十字轴 机械加工工艺规程及夹具课程设计(内带CAD图纸）.zip

机械制造工艺学 课 程 设 计 说 明 书 设计题目： 十字轴零件的机械加工工艺规程及典型夹具设 计（年度生产纲领为 8000 件） 机械制造工艺学课程设计任务书 题目： 十字轴零件的机械加工工艺规程 及典型夹具设计（年产量为 8000 件） 内容： 1. 零件图 1 张 4# 2. 毛坯图 1 张 4# 3. 机械加工工艺过程综合卡片 1 张 4# 4. 夹具装配图 1 张 2# 5. 夹具零件图 1 张 1# 6. 课程设计说明书 1 份 摘 要 这 次 设 计 的 是 十 字 轴 机 械 加 工 工 艺 规 程 及 工 艺 装 备 设 计 ， 包 括 零 件 图 、 毛 坯 图 、 装 配 图 各 一 张 ， 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 和 与 工 序 卡 片 各 一 张 。 首 先 我 们 要 熟 悉 零 件 和 了 解 其 作 用 ， 它 位 于 车 床 变 速 机 构 中 ， 主 要 起 换 档 作 用 。 然 后 ， 根 据 零 件 的 性 质 和 零 件 图 上 各 端 面 的 粗 糙 度 确 定 毛 坯 的 尺 寸 和 械 加 工 余 量 。 最 后 拟 定 拨 差 的 工 艺 路 线 图 ， 制 定 该 工 件 的 夹 紧 方 案 ， 画 出 夹 具 装 配 图 。 就 我 个 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 过 这 次 课 程 设 计 ， 了 解 并 认 识 一 般 机 器 零 件 的 生 产 工 艺 过 程 ， 巩 固 和 加 深 已 学 过 的 技 术 基 础 课 和 专 业 课 的 知 识 ， 理 论 联 系 实 际 ， 从 中 锻 炼 自 己 分 析 问 题 、 解 决 问 题 的 能 力 ， 为 今 后 的 工 作 打 下 一 个 良 好 的 基 础 ， 并 且 为 后 续 课 程 的 学 习 打 好 基 础 。 一、零件的工艺分析 零件的材料为 20GrMoTi， 需要模锻， 模锻性能优良， 工 艺较复杂 ，但尺寸精确，加工余量少，为此以下是十字轴需要加工 的表面以及加工表面之间的位置要求： 1、 四处 Φ25 外圆及四个 Φ8、Φ4 的内孔、 2、右端面 Φ50×60°内孔及 M8 丝孔。 3、Φ25 外圆的同轴度为 0.007，位置度为 Φ0.02，两端的对称 度均为 0.05. 由上面分析可知，可以先上四爪卡盘粗车，然后上弯板采用专 用夹具压紧、找正进行加工，并且保证形位公差精度要求。 并且 此 零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加 工工艺均可保证。 二.机械加工工艺设计 1、确定生产类型 已知此 十字轴零件的生产纲领为 5000 件/ 年，零件的质量是 083Kg/个，查参考书可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步 确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以 通用设备为主。 2、确定毛坯 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。 三、工艺规程设计 1 选择定位基准： （1）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铣轴端 面比较合理。 （2）.精基准的选择 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。 2 表面加工方法的确定 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及 加工方法所能达到的经济精度，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。选择 零件的加工方法及工艺路线方案如下： 十字轴零件加工方案 加工项目 粗糙度 加工方案 Φ25 外圆 0.63 粗车-半精车 左右端面 1.25 粗 车 Φ25 外圆 0.63 粗车-半精车 上下端面 1.25 粗 车 Φ 23、孔 5 钻---铰 内螺纹 M8 5 攻螺纹 Φ 6 孔 20 钻 Φ8 孔 20 钻 3 加工阶段的划分 在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用 精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；首先 φ25 圆面作 为粗基准粗车右端面及 φ25，然后以此圆轴线及端面为精基准加工 其他面和孔。