　　　在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。

关键词：工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夹紧力

摘要..................................................................I

Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ

前言 ……………………………………………………………………………………2

绪论 …………………………………………………………………………………3

1 零件的分析………………………………………………………………………… 5

1.1 零件的功用………………………………………………………………………5

1.2 零件的工艺分析…………………………………………………………………5

2 零件的工艺规程设计 ………………………………………………………………6

2.1 确定零件的生产类型 ……………………………………………………………6

2.2 确定零件毛坯的制造形式 ………………………………………………………6

2.3 制定工艺路线 ……………………………………………………………………7

2.4 机械加工余量、工序尺寸毛坯尺寸的确定 ………………………………… 11

2.5 确定切削用量及基本工时………………………………………………………15

3 夹具的设计…………………………………………………………………………31

3.1 概述 ……………………………………………………………………………31

3.2 方案设计 ………………………………………………………………………31

3.3 夹具设计 ………………………………………………………………………31

致谢 ……………………………………………………………………………………35

参考文献 ………………………………………………………………………………36

　　　右转向节是CA141汽车前轮导向及承载部分的关键零件之一，它与支臂、横拉杆及左转向节配套使用。由汽车方向盘通过其它传动连杆等直接传给转向节，其轴部与前轮相联。叉架部的主销孔，通过一个销轴与汽车前横桥相联。另外，叉架部的锥孔与转向杆相连，使汽车获得正常的灵活转向作用。

　　　它所承受的作用力较复杂，即受到变载荷的弯曲变应力作用，又承受一定的冲击载荷和微小的扭转力矩。转向节上主销孔的中心线与节轴中心线的垂线有9°±15′的偏角，其主要作用使节轴作用好，转拐使汽车与地面有一偏角，使转拐灵活方便，安全可靠。

1.2 零件的工艺分析

　　　转向节是一个即复杂又典型的零件，它的特殊本质，孔与轴线在空间交差分部，从零件图上看，工件φ41+0.039 0主销轴孔的轴线与锥孔的轴线、节轴的轴线三条轴线分部在空间三个方向上，且主销孔φ41+0.039 0与节轴轴线的垂线成9°±15′的角度。而φ41+0.039 0的主销孔与φ29锥孔的轴线在空间垂直交错。因此，在编制工艺规程时，要抓住这一特性，合理解决这几个主要加工部位的轴线。在空间正确分布问题，从零件的加工部位可以分为三个部分：

1）以主销孔φ41+0.039 0为中心的一组加工面，包括主销孔，φ67+0.2 0的轴承石，φ85平面，φ85孔表面，227.5两平面，及4-M8螺纹孔，111.50 -0.046。

2）以节轴两顶尖孔为中心的一组加工表面，包括节轴各部尺寸，φ55 -0.010 -0.029, φ46, φ39, φ40 -0.009 -0.025 以及孔6-φ12.15+0.039 0处的平面和孔6-φ12.15及2-M16螺纹孔。

3）以φ39锥孔为中心的加工表面，包括锥孔、键槽及两个端面，及两处Rc1/8注油孔。

①以上各部分之间的要求有，轴承石端面与两主销孔轴线的端跳不大于0.1。

②两主孔的轴线与节轴轴线的垂线满足9°±15′的要求。φ67孔的工艺性不好，机加时操作复杂，加工刀具精度要求高。同样φ85两处沉孔也有相同的困难。加工9°±15′的要求，工装需要复杂一些。

