萬向節(jié)滑動叉課程設計畢業(yè)設計

1、<p>　　基于UG的萬向節(jié)滑動叉零件的</p><p><b>　　工藝規(guī)程及工裝設計</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　萬向節(jié)滑動叉主要用于在兩個不同的心軸或有一定夾角的軸間傳遞動力，使用萬向節(jié)滑動叉可以簡化萬向傳動裝置的結構，因此對于萬向節(jié)滑動叉的研究具有深遠的意義。

2、</p><p>　　本次設計的主要內容就是制訂萬向節(jié)滑動叉的相關工藝規(guī)程，并設計其中的兩套專用夾具，運用UG軟件建立實體圖并導出裝配動畫和爆炸圖，導出二維圖并應用CAD修改。設計內容需要運用各方面的機械專業(yè)知識，是對我們學習成果的全面考察也是對專業(yè)軟件應用熟練程度的一次考驗，UG和CAD等專業(yè)軟件的運用大大提高了設計者的工作效率，省去了手工繪圖的麻煩，給設計過程帶來了極大地方便。</p><

3、p>　　總的來說本次設計是對四年專業(yè)知識學習的總結與提高，是一種知識層次的升華。</p><p>　　關鍵詞：萬向節(jié)，滑動叉，工藝，專用夾具</p><p>　　The Process Procedures and Tooling Design of Universal Joint Sliding Fork Based on UG</p><p><b&

4、gt;　　Abstract</b></p><p>　　Universal joint sliding fork is located in the top of the transmission shaft. The main use of it is transferring power between the two different heart shaft or the shaft that

5、 is having certain angle. The use of universal joint sliding fork may simplify the structure of universal transmission device, so it is important to make a research of it.</p><p>　　The main purpose of resear

6、ch is improving the processing efficiency by making some process procedures. Due to the complexity of its structure, it needs the assistant of special jig during the processing process. So we need to design two special j

7、igs that is used during the processing process. In the process of designing, we need to use some professional drawing software, such as UG or CAD. So the graduation design is not only the test for our professional knowle

8、dge, but also the investigation fo</p><p>　　Generally, the graduation design is an actual combat maneuvers for our abilities. It is important for us about the development of our future.</p><p>　

9、　Key words: gimbal ; sliding ;forks ;craft ;special ; fixture</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要i</b></p><p>　　Abstractii</p><p><b>　

10、　第一章 引 言1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2課題研究的方法和意義1</p><p>　　第二章 機械加工工藝規(guī)程設計2</p><p><b>　　2.1概述2 </b></p><p>　　

11、2.1.1 工藝規(guī)程的作用2</p><p>　　2.1.2 工藝規(guī)程的設計原則2</p><p>　　2.1.3 工藝規(guī)程設計所需原始材料2</p><p>　　2.1.4 工藝規(guī)程設計的步驟及內容3</p><p>　　2.2零件的分析3</p><p>　　2.2.1 生產類型的確定4</p&g

12、t;<p>　　2.2.2 零件的工藝分析4</p><p>　　2.2.3 毛坯的選擇和設計6</p><p>　　2.3 工藝路線的擬定6</p><p>　　2.3.1定位基準的選擇6</p><p>　　2.3.2 表面加工方法和加工方案的選擇7</p><p>　　2.3.3 制定工藝

13、路線8</p><p>　　2.4機械加工余量及工藝尺寸9</p><p>　　2.4.1 加工余量及工序尺寸的確定9</p><p>　　2.4.2 確定切削用量及工時定額12</p><p>　　第三章 專用夾具設計23</p><p><b>　　3.1 概述23</b><

14、;/p><p>　　3.1.1 機床夾具的分類23</p><p>　　3.1.2 機床夾具的作用23</p><p>　　3.1.3 專用機床夾具的組成24</p><p>　　3.2 夾具設計的基本要求24</p><p>　　3.3 專用夾具的設計方法和步驟24</p><p>　　

15、3.4 銑床專用夾具設計25</p><p>　　3.4.1 銑床夾具的設計要點25</p><p>　　3.4.2 定位方案25</p><p>　　3.4.3定位基準的選擇26</p><p>　　3.4.4 定位誤差分析26</p><p>　　3.4.5 切削力及夾緊力計算27</p>

16、<p>　　3.4.6 夾具與機床連接元件28</p><p>　　3.4.7 對刀塊28</p><p>　　3.4.8 銑床夾具使用說明28</p><p>　　3.5 鉆床專用夾具設計30</p><p>　　3.5.1 鉆床專用夾具設計要點30</p><p>　　3.5.2 定位方案3

17、1</p><p>　　3.5.3 定位誤差分析31</p><p>　　3.5.4 鉆床專用夾具使用說明31</p><p>　　第四章 夾具輔助設計33</p><p><b>　　4.1 概述33</b></p><p>　　4.2 最終傳動箱蓋立體圖的繪制33</p>

18、;<p>　　4.3 裝配爆炸圖33</p><p>　　4.3.1 創(chuàng)建默認的爆炸圖33</p><p>　　4.3.2 編輯爆炸圖33</p><p>　　4.3.3 二套夾具的爆炸圖34</p><p>　　4.4 裝配動畫設計35</p><p>　　4.4.1 簡介35</p

19、><p>　　4.4.2 制作裝配動畫35</p><p>　　第五章 總結與展望37</p><p>　　參 考 文 獻38</p><p>　　致 謝39</p><p><b>　　附 錄40</b></p><p><b>　　第一章 引