在采用小弯板加工 另一部分，以保证其形位公差之要 求。 选用工序集中原则安排十字轴的加工工序。该零件的生产类型 为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产 率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅 助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种 加工表面之间的相对位置精度要求。 4 工序顺序的安排 机械加工工序 （1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——φ25 外圆轴 线及端面 。 （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工 序。 （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面 （4）遵循“先面后孔”原则，先加工外圆面、端面，再加工孔，确 定工艺路 5 确定工艺路线 根据以上资料确定加工工艺路线，作出机械加工工艺过程综合 卡片和工序卡（见附录） 。 加工设备和工艺设备 1 机床的选择：采用 CA6140 普通车床、钻床。磨床 2 选择夹具：该零件的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹 具。 3 选择量具：采用塞规.双用游标卡尺。 6 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 根据资料书可查的加工余量和工序尺寸及公差，作出工序卡片 （见附录） 。现在以加工 Φ6 丝孔为例介绍加工余量及加工时间的确 定。 6.1 钻 Φ6 丝孔，以 φ25 轴线为基准。 刀 具 ： 钻 头 直 径 为 7.8mm 的 高 速 钢 钻 头 ， 丝 锥 直 径 为 8mm 。 机床：CA6140 6.2 钻孔工步 ⑴ 背 刀 吃 量 а p 的 选 择 粗 加 工 时 根 据 加 工 余 量 和 工 艺 系 统 刚 度 确 定 а p=7.8mm。 ⑵ 进 给 量 的 确 定 由 表 5-22， 选 取 该 工 步 得 进 量 f=0.1mm/r。 ⑶ 切 削 速 度 的 计 算 由 表 5-31， 按 工 件 材 料 为 铸 铁 的 条 件 选 取 ， 切 削 速 度 v=20m/min 选 取 。 由 公 式 n=1000v/ d 可 求 得 该 工 序 钻 头 钻 速 n=1326r/min,参 照 表 4-9 所 列 CA6140 得 主 轴 转 速 ， 取 转 速 n=1360r/min。 再 将 此 转 速 代 入 公 式 v=n d/1000=20.5m/min。 6.3 时间定额的计算： 工 序 6： 钻 Φ 8 丝 孔 钻 孔 工 步 根 据 表 钻 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式 求 得 。12t=/()/Lfnlfn , ;f=0.1mm/r;n=1360r/min。10;cot/2(1).4rlmlDk2l 则 该 工 步 的 基 本 时 间 t=(22+2.4+2)/0.1mm/r x 1360r/min=10.8s 攻 丝 孔 工 步 根 据 表 铰 孔 基 本 时 间 可 由 公 式 t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn, LP=(D-d)/2*tankr, kr=15°， l1=1mm， f=1mm/r， n=195r/min 则 该 工 步 的 基 本 时 间 t=20s。 辅 助 时 间 的 计 算 tf 辅 助 时 间 tf 基 本 时 间 t 之 间 的 关 系 为 tf=（ 0.15-0.2） t 钻 孔 辅 助 时 间 tf=0.2×10.8=2.2s 铰 孔 辅 助 时 间 tf=0.2×20=4s 6.4 其它时间计算 除 了 作 业 时 间 以 外 ， 每 道 工 序 的 单 件 时 间 还 包 括 布 置 工 作 时 间 、 休 息 与 生 理 需 要 时 间 和 准 备 与 终 结 时 间 。 由 于 该 设 计 的 生 产 类 型 为 大 批 量 生 产 ， 分 摊 到 每 个 工 件 上 的 准 备 与 终 结 时 间 甚 微 ， 可 忽 略 不 计 。 