万向接头零件的加工工艺及夹具设计 设计图号JZ-2-Y零件的机械加工工艺规程和钻夹具（全套含CAD图纸）
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航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹具设计 1 毕 业 设 计（论 文） 设计题目： 万向接头加工工艺及夹具设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 起讫日期 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 2 目录 摘 要 . 3 . 4 1、 绪 论 . 3 2、零件的分析 . 7 件的作用 . 7 件的工艺分析 . 7 3、确定毛坯，绘制毛坯图、零件图 . 10 定毛坯的制造形式及材料 . 10 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 10 4、工艺规程设计 . 12 位基准的选择 . 12 制定工艺路线 . 13 选择加工设备及刀、夹、量具 . 16 确定切削用量及基本工时 . 16 铣、精铣顶部 33 外圆端面 . 16 铣、精铣第部 33 外圆端面，保证尺寸 77. 16 铣、精铣顶部 826H 外圆端面 . 16 铣、精铣底部 826H 外圆端面，保证尺寸 44. 16 、铰与 33 外圆同轴的 826H ， 27 孔 . 16 镗、精镗与 33 外圆中心线垂 直方向的 826H ， 27 孔 . 16 - 5至尺寸 .、钻孔夹具的设计 . 29 位基准的选择 . 29 位误差的分析 . 错误 !未定义书签。 削力及夹紧力的计算 . 31 紧元件及动力装置确定 . 错误 !未定义书签。 具设计及操作的简要说明 . 30 小 结 . 33 致 谢 . 34 参考文献 . 35 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 3 摘 要 本次设计的主要内容是万向接头加工工艺规程及 826H 孔钻孔夹具的设计。万向接头主要是与其它零件配对使用，其主要加工表面及控制位置为 826H 内孔和外圆两端面33 以及与 外圆33 中心轴线垂直的另一组 826H 内孔。由零件要求分析可知，保证 826H 孔和 外圆两端面33 尺寸的同时应该尽量保证其同轴度和垂直度， 这对于后工序装配和总成使用上来说都有重要影响。所以，工序安排时，采取以外圆两端面33 定位夹紧加工后，对 826H 孔进行钻削加工同时成型。通过钻，铰孔满足。对于与 外圆33 中心轴线垂直的另一组 826H 内孔，主要以万向接头的已经加工出的 826H 定位，控制其自由度，以达到加工出来的产品满足要求并且一致性好的目的。本文的研究重点在于通过对万向接头的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛坯、加工方式、设计高效、省力的夹具，通过实践验证，最终加工出合格的万向接头零件。 关键词 ： 万向接头，工艺规程，钻孔，工艺路线，加工方式； 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 4 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 5 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 6 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 7 绪 论 本文首先对万向接头的零件进行分析，通过对万向接头进 行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用夹具比较合适。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了万向接头的机械加工工艺及夹具设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。 2、零件的分析 件的作用： 题目所 给的零件是万向接头，而万向接头一般是其上面的工序对称分布，并且有与外接零件配合的需要通过钻、绞，精镗等工艺加工出来的内孔，其作用是用来与其它部件进行连接的。此次课题的任务就是”万向接头加工工艺及夹具设计“，通过分析制定万向接头零件的加工工艺和夹具设计，来围绕万向接头这个零件来进行工艺以及夹具设计。 件的工艺分析 ： （ 1）以主视图为主要加工表面的加工面。 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 8 这一组加工表面包括： 万向接头的顶部和底部端面的铣削加工，拐角处的圆角的加工以及 826H ， 27 内孔的镗削加工 ，其中顶部和底部端面的表面粗糙度要求为 826H 内孔的 表面粗糙度要求为 27 内 孔的表面粗糙度为 （ 2）以 与 外圆33 中心轴线垂直的另一组 826H 内孔 的加工。 这一组加工工序主要包括： 826H 内孔的钻、绞削加 工， 27 内孔的钻、绞， 其表面粗糙度分别为 以下是该万向接头的零件图。 图 1万向接头零件图主视图 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 9 图 1万向接头零件图俯视图 图 1万向 接头零件图剖视图 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 10 3、确定毛坯 ，绘制毛坯图、零件图 定毛坯的制造形式及材料： “万向接头”零件材料采用 30制造。需要磷化、调质处理，生产类型为大批量生产，采用热模压毛坯。 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用直接锻造的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ： 粗铣、精铣顶部 33 外圆端面 根据工序要求，粗铣粗铣 、精铣顶部 33 外圆端面需要粗铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 5 表 7 毛坯的基本尺寸分别为： 77+2 根据实用机械制造工艺设计手册表 2模压件件尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 77+2坯最小尺 寸为： 坯最大尺寸为： 82+铣后即可达到零件图纸要求。 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 11 底部 33 外圆端面 的加工余量， 根据工序要求，该组端面的加工需要粗铣、精铣两道工序完成，各工序余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 77+2据实用机械制造工艺设计手册表 2模压件 尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为： 77+2坯最大尺寸为 坯最小尺寸为： 82+铣后尺寸与零件图尺寸相同。 