20、言</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　機床夾具是零件在機床上加工時，用以裝夾工件和引導刀具之間的一種工藝裝備，現代夾具有很多種類：按使用機床分為車床、銑床夾具。按夾緊動力源分手動、氣動、液壓夾具。按夾具使用特點分為通用夾具、專用夾具、組合夾具、通用可調整夾具和成組夾具等，本次設計主要是專用夾具，現在一般企業(yè)都習慣

21、于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，特別是近幾年來數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術的應用，對專用夾具有了更大的需求?，F代專用夾具的發(fā)展方向主要表現為標準化精密化，高效化、柔性化。所以對專用夾具的設計和研究具有重大意義。</p><p>　　1.2課題研究的方法和意義</p><p>　　本次畢業(yè)設計的主要內容是完成萬向節(jié)滑動叉的加工工藝，設計專用夾具并用UG軟件繪制零件三維圖和

22、夾具裝配圖，并導工程圖和裝配動畫以及爆出炸圖。 </p><p>　　對萬向節(jié)滑動叉的研究不僅是對以前學過的所有專業(yè)知識的考查，也是對自我能力提高的一個挑戰(zhàn)，要求我們綜合運用所學知識，而且設計過程要用到UG和CAD等制圖軟件，這些軟件功能強大，在工業(yè)中應用極為廣泛，對這些軟件的熟練使用是對我們將要步入工作崗位的必備要求，與將來走上崗位的實際演練有著密切關系，研究成果對于萬向節(jié)滑動叉的工業(yè)生產具有一定的積極作用。

23、</p><p>　　第二章 機械加工工藝規(guī)程設計</p><p><b>　　2.1概述</b></p><p>　　將工件在各個機加工工序中所采用的加工方法、應達到的加工要求、所需要的工裝設備、具體的操作規(guī)范等用文件的形式詳細地規(guī)定下來，即形成了零件機加工工藝規(guī)程。它既是指導零件生產的技術文件，也是新建或擴建零件機加工廠房的主要依據，同時也

24、是現有生產方法和技術的總結。加工工藝規(guī)程是機械制造廠的最主要的技術文件之一。將工藝規(guī)程內容填入一定格式的卡片即成為生產準備和施工依據的工藝文件。常用的有機械加工工藝過程卡片、機械加工工藝卡片、機械加工工序卡片。</p><p>　　2.1.1 工藝規(guī)程的作用</p><p>　　(1) 工藝規(guī)程是工廠進行生產準備工作的主要依據。</p><p>　　(2) 工藝規(guī)程

25、是企業(yè)組織生產的指導性文件。</p><p>　　(3) 工藝規(guī)程是創(chuàng)建和擴建機械制造廠（或車間）的重要技術文件。</p><p>　　2.1.2 工藝規(guī)程的設計原則</p><p>　　工藝規(guī)程設計必須遵循以下原則：</p><p>　　(1)所設計的工藝規(guī)程必須保證機器零件的加工質量和機器的裝配質量，達到設計圖樣上規(guī)定的各項技術要求。&l

26、t;/p><p>　　(2) 工藝過程應具有較高的生產效率，使產品能盡快投放市場。</p><p>　　(3) 盡量降低制造成本。</p><p>　　(4) 注意減輕工人的勞動強度，保證生產安全。</p><p>　　2.1.3 工藝規(guī)程設計所需原始材料</p><p>　　設計工藝規(guī)程必須具備以下原始材料：</p

27、><p>　　(1) 產品裝配圖、零件圖。</p><p>　　(2) 產品驗收質量標準。</p><p>　　(3) 產品的年生產綱領。</p><p>　　(4) 毛坯材料與毛坯生產條件。</p><p>　　(5) 制造廠的生產條件，包括機床設備和工藝設備的規(guī)格、性能和當前的技 術狀態(tài)，工人的技術水

28、平，工廠自制工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關資料。</p><p>　　(6) 工藝規(guī)程的設計、工藝裝備設計所用設計手冊和相關標準。</p><p>　　2.1.4 工藝規(guī)程設計的步驟及內容</p><p>　　(1)分析零件圖和產品裝配圖。設計工藝規(guī)程時，首先應分析零件圖所在部件所在零件在部件或總成的裝配圖。</p><p>

29、　　(2) 對零件圖和裝配圖進行工藝審查。</p><p>　　(3) 由產品的年生產綱領和產品自身特性研究確定零件生產類型。</p><p>　　(4) 確定毛坯。提高毛坯制造質量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本。</p><p>　　(5) 擬定工藝路線。</p><p>　　(6) 確定各工序所用機床設備和工藝設備（含刀具、夾

30、具、量具、輔助等），對需要改裝或重新設計的專用工藝裝備要提出設計任務書。</p><p>　　(7) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。</p><p>　　(8) 確定各工序的技術要求及檢驗方法。</p><p>　　(9) 確定各工序的切削用量和工時定額。</p><p>　　(10) 編制工藝文件。</p><

31、;p><b>　　2.2零件的分析</b></p><p>　　題目所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉，它位于傳動軸的端部。主要作用：一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進的動力；二是當汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個Φmm的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件Φ65mm外圓內為Φ50mm花