布 置 工 作 地 时 间 tb 是 作 业 时 间 的 2%- 7%， 休 息 与 生 理 时 间 tx 是 作 业 时 间 的 2%-4%， 本 设 计 均 取 3%， 则 工 序 的 其 他 时 间 （ tb +tx） 可 按 关 系 式 （ 3%+3%） ×（ tf+t） 计 算 。 工 序 6 的 其 他 时 间 ： tb +tx=6%×（ 10.8s+20s+4s） =2s 单件计算时间 td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s。 四、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，需要设 计专用夹具。并设计工序——钻 φ6 通孔的夹具。本夹具将用于 Z525 立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。 4.1 夹具选择 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧 的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过 程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率， 降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合 理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本 的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要 手段。 4.2 问题的提出 本夹具主要用来钻 6 孔，该孔为通孔，没有技术要求，在本工 序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置 尺寸为自由公差，精度不是主要问题。 4.3 夹具设计 1、定位基准选择 由零件图可知，4×φ6 孔 ，没有技术要求，为使定位误差为 零，应该选择轴线为定位基准保证该角度。 为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置。 2、切削力及夹紧力计算 刀具：硬质合金麻花钻，d=5.8mm。 由实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即 垂直于工作台,查《切削手册》切削力计算公式为： FkfdCFyZf0 其中： 41， 2.， 75.0， ，d=5.8mm。 2.0f，kkhFxMF ， M与加工材料有关,取 0.94； kxF与刀具刃磨形状 有关,取 1.33； 与刀具磨钝标准有关,取 1.0，则： N1082508.4172 4.4 定位误差分析 （1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为六个 定位销，这六个定位销的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其 相匹配轴的尺寸与公差相同， 。此外，这六定位销共同保证加工孔 ， （2）计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。 钻套外径 36 与衬套孔 25 的最大间隙为：026.)1.(05.max ：则钻套中心与工作台平面的垂直度误差为：0.026- 0.005=0.021。 （3）计算定位销轴与工作台的平行度误差。 定位销轴与夹具体孔的最大间隙为： 034.1.035.max 夹具体孔的长度为 14mm，则上述间隙引起的最大平行度误差为： 0.034/14，即 0.24/100。 4.5 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此， 设计采用了快换装置。拆卸时，松开夹紧螺母 1~2 扣，实现工件的 快换。 五、小结 为期两周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我在 老师的指导下，取得了可喜的成绩，在此对老师致以衷心的谢意！ 课程设计作为《机械制造技术基础》课程的重要环节，使理论 与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感 性认识。 本次课程设计主要经历了三个阶段：第一阶段是零件分析，第 二阶段是机械加工工艺规程设计，第三阶段是专用夹具设计。