万向节滑动叉加工工艺及铣39孔端面和钻39孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档送全套 纸  流 414951605 买文档送全套   流 414951605 常州机电职业技术学院  毕业设计（论文）说明书  作    者：               学   号：                系    部：                                     专    业：                                     题    目：   万向节滑动叉零件工艺及夹具设计     指导者：    评阅者：    年    月     买文档送全套 纸  流 414951605 买文档送全套   流 414951605 毕业设计（论文）中文摘要  本文是对万向节滑动叉零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对支架零件的两道工序的加工设计了专用夹具 . 机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为 万向节滑动叉 工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具 设计的主要内容是设计 两套夹具 。  关键词   万向节滑动叉 ， 加工工艺，专用夹具，设计  买文档送全套 纸  流 414951605 买文档送全套   流 414951605 毕业设计（论文）外文摘要                                                                          is of on of of to In of of a in to to of is to of 文档送全套 纸  流 414951605 目  录  前  言  . 1 1 零件的分析  . 2 . 2 . 2 2 工艺规程设计  . 3 . 3 . 3 . 3 序尺寸及毛坯尺寸的确定  . 4 . 8 3 铣 39. 23 究原始质料  . 23 位、夹紧方案的选择  . 23 . 23 差分析与计算  . 25 具设计及操作的简 要说明  . 26 4 钻 39孔夹具设计  . 26 . 26 . 26 定位基准的选择  . 26 切削力及夹紧力的计算  . 26 . 30 . 30 结  论  . 32 参考文献  . 33 致   谢  . 35 买文档送全套 纸  流 414951605 买文档送全套 纸  流 414951605 买文档送全套 纸  流 414951605 买文档送全套 纸  流 414951605 买文档送全套 纸  流 414951605  1 前  言  机械制造工艺学毕业设计是在学完了机械制造工艺学（包含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这是我们在进行毕业离校走向工作岗位之前对所学课程的一次深入的全面的复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，毕业设计的好坏是检验我们所学知识的最好方法。  这次毕业设计的零件是汽车上的一个零件 万向节滑动叉。包括工艺设计及有关夹具的设计。通过工装设计全面了解机械加工车间的生产过程，通过去实习工厂考察和学习，了解该零件的用 途、加工性能及其有关的所有资料，有针对性的去收集和查找，设计加工该零件的材料，先初步完成其的工艺过程，最后经指导老师指点进行补充，完成这次毕业设计。  就我个人而言，希望通过这次的毕业设计。来检验自己这三年来所学知识的成效，来查看自己在哪些方面的不足，为以后工作做好充分的准备。同时，也是对自己今后将从事的工作，进行一次适应性的训练。通过毕业设计来锻炼自己分析问题、解决实际生产问题的能力。更为自己在以后的工作中打下一个良好的基础。  虽然时间有限，但是我们还都能以严谨、认真、高效的设计为宗旨，来完成这次的毕业设计 。在这次的设计的过程中，得到了老师和同学们的大力帮忙，同时指导老师也对这次的毕业设计提出了宝贵的意见和建议，在此，我非常感谢他们。  由于知识、经验、能力的不足，在本次的设计中尚有许多不足之处，希望各位老师给予批评和指导。   2 1 零件的分析  件的作用    题目所给定的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉 (见附图 1)，它位于传动轴的端部。主要作用一是传递扭距 ,使汽车获得前进的动力；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个 孔，用以安装滚真轴承并与十字轴相连，起万向联轴节的作用。零件 65圆内为 50键孔与传动轴端部的花建轴相配合，用于传递动力之用。  件的工艺分折  万向节滑动叉共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下：  39为中心的加工表面  这一组加工表面包括：两个 及其倒角，尺寸为0 与两个孔   垂直的平面，还有在平面上的四个孔。  其中，主要加工表面为 两个孔。  50键孔为中心的加工表面  这一组加工表面包括： 六齿方齿花键孔， 55梯孔，以及 65外圆表面和 1外螺纹表面  这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：  (1) 键孔与 孔中心联线的垂直度公差为 100：  (2) 39孔外端面对 39垂直度公差为  (3) 39。  由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。   3 2 工艺规程设计  定毛坯的制造形式  零件材料为 45 钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及 正、反向行驶，零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为 4000件，已达到大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。  