③两主销孔轴线2-φ41有同轴度不大于0.03的要求。

④锥度为1﹕8带键槽的锥孔两端面平面加工，对键槽加工，工艺较为复杂.2

夹具装配图.gif

右转向节零件图.gif

内容简介：: 沈阳理工大学应用技术学院毕业设计说明书摘要在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。关键词：工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夹紧力AbstractEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keyword: The process, worker one, workers step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength0前言机械制造工艺学的毕业设计是培养我们从学生到工程技术人员的过渡，是我们学完了大学全部基础课、专业基础课及专业课之后所进行的。毕业设计是理论与实践的结合，培养我们综合运用所学理论知识去分析和解决，工程技术问题的能力，使学生建立正确设计思想和设计方法。通过毕业设计进一步巩固深化计算机制图之基；即基本理论、基本概念、基本技能。因此，毕业设计在我们四年的学习生活中占很重要的位置。所以我们要认真对待。希望在设计中能锻炼自己的分析问题和解决问题的能力。由于本人的设计能力有限，在设计中难免有不足之处，真诚希望各位老师给予批评和指正，帮助本人更好的完善四年的大学学习！目录摘要.IAbstract 前言 2绪论 31 零件的分析 51.1 零件的功用5 1.2 零件的工艺分析52 零件的工艺规程设计 6 2.1 确定零件的生产类型 62.2 确定零件毛坯的制造形式 62.3 制定工艺路线 72.4 机械加工余量、工序尺寸毛坯尺寸的确定 112.5 确定切削用量及基本工时153 夹具的设计313.1 概述 313.2 方案设计 313.3 夹具设计 31致谢 35参考文献 36绪论近20年来，随着科学与技术的迅速发展，特别是计算机科学与技术的迅速发展和广泛应用，国外在发展自动化方面也进入了一个新的时期，出现了许多新的工具和软件。自动化开始向柔性化发展，进入中小批量生产领域。在制定工艺过程中，为便于组织生产、安排计划和均衡机床的负荷，常将工艺划分为若干个工序。划分工序时有两个不同的原则，即工序的集中和工序的分散。工序集中的特点是：一是有利于采用自动化程度较高的高效率机床和工艺设备，生产效率高；二是工序数少，设备数少，可相应减少操作工人数和生产面积；三是工件的装夹次数少不但缩短辅助时间，而且由于一次装夹中可加工许多表面，有利于保证各表面之间的相互位置精度。工序分散的特点是:一是所用机床和工艺设备简单，易于调整；二是对操作工人的技术水平要求不高；三是工序数多，设备数多，操作工人多，占用生产面积大。对机床夹具的基本要求是：一是稳定地保证工件的加工精度；二是提高机械加工的劳动生产率；三是结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件；三是应能降低工件的制造成本。简而言之，设计夹具时必须使加工质量、生产率、劳动条件和经济性等几方面达到辨证的统一。其中保证加工质量是最基本的要求。夹具设计的工作步骤为：一是研究原始材料，明确设计任务；二是考虑和确定夹具的结构方案，绘制结构草图（定位装置、夹紧装置等等）；三是绘制夹具总图；四是确定并标注有关尺寸和夹具技术要求；五是绘制夹具零件图。此次设计的零件为CA141汽车左转向节工艺规程及工装设计。通过零件，分析了它的毛坯。在毛坯制造时的方法与原则，以及所选用的工艺等。本次设计总共分为两部分, 第一部分为工艺方面：主要包括零件的功用, 结构特点, 加工零件表面的设计基准, 设计条件, 毛坯的选择, 各个工艺方案的比较与取舍, 确定机床与工艺装备, 填写工艺过程卡片。第二部分主要为机床夹具设计：主要包括定位方案的确定, 定位元件的选取, 夹紧方案的选取等等。毕业设计是我们学完了大学的全部基础课程、专业基础课程以及专业课程并进行了生产实习以后进行的一次培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节，也是学生完成工程师基本训练的重要环节。同时也是我们对能力的一次真正的锻炼，它能激发我们的创新意识，增强我们的动手和动脑的能力，它使我们的思维开阔，同时也让我们了解到如何把理论与实践相结合。其目的是培养学生综合运用所学专业和基础理论知识，独立解决本专业一般工程技术问题能力，树立正确的设计思想和工作作风。本次毕业设计是理论与实践的结合，目的在于检验学生大学四年的学习成果，培养我们综合运用所学理论知识去分析和解决工程技术问题的能力，使学生建立正确设计思想和设计方法，通过毕业设计进一步巩固、深化计算机制图之基，即基本理论、基本概念、基本技能。毕业设计的范围涉及大学四年所学的专业基础课及专业课、选修课内容，知识含量大、跨度仅限于机械制造范围。设计题目由指导教师提供，其设计内容均由学生自行编排，在巩固专业知识之余意在培养思考、解决问题的能力，同时提倡创新精神。