设计十字轴的机械加工工艺规程及工艺装备（大批量生产）.doc

机械制造工艺学
课程设计说明书
设计题目: 设计十字轴的机械加工工艺规程及工艺装备(大批量生产)
设计者
学号
指导教师
机械电子专业
目录
一、设计的目的: 1
二、零件的分析 1
三、工艺规程设计 3
四、夹具设计 12
五、小结 13
六、参考文献 14
一、设计的目的:
机械制造工艺学课程设计,是在学完《机械制造技术基础》原理课程,经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节;在老师的指导下,要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程,并且独立完成的一项工程基本训练。同时,也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的:
1、能熟练的运用《机械制造技术基础》的知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。
2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具(或量具)的训练,提高结构设计的能力。
3、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。
二、零件的分析
(一)、零件作用
十字轴是万向节典型结构的关键零件,起传递动力的作用,承受较大载荷,故毛坯采用强度和韧性都较好的20GrMnTi。
(二)、零件的工艺分析
以毛坯四个轴颈为粗基准的加工表面
以四个轴颈为基准的加工轴向中心孔和铣轴端面的安排,这是因为四个轴颈是重要加工表面,这样做可保证它们的加工余量均匀,并防止加工余量不够而导致废品产生,同时这也符合便于装卡的原则。
为了避免多次装卡,引起误差以及造成工时的损耗,故采用一次装卡同时加工Ø8和Ø6,为了减小钻孔走刀长度,先加工Ø8的孔钻中心孔注意尽量保证处于同一轴线的中心孔有较好的同轴度,这样便于四轴颈加工,而且夹紧力不宜过大,防止产生变形。
以轴向中心孔为精基准的加工表面
这一组加工表面包括:轴颈,径向中心孔(钻孔,攻丝,),
轴颈是最重要的加工表面,由于十字轴的刚性较差,毛坯的圆柱度误差很容易反映到工件上来,造成工件的圆柱度误差,,要求较高,故轴颈安排了粗车,半精车,磨削,这样毛坯误差复映到工件的误差就明显减小,从而保证了零件的加工精度。
此外,为了减小磨削力引起的变形,选用切削性能较好的白刚玉粒度号为46的较软砂轮。
以轴颈为精加工基准的加工表面
磨四周端面,四个轴端面的对称度要求比较高故最终安排一道轴颈为精基准的磨削加工。
三、工艺规程设计
(一)、确定毛坯的制造形式
零件材料为20GrMnTi,考虑到零件在工作过程中承受经常性的交变载荷,因此选用锻件,从而使金属纤维尽量不被切断,保证零件可靠工作。此外考虑到生产性质为大批大量,所以采用效率和精度等级都比较高的模锻成型加工工艺。
(二)、基面的选择
基面选择在工艺规程设计中占有很重要的位置,关系到能否保证加工质量和生产效率。基面选择合理可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高; 否则,最直接的后果是无法保证加工质量,造成零件大批报废,浪费原材料和劳动力以及能源,降低生产效率。

考虑到端面对两对轴线的位置度要求,而且四个轴颈外圆是重要加工表面,这样做可保证重要加工表面的加工余量均匀,并防止加工余量不够而导致废品产生,同时选择外圆面作为粗基准定位比较稳定,符合便于装卡的原则,所以选择毛坯外圆为粗基准铣轴端面比较合理。

以中心孔作为加工外圆的精基准,以外圆作为加工四轴端面的精基准。
(三)、制定工艺路线。
1、工序路线方案一
工序1 粗车四轴端面
工序2半精车四轴端面
工序3 钻四轴径向中心孔,攻螺纹,锪锥面
工序4钻端面中心孔,锪锥面
工序5粗车四轴外圆
工序6 半精车四轴外圆
工序7精车四轴外圆
工序8 渗碳淬火处理
工序9 磨四轴外圆
工序10 最终检查
2、工序路线方案二
工序1 铣四轴端面
工序2钻四轴轴向中心孔,锪锥面
工序3车四轴外圆
工序4 半精车四轴外圆
工序5 钻端面中心孔,攻螺纹,锪锥面
工序6 渗碳淬火处理
工序7磨四轴外圆
工序8磨四轴端面
工序9最终检查
3、最终方案
方案一车削两次浪费工时,增加了工人的劳动量,不利于提高效率,缩减成本;此外端面的中心孔以及螺纹孔为非工作表面,因此安排在粗加工之后,热处理之前加工进行,这样可以提高重要加工表面的加工精度,减小不重要表面对它们的影响;方案一还有一个不足就是,四轴外圆也属于重要加工表面,热处理以后,它的尺寸和形状都要发生改变从而影响精度,方案二中去掉了方案一中的精加工四轴外圆,而是在热处理之后加了一道磨削外圆的工序,这样就