機械設(shè)計制造及自動化畢業(yè)設(shè)計-萬向節(jié)滑動叉機加工藝及工裝設(shè)計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　萬向節(jié)滑動叉機加工藝及工裝設(shè)計</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計題目： 萬向節(jié)滑動叉機加工藝

2、及工裝設(shè)計 </p><p>　　1．設(shè)計的主要任務(wù)及目標</p><p>　?。?）根據(jù)設(shè)計參數(shù)完成解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉的工藝分析及設(shè)計；</p><p>　?。?）根據(jù)設(shè)計參數(shù)完成解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉的工裝設(shè)計1-2套。</p><p>　　2．設(shè)計的基本要求和

3、內(nèi)容</p><p>　?。?）完成萬向節(jié)滑動叉的工藝工裝設(shè)計并撰寫設(shè)計說明書一份；</p><p>　　（2）完成所設(shè)計工裝的圖紙1-2套；</p><p>　　（3）完成加工工藝規(guī)程一份。</p><p><b>　　3.設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　萬向節(jié)滑動叉零件材料為45鋼，硬度

4、207~241HBS，毛坯重量約為6Kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模段毛坯。</p><p><b>　　4．主要參考文獻</b></p><p>　　《機械設(shè)計》高等教育出版社</p><p>　　《機械制造工藝學》機械工業(yè)出版社</p><p>　　《機床夾具設(shè)計》機械工業(yè)出版社</p>&

5、lt;p><b>　　4．進度安排</b></p><p><b>　　誠信聲明 </b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月

6、 日</p><p>　　萬向節(jié)滑動叉機加工藝及工裝設(shè)計</p><p>　　摘要：萬向節(jié)滑動叉位于傳動軸的端部。它的主要作用：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(diào)整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個孔，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。零件上的花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。<

7、;/p><p>　　本設(shè)計主要編制該零件的機械加工工藝規(guī)程，并設(shè)計其中一道工序的專用夾具，并撰寫設(shè)計說明書。此次設(shè)計培養(yǎng)了我熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。進一步鍛煉了我識圖、制圖、運算、編寫技術(shù)文件和操作CAD等基本能力。</p><p>　　關(guān)鍵詞：萬向節(jié)滑，動叉，工藝，專用夾具</p><p>　　Sliding universal joint

8、cross machine technology and tooling design</p><p>　　Abstract ：Fork sliding universal joints at the end of the shaft. Its main roles: First, transfer torque to the driving force for car access to move forwar

9、d; second is when the vehicle rear axle leaf spring in a different state, the parts can be adjusted by the length of shaft and its location. Parts the first part of the two forks, there are two holes for the installation

10、 of needle bearings and connected with the cross-axis, since the role of universal coupling. Parts of the spline hole and the </p><p>　　The design of the main components of the preparation of the machining p

11、rocess planning and design processes in which a special fixture to work together and write a design specification. The design of the training I am familiar with and use of the manual, specification, diagrams and other te

12、chnical information. Further training of my knowledge map, drawing, calculations, preparation of technical documents and the basic ability to operate CAD.</p><p>　　Key words：gimbal,sliding forks,craft,specia

13、l,fixture</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　2 .零件的分析2</p><p>　　2.1 零件的作用2</p><p>　　2.2 零件的材料2</p><p

14、>　　2.3 零件的工藝分析2</p><p>　　2.3.1.結(jié)構(gòu)分析2</p><p>　　2.3.2加工表面的技術(shù)要求分析3</p><p>　　2.3.3. 表面處理內(nèi)容及作用3</p><p><b>　　3工藝規(guī)程設(shè)計4</b></p><p>　　3.1 制定零件工藝

15、規(guī)程的原則和技術(shù)要求4</p><p>　　3.1.1 工藝要求4</p><p>　　3.1.2 技術(shù)依據(jù)4</p><p>　　3.2 生產(chǎn)類型的確定4</p><p>　　3.3確定毛坯的制造形式5</p><p>　　3.4制定工藝路線及方法5</p><p>　　3.4.1

16、加工方法的選擇5</p><p>　　3.4.2 基準的選擇5</p><p>　　3.4.3. 制定工藝路線6</p><p>　　3.5機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定10</p><p>　　3.6確定切削用量及基本工時13</p><p>　　3.6.1加工條件13</p>&l