就个人而言，我通过这次毕业设计一方面能进一步培养我独立思考的能力，另一方面能提高我与同学们互助协作的能力，为以后工作打下良好基础，为伟大祖国建设贡献我的力量。由于本人能力有限，经验不足，设计过程中有不足之处，希望各位老师给予指教。我主要的是完成工艺的安排和夹具的设计，夹具是加工过程中最重要的一个组成部分，很多工件由于形状和加工要求等等特殊的原因必须要使工件很好的定位后才能进行加工，所以也就出现了夹具以及专用的夹具。1 零件的分析1.1 零件的功能右转向节是CA141汽车前轮导向及承载部分的关键零件之一，它与支臂、横拉杆及左转向节配套使用。由汽车方向盘通过其它传动连杆等直接传给转向节，其轴部与前轮相联。叉架部的主销孔，通过一个销轴与汽车前横桥相联。另外，叉架部的锥孔与转向杆相连，使汽车获得正常的灵活转向作用。它所承受的作用力较复杂，即受到变载荷的弯曲变应力作用，又承受一定的冲击载荷和微小的扭转力矩。转向节上主销孔的中心线与节轴中心线的垂线有915的偏角，其主要作用使节轴作用好，转拐使汽车与地面有一偏角，使转拐灵活方便，安全可靠。1.2 零件的工艺分析转向节是一个即复杂又典型的零件，它的特殊本质，孔与轴线在空间交差分部，从零件图上看，工件41+0.039 0主销轴孔的轴线与锥孔的轴线、节轴的轴线三条轴线分部在空间三个方向上，且主销孔41+0.039 0与节轴轴线的垂线成915的角度。而41+0.039 0的主销孔与29锥孔的轴线在空间垂直交错。因此，在编制工艺规程时，要抓住这一特性，合理解决这几个主要加工部位的轴线。在空间正确分布问题，从零件的加工部位可以分为三个部分：1）以主销孔41+0.039 0为中心的一组加工面，包括主销孔，67+0.2 0的轴承石，85平面，85孔表面，227.5两平面，及4-M8螺纹孔，111.50 -0.046。2）以节轴两顶尖孔为中心的一组加工表面，包括节轴各部尺寸，55 -0.010 -0.029, 46, 39, 40 -0.009 -0.025 以及孔6-12.15+0.039 0处的平面和孔6-12.15及2-M16螺纹孔。3）以39锥孔为中心的加工表面，包括锥孔、键槽及两个端面，及两处Rc1/8注油孔。以上各部分之间的要求有，轴承石端面与两主销孔轴线的端跳不大于0.1。两主孔的轴线与节轴轴线的垂线满足915的要求。67孔的工艺性不好，机加时操作复杂，加工刀具精度要求高。同样85两处沉孔也有相同的困难。加工915的要求，工装需要复杂一些。两主销孔轴线2-41有同轴度不大于0.03的要求。锥度为18带键槽的锥孔两端面平面加工，对键槽加工，工艺较为复杂.2 2 零件工艺规程设计2.1 确定零件生产类型1、计算生产纲领 N=Qn(1+%+%) 其中N-零件的生产纲领=1200001(1+4%+1%) Q-产品的年产量=126000(件/台) n-产品中该零件的数-备品的百分率-废品的百分率由毕业设计指导书查得备品率%=3%5%；取%=4% 废品率%=1%。根据生产纲领确定该零件的生产类型为大量生产。生产节拍：节拍=计划期有效工作时间/计划期产量一年按350天计算，每天一班制8个小时，则有效工作时间：2508=2000小时节拍= =1min T拍=1 min2.2确定零件毛坯的制造形式影响毛坯选择的因素通常包括：1零件材料的工艺性及零件对材料组织的要求。2零件的结构形式和外廓尺寸。3零件对毛坯精度、表面光洁度和表面层性能的要求。4零件生产纲领的大小。5现有生产能力和发展前途。由于转向节在工作中始终承受载荷，轴径承受较大的变曲应力和冲击载荷。40和55轴径处应具有较高硬度和耐磨性。而芯部要求具有较好强度和良好的韧性。所以选择合金结构钢的40MnB材料。为达到给定的HB240270对锻造毛坯进行调质处理。由于形状复杂且为大量生产，为提高毛坯制造效率和制造精度，采用金属模锻造（级精度）内孔不锻出。2.3工艺路线的制定1 制定工艺路线的依据应使零年上的各尺寸精度、位置精度、表面粗糙度和各项技术要求均能得到保证。由于本零件生产纲领确定为大量生产，因此，可以考虑采用机床配以专用夹具。在必要情况下设计专用机床，以便使工序集中这样即可以提高生产率，又可提高加工精度，且可使生产成本降低，以获得最好的经济效果。2 确定加工顺序的原则先粗加工，后精加工；先主要表机，后次要表面；先基准面，后其它面；先加工平面，后加工孔。3 定位基准的选择1）粗基准选择的原则选择的粗基准应能合理的分配各加工表面的加工余量选择的粗基准应能合理保证工件加工表面对非加工表面有一定的位置精度要求。选择做粗基准的表面应尽可能平整、光滑，不能有飞边和浇口、冒口或其它缺陷。粗基准一般只能使用一次，尽量避免重复使用。2）精基准选择的原则尽可能用工序基准作为定位基准基准重合的原则所选的精基准应该能用它定位来加工尽可能多的表面基准统一原则有的精加工或光整加工工序要求加工余量小，而均匀，在加工时应选择该加工表面本身作精基准自为基准原则。有时还要遵循互为基准，反复加工的原则。便于工件的装与加工，并使夹具的结构简单。选择基准必须从零件整个工艺过程的全局出发，具体情况具体分析。2.4两种加工方案方案一：先加工轴部；以其为定位基准加工其它所有表面。方案二：先加工主销孔，然后以其为定位基准加工其它所有表面。