顶部 826H 外圆端面 的加工余量 根据工序要求，粗铣粗铣、精铣顶部 33 外圆端面需要粗铣加工。各工步余量如下： 粗 铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 5 表 7 毛坯的基本尺寸分别为： 44+9 根据实用机械制造工艺设计手册表 2模压件件尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 44+9空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 12 毛坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 49+铣后即可达到零件图纸要求。 4、工艺规程设计 定位基准的选择 ： 粗基准的选择： 粗基准选择应当满足以下要求： A、保证各重要支承孔的加工余量均匀； B、保证万向接头的内壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择万向接头的主要面作为定位基准。即以万向接头的两个端面作为粗基准来限制工件的四个自由度，再以另一个面作为定位基准来限制第五个自由度。这样就能够很好地保证工件的定位，从而达到了加工各个工序的目的。 精基准的选择： 从保证万向接头孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证万向接头零件在整个加工过程中基本 上都能用统一的基准定位。 从万向接头零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。 至于前后端面，虽然它是万向接头箱体的装配基准，但因为它与万向接头箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 13 有一定的困难，所以不予采用。 制定工艺路线 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。万向接 头体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。 具体安排是先以底面作为定位基准来加工顶面，然后已经铣削好的顶面为基准来加工底面。第二个工序是铣削加工万向接头零件的四侧端面及倒角 于顶平面加工完成后一直到万向接头体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。 后续工序安排应当遵循先面后孔的原则。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。 按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。 因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然 后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段后分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 根据以上分析过程，现初步拟定万向接头加工工艺路线如下； 方案一： 热模压毛坯 , 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 14 对毛坯进行磷化处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 喷涂油漆。 工序 1： 粗铣、精铣顶部 33 外圆端面。 工序 2： 粗铣、精铣底部 33 外圆端面 。 工序 3： 粗铣、精铣顶部 826H 外圆端面 。 工序 4： 粗铣、精 铣底部 826H 外圆端面 。 工序 5： 钻、铰与 33 外圆同轴的 826H ， 27 孔 。 工序 6： 粗镗、精镗与 33 外圆中心线垂直方向的 826H ， 27 孔 。 工序 7： 线割 2- 5至尺寸 。 工序 8： 钳修去除毛刺倒棱角 。 工序 9：清洗加工零件。 工序 10：检查零件。 工序 11：入库。 方案二： 热模压毛坯 , 对毛坯进行磷化处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 喷涂油漆。 工序 1： 粗铣、精铣底部 826H 外圆端面 。 工序 2： 粗铣、精铣底部 826H 外圆端面 工序 3： 粗铣、精铣顶部 33 外圆端面。 。 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 15 工序 4： 粗铣、精铣底部 33 外圆端面 。 工序 5： 钻、铰与 33 外 圆同轴的 826H ， 27 孔 。 工序 6： 粗镗、精镗与 33 外圆中心线垂直方向的 826H ， 27 孔 。 工序 7： 线割 2- 5至尺寸 。 工序 8： 钳修去除毛刺倒棱角 。 工序 9：清洗加工零件。 工序 10：检查零件。 工序 11：入库。 方案三： 热模压毛坯 , 对毛坯进行磷化处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 喷涂油漆。 工序 1： 粗铣、精铣底部 826H 外圆端面 。 工序 2： 粗铣、精铣底部 826H 外圆端面 工序 3： 粗铣、精铣顶部 33 外圆端面。 。 工序 4： 粗铣、精铣底部 33 外圆端面 。 工序 5： 钻、铰与 33 外圆同轴的 826H ， 27 孔 。 工序 6： 线割 2- 5至 尺寸 。 工序 7： 粗镗、精镗与 33 外圆中心线垂直方向的 826H ， 27 孔 。 工序 8： 钳修去除毛刺倒棱角 。 工序 9：清洗加工零件。 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 16 工序 10：检查零件。 工序 11：入库。 有上述几种零件加工工艺路线方案分析确定，首先经 粗铣、精铣底部 33 外圆端面，保证尺寸 77顺带 拐角处的圆角的加工以及 粗铣、精铣底部 826H 为中心轴线的顶部和底部端面的加工 。 826H 、 27 内孔的镗削加工、外圆铣削加工，以及 2- 5 直孔的线切割加工等等 其中，方案二的工艺路线 虽能方便工人安装加工，但在装夹加工过程中会对零件已加工好表面造成破坏，造成零件损失；方案三，能加工出所要的零件，但加工时对零件的装夹和拆卸较频繁，时间耽搁较长，生产率下降；所以，综合选定，方案一可用。 选择加工设备及刀、夹、量具 由图样分析，该图样需要铣削四周的轮廓，在这里我们在铣轮廓时选用 20镗削加工时我们可以选择内孔镗刀，量具可选用 05径千分尺，游标深度卡尺等。 