17、t;p>　　3.6.2計算切削用量14</p><p><b>　　4．夾具設(shè)計25</b></p><p>　　4.1 問題的提出25</p><p>　　4.2夾具設(shè)計25</p><p>　　4.2.1定位基準的選擇25</p><p>　　4.2.2切削力及夾緊力計算26

18、</p><p>　　4.2.3 定位誤差分析26</p><p>　　4.2.4.銑床夾具設(shè)計及操作的簡要說明27</p><p>　　4.2.5 車床夾具操作的簡要說明28</p><p><b>　　總結(jié)29</b></p><p><b>　　致謝30</b>

19、;</p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計的課題名稱是萬向節(jié)滑動叉機加工藝及工裝設(shè)計。萬向節(jié)滑動叉位于傳動軸的端部，主要作用之一是傳遞扭矩，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狀態(tài)時，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位

20、置。萬向節(jié)滑動叉就是將萬向節(jié)叉和滑動花鍵副的一部分組合起來，使其成為一個零件，其特征是該萬向節(jié)滑動叉為采用管材制作的萬向節(jié)叉與滑動套為一體的整體式結(jié)構(gòu)，其端部呈叉形結(jié)構(gòu)，并設(shè)有兩個十字銷孔，用于安裝十字萬向節(jié)；在管內(nèi)設(shè)有內(nèi)花鍵，這種呈整體式結(jié)構(gòu)的滑動叉，不僅加工容易、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。它的研究和使用可以簡化萬向傳動裝置的結(jié)構(gòu)，也滿足功能要求，因此對萬向節(jié)滑動叉的研究有極大的實

21、際意義。</p><p>　　本課題的研究及論文的撰寫是在胡老師的悉心指導下完成的。胡老師在百忙中給我們講解論文中的細節(jié)以及論文中所涉及的工藝分析，還有嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度也是我學習的榜樣。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對本專業(yè)有了更加深刻的了解，在以后的工作中也具有重要意義。</p><p><b>　　2 零件的分析</b></p><p><b

22、>　　2.1 零件的作用</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(diào)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(nèi)為Φ50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵

23、軸相配合，用于傳遞動力之用。</p><p><b>　　2.2 零件的材料</b></p><p>　　萬向節(jié)滑動叉的材料選用45鋼，屬于優(yōu)等碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后有良好的綜合機械性能和加工工藝性能，零件材料的選擇主要是考慮到滿足使用要求，同時兼顧材料的工藝性和經(jīng)濟性，45鋼滿足以上要求，所以選用45鋼。</p><p>　　表2.1

24、45鋼調(diào)質(zhì)后機械性能</p><p>　　2.3 零件的工藝分析</p><p>　　2.3.1.結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　該零件由兩個叉頭和一個圓套筒內(nèi)有的花鍵孔組成，類似套筒類零件，各部分作用如下： </p><p>　?。?）零件的兩個叉頭部位上有兩個直徑為Φ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

25、><p>　?。?）在叉頭和花鍵孔套筒相聯(lián)結(jié)的筋條起過渡聯(lián)結(jié)和加強零件剛性作用，防止零件受阻變形；</p><p>　　（3）外圓為Φ65mm，內(nèi)圓Φ50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用以傳遞動力。</p><p>　　2.3.2加工表面的技術(shù)要求分析</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(xiàn)分述如

26、下：</p><p>　?。?）以Φ39mm孔為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：兩個Φmm的孔及其倒角，尺寸為的與兩個孔Φmm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Φmm的兩個孔。</p><p>　?。?）以Φ50mm花鍵孔為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：mm十六齒方

27、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：mm花鍵孔與Φmm二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為100：0.2；</p><p>　　Φ39mm二孔外端面對Φ39mm孔垂直度公差為0.1mm；</p><p>　　mm花鍵槽寬中心線與Φ39mm中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為2°。</p>&

28、lt;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>　　2.3.3. 表面處理內(nèi)容及作用</p><p>　　由于零件受正反向沖擊性載荷，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(yīng)力，以抵消部分工作時產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而提高疲勞極限。<

29、/p><p><b>　　3工藝規(guī)程設(shè)計</b></p><p>　　3.1 制定零件工藝規(guī)程的原則和技術(shù)要求</p><p>　　3.1.1 工藝要求</p><p>　　制定零件機械加工工藝過程是生產(chǎn)技術(shù)準備工作的一個重要組成部分。一個零件可以采用不同的工藝過程制造出來，但正確與合理的工藝過程應(yīng)滿足以下基本要求：<

