CA141汽车右转向节的加工工艺和工装设计钻φ41主销孔锪孔φ85、φ67轴承主端及钻、攻4-M8螺纹孔【钻中心孔夹具】【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 I 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 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of s of 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 1 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！ 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 2 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 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买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 3 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 。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 4 1 零件的分析 件的功能 右 转向节是 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。 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 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+ 与节轴轴线的垂线成 9 15的角度。而 41+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 为中心的一组加工面，包括主销孔， 67+0 的轴承石， 85平面， 85 孔表面， 4 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 46, 39, 40 以及孔 60 处的平面和孔 6 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 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 两主孔的轴线与节轴轴线的垂线满足 9 15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 9 15的要求，工装需要复杂一些。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 5 两主销孔轴线 21有同轴度不大于 要求。 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 零件工艺规程设计 定零件生产类型 1、计算生产纲领 N=Q n(1+ %+ %) 其中 =120000 1(1+4%+1%) =126000(件 /台 ) 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： 250 8=2000小时 节拍 = 120000602000 =1 T 拍 =1 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 40料。为达到给定的 70 对锻造毛坯进行调质处理。由于形状复杂且为大量生产，为提高毛坯制买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 6 造效率和制造精度，采用金属模锻造（级精度）内孔不锻出。 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。 方案一：先加工轴部；以其为定位基准加工其它所有表面。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 7 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） 加表面及 95端面的加工根据 互换性与技术测量中 表 1 40 公差等级为 面粗糙度 机械制造工艺设计简明手册 表 表 择的加工方 法：粗车半精车磨削。 以下所用资料与上述相同。 差等级 m。 可选加工方法：粗车半精车磨削。 95端面表面粗糙度 m。选择的加工方法： 粗车半精车磨削。 2） 60 孔及 2 0 公差 等级为 粗糙度 m。选择加工方法：钻孔。 择钻扩攻丝的加工方法。 3） 41+0 主销孔、 67+0 轴承套 41+0 主销孔公差等级 面粗糙度 钻扩铰的加工方法。 67+0 公差等级 面粗糙度 m，采用锪孔的加工方法。 4） 两端面，尺寸 148 处两端面 85 两耳内侧端面。 耳内侧端面。两耳 端面 端面表面粗糙度 m，采用粗铣尺寸 148 两侧端面，表面粗糙度 m，采用粗铣上耳 85端面粗糙度 面表面粗糙度 用粗铣 5） 29锥度 1 8锥孔 8+ 0 键槽 4注油孔。 29锥孔表面粗糙 度 择加工方法钻扩铰。 8+ 0 键槽两侧面表粗糙度 择加工方法：扩孔。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 8 4用加工方法，钻攻螺纹 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 工序 调质处理 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 序 钻、扩、铰 41主销孔锪孔 85、 67轴承主端及钻、攻 4工序 铣 85上耳部端面及下耳内侧 工序 铣上、下耳部 面 工序 钻、铰锥孔 29锥度 1/8 钻 2注油孔并攻丝 工序 拉锥孔键槽 8+ 0 达要求 工序 拉锥孔、键槽 8+ 0 工序 钻 60 孔及 2工序 扩孔 2序 车螺纹 序 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 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 9 工序 铣节轴端面钻中心孔 工序 铣主销孔两端面至 序 钻、扩 21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 工序 拉主销孔 2- 41+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 铣 148尺寸两侧平面 工序 钻 60 孔达要求 工序 钻、扩 26孔并攻丝 2序 铣上、下耳部尺寸 27 端面 工序 钻、扩、铰锥孔 24 锥度 1/8 工序 钻、铰 2注油孔并攻丝 工序 拉锥孔键槽 8+ 401+0 达要求 工序 车螺纹 序 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。