1、机电及自动化学院机械制造工艺学课程设计说明书设计课题： 万向节十字轴 姓 名： 学 号： 0811113059 班 级： 08 机电一班 指导老师： 完成时间： 2011.07.06 华侨大学机械制造工艺学课程设计0目 录一 设计目的 .1二 零件的分析 .12.1 零件作用 .12.2 零件加工的基准选择分析 .22.2.1 以毛坯四个轴颈为粗基准的加工表面 .22.2.2 以轴向中心孔为精基准的加工表面 .22.2.3 以轴颈为精加工基准的加工表面 .2三 工艺规程设计 .23.1 确定毛坯的制造形式 .23.2 基面的选择 .33.2.1 粗基准的选择 .33.2.2 精基准的选择 .3
2、3.3 制定工艺路线。 .43.4 机械加工余量，工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 .53.4.1 四轴外圆加工余量 .53.4.2 四轴端面加工余量 .53.5 确定切削用量及基本工时 .53.5.1 工序一 检验毛坯 .53.5.2 工序二 正火处理 .63.5.3 工序三 检验是否有损伤 .63.5.4 工序四 粗车四轴端面 .7华侨大学机械制造工艺学课程设计13.5.5 工序五 粗加工四轴外圆 .83.5.6 工序六 半精车四轴端面 .103.5.7 工序七 半精车四轴的外圆 .113.5.8 工序八 精车四轴外圆 .133.5.9 工序九 钻端面通孔 .143.5.10 工序十 钻油杯螺纹孔
3、 .153.5.11 工序十一 攻油杯螺纹孔螺纹 .163.5.12 工序十二 铣四轴端面槽 .173.5.13 工序十三 渗碳淬火 .183.5.15 工序十五 精磨四轴外圆 .193.5.16 最终检验 .20四 设计小结 .21五 参考文献 .22华侨大学机械制造工艺学课程设计0一 设计目的机械制造工艺学课程设计,是在学习机械制造工艺学理论课程以后，并经过生产实习取得一定的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知识的能力，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后做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
4、造工艺学的知识，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) 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。3) 此次课程设计增强了我们对待一个问题中存在多个不确定量而有所取，去正确处理的能力。二 零件的分析2.1 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 20Gr 并采用热模锻造的方法获得毛坯。华侨大学机械制造工艺学课程设计12.2 零件加工的基准选择分析2.2.1 以毛坯四个轴颈为粗基准的加工表面以四个
5、轴颈为基准的加工轴向中心孔和车轴端面的安排，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。2.2.2 以轴向中心孔为精基准的加工表面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，要求四轴的垂直度要求不大于0.015。由于要求较高，故轴颈安排了粗车，半精车，精车，精磨，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。2.2.3 以轴颈为精加工基准的加工表面磨四周端面，由于四个轴端
6、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。华侨大学机械制造工艺学课程设计2三 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 20Gr，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。3.2 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。3.2.1
7、粗基准的选择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粗车轴端面比较合理。3.2.2 精基准的选择以粗加工后的四个轴颈作为加工中心孔的精基准华侨大学机械制造工艺学课程设计3以中心孔作为加工四个轴颈的外圆的精基准以四个轴颈的外圆作为加工四轴端面的精基准。3.3 制定工艺路线。工序路线方案工序 1 检验毛坯工序 2 正火处理工序 3 检验是否有损伤工序 4 粗车四轴端面工序 5 粗车四轴外圆工序 6 半精车四轴端面工序
8、7 半精车四轴外圆工序 8 精车四轴外圆工序 9 钻端面通孔工序 10 钻油杯螺纹孔工序 11 攻油杯螺纹孔螺纹工序 12 精铣端面槽工序 13 渗碳调质处理工序 14 精磨四轴端面工序 15 精磨四轴外圆工序 16 最终检查华侨大学机械制造工艺学课程设计43.4 机械加工余量，工艺尺寸及毛坯尺寸的确定3.4.1 四轴外圆加工余量直径考虑其加工长度为 24mm，零件直径为 16.3mm ，与其联系的非加工表面的尺寸为 22.5mm 。由于是大批生产并且采用模锻件作为毛坯，为了降低毛坯加工难度，简化工艺路线，且零件图上的尺寸要求为 ，所以直接取外圆的毛坯的尺寸为10.52m22.5mm。3.4.
9、2 四轴端面加工余量四周端面的相对面间的零件尺寸为 mm，粗糙度为 0.08，四0.38端面对轴线应垂直，不垂直度不大于 0.015，因此选择加工余量Z=3mm 可以满足加工要求,零件复杂度为 S2，材质系数为 M1，因此毛坯尺寸的公差和上下偏差为 mm，因此加工余量为 ，毛1.406 1.406m坯尺寸为 。1.4068m终上所述毛坯的长短和宽度尺寸在 范围内是合理的，而1.4068m轴颈的尺寸为 是合理的。10.523.5 确定切削用量及基本工时3.5.1 工序一 检验毛坯1) 工序要求主要是检验毛坯是否的尺寸时候符合要求，另外零件的表面加工华侨大学机械制造工艺学课程设计5质量也是主要的检
10、验对象，不能有大的凸凹或者裂纹。2) 毛坯图3.5.2 工序二 正火处理由于毛坯的材料为 20Cr，直接加工的难度较大。所以在加工前采用正火对毛坯进行处理，降低毛坯的硬度，以提高加工质量和加工效率。3.5.3 工序三 检验是否有损伤毛坯经过正火处理的过程中由于受热不均的影响可能使得毛坯变形。原先毛坯内部的应力也有可能在受热的情况下使得工件产生裂纹，此步骤中的检验主要是检验经过正火后的零件是否满足所计算出的毛坯的尺寸要求。华侨大学机械制造工艺学课程设计63.5.4 工序四 粗车四轴端面1) 加工要求、机床和刀具的选择加工要求：粗车四轴端面由 86mm 加工到 82.4mm.机床选择：卧式车床 C
11、6201-1刀具选择：YT5 外圆车刀1) 计算切削用量根据加工尺寸确定背吃刀量为 ，工件直径靠近 20mm，0.6pam刀具材料为硬质合金，背吃刀量 0.6mm，有工艺手册查表得。通过查表法确定切削速度，并根据从车外圆的切削速度0.3/fmr表，并根据以上得出的切削标准，选出对应的切削速度为 。152/min转换成机床的转速为 ，由机床说明书取转速为1086./mincsvnrd。相应的实际切削速度为 。=180/iwnr 47/i10wdv2) 计算基本时间工件加工行程 ，切削速度 ，机床转速1.25lm.3/fmr，刀具切入行程 ，切出行程 。计算得到=180/inwnr 0al 20bl加工一个的机动时间 。此外，由于06(1.25)5.738bwt sfn本次工序有四个相同的装夹，本次工序的总机动时间。045.72.8t s