30、/p><p>　　（1） 保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合圖紙和技術(shù)要求條件所規(guī)定的要求；</p><p>　?。?） 保證提高生產(chǎn)率和改善勞動條件；</p><p>　　（3） 保證經(jīng)濟性的合理。</p><p>　　3.1.2 技術(shù)依據(jù)</p><p>　?。?） 產(chǎn)品零件圖和裝配圖，技術(shù)條件；</p><p&g

31、t;　?。?）毛坯生產(chǎn)和供應(yīng)條件；</p><p><b>　?。?）年生產(chǎn)綱領(lǐng)</b></p><p>　?。?）本車間生產(chǎn)條件（包括設(shè)備，工人技術(shù)等級，勞動場合條件等）；</p><p>　?。?） 工藝技術(shù)條件，手冊等。</p><p>　　3.2 生產(chǎn)類型的確定</p><p>　　計算零

32、件生產(chǎn)綱領(lǐng)的公式：</p><p>　　N=Q*n(1+&%)(1+β%)</p><p>　　其中： Q=5000輛/年（產(chǎn)品的年產(chǎn)量）</p><p>　　n=1件/輛（每輛汽車該零件的數(shù)量）</p><p>　　&=4（零件的備品率）</p><p>　　β=1（零件的廢品率）</p>

33、<p>　　則 N=5000x1x(1+4%)x(1+1%)=5252（件）</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定該零件為成批生產(chǎn)。</p><p>　　3.3確定毛坯的制造形式</p><p>　　零件材料為45鋼?？紤]到汽車在運行中要經(jīng)常加速及正、反向行駛，零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維不被切斷，

34、保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為5252件，已達大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。</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(chǎn)率高，保證產(chǎn)品質(zhì)量。</p&

35、gt;<p>　　3.4制定工藝路線及方法</p><p>　　3.4.1加工方法的選擇</p><p>　　零件各表面加工方法的選擇，不但影響加工質(zhì)量，而且也要影響生產(chǎn)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(gòu)型等因素。</p><p>　　主要加工面的加工方法選擇：</p><

36、;p>　　(1)兩個Φmm孔及其倒角可選用加工方案如下：</p><p>　　該零件的批量不是很大，考慮到經(jīng)濟性，不適用于鉆-拉方案</p><p>　　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mm的兩個與孔Φmm相垂直的平面根據(jù)零件外形及尺寸的要求，選用粗銑-磨得方案</p>

37、<p>　　(3)Φ50mm花鍵孔因孔徑不大，所以不采用先車后拉，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>　　3.4.2 基準的選擇</p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則

38、，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。</p><p><b>　　粗基準的選擇</b></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(nèi)外圓柱表面與零件的叉部外形不對稱。按照有關(guān)粗基準的選擇原則（即當零

39、件有不加工表面時，應(yīng)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(yīng)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(xiàn)選擇叉部兩個Φmm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Φmm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><b>　　精基準的選

40、擇</b></p><p>　　精基準的選擇主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。</p><p>　　3.4.3. 制定工藝路線</p><p>　　制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當適時零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序

41、集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)要求，現(xiàn)初步制定兩種工藝路線方案：</p><p><b>　　工藝路線方案一</b></p><p>　　工序00 車外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm。</p><p>　　工序05 兩次鉆

42、孔并擴鉆花鍵底孔Φ43mm，锪沉頭孔Φ55mm。</p><p>　　工序10 倒角5×60°。</p><p>　　工序15 鉆Rc1/8底孔。</p><p>　　工序20 拉花鍵孔。</p><p>　　工序25 粗銑Φ39mm二孔端面。</p&g

43、t;<p>　　工序30 精銑Φ39mm二孔端面。</p><p>　　工序35 鉆、擴、粗鉸、精鉸兩個Φ39mm孔至圖樣尺寸并锪倒</p><p><b>　　角2×45°。</b></p><p>　　工序40 鉆M8mm底孔Φ6.7mm，倒角120°

44、;。</p><p>　　工序45 攻螺紋M8mm底孔Φ6.7mm，倒角120°。</p><p>　　工序50 沖箭頭。</p><p>　　工序55 檢查。</p><p><b>　　工藝路線方案二</b></p><p>　　工序0

45、0 粗銑Φ39mm二孔端面。</p><p>　　工序05 精銑Φ39mm二孔端面。</p><p>　　工序10 鉆Φ39mm二孔（不到尺寸）。</p><p>　　工序15 鏜Φ39mm二孔（不到尺寸）。</p><p>　　工序20 精鏜Φ39mm二孔，倒角

