十字轴夹具课程设计说明书.doc

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辽宁工程技术大学

机 械 制 造 技 术 基 础

课 程 设 计

题 目： 十字轴机械加工工艺规程及钻Φ6孔工艺装备设计

班 级：　
姓 名：　
学 号：　
指导教师：　
完成日期：　

本人制作,绝对正确,秒杀网上的,说明书内含零件图,部分删除,购买全部(全部零件图,装配图,夹具体,工艺卡片等等)联系QQ 690943670

任 务 书
一、设计题目:十字轴机械加工工艺规程及钻Φ6孔工艺装备设计
二、原始资料
(1) 被加工零件的零件图 1张
(2) 生产类型:（中批或大批大量生产）
三、上交材料
1．所加工的零件图 1张
2．毛坯图 1张
3．编制机械加工工艺过程卡片 1套
4．编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套
5．绘制夹具装配图（A0或A1） 1张
6．绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张
7．课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字） 1份
四、进度安排
本课程设计要求在3周内完成。
1．第l～2天查资料，绘制零件图。
2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。
3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。
4．第11～13天，完成夹具装配图的绘制。
5．第14～15天，零件图的绘制。
6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。
7．第19天～21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩
五、指导教师评语
该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 ，答辩表现 。

综合评定成绩：
指导教师　　　　　　　

日　　期　　　　　　　
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机械加工余量。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。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。

Abstract
The design is cross-axis machining process planning and process equipment design, including the parts diagram, rough and assembly drawings of a mechanical machining process of each card and a card with the process. First, be familiar with the parts and understand their role, which is located lathe speed change mechanism, the major shift from the role. Then, according to the nature of parts and components of the end of the roughness on the map to determine the size and mechanical rough allowance. Finalization of poor allocation process roadmap, the development of the workpiece clamping program, draw clamp assembly drawings. Understanding and awareness of general machinery parts production process, have learned to consolidate and deepen the technical knowledge of basic courses and specialized courses

目 录
1零件的工艺分析 1
2机械加工工艺设计 1
2.1确定生产类型 1
2.2确定毛坯 1
2.2.1确定毛坯种类： 1
2.2.2确定锻件加工余量及形状 1
3工艺规程设计 2
3.1选择定位基准 2
3.2制定工艺路线 3
3.3表面加工方法的确定 3
3.4加工阶段的划分 4
3.5工序顺序的安排 5
3.6确定工艺路线 5
4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 6
4.1钻铰φ6孔的工序尺寸 6
4.1.1钻Φ6孔，以φ25轴线为基准 6
4.2加工余量计算 6
4.2.1钻孔工步 6
4.2.2粗绞工步 7
4.2.3精绞工步 7
4.3时间定额的计算 7
4.4其它时间计算 8
5夹具设计 8
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 10
5.3夹具设计及操作的简要说明 11
6体会与展望 11
7参考文献 13

1零件的工艺分析
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。
2机械加工工艺设计
2.1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。
2.2确定毛坯
2.2.1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。
2.2.2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

3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φ25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φ25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，称为辅助生产。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
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
Φ 25
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
Φ 25
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 6
孔
IT12
12.5
钻
表1-7
Φ 8
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
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——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

3.6确定工艺路线
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
钻绞φ6φ8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、Z535立式钻床、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。
4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定
4.1钻铰φ6丝孔的工序尺寸
由表2-28可查得，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φ6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
Φ6孔
钻
IT12
Φ5.8
12.5
4.8
0.15
铰
IT8
Φ6
12.5
0.2
0.015

4.1.1钻Φ6孔，以φ25轴线为基准
刀具：钻头直径为5.8mm的高速钢钻头，丝锥直径为6mm 。
机床：Z535立式钻床
4.2加工余量的计算
4.2.1钻孔工步
（1）背刀吃量的确定 粗加工时根据加工余量和工艺系统刚度确定аp=5.8mm。
（2）进给量的确定 由表5-22，选取该工步的进量f=0.1mm/r。
in。再将此转速代入公式v=nd/1000=1100r/min××5.8mm/1000=20m/min。
4.2.2粗绞工步
（1）背吃刀量的确定 取аp=0.16mm。
（2）进给量的确定 由表5-31选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
（3）切削速度的计算 由表5-31，切削速度V可取为2m/min，由n=1000v/d可求得该工序铰刀转速n=110r/min。可求出实际切削速度v=nd/1000=110r/min××5.96mm/1000=2.1m/min。
4.2.3精绞工步
（1）背吃刀量的确定 取аp=0.04mm。
实际切削速度v=nd/1000=220r/min××6mm/1000=4.15m/min。
4.3时间定额的计算：
工序7：钻 Φ6孔
钻孔工步
根据表5-51，钻孔的基本时间可由公式求得。，，，f=0.1mm/r，n=1100r/min。则该工步的基本时间t=(54+2+2)mm/（0.1mm/r×1100r/min）=31.6s
粗绞工步
根据表5-41，铰孔基本时间可由公式,求得。аp=0.16mm, 由表5-42，kr=15°，，，f=0.4mm/r，n=110r/min，则该工步的基本时间t=（54+0.37+15）mm/（0.4mm/r×110r/min）=94.6s。
精绞工步
粗铰辅助时间tf=0.15×94.6s=14.19s
精绞辅助时间tf=0.15×61.1s=9.17s
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
94.6s+14.19s+6.53s）+（61.1s+9.17s+4.22s）=228.33s
5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φ6通孔的夹具。本夹具将用于Z535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。
夹具装配图:

5.1.1问题的提出
本夹具主要用来钻φ6 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。
5.1.2夹具设计
1、定位基准选择

5.2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两个定位销和一个定位轴，其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。
（2）计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。
钻
5.3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12扣，拔下开口垫圈，实现工件的快换。攻螺纹时，松开压紧螺母即可替换可换钻套，进行攻螺纹加工。
十字轴零件图:

6体会与展望
通过这次课程设计我学会了更多专业知识，培养了实际操作和创新的能力。在过去的课程中，我们只是学习了一些重要的理论知识，而没有切合实际的练习与测试。在这次课程设计中我遇到了许多难题和问题，通过指导老师的耐心讲解和指导，我又重新学习了以往遗漏和没有完全掌握的知识。六点定位原理，看似很简单的几行字，但是如果结合实际的工件就要认真的分析，如何完全限制它的六个自由度不要产生过定位和欠定位的情况。而夹紧装置的选择就要我们平时多留心和积累，掌握更多的典型夹紧装置，以便于在设计中灵活的运用。
这次课程设计也是在为我们将来的课程设计打基础，为我们以后的工作积累更多的经验。在今后的学习中，我会更加努力，不仅努力学好专业知识而且要积累更多的设计经验。

7参考文献
[1]赵家奇.机械制造工艺学课程设计指导书[M].北京：机械工业出版社,2006.
[2]曾志新,吕明.机械制造技术基础[M].湖北:武汉理工大学出版社,2001.
[3]李益明.机械制造工艺设计简明手册[M].北京：机械工业出版社,1993.
[4]肖诗纲.切削用量手册[M].北京：机械工业出版社,1993.
[5]上海柴油机厂工艺设备研究所.金属切削机床夹具设计手册[M].北京：机械工业出版社，1987.

3、通过活动，使学生养成博览群书的好习惯。
B比率分析法和比较分析法不能测算出各因素的影响程度。√
C采用约当产量比例法，分配原材料费用与分配加工费用所用的完工率都是一致的。Ｘ
C采用直接分配法分配辅助生产费用时，应考虑各辅助生产车间之间相互提供产品或劳务的情况。错
C产品的实际生产成本包括废品损失和停工损失。√
C成本报表是对外报告的会计报表。×
C成本分析的首要程序是发现问题、分析原因。×
C成本会计的对象是指成本核算。×
C成本计算的辅助方法一般应与基本方法结合使用而不单独使用。√
C成本计算方法中的最基本的方法是分步法。X
D当车间生产多种产品时，“废品损失”、“停工损失”的借方余额，月末均直接记入该产品的产品成本
中。×
D定额法是为了简化成本计算而采用的一种成本计算方法。×
F“废品损失”账户月末没有余额。√
F废品损失是指在生产过程中发现和入库后发现的不可修复废品的生产成本和可修复废品的修复费用。Ｘ
F分步法的一个重要特点是各步骤之间要进行成本结转。(√)
G各月末在产品数量变化不大的产品，可不计算月末在产品成本。错
G工资费用就是成本项目。(×)
G归集在基本生产车间的制造费用最后均应分配计入产品成本中。对
J计算计时工资费用，应以考勤记录中的工作时间记录为依据。(√)
J简化的分批法就是不计算在产品成本的分批法。(×)
J简化分批法是不分批计算在产品成本的方法。对
J加班加点工资既可能是直接计人费用，又可能是间接计人费用。√
J接生产工艺过程的特点，工业企业的生产可分为大量生产、成批生产和单件生产三种，X
K可修复废品是指技术上可以修复使用的废品。错
K可修复废品是指经过修理可以使用，而不管修复费用在经济上是否合算的废品。Ｘ
P品种法只适用于大量大批的单步骤生产的企业。×
Q企业的制造费用一定要通过“制造费用”科目核算。Ｘ
Q企业职工的医药费、医务部门、职工浴室等部门职工的工资，均应通过“应付工资”科目核算。Ｘ
S生产车间耗用的材料，全部计入“直接材料”成本项目。Ｘ
S适应生产特点和管理要求，采用适当的成本计算方法，是成本核算的基础工作。(×)
W完工产品费用等于月初在产品费用加本月生产费用减月末在产品费用。对
Y“预提费用”可能出现借方余额，其性质属于资产，实际上是待摊费用。对
Y引起资产和负债同时减少的支出是费用性支出。X
Y以应付票据去偿付购买材料的费用，是成本性支出。X
Y原材料分工序一次投入与原材料在每道工序陆续投入，其完工率的计算方法是完全一致的。Ｘ
Y运用连环替代法进行分析，即使随意改变各构成因素的替换顺序，各因素的影响结果加总后仍等于指标的总差异，因此更换各因索替换顺序，不会影响分析的结果。(×)
Z在产品品种规格繁多的情况下，应该采用分类法计算产品成本。对
Z直接生产费用就是直接计人费用。X
Z逐步结转分步法也称为计列半成品分步法。√

A按年度计划分配率分配制造费用，“制造费用”账户月末(可能有月末余额/可能有借方余额/可能有贷方余额/可能无月末余额)。
A按年度计划分配率分配制造费用的方法适用于(季节性生产企业)