面的选择  基面选择是工艺设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺工程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。  (1)粗基准的选择。对于一般的轴类 零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对本零件来说，如果以 65圆 (或 62圆 )表面作基准 (四点定位 )，则可能造成这一组内外圆柱表面与零件的叉部外形不对称。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现选取叉部两个 的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短 V 形块支承这两个 外轮廓作主要定位面，以消除 x  x  y  y 四个自由度再用一对自动定心的窄口卡爪，夹持在 65圆柱面上，用以消除 z  z 两个自由度，达到完全定位。  (2)精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准 与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。  订工艺路线  制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。  工序 I   车端面及外圆 6260车螺纹 1两 4 个叉耳外轮廓 及 65圆为粗基准，选用 式车床并加专用夹具。  工序   钻、扩花键底孔 43锪沉头孔 55 62用 塔车床。  工序  内花键孔 5 30倒角。选用  工序   钻锥螺纹  底孔。选用 Z 525 立式钻床及专用钻模。这里安排  底孔主要是为了下道工序拉花键孔时为消除回转自由度而设置的一个定位基准。本工序以花键内底孔定位，并利用叉部 外轮廓消除回转自由度。  工序    拉花键孔 55面及  锥螺纹底孔定位，选用 式拉床加工。  工序    粗铣 39孔端面，以花键孔定位，选用 X 65 卧式铣床加工。  工序    钻、扩 39花键孔及端面定位，选用 Z 535立式钻床加工。  工序    精、细镗 39孔，选用 式金刚镗床及专用夹具加工，以花键内孔及其端面定位。  工序    磨 39孔端面，保证尺寸 118007.0 39及花键孔定位，选用 面磨床及专用夹具加工。  工序   钻叉部四个 用 Z 525立式钻床几专用夹具加工，以花键孔及 39 工序    钻螺纹 4 。  工序 冲箭头。  工序  终检。  以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片”。  械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定  “万向节滑动叉”零件材料为 45钢，硬度 207 241坯重量约为 6产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。  根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：   5 6260 1 考虑其加工长度为 90其联结的非加工外圆表面直径为 65简化模锻毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为 6562面为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为 m，只要求粗加工，此时直径余量 2Z=3 1  查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表 中锻件重量为 6件复杂形状系数为 件材质系数 件轮廓尺寸（长度方向） >180 315长度方向偏差为 。  长度方向的余量查工艺手册表  余量值规定为  取   （叉部）  毛坯为实心，不冲出孔。两内孔精度要求界于  间，参照工艺手册 表  钻孔： 25孔： 37                    2Z = 12钻：                   2Z = 镗：                   2Z = 镗： 39                2Z = 花键孔（ 16-       要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。  内孔尺寸为 图样。参照工艺手册表 定孔的加工余量分配：  钻孔： 25孔： 41扩钻： 42 拉花键孔 （ 16-       花键孔要求外径定心，拉削时的加工余量参照工艺手册表 Z=1  6   孔外端面的加工余量（技工余量的计算长度为0  （ 1）按照工艺手册表 加工精度 锻件复杂系数 件重 6二孔外端面的单边加工余量为    Z = 2件的公差按照工艺手册表 质系数取 复杂系数 则锻件的偏差为 。  （ 2）磨削余量：单边 工艺手册表 磨削公差即零件公差    （ 3）铣削余量：铣削的公称余量（单边）为：  Z =   铣削公差：现规定本工序（粗铣）的加工精度为 ，因此可知本程序的加工公差为   体方向）。  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 所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。  由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应该调整法家方式予以确定。  39。  最大余量最小余量磨粗铣最小余量最大余量加工方向毛 坯 名 义 尺 寸 1 1 8 + 2 2=  7 图 1   外端面工序间尺寸公差分布图（调整法）  由图可知：  毛坯名义尺寸：                                   118 + 2 2 = 122 (毛坯最大尺寸：  122 +  2 = 毛坯最小尺寸：  122  2 =  粗铣后最大尺寸：  118 +  2 = 粗铣后最小尺寸：    磨后尺寸与零件图尺寸应相符 ,即  最后，将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表 1。  