32、鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。</p><p>　　2.2.1 生產類型的確定</p><p>　　計算零件生產綱領的公式：</p><p>　　N=Q×n(1+&%)(1+β%) （2-1）</p><p>　　其中：Q=5000輛/年（產品的年產量）</

33、p><p>　　n = 1件/輛（每輛汽車該零件的數量）</p><p>　　& = 4（零件的備品率）</p><p>　　β = 1（零件的廢品率）。</p><p>　　則 N=5000×1×(1+4%)×(1+1%)=5252（件）</p><p>　　根據生產綱領確定該

34、零件為大批量生產。</p><p>　　2.2.2 零件的工藝分析</p><p><b>　　1. 零件作用：</b></p><p>　　萬向節(jié)滑動叉主要應用于工程機械和汽車傳動裝置上，主要作用是在兩個不同心軸或有一定夾角的軸間傳遞動力。萬向節(jié)滑動叉不僅易于加工、成本低，而且強度高，故其使用壽命與傳統(tǒng)的萬向節(jié)叉滑動套合件相比，有了成倍的提高

35、。它的研究和使用可以簡化萬向傳動裝置的結構，也能滿足功能要求，因此對萬向節(jié)滑動叉的研究有及其重大的意義。 </p><p>　　圖2.1萬向節(jié)滑動叉零件圖</p><p><b>　　2. 結構分析：</b></p><p>　　該零件由兩個叉頭和一個圓套筒內有的花鍵孔組成，類似套筒類零件，各部分作用如下： </p><

36、p>　　(1) 零件的兩個叉頭部位上有兩個直徑為Φmm的孔，用以安裝滾針軸承和十字軸相聯(lián)，起萬向連軸節(jié)的作用；</p><p>　　(2) 在叉頭和花鍵孔套筒相聯(lián)結的筋條起過渡聯(lián)結和加強零件剛性作用，防止零件受阻變形；</p><p>　　(3) 外圓為Φ，內圓Φ花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用以傳遞動力。</p><p>　　3. 加工表面的技術要求分析

37、：</p><p>　　萬向節(jié)滑動叉共有兩組加工表面，他們相互間 有一定的位置要求?，F分述如下：</p><p>　　(1) 以Φ孔為中心的加工表面；</p><p>　　這一組加工表面包括：兩個Φ的孔及其倒角，尺寸為的與兩個孔Φ相垂直的平面，還有在平面上的四個M8螺孔。其中，主要加工表面為Φ的兩個孔。</p><p>　　(2) 以Φ50m

38、m花鍵孔為中心的加工表面；</p><p>　　這一組加工表面包括：Φ十六齒方齒花鍵孔，Φ55mm階梯孔，以及Φ65mm的外圓表面和M60×1mm的外螺紋表面。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：</p><p>　　1) Φ花鍵孔與Φ二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為100:0.2；</p><p>　　2) Φ39mm二孔外端面對Φ39mm孔垂直度

39、公差為0.1mm；</p><p>　　3) Φ花鍵槽寬中心線與Φ39mm中心線偏轉角度公差為2°。</p><p>　　由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精確要求。</p><p>　　(3) 表面處理內容及作用</p><p>　　由于零件受正

40、反向沖擊性載荷，容易疲勞破壞，所以采用表面噴砂處理，提高表面硬度，還可以在零件表面造成殘余壓應力，以抵消部分工作時產生的拉應力，從而提高疲勞極限。</p><p>　　2.2.3 毛坯的選擇和設計</p><p>　　選擇零件材料時要考慮到零件的使用要求，同時也要兼顧材料的工藝性和經濟性。45鋼屬于優(yōu)等碳素結構鋼，經調質處理后有良好的綜合機械性能和加工工藝性能，如表2.1所示45鋼的性能可

41、以滿足零件的使用要求同時具有良好的工藝性和經濟性，所以萬向節(jié)滑動叉的材料選用45鋼。</p><p>　　表2.1 45鋼調質后機械性能</p><p>　　考慮到汽車在運行中要經常加速及正、反向行駛，零件在工作過程中則經常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應該選用鍛件，以使金屬纖維不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產量為5252件，已達大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模

42、鍛成型。</p><p>　　模鍛毛坯具有以下特點：</p><p>　　(1) 其輪廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量減少；</p><p>　　(2) 其制造周期短，生產率高，保證產品質量。</p><p>　　所以選用模鍛毛坯對提高生產率、保證加工質量也是有利的。</p><p>　　2.3 工藝

43、路線的擬定</p><p>　　2.3.1定位基準的選擇</p><p>　　在工藝規(guī)程設計中，正確選擇定位基準，對保證零件技術要求、確定加工先后順序有著至關重要的影響。定位基準有精基準與粗基準之分。用毛坯上未經加工的表面作定位基準，這種定位基準稱為粗基準；用加工過的表面作定位基準，這種定位基準稱為精基準。在選擇定位基準時一般都是先根據零件的加工要求選擇精基準，然后再考慮用哪一組表面作粗基

44、準才能把精基準加工出來。</p><p><b>　　1. 精基準的選擇</b></p><p>　　選擇精基準一般應遵行基準重合原則、統(tǒng)一基準原則、互為基準原則、自為基準原則。</p><p>　　根據以上原則，故選擇萬向節(jié)滑動叉的叉部兩個Φ孔的不加工外輪廓表面作為精基準(既是裝配基準，又是設計基準)。為避免由于基準不重合而產生的誤差，即遵循

