十字轴的加工工艺
十字轴的加工工艺[20200123173941]
【摘要】
本毕业综合实践设计是通过对十字轴零件进行分析，在满足加工技术要求的前提下，确定了十字轴的制造形式。十字轴是实现变角度动力传递的机件，用于改变传动轴方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的“关节”部件，属于轴类零件。查阅有关技术手册，制定了机械加工工艺路线，确定了个工序尺寸和加工余量，通过计算确定了切削余量。为了提高劳动生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，并设计了夹具。
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关键字:】十字轴；加工工艺制定
引言 1
一、零件的工艺分析 2
二、毛坯的选择 3
（一） 确定毛坯的种类 3
（二）毛坯选择应考虑的因素 3
（三）表面加工方法的确定 3
（四）拟定加工工艺路线 4
（五）工序的安排原则 4
（六）十字轴零件工艺过程 5
三、定位基准的选择及原则 5
（一）精基准的选择原则 6
（二）粗基准的选择原则 6
四、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 7
（一）外圆车削的切削用量及程序 7
（二）钻铰φ8丝孔的工序尺寸 8
（三）钻Φ8丝孔，以φ25轴线为基准。 8
（四）钻孔工步 10
五、机床夹具 10
（一）机床夹具概念 10
（二）机床夹具的组成和作用 10
（三）机床夹具的分类 11
（四）夹具设计的步骤 11
（五）夹具设计过程 12
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
当代机械制造工业正以迅猛的步伐迈向21世纪，加工方法和制造工艺进一步完善与开拓，在传统的切削、磨削技术不断发展，上升到新的高度的同时，各种特种方法也在不断出现，开拓出新的工艺可能性，达到新的技术水平，并在生产过程中发挥重要作用；加工技术向精度发展，出现了所谓的“精密工程” 、“纳米技术” 。制造技术向自动化方向发展，正沿着数控技术、柔性制造系统及计算机集成制造系统的台阶向上攀登。
题目所给定的传动装置的十字轴是个典型实例。十字轴又称十字节，即万向接头，英文名称universal joint。十字轴是实现变角度动力传递的机件，用于改变传动轴方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的“关节”部件。十字轴式刚性万向节为汽车上广泛运用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大角度为15度到20度。十字轴是十字轴式刚性万向节关键件之一。在机床、汽车、拖拉机等制造工业中，轴类零件是一类用量很大，并且有相当重要地位的结构件。轴类零件的主要作用是支撑传动零件并传递动力，它在工作时受多种应力的作用，
因此从选材角度看，材料应有较高的综合机械性能，要求有一定的硬度，以提高其抗磨损能力。为了降低成本，占领市场，要达到高质量，低成本的要求，进而对零件提高了要求。十字轴零件小，内部需加工的地方多，设计要求严格，工序达几十道，它是汽车上关键的零件，起着传递动力的作用，是万向联轴器上重要的零件，精度要求高，加工难度大。所以在加工十字轴时要注意尺寸，精度，结构，锻造，车削等方面都要进行更精密的加工。
一、零件的工艺分析
下面是零件图展示（图1-1 图1-2）
图1-1 零件 图1-2 UG实体
如图1-3所示，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Φ23沉孔及M8丝孔
3、Φ25外圆的圆柱度为0.07
由上面分析可知，可以先上四爪卡盘粗车，然后采用专用夹具压紧、找正进行加工，并且保证形位公差精度要求。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。
图1-3 零件图
二、毛坯的选择
（一）确定毛坯的种类
十字轴的材料选择，根据零件要求有一定的强度和耐磨性，经渗碳淬火后表面具有高的硬度而轴心部分保持着相当的强度和韧性，并且要求力学性能高，需要大批量生产，应选择模锻毛坯。
（二）毛坯选择应考虑的因素
1.零件的材料及其力学性能。
2.零件的结构形状和尺寸大小及其相关精度。
3.零件的生产批量。