万向节滑动叉的锻件毛坯图见附图 2。  表 1    加工余量计算表  工     序  加工尺寸及公差  锻     件     毛     坯  （ 39 二端面，零件尺寸0 ）  粗铣二端面  磨二端面  加工前尺寸  最    大       小   工后尺寸  最    大  18 最    小  工余量（单边）  2 最  大    小  工公差（单边）  +    8 定切削用量及基本工时  序   ： 车削端面、外圆及螺纹。本工序采用计算法确定切削用量。  1. 加工条件  工件材料： 45 钢正火， b = 锻。  加工要求：粗车 60面及 圆， 200 ;车螺纹  1 机床： 式车床。  刀具：刀片材料 杆尺寸 16 25， r = 90， o = 15， o = 12，         r=   60螺纹车刀：刀片材料：  2. 计算切削用量  (1)粗车  1面  1）已知毛坯长度方向的加工余量为 虑 7的模锻拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量实际上，由于以后还要钻花键底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一个 40此时实际端面最大加工余量可按虑，分两次加工，3。  长度技工公差按 ，取   体方向）。  2）进给量     根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册）表 刀杆尺寸为 1625以及工件直径为60 =  r 按 床说明书（见切削手册表   = 0.5 mm/r 3)计算切削速度      按切削手册表 削速度的计算公式为（寿命选 T = 60  ）（ m in/v 9 其中：  242，  m = 修正系数 切削手册表    1044，       所以                42 = m/ 4）确定机床主轴转速  53265  001 0 00 r/ 按机床说明书（见工艺手册表 与 532r/近的机床转速为 480r/ 600r/现选取 00 如果选480r/速度损失太大。  所以实际切削速度 v = 122m/ 5）切削工时，按工艺手册表  065 l （  002 321 ，  0 9  0  （ 2）粗车 62圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。  1）切削深度      单边余量 Z = 一次切除。  2）进给量       根据切削手册表 用  = r。  3）计算切削速度      见  切削手册表  42  116 （ m/ 4）确定主轴 转速 4)确定主轴转速   m  6 8651 1 61 0 0 01 0 0 0 10 按机床选取 n=600r/以实际切削速度   m 221 0 00 600651 0 00 5）检验机床功率     主切削力削手册表  其实： , 7 9 7  以             1   9 5 切削时消耗功率 4     由切削手册表 620床说明书可知， 电动机功率为 主轴转速为 600r/，主轴传递的最大功率为 以机床功率 足够，可以正常加工。  6）校验机床进给系统强度    已知主切削力 径向切削力削手册表 示公式计算  其中：  940 11 所以       而轴向切削力其中： 880 向切削力 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数  ，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为   0 01 9  1  0  而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为 3530N（见切削手册表 故机床进给系统可正常工作。  7）  切削工时  1  其中    0,4,90 21 所以                         m  490 t（ 3）车 60圆柱面      （切削手册表 ，刀夹圆弧半径   切削速度c  v其中：  0, 4 2 kM 12 m i n/8436015910001000m i n/按机床说明书取 70   则此时       45 m  切削工时               1  其中：  20l    41l    02 l  所以                 m 20 t（ 4）  车螺纹 60       1）切削速度的计算    见切削用量手册（艾米、肖诗纲编，机械工业出版社， 1985）表 21，刀具寿命 T =60用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时 17.0刀次数 4i ；精车螺纹时 08.0刀次数  2i   m    其中： 距 11t       km 所以粗车螺纹时：   m i n/11.0  精车螺纹时：   m i n/11.0  2）确定主轴转速  粗车螺纹时   m c   13 按机床说明 书取  86实际切削速度  精挑螺纹时   m  9 560  0 01 0 0 02 c 按机床说明书取  n =184r/际切削速度  4 m  3）切削工时      取切入长度 1  粗车螺纹工时   m 1511 精车螺纹   m  5 31512 所以车螺纹的总工时为 m 序 ： 钻、扩花键底孔 4355用车床  1. 钻孔 25mm         （见切削手册表  m       （见切削手册表  按 5类加工性考虑）   m i n/1 5 525  0 01 0 0 0  按机床选取 36 （按工艺手册表  所以实际切削速度       m  0 0 136251 0 0 0 14 切削工时       m  64101 5 021 入 01 ，切出 2    50      2.  