【正文】 **********大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 十字軸 的機(jī)械加工工藝及 工裝設(shè)計(jì) 摘 要： 通過對(duì)十字軸零件進(jìn)行分析，在滿足加工技術(shù)要求的前提下，確定了十字軸的制造形式。參閱有關(guān)技術(shù)手冊(cè)，制定了機(jī)械加工工藝路線，確定了各工序尺寸和加工余量。通過計(jì)算確定了切削余量和基本工時(shí)，并制定了機(jī)械加工工藝過程卡片。為了給生產(chǎn)的計(jì)劃、調(diào)度、工人的操作提供依據(jù)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，根據(jù)加工需要設(shè)計(jì)了一套工裝夾具 。 關(guān)鍵詞： 十字軸；加工工藝制定 。夾具分析 **********大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 Process Planning and Jig Designing for Cross spider Abstract: Because of the quick development modern in the science technique, the demand to the modern product is exaltated day by day, making the manufacturing technique into a new level, so designing and manufacturing every variety of special jig also seems to be more importance. The text is to aim at process planning and jig designing for cross spider, first it carried on analyzing to the spare parts of the cross spider, then carried on the drawup of process route, in contrast, to find out the best process route project, in the end carried on designing jig to a some work preface. Key words： cross spider。 process planning。 jig analy **********大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 1 引言 汽車及 械制造工業(yè)正以迅猛 的態(tài)勢發(fā)展 ，加工方法和制造工藝進(jìn)一步完善與開拓，在傳統(tǒng)的切削、磨削技術(shù)不斷發(fā)展，上升到新的高度的同時(shí)，開拓出新的工藝可能性，達(dá)到新的技術(shù)水平，并在生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用 。因此研究十字軸的加工工藝就顯的非 常必要。 國內(nèi)外汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 關(guān)于中國汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，從兩個(gè)角度來說，宏觀角度與微觀角度。宏觀上，中國在 2022 年 12 月 11 日加入了世界貿(mào)易組織，國外的廠商陸續(xù)進(jìn)入了中國市場，使得競爭進(jìn)一步激烈；微觀上，企業(yè)面臨不得不降價(jià)的處境，處在虧損的邊緣。 中國加入世貿(mào)組織，我國的汽車進(jìn)口關(guān)稅就一直在下調(diào)，這是履行 WTO 的義務(wù)，同時(shí)也是為了進(jìn)一步鼓勵(lì)競爭，優(yōu)化中國市場。在 2022 年底，中國的加權(quán)平均關(guān)稅水平下調(diào)到了 %。 2022 年 7 月 1 日，我國汽車進(jìn)口關(guān)稅下調(diào)到 25％ 。這都是為了履行 WTO 的義務(wù)。同 時(shí)，中國早在 80 年代的時(shí)候，就已經(jīng)形成了近百家汽車企業(yè)的混亂局面，所以國家降低關(guān)稅，就會(huì)下降國外汽車在國內(nèi)市場的銷售價(jià)，使得其更具競爭力，從而使一些比較落后的國內(nèi)企業(yè)的售價(jià)就會(huì)相對(duì)較高，使得其不得不退出市場，達(dá)到優(yōu)化市場的效果。 