以上两种方案，第二种工装设计较为复杂，但是从理论上看，适合于设计尺寸要求，能保证设计基准与定位基准相重合。而第一种方案，工序设计即简单，设计尺寸也能保证。5 零件表面加工方法的选择1） 40-0.009 -0.025、55-0.010 -0.029外加表面及95端面的加工根据互换性与技术测量中表1-8标准公差数值确定：40 -0.009 -0.025、公差等级为IT7，表面粗糙度Ra0.8m.由机械制造工艺设计简明手册表表1.4-6查得：选择的加工方法：粗车半精车磨削。以下所用资料与上述相同。55-0.010 -0.029公差等级IT7级表面粗糙度Ra0.8m。可选加工方法：粗车半精车磨削。95端面表面粗糙度Ra0.8m。选择的加工方法：粗车半精车磨削。2）6-12.15+0.039 0孔及2-M161.5-6h螺纹孔。12.15+0.039 0公差等级为IT13级粗糙度Ra6.3m。选择加工方法：钻孔。M161.5-6h选择钻扩攻丝的加工方法。3） 41+0.039 0主销孔、67+0.2 0轴承套41+0.039 0主销孔公差等级IT8级，表面粗糙度Ra6.3m可选钻扩铰的加工方法。67+0.2 0公差等级IT12，表面粗糙度Ra3.2m，采用锪孔的加工方法。4）227.5处两端面，尺寸148处两端面85两耳内侧端面。R42下耳内侧端面。两耳R27两端面227.5两端面表面粗糙度Ra12.5 m，采用粗铣尺寸148两侧端面，表面粗糙度Ra50m，采用粗铣上耳85端面粗糙度Ra50um采用锪孔。R42端面表面粗糙度Ra50m采用粗铣。R27端面表面粗糙Ra12.5um采用粗铣5） 29锥度18锥孔8+0.075 +0.0204.1+0.48 0键槽4-M8螺纹孔及Rc1/8注油孔。29锥孔表面粗糙度Ra1.6um，选择加工方法钻扩铰。8+0.075 +0.0204.1+0.48 0键槽两侧面表粗糙度Ra1.6um，选择加工方法：扩孔。4-M8螺纹孔，采用加工方法，钻攻螺纹Rc1/8注油孔，采用加工方法：钻攻螺纹。6 制定工艺路线1）工艺路线方案一工序备料工序模锻毛坯工序毛坯正火工序铣节轴端面、钻中心孔工序粗车节轴各部及95端面（外径留0.5余量）工序调质处理HB240-27工序修研中心孔工序半精车节轴部30、40、55外圆面及95端面工序磨削40、55达要求并带95端面工序铣主销孔两端面到227.5工序钻、扩、铰41主销孔锪孔85、67轴承主端及钻、攻4-M8螺纹孔工序铣85上耳部端面及下耳内侧R42端面工序XIII 铣上、下耳部R27端面工序XIV 钻、铰锥孔29锥度1/8 钻2-Rc1/8注油孔并攻丝工序XV 拉锥孔键槽8+0.075 +0.0204.1+0.48 0达要求工序XVI 拉锥孔、键槽8+0.075 +0.0204.1+0.48 0工序XVII 钻6-12.15+0.039 0孔及2-M16底孔工序XVIII 扩孔2-M16攻丝达2-M161.5-6H工序XIX 车螺纹M301.5-6H工序XX 终结检验2）工艺路线方案二工序备料工序模锻毛坯工序毛坯正火工序铣节轴端面钻中心孔工序铣主销孔两端面至227.5工序钻、扩2-41主销孔锪孔85、67轴承主端面工序铣85上耳部端面及下耳内侧R42端面工序拉主销孔2- 41+0.039 0达要求工序粗车节轴各部及95端面工序调质处理工序半精车节轴部30、40、55外圆面及95端面工序磨削40、55达尺寸要求，并铣95端面工序XIII 铣148尺寸两侧平面工序XIV 钻6-12.15+0.039 0孔达要求工序XV 钻、扩2-16孔并攻丝2-M161.5-6H工序XVI 铣上、下耳部尺寸27端面工序XVII 钻、扩、铰锥孔24锥度1/8工序XVIII 钻、铰2-Rc1/8注油孔并攻丝工序XIX 拉锥孔键槽8+0.073 +0.020401+0.48 0达要求工序XX 车螺纹M301.5-6h工序XXI 终结检验3）两种工艺方案的分析与比较第一套方案工序集中，而第二套方案工序分散。第一套方案有以下优点：有利于采用高生产率的专用设备，和工艺装备，可大大提高劳动生产率。减少了工序数目，缩短了工艺路线，从而简化了生产计划和生产组织工作。减少了设备的数目，从而减少了生产面积。减少了工件的安装次数，不仅缩短了辅助时间，而且由于次安装加工多个表面，易于保证这些表面的相对位置精，这样以来会影响到零件的加工精度。综上所述，在制定工艺路线时，根据生产规模，零件的结构特点和技术要求等，进行全面分析，决定采用第一套方案加工零件。四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量对于工艺过程有一定的影响。余量不能保证零件的加工质量。余量过大不但增加机械加工的劳动量而且增加了材料、刀具、能源的消耗，从而增加了成本，所以必须合理地安排加工余量。以上所述，工件材料40MnB，采用金属模锻造（II级精度）不锻出内孔。1) 锻件公差与加工余量的主要因素1）锻件重量：估计锻件重量为18kg 2) 锻件形状复杂系数S：S= m外廓包容件=m外节轴部+m外叉架部m外节轴部=（）22027.8510-6=4.634(kg) m外叉架部=203(280-20285)2357.8510-6=61.041(kg) m外廓包容体=4.634+61.041=65.675(kg) s=0。