十字头课程设计

11目录一.十字头的结构分析…………………………………………………1二.零件图纸分析………………………………………………………1三.主要技术条件………………………………………………………1四.毛坏类型和批量确定………………………………………………2五.毛坏制造方法确定…………………………………………….........2六.定位基准的选择…………………………………………………….2七.确定毛坏尺寸公差………………………………………………….3八.拟定加工路线……………………………………………………….3九.加工余量的确定………………………………………………….....4十.确定切削用量及基本工时………………………………………….6十一.工艺卡片的填写………………………………………………….10十二.设计总结………………………………………………………….24十三.参考文献………………………………………………………….2522一、十字头的结构分析根据十字头的结构，尺寸公差，粗糙度等要求对十字头零件进行结构分析，使零件可以达到它的加工先后设计要求。十字头的结构相对复杂，属于一般复杂零件在加工时要考虑它的加工先后顺序。首先外圆是基准，所以在加工时我们要先根据“基准先行”原则，以保证零件的尺寸要求。十字头的重要工作表面为Φ20的内孔，底面Φ20及顶面Φ65孔外圆的尺寸公差要求不高，但粗糙的要求很高，故在加工过程中应该在保证精度的条件下尽量满足粗造度的要求。同时要考虑好加工经济方面的问题以此减少加工成本。加工Φ20内孔是要求保证其位置度要求。二、零件图纸分析由看零件图可知，该零件形状较为复杂，外形尺寸不大，可采用铸造毛坯。由于该零件的两个Φ20孔要求较高，它的表面质量直接影响工作状态，通常对其尺寸要求较高，一般为IT5～IT7，加工时两个Φ20孔的同轴度应该控制在0.01μm。Φ85外圆的尺寸直接影响孔在空间的位置加工时将其加工精度降低，通过装配才能提高精度。三、主要技术条件1、孔径精度：两个表面粗糙度Φ20的孔径尺寸误差和形状误差会造成配合不良，因此对孔的要求较高，其孔的尺寸公差为IT7。2、主要平面的精度：由于Φ85外圆直接影响连接时的接触刚度，并且加工过程中常作为定位基准面，否则会影响孔的加工精度，因此必须规定其加工要求。对全部技术要求进行归纳整理如下：加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度/mm表面粗糙度/μm形位公差/mmΦ85外圆Φ85-0.05-0.150.11.6无右端面850.21.6无左端面850.21.6无M6螺纹孔Φ60.112.5无Φ20轴向孔Φ20+0.01800.01812.50.02AΦ35十字头Φ350.112.5无Φ65孔Φ65+0.02100.0213.2无Φ20顶端孔Φ20+0.02300.0230.8无Φ24环槽Φ240.112.5无Φ55内孔Φ550.1412.5无四、毛坯类型和批量确定由题可知该毛坯属于中小批量，采用铸造成形。五、毛坯制造方法的确定由于十字头零件的结构相对复杂，根据图纸要求，该零件毛坯的加工工艺的铸造同时是中小批量生产，又因为它所用的材料为HT200，由文献【1】表2-2得选用灰铸铁中的化学粘结剂砂，其铸造精度为CT11～CT13满足要求。六、定位基准的选择33粗基准的选择在选择粗基准时考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量及保证不加工表面与加工表面的尺寸、位置符合零件图样设计要求。粗基准选择原则：1.重要表面余量均匀原则。2.表面间的相互位置要求原则，必须首先保证工件加工表面与不加工表面的相互位置要求应以不加工表面为粗基准；3.余量足够原则，如果零件上各表面均需加工，则以加工表面余量较小的为粗基准；4.定位可靠原则，作为粗基准的表面，应选用比较可靠，平整光洁面，以便定位准确，夹紧可靠；5.不重复使用原则。