十字軸銑端面夾具設計

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800010000KNm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，當磨損或壓痕超過015mm時，十字

2、軸萬向節(jié)便應報廢。十字軸的主要失效形式是軸頸根部處的斷裂，所以在設計十字軸萬向節(jié)時，應保證十字軸軸頸有足夠的抗彎強度。 主要技術(shù)要求零件圖上的主要技術(shù)要求為：保證25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HBC5863，滲碳層深度0.81.3。 加工表面及其要求加工表面及其要求：25軸頸：軸頸尺寸，兩端倒角145，表面粗糙度Ra0.63。兩垂直軸頸位置度誤差0.02。軸端面：保證尺寸，表面粗糙度為Ra1.25。6孔：孔徑6,表面粗糙度Ra20 8孔：孔徑8，表面粗糙度Ra20M8-7H：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、晶粒細小、純凈度

3、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。 確定毛坯的形狀、尺寸及公差毛胚的形狀及尺寸如附圖2所示。精度等級為CT14 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)應力。 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

4、1附圖22.3 選擇基準由于附圖1所示的十字軸零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以25軸頸以及端面為設計基準，因此必須首先將25軸頸及其端面加工好，為后續(xù)工作準備基準。根據(jù)粗、精基準選擇的原則，確定各加工表面的基準如下：1端面：三25外圓軸頸。2軸頸：雙頂尖孔。38孔：25軸頸外圓及其端面。46通孔：25軸頸外圓及端面。5M8-7H螺紋孔：25軸頸外圓及端面。2.4 擬定機械加工工藝路線 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、8孔、6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-半精磨-精磨；端面的加工路

5、線為銑-磨；8孔的加工方法為鉆削；6孔的加工方法為鉆削。M8-7H螺紋孔的加工方法為鉆。 擬定加工工藝路線工藝路線方案一 工序I 模鍛 熱處理（正火）工序 銑四個端面，打工中心孔工序 粗車、精車四個軸頸工序 粗磨四個軸頸工序 雙砂輪徑向進給無心磨削四個軸頸工序 在四軸頸上鉆8孔工序 在四軸頸上鉆6通孔，空口倒角60工序 鉆M8-7H螺紋孔小徑、攻中間螺紋孔M8-7H工序 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108-0.074-0.020工序 XIII檢驗工藝路線方案二 工序I 模鍛 工序 熱處理（正

6、火）工序 銑軸的四個端面工序 粗車四軸頸工序 精車四軸頸工序 粗磨四軸頸工序 雙砂輪徑向進給無心磨削四個軸頸工序 在四軸頸上鉆8孔工序 在四軸頸上鉆6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108-0.074-0.020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（以下簡稱工藝手冊），分別確定各加工表面的加工余量、

7、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 銑四個端面 0.4mm 108.2mm 12.5m工序 1.粗車四個軸頸 1.5mm 26.5mm 12.5m 2.精車四個軸頸 0.8mm 25.7mm 6.3m工序 粗磨四個軸頸 0.4mm 25.3mm 6.3m工序 雙砂輪徑向進給 0.2mm 25.1mm 6.3m工序XI 無心精磨四軸頸 0.1mm mm 0.63m工序 XII 磨端面 0.1mm 108-0.074-0.020mm 1.25m 2.6選擇機床設備及工藝裝備根據(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備為：工序II X50

8、32A立式銑床，63端面銑刀，硬質(zhì)合金階梯麻花鉆,專用夾具工序I Z525型立式鉆床，8標準麻花鉆，專用夾具，0200/0.02mm游標卡尺工序 Z525型立式鉆床，6標準麻花鉆，專用夾具，0200/0.02mm游標卡尺工序 Z525型立式鉆床，6標準麻花鉆，專用夾具，0200/0.02mm游標卡尺2.7 確定切削用量及基本工時 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：e=28mm，銑削深度p=0.96mm2. 確定每尺進給量 根據(jù)切削手冊表3.5，每齒進給量f

9、z=0.090.18mm/Z，因采用不對稱端銑，所以取fz=0.18mm/Z3. 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 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=180MIN4. 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，k=0.8。故vc= vt km k=1541.00.8m/min=113.2m/minvf= vft km k=3931.00.8mm/min=314.4mm/minn= nt km k=4911.00.8r/min=392.8r/min。根據(jù)切削

10、手冊表3.30,選擇nc=375r/min，vfc=300mm/min。因此，實際切削速度vc=don/1000=3.14100375/1000=117.75m/min fzc= vfc/（ncz）=300/(3755)=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=7.50.75=5.63kw Pce，因此選用的切削用量可以采用。p=0.96mm，vfc=300mm/min，nc=375r/min，vc=117.75m/min，fzc=0.16mm/z。6計算基本工時 tm=L/vf 式中L=l+，根據(jù)表3.26, 不對稱安裝銑刀，入切

11、量及超調(diào)量l+=31mm則L=28+31=59mmtm=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，需要設計專用夾具。決定設計第I道工序-銑端面專用夾具設計。 本工序的加工條件為：XA5032型立式銑床，63端銑刀。 為合金鋼實心毛胚上銑削的經(jīng)濟精度為IT1113，表面粗糙度為Ra=20m，在鉆夾具上加工時適當?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，主要應考慮要保證的孔與軸頸的同軸度。3.2 夾具設計定位方案及定位元件選擇、設計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28軸頸為主要定位基準，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。2.定位元件設計 根據(jù)定位方案，設計定位元件的結(jié)構(gòu)如圖