伴隨著中國的改革開放，很多的國外企業(yè)進(jìn)入了中國，搞起了合資，本質(zhì)上就是以技術(shù)換市場。這里面有大眾，標(biāo)致，豐田，奔馳，寶馬等公司。根據(jù) 2022 年的資料顯示，中國汽車市場份額中 97%屬于合資企業(yè)，而 20 多家國內(nèi)企業(yè)僅僅占到了3%的市場份額?？梢哉f，中國的汽車企業(yè)就是在夾縫中生存。 在 2022 年 11 月 22 日，東風(fēng)標(biāo)致實(shí)施降價(jià)補(bǔ)償?shù)匿N售策略，引起了中國汽車行業(yè)的軒然大波。從一個(gè)側(cè)面反映了近幾年中國汽車市場競爭之激烈。好多的廠商也都不得不推出降價(jià)的策略，這無疑對(duì)于企業(yè)來說是一個(gè)不幸。 2022 年統(tǒng)計(jì)資料顯示，中國汽車的虧損面達(dá)到了 16%之多。 除此之外，加入世貿(mào)組織后，中國先后推出了關(guān)稅下調(diào)預(yù)期，取消進(jìn)口配額、實(shí)施《汽車品牌銷售管理辦法》、進(jìn)口車自動(dòng)許可登記辦法，整車特征辦法，落地征稅政策，允許外商進(jìn)入汽車服務(wù)貿(mào)易領(lǐng)域等政策，這無疑對(duì)于中國的企業(yè)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn) [2]。 國內(nèi) 零部件行業(yè) 發(fā)展現(xiàn)狀 我國汽車零部件行業(yè)組織結(jié)構(gòu)模式的發(fā)展，經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：首先是零部件企業(yè)作為整車廠商的 “ 附庸 ” ，全部面向各自的整車廠商；其次是逐步獨(dú)立，開始有計(jì)劃地為其他整車廠商提供服務(wù)；然后是與整車廠商平行發(fā)展，有自己獨(dú)立的市場；最后是部分零部件企業(yè)開始過渡到超前整車企業(yè)發(fā)展的階段。經(jīng)過近幾十年**********大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 的發(fā)展，國內(nèi)汽車零部件行業(yè)已經(jīng)形成一個(gè)以與整車企業(yè)的緊密型關(guān)系為核心，形狀近似箭靶的主流行業(yè)組織結(jié)構(gòu)模式。這種模式中，靶心為整車生產(chǎn)企業(yè)，靶心向外依次為：第一環(huán)為核心零部件企業(yè)，核心層零部件企業(yè)一般由整車企業(yè)的直屬專業(yè) 廠和全資子公司構(gòu)成，整車廠擁有對(duì)核心層零部件企業(yè)的完全控制權(quán)；第二環(huán)為骨干零部件企業(yè)，這些企業(yè)有相對(duì)獨(dú)立的法人資格，其生產(chǎn)活動(dòng)要服從于整車廠的整體部署，整車企業(yè)一般是通過參股、控股的方式控制、管理骨干層零部件企業(yè)；第三環(huán)是協(xié)作企業(yè)，整車企業(yè)與協(xié)作層企業(yè)之間是采購與供貨的契約關(guān)系，一般是每年年初兩者之間確定計(jì)劃，然后按計(jì)劃執(zhí)行。同時(shí)零部件企業(yè)的空間布局也是圍繞整車廠商相對(duì)集中分布。如上海及周邊地區(qū)的汽車零部件企業(yè)主要為上海大眾、通用配套，吉林等地區(qū)的零部件企業(yè)主要圍繞一汽配套。 在這種箭靶分層次的行業(yè)組織結(jié)構(gòu) 模式下，核心層零部件企業(yè)往往都是圍繞某一整車車型進(jìn)行生產(chǎn)，因而產(chǎn)品品種單一、規(guī)模較大，并且可以得到整車廠商的技術(shù)與管理支持，所以在初期，普遍發(fā)展態(tài)勢較好，但這類零部件企業(yè)對(duì)整車企業(yè)的依附性很大，因此對(duì)市場與技術(shù)開發(fā)、營銷與服務(wù)等方面的重視與投入不足，導(dǎo)致后期發(fā)展乏力；而外面骨干層零部件企業(yè)乃至協(xié)作企業(yè)，由于游離于以汽車整車為核心的汽車集團(tuán)之外，一方面很難與核心層零部件企業(yè)進(jìn)行競爭，同時(shí)在技術(shù)與管理上也無法得到整車企業(yè)的支持，導(dǎo)致初期發(fā)展很困難，一旦這些企業(yè)走出初期的困難時(shí)期，在市場競爭的錘煉下就會(huì)逐步脫穎而 出 [4]。 