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广东工业大学华立学院广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书课程名称机械制造技术基础课程设计题目名称十字轴件机械制造工艺规程及工艺装备设计学生学部（系）机电与信息工程学部目录一、零件工艺分析1、零件图 (2)2、十字轴用途 (2)3、技术要求 (3)4、审查工艺性 (3)5、确定生产类型 (4)二、确定毛坯，绘制毛坯简图 (4)三、拟订工艺路线1、选定位基准 (4)2、表面加工方法的选择 (5)3、加工阶段划分 (5)4、确定加工过程工序数原则 (5)5、工序先后顺序安排 (5)6、确定工艺路线 (5)7、机床设备与工艺装备选择 (5)四、工序内容设计1、加工余量确定与尺寸及公差计算 (6)2、切削用量计算 (6)3、工时定额计算 (6)五、夹具设计1、定位基准选择 (7)2、切削力与夹紧力计算 (7)3、定位误差分析 (8)六、附图 (8)七、总结 (9)八、参考文献 (10)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，恳请老师给予指导。
一、零件的工艺分析1、零件图图1.12、十字轴的用途十字轴又称十字节，即万向接头，英文名称universal joint，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，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使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为15゜～20゜。
- 0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。
前言机械制造装备设计是机械设计制造及其自动化专业的一门骨干专业课，其主要任务是通过在学校对机械制造装备设计这一门课程的学习，掌握主要的、典型的机械零件的夹具的设计和原理及其正确使用和选用方法、原则，并具备一定的机械制造装备的总体设计、传动设计、结构设计等基本知识和主要工艺装备的设计能力。
机床夹具设计是机械制造类企业常见的设计任务，通过课程设计，使学生能综合应用夹具设计课程及相关其他专业的课程知识，学会用所学的理论知识指导设计实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机床夹具的一般设计方法和步骤，提高其今后走上工作岗位所需的专业技能。
第一章设计的目的机械制造装备设计课程设计，是在学习完<<机械制造装备设计>>原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在张老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。
同时，也是为以后搞好毕业设计打下良好的基础。
通过课程设计达到以下目的：1. 能熟练的运用《机械制造装备设计》知识，正确的解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制定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..通过对零件的某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。
通过学生亲手设计夹具的训练，提高结构设计能力。
3.课程设计的过程也是理论联系实际的过程，学会使用手册、查手册等相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作的能力。
第二章零件的作用和定位方案设计2.1 零件的作用十字轴零件主要用于各种机械的多向传动连接，常与联轴器配套使用，如：十字轴式万向器等。
由于其主要承受扭转等力矩，所以在轴颈上进行一定的热处理用以提高零件的强度。
2.2 定位方案的设计这道工序所加工Φ8的孔在十字轴已经加工了的平面上，且垂直地面。
在机械加工过程中，必须使工件、夹具、刀具和机床之间保持正确的相互位置，才能加工出合格的零件。
