十字軸銑端面夾具設(shè)計

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1、 十字軸結(jié)構(gòu)特點 十字軸式萬向聯(lián)軸器universal coupling with spider是一種最常用的聯(lián)軸器。利用其結(jié)構(gòu)的特點由兩個叉形頭及十字軸通過滾動軸承構(gòu)成，按虎克鉸鏈原理工作，能使不在同一軸線或軸線折角較大或軸向移動較大的兩軸等角速連續(xù)回轉(zhuǎn)，并可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩和運動。其最大的特點是各向位移補償能力強，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高，維修保養(yǎng)方便。由兩個叉形頭及十字軸通過滾動軸承構(gòu)成，按虎克鉸鏈原理工作。傳遞轉(zhuǎn)矩達8000～10000KN·m的萬向接軸。 十字軸萬向節(jié)的損壞形式主要有十字軸軸頸和滾針軸承的磨損，十字軸軸頸和滾針軸承碗工作表面出現(xiàn)壓痕和剝落。一般情況下，當(dāng)磨損或壓痕超過0

2、．15mm時，十字軸萬向節(jié)便應(yīng)報廢。十字軸的主要失效形式是軸頸根部處的斷裂，所以在設(shè)計十字軸萬向節(jié)時，應(yīng)保證十字軸軸頸有足夠的抗彎強度。 2.1.2 主要技術(shù)要求 零件圖上的主要技術(shù)要求為：保證φ25軸頸的尺寸精度、同軸度以及表面粗糙度，在四個軸頸上淬火硬度HBC58~63，滲碳層深度0.8~1.3。 2.1.3 加工表面及其要求 加工表面及其要求： φ25軸頸：軸頸尺寸，兩端倒角1×45°，表面粗糙度Ra0.63。兩垂直軸頸位置度誤差φ0.02。 軸端面：保證尺寸，表面粗糙度為Ra1.25。 φ6孔：孔徑φ6,表面粗糙度Ra20 φ8孔：孔徑φ8，表面粗糙度

3、Ra20 M8-7H： 零件材料 零件材料為低合金鋼材料20CrMnTi，成份均勻穩(wěn)定、淬透帶窄、晶粒細(xì)小、純凈度高、表面質(zhì)量良好、熱頂鍛性能優(yōu)良等優(yōu)點。是性能良好的滲碳鋼，淬透性較高，經(jīng)滲碳淬火后具有硬而耐磨的表面與堅韌的心部，具有較高的低溫沖擊韌性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面＜30mm的承受高速、中等或重載荷、沖擊及摩擦的重要零件，如齒輪、齒圈、齒輪軸十字頭等。 2.2 毛坯選擇 由于零件材料為20CrMnTi零件形狀規(guī)則，因此選用鍛造毛胚。 2.2.2 確定毛坯的形狀、尺寸及公差 推薦精選 毛胚的形狀及尺寸如附圖2所示。精度等

4、級為CT14 2.2.3 確定毛坯的技術(shù)要求 確定毛胚的技術(shù)要求： 未注圓角為R1； 機加工前正火，消除內(nèi)應(yīng)力。 2.2.4 繪毛坯圖 根據(jù)附圖1所示的零件結(jié)構(gòu)形狀，在各加工表面加上加工余量，繪制毛胚圖如附圖2所示。 附圖1 推薦精選 附圖2 2.3 選擇基準(zhǔn) 由于附圖1所示的十字軸零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以φ25軸頸以及端面為設(shè)計基準(zhǔn)，因此必須首先將φ25軸頸及其端面加工好，為后續(xù)工作準(zhǔn)備基準(zhǔn)。根據(jù)粗、精基準(zhǔn)選擇的原則，確定各加工表面的基準(zhǔn)如下： 1．端面：三φ25外圓軸頸。 2．軸頸：雙頂尖孔。 3．φ8孔