第一 阶段我们运用了几何尺寸，公差配合等知识；第二阶段我们运用了 基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的 知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计 等方面的知识。 通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺 文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查相关手册、选 择使用工艺装备。 总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解 决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解 决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。 由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请批阅老师批评 指正！ 参考文献 1 赵家齐主编 .机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社， 2002 2 邹青主编 .机械制造技术基础课程设计指导教程.北京：机械工业出版社， 2007 3 东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具 设计手册.上海：上海科学技术出版社， 1990 4 艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册 .北京：机械工业出版社，1994 5 孙堃，王文才．机械制造工艺学课程设计指南．长春：吉林工业大学， 1997 6 马贤智主编．实用机械加工手册．沈阳：辽宁科学技术出版社，2002 7 李益民主编．机械制造工艺设计简明手册．北京：机械工业出版社,2002 8 (美)Hiram E.Grant.夹具—非标准夹紧装置.北京：机械工业出版社，1985 武汉职业技术学院 毕 业 设 计 题 目：十字轴零件的机械加工工艺规程编制和 专用夹具设计 班 级：机制 09303 姓 名： 汪 亮 指导教师： 张绪祥 完成日期： 2011.12 课程设计任务书 一、设计题目 十 字 轴 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 编 制 和 专 用 夹 具 设 计 二、原始资料 （ 1） 被 加 工 零 件 的 零 件 图 1 张 (2) 生 产 类 型 :中 批 或 大 批 生 产 三、上交材料 (1) 被 加 工 工 件 的 零 件 图 1 张 (2) 工 件 的 毛 坯 图 1 张 (3) 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 1 张 (4) 与 所 设 计 夹 具 对 应 那 道 工 序 的 工 序 卡 片 1 张 (5) 夹 具 装 配 图 1 张 (6) 夹 具 体 图 1 张 (7) 课 程 设 计 说 明 书 1 份 说 明 书 主 要 包 括 以 下 内 容 （ 章 节 ） ① 目 录 ② 摘 要 ③ 零 件 工 艺 性 分 析 ④ 机 械 加 工 工 艺 规 程 设 计 ⑤ 指 定 工 序 的 专 用 机 床 夹 具 设 计 ⑥ 方 案 综 合 评 价 与 结 论 ⑦ 体 会 与 展 望 ⑧ 参 考 文 献 ⑨ 附 图 表 （ 零 件 图 ,毛 坯 图 ,夹 具 图 ,工 艺 卡 ,工 序 卡 ） 四、进度安排(参考) (1) 熟 悉 零 件 ,画 零 件 图 2 天 (2) 选 择 工 艺 方 案 ,确 定 工 艺 路 线 ,填 写 工 艺 过 程 综 合 卡 片 5 天 (3) 工 艺 装 备 设 计 (画 夹 具 装 配 图 及 夹 具 体 图 ) 9 天 (4) 编 写 说 明 书 3 天 摘 要 这 次 设 计 的 是 十 字 轴 机 械 加 工 工 艺 规 程 及 工 艺 装 备 设 计 ， 包 括 零 件 图 、 毛 坯 图 、 装 配 图 各 一 张 ， 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 和 与 工 序 卡 片 各 一 张 。 首 先 我 们 要 熟 悉 零 件 和 了 解 其 作 用 ， 它 位 于 车 床 变 速 机 构 中 ， 主 要 起 换 档 作 用 。 然 后 ， 根 据 零 件 的 性 质 和 零 件 图 上 各 端 面 的 粗 糙 度 确 定 毛 坯 的 尺 寸 和 械 加 工 余 量 。 