机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：十字轴的机械加工工艺规程及夹具设计机械制造技术基础课程设计任务书题目：十字轴的机械加工工艺规程及夹具设计内容：1、零件图 1张2、毛坯图 1张3、机械加工过程卡 1张机械加工工序卡 9张4、夹具结构设计装配图 1张5、夹具结构设计零件图 1张6、课程设计说明书 1份前言 (4)一、零件的分析 (4)（一）、零件作用 (4)（二）、零件的工艺分析 (4)二、工艺规程设计 (5)（一）、确定毛坯的制造形式 (5)（二）、基面的选择 (5)1.粗基准的选择 (5)2.精基准的选择 (5)（三）、制定工艺路线 (5)（四）机械加工余量，工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 (6)（五）、确定切削用量及基本工时 (7)三、夹具设计 (12)3.1问题的提出 (12)3.2夹具设计 (12)3.3绘制夹具装配图 (13)3.4绘制夹具体零件图 (14)3.5、操作的简要说明 (15)四、总结 (15)五、参考文献 (16)前言机械制造工艺学课程设计,是在学完《机械制造技术基础》原理课程，经过生产实习取得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过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。
同时，也为以后搞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《机械制造技术基础》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、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。
通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。
3、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。
一、零件的分析（一）、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20GrMnTi。
![机械制造技术课程设计-十字轴的工艺规程及钻中心孔夹具设计【全套图纸】[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/10729af1fc4ffe473268ab02.png)
设计说明书题目：十字轴的工艺及钻中心孔夹具设计摘要本设计是十字轴零件的工艺规程及器其具设计。
从零件的结构外型分析，它的外型复杂，且不易加工，因此该零件选用是铸造件。
它的主要加工面是孔、端面，在加工中由于加工精度要求比较低，所以只是采用粗加工就可以，所以将其加工划分为粗加工和半精加工阶段，以保证加工精度。
在本设计中，先以一个面加工出一个基准面，然后，再以该基准面加工相应的孔。
在后面的工序中，均以该孔为定位基准，加工中间轴轴承支架的两侧平面，孔。
在整个加工过程中，分别采用了铣床、车床，钻床和镗床。
并设计了铣侧面、钻孔和车外圆的专用夹具，并对它们的定位都采用了两V型块定位，一挡销来辅助定位。
由于该零件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。
因此，夹紧方式都采用手动夹紧，它的夹紧简单，机构的设计更为方便，满足夹紧要求。
关键词：十字轴零件，加工工艺，专用夹具，定位，夹紧。
全套图纸，加153893706ABSTRACTThis design is a parts processing and special fixture designs of intermed shaft supporting bracket. Parts from the appearance of the structure, its appearance complex and difficult process, so the selection of parts is casting. The parts are cast parts. In the processing, it is easier to ensure the processing accuracy of plane than the hole. So the parts’ main planes are hole, two blades of the Plectrum and groove. Therefore, in the design, it adopts the principle of plane first and hole second and divi des the hole and plane’s working into extensive and intensive processing stages so as to