274 根据机械制造工艺设计简明手册简称工艺简明确定锻件形状复杂系数为SZ较复杂级。 3) 分模线的形状4）锻件的材质系数：40MnB合金结构钢含C量3.7%4.4%0.65%材质系数M1级 5、机械加工余量由工艺简明查得直径方向单边余量2.53.2mm 水平方向单边余量2.53.5mm2、确定毛坏尺寸及公差上述加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6m当加工表面粗糙Ra1.6m，其余量适当增大。分析：零件中40-0.010 -0.027、55-0.012 -0.035、95端面表面粗糙度Ra0.8m，因此，这些表面的毛坯尺寸P需将零件的尺寸加上查得余量值。这些表面需磨削达到Ra0.8m应增加磨削加工余量4 0-0.010 -0.027、55-0.012 -0.035、95磨削余量为0.3mm 依据锻件重量、形状复杂系数，分模线形状及锻件精度等级，查相关表格则推算毛坯尺寸见下表：零件尺寸单面加工余量锻件尺寸30 54055 361 4 3 7 8 3 11 227.5375 235274 6280确定锻件尺寸公差见下表：锻件尺寸偏差依据280 +3.0 -1.5表2.2-13235 +3.0 -1.5表2.2-13 147+2.7 -1.3 表2.2-13 61+2.1 -1.1 表2.2-13 55 +2.1 -1.1 表2.2-1340 +2.1 -1.1表2.2-1311 +1.3 -0.7表2.2-16 7 +1.3 -0.7表2.2-16203 +0.5 -0.5表1-2595 0.3表1-253、确定锻造圆角半径由工艺简明表2.2-22=0.90 可由表中公式计算r 外圆角半径r=0.05H+0.5=0.0555+0.5=3.25 4、确定分模线位置本锻件形状复杂为便于起模时及时发现上下模在模锻过程中的错位出耳部、下模锻出节轴部5、确定拔模角为简化起邮，以节轴部55处毛坯尺寸为准计算 =11.5且1拔模角=5 6、计算机械加工余量（55-0.012 -0.035）由机械制造工艺手册简称工艺设计第9页在顶尖上加工处表面公式计算：=其中局毛坯局部弯曲定毛坯定位误差，定=0.25式中：T用做定心的毛坯定位表面直径公差（mm）第9页公式：T=式中T毛毛坯尺寸公差T加同一表面加工后的尺寸公差T= =0.024mm表1-2中，中心孔安装时局=2弯L弯L弯=0.5L =0.5365=182.5mm L毛坯全长局=2弯L弯=23m/mm182.5mm=1095m 定=0.250.242=0.257 =0.257mm=1.125 剩=k准毛其中：毛毛坯弯曲k准准确系数见表1-22粗磨0.041.125=0.045 半精车0.051.125=0.056 粗车0.061.125=0.068 第2页（1-6）最小余量2ZMIN=2(Ra+Da+a+b)对外圆加工2Zj=2Zmax=2Zbmin+Ta-Tb其中：Ra上工序表面粗糙度数值Da上工序表面缺陷层深度a上工序表面形状和位置误差b本工序工件装夹误差（b=0）Ta上工序尺寸公差Tb本工序尺寸公差粗磨：2ZMIN=2(0.010+0.020+0.045)=0.152Zj=0.15+0.046-0.023=0.173半精车：2ZMIN=2(0.030+0.030+0.056)=0.2322Zj=0.232+0.074-0.046=0.26粗车：2ZMIN=2（0.050+0.050+0.068）=0.3362Zj=0.336+0.19-0.074=0.452毛坯: 2ZMIN=2(0.5+0.5+1.423)=4.8452Zj=4.845+0.46-0.19=5.115由此得出加工余量见下表：2.5 确定切削用量及基本工时工件材料：40MnB合金钢正火，b=980MPa,模锻机床：铣端面钻中心孔机床XZ21.4 夹具：专用夹具量具：卡规刀具：1).YT15 75端面铣刀D=100mm Z=52).直型带护锥60复合中心钻d=4mm 1、确定铣端面时的切削用量 ap=6mm ae=42mm f=1.02mm/r 2、计算铣削时切削速度Vc 由切削用量简明手册简称切削用量表查得：Vc=KvT=180min(切削用量表3.15)Cv=186 qv=0.2Xv=0.1 yv=0.4 uv=0.2 pv=0 m=0.2fz= Vc=0.688=135.03m/min其中：Kv=KsvKtvKkrv 见切削用量表1.28=0.81.00.86 Kv=0.688nc=429.8r/min 按机床选取nc1=162r/min Vc1=50.89m/min 由切削用量表3.28公式计算Fc=KFc其中：cF=7900 Xf=1.0 yF=0.75 uF=1.1qF=1.3 wF=0.2 KFc见表1-28KFc=KMFcKTFckkrFc=1.321.040.92 Fc=1。