（三）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。查资料得零件的加工方法及工艺路线方案如表2-1所示。
加工项目尺寸公差等级粗糙度加工方案备注
Φ25外圆IT86.3粗车-半精车
左右端面IT1012.5粗 车
Φ25外圆IT86.3粗车-半精车
上下端面IT1012.5粗 车
Φ 23孔IT93.2钻---铰
内螺纹M8IT63.2攻螺纹
Φ4孔IT1212.5钻
Φ8孔IT1212.5钻
表2-1 十字轴零件表面加工方案
（四）拟定加工工艺路线
零件上的全部加工表面应安排在一个合理的加工顺序中加工，这对保证零件质量、提高生产效率、降低加工成本都至关重要。
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术能得到合理的保证。
配以专用的夹具，并使工序集中，使每个工序中包括尽量多的工序内容，因而使总的工序数目减少，几句的数目和和工件装夹的次数也相应减少，工序集中有利于保证个加工面间的相互位置精度要求，有利于使用高生产效率机床，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。
当零件的加工精度要求比较高时，常需要把工艺规程划分为不同的加工阶段，在这种情况下，工序必然比较分散。
（五）工序的安排原则
1.先加工基本面，再加工其他表面
这条原则有二个定义：
（1）工艺路线开始安排的加工面应该是选择定位的精基准面，然后再以精基准面定位，加工其它表面。
（2）为了保证一定的定位精度，当加工面的精度要求很高时，精加工前一般应先精修一下精基准。
2.一般情况下，先加工平面，后加工孔
这条原则的含义是：
（1）当零件上有较大的平面可作定位基准时，可先加工出定位面，以面定位加工孔。这样保证定位稳定、准确，装夹工件往往也比较方便。
（2）在毛胚面上钻孔，容易使钻头偏，若该平面需要加工，则应在钻孔之前先加工平面。
（3）先加工主要表面，后加工次要表面
这里所说的主要表面系指：设计基准面，主要工作面。而次要表面系指键槽、螺纹孔等其他表面。次要表面与主要表面之间往往有相互位置要求。因此，主要表面达到一定精度后，再以主要表面定位加工次要表面。要注意的是“后加工” 的含义并不一定是整个工艺过程的最后。
【摘要】
本毕业综合实践设计是通过对十字轴零件进行分析，在满足加工技术要求的前提下，确定了十字轴的制造形式。十字轴是实现变角度动力传递的机件，用于改变传动轴方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的“关节”部件，属于轴类零件。查阅有关技术手册，制定了机械加工工艺路线，确定了个工序尺寸和加工余量，通过计算确定了切削余量。为了提高劳动生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，并设计了夹具。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】十字轴；加工工艺制定
引言 1
一、零件的工艺分析 2
二、毛坯的选择 3
（一） 确定毛坯的种类 3
（二）毛坯选择应考虑的因素 3
（三）表面加工方法的确定 3
（四）拟定加工工艺路线 4
（五）工序的安排原则 4
（六）十字轴零件工艺过程 5
三、定位基准的选择及原则 5
（一）精基准的选择原则 6
（二）粗基准的选择原则 6
四、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 7
（一）外圆车削的切削用量及程序 7
（二）钻铰φ8丝孔的工序尺寸 8
（三）钻Φ8丝孔，以φ25轴线为基准。 8
（四）钻孔工步 10
五、机床夹具 10
（一）机床夹具概念 10
（二）机床夹具的组成和作用 10
（三）机床夹具的分类 11
（四）夹具设计的步骤 11
（五）夹具设计过程 12
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
当代机械制造工业正以迅猛的步伐迈向21世纪，加工方法和制造工艺进一步完善与开拓，在传统的切削、磨削技术不断发展，上升到新的高度的同时，各种特种方法也在不断出现，开拓出新的工艺可能性，达到新的技术水平，并在生产过程中发挥重要作用；加工技术向精度发展，出现了所谓的“精密工程” 、“纳米技术” 。制造技术向自动化方向发展，正沿着数控技术、柔性制造系统及计算机集成制造系统的台阶向上攀登。