ensure the accuracy. In this design, firstly, it uses the plane to work a datum; secondly, it uses the datum to work according hole. And in the latter process of working, it also takes hole as the poisoning base and works the two bales of Plectrum, hole, bottom plane, groove and inclined plane. In the entire machining process, it uses separately the milling machine, driller and boring machine. And the design aspect of milling, boring and milling ducts special fixture. They also have adopted the positioning of a two marketing positioning. According to the requirement, it designs the special fixture. For the size of parts is not very big, it doesn’t require strong clamping force. Therefore, methods of clamping are manual clamping; that is because it is simple and the design is more convenient to meet the requirements of clamping. Keywords Plectrum：intermed shaft supporting bracket；Processing；Special Fixture；Positioning；Clamping。
十字轴夹具设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解十字轴夹具的基本结构及其设计原理；2. 学生能掌握机械制图中与十字轴夹具相关的视图表达方法；3. 学生能掌握十字轴夹具的力学分析及材料选择原则。
技能目标：1. 学生能运用CAD软件完成十字轴夹具的三维建模；2. 学生能运用工程制图知识绘制十字轴夹具的组装图和零件图；3. 学生能在实际操作中，正确组装和调试十字轴夹具。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械设计专业的兴趣，增强对工程实践的热情；2. 学生树立严谨的科学态度，提高对工程质量和安全的责任感；3. 学生通过团队协作完成设计任务，培养沟通与合作的团队精神。
课程性质：本课程为机械设计课程的一部分，旨在让学生通过实际操作，掌握机械设计的基本知识和技能。
学生特点：学生为高中二年级学生，具有一定的物理、数学基础和初步的机械制图知识。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作，提高学生的动手能力和创新能力。
通过分解课程目标，使学生在完成具体学习成果的过程中，达到本课程的教学要求。
二、教学内容1. 理论知识：- 十字轴夹具的基本结构及工作原理；- 机械制图基本知识：视图表达、尺寸标注、公差配合；- 材料力学基础：应力、应变、强度计算及稳定性分析；- 常用机械传动方式介绍。
2. 实践操作：- CAD软件操作：三维建模、工程图绘制；- 机械加工基础知识：车削、铣削、钻孔等加工方法；- 十字轴夹具组装与调试。
3. 教学大纲安排：- 第一周：十字轴夹具的基本结构及工作原理学习；- 第二周：机械制图基本知识复习及实践操作；- 第三周：材料力学基础知识和常用机械传动方式学习；- 第四周：CAD软件操作和十字轴夹具三维建模；- 第五周：机械加工基础知识学习及实践操作；- 第六周：十字轴夹具组装与调试。
教材关联内容：- 《机械设计基础》第四章：机械传动设计；- 《机械制图》第三章：视图表达方法；- 《材料力学》第二章：应力与应变；- 《CAD软件应用》第三章：三维建模与工程图绘制。
前言随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求相当提高。
为了适应不同零件的需要和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准提供选择。