46、2×45°。</p><p>　　工序25 車外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm</p><p>　　工序30 鉆、鏜孔Φ43mm，并锪沉頭孔Φ55mm。</p><p>　　工序35 倒角5×60°。</p><p>　　工序40

47、 鉆Rc1/8底孔。</p><p>　　工序45 拉花鍵孔。</p><p>　　工序50 鉆M8mm螺紋底孔Φ6.7mm孔，倒角120°。</p><p>　　工序55 攻螺紋M8mm底孔Φ6.7mm，倒角120°。</p><p>　　工序60

48、 沖箭頭。</p><p>　　工序65 檢查。</p><p><b>　　工藝路線方案三</b></p><p>　　工序00 車端面及外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm。</p><p>　　工序05 鉆、擴花鍵底孔Φ43mm，并锪沉頭孔

49、Φ55mm。</p><p>　　工序10 內(nèi)花鍵孔5×60°倒角。</p><p>　　工序15 鉆錐螺紋Rc1/8底孔。</p><p>　　工序20 拉花鍵。</p><p>　　工序25 粗銑Φ39mm二孔端面。</p><p>

50、;　　工序30 鉆、擴Φ39mm二孔及倒角。</p><p>　　工序35 精、細鏜Φ39mm二孔。</p><p>　　工序40 磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸mm。</p><p>　　工序45 鉆叉部四個M8mm螺紋底孔并倒角。</p><p>　　工序50

51、 攻螺紋4-M8mm，Rc1/8。</p><p>　　工序55 沖箭頭。</p><p>　　工序60 終檢。</p><p>　　工藝方案的比較與分析</p><p>　　上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工以花鍵孔為中心的一組表面，然后以此為基面加工Φ39mm二孔；而方案二則與此相反，先是加工Φ39

52、mm孔，然后再以此二孔為基準加工花鍵孔及其外表面。兩相比較可以看出，先加工花鍵孔后再以花鍵孔定位加工Φ39mm二孔，這時的位置精度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。但方案一中的工序35雖然代替了方案二中的工序10、15、20，減少了裝夾次數(shù)，但在一道工序中要完成這么多工作，除了選用專門設(shè)計的組合機床（但在成批生產(chǎn)時，在能保證加工精度的情況下，應(yīng)盡量不選用專用組合機床）外，只能選用轉(zhuǎn)塔機床。而轉(zhuǎn)塔車床目前大多適用于粗加工，用來在此處加工

53、Φ39mm二孔是不合適的。</p><p>　　通過仔細考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)方案二還有其他問題，主要表現(xiàn)在Φ39mm兩個孔及其端面加工要求上。圖樣規(guī)定：Φ39mm二孔中心線應(yīng)與Φ55mm花鍵孔垂直，垂直公差為100：0.2；Φ39mm二孔與其外端面應(yīng)垂直，垂直度公差為0.1mm。由此可以看出：因為Φ39mm二孔的中心線要求與Φ55mm花鍵孔中心線相垂直，因此，加工及測量Φ39mm

54、孔時應(yīng)以花鍵孔為基準。這樣做，能保證設(shè)計基準與工藝基準相重合。在上述工藝路線制訂中也是這樣做了的。同理，Φ39mm二孔與其外端面的垂直度（0.1mm）的技術(shù)要求在加工與測量時也應(yīng)遵循上述原則。但在已制訂的工藝路線中卻沒有這樣做：Φ39mm孔加工時，以Φ55mm花鍵孔定位（這是正確的）；而Φ39mm孔的外端面加工時，也是以Φ55mm花鍵孔定位。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基準重合的原則，造成了不必要的基準不重合誤差。具體來說

55、，當Φ39mm二孔的外端面以花鍵孔為基準加工時，如果兩個端面與花鍵孔中心線已保證絕對平行的話（這是很難得），那么由于Φ39mm二孔中心線與花鍵孔仍有100：0.2的垂直公差，則Φ39mm 孔與</p><p>　　工序00 車端面及外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm。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</p><

56、p><b>　　用夾具裝夾。</b></p><p>　　工序05 鉆、擴花鍵底孔Φ43mm，并锪沉頭孔Φ55mm。以Φ62mm外圓</p><p>　　為基準，選用C365L轉(zhuǎn)塔車床。</p><p>　　工序10 內(nèi)花鍵孔5×60°倒角。選用C620-1車床加專用夾具。</p&