研究本課題的目的與意義 當(dāng)代機(jī)械制造工業(yè)正以迅猛的步伐邁向 21 世紀(jì)，加工方法和制造工藝進(jìn)一步完善與開拓，在傳統(tǒng)的切削、磨削技術(shù)不斷發(fā)展，上升到新的高度的同時(shí)，各種特種方法也在不斷出現(xiàn)，開拓出新的工藝可能性，達(dá)到新的技術(shù)水平，并在生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用；加工技術(shù)向高精度發(fā)展，出現(xiàn)了所謂的 “ 精密工程 ” 、 “ 納米技術(shù) ” 。制造技術(shù)向自動(dòng)化方向發(fā)展，正沿著數(shù)控技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的臺(tái)階向上攀登 題目所給定的 傳動(dòng)裝置的十字軸是個(gè)典型實(shí)例，在機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)等制造工業(yè)中，軸類零件是一 類用量很大，且占有相當(dāng)重要地位的結(jié)構(gòu)件。軸類零件的主要作用是支承傳動(dòng)零件并傳遞動(dòng)和動(dòng)力，它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)受多種應(yīng)力的作用，因此從選材角度看，材料應(yīng)有較高的綜合機(jī)械性能，要求有一定的硬度，以提高其抗磨損能力。為了降低成本，占領(lǐng)市場，要達(dá)到高質(zhì)量，低成本的要求，進(jìn)而對(duì)零部件提高了要求。十字軸零件小，內(nèi)部需加工的地方多，設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格，工序達(dá)幾十多道，它是汽車上的關(guān)鍵零件，起著傳遞動(dòng)力的作用，是萬向聯(lián)軸器上的重要零件，精度要求高，加工難度大。所以在加工十字軸時(shí)要注意尺寸，精度，結(jié)構(gòu)，鍛造，車削等方面都要進(jìn)行更精密的加工 [7]。 **********大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 機(jī)械加工工藝概述 工藝規(guī)程的概念 工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件的制造工藝過程和操作方法等的工藝文件 在規(guī)定的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量下，能以最經(jīng)濟(jì)的方法獲得所要求的生產(chǎn)率和生產(chǎn)綱領(lǐng)，一般要求工藝成本最低 ， 一般具有工序簡圖，并詳細(xì)說明該工序的每個(gè)工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備裝備等 。零件機(jī)械加工工藝規(guī)程包括：工藝路線，各工序的具體加工內(nèi)容、要求及說明，切削，時(shí)間定額及使用的機(jī)床設(shè)備與工藝裝備等 [8]。 工藝規(guī)程的作用 （ 1）工藝 規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)管理的基本依據(jù)，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)性文件。因此，生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行既定的工藝規(guī)程。 （ 2）工藝規(guī)程是新建擴(kuò)建工廠或車間時(shí)的基本資料。 （ 3）工藝規(guī)程是工藝技術(shù)交流的主要文件形式 [6]。 工藝規(guī)程的格式 （ 1）工藝過程卡片它是以工序?yàn)閱挝缓喴f明產(chǎn)品或零部件的加工過程的一種工藝文件。它是編制其他工藝文件的基礎(chǔ)，也是生產(chǎn)準(zhǔn)備、編制作業(yè)計(jì)劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。只有在單件小批生產(chǎn)中才用它來直接指導(dǎo)工人的加工操作。 （ 2）工序卡片它是在工藝過程卡片或工藝卡片的基礎(chǔ)上，按每道工 序所編制的一種工藝文件。一般具有工序簡圖，并詳細(xì)說明該工序的每個(gè)工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備裝備等。