本设计是结合目前实际生产中，通用夹具不能满足生产要求，而专门设计的一种铣床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面来分析。
这个夹具具有其自身的优点，夹具体结构简单，操作方便。
具有精准的定位。
通过这次课设计，使我进一步理解了以前所学过的理论知识及怎样运用这些知识。
一 零件的结构特点十字轴式万向联轴器是一种最常用的联轴器。
利用其结构的特点由两个叉形头及十字轴通过滚动轴承构成。
其最大的特点是各向位移补偿能力强，结构紧凑，传动效率高，维修保养方便。
1.1主要技术要求根据任务书要求重点保证1 轴ф020.0053.022--2 轴ф22的圆度公差在0.01以内。
3 相邻两轴的垂直度在ф0.03以内。
1.2零件材料零件材料为20CrMnTi ，成分均匀稳定，淬透带窄、晶粒细小、纯净度高、表面质量良好、热顶锻性能优良等优点。
是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后切削性良好，用于制造截面<30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要两件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。
1.3确定毛坯类型及制造方法由于零件材料为20CrMnTi，形状规则，因此选用锻造毛坯。
零件形状及尺寸如图所示，精度等级为IT14，机加工前应正火消除内应力。
1.4机械加工工艺路线工序1 车1轴至尺寸精度工序2 钻中心孔ф40工序3 扩孔至ф46保证尺寸精度，铣端面工序4 铣轴达到尺寸要求要求1.5零件图二夹具设计方案的确定2.1确定定位方案工件的定位是通过工件上的定位表面与夹具上的定位元件的配合或接触来实现的。
定位基准是确定工件位置时所依据的基准，它通过定位基面所体现。
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）学院机械学院专业机械设计制造及其自动化班级 xxxxxxxxxx设计 xxxxx学号 xxxxxxxxxxx指导教师 xxxxxxxxx20 年月日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工艺装配设计生产纲领为中批或大批生产内容：1.零件图 1张2.毛坯图 1张3.机械加工工艺过程综合卡片 1张4.工艺装备设计 1～2套5.工艺装备主要零件图 1张6.课程设计说明书 1份目录摘要 (3)一、零件的分析 (4)1.1零件的作用 (4)1.2零件的工艺分析 (4)二、工艺规程设计 (5)2.1确定毛坯的制造形式 (5)2.2基面的选择 (5)2.3制定工艺路线 (5)2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (7)2.5确定切削用量及基本工时 (8)三、专用夹具设计 (10)3.1 设计主旨 (10)3.1 夹具设计 (10)3.1 夹具设计及操作的主要说明 (11)参考文献 (11)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、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机械加工余量。
最后拟定工艺路线图，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、零件的分析1.1零件的作用十字轴是万向联轴器的重要而基本零件，通过滚动轴承与两个叉形头连接起到换向和传递扭矩和运动的作用。
按虎克铰链原理工作，传递转矩可达m KN •10000~8000。
前言大四最后一次课程设计，我们对车辆也有了一定的了解，车辆正以迅猛的态势发展，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，开拓出新的工艺可能性，达到新的技术水平，并在生产中发挥重要作用。
所以我们要更加重视这些可以锻炼我们实践能力的机会，透过对十字轴的测绘能更好的提高我的动手和绘图能力，和课本理论知识相结合，从而提高我综合能力，增强机械零部件形体的空间概念。
而老师这次比较重视工艺方面，我也在这方面得到很大的锻炼，从而让我更加了解机械加工工艺的各个流程，确定各工序定位基准，加工余量，工艺卡等，对提高自身的专业知识应用能力有重大的意义。