57、gt;<p>　　工序15 鉆錐螺紋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(zhuǎn)自由度而設(shè)置的一個定位基準。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用</p><p>　　叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。</p><p>　　工序20 拉花鍵孔。利用花鍵內(nèi)底孔、Φ55mm端面及RC1/8錐紋孔定<

58、;/p><p>　　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X63臥式銑床加</p><p><b>　　工。</b></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</p&g

59、t;<p><b>　　立式鉆床加工。</b></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</p><p>　　工，以花鍵內(nèi)孔及端面定位。</p><p>　　工序40 磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸mm，以Φ39mm孔及花鍵孔定位，選M7130平

60、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>　　工序60

61、 終檢。</p><p>　　以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”。</p><p>　　3.5機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定</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(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。</p><p>　　根據(jù)上述原是資料

62、及加工工藝，分別確定各加工表面的加些加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>　　（1）外圓表面（Φ62mm及M60×1mm）</p><p>　　考慮其加工長度為90mm，與其聯(lián)結(jié)的非加工表面直徑為Φ65mm，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)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2

63、Z=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（M60×1mm端面）</p><p>　　查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表2.2-14，其中鍛件重量為6Kg，鍛件復雜形狀系數(shù)為S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1，鍛件輪廓尺寸（長度方向）＞180～315mm，故長度方向偏差為mm。</p><p>

64、;　　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(xiàn)取2.0mm。</p><p>　?。?）兩內(nèi)孔Φ39mm（叉部）</p><p>　　毛坯為實心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT7～IT8之間，參照《工藝手冊》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>

65、<p>　　鉆孔：Φ37mm 2Z=12mm</p><p>　　擴鉆：Φ38.7mm 2Z=1.7mm</p><p>　　精鏜：Φ38.9mm 2Z=0.2mm</p><p>　　細鏜：Φmm 2Z=0.1mm&l

66、t;/p><p>　?。?）花鍵孔（16-mm×Φ43+0.16 0mm×mm）</p><p>　　要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。</p><p>　　內(nèi)孔尺寸為Φ43+0.16 0mm，見圖樣。參照《工藝手冊》表2.3-9確定孔的加工余量分配：</p><p><b>　　鉆孔：Φ25mm</b

67、></p><p><b>　　鉆孔：Φ41mm </b></p><p><b>　　擴鉆：Φ42mm</b></p><p>　　拉花鍵孔（16-mm×Φ43+0.16 0mm×mm）</p><p>　　花鍵孔要求外徑定心，拉削時的加工余量參照《工藝手冊》表2.3-

68、19取2Z=1mm。</p><p>　?。?）Φmm孔外端面的加工余量（加工余量的計算長度為118 0 -0.07mm）</p><p>　　按照《工藝手冊》表2.2-25，取加工精度F2，鍛件復雜系數(shù)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。鍛件的公差按《工藝手冊》表2.2-14，材質(zhì)系數(shù)取M1，復雜

69、系數(shù)S3，則鍛件的偏差為+1.3 -0.7mm。</p><p>　　磨削余量：單邊0.2mm（見《工藝手冊表2.3-21》），磨削公差即零件公差-0.07mm。</p><p>　　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><p>　　銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT

70、11級，因此可知本工序的加工公差為-0.22mm（入體方向）。</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(shè)計規(guī)定零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予確定。Φ39mm二孔外端面尺寸加工余

71、量和工序間余量及公差分布見圖。</p><p>　　毛坯名義尺寸118+2x2=122 </p><p>　　118+0.2x2=118.4 最大余量</p><p>　　118 最小余量</p><p><b>　　最大余量</b></p>&l

72、t;p>　　最小余量 </p><p>　　磨 粗銑</p><p>　　-0.07/2 -0.02/2 -0.7 +1.3</p><p>　　Φ39mm孔外端面工序間尺寸公差分布圖（調(diào)整法）</p><p><b>　　由圖可知：</b&g

73、t;</p><p><b>　　毛坯名義尺寸：</b></p><p>　　118+2×2=122（mm）</p><p><b>　　毛坯最大尺寸：</b></p><p>　　122+1.3×2=124.6（mm）</p><p><b>

74、　　毛坯最小尺寸：</b></p><p>　　122-0.7×2=120.6（mm）</p><p><b>　　粗銑后最大尺寸：</b></p><p>　　118+0.2×2=118.4（mm）</p><p><b>　　粗銑后最小尺寸：</b></p&

