎn)速分別為 L1=1.2mm L2=55mm, f1=0.25mm/r f2=0.12mm/r 基本時間 工序7 粗銑側(cè)面 1、工件材料:20CrMnTi，σ=1018Mpa，模鍛。 加工要求：粗銑側(cè)面，側(cè)面距離中心的尺寸24mm加工到23.6mm 機床：臥式銑床X5025AS 刀具：直柄立銑刀，d=16mm，齒數(shù)為3，粗齒。 2、計算切削用量 根據(jù)刀具材料以及加工類型，依據(jù)《機械工藝簡明手冊》查表， 粗銑時每齒的進給量 af=0.08mm 刀具每轉(zhuǎn)進給量為 f=af *z=0.08*3=0.24mm 切削速度為： 查手冊Cv=134，qv=0.65，Xv=0.18，yv=0.28，uv=0.32，Pv=0.23，m=0.5，刀具壽命T=90min 代入數(shù)據(jù)得： =76.8m/min 轉(zhuǎn)速： 由機床說明書 n=1500r/min 切削速度 3、計算基本時間 查手冊得到 切入切出行程 總行程為 本工序為相同的四個工步 工序8 鉆側(cè)面孔，攻螺紋，锪錐面 1、 加工條件及加工要求: 鉆Φ7mm 的孔，深度為32mm；攻螺紋M8-7H。 機床：立式鉆床Z518。 刀具：Φ7mm麻花鉆L=74mm，L1=34mm，M8絲錐；。 確定切削用量: 鉆孔 由材料σ=1018Mpa<0.748Gpa，查手冊 f=0.15mm/r 依據(jù)鉆直徑以及進給量查表確定 Vc=20.2m/min 計算轉(zhuǎn)速 車床為無極轉(zhuǎn)速因此轉(zhuǎn)速不需修正。 攻螺紋 查表取 f=1.26mm/r 切削速度計算公式： 查表確定各系數(shù)：，推薦耐用度t=90min 計算轉(zhuǎn)速 2、 計算基本時間 加工各步的走刀長度、進給量、轉(zhuǎn)速分別為 L1=32mm L2=10mm f1=0.15mm/r f2=1.26mm/r 計算時間 工序9 滲碳淬火 滲碳深度嚴格控制為0.8～1.3，淬火硬度為HRC58～64，軸頸端部硬度不低于HRC55，心部硬度HRC28～45。 工序10 精磨四軸外圓 1、加工條件及加工要求 加工要求：磨削外圓由Φ25.12mm至Φ25。 機床：外圓磨床MQ1320。 磨輪：由手冊（磨輪的選擇）確定砂輪材料為白剛玉，粒度為46，粘結(jié)劑為陶瓷的平型砂輪，砂輪直徑d=400mm,寬度b=50mm。 2、確定切削用量 由加工要求 αP=0.06mm。 由于加工類型是直接精磨，且粗糙度為，查手冊， 進給量 =0.0035mm/r 工件回轉(zhuǎn)圓周速度 Vc=32m/min 計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床 n=400r/min 計算速度 3、計算基本時間 工序11 精磨四軸端面 1、 加工條件及加工要求 加工要求：磨削端面由108.2mm到108mm。 機床：平面磨床MQ1320 磨輪：由手冊（磨輪的選擇）確定砂輪材料為白剛玉，粒度為46，粘結(jié)劑為陶瓷的平型砂輪，砂輪直徑d=400mm,寬度b=50mm。 2、確定切削用量 由加工要求 αP=0.1mm 由于加工類型是直接精磨，且粗糙度為1.25，查手冊， 進給量 =0.0045mm/r 工件的回轉(zhuǎn)速度 Vc=16m/min 計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床 n=210r/min 計算速度 3、計算基本時間 工序12 最終檢查 3.7、計算工序時間和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡介 確定工序時間，把基本加工時間適當寬放，得到工序時間。通常較大批量加工可以把基本加工時間寬放20%，即乘以1.2，可以看做工序時間。 為了提高生產(chǎn)率，必須盡量減少時間定額，由于此處加工工藝已確定，故不能再減少基本時間，應(yīng)從以下三方面著手來減少時間定額以提高生產(chǎn)效率： （1）減少輔助時間和輔助時間與基本時間重疊； （2）減少布置工作地點時間； （3）減少準備于終結(jié)時間。 3.8、工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析 在工藝規(guī)程設(shè)計最后一般還應(yīng)該對所設(shè)計工藝方案進行比較與技術(shù)經(jīng)濟分析，主要評價指標為零件（或工序）的全年工藝成本Sn和單個零件（或單個工序）的工藝成本Sd，其計算公式分別如下： Sn=VN+Cn Sd=V+CnN 式中V為每件零件的可變費用（元/件），N為零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），Cn為全年不變費用（元）。本文未就對所設(shè)計工藝方案進行工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析。 總結(jié) 通過這次課程設(shè)計，使我進一步地了解了所學過的理論知識及具體運用了這些知識。此次課程設(shè)計是我們從大學畢業(yè)生走向未來工作重要的一步。 通過這次課程設(shè)計，深深體會到做任何事都必須耐心而細致。在設(shè)計過程中，許多計算、查表及工藝參數(shù)的確定，曾一度使我遇到許多的難題，但經(jīng)過知道老師的耐心指導(dǎo)，我學到了很多，通過這次課程設(shè)計，把以前淡忘的一些知識，和設(shè)計方法又逐漸的回想起來，并且進一步的加深了印象。通過這次畢業(yè)設(shè)計，不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負責，一絲不茍的良好習慣 本次設(shè)計也暴露了我們不少的缺點和問題：對于所學知識還沒有做到仔細、認真消化，許多方面還是只有一個大概的認識，沒有深入探討，對實際事物沒有深刻得了解，沒有做到理論聯(lián)系實際，沒有達到對所學的知識熟練運用的水平。這也從一個側(cè)面反映出我們設(shè)計經(jīng)驗不足，思維不夠開拓，不夠靈活。從而我得出一個結(jié)論：無論是現(xiàn)在還是以后走上工作崗位，還是再深造，都應(yīng)該虛心向老師和前輩們學習，從而不斷完善自我，提高自我水平。 總之,通過這次課程設(shè)計使我受益匪淺，為我今后的學習與工作大下了一個堅實而良好的基礎(chǔ)。在此，衷心的感謝指導(dǎo)老師的幫助。 參考文獻 1、《機械制造工藝學課程設(shè)計指導(dǎo)書》 趙家齊 主編 哈爾濱工業(yè)大學機械制造工藝及自動化教研室 1981 2、《實用機械加工手冊》 馬賢智 主編 遼寧科學技術(shù)出版社 2002 3、《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編 機械工業(yè)出版社 1991 4、《機械加工工藝員手冊》 陳宏鈞 主編 機械工業(yè)出版社 2009 5.、《機械制造工藝學》 王先睦 主編 機械工業(yè)出版社2006 6、《金屬切削與刀具實用技術(shù)》 劉杰華編著 國防工業(yè)出版社 2005 7、《機械制造基礎(chǔ)標準應(yīng)用手冊》 汪愷 主編機械工業(yè)出版社1997 8、《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 李益明 主編 哈爾濱工業(yè)大學 1994 20