45、“基準重合”的原則。</p><p><b>　　2. 粗基準的選擇</b></p><p>　　選擇粗基準的原則是保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則，合理分配加工余量的原則，便于裝夾的原則，在同一尺寸方向上粗基準一般不得重復使用的原則。</p><p>　　對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。但對本零件來

46、說，如果以Φ65mm外圓（或Φ62mm外圓）表面作基準（四點定位），則可能造成這一組內外圓柱表面與零件的叉部外形不對稱。按照有關粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準），現選擇叉部兩個Φ孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩個短V形塊支承這兩個Φ的外輪廓作主要定位面，以消除 四個自由度，再用一對自動定心的窄口

47、卡爪，夾持在Φ65mm外圓柱面上，用以消除、 兩個自由度，達到完全定位。 </p><p>　　2.3.2 表面加工方法和加工方案的選擇</p><p>　　在選擇加工方法的時要考慮加工材料的利用率、加工精度的要求、表面質量的要求、對加工的適用程度、生產的效率以及加工零件的形狀的復雜程度。</p><p>　　加工方法主要分為材料去除加工、材料成形加工和材料累積加

48、工。此零件的加工主要采用材料的去除加工。</p><p>　　零件各表面加工方法的選擇，不但影響加工質量，而且也要影響生產率和成本。同一表面的加工可以有不同的加工方法，這取決于表面形狀，尺寸，精度，粗糙度及零件的整體構型等因素。</p><p>　　主要加工面的加工方法選擇：</p><p>　　(1) 兩個Φ孔及其倒角可選用加工方案如下：</p>&

49、lt;p>　　1) 該零件的批量不是很大，考慮到經濟性，不適用于鉆-拉方案。</p><p>　　2) 該零件除上述因素外，尺寸公差及粗糙度要求均不是很高，因此只需采用鉆-鏜方案。</p><p>　　(2) 尺寸為的兩個與孔Φ相垂直的平面根據零件外形及尺寸的要求，選用粗銑-磨的方案。</p><p>　　(3) Φ50mm花鍵孔因孔徑不大，所以不采用先車后拉

50、，而采用鉆-擴-拉方案。</p><p>　　(4) Φ65mm外圓和M60x1外螺紋表面均采用車削即可達到零件圖紙的要求。</p><p>　　2.3.3 制定工藝路線</p><p>　　制定工藝路線的出發(fā)點，應當適合零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。由于生產類型為大批生產，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生

51、產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。機械中零件加工工序的先后順序的安排，一般應遵循一定的原則：先加工定位基面，在加工其他表面；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序；先加工平面，后加工孔。</p><p>　　遵循以上原則現擬定如下加工路線；</p><p>　　工序00 車端面及外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1m

52、m。以兩個叉耳外輪廓及Φ65mm外圓為粗基準，選用C620-1臥式車床，專用夾具裝夾。</p><p>　　工序05 鉆、擴花鍵底孔Φ43mm，并锪沉頭孔Φ55mm。以Φ62mm外圓為基準，選用C365L轉塔車床。</p><p>　　工序10 內花鍵孔5×60°倒角。選用C620-1車床加專用夾具。</p><p>　　工序15 鉆錐螺紋

53、Rc1/8底孔。選用Z525立式鉆床及專用鉆模。這里安排鉆RC1/8底孔主要是為了下道工序拉花鍵時消除回轉自由度而設置的一個定位基準。本工序以花鍵內底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉自由度。</p><p>　　工序20 拉花鍵孔。利用花鍵內底孔、Φ55mm端面及Rc1/8錐紋孔定位，選用L6120臥式拉床加工。</p><p>　　工序25 粗銑Φ39mm二孔端面，以花鍵孔定位，選用

54、X63臥式銑床加工。</p><p>　　工序30 鉆、擴Φ39mm二孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用Z550立式鉆床加工。</p><p>　　工序35 精、細鏜Φ39mm二孔。選用T740型臥式金剛鏜床及用夾具加工，以花鍵內孔及端面定位。</p><p>　　工序40 磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸1180-0.07mm，以Φ39mm孔及花鍵孔定位，選用

55、M7130平面磨床及專用夾具加工。</p><p>　　工序45 鉆叉部四個M8mm螺紋底孔并倒角。選用Z4012立式及專用夾具加工，以花鍵孔及Φ39mm孔定位。</p><p>　　工序50 攻螺紋4-M8mm，Rc1/8。</p><p>　　工序55 沖箭頭。</p><p><b>　　工序60 終檢。</b&

56、gt;</p><p>　　以上工藝過程詳見附錄“機械加工工藝過程綜合卡片”。</p><p>　　2.4機械加工余量及工藝尺寸</p><p>　　2.4.1 加工余量及工序尺寸的確定</p><p>　　確定工序尺寸一般的方法是，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圖樣的要求標注。當無基準裝換時，同一表面多次加工的工序尺

57、寸只與工序（或工步）的加工余量有關。當基準不重合時，工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。</p><p>　　萬向節(jié)滑動叉零件材料為45鋼，硬度207～241HBS，毛坯重量約為6Kg，生產類型為大批生產，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。</p><p>　　根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>　　1. 外圓表面（Φ

58、62mm及M60×1mm）</p><p>　　考慮其加工長度為90mm，與其聯(lián)結的非加工表面直徑為Φ65mm，為簡化模鍛毛坯的外形，現直接取其外圓表面直徑為Φ65mm。Φ62mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度值要求為Rz200µm,只要求粗加工，此時直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。</p><p>　　2. 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差（M60