5、：φ25軸頸外圓及其端面。 4．φ6通孔：φ25軸頸外圓及端面。 5．M8-7H螺紋孔：φ25軸頸外圓及端面。 2.4 擬定機械加工工藝路線 2.4.1 確定各加工表面的加工方法及加工路線 該十字軸的加工表面為：軸頸及端面、φ8孔、φ6通孔、M8-7H螺紋孔。根據(jù)各加工表面的精度要求和表面粗糙度要求，軸頸的加工路線為粗車-精車-粗磨-滲碳-淬火- 推薦精選 半精磨-精磨；端面的加工路線為銑-磨；φ8孔的加工方法為鉆削；φ6孔的加工方法為鉆削。M8-7H螺紋孔的加工方法為鉆。 2.4.2 擬定加工工藝路線 工藝路線方案一 工序I 模鍛 熱處理（正

6、火） 工序Ⅱ 銑四個端面，打工中心孔 工序 Ⅲ 粗車、精車四個軸頸 工序 Ⅳ 粗磨四個軸頸 工序 Ⅴ 雙砂輪徑向進給無心磨削四個軸頸 工序 Ⅵ 在四軸頸上鉆φ8孔 工序 Ⅶ 在四軸頸上鉆φ6通孔，空口倒角60° 工序 Ⅷ 鉆M8-7H螺紋孔小徑、攻中間螺紋孔M8-7H 工序 Ⅸ 中間檢查 工序X 滲碳、淬火 工序 XI 無心磨床半精磨四個軸頸 精磨四個軸頸 工序 XII 磨軸頸端面，轉(zhuǎn)180°調(diào)頭，磨另一端面，至尺寸 工序 XIII檢驗 工藝路線方案二 工序I 模鍛 工序Ⅱ 熱處理（正火） 工序 Ⅲ 銑軸的四個端面 工序 Ⅳ 粗車

7、四軸頸 工序 Ⅴ 精車四軸頸 工序 Ⅵ 粗磨四軸頸 工序 Ⅶ 雙砂輪徑向進給無心磨削四個軸頸 工序 Ⅷ 在四軸頸上鉆φ8孔 工序 Ⅸ 在四軸頸上鉆φ6通孔 ，孔口倒角60° 工序X 鉆中間M8-7H螺紋孔小徑，攻中間螺紋孔M8-7H 工序 XI 中間檢查 工序 XII 滲碳，淬火 工序 XIII 無心磨床半精磨四軸頸 工序XIV 無心磨床精磨四軸頸至尺寸，表面Ra0.63 工序 XV 磨軸頸端面 ，轉(zhuǎn)180°調(diào)頭，磨另一端面，至尺寸 工序XVI檢驗 確定機械加工余量、工序尺寸及公差 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查《機械制造工藝簡明手冊》（以下簡稱《工藝手

8、冊》），分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下： 工序 工序內(nèi)容 單邊余量 工作尺寸 表面粗糙度Ra 工序Ⅰ 銑四個端面 0.4mm 108.2mm 12.5μm 推薦精選 工序Ⅱ 1.粗車四個軸頸 1.5mm Φ26.5mm 12.5μm 2.精車四個軸頸 0.8mm Φ25.7mm 6.3μm 工序Ⅲ 粗磨四個軸頸 0.4mm Φ25.3mm 6.3

9、μm 工序Ⅳ 雙砂輪徑向進給 0.2mm Φ25.1mm 6.3μm 工序XI 無心精磨四軸頸 0.1mm mm 0.63μm 工序 XII 磨端面 0.1mm mm 1.25μm 2.6選擇機床設(shè)備及工藝裝備 根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)需要，先選用各工序所用設(shè)備為： 工序II X5032A立式銑床，φ63端面銑刀，硬質(zhì)合金階梯麻花鉆,專用夾具 工序ⅤI Z525型立式鉆床，Φ8標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，專用夾具，0～200/0.02mm游標(biāo)卡尺 工序 Ⅸ