目录1.十字轴的测绘 (1)1.1.测绘的目的和意义 (1)1.2测绘的方法和注意事项 (1)1.3测量工具 (1)1.4测量过程 (1)2十字轴简介 (2)3十字轴三维建模 (2)4工程图的制作 (3)5加工工艺的制定 (4)5.1零件的材料及技术要求的确定 (4)5.2 加工工艺流程的制定 (4)5.3 各个工序定位基准的选择 (4)5.3.1 粗基准的选择 (5)5.3.2精基准的选择 (5)5.4 工序及尺寸公差的确定 (7)5.5 热处理 (8)5.5.1正火 (8)5.5.2渗碳 (8)5.5.3淬火 (8)5.6 机加工设备的选择 (9)5.6.1 机床的选择 (9)5.6.1工艺装备的选择 (9)结语 (9)致谢 (10)参考文献 (11)1.十字轴的测绘1.1.测绘的目的和意义通过对十字轴的测绘，掌握一般测绘程序和步骤；近而掌握各类零件草图和工作图的绘制方法；掌握常用测量工具的测量方法；掌握尺寸的分类及尺寸协调和圆整的原则和方法；理解零、部件中的公差、配合、粗糙度及其它技术条件的基本鉴别原则；了解零件常用材料及其加工方法；有效地将制图课、金工、工厂实习等环节接触到的相关知识综合应用，从而提高设计绘图能力。
意义是培养我们的图示能力，读图能力，空间想象能力和思维能力以及绘图的实际技能，为使我们绘制的图样与生产实际接轨起了过渡作用。
一、零件的作用万向十字轴架是万向节典型结构的类键零件，位于前轮前桥半轴与轮子的连接处，起传递动力作用，从而实现前桥作为驱动轮，又能转向。
且承受较大交变的弯曲和扭距载荷，故毛坯采用强度和韧性较好的20CrMnTi材料。
二、零件的工艺分析零件材料为20CrMnTi，需要模锻，要求模锻性能良好，工艺优良，加工余量少。
零件万向十字轴架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1）、以毛坯两个O型端面为粗基准的加工表面：粗加工毛坯两个O型端面，因为需以两个O型端面为粗基准，加工轴向中心孔和间距为142的两个端面上的中心孔，才能满足两对中心线的位置度要求，并可保证总要加工表面的加工余量均匀，并防止产生废品。
且选择铣削后的两个O型端面为粗基准，便于装夹定位。
2）、以四个中心孔为精基准的加工表面：这一组加工表面为轴颈、四个端面和孔的加工。
由于万向十字轴架的刚性较差，毛坯的圆柱度误差较易反映到工件上来，造成工件的圆柱度误差。
两轴及两端面上的孔的圆柱度误差允许值为0.02，要求较高，因此轴颈采用粗车、半精车、磨削的加工工艺，孔采用钻、镗削、车削、磨削等加工工艺。
这样，毛坯误差反映到工件的误差明显减小，从而保证了零件的加工精度。
以四个中心孔为精基准的加工表面，磨削两端面上的孔保证四个端面的对称度和圆柱度。
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46的较软砂轮。
三、工艺规程设计1）、确定毛坯的制造形式零件材料为20CrMnTi，因为零件在工作过程中需承受经常性的交变载荷，因此选用锻件，保证其可靠工作，且易于大批量生产。
2）、基面的选择万向十字轴架的中心线、对称度、圆柱度要求较高，所以基准选择需合理可靠。
（1）、粗基准的选择因O型端面对两对中心线的位置度要求高，且两个轴颈和两内孔是重要的加工表面，并可保证重要加工表面的加工余量均匀，防止废品产生，因此选择毛坯O型端面为粗基准铣削较合理。
（2）、精基准的选择以中心孔作为加工轴和孔的精基准。
课程设计说明书（2016-2017学年第二学期）课程名称机械制造技术基础课程设计设计题目十字轴夹具课程设计院（系）机电工程系专业班级14级机械设计制造及其自动化2班姓名陈瑞玲学号2014103210200地点实验楼205时间2017年5月23日—2017年6月18日成绩：指导老师：郭雄目录目录1 设计总说明 (3)2 毛坯的选择 (3)2.1选择毛坯的类型和制造方法 (3)2.1.1 毛坯的类型 (3)2.1.2 毛坯的制造方法 (3)2.2绘制毛坯图 (3)3 机械加工工艺规程的编制 (4)3.1拟定工艺路线 (4)3.2机械加工工艺设计 (5)3.3填写工艺过程卡 (17)3.4填写工序卡 (17)4 机床夹具结构方案设计 (17)4.1定位装置设计 (17)4.2加紧装置设计 (18)4.3对刀导向方案设计 (18)4.4夹具体的设计 (18)4.5确定夹具在机床上的安装方式 (19)5 夹具装配图的绘制及其分析计算 (19)5.1夹具的分析计算 (19)5.2夹具装配图的绘制 (20)5.3夹具零件图的绘制 (21)小结 (22)参考文献 (23)附录 (24)广东海洋大学寸金学院机械制造课程设计说明书十字轴夹具课程设计机械设计制造及其自动化专业，指导教师：郭雄机械制造技术基础课程设计1 设计总说明该零件形状相对比较简单，从图中可以看到零件有四个轴颈及轴颈上的几个平面，主要通过铣、车、磨、镗等加工方法来完成零件的加工批量：年产30000件产品，单班生产；该零件的尺寸精度要求较高，因此，在设计工艺时要考虑其加工质量和生产效率。