最 后 拟 定 拨 差 的 工 艺 路 线 图 ， 制 定 该 工 件 的 夹 紧 方 案 ， 画 出 夹 具 装 配 图 。 就 我 个 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 过 这 次 课 程 设 计 ， 了 解 并 认 识 一 般 机 器 零 件 的 生 产 工 艺 过 程 ， 巩 固 和 加 深 已 学 过 的 技 术 基 础 课 和 专 业 课 的 知 识 ， 理 论 联 系 实 际 ， 从 中 锻 炼 自 己 分 析 问 题 、 解 决 问 题 的 能 力 ， 为 今 后 的 工 作 打 下 一 个 良 好 的 基 础 ， 并 且 为 后 续 课 程 的 学 习 打 好 基 础 。 目录 一 、 零 件 的 工 艺 分 析 .1 二 .机 械 加 工 工 艺 设 计 1 1、 确 定 生 产 类 型 .1 2、 确 定 毛 坯 .2 2.1、 确 定 毛 坯 种 类 ： .2 2.2、 确 定 锻 件 加 工 余 量 及 形 状 ： .2 三 ． 工 艺 规 程 设 计 .3 3.1 选 择 定 位 基 准 .3 3.2 制 定 工 艺 路 线 .3 3.3 表 面 加 工 方 法 的 确 定 .4 3.4 加 工 阶 段 的 划 分 .5 3.5 工 序 顺 序 的 安 排 .5 3.6 确 定 工 艺 路 线 .5 四 .机 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 公 差 的 确 定 7 4.1 钻 铰 Φ 8 丝 孔 的 工 序 尺 寸 7 4.1.1.钻 Φ 5 丝 孔 ， 以 φ 25 轴 线 为 基 准 。 .7 4.2.2 钻 孔 工 步 7 4.3 时 间 定 额 的 计 算 ： .8 4.4 其 它 时 间 计 算 8 五 、 夹 具 设 计 .9 5.1 夹 具 选 择 .9 5.1.1 问 题 的 提 出 .10 5.1.2 夹 具 设 计 .10 5.2、 定 位 误 差 分 析 11 5.3、 夹 具 设 计 及 操 作 的 简 要 说 明 11 六 .参 考 文 献 .12 十字轴机械加工工艺规程及工艺装备设计 序言 机 械 制 造 工 艺 学 课 程 设 计 是 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 ， 了 解 并 认 识 一 般 机 器 零 件 的 生 产 工 艺 过 程 ， 巩 固 和 加 深 已 学 过 的 技 术 基 础 课 和 专 业 课 的 知 识 ， 理 论 联 系 实 际 ， 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 的 工 作 打 下 一 个 良 好 的 基 础 ， 并 且 为 后 续 课 程 的 学 习 大 好 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 。 一.零件的工艺分析 零 件 的 材 料 为 20GrMoTi， 需 要 模 锻 ， 模 锻 性 能 优 良 ， 工 艺 较 复 杂 ， 但 尺 寸 精 确 ， 加 工 余 量 少 ， 为 此 以 下 是 十 字 轴 需 要 加 工 的 表 面 以 及 加 工 表 面 之 间 的 位 置 要 求 ： 1、 四 处 Φ 25 外 圆 及 四 个 Φ 8、 Φ 4 的 内 孔 、 2、 右 端 面 Φ 50×60°内 孔 及 M8 丝 孔 。 3、 Φ 25 外 圆 的 同 轴 度 为 0.007， 位 置 度 为 Φ 0.02， 两 端 的 对 称 度 均 为 0.05. 由 上 面 分 析 可 知 ， 可 以 先 上 四 爪 卡 盘 粗 车 ， 然 后 上 弯 板 采 用 专 用 夹 具 压 紧 、 找 正 进 行 加 工 ， 并 且 保 证 形 位 公 差 精 度 要 求 。 并 且 此 零 件 没 有 复 杂 的 加 工 曲 面 ， 所 以 根 据 上 述 技 术 要 求 采 用 常 规 的 加 工 工 艺 均 可 保 证 。 二.机械加工工艺设计 1、确定生产类型 已 知 此 十 字 轴 零 件 的 生 产 纲 领 为 中 批 或 大 批 生 产 ， 零 件 的 质 量 是 0.83Kg/个 ， 查 《 机 械 制 造 工 艺 设 计 简 明 手 册 》 第 2 页 表 1.1-2， 可 确 定 该 拨 叉 生 产 类 型 为 中 批 或 大 批 生 产 ， 所 以 初 步 确 定 工 艺 安 排 为 ： 加 工 过 程 划 分 阶 段 ； 工 序 适 当 集 中 ； 加 工 设 备 以 通 用 设 备 为 主 ， 大 量 采 用 专 用 工 装 。 