钻孔 41据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为  f （ 钻f  钻 3121  式中钻f、钻 加工实心孔时的切削用量。  现已知  （切削手册表  m钻（切削手册表  并令  钻按 机 床 选 取 m i n/ m钻 m i n/5941 s 按机床选取 8 所以实际切削速度为   m i n/ 0 0 5841 m 切削工时    1    2     50   m i 7150 扩花键底孔 43据切削手册表 得扩孔钻扩 43根据机床规格选    15 扩孔钻扩时的切削速度，根据其他有关资料，确定为  钻 中钻为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。故   m i n/5743  0 0m  按机床选取           8 切削工时怯入 1 ，切出   m i 55 根据有关资料介绍， 锪 沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的1/2 1/3，故   3/1 钻按机床取 r m 3/1 钻 m 855  001 0 00 s 按机床选取 4 所以实际切削速度   m  0 0 48551 0 0 0 w 切削工时     切入 ,0,2 22  t = nf 1 = 8= 在本工步中 ,加工 55由于工艺基准与设计基准不重合 ,故需要进行尺寸换算 加工完毕后应保证尺寸 45图 2   55 孔深的尺寸换算   16 尺寸链如图 2 所示 ,尺寸 45  终结环 ,给定尺寸 185 45于基准不重合 ,加工时应保证尺寸 A A = 185 45 = 140 (规定公差值 即  T(45)=T(185)+T(140) 现由于本尺寸链较简单 ,故分配公差采用等公差法 5自由尺寸取公差等级 公差 T(45) = 令 T)185(= T)140(=  工序：  43孔 5 30倒角 ,选用卧式车床 很大 ,故按成行车削制订进给量 f = r               (见切削手册表 当采用高速钢车刀时 ,根据一般资料 ,确定切削速度      v=16m/   D 1000= 43161000 = 118(r/按机床说明书取 n= 120r/此时切削速度为    v = 100016.2(m/切削工时  t = fn 1= 5= 序 ： 钻锥螺纹  底孔 (f = r      ( 切削手册表  v = 25m/      (切削手册表   所以  n = D 1000= 51000= 904 (r/按机床选取 n= 680r/                   (切削手册表 实际切削速度  v = 1000 1000 = m/ 17 切削工时  l = 111l  = 42l = 3mm t =1 =411 = 序 ： 拉花键孔  单面齿升 :根据有关手册 ,切速度 v = s (切削工时  t =1000  式中    面余量  43削到 50 L 削表面长度 ,  140 虑校准部分的长度系数 , 取 k 虑机床返回行程系数 ,取  v 削速度 (m/ 刀单面齿升 ; z 刀同时工作齿数 ,Z=p 刀齿距 . P =  40 = 16以    拉刀同时工作齿数 z =6140 9 所以                      t =0 = 序 ： 粗铣 39孔端面 ,保证尺寸        ( 切削手册  表 3切削速度 :参考有关手册 ,确定 v = s 即 27m/ 采用高速刚镶齿三面刃铣刀 ,d= 225齿数 z = 20。则  现采用 式铣床 ,根据机床使用说明书 (见  工艺手册表  18 取 n=故实际切削速度为  m i n )/( 当 n= ,工作台的每分钟进给量 m i n/  查机床说明书 ,刚好有 0 ,故直接选用该值。  切削工时 :由于是粗铣 ,故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件 ,利用作图法 ,可得出铣 刀的行程 0521 ,则机动工时为   m  521 mm 序 ： 钻、扩 39孔及倒角。  1. 钻孔 25定进给量 f:根据  切削手册表 刚的 ,800 25， f = 25时属于低刚度零 件 ,故进给量应乘系数   )/(9.0  根据 床说明书 ,现取 f = r。  切削速度：根据切削手册  表 表 得切削速度=18m/以           m  2 925 181 0 0 01 0 0 0    根据机床说明书，取 195 故实际切削速度为   m i n)/(95251000  切削工时  9   1   2  ( m 6 3  5 3919211 fn  为 钻 一 个 孔 时 的 机 动 时 间 。 故 本 工 序 的 机 动 工 时 19 ( m   mm 2. 扩钻 37  利用 37钻头对 25孔进行扩钻。根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取   钻 根 据 机 床 说 明 书 ， 选 取  m i n )/(461231213121 m 钻    则主轴转速为 m 4 并按机床说明书取 8 。  实际切削速度为  m (8371000  切削工时（一个孔）： ,19   ,61    2  ( m 836191 机动工时为  ( m t  3. 扩孔 用刀具： 用扩孔钻。  进给量： f        （切削手册表  =(mm/r)   查机床说明书，取 。  机床主轴转速：取 8  ，则其切削速度 6.8 m 。  机动工时         ,19   ,31    2   m 533191 当加工两个孔时   (m 4. 倒角 2 45 双面   20 采用 90 锪钻。  为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔时相同：  8   手动进给。  序 ： 精、细镗 39 孔，选用机床： 刚镗床。  （ 1）  镗孔至 边余量 Z=次镗去全部余量，p 。  进给量                      根据有关手册，