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1、机械制造技术基础 课程设计说明书题目：CA10B传动轴突缘叉的机械加工工艺规程制订与钻四孔工序专用夹具的设计姓 名：刘磊专业年级：2010级机械设计制造与其自动化2班 院 系： 职 业 教 育 学 院 指导 冯 涛 完成日期：18 / 18目 录序言3一、零件的分析41.1.零件的作用41.2.零件的工艺分析4二、工艺规程设计52.1 确定毛坯的制造形式52.2基面的选择52.3制定工艺路线52.3.1工艺路线方案一52.3.2工艺路线方案二62.3.3工艺方案的比较与分析62.4机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸的确定72.5确定切削用量与基本工时9三.夹具设计193.1问题的提出193.2夹
2、具设计193.2.1定位基准的选择203.2.2切削力与夹紧力计算203.2.3定位误差分析213.2.4夹具设计与操作的简要说明21四.参考文献21五.心得体会22序 言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以与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,为今后参加祖国的四化建设打下一个良好的基础.由于能力所限,设计尚有许多不足之
3、处,恳请各位老师给予指导.一、零件的分析11零件的作用题目所给的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的突缘叉,它位于传动轴的端部.主要作用是传递扭矩,使汽车获得前进的动力.零件的两个叉头部位上有两个39的孔,用以与轴与十字轴相连,起联轴节的作用.12零件的工艺分析CA10B传动轴上的突缘叉共有两处加工表面,其间有一定位置要求,分述如下：1.以39为中心的加工表面这一组加工表面包括：39的孔与其倒角,尺寸为118的与两个孔39相垂直的平面,还有在平面上的4个M8螺孔.其中,主要加中表面为39的两个孔. 2.以95为中心的止口表面这一组加工表面包括：95止口外圆环表面,与其上下两个端面.这两组表面有一定的
4、位置度要求：39两孔的同圆度公差为0.01；39两孔端面与39两孔中心联线的垂直度公差为0.1；39两孔中心联线与95止口端面的平行度公差为0.2；39两孔端面与95止口端面基准中心的对称度为0.15.由上面分析可知,加工时应先加工一组表面,再以这组加工后表面为基准加工另外一组.二、工艺规程设计21确定毛坯的制造形式零件材料为45钢.考虑到汽车在运行中要经常加速与正、反行驶,零件在汽车行驶过程中经常承受交变载荷与冲击性载荷,因此应该选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠.由于零件年产量为5000件,已达大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用模锻成型.这有利提高生产率、保
5、证加工精度.22基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一.基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高.否则,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行.221粗基准的选择.根据保证加工表面加工余量合理分配的原则,如果要求保证工作某重要表面加工余量均匀时,应选择该表面的毛坯面作为粗基准,现选取叉口作为粗基准,利用一圆环支承这两个叉耳作主要定位面,限制5个自由度,再以一定位销限制剩下的1个自由度,达到完全定位,然后进行铣削.222精基准的选择.主要应该考虑基准重合的问题.当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算
6、,此处不再重复. 23制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度与位置精度等技术要求能得到合理的保证,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.2.3.1工艺路线方案一工序一粗铣39mm两耳孔外端面工序二粗车95止口三个面与其倒角工序三 钻四个孔16mm与其倒角工序四 钻39mm两耳孔工序五 扩39mm两耳孔与倒角工序六精车95止口三个面与其倒角工序七精、细镗孔39与其倒角工序八磨39孔上两端面工序九钻螺纹底孔4-M8mm工序十攻螺纹4-M8工序十一去毛刺工序十二清
