【正文】 十字軸經(jīng)過磷化處理后，在軸頸表面上就會產(chǎn)生一層磷化膜，這層磷化膜可起到減摩作用，同時磷化膜在行星齒輪轉(zhuǎn)動時還起到潤滑作用。淬火時用專用高頻淬火設(shè)備，加熱頻率為 237KHz，高頻加熱至 830～ 870℃直接淬火（乳化液淬），淬火后再在 180～ 200℃回火。 確應(yīng)感應(yīng)加熱加熱的頻率： 根據(jù)高頻感應(yīng)加熱公式： f/20?? 式中， f—— 為頻率，單位 KHz； ? —— 加熱深度，單位為 mm。 [11] 圖 34 感應(yīng)加熱表面淬火原理圖 西南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 27 由于零件的尺寸較小，淬硬深度在 ～ 2mm 范圍內(nèi)，因此采用高頻感應(yīng)加熱方式。工件表面溫度快速升高到相變點以上，而心部溫度仍在相變點以下。若把工件置于磁場中，則在工件內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流，并由于電阻的作用而被加熱。 為提高效率，采用感應(yīng)加熱表面淬火方式。因此，零件經(jīng)過表面熱處理，可以滿足零件的要求。 熱處理 十字軸在工作時，四個行星齒輪在十字軸的軸頸處轉(zhuǎn)動，因此對十字軸四個軸頸有很高的要求：表面硬度要高，有較高的耐磨性和疲勞強度；心部要有較好的塑性和韌性。 可得，粗磨時的砂輪切削速度為： 西南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 26 15015501000/01 ?? ???? ?? ndv c （ m/s） 精磨時的砂輪切削速度為： 15022021000/02 ?? ???? ?? ndv c （ m/s） 由于 1cv 、 2cv 均小于 35，故可用 。 計算砂輪切削速度： MMB1312 磨床砂輪主速有 1550r/min 和 2200r/min，粗磨時選用 1550r/min，精磨時選用 2200r/min。 取 230?wn r/min，得工件實際轉(zhuǎn)速為： 0 0 0/2 3 0281 0 0 0/ ????? ?? ndv （ m/min） 由文獻 [9， 686]表 8120，查得當(dāng)工件每轉(zhuǎn)的縱給量為 ?af sb =6mm 時，工作臺單行程的橫進給量為 111 ??? stmft ? 。 由文獻 [9， 685]表 8120，可得如下表所示的數(shù)據(jù) ： 表 35 工件回轉(zhuǎn)的圓周速度 工件回轉(zhuǎn)的圓周速度 1min/ ??mvw 工件磨削表面 的直徑 wd /mm 20~30 粗磨 11~22 精磨淬火鋼及耐熱鋼 22~35 縱進給量如下表所示： 表 36 磨外圓時的縱進給量 粗磨 sa bf )~(? （ sb 為砂輪寬度 ） 精磨 表面粗糙度 mRa ? sa bf )~(? 表面粗糙度 mRa ?~ sa bf )~(? 西南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 25 粗磨時，取 1m in/22 ??? mvw ，根據(jù)公式 1000/ ndv ?? 式中， wd —— 工件直徑（ mm）； wn —— 工件主軸轉(zhuǎn)速（ m/min）， wv —— 工件回轉(zhuǎn)的圓周速度（ m/min）。由文獻 [9， 308]表 470，可選擇陶瓷結(jié)合劑 V(A)。根據(jù)公式計算刀具轉(zhuǎn)速： )/()80/(????? ?? 根據(jù)機床的轉(zhuǎn)速范圍取 srrn / in/420 ?? 所以，進給量為 rmmZff Z / ????? 所以實際切速度為 smdnv c / 33 ?????? ?? ?? 最后選定銑平面時的切削用量為 mmap ? ， srn /? ， smvc /? ， rmmf /? 。 （ 3）確定銑削速度和刀具轉(zhuǎn)速 由文獻 [9， 673]表 899，可查得高速鋼刀具銑削速度范圍，可得，低、中碳鋼在硬度為 225~290 時的銑削速度為smvc /~? 。這里背吃刀量為mmap ? ，經(jīng)計算所銑平面的寬度不超過 10mm，選用 mmd 200 ? ，齒數(shù)為 4，取側(cè)吃刀量 mmae 3? 。 銑平面時是在 ? 這段軸上加工，兩平面之間 的距離為 27mm,假設(shè)兩平面以中心軸完全對稱，則每個平面加工的深度為 h=()/2=。 表 34 最終直徑與初始直徑不同時所對應(yīng)的修正系數(shù) 最終直徑 /初始直徑（ dd/1 ） ~ ~ 修正系數(shù) K 軸頸的最終直徑為 ? ，初始直徑為 33? ?？傻糜操|(zhì)合金車刀在車槽時進給量為 f=smvc /? 。 （ 2）確定進給量 由文獻 [9， 636]表 852，可查得切斷和切槽的進給量，工件直徑在 20~40 時的進給量為 f=~，初步選定進給量為 f=。因此，倒角時的切削用量為： mmap ? ， f=， smvc /? ， n=20r/s。 由于外圓車刀可以倒 o45 的角，因此在半精車過后，機床可以不用停車，只需把刀具退回到軸的端面，由于外圓車刀可以倒 o45 的角，可以直接用外圓車刀來倒角。最后選定半精車的切削用量為： pa =， f=， smvc /? ， n=20r/s。按公式算得實際切削速度為 smdnv c / 33 ?????? ?? ?? 