263 Pc=4.27Kw 以上为了校验机床功率本机床主电机功率为14Kw 满足要求3、计算切削时间由工艺简明表6.2-7查得TJ=其中：l1=0.5(d-)+=0.5(100-) L2=13 l=42 fmz=fzzn =0.2045162Tj=0.32min 4、确定中心孔切削用量F=0.05min/r n=1090r/min 见工艺设计 5、计算钻削机动时间TJ=其中:l1=ctgk+(1-2)=1+2=4 钻中心孔时l2=0 TJ=0.257min说明Vc=13.70m/min按工艺设计表3-37 V=15m/min是适合的，另外钻中心孔所消耗的功率不大，可免于校验机床功率。工序V：粗车节轴各部及95端面机床：卧式车床C630夹具：顶尖量具：卡规刀具：高速钢成形车刀（W18G4V）1、确定切削用量ap=2mm f=0.040.08 取f=0.05m/r 2、计算切削速度Vc=kv其中：T=120min (见表1.9) Cv=20.3 m=0.3Xv无 yv=0.5 (见表1.27)Vc=18.35m/min在计算主轴转速时需注意，节轴各处直径不同，为便于选统一转速应计算平均直=49.5mmn=118r/min按机庆选取nc=478r/minVc=91.6m/min3、校验机床功率Fc=CFCaPXFcfyFcVCnFckFc见切削用量表1.29CFc=1855 XFc=1.0 yFc=0.75 nFc=0 kFc=90%Fc=185521.00.050.759.1600.9=353.1N Fc=353.1NPc=0.54kw4、计算切削时间Tj=i 其中：L=+L1L1=+(23)见工艺简明 i=1L1=+2=4mm L=+4=14.5mm Tj=1=0.607min 5、车95端面时切削用量刀具：YT15kr=90车刀 ap=2 f=0.15mm/r vc=91.6m/min(nc=478r/min)6、校验机床功率Fc=185521.00.150.7591.600.9=804.8N Pc=1.23kw 7、计算机动时间 Tj=I 其中：L=+L1+L2+L3 L1=+(23)= +2=4mm L2=35 取L2=4mm L3=0 L=+4+4+0=27mm Tj=0.376min 8、30处车削在成形车削后，30处仅需二次车刀具：硬质合金YT15 kr=90 r0=200=12r=0.5mm aS=-5 刀杆2030ap=4.6mm f=0.5mm/r(切削用量表1.4vc=Kv (表1.27)其中：T=60min(表1.9) m=0.2 Xv=0.15Cv=242yv=0.35 Kv=KmvKkrvKr0v=0.770.810.94 vc=0.586=63.4m/minn=497r/min按机床选nC=478r/min vc= FC=CFcapXFcfyFcvcnFcKFc其中：CFc=2795 xFc=1.0 yFc=0.75 nFc=-0.15KFc=KmfcKKrFcKr0Fc=0.750.890.9 Pc=2.52kw 卧式车床C630主电机功率为10kw满足要求计算机动时间：Tj=i=1 9、空刀槽27、39的加工及倒角加工Tj=0.195min 说明加工空刀槽采用刀具YT15切断刀，倒角加工所用时间可忽略不计10、本工序所用机动时间=0.607+0.376+0.142+0.195=1.32min工序VIII：半精车节轴部30、40、55处外圆及95端面工件材料：40MnB合金钢调质HB240-270b=980Mpa机床：专用液压仿形车床夹具：顶尖量具：卡规刀具：YT15 Kr=90车刀1、切削用量确定ap=0.7mm (30、40、55外圆)f=0.3mm/r按机床选取nc=710r/minTj=0.55min ap=0.7 f=0.3 nc=710(95端面)Tj=0.126min 2、计算机动时间=0.55+0.126=0.676min工序IX:磨削40、55达要求并带95端面机床：M115W夹具：顶尖量具：卡规刀具：GZ60ZR2AP30040121砂轮工艺设计表4-101、磨削时切削用量ap=0.15mm(分二次磨削) n砂轮=2200r/minv砂轮=2073.3m/min根据机床选取主轴转速n=450r/minvc=57.4m/min2、计算机动时间Tj=i 见工艺设计表5-13其中：L磨轮行程长度 Zb单面加工余量K局部修磨系数 n工件转速fa轴向进给量 frd单行程磨削深度fa=0.0092 frd=0.6B=0.640=24mmTj1=2=0.284min(40处) Tj2=2=0.49min(55处) Tj2=2=0.17min(95端面)=0.28+0.49+0.17=0.944min工序X：铣主销孔两端面至227.5机床：专用机床夹具：专用气动夹具量具：卡规刀具：YT15 75端面铣刀 D=100mm Z=51、确定切削用量ap=3.75mm fz=0.07mm/z v=90m/minn=286.5按机床选择nc=355r/minvc=115.3m/min Tj=其中：L=78mmL1=0.5(d-)+(12) =0.5(100-+2 L2=13mm 取L2=3mm fMz=fzzn=0.075355 Tj=0.83min工序XI：钻、扩、铰41主销孔锪孔85、67轴承主端面及钻、攻4-M8螺纹孔机床：专用组合机床夹具：专用全动夹具量具：塞规一、钻主销孔至39刀具：标准圆柱锥柄麻花钻d=39mm见金属机械加工工艺人员手册简称工艺人员 