59、5;1mm端面）</p><p>　　查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-14，其中鍛件重量為6Kg，鍛件復雜形狀系數為S1，鍛件材質系數取M1，鍛件輪廓尺寸（長度方向）＞180～315mm，故長度方向偏差為-0.7～+1.5mm。</p><p>　　長度方向的余量查《工藝手冊》表2.2～2.5，其余量值規(guī)定為2.0～2.5mm，現取2.0mm。</p><p&g

60、t;　　3. 兩內孔Φ39mm（叉部）</p><p>　　毛坯為實心，不沖出孔。兩內孔精度要求界于IT7～IT8之間，參照參考文獻[8]表2.3-9及表2.3-12確定工序尺寸及余量為：</p><p>　　鉆孔：Φ25mm ；</p><p>　　鉆孔：Φ37mm 雙邊余量2Z=12mm；</p><p>　　擴鉆：Φ38.7

61、mm 雙邊余量2Z=1.7mm；</p><p>　　精鏜：Φ38.9mm 雙邊余量2Z=0.2mm；</p><p>　　細鏜：Φ 雙邊余量2Z=0.1mm。</p><p>　　4. 花鍵孔（16-Φmm×Φmm×Φmm）</p><p>　　要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。</p>

62、<p>　　內孔尺寸為Φmm。參照參考文獻[8]表2.3-9確定孔的加工余量分配：</p><p>　　鉆孔：Φ25mm； </p><p>　　鉆孔：Φ41mm 雙邊余量2Z=19mm；</p><p>　　擴鉆：Φ42mm 雙邊余量2Z=2mm；</p><p>　　拉花鍵孔（16-Φmm×Φmm×Φ

63、mm），花鍵孔要求外徑定心，拉削時的加工余量參照參考文獻[8]表2.3-19取2Z=1mm。</p><p>　　5. Φ二孔外端面的加工余量（加工余量的計算長度為mm）</p><p>　　(1) 按照參考文獻[8]表2.2-25，取加工精度F2，鍛件復雜系數S3，</p><p>　　鍛件重6Kg，則二孔外端面的單邊加工余量為2.0～3.0mm，取Z=2mm。鍛

64、件的公差按參考文獻[8]表2.2-14，材質系數取M1，復雜系數S3，則鍛件的偏差為-0.7～+1.3 mm。</p><p>　　(2) 磨削余量：單邊0.2mm（見參考文獻[8]），磨削公差即零件公差-0.07mm。</p><p>　　(3) 銑削余量：銑削的公差余量（單邊）為：</p><p>　　Z=2.0-0.2=1.8（mm）</p>&

65、lt;p>　　銑削公差：現規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級，因此可知本工序的加工公差為Φ。</p><p>　　由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。</p><p>　　由于本設計規(guī)定零件為大批生產，Φ39mm二孔外端面尺寸加工余量和工序間余量如下。</p&g

66、t;<p>　　毛坯名義尺寸：118+2×2=122（mm）</p><p>　　毛坯最大尺寸：122+1.3×2=124.6（mm）</p><p>　　毛坯最小尺寸：122-0.7×2=120.6（mm）</p><p>　　粗銑后最大尺寸：118+0.2×2=118.4（mm）</p><

67、;p>　　粗銑后最小尺寸：118.4-0.22=118.18（mm）</p><p>　　磨后尺寸與零件圖尺寸應相符，即1180-0.07mm。</p><p>　　最后，將上述計算的工序間尺寸及公差整理成表1。</p><p>　　表2.1 加工余量計算表(mm)</p><p>　　2.4.2 確定切削用量及工時定額</p&g

68、t;<p>　　工件材料：45鋼正火，σb=0.60GPa、模鍛。</p><p>　　加工要求：粗車Φ60mm，斷面及Φ60mm、Φ62mm外圓，Rz200µm；車螺紋M60×1mm。</p><p>　　機床：C620-1臥式車床。</p><p>　　刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16×25mm2，κr=90

69、76;，r0=15°，а0= 12°，rε=0.5mm。60°螺紋車刀：</p><p>　　刀片材料：W18Cr4V。</p><p>　　1. 粗車M60×1mm端面</p><p>　　(1) 已知毛坯長度方向的加工余量為mm，考慮7°的模鍛拔模斜度，則毛坯超過年度方向的最大加工余量Zmax=7.5mm。但實際

70、上，由于以后還要鉆花鍵底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一個Φ40mm芯部待以后鉆孔時加工掉，故此時實際端面最大加工余量可按Zmax=5.5mm考慮，分兩次加工，аp=3mm計。長度加工公差按IT12級，取Φmm。</p><p>　　(2) 進給量f 根據參考文獻[1]表1.4，當刀桿尺寸為16mm×25mm，аp≤3mm以及工件直徑為60mm時f=0.5～0.7mm/r。</p>

71、<p>　　按C620-1車床說明書（見參考文獻[11]表1.30）取f=0.5mm/r。</p><p>　　(3) 計算切削速度按參考文獻[11]表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）。</p><p>　　Vc=Cv/TmаpXvfYvkv（m/min） （2-2）</p><p

72、>　　其中：Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系數Kv見參考文獻[1]表1.28，即kmv=1.44，ksv=0.8，kkv=1.04，kkrv=0.81，kBv=0.97。</p><p>　　所以 Vc=242/600.2×30.15×0.50.35×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97&l