确定切削用量及基本工时 铣、精铣顶部 33 外圆端面 本工序为 粗铣、精铣顶部端面 的工序，在这里，我们选择铣床 为铣削设备，航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 17 加工刀具选择硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z （ 1）粗铣 铣削深度每齿进给量据实际工况，我们通过实用机械工艺简明 手册中，取f / 铣削速度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表，取 4 机床主轴转速 n ： m 041 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m 即 7 0 0 . 2 / m i n 3 . 5 /2 0 0 / m i m m a：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj 铣、精铣底部 33 外圆端面，保证尺寸 77空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 18 本工序为粗铣、精铣底部 33 外圆端面，保证高度尺寸 77 的工序，在这里，我们选择机床：数控铣床型号为： 率 P=13 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=16 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30 可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 19 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 铣、精铣顶部 826H 外圆端面 本工序为粗铣、精铣顶部 826H 外圆端面槽的工序 ,我们选择机床：数控铣 床 率 P=11 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 20 刀具数据如下： d=20 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30 可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 21 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 铣、精铣底部 826H 外圆端面，保证尺寸 44 本工序为 粗铣、精铣底部 826H 外圆端面，保证尺寸 44工序 ,我们选 择机床：数控铣床 率 P=11 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=20 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 22 2 这里取 )选择进给量 经查表可知 3)选择速度 经查表可知： 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 23 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以， 机床的功率足够； 、铰与 33 外圆同轴的 826H ， 27 孔 本工序为 钻、铰与 33 外圆同轴的 826H ， 27 孔的工序 ,我们选择机床：数控铣床 率 P=11 刀具：选用高速钢 20麻花钻头和 26机用铰刀， 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=20 20z 2251)钻 削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )选择进给量 经查表可知 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 24 3)选择速度 经查表可知： 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算钻削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 25 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 镗、精镗与 33 外圆中心线垂直方向的 826H ， 27 孔 本工序为粗镗、精 镗与 33 外圆中心线垂直方向的 826H ， 27 孔工序，已知内孔深度 定的进给量尚需满足镗床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 000 。 切削深度 进给量 f ：根据切削深度，再参照 实用机械工艺简明手册中 表 此确定进给量 ; 切削速度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表 m 1/35.0 机床主轴转速 n ： m 211 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 4 实际插削速度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 26 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 由于切削时的进给力小于插床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度X 钨钢镗刀加工 00630钢料， 0， ，切削速度 0 4） 选择镗刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得，镗 刀后刀面最大磨损量取为 1为插齿刀的材料为钨钢，所以车刀的寿命 T=90 5） 确定镗削速度削用量简明手册表 公式计算： 0001010*100 r/割 2- 5至尺寸 航空机械制造工程学院 万向接头加工工艺及夹 具设计 27 本工序为线割 2- 5 至尺寸的工序，我们选择慢走丝线割机床。根据切削用量简明手册表 择线割金属丝的几何形状。由于加工材料为 30b=145度为 160 180模压件，有外皮。故选择0=8，0=+5。 已知宽度e=5度 24pa 床为慢走丝线割 机床，工件装在专用夹具中。 （）确定每分钟进给量 根据切削用量简明手册表 使用 床功率为 切削用量简明手册表 z / ，采用对称铣，故取 z / （）选择磨钝标准以及刀具寿命 根据切削用量简明手册表 表 刀后刀 面最大磨损量取为 于铣刀的直径 d=80铣刀的寿命 T=180 （）确定速度削用量简明手册表 公式计算： 公式中 45 ,.2，.2， m =d=80,0,.3, 0245 万向接头加工工艺及夹 具设计 28 =1000c=80 据切削用量简明手册表 式铣床主轴转速表，选择 n=300r/向进给量35mm/ 实际切削速度和每齿进给量分别为 10000=100030080= =10300235=z ( )检验机床功率 根据切削用量简明手册表 ea 00 ，z=10, m 35 ，近似 。 根据 慢走丝线割机床 说明书机床主轴允许的功率为， ， 故，因此选择切削用量采用，即 p ， m 35 f ， n=300r/cv m/z /。 航空机械制造工程学院 万向接头加工
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