此速度大于預(yù)估速度，故可用?？紤]到進給量取得較大，故取 cv =2m/s。根據(jù)機床說明書，取 f=。 （ 2）確定進給量 f 由文獻 [9， 635]表 851，可查得硬質(zhì)合金車刀和高速鋼車刀半精車與精車外圓和端面時的進給量。主切削力： cFcFcfCCFc FZcYXpFnc KvfaCF ?? = 7 ??????? ?? =693（ N） 切削功率： 33 ????? ??ccc vFP （ kW） 由機床說明書查得，機床電機功率 ?EP (kW)，取機床傳動效 率， ?? 時 ????? ?Ec PP (kW) 西南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 22 所以，機床功率足夠。 （ 4）確定主軸轉(zhuǎn)速 n 由公式 )33/(????? ?? dvn c （ r/s） 根據(jù)機床說 明書，取 n=16r/s。 （ 3）選擇切削速度 cv 由文獻 [9， 638]表 857，可查得外圓切削速度參考表，可得切削速度范圍為 smv c /~6 6 ? 。 確定粗車時的切削用量 （ 1）確定背吃刀量 pa 由于粗車時直徑的加工余量為 3mm，因此，加工時的單邊余量為 ，即 pa =。 為了減少零件裝夾的時間，提高生產(chǎn)效率，不用三爪卡盤，用兩個頂尖定位十字軸，并用一個夾具把十字軸和車床主軸連接起來，使十字軸和機床主軸的轉(zhuǎn)速一西南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 21 致。 車削的 工藝設(shè)計計算 這一工序主要車削軸頸的外圓以及車槽，都以中心孔為輔助精基準(zhǔn)。 （ 3） 切削速度 由文獻 [9， 648]表 871，可得高速鋼鉆頭鉆孔時的切削速度：smvc /? 按公式計算主軸轉(zhuǎn)速 srd vn c / 0010 00 0 ????? ?? 根據(jù)機床說明書，取 n=10r/s，故實際切削速度 smndv c / 0 0 0/10101 0 0 0/0 ????? ?? （ 4）計算鉆削力、扭矩 由文獻 [9， 654]表 878，可查得鉆孔時的軸向力和切削扭矩的公式及相關(guān)參數(shù)。 這里選用不帶護錐的 A型中心鉆來加工中心孔，得到如下圖所示的中心孔： 圖 32 中心孔的尺寸數(shù) 由于軸頸的尺寸不是很大，取 d=，由文獻 [9， 133]表 31，可查得如下表的尺寸： 表 33 中心孔的尺寸參數(shù) d(mm) D(mm) 2l (mm) T(mm) 參考尺寸 1l (mm) 西南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 20 鉆削用量計 算 （ 1） 選擇鉆頭 選用不帶護錐的 A 型中心鉆， d=， D=。因此，零件各軸線之間的不相交度公差和垂直度公差都可以得到保證。加工 好后，再把工件取下來旋轉(zhuǎn) 90 度，便可加工另個兩個端面。下圖為這一工序的定位原理： 圖 31 工件的定位原理 V V V3 分別表示 3 個 V 形塊， V V3 限制了十字軸沿 Z 軸和 Y 軸的轉(zhuǎn)動西南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 19 和移動， V1 限制了十字軸沿 X 軸的轉(zhuǎn)動， V1 同時還起到了一個定位的作用，即只要確定 V1 的中心線到端銑刀的距離，同時確定兩端銑刀之間的距離便可保證十字軸兩端面之間的對稱度要求。 銑端面這一工序采用雙端面銑削機床，工件只需裝夾兩次便可以完成四個端面的銑削。所以實際切削速度為 smndv c / 0 0 0/0 ????? ?? 所以確定切削用量為： pa =3mm， f=； cv =； n=。因此只要查出這三道工序的加工余量就可以 知道毛坯的尺寸。 毛坯 尺寸的確定 零件圖給出了零件的最終尺寸，是經(jīng)過各種工序加工后得到的產(chǎn)品，因此要查出各工序的加工余量，倒推零件的毛坯尺寸。方案二工序雖較少，但生產(chǎn)效率較高。 [6] 方案二： 銑端面 → 鉆中心孔 → 中間檢查 → 車外圓、倒角、車槽 → 銑平面 → 中間檢查 → 熱處理 → 粗磨軸頸 → 精磨軸頸 → 最終檢查 → 磷化處理； [5] 方案比較：方案一的工序較多，需鉆兩次中心孔，銑兩次端面，工件經(jīng)過磨削后再進行熱處理，在熱處理過程中，工件會變形，影響零件 的精度，方案二工序較少，工件經(jīng)過熱處理后再進行磨削，零件的精度可以得到保證。 設(shè)計依據(jù) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn) 30000 件產(chǎn)品，單班生產(chǎn)； 產(chǎn)品圖紙：零件圖如圖 22所示。 西南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 15 毛坯尺寸 （ 2）各軸頸中心線的不相交度和垂直度公差所要求的精度。在設(shè)計工藝時，即要保證零件的加工質(zhì)量，又要考慮提高零件的生產(chǎn)效率，二者兼顧。 [5] 通過分析零件圖可以看出，各軸頸的表面精度要求比較高，在加工時要考慮各軸頸中心線的不相交度公差和垂直度公差。 （ 5） 鍛件硬度為 200～ 230HB。 （ 3） 表面滲碳層的深度為 ～ 。 [4] 工藝難點和特征 以下是十字軸零件圖