73、t;/p><p>　　=108.6（m/min）</p><p>　　(4) 確定機床主軸轉速 ns=1000vc/dw=532（m/min）</p><p>　　按機床說明書（見參考文獻[11]表4.2-80）與532r/min相近的機床轉速為480r/min及600r/min。現選取nw=600r/min。如果選nw=480r/min，則速度損失太大。所以實際切削

74、速度v=122m/min。</p><p>　　(5) 切削工時，按參考文獻[1]表6.2-1。</p><p>　　l =65-40/2=12.5（mm），l1=2mm，l2=0，l3=0。</p><p>　　tm=l1+l2+l3/nwfi=12.5+2/600×0.5=0.096（min）</p><p>　　2. 粗車Φ6

75、2mm外圓同時應校驗機床功率及進給機構強度</p><p>　　(1) 切削深度：單邊余量Z=1.5mm可一次切除。</p><p>　　(2) 進給量：根據參考文獻[1]表1.4選用f=0.5 mm/r。</p><p>　　(3) 計算切削速度：見參考文獻[1]表1.27 ，根據公式（2-2）。</p><p>　　(4) 確定主軸轉速：

76、</p><p>　　ns=1000vc/dw =568 （r/min）</p><p>　　按機床選取n=600r/min所以實際切削速度V=dn/1000=65×600/1000=122 (m/min)</p><p>　　檢驗機床功率主切削力Fc按參考文獻[11]表1.29所示公式計算 </p><p>　　Fc= CFc

77、FcFcFcKFc （2-3）</p><p>　　其中：CFc=2795，XFc=1.0，YFc=0.75，nFc=-0.15，=(σb/650) =0.94，kkr=0.89。</p><p>　　所以 </p><p>　　Fc=2795×1.5×0.50.75

78、5;122-0.15×0.94×0.89=1012.5（N）</p><p>　　切削時消耗功率Pc為Pc=FcVc/6×=2.06(Kw)</p><p>　　由參考文獻[1]表1.30中C620-1機床說明書可知，C620-1主電動機功率為7.8kW，當主軸轉速為600r/min時，主軸傳遞的最大功率為5.5kW，所以機床功率足夠，可以正常加工。</

79、p><p>　　(5) 校驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力Fc=1012.5N，徑向切削力Fp按參考文獻[1]表1.29所示公式計算（2-2）：</p><p>　　其中：CFp=1940，xFp=0.9，yFp=0.6，nFp=-0.3，= (σb/650)=0.897， Kkr=0.5。</p><p>　　所以 Fp=1940×1.50.9&

80、#215;0.50.6×122-0.3×0.897×0.5 =195（N）</p><p><b>　　而軸向切削力</b></p><p>　　Ff= CFfFfFpKFp （2-3）</p><p>　　其中：CFf =2880，xFf=1.0，yF

81、f=0.5，nFf=-0.4，kM=(σb/650)=0.923，kk=1.17。</p><p><b>　　軸向切削力</b></p><p>　　Ff =2880×1.5×0.50.5×122-0.4×0.923×1.17</p><p><b>　　=480（N）</b&

82、gt;</p><p>　　取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數μ=0.1，則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為</p><p>　　F=Ff+μ（Fc+Fp）</p><p>　　=480+0.1（1012.5+195）=600（N）</p><p>　　而機床縱向進給機構可承受的最大縱向力為3530N（見參考文獻[4]表1.30），故機床

83、進給系統(tǒng)可正常工作。</p><p><b>　　(6) 切削工時：</b></p><p>　　t=l+l1+l2/nf （2-4）</p><p>　　其中l(wèi)=90，l1=4，l2=0。</p><p>　　所以 t=90+4/600&#

84、215;0.5=0.31（min）</p><p>　　車Φ60mm外圓柱面</p><p>　　查參考文獻[11]表1.6 取аp=1mm ， f=0.5mm/r，，Ra=6.3μm，刀夾圓弧半徑rs=1.0mm。根據公式：</p><p>　　Vc=Cv/TmаpXvfYvkv （2-5）</p>

85、<p>　　其中：Cv=242，m=0.2，T=60 ，xv=0.15，yv=0.35，kM=1.44，kk=0.81，Vc=159(m/min)，n=843(r/min)。</p><p>　　按機床說明書取n=770r/min，則此時v=145m/min，切削工時t=（l+l1+l2）/nf，其中：l=20， l1=4， l2=0，所以t=（20+4）/770×0.5=0.062（mi

86、n）。</p><p>　　車螺紋M60×1mm</p><p>　　(1) 切削速度的計算：見參考文獻[11]（艾興、肖詩綱編，機械工業(yè)出版社，1985）表21，刀具壽命T=60min，采用高速螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時аp =0.08，走刀次數i=2。根據公式（2-5）：</p><p>　　其中：Cv=11.8，m=0.11，xv=0.70，yv=0.