根据这些原则我们可选十字头底面做粗基准，然后加工出基准A，再由基准外圆面来定位加工其他加工面，以保证相关尺寸精度。精基准的选择精基准的选择主要坑考虑的问题是如何减少误差，保证加工精度，安装方便及设计基准和工序重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算。选择十字头两端面与Φ85外圆作为定位基准。Φ85外圆柱面及底面为装配结合面。且十字头底面又是空间位置的设计基准，所以选择十字头底面与外圆作为定位基准，符合基准重合原则。七、确定毛坯尺寸查文献【1】表2-2由于该零件是中小批量，选用灰铸铁CT11～CT13等级再查【1】2-1式得：R=F+2RMA+CT/2再查表【1】2-3取CT=12毛坯轴向尺寸：R=85+2RMA+12/2再由表【1】2-5得取RMA=0.5R=85+2*0.5+6=92mm同理该毛坯径向毛坯尺寸R=92mm在考虑Φ35孔时由于其长度与孔径比l/d=40/35＜1,其工艺性好选择铸造成形。同上则有：R=F-2RMA-CT/2=35-2*0.5-5/2=32mm其轴向长度:R=F+RMA+CT/2=70+0.5+6/2=73.5mm根据图纸要求拟定工艺路线查【3】表2-2得各尺寸对应的IT等级，查【1】表1-8,1-9,1-10等以获取各种加工精度。八、加工路线拟定方案一序号工序内容刀具机床一铸造二清砂三时效处理四粗车十字头左右端面45°车刀CA6140五粗车Φ85外圆90°外圆车刀CA6140六粗车Φ35内孔内孔车刀CA6140七粗车Φ55内孔内孔车刀CA614044八粗车Φ65内孔内孔车刀CA6140九车内圆环内孔车刀CA6140十半精车-精车Φ85外圆90°外圆车刀CA6140十一粗车—半精车—精车十字头右端面45°车刀CA6140十二钻—扩—精铰Φ20轴向孔麻花钻，扩孔钻，铰刀Z525立式钻床十三钻—扩—精铰Φ20径向孔麻花钻，扩孔钻，铰刀Z525立式钻床十四钻—攻4*M6螺纹钻头，丝锥Z525立式钻床十五半精镗—精镗Φ65内孔镗刀镗床十六车环形槽切槽刀CA6140十七去毛刺十八终检方案二序号工序内容刀具机床一铸造二清砂三时效处理四粗车Φ85外圆90°外圆车刀CA6140五粗车十字头左端面45°车刀CA6140六车Φ55内孔内孔车刀CA6140七车内圆环成形车刀CA6140八半精车—精车Φ85外圆90°外圆车刀CA6140九粗车—半精车—精车十字头右端面45°车刀CA6140十钻—攻4*M6螺纹钻头，丝锥Z525立式钻床十一车挖Φ24槽切槽刀CA6140十二钻—扩—精铰Φ20轴向孔麻花钻，扩孔钻，铰刀Z525立式钻床十三钻—扩—精铰Φ20径向孔麻花钻，扩孔钻，铰刀Z525立式钻床十四粗镗—半精镗—精镗Φ65孔镗刀镗床55十五去毛刺十六终检比较方案一与方案二综合加工质量分析，方案二涉及车床反复使用装夹误差较大，在孔加工的过程中孔可一起加工完成，从面满足孔与孔之间的位置关系，而方案一均满足这些要求，故选择方案较为合理满足生产要求。其毛坯图如下：九加工余量的确定加工余量可采用查表修正确定。确定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准装换时，同一表面多次加工的工序尺寸与工序的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸用工艺尺寸链计算中间工序尺寸按“单向、入体”原则标注，但毛坯和孔心距尺寸公差带一般取对称布置。中间工序尺寸的公差可以从相应的加工经济精度表中查得。第一道工序各工布元基准转换，其条各表面加工均用统一基准重合，故只要查得加工余量，便可确定工序尺寸。其具体加工余量如下表。66工序号工序内容余量（mm）工序尺寸（mm）表面粗糙度Ra/mm1①车左端面3.58512.5②粗车右端面3853.2③倒角1C112.5④粗车外圆Φ8505.005.03Φ8512.52①车Φ35内孔1.5Φ3512.5②车Φ55内孔10Φ5512.5③粗车Φ65内孔4Φ6512.5④成型车刀车内圆环156512.53①精车右端面0.58512.5②精车Φ85外圆0.5Φ851.64①钻一扩一精铰Φ20右端孔10Φ201.6②钻一扩一精铰十字顶端孔10Φ201.6③钻一攻4*m6螺纹孔3Φ612.55①半精镗一精镗Φ65内孔1Φ653.26①车挖Φ24槽1Φ2412.5十切削用量及基本工时工序1粗车左端面，粗车右端，粗车Φ85外圆，倒两个角C1。