1、ap=19.5mm f=0.4mm/r按机床选取nc=250r/min vc= vc=30.63m/2、Tj=见工艺简明表6.2-5l1=ctgkr+（1-2）=19.5+1.5=21mm Tj=0.93min 3、校验机床功率Mc=CMd0ZMfyMKM=0.305392.00.40.81.0 Pc=5.835kw Pc=5.835kw满足机床主电机容量二、扩主销孔至40.5刀具：40.5锥柄扩孔钻量具：塞规1、切削用量ap=0.75mm f=（2.22.4）f钻取f=0.8mm/r vc=V钻选nc=160r/minV=20.36m/min 2、Tj=0.59min 三、铰孔至41+0.039 0刀具：硬质合金铰刀d=41mm1、ap=0.25mm V=0.238m/s=14.28m/min见工艺设计表3-44 f=1.3mm/r按机床选取nc=115r/min Vc=14.81m/min 2、Tj=0.743min 见工艺简明表6.2-5四、锪孔85、67机床：专用组合机床夹具：专用夹具刀具：专用复合锪刀量具：塞规1、锪孔67+0.2 0ap=13mm f=0.20mm/r v=12m/min见工艺人员表10-90nc=57.01r/min按机床选取nc=70r/min Vc= 2、计算机动时间Tj=1.14min 3、锪孔85Tj=0.393min五、钻攻4-M8螺纹孔机床：专用钻攻组合机床夹具：专用夹具量规：塞规、螺纹塞规刀具：复合丝锥金属切削手册简称金切1、钻孔切削用量ap=3.35 f=0.15 v=15m/minnc=712.6r/min按机床选取nc=750r/minV=15.79m/minTj=0.222min 2、攻丝ap=0.65 f=1.25 v=6.67m/minnc=265r/min按机床选取nc=270 r/minTj=（+）=0.11min工序XII：铣85上耳端面及下耳内侧R42内侧端面机床：专用机床夹具：专用夹具量具：卡规刀具：YT15镶齿三面刀盘铣刀D=3.5 Z=24 d=50mm B=20mm1、fz=0.10mm/z v=70m/min 见金切 nc=70.74r/min按机床选取nc=75 r/min vc=74.22m/min Tj= 见工艺简明表6.2-7其中：L2=25取L2=3.5mm 2 fmz=180mm/Tj=1.22min 铣R42内侧端面刀具：YT15镶齿三面刀盘铣刀D=200mm Z=22 d=50mm 表8-38 1、ap=6mm fz=0.12mm/z v=70m/min见金切 n=111.4r/min按机床选取nc=118r/minvc=74.14m/min 2、计算机动时间Tj= 见工艺简明表6.2-7其中：l=50mm l1=+(13)=+2 l 取l2=4mmfmz=fznz=0.1211822=311.5mm/min Tj=0.5min 工序XIII：铣上、下耳部R27端面机床：专用机床夹具：专用夹具量具：卡规刀具：YT15.75端面铣刀D=110mm d=32mm z=81、ap=6mm fz=0.12mm/z v=70m/min n=202.56r/min按机床选取nc=200r/min vc=69.12m/min 工作台进给量fmz=fzznc=0.128200 Tj= 见工艺简明表6.2-7其中：l=53L1=0.5(d-+(1-2) =0.5(110-+2 L2=13取L2=3mm Tj=0.36min 工序XIV：钻、铰锥孔29锥度1:8钻2-ZG注油孔并攻丝机床：专用组合机床夹具：专用夹具量具：塞规刀具：标准圆柱锥柄柄麻花钻d=28.8mm钻孔至28.8+0.21 0ap=14.4mm f=0.4mm/r按机床选取nc=300r/minvc=27.14m/min Tj=0.57min 见工艺简明表6.2-5铰孔至29+0.021 0刀具：专用锥铰刀量具：塞规ap=0.1mm f=0.5mm/r按机床选取nc=150r/min vc=13.67m/min Tj=见工艺设计表5-5其中：LP= kr=7.125 LP=50mmL1=12取L1=1mmTj=0.68min 钻、攻注油孔2-ZG机床：钻攻组合机床夹具：专用夹具刀具：专用复合刀具量具：塞规，螺纹塞规钻孔8.21、ap=4.1mm f=0.14mm/r v=15m/min nc=582.3m/min 按机床选取nc=620r/min vc=15.97m/min 2、计算机动时间Tj=0.23min 攻螺纹f=0.907 mm/r v=0.136m/s=8.16m/min 按机床选取 vc=8.33m/min 计算机动时间Tj=（+）i=2 工序XV：拉锥孔键槽8+0.075 +0.0274.1+0.48 0达要求机床：卧式拉床夹具：专用夹具刀具：键槽拉刀量具：塞规1、ap=4.1mm fz=0.06mm/z v=6m/minTj= 见工艺简明表6.2-15其中：Zb单机加工余量 l工件拉削表面长度=1.171.25取=1.2 k=1.41.5 p=A A=1.52.5取A=2P=2=14.14 Z=3.54 Tj=0.256min 