87、3，螺距t1=1，kM=（0.637/0.6）1.75=1.11，kk=0.75。</p><p>　　所以粗車螺紋時Vc=21.57(m/min)</p><p>　　精車螺紋時：Vc=36.8(m/min)</p><p>　　(2) 確定主軸轉速：</p><p>　　粗車螺紋時：n1=1000vc/D=1000×21.57/

88、60=114.4（r/min）</p><p>　　按機床說明書?。簄=96r/min</p><p>　　實際切削速度：vc=18m/min</p><p>　　精車螺紋時：n1=1000vc/D=1000×36.8/60=195（r/min）</p><p>　　按機床說明書取：n=184r/min</p><

89、;p>　　實際切削速度：vc=34m/min</p><p>　　(3) 切削工時：取切入長度l1=3mm ：</p><p>　　粗車螺紋工時： t1 =（l+ l1）/ nf×i=0.75(min)</p><p>　　精車螺紋：t2 =（l+ l1） / n f×i=0.18</p><p>　　所以車螺紋的

90、總工時為：t=t1+t2=0.93（m/min）。</p><p>　　鉆、擴花鍵底孔Φ43mm及锪沉頭孔Φ55mm，選用機床：轉塔車床C365L。</p><p><b>　　鉆孔Φ25mm</b></p><p>　　f=0.41mm/r （見參考文獻[11]表2.7）</p><p>　　v=12.25m/min

91、 （見參考文獻[11]表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）</p><p>　　nS=1000v/dW=1000×12.25/25=155（r/min）</p><p>　　按機床選?。簄W=136r/min（按參考文獻[2]表4.2-2）</p><p>　　所以實際切削速度：v=dWnW/1000=10.68（m/min）</p>

92、<p>　　切削工時：t=（l+l1+l2）/nWf=3(min)</p><p>　　其中：切入l1=10mm，切出l2=4mm l=150mm。</p><p><b>　　鉆孔Φ41mm</b></p><p>　　根據有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為：&l

93、t;/p><p>　　f=（1.2～1.8）f鉆</p><p>　　v=（1/2～1/3）v鉆</p><p>　　式中f鉆、v鉆---加工實心孔時的切削用量。現已知</p><p>　　f鉆 =0.56mm/r[5] </p><p>　　v鉆=19.25m/min （參考文獻[11]表2.13）<

94、;/p><p>　　并令f=1.35f鉆=0.76mm/r ，按機床選取f=0.76mm/r，v=0.4v鉆=7.7m/min， nS =1000v/D=59(r/min) 。</p><p>　　按機床選?。簄W=58r/min，所以實際切削速度為：v=41×58/1000=7.47(m/min)。</p><p>　　切削工時：l1

95、=7mm，l2=2mm，l=150mm，t=(150+7+2)/0.76×59=3.55(min) 。</p><p>　　7. 擴花鍵底孔 Φ43mm </p><p>　　根據參考文獻[11]表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴Φ43mm孔時的進給量，并根據機床規(guī)格選：f=1.24mm/r。</p><p>　　擴孔鉆擴孔時的切削速度，根據其他有關資料，確定為

96、</p><p><b>　　v=0.4v鉆</b></p><p>　　其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度。故</p><p>　　V=0.4 × 19.25=7.7（m/min） nS =1000×7.7/×43=57(r/min)</p><p>　　按機床選?。簄W=58r

97、/min</p><p>　　切削工時：切入l1=3mm，切出 l2=1.5mm，t=(150+3+1.5)/58×1.24=2.14(min)。</p><p>　　8. 锪圓柱式沉頭孔 Φ55</p><p>　　根據有關資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/2至1/3，故</p><p>　　f=1/3f鉆=1/

98、3×0.6=0.2（mm/r） 按機床取f=0.21mm/r 。</p><p>　　v=1/3v=1/3×25=8.33（m/mm）</p><p>　　nS =1000v/D=48(r/min)</p><p>　　按機床選?。簄W=44r/min</p><p>　　所以實際切削速度：v=DnW /1000=8.2

99、9(m/min)</p><p>　　切削工時： 切入 l1=2mm，l2=0，l=8mm </p><p>　　t=（l+l1+l2）/nf=1.08(min)</p><p>　　在本工步中，加工Φ55mm沉頭空的測量長度，由于工藝基準與設計基準不重合，故需要進行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應保證尺寸45mm。</p><p>&

100、lt;b>　　尺寸鏈如下圖所示：</b></p><p><b>　　圖3.2 尺寸鏈</b></p><p>　　尺寸45mm為終結環(huán)，給定尺寸185mm及 45mm，由于基準不重合，加工時應保證尺寸A=185-45=140（mm）。</p><p>　　規(guī)定公差值：因封閉環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和，即</p>

101、<p>　　T（45）=T（185）+T（140）</p><p>　　現由于本尺寸鏈較簡單，故分配公差采用等公差法。尺寸45mm按自由尺寸取公差等級IT16，其公差T（45）=1.6mm，并令T（185）=T（140）=0.8 mm。 </p><p>　　9. Φ43mm內孔5×30°倒角</p><p>　　選用臥式車床C620

102、-1。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制定進給量。根據手冊及機床?。篺=0.08mm/r （見參考文獻[6]表1.8）</p><p>　　當采用高速鋼車刀時，根據一般材料，確定切削速度：v=16m/min</p><p>　　則 ns=1000v/D=1000×16/43=118（r/min）。</p><p>　　按機床說明書取

103、：nW=120r/min，則此時切削速度為： v=DnW/1000=16.2（m/min）</p><p>　　切削工時：l=5mm，l1=3mm，t=（l+l1）/nWf=0.83（min）</p><p>　　10．鉆錐螺紋Rc1/8底孔（Φ8.8mm）</p><p>　　f=0.11mm/r （參考文獻[11]表2.7）。</p><