多用于大批量生產(chǎn)或重要零件的單件小批生產(chǎn)中 [2]。 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則 （ 1）必須可靠地保證零件圖紙上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。 （ 2）在規(guī)定的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量下，能以最經(jīng)濟(jì)的方法獲得所要求的生產(chǎn)率和生產(chǎn)綱領(lǐng)，一般要求工藝成本最低。 （ 3）充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，少花錢，多辦事，并要便于組織生產(chǎn)。 （ 4）盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全，創(chuàng)造良好、文明的生產(chǎn)條件 [1]。 **********大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 制定工藝規(guī)程的步驟 （ 1） 確定生產(chǎn)類型。 （ 2） 分析加工零件圖 (工藝性 )。 （ 3） 分析結(jié)構(gòu)及參數(shù)，確定毛坯類型。 （ 4） 選擇定位基準(zhǔn)、加工方法，擬訂加工路線。 （ 5） 選擇加工設(shè)備、工藝裝備。 （ 6） 確定工序尺寸及其公差。 （ 7） 確定切削用量及工時(shí)定額。 （ 8） 給出工藝規(guī)程文件 [11]。 十字軸 零 件 工藝分析 （ 1）審查零件的材料的選擇是否恰當(dāng)： （所示零件見附 圖 1） 零件材料的選擇應(yīng)該立足于國內(nèi)，盡量選擇我國資源豐富的材料，盡量不要選擇貴重金屬材料， 該十字軸材料 選擇 20CrMnTi， 為低碳合金 結(jié)構(gòu)鋼，是一種完全滿足十字軸的力學(xué)性能，價(jià)格經(jīng)濟(jì)的常見材料，材料選擇是恰當(dāng)?shù)摹? （ 2）檢查零件的圖樣是否完整和正確 ： （所示 零件見附圖 1） 經(jīng)檢查視圖足夠并正確，所標(biāo)注的尺寸、公差、表面粗糙度、和技術(shù)要求合理、齊全并且零件的表面精度、表面質(zhì)量和技術(shù)要求在現(xiàn)有的技術(shù)條件和生產(chǎn)條件下能夠達(dá)到 。 在加工過程中先以四軸頸為基準(zhǔn)鏜孔 + 0 mm， 再車 A 面并倒角 2mm45176。，A 圓面與鏜孔共圓；鏜孔精度為 ， A 面精度 然后以鏜孔為基準(zhǔn)車四軸頸端面和軸頸外圓，端面精度 ； 在以 鏜孔 和軸頸外圓為基準(zhǔn)車 M、 N 面 ,M、 N 面精度要求 最后一四軸頸自身為基準(zhǔn)精磨軸頸，軸頸要求比較高為 [13]。 毛坯的選擇 確定毛坯的制造形式 差速器十字軸的材料選擇，根據(jù)零件要求要有一定的強(qiáng)度和耐磨性，一般常選用 20CrMnTi 等低碳合金結(jié)構(gòu)（滲碳材料），經(jīng)滲碳淬火后表面具有高的硬度而軸心部分保持相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和韌性，并且要求的力學(xué)性能高，質(zhì)量在 25Kg 以內(nèi)，需要大批量生產(chǎn)，因此選擇鍛模的制造形式 [15]。 毛坯選擇應(yīng)考慮的因素 （ 1） 零件的材質(zhì) 及其力學(xué)性能 。 （ 2） 零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小及相關(guān)精度 。 **********大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 （ 3） 零件的生產(chǎn)批量 [16]。 工藝路線 的擬定 確定各表面的加工方法 根據(jù)各表面的加工精度和表面粗糙度的要求， 對(duì)于十字軸的各表面，參照下面表 表 2所給數(shù)值， 選定如下加工方法： 兩端 216。50+ 0 mm 外圓和另一軸線兩端外 216。50+ 0 mm 外圓的加工方法為車削； M 面和 N 面的加工方法為車削； ?? mm 外 圓的加工方法為粗磨； 216。22+ + mm 外圓的加工方法為半精磨； 216。22+ + mm 外圓的加工方法為精磨；另外 + 0 mm 用的是鏜削的加工方法； 2