1、粗车左端面步骤如下：①确定背吃刀量ap：端面总加工余量3.5mm，分三次订刀加工ap1=1.5mm，ap2=1mm，ap3=1mm②确定进给量f：按[1]4-3确定f=0.35-0.65mm/r，取f=0.61mm/r③确定切削速度vc：根据表[1]5-2T=60min，前面ap，f取较大值，则v则取相应较小值，vc=70m/min④确定机床主轴转速查[1]5-1式，得n=πd1000cv=85×π70×1000=262.14r/min根据表[1]4-2查得相近较小的转速为250r/min，所以实际切削速度为66.759m/min⑤计算基本工时Tj：切削加工长度l=r(毛坯)=46mm，车刀选用主偏角Kr=45°背吃刀量ap=1.5mm，当表[1]5-43和5-44，得l1=rpkatan1+(2-3)mm取l1=4mm77l2=(3-5)mml3=(3-5)mm中小批量l3取3mm故L=l+l1+l2+l3=46+3+3+3=55mmTj=nfLi=0.61×2503×55=1.101min⑥辅助时间Tf:查表[1]5-49.装夹工件时间为0.8min,启动机床时间0.02min，取量是并测量尺寸的时间为0.5min，启动调节切削液时间为0.05min，共计Tf=2.47min2、粗车右端面，步骤如下①确定背吃刀量ap：端精加工为0.5故粗加工余量=总余量－精加工余量=3.5－0.5=3mm则分为二次走刀ap=1.5mm②确定进给量f：根据表[1]5-2f=0.35-0.65mm/r再查表[1]4.3得f=0.61mm/r③确定切削速度vc根据[1]表5-2，T=60min前面ap取较大值，则v则取相应较小值vc=70m/min④确定机床主轴转速，查[1]式5-1得n=πd1000cv=85×π70×1000=262.14r/min根据表[1]4-2查得相近转速为250r/min，所以实际切削速度为66.759m/min⑤计算基本工时：切削长度l=r(毛坯)=46mm，车刀选用主偏角Kr=45°，背吃刀量ap=1.5mm，当表[1]5-43和5-44，得l1=rpkatan1+(2-3)mm取l1=4mml2=(3-5)mml3=(3-5)mm中小批量l3取3mm故L=l+l1+l2+l3=46+4+3+3=56mm88Tj=nfLi=0.61×2502×56=0.734min⑥辅助时间Tf:查表[1]5-49.装夹工件时间为0.8min,启动机床时间0.02min，取量是并测量尺寸的时间为0.5min，启动调节切削液时间为0.05min，共计Tf=1.37min4、倒两个角①确定背吃刀量ap：倒角余量为1mm，一次走刀完成ap=1mm②确定进给量f：根据表[1]5-2f=0.1-0.3mm/r再查表[1]4.3得f=0.3mm/r③确定切削速度vc根据[1]表5-2，T=60min前面ap、f取较大值，则v则取相应较小值vc=90m/min④确定机床主轴转速，查[1]式5-1得n=πd1000cv=85×π90×1000=337.03r/min根据表[1]4-2查得相近转速为320r/min，所以实际切削速度为85.45m/min⑤计算基本工时Tj：切削加工长度L=1mm故Tj=nfLi=0.3×3201=0.01min加工两个倒角基本时间Tj=0.02min⑥辅助时间Tf:查表[1]5-49.装夹工件时间为0.8min,启动机床时间2次为0.02min，取量是并测量尺寸的时间为1min，Tf=1.84min3、粗车Φ85外圆，步骤如下①确定背吃刀量ap：其总加工余量为3.5mm，其精加工余量为0.5mm故粗加工余量=总余量－精加工余量=3.5－