2、确定毛坯 2.1、确定毛坯种类： 零 件 结 构 又 比 较 简 单 ， 生 产 类 型 为 中 批 生 产 ， 故 选 择 锻 模 锻 造 毛 坯 。 查 《 机 械 制 造 工 艺 设 计 简 明 手 册 》 第 41 页 表 2.2-5,选 用 铸 锻 件 尺 寸 公 差 等 级 为 CT- 10。 2.2、确定锻件加工余量及形状： 查 《 机 械 制 造 工 艺 设 计 简 明 手 册 》 第 41 页 表 2.2-5， 选 用 加 工 余 量 为 MA-H 级 ， 并 查 表 2.2-4 确 定 各 个 加 工 面 的 锻 件 机 械 加 工 余 量 ， 如 下 表 所 示 ： 简 图 加工 面代 号 基 本 尺 寸 加工 余量 等级 加工 余量 说 明 a 25 H 2 双侧加工 b 25 H 双侧加工 c 25 H 5 双侧加 工 d 25 H 5 双侧加 工 三、工艺规程设计 3.1 选择定位基准： 1 粗 基 准 的 选 择 :作 为 粗 基 准 的 表 面 应 平 整 ， 没 有 飞 边 、 毛 刺 或 其 他 表 面 缺 欠 。 该 工 件 选 择 φ 25 外 圆 面 和 左 端 面 作 为 粗 基 准 。 采 用 左 端 面 作 粗 基 准 加 工 右 端 面 ， 可 以 为 后 续 工 序 准 备 好 精 基 准 2 精 基 准 的 选 择 ： 考 虑 要 保 证 零 件 的 加 工 精 度 和 装 夹 准 确 方 便 ， 依 据 “基 准 重 合 ”原 则 和 “基 准 统 一 ” 原 则 ， 以 粗 加 工 后 φ 25 的 轴 线 为 主 要 的 定 位 精 基 准 ， 采 用 小 弯 板 为 辅 助 的 定 位 精 基 准 。 3.2 制定工艺路线: 生 产 过 程 是 指 将 原 材 料 转 变 为 成 品 的 全 过 程 。 它 包 括 原 材 料 的 准 备 、 运 输 和 保 存 ， 生 产 的 准 备 ， 毛 坯 的 制 造 ， 毛 坯 经 过 加 工 、 热 处 理 而 成 为 零 件 ， 零 件 、 部 件 经 装 配 成 为 产 品 ， 机 械 的 质 量 检 查 及 其 运 行 试 验 、 调 试 ， 机 械 的 油 漆 与 包 装 等 。 工 艺 过 程 是 指 在 生 产 过 程 中 ， 通 过 改 变 生 产 对 象 的 形 状 、 相 互 位 置 和 性 质 等 ， 使 其 成 为 成 品 或 半 成 品 的 过 程 。 机 械 产 品 的 工 艺 过 程 又 可 分 为 铸 造 、 锻 造 、 冲 压 、 焊 接 、 机 械 加 工 、 热 处 理 、 装 配 、 涂 装 等 工 艺 过 程 。 其 中 与 原 材 料 变 为 成 品 直 接 有 关 的 过 程 ， 称 为 直 接 生 产 过 程 ， 是 生 产 过 程 的 主 要 部 分 。 而 与 原 材 料 变 为 产 品 间 接 有 关 的 过 程 ， 如 生 产 准 备 、 运 输 、 保 管 、 机 床 与 工 艺 装 备 的 维 修 等 ， 称 为 辅 助 生 由 于 零 件 加 工 表 面 的 多 样 性 、 生 产 设 备 和 加 工 手 段 的 加 工 范 围 的 局 限 性 、 零 件 精 度 要 求 及 产 量 的 不 同 ， 通 常 零 件 的 加 工 过 程 是 由 若 干 个 顺 次 排 列 的 工 序 组 成 的 。 工 序 是 加 工 过 程 的 基 本 组 成 单 元 。 每 一 个 工 序 又 可 分 为 一 个 或 若 干 个 安 装 、 工 位 、 工 步 或 走 刀 。 毛 坯 依 次 通 过 这 些 工 序 而 变 成 零 件 。 工 序 工 序 是 一 个 或 一 组 工 人 ， 在 相 同 的 工 作 地 对 同 一 个 或 同 时 对 几 个 工 件 连 续 完 成 的 那 一 部 分 工 艺 过 程 。 工 序 是 组 成 工 艺 过 程 的 基 本 单 元 ， 也 是 生 产 计 划 、 成 本 核 算 的 基 本 单 元 。 一 个 零 件 的 加 工 过 程 需 要 包 括 哪 些 工 序 ， 由 被 加 工 零 件 的 复 杂 程 度 、 加 工 精 度 要 求 及 其 产 量 等 因 素 决 定 3.3 表面加工方法的确定 根 据 零 件 的 几 何 形 状 、 尺 寸 精 度 及 位 置 精 度 等 技 术 要 求 ， 以 及 加 工 方 法 所 能 达 到 的 经 济 精 度 ， 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 。 