104、p>　　v=25m/min （參考文獻[11]表2.13）。</p><p>　　所以 n=1000v/D=1000×25/×8.8=904（r/min）。</p><p>　　按機床選?。簄W=680r/min （參考文獻[7]表2.35）。</p><p>　　實際切削速度：v=Dn/1000=×

105、8.8×680/1000=18.8（m/min）</p><p>　　切削工時：l=11mm，l1=4mm，l2=3mm，t=（l+l1+l2）/nWf=0.24(min) 。</p><p><b>　　11. 拉花鍵孔</b></p><p>　　單面齒升：根據有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度v=

106、0.06m/s（3.6m/min）</p><p>　　切削工時： t= Zblηk/1000vfZz （2-5）</p><p>　　式中，Zb-----單面余量3.5mm（由Φ43mm拉削到Φ50mm）；</p><p>　　l-----拉削表面長度，140mm；</p>

107、<p>　　η-----考慮校準部分的長度系數，取1.2；</p><p>　　k-----考慮機床返回行程系數，取1.4；</p><p>　　v-----拉削速度（m/min）；</p><p>　　fZ----拉刀單面齒升；</p><p>　　z-----拉刀同時工作齒數，z=l/p；</p><p&g

108、t;　　p-----拉刀齒距。</p><p>　　p=（1.25～1.5）=1.35 =16mm</p><p>　　所以拉刀同時工作齒數：z=l/p=140/16≈9</p><p>　　所以 t=3.5×140×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×9=0.42（min）。<

109、;/p><p>　　12. 粗銑Φ39mm二孔端面，保證尺寸118.40-0.22mm</p><p>　　fz=0.08mm/齒 （根據參考文獻[11]表3-3）</p><p>　　切削速度：參考有關手冊，確定v=0.45m/s即27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dW=225mm，齒數z=20。則ns=1000v/dW=1000×27/225=3

110、8（r/min）。</p><p>　　現采用X63臥式銑床，根據機床使用說明書（見參考文獻[8]表4.2-39），取nW =37.5r/min，故實際切削速度為：v=dWnW/1000=×225×37.5/1000=26.5（m/min）</p><p>　　當nW =37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為：fm=fzznW=0.08×20

111、15;37.5=60（m/min）。</p><p>　　查機床說明書，剛好有fm=60m/min，故直接選用該值。</p><p>　　切削工時：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，利用作圖法，可得出銑刀的行程l+l1+l2=105mm，則機動工時為tm=（l+l1+l2）/fM=105/60=1.75(min)。</p><p>　　13. 鉆、擴Φ39

112、mm二孔及倒角</p><p>　　(1) 鉆孔Φ25mm</p><p>　　確定進給量f：根據參考文獻[9]表2.7，當鋼σb＜800MPa，d0=Φ25mm</p><p>　　時，f=0.39～0.47mm/r。由于本零件在加工Φ25mm孔時屬于低鋼度零件，故進給量應乘系數0.75，則</p><p>　　f=（0.39～0.47）&

113、#215;0.75=0.29～0.35（mm/r）。</p><p>　　根據Z535機床說明書，現取f=0.25mm/r。</p><p>　　切削速度：根據參考文獻[11]表2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。所以</p><p>　　ns=1000v/dW=1000×18/×25=229（r/min）。</p>

114、<p>　　根據機床說明書，取nW=195r/min，故實際切削速度為</p><p>　　v=dWnW/1000=×25×195/1000=15.3（m/min）。</p><p><b>　　切削工時：</b></p><p>　　l=19mm ， l1=9mm ， l2=3mm ，</p>

115、<p>　　tW1= （l+l1+l2）/nWf=19+9+3/195×0.25=0.635（min）。</p><p>　　以上為鉆一個孔時的機動時間。故本工序的機動工時為</p><p>　　tM=tM1×2=0.635×2=1.27（min）。</p><p>　　(2) 擴鉆Φ37mm孔</p><

116、p>　　利用Φ37mm的鉆頭對Φ25mm 的孔進行擴鉆。根據有關手冊的規(guī)定，擴</p><p>　　鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取：</p><p>　　f=（1.2～1.8）f鉆=（1.2～1.8）×0.65×0.75</p><p>　　=0.585～0.87（mm/r）</p><p>　　根據機床說明書

117、，選取f=0.57mm/r，v=（1/2～1/3），v鉆=（1/2～1/3）××12=6～4（m/min）。</p><p>　　則主軸轉速為n=51.6～34r/min并按機床說明書取nW=68r/min。</p><p>　　實際切削速度為：v=dWnW/1000=×25×195/1000=15.3（m/min）</p><p

118、>　　切削工時（一個孔）：l=19mm， l1=6mm， l2=3mm</p><p>　　t1=（19+6+3）/nWf=0.72(min)</p><p>　　當擴鉆兩個孔時，機動工時為：t=0.72×2=1.44（min）</p><p>　　(3) 擴孔Φ38.7mm</p><p>　　采用刀具：Φ38.7專用擴孔鉆

119、。</p><p>　　進給量：f=（0.9～1.2）×0.7 （參考文獻[10]表2.10）</p><p>　　=0.63～0.84（min/r）</p><p>　　查機床說明書?。篺=0.72mm/r</p><p>　　機床主軸轉速?。簄=68r/min</p><p>　　其切削速度：v=8