2 毛坯的选择2.1 选择毛坯的类型和制造方法由于零件主要承受压力，故选用材料20CrMnTi，为低碳合金结构钢，是一种完全满足十字轴的力学性能，价格经济的常见材料。
所以十字轴的毛坯材料选用20CrMnTi,毛坯采用模锻方法制造。
2.1.1毛坯的类型20CrMnTi是渗碳钢,渗碳钢通常为含碳量为0.17%-0.24%的低碳钢.汽车上多用其制造传动齿轮.是中淬透性渗碳钢中CrMnTi 钢,其淬透性较高,在保证淬透情况下,具有较高的强度和韧性,特别是具有较高的低温冲击韧性.20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢.良好的加工性,特加工变形微小,抗疲劳性能相当好.用途:用于齿轮,轴类,活塞类零配件等.用于汽车,飞机各种特殊零件部位2.1.2毛坯的制造方法由于零件材料为20CrMnTi，形状规则，因此选用模锻方法制造毛胚，精度等级为IT14，机械加工前应正火消除内应力。
2.2 绘制毛坯图图2-13 机械加工工艺规程的编制3.1拟定工艺路线通过分析可得(1)四个轴颈尺寸为020.0053.022--φmm，mRaμ5.12，长度为（81±0.25）mm(2)各轴颈中心线的不相交度公差为0.06mm,轴颈中心线的垂直度公差为0.075mm/97mm。
(3)表面渗碳层的深度为0.9～1.3mm。
(4)表面硬度为58～63HRC。
(5)锻件硬度为200～230HB。
(6)磨后进行磷化处理。
[5]在工艺的设计中需要着重解决好以下问题:（1）轴颈表面所要求的精度。
（2）各轴颈中心线的不相交度和垂直度公差所要求的精度。
（3）尽量减少工件的装夹时间，以提高生产效率。
生产纲领：年产30000件产品，单班生产；通过查找资料，最终拟定两套方案：方案一：铣四轴颈端面→钻四轴颈端面中心孔→顶中心孔车四轴径外圆、倒角、车槽→铣平面→顶磨四轴颈→端面靠平→渗碳淬火处理→检测形位公差和校正→钻四轴颈中心孔→顶磨四轴径→磷化处理。
方案二：铣端面→镗中心孔→中间检查→车外圆、倒角、车槽→铣平面→中间检查→热处理→粗磨轴颈→精磨轴颈→最终检查→磷化处理；通过比较可得方案一的工序较多，需钻两次中心孔，铣两次端面，工件经过磨削后再进行热处理，在热处理过程中，工件会变形，影响零件的精度，方案二工序较少，工件经过热处理后再进行磨削，零件的精度可以得到保证。
方案一有部分工序需重复，生产效率较低，对批量生产不利。
方案二工序虽较少，但生产效率较高。
从总体看，结合零件的生产要求，方案二更合理。
3.2 机械加工工艺设计根据选定的工艺方案，可以发现在加工过程中“铣端面”这一道工序使毛坯的总长度变短，车外圆粗磨及精磨使各轴颈的尺寸变小。
因此只要查出这三道工序加工余量就可以知道毛坯的尺寸。
通过查询机械加工工艺手册可知：精磨加工余量：0.2mm粗磨加工余量：0.12mm半精车加工余量：1.3mm粗车加工余量：2.0mm精铣加工余量：2.5mm由此可以得到轴颈的尺寸为：22+0.2+0.12+1.3+2.0=25.62mm十字轴毛坯的长度为：（81+2.5）×2=167mm查手册可知，模锻件中心尺寸距尺寸偏差在0～30mm 为0.3mm ，在80～120mm 为0.5mm,考虑到加工时的余量，轴颈的基本尺寸定为27φ因此，零件的毛坯尺寸便可以确定下来轴颈尺寸为：3.03.027+-φmm 十字轴Φ46mm 中心线到轴端面的毛坯尺寸为：5.005.83mm根据各工序的加工方法及加工所能达到的经济精度[8]，可以定出各工序的加工尺寸：3.03.027+-φ→21.0042.23φ→0020.032.22-φ→020.0050.02.22--φ→020.0053.022--φ3.2.1铣端面的工艺设计计算根据查找《金属机械加工工艺人员手册》的结果可得如下表格：表3-1 铣刀直径的选择铣十字轴端面采用端铣刀，根据十字轴的加工余量可知：背吃刀量2.5≤p a ≤3mm侧吃刀量e a =32mm根据背吃刀量和侧吃刀量，可知：铣刀直径0d =80mm由于背吃刀量2.5≤p a ≤3mm ，所以铣削时可一次加工完成，根据端面的表面粗糙度a R =1.25，由文献《工艺材料》表8-96可知：铣刀每转进给量为:f=0.2~0.3mm/r由于工件材料为20CrMnTi ，为低碳钢，毛坯的硬度为200∽230HB, 由文献《工艺材料》表8-99，可查得硬质合金刀具铣削速度范围，如下表所示：表3-2 硬质合金刀具铣削速度推荐范围这里选择铣削速度范围为c v =1.0~1.91-•s m考虑到背吃刀量和每转进给量，取c v =1.61-•s m 根据公式 1000/0n d v c π=，式中，c v ——铣削速度0d ——铣刀直径n ——铣刀转速可得铣刀转速： s r d v n c /4.68014.36.1100010000=⨯⨯==π 根据机床的转速，取n=340r/min=5.67r/s 。