查 《 机 械 制 造 课 程 设 计 指 导 书 》 10 页 表 1-6、 1-7、 1- 8， 选 择 零 件 的 加 工 方 法 及 工 艺 路 线 方 案 如 下 ： 十字轴零件加工方案 加工项目 尺寸公差等 级 粗糙度 加工方案 备注 Φ25 外圆 IT8 6.3 粗车-半精车 表 1-6 左右端面 IT10 12.5 粗 车 表 1-6 Φ25 外圆 IT8 6.3 粗车-半精车 表 1-8 上下端面 IT10 12.5 粗 车 表 1-7 Φ 23、 孔 IT9 3.2 钻---铰 表 1- 7、 内螺纹 M8 IT6 3.2 攻螺纹 表 1-10 Φ 4 孔 IT12 12.5 钻 表 1-7 Φ8 孔 IT12 12.5 钻 表 1-7 3.4 加工阶段的划分 在 粗 加 工 阶 段 。 首 先 将 精 基 准 准 备 好 ， 使 后 续 工 序 都 可 以 采 用 精 基 准 定 位 加 工 ， 保 证 其 他 加 工 表 面 的 精 度 要 求 ； 首 先 φ 25 圆 面 作 为 粗 基 准 粗 车 右 端 面 及 φ 25， 然 后 以 此 圆 轴 线 及 端 面 为 精 基 准 加 工 其 他 面 和 孔 。 在 采 用 小 弯 板 加 工 另 一 部 分 ， 以 保 证 其 形 位 公 差 之 要 求 。 选 用 工 序 集 中 原 则 安 排 十 字 轴 的 加 工 工 序 。 该 零 件 的 生 产 类 型 为 大 批 生 产 ， 可 以 采 用 万 能 型 机 床 配 以 专 用 工 、 夹 具 ， 以 提 高 生 产 率 ； 而 且 运 用 工 序 集 中 原 则 使 工 件 的 装 夹 次 数 少 ， 不 但 可 以 缩 短 辅 助 时 间 ， 而 且 由 于 与 一 次 装 夹 中 加 工 了 许 多 表 面 ， 有 利 于 保 证 各 种 加 工 表 面 之 间 的 相 对 位 置 精 度 要 求 。 3.5 工序顺序的安排 机 械 加 工 工 序 （ 1） 遵 循 “先 基 准 后 其 他 ”原 则 ， 首 先 加 工 基 准 ——φ 25 外 圆 轴 线 及 端 面 。 （ 2） 遵 循 “先 粗 后 精 ”原 则 ， 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 后 安 排 精 加 工 工 序 。 （ 3） 遵 循 “先 主 后 次 ”原 则 ， 先 加 工 主 要 表 面 （ 4） 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 则 ， 先 加 工 外 圆 面 、 端 面 ， 再 加 工 孔 ， 确 定 工 艺 路 3.6 确定工艺路线 粗定工艺路线： 工序号 工序名称 机床装 备 刀具 量具 1 粗-半精车 φ25 两处 车床 车刀 游标卡尺 2 粗车左右端面 车床 车刀 游标卡尺 3 粗-半精车 φ25 两处 车床 车刀 游标卡尺 4 粗车上下端面 车床 车刀 游标卡尺 5 钻铰 φ8 丝孔 φ23×60°内孔， 车床 钻头铰刀 塞规.卡尺 6 攻螺纹 M8 车床 丝锥 塞规.卡尺 7 钻 φ4、φ8 孔 钻床 钻头锥度铰 刀 游标卡尺 8 中检 游标卡尺 10 热处理 淬火机 等 12 终检 塞规、百分 表、卡尺等 加 工 设 备 和 工 艺 设 备 1 机 床 的 选 择 ： 采 用 CA6140 普 通 车 床 、 钻 床 。 磨 床 2 选 择 夹 具 ： 该 零 件 的 生 产 纲 领 为 中 批 或 大 批 生 产 ， 所 以 采 用 专 用 夹 具 。 3 选 择 量 具 ： 采 用 塞 规 .双 用 游 标 卡 尺 。 （ 详 细 的 加 工 工 艺 路 线 ， 见 附 图 表 的 工 艺 卡 ） 四.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 4.1 钻铰 φ8 丝孔 的工序尺寸 由 表 2-28 课 查 得 ， 精 铰 余 量 Z=0.2mm， 加 工 等 级 为 IT8， 公 差 为 0.015 钻 孔 余 量 为 Z 钻 =4.8mm， 加 工 等 级 为 IT12， 公 差 为 0.15。 钻铰 φ8 孔加工工序的加工余量 项目 内容 精度等级 工序尺寸 粗糙度 工序余量 公差 钻 IT12 Φ7.8 12.5 4.8 0.15 Φ8 丝孔 铰 IT8 Φ8 3.2 0.2 0.015 主轴转速的确定 4.1.1.钻 Φ5 丝孔，以 φ25 轴线为基准。 刀 具 ： 钻 头 直 径 为 7.8mm 的 高 速 钢 钻 头 ， 丝 锥 直 径 为 8mm 。 