7、洗工序十三终检2.3.2工艺路线方案二工序一粗、精车95止口三个面与其倒角工序二粗铣39mm两耳孔外端面工序三 钻四个孔16mm与其倒角工序四 钻4个M8的螺纹孔工序五攻螺纹4-M8工序六 钻39mm两耳孔工序七 扩39mm两耳孔与倒角工序八精、细镗孔39与其倒角工序九磨39耳孔上两端面工序十去毛刺工序十一清洗工序十二终检2.3.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加39孔上两端面；而方案二则是先加工95止口三个面与其倒角.两比较可以看出,先加工39孔上两端面,是以止口平面的内孔与平面为定位的,能够保证工作某重要表面加工余量均匀,保证对称度、平行度要求,且定位与装夹都比
8、较方便.再之,方案二钻螺纹孔在钻39孔之前,很容易受到钻大孔时的作用力而变形.综合考虑以上步骤,最后的加工路线确定如下:工序一粗铣39两孔上两端面,以止口平面和39两孔外表面定位,选用X63卧式铣床加工.工序二粗车95止口三个面与其倒角, 以39两孔上两端面与其V型表面和止口面定位,选用C620-1加工.工序三 钻法兰盘四个孔16mm, 选用Z535立式钻床与专用夹具加工,以止口定位.工序四 钻孔39,以止口定位,选用选用Z535立式钻床与专用夹具加工.工序五 扩孔39与其倒角,以止口定位,选用选用Z535立式钻床与专用夹具加工.工序六精车95止口三个面,以39两孔与其外端面定位,选用C620
9、-1加工.工序七精、细镗孔39与其倒角,以止口定位,选用T716A型卧式金刚镗床与专用夹具加工.工序八磨39mm两耳孔外端面.工序九 钻叉部4个M8的螺纹底孔并倒角,选用Z535立式钻床与专用夹具加工,以止口定位.工序十攻螺纹4-M8.工序十一去毛刺.工序十二清洗.工序十三 终检.2.4机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸的确定CA10B解放牌汽车传动轴突缘叉,零件材料为45钢,硬度163196HB,毛坯重量约为2.5kg,生产类型大批量,模锻毛坯.据以上原始数据与加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸如下： 1.95mm止口平面的加工余量与公差 查机械制造工艺设计简明手册
10、表2.2-10中公式知,估算得锻件复杂系数S2,且零件表面粗糙度Ra为6.3,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-25,可得止口的加工余量为1.72.2,现取Z=2mm.则得95端面的加工余量为Z1=2+33-31.5=3.5mm,95止口台肩的加工余量为Z2=2+105-95/2=7mm,105端面的加工余量为Z3=2+33-29=5mm,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-14得其极限偏差为mm. 查机械加工余量手册表5-25,可得端面精加工余量为1.6mm95止口台肩粗车加工余量为7-1.6=5.4mm,95端面粗车加工余量为3.5mm,105端面粗车加工余量为5-1.6=3.4mm.加
11、工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序公差95端面粗车3.5IT1131.5500.2295止口台肩粗车5.4IT1196.6500.22精车1.6IT8956.30.054105端面粗车3.4IT1130.6500.22精车1.6IT7296.30.0542. 两内孔39 mm 毛坯为实心,不冲出孔,孔公差为0.027-0.010=0.037mm,IT=8,两内孔精度要求界于查机械加工余量手册表5-17,确定工序尺寸与余量为：钻孔：37mm 2Z=12mm扩孔：38.7mm 2Z=1.7mm精镗：38.9mm 2Z=0.2mm细镗：39mm 2Z=0.1mm加工表面加工内容加工
12、余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序公差39钻孔25IT11250.16钻孔12IT1137500.16扩孔1.7IT1038.76.30.10精镗0.2IT838.96.30.062细镗0.1IT7396.30.039 3.39二孔外端面加工余量与公差20,50端面.查机械制造工艺设计简明手册表2.2-10中公式知,估算得锻件复杂系数S2,材质系数取M1, 按机械制造工艺设计简明手册表2.2-25,则二孔外端面的单边加工余量为1.7-2.2,现取Z=2mm.锻件的公差,按机械制造工艺设计简明手册表2.2-14,锻件偏差为mm.查机械加工余量手册表5-27,可得磨削余量:单边Z=0.2,磨削公差0.039mm.铣削余量:铣削的公称余量为:Z=2.0-0.2=1.8mm铣削公差：现规定本工序粗铣的加工精度为IT11级,因此可知本工序的加工公差为0.22mm.所以39二孔外端面加工余量与公差如下：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序公差118mm毛坯21222.0粗铣1.8IT11118.46.30.22磨削0.2IT81186.30.0392.5确定切削用量与基本工时工序一：粗铣39mm两端面1.加工条件工件材料：45钢