75、gt;<p>　　118.4-0.22=118.18（mm）</p><p>　　磨后尺寸與零件圖尺寸應(yīng)相符，即mm</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3.5 加工余量計算表(mm)</p><p>　　3.6確定切削用量及基本工時</p><p>

76、　　工序15：車削端面、外圓及螺紋。本工序采用計算法確定切削用量。</p><p><b>　　3.6.1加工條件</b></p><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

77、><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°，r0=15°,а0= 12°，rε=0.5mm。</p><p>　　60°螺紋車刀：刀片材料：W18Cr4V。</p><p>　　3.6.2計算切削用量</p&

78、gt;<p>　?。?）粗車M60×1mm端面</p><p>　　已知毛坯長度方向的加工余量為mm，考慮7°的模鍛拔</p><p>　　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

79、慮，分兩次加工，аp=3mm計。</p><p>　　長度加工公差按IT12級，取-0.46mm（入體方向）</p><p>　　進給量f 根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《切削手冊》）表1.4，當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，аp≤3mm以及工件直徑為60mm時</p><p>　　f=0.5～0.7mm/r</p><

80、p>　　按C620-1車床說明書（見《切削手冊》表1.30）取</p><p><b>　　f=0.5mm/r</b></p><p>　　計算切削速度 按《切削手冊》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）</p><p>

81、　　其中：Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系數(shù)Kv見《切削手冊》表1.28，即</p><p>　　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

82、5;0.81×0.97</p><p>　　=108.6（m/min）</p><p><b>　　確定機床主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　ns=1000vc/Ⅱdw=532（m/min）</p><p>　　按機床說明書（見《工藝手冊》表4.2-8），與532r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min及

83、600r/min?，F(xiàn)選取nw=600r/min。如果選nw=480r/min，則速度損失太大。</p><p>　　所以實際切削速度v=122m/min。</p><p>　　切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。</p><p>　　l=65-40/2=12.5（mm），l1=2mm，l2=0，l3=0</p><p>　　tm=l1+l2

84、+l3/nwfi=12.5+2/600*0.5=0.096（min）</p><p>　　(2)粗車Φ62mm外圓，同時應(yīng)校驗機床功率及進給機構(gòu)強度。</p><p>　　切削深度 單邊余量Z=1.5mm，可一次切除。</p><p>　　進給量 根據(jù)《切削手冊》表1.4，選用f=0.5mm/r。</p><p>　　計算切削速度 見《

85、切削手冊》表1.27 </p><p>　　Vc=Cv/TmаpXvfYvkv =116 （m/min） </p><p><b>　　確定主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　ns=1000vc/Ⅱdw =568 （r/min）</p><p>　　按機床選取n=600r/min&

86、lt;/p><p><b>　　所以實際切削速度</b></p><p>　　V=Ⅱdn/1000=Ⅱ65x600/1000=122(m/min)</p><p>　　檢驗機床功率 主切削力Fc按《切削手冊》表1.29所示公式計</p><p>　　算 Fc= CFc ax pFcFcvn cFcKFc

87、</p><p>　　其中：CFc=2795，XFc=1.0，YFc=0.75，nFc=-0.15，</p><p>　　KMP=(σb/650) =0.94</p><p><b>　　kkr=0.89</b></p><p>　　所以 Fc=2795×1.5×0.50.75×

88、;122-0.15×0.94×0.89</p><p>　　=1012.5（N）</p><p>　　切削時消耗功率Pc為</p><p>　　Pc=FcVc/6x104=2.06(Kw)</p><p>　　由《切削手冊》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(zhuǎn)速為600r/

89、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。</p><p>　　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《切削手冊》表1.29所示公式計算</p><p>　　Fp= CFpax p FpfyFpFpvn cKFp</p><p>　　其中：CFp=1940，xFp=0.9，yFp=0.6，nFp=-

90、0.3</p><p>　　KMP =(σb/650) =0.897</p><p><b>　　Kkr=0.5</b></p><p>　　所以 Fp=1940×1.50.9×0.50.6×122-0.3×0.897×0.5</p><p><

91、b>　　=195（N）</b></p><p>　　而軸向切削力Ff= CFfax pFfvn cFpKFp</p><p>　　其中：CFf =2880，xFf=1.0，yFf=0.5，nFf=-0.4</p><p>　　kM=(σb/650)=0.923</p><p><b>　　kk=1.17</b