机 床 ： CA6140 4.2.2 钻孔工步 ⑴ 背 刀 吃 量 а p 的 选 择 粗 加 工 时 根 据 加 工 余 量 和 工 艺 系 统 刚 度 确 定 а p=7.8mm。 ⑵ 进 给 量 的 确 定 由 表 5-22， 选 取 该 工 步 得 进 量 f=0.1mm/r。 ⑶ 切 削 速 度 的 计 算 由 表 5-31， 按 工 件 材 料 为 铸 铁 的 条 件 选 取 ， 切 削 速 度 v=20m/min 选 取 。 由 公 式 n=1000v/ d 可 求 得 该 工 序 钻 头 钻 速 n=1326r/min,参 照 表 4-9 所 列 CA6140 得 主 轴 转 速 ， 取 转 速 n=1360r/min。 再 将 此 转 速 代 入 公 式 v=n d/1000=20.5m/min。 4.3 时间定额的计算： 工 序 6： 钻 Φ 8 丝 孔 钻 孔 工 步 根 据 表 5-51， 钻 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式 求 得 。12t=/()/Lfnlfn , ;f=0.1mm/r;n=1360r/mi0;cot()2.4rlmDkl n。 则 该 工 步 的 基 本 时 间 t=(22+2.4+2)/0.1mm/r x 1360r/min=10.8s 攻 丝 孔 工 步 根 据 表 5-41， 铰 孔 基 本 时 间 可 由 公 式 t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn, LP=(D-d)/2*tankr, kr=15°， l1=1mm， f=1mm/r， n=195r/min 则 该 工 步 的 基 本 时 间 t=20s。 辅 助 时 间 的 计 算 tf 辅 助 时 间 tf 基 本 时 间 t 之 间 的 关 系 为 tf=（ 0.15-0.2） t 钻 孔 辅 助 时 间 tf=0.2×10.8=2.2s 铰 孔 辅 助 时 间 tf=0.2×20=4s 4.4 其它时间计算 除 了 作 业 时 间 以 外 ， 每 道 工 序 的 单 件 时 间 还 包 括 布 置 工 作 时 间 、 休 息 与 生 理 需 要 时 间 和 准 备 与 终 结 时 间 。 由 于 该 设 计 的 生 产 类 型 为 大 批 量 生 产 ， 分 摊 到 每 个 工 件 上 的 准 备 与 终 结 时 间 甚 微 ， 可 忽 略 不 计 。 布 置 工 作 地 时 间 tb 是 作 业 时 间 的 2%-7%， 休 息 与 生 理 时 间 tx 是 作 业 时 间 的 2%-4%， 本 设 计 均 取 3%， 则 工 序 的 其 他 时 间 （ tb +tx） 可 按 关 系 式 （ 3%+3%） ×（ tf+t） 计 算 。 工 序 6 的 其 他 时 间 ： tb +tx=6%×（ 10.8s+20s+4s） =2s 单 件 计 算 时 间 td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s 。 五、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 设 计 专 用 夹 具 。 并 设 计 工 序 7——钻 φ 6 通 孔 的 夹 具 。 本 夹 具 将 用 于 Z525 立 式 钻 床 ， 刀 具 为 高 速 钢 麻 花 钻 。 5.1 夹具选择 夹 具 是 一 种 能 够 使 工 件 按 一 定 的 技 术 要 求 准 确 定 位 和 牢 固 夹 紧 的 工 艺 装 备 ， 它 广 泛 地 运 用 于 机 械 加 工 ， 检 测 和 装 配 等 整 个 工 艺 过 程 中 。 在 现 代 化 的 机 械 和 仪 器 的 制 造 业 中 ， 提 高 加 工 精 度 和 生 产 率 ， 降 低 制 造 成 本 ， 一 直 都 是 生 产 厂 家 所 追 求 的 目 标 。 正 确 地 设 计 并 合 理 的 使 用 夹 具 ， 是 保 证 加 工 质 量 和 提 高 生 产 率 ， 从 而 降 低 生 产 成 本 的 重 要 技 术 环 节 之 一 。 同 时 也 扩 大 各 种 机 床 使 用 范 围 必 不 可 少 重 要 手 段 。 5.1.1 问题的提出 本 夹 具 主 要 用 来 钻 6 孔 ， 该 孔 为 通 孔 ， 没 有 技 术 要 求 ， 在 本 工 序 加 工 时 还 应 考 虑 如 何 提 高 劳 动 生 产 率 ， 降 低 劳 动 强 度 ， 而 其 位 置 尺 寸 为 自 由 公 差 ， 精 度 不 是 主