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 10 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 40用金属模锻造（ 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 18 2) 锻件形状复杂系数 S： S=外廓全零件 锻件m m 外节轴部 +（26） 2 202 10 203 (28085) 235 10 s=外廓包容体 锻件m m=。 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 3) 分模线的形状 4）锻件的材质系数： 40 量 材质系数 5、 机械加工余量 由工艺简明查得直径方向单边余量 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 11 水平方向单边余量 、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 a m，其余量适当增大。 分析：零件中 95 端面表面 粗糙度 m，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 4 95磨削余量为 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 5 40 55 3 61 4 3 7 8 3 11 75 235 274 6 280 确定锻件尺寸公差见下表： 锻件尺寸 偏差 依据 280 +表 35 +表 47 + 表 1 + 表 5 + 表 0 +表 1 +表 +表 03 +表 1 95 1文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 12 3、确定锻造圆角半径 由工艺简明表 H=6155=可由表中公式计算 r 外圆角半径 r=55+ 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 161=1 1 拔模角 =5 6、计算机械加工余量（ 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： = 22定局 其中 局 毛坯局部弯曲 定 毛坯定位误差， 定 =72 式中： T 用做定心的毛坯定位表面直径公差（ 第 9页公式： T=2 加毛 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=2 加毛 =2 = 1心孔安装时 局 =2 弯 L 弯 L 弯 =365 = 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 13 L 毛坯全长 局 =2 弯 L 弯 =2 3 m/1095 m 定 = = = = 22定局 = 22 = 剩 =k 准 毛 其中： 毛 毛坯弯曲 k 准 准确系数 见表 1 粗磨 半精车 粗车 第 2页（ 1小余量 2(a+ a+ b) 对外圆加工 2中： 上工序表面粗糙度数值 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） 上工序尺寸公差 本工序尺寸公差 粗磨： 2(23=精车： 2(46=车： 2（ =74=坯 : 2(9=此得出加工余量见下表： 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 14 定切削用量及基本工时 工件材料： 40 b=980锻 机床：铣端面钻中心孔机床 夹具：专用夹具 量具：卡规 刀具： 1)5端面铣刀 D=100 Z=5 2)0复合中心钻 d=4 1、确定铣端面时的切削用量 2 f=r 2、计算铣削时切削速度 由切削用量简明手册简称切削用量表查得： Vc=180切削用量表 v=186 v= m=0.2 fz= 中： 见切削用量表 nc=000=1000 = 按机床选取 62r/ 0001000 1621000 = 由切削用量表 Fc=中： 900 .1 表 1 21 0 0 5422 0 0 0 1。 263 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 15 00060 00060 = 以上为了校验机床功率 本机床主电机功率为 14满足要求 3、计算切削时间 由工艺简明表 1 其中： .5(2 )+=(100- 22 42100 )756 3 l=42 5 162 = 4、确定中心孔切削用量 F=r n=1090r/ 见工艺设计 5、计算钻削机动时间 TJ=1 其中 :124 1+2=4 钻中心孔时 明 000100010904 =工艺设计表 3V=15m/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 具：顶尖 量具：卡规 刀具：高速钢成形车刀（ 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 16 1、 确定切削用量 f= f=r 2、 计算切削速度 Vc=中： T=120见表 m= 见表 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 d d =4 61514640 =n=000=118r/机庆选取 78r/c=10001000 47861 =、 校验机床功率 切削用量表 855 0% 855 c=4106 、计算切削时间 Tj= 其中： L=2 +1=(2 3)见工艺简明 i=1 452=4 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 17 L=24061+4= 1= 5、车 95端面时切削用量 刀具： 0车刀 f=r 78r/6、 校验机床功率 855 = 7、计算机动时间 Tj= 其中： L=2 12+ L1=(2 3)= 452 =4 5 取 L=25795+4+4+0=27 7= 8、 30处车削 在成形车削后， 30处仅需二次车 刀具：硬质合金 0 0 0=12 5 刀杆 20 30 f=r(切削用量表 1.4 vc=(表 其中： T=60 m=42 6024 2 n=000=497r/文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 18 按机床选 78r/ 000 中： 795 106 F = = 卧式车床 0满足要求 计算机动时间： Tj=21 i= 4327 1 9、空刀槽 27、 39的加工及倒角加工 4= 说明加工空刀槽采用刀具 角加工所用 时间可忽略不计 10、本工序所用机动时间 序 精车节轴部 30、 40、 55 处外圆及 95端面 工件材料： 40b=980 床：专用液压仿形车床 夹 具：顶尖 量 具：卡规 刀 具： 0车刀 1、切削用量确定 30、 40、 55外圆 )f=r 按机床选取 10r/j= = f= 10( 95端面 ) 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 19 Tj= = 2、 计算机动时间 序 削 40、 55达要求并带 95端面 机 床