92、></p><p>　　軸向切削力Ff=2880×1.5×0.50.5×122-0.4×0.923×1.17</p><p><b>　　=480（N）</b></p><p>　　取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為</p>

93、<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(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見《切削手冊》表1.30），故機床進給系統(tǒng)可正常工作。</p><p><b>　　切削工時</b></p><p>　　t=

94、l+l1+l2/nf</p><p>　　其中l(wèi)=90，l1=4，l2=0</p><p>　　所以t=90+4/600×0.5=0.31（min）</p><p>　?。?）車Φ60mm外圓柱面</p><p>　　аp=1mm f=0.5mm/r（《切削手冊》表1.6，Ra=6.3μm，刀夾圓弧半</p><

95、;p>　　徑rs=1.0mm）</p><p>　　Vc=Cv/TmаpXvfYvkv </p><p>　　其中：Cv=242 m=0.2,T=60 xv=0.15,yv=0.35,kM=1.44,kk=0.81</p><p>　　Vc=159(m/min)</p><p>　　n=843(r/min)</p>

96、<p>　　按機床說明書取n=770r/min</p><p>　　則此時v=145m/min</p><p>　　切削工時t=（l+l1+l2）/nf</p><p>　　其中：l=20 l1=4 l2=0</p><p>　　所以t=（20+4）/770×0.5=0.062（min）</p><p&

97、gt;　?。?）車螺紋M60×1mm</p><p>　　切削速度的計算 見《切削用量手冊》（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(shù)i=2</p><p>　　Vc=Cv/TmаpXvfYvkv</p><p>　　其中：Cv=11.8，m=0.11，xv=0.

98、70，yv=0.3，螺距t1=1</p><p>　　KM=（0.637/0.6）1.75=1.11，kk=0.75</p><p><b>　　所以粗車螺紋時：</b></p><p>　　Vc=21.57(m/min)</p><p><b>　　精車螺紋時</b></p><

99、;p>　　Vc=36.8(m/min)</p><p><b>　　確定主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　粗車螺紋時</b></p><p>　　n1=1000vc/ⅡD=1000×21.57/Ⅱ60=114.4（r/min）</p><p>　　按機床說明書取 n=96

100、r/min</p><p>　　實際切削速度 vc=18m/min</p><p><b>　　精挑螺紋時</b></p><p>　　n1=1000vc/ⅡD=1000×36.8/Ⅱ60=195（r/min）</p><p>　　按機床說明書取 n=184r/min</p><

101、;p>　　實際切削速度 vc=34m/min</p><p>　　切削工時取切入長度l1=3mm</p><p><b>　　粗車螺紋工時</b></p><p>　　t1 =（l+ l1） /nf*i=0.75(min)</p><p>　　精車螺紋 </p><p

102、>　　t2 =（l+ l1） /nf*i=0.18</p><p>　　所以車螺紋的總工時為t=t1+t2=0.93（m/min）</p><p>　　工序20：鉆、擴花鍵底孔Φ43mm及锪沉頭孔Φ55mm，選用機床：轉(zhuǎn)塔車床C365L。</p><p>　?。?）鉆孔Φ25mm</p><p>　　f=0.41mm/r （見《切削手

103、冊》表2.7）</p><p>　　v=12.25m/min （見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）</p><p>　　nS=1000v/ⅡdW=1000×12.25/Ⅱ25=155（r/min）</p><p>　　按機床選取nW=136r/min（按《工藝手冊》表4.2-2）</p><p>　　所以實際

104、切削速度 v=ⅡdWnW/1000=10.68（m/min）</p><p><b>　　切削工時</b></p><p>　　t=（l+l1+l2）/nWf=3(min)</p><p>　　其中：切入l1=10mm，切出l2=4mm l=150mm</p><p>　?。?）鉆孔Φ41mm</p>

105、<p>　　根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆</p><p>　　同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關(guān)系為</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。</p><

106、;p><b>　　現(xiàn)已知</b></p><p>　　f鉆 =0.56mm/r （《切削手冊》表2.7）</p><p>　　v鉆=19.25m/min （《切削手冊》表2.13）</p><p><b>　　并令</b></p><p>　　f=1.35f鉆=0.76mm/