所以实际切削速度为s m n d v c /42.167.5801000/0=⨯⨯==ππ所以确定切削用量为：p a =3mm ，f=0.3mm/r ；c v =1.42m/s ；n=5.67r/s 。
采用的铣刀为：硬质合金可转位锥柄面铣刀直径0d =80mm ，铣刀总长度为157mm ，铣刀的国标为GB/T 5342.2-2006。
铣端面这一工序采用双端面铣削机床，工件只需装夹两次便可以完成四个端面的铣削。
工件通过三个V 形块以十字轴的外圆来定位。
这一工序的定位原理：V1、V2、V3分别表示3个V 形块，V2、V3限制了十字轴沿Z 轴和Y 轴的转动和移动，V1限制了十字轴沿X 轴的转动，V1同时还起到了一个定位的作用，即只要确定V1的中心线到端铣刀的距离，同时确定两端铣刀之间的距离便可保证十字轴两端面之间的对称度要求。
这样只要把工件安装好之后，再把工作台沿Y 轴移动，便可同时加工零件的两个端面。
加工好后，再把工件取下来旋转90度，便可加工另个两个端面。
3.2.2镗中心孔的工艺设计计算在镗中心孔时，先调整好镗刀的位置，零件装夹好之后，镗刀只需向前移动，当达到规定的深度后再退刀。
得到如下图所示的中心孔：图2-2切削用量计算（1）选择切削用量 背吃刀量232/==D a p mm确定进给量，由文献《工艺材料》表8-69，可查得高速钢刀具镗孔时的进给量： f=0.15~0.40mm/r按机床说明书，取f=0.20mm/r 。
（3）切削速度 由文献《机械加工工艺手册》8-71，可得高速钢刀具镗孔时的切削速度：s m v c /42.0=按公式计算主轴转速 s r d v n c /38.131042.010*******=⨯⨯==ππ根据机床说明书，取n=10r/s ，故实际切削速度s m nd v c /32.01000/10101000/0=⨯⨯==ππ上述计算结果与机床值相比，均允许，确定采用切削用量23=p a mm ，f=0.20mm/r ，s m v c /42.0=，n=10r/s 。
3.2.3车削的工艺设计计算这一工序主要车削轴颈的外圆以及车槽，都以中心孔为辅助精基准。
第一次走刀为粗车，它能达到的经济精度为IT11~IT13，第二次走刀为半精车，它能达到的经济精度为IT8~IT9，第三走刀也为半精车。
为了减少零件装夹的时间，提高生产效率，不用三爪卡盘，用两个顶尖定位十字轴，并用一个夹具把十字轴和车床主轴连接起来，使十字轴和机床主轴的转速一致。
夹具简图如下图所示：图3-2 车削所用的顶针夹具 车削这一工序在CE7120U 半自动液压仿形车床上完成，车外圆时选用的车刀为：可转位外圆车刀，刀杆尺寸为16mm ⨯25mm ，粗、精加工兼顾。
3.2.4确定粗车时的切削用量1）确定背吃刀量p a 由于粗车时直径的加工余量为3mm ，因此，加工时的单边余量为1.5mm ，即p a =1.5mm 。
（2）确定进给量f 由《机械加工余量手册》表8-50，可查得硬质合金及高速钢车刀粗车外圆时的进给量，可知粗车时的进给量为f=0.3~0.4mm/r ，根据机床说明书，初步选定f=0.3mm/r 。
（3）选择切削速度c v 由文献[9，638]表8-57，可查得外圆切削速度参考表，可得切削速度范围为s m v c /17.2~667.1=。
取s m v c /7.1=。
（4）确定主轴转速n 由公式4.16)33/(0.21000/1000=⨯⨯==ππd v n c （r/s ）根据机床说明书，取n=16r/s 。
此时切削速度为：s m dn v c /66.11016331033=⨯⨯⨯==--ππ（5）校核机床功率 由机床说明书表7-59，可查得切削力的公式及相关参数。
主切削力：c Fc Fc fC C Fc F Z c Y X p F n c K v f a C F 6081.9⨯== 95.092.088.13.05.12706081.915.075.015.0⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-- =693（N ）切削功率： 3.11088.16931033=⨯⨯==--c c c v F P （kW ）由机床说明书查得，机床电机功率5.7=E P (kW)，取机床传动效率，8.0=η时 6.138.0173.1=⨯=<=ηE c P P (kW)所以，机床功率足够。