工序XVI：铣148尺寸两侧端面机床：专用铣床夹具：专用气动夹具刀具：YT15圆柱铣刀D=50mm Z=8量具：卡规1、ae=27.5mm ap=4mm fz=0.1mm/z v=1.2m/s=72m/min nc=458.4r/min 按机床选取nc=450 r/min vc=70.7m/min机动时间计算Tj= 见工艺简明表6.2-7其中：l1=0.5d+(1-2)=0.550+L=27mm L2=13取L2=2mm fmz=fzzn=0.18450=360mm/minTj=0.41min 工序XVII：钻6-12.3+0.24 0孔及2-M16底孔机床：专用机床夹具：专用夹具刀具：12.3高速钢直柄麻花钻量具：综合量规1、ap=6.15mm f=0.1mm/r v=15m/min nc=388.2r/min按机床选取nc=400 r/min vc=15.46m/min Tj=0.604min 扩孔攻螺纹机床：专用钻、攻组合机床刀具：复合丝锥量规：螺纹塞规1、ap=1。6mm f=0.25mm/r v=7。5m/min nc=154r/min 按机床选取nc=200 r/min vc= Tj= =0.5min 2、攻螺纹f=0.5mm/r v=15.1m/min nc=300.4r/min vc=13.67min 计算机动时间Tj=其中：l1=(13)p=21.5=3 L2=(23)p=31.5=4.5 Tj=0.316min 工序XVIII：车螺纹M301.5-6h机床：专用机床夹具：专用夹具刀具：机夹不锈钢螺纹车刀量具：螺纹环规1、f=1.5mm v=40m/min nc=424.4r/min按机床选取nc=375r/min vc=35.34m/min计算机动时间（粗车）Tj=ip 见工艺简明表6.2-14其中：l1=(23)p=31.5=4.5mm L2=25 取L2=5mm Tj=4=0.281min 精车螺纹：按机床选取nc=500r/min Tj=2=0.11min 3 夹具的设计3.1概述对工件进行机械加工时，为保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变，为此，在机械加工前用夹具将工件装夹好。CA141汽车右转向节的生产类型为大量生产，需要针对某些道工序的加工设计专用夹具。根据毕业设计的任务，需要完成一套专用夹具的设计工件。3.2方案设计方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计的关键一步。方案设计的好坏将直接影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就会使加工精度达不到设计要求。因此，必须慎重考虑。拟定设计方案的原则1、定位装置要确保工件定位准确、可靠、符合六点定位原理。2、夹具的定位精度能满足工件加工精度要求。3、夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，成本低。3.3设计夹具1、问题的提出主销孔钻削夹具应用于工序XI钻、扩、铰主销孔这套夹具的优点体现了工序集中，低低工人的劳动强度，提高了生产效率。2、定位机构的设计1）以工件55外圆柱面为定位基面用弹性定心夹紧，机构定位限制工件四个自由度（）。2）以工件95端面为定位基准，用以限制工件一个自由度（）。3）以工件85的顶面为定位基准，用以限限制工件一个自由度（z）.这样以来工件的六个自由度都被限制了，这符合六点定位原则3、夹紧的动力装置本夹具采用的全动夹紧气缸是气动夹紧机构的执行元件，为保证夹紧装置与夹具相配选择活塞式双向作用气缸。4、计算弹簧夹头夹紧力R=0.1875(+sincos-)N见机械工艺加工手册6-57其中：R弹簧卡爪的弹性变形阻力E弹簧卡爪村料的弹性模量MPa卡爪与工件直径间的间隙mmd簧瓣外径L卡爪中心到簧瓣根部的距离mmn卡爪数每瓣卡爪的扇形角之半radh簧瓣薄壁部分壁厚mm令k=0.1875E(+sincos-)则R=k若取E=2.1105MPa =则k=40h=3 =3 d=68 L=100R=40=113.2 由说明书第27页查出钻削主销孔的扭矩MMC=222.9NMMC=FrR=19.5mm=0.195mF=1143.1N计算夹紧力见机床夹具设计手册表2-13W=其中：W所需夹紧力K安全系数（K=2.53.0） f工件与支承面的摩擦系数（f=0.160.25) D工件直径（mm）PX等于FW= W=14289.1N5、计算气缸直径见机械加工工艺手册 D=其中：Q等于FP压缩空气压力（P=0.40.6MPa）机械效率则：D=72.09mm选择气缸直径75 mm6、工件在夹具上加工的精度分析以钻主销孔为例（39+0.25 0IT12级）1)定位误差Da、定位基准为工件节轴轴线，工序基准也是工件节轴轴线，所以基准不重合误差B=0b、由于气缸与活动夹套配合104H6 g5为间隙配合，故存在定位基准相对限位基准的单向移动，所以基准位移误差Y为：104H6(+0.022 0) 104g5(-0.012 -0.027)Y=

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