107、r 按機床選取f=0.76mm/r</p><p>　　v=0.4v鉆=7.7m/min</p><p>　　nS =1000v/ⅡD=59(r/min)</p><p>　　按機床選取nW=58r/min</p><p><b>　　所以實際切削速度為</b></p><p>　　

108、v=Ⅱ41*58/1000=7.47(m/min)</p><p>　　切削工時 l1=7mm，l2=2mm，l=150mm</p><p>　　t=(150+7+2)/0.76x59=3.55(min)</p><p>　?。?）擴花鍵底孔 Φ43mm </p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴Φ43mm孔時的進給量

109、，并根據(jù)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(jù)其他有關(guān)資料，確定為</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。</p><p><b>　　故</b></p><

110、p>　　V=0.4 × 19.25=7.7（m/min）</p><p>　　nS =1000*7.7/Ⅱ*43=57(r/min)</p><p>　　按機床選取 nW=58r/min</p><p>　　切削工時切入l1=3mm，，切出 l2=1.5mm </p><p>　　t=(150+3+1.5)/58

111、*1.24=2.14(min)</p><p>　?。?）锪圓柱式沉頭孔 Φ55</p><p>　　根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/2-1/3，故</p><p>　　f=1/3f鉆=1/3 × 0.6=0.2（mm/r） 按機床取0.21mm/r</p><p>　　v=1/3v=1/3 ×

112、; 25=8.33（m/mm）</p><p>　　nS =1000v/ⅡD=48(r/min)</p><p>　　按機床選取nW=44r/min，所以實際切削速度</p><p>　　v=ⅡDnW /1000=8.29(m/min)</p><p>　　切削工時 切入 l2=2mm，l2=0，l=8mm </p><

113、;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(shè)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(yīng)保證尺寸45mm。</p><p>　　尺寸鏈如下圖所示，尺寸45mm為終結(jié)環(huán)，給定尺寸185mm及 45mm，由于基準不重合，加工時應(yīng)保證尺寸A</p><p>

114、　　A=185-45=140（mm） </p><p>　　規(guī)定公差值。因終結(jié)環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和，即</p><p>　　T（45）=T（185）+T（140）</p><p>　　現(xiàn)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&g

115、t;<p>　　45 A</p><p><b>　　185</b></p><p>　　Φ55mm孔深的尺寸換算</p><p>　　工序25：Φ43mm內(nèi)孔5×30°倒角，選用臥式車床C620-1。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制定進給量。根據(jù)手冊及機床取<

116、;/p><p>　　f=0.08mm/r （見《切削手冊》表1.8）</p><p>　　當采用高速鋼車刀時，根據(jù)一般材料，確定切削速度v=16m/min</p><p>　　則 ns=1000v/ⅡD=1000×16/Ⅱ43=118（r/min）</p><p>　　按機床說明書取nW=120r/min，則此時切削

117、速度為</p><p>　　v=ⅡDnW/1000=16.2（m/min）</p><p><b>　　切削工時</b></p><p>　　l=5mm l1=3mm</p><p>　　t=（l+l1）/nWf=0.83（min）</p><p>　　工序30：鉆錐螺紋Rc1/8底

118、孔（Φ8.8mm）</p><p>　　f=0.11mm/r （《切削手冊》表2.7）</p><p>　　v=25m/min （《切削手冊》表2.13）</p><p>　　所以 n=1000v/ⅡD=1000×25/Ⅱ×8.8=904（r/min）</p><p>　　按機床選取nW=68

119、0r/min （《切削手冊》表2.35）</p><p><b>　　實際切削速度</b></p><p>　　v=ⅡDn/1000=Ⅱ×8.8×680/1000=18.8（m/min）</p><p><b>　　切削工時</b></p><p>　　l=11mm，l1

120、=4mm，l2=3mm</p><p>　　t=（l+l1+l2）/nWf=0.24(min)</p><p><b>　　工序35：拉花鍵孔</b></p><p>　　單面齒升：根據(jù)有關(guān)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=0.06m/s（3.6m/min）</p><p><b&g

121、t;　　切削工時 </b></p><p>　　t= Zblηk/1000vfZz</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><p>　　η-----考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2；</p>

122、<p>　　k-----考慮機床返回行程系數(shù)，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(shù)，z=l/p；</p><p>　　p-----拉刀齒距。</p><p>　　p=（1.25～1

123、.5）=1.35 =16mm</p><p>　　所以 拉刀同時工作齒數(shù)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）</p><p>　　工序40：粗銑Φ39mm二孔端面，保證尺寸