10、Z525型立式鉆床，Φ6標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，專用夾具，0～200/0.02mm游標(biāo)卡尺 工序 Ⅷ Z525型立式鉆床，Φ6標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，專用夾具，0～200/0.02mm游標(biāo)卡尺 2.7 確定切削用量及基本工時 2.7.1 工序I 銑端面 加工條件： XA5032立式銑床，端銑刀，YT15刀片，刀盤直徑100mm，根據(jù)《切削手冊》表3.15,齒數(shù)為5，專用夾具，柴油冷卻。 1. 確定背吃刀量 銑削寬度：αe=28mm，銑削深度αp=0.96mm 2. 確定每尺進給量 根據(jù)《切削手冊》表3.5，每齒進給量fz=0.09~0.18mm/Z，因采用不對稱端銑，所以取fz

11、=0.18mm/Z 3. 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削手冊》表3.7,端銑刀后面最大磨損量為1.2mm；耐用度T=180MIN 4. 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 根據(jù)《切削手冊》表3.15， vt=154m/min，vft=393mm/min，nt=491r/min，修正系數(shù)km=1.0，kε=0.8。 故vc= vt km kε=154×1.0×0.8m/min=113.2m/min vf= vft km kε=393×1.0×0.8mm/min=314.4mm/min n= nt km kε=491×1.0×0.8r/min=392.8r/min。 推薦精

12、選 根據(jù)《切削手冊》表3.30,選擇nc=375r/min，vfc=300mm/min。 因此，實際切削速度vc=πdon/1000=3.14×100×375/1000=117.75m/min fzc= vfc/（nc×z）=300/(375×5)=0.16mm/z。 5. 檢驗機床功率 根據(jù)《切削手冊》表3.23,Pce=1.1kw 根據(jù)表3.30,PcM=7.5×0.75=5.63kw> Pce，因此選用的切削用量可以采用。 αp=0.96mm，vfc=300mm/min，nc=375r/min，vc=117.75m/min，fzc=

13、0.16mm/z。 6．計算基本工時 tm=L/vf 式中L=l+γ+△，根據(jù)表3.26, 不對稱安裝銑刀，入切量及超調(diào)量l+γ=31mm 則L=28+31=59mm tm=L/vf=59/300min=0.2min。 第三章 端面夾具 3.1 問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。決定設(shè)計第I道工序-銑端面專用夾具設(shè)計。 本工序的加工條件為：XA5032型立式銑床，Φ63端銑刀。 為合金鋼實心毛胚上銑削的經(jīng)濟精度為IT11～13，表面

14、粗糙度為Ra=20μm，在鉆夾具上加工時適當(dāng)?shù)目刂魄邢饔昧?，可以保證孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。由于后面有打通孔，所以在本工序加工時，主要應(yīng)考慮要保證的孔與軸頸的同軸度。 3.2 夾具設(shè)計 定位方案及定位元件選擇、設(shè)計 1.定位方案的選擇 根據(jù)加工要求，工件在夾具中的定位以3個Φ28軸頸為主要定位基準(zhǔn)，限制六個自由度，以活動支撐釘頂住一端面做輔助支撐不限制自由度。夾緊軸頸。 推薦精選 2.定位元件設(shè)計 根據(jù)定位方案，設(shè)計定位元件的結(jié)構(gòu)如圖2所示，Φ28軸頸用V形塊定位，采用壓塊夾緊裝置。軸頸端面用活動支撐釘輔助定位。 3.定位誤差的計算 V形塊與軸頸配合，軸心的位置度誤差為ΔD=O1O2＝0.014mm ，此件小于工件相應(yīng)位置公差的三分之一，即 ，所以定位方案能夠滿足加工要求。 3.2.2 夾緊裝置的設(shè)計 夾緊裝置如圖3所示，壓塊能保證軸頸與V形塊接觸良好，定位誤差小，而且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 附圖3 （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝!） 推薦精選