题目所给定的传动装置的十字轴是个典型实例。十字轴又称十字节，即万向接头，英文名称universal joint。十字轴是实现变角度动力传递的机件，用于改变传动轴方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的“关节”部件。十字轴式刚性万向节为汽车上广泛运用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大角度为15度到20度。十字轴是十字轴式刚性万向节关键件之一。在机床、汽车、拖拉机等制造工业中，轴类零件是一类用量很大，并且有相当重要地位的结构件。轴类零件的主要作用是支撑传动零件并传递动力，它在工作时受多种应力的作用，
因此从选材角度看，材料应有较高的综合机械性能，要求有一定的硬度，以提高其抗磨损能力。为了降低成本，占领市场，要达到高质量，低成本的要求，进而对零件提高了要求。十字轴零件小，内部需加工的地方多，设计要求严格，工序达几十道，它是汽车上关键的零件，起着传递动力的作用，是万向联轴器上重要的零件，精度要求高，加工难度大。所以在加工十字轴时要注意尺寸，精度，结构，锻造，车削等方面都要进行更精密的加工。
一、零件的工艺分析
下面是零件图展示（图1-1 图1-2）
图1-1 零件 图1-2 UG实体
如图1-3所示，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Φ23沉孔及M8丝孔
3、Φ25外圆的圆柱度为0.07
由上面分析可知，可以先上四爪卡盘粗车，然后采用专用夹具压紧、找正进行加工，并且保证形位公差精度要求。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。
图1-3 零件图
二、毛坯的选择
（一）确定毛坯的种类
十字轴的材料选择，根据零件要求有一定的强度和耐磨性，经渗碳淬火后表面具有高的硬度而轴心部分保持着相当的强度和韧性，并且要求力学性能高，需要大批量生产，应选择模锻毛坯。
（二）毛坯选择应考虑的因素
1.零件的材料及其力学性能。
2.零件的结构形状和尺寸大小及其相关精度。
3.零件的生产批量。
（三）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。查资料得零件的加工方法及工艺路线方案如表2-1所示。
加工项目尺寸公差等级粗糙度加工方案备注
Φ25外圆IT86.3粗车-半精车
左右端面IT1012.5粗 车
Φ25外圆IT86.3粗车-半精车
上下端面IT1012.5粗 车
Φ 23孔IT93.2钻---铰
内螺纹M8IT63.2攻螺纹
Φ4孔IT1212.5钻
Φ8孔IT1212.5钻
表2-1 十字轴零件表面加工方案
（四）拟定加工工艺路线
零件上的全部加工表面应安排在一个合理的加工顺序中加工，这对保证零件质量、提高生产效率、降低加工成本都至关重要。
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术能得到合理的保证。
配以专用的夹具，并使工序集中，使每个工序中包括尽量多的工序内容，因而使总的工序数目减少，几句的数目和和工件装夹的次数也相应减少，工序集中有利于保证个加工面间的相互位置精度要求，有利于使用高生产效率机床，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。
当零件的加工精度要求比较高时，常需要把工艺规程划分为不同的加工阶段，在这种情况下，工序必然比较分散。
（五）工序的安排原则
1.先加工基本面，再加工其他表面
这条原则有二个定义：
（1）工艺路线开始安排的加工面应该是选择定位的精基准面，然后再以精基准面定位，加工其它表面。
（2）为了保证一定的定位精度，当加工面的精度要求很高时，精加工前一般应先精修一下精基准。
2.一般情况下，先加工平面，后加工孔
这条原则的含义是：
（1）当零件上有较大的平面可作定位基准时，可先加工出定位面，以面定位加工孔。这样保证定位稳定、准确，装夹工件往往也比较方便。
（2）在毛胚面上钻孔，容易使钻头偏，若该平面需要加工，则应在钻孔之前先加工平面。
（3）先加工主要表面，后加工次要表面
这里所说的主要表面系指：设计基准面，主要工作面。而次要表面系指键槽、螺纹孔等其他表面。次要表面与主要表面之间往往有相互位置要求。因此，主要表面达到一定精度后，再以主要表面定位加工次要表面。要注意的是“后加工” 的含义并不一定是整个工艺过程的最后。
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