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k053 万向节 滑动 机械 加工 工艺 规程 45 度斜孔 m8 夹具 设计

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湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉 材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称C620-1卧式车床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）11车端面及外圆E62mm，E60mm车刀量规12230.512212车螺纹M601mm车刀量规1221.50.51221以两个叉耳外轮廓及E65mm外圆为粗基准编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称C365L转塔车床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）21钻、扩花键底孔E43mm麻花、扩孔钻卡尺10.6812.50.4113622锪沉头孔E55mm以E62mm外圆为基准锪钻卡尺8.2960.2144编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称C620-1卧式车床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）31内花键孔530倒角成型车刀样板16.20.08120编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉 材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称Z525立式钻床及专用钻模专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）41钻锥螺纹Rc1/8底孔以花键内底孔定位麻花钻卡尺10.6812.50.41136并利用叉部外轮廓消除回转自由度编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉 材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称L6120卧式拉床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）51拉花键孔.花键拉刀量规3.60.06用花键内底孔、E55mm端面及Rc1/8锥螺纹底孔定位编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉 材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称X65卧式铣床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）61粗铣E39mm二孔端面以花键孔定位铣刀卡板26.53.16037.5编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称Z535立式钻床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）71钻、扩E39mm二孔及倒角以花键孔及端面定位麻花钻量规10.6812.50.41136扩孔钻量规10.6812.50.41136锪钻量规10.6812.50.41136编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称T740卧式金刚镗床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）81精、细镗E39mm二孔以花键内孔及其端面定位。YT30镗刀塞规1000.10.1100编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称M7130平面磨床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）91磨E39mm二孔端面保证尺寸118mm，以E39mm孔及花键孔定位砂轮卡板27.50.21500编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称Z535立式钻床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）101钻叉部四个M8mm螺纹底孔并倒角以花键孔及E39mm孔定位。麻花钻量规10.6812.50.41136锪钻量规编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称Z535立式钻床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）111钻螺纹4-M8mm及Rc1/8M8丝锥量规10.6812.50.41136编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期湖南文理学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号 万向节滑动叉 材料牌号及名称毛坯外型尺寸45钢零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称专 用 工 艺 装 备名 称代 号机动时间单件工时定额每合件数技 术 等 级冷 却 液工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）121冲箭头编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期装订线机械加工工艺过程卡片产 品 型 号零 件 图 号产 品 名 称万向节滑动叉零 件 名 称万向节滑动叉材料牌号45钢毛坯种类模锻毛坯尺寸每坯件数每台件数工序号工 序 内 容加 工车 间设 备夹 具刀 具量 具单件工进(min)名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格1车端面及外圆E62mm，E60mm并车螺纹M601mm以两个叉耳外轮廓及E65mm外圆为粗基准机加工C620-1卧式车床专用夹具YT15外圆车刀W18Gr4V螺纹车刀卡板螺纹 量规2钻、扩花键底孔E43mm，并锪沉头孔E55mm以E62mm外圆为基准机加工C365L转塔车床专用夹具麻花钻，扩孔钻，唿钻游标卡尺3内花键孔530倒角机加工C620-1卧式车床专用夹具样板4钻锥螺纹Rc1/8底孔以花键内底孔定位，并利用叉部外轮廓消除回转自由度机加工Z 52立式钻床及专用钻模专用夹具游标卡尺5拉花键孔. 利用花键内底孔、E55mm端面及Rc1/8锥螺纹底孔定位机加工L6120卧式拉床专用夹具花键量规设计者指导教师共 2 页第 1 页装订线机械加工工艺过程卡片产 品 型 号零 件 图 号产 品 名 称万向节滑动叉零 件 名 称万向节滑动叉材料牌号45钢毛坯种类模锻毛坯尺寸每坯件数每台件数工序号工 序 内 容加 工车 间设 备夹 具刀 具量 具单件工进(min)名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格6粗铣E39mm二孔端面以花键孔定位机加工X65卧式铣床专用夹具铣刀卡板7钻、扩E39mm二孔及倒角以花键孔及端面定位机加工Z535立式钻床专用夹具麻花钻，扩孔钻8精、细镗E39mm二孔以花键内孔及其端面定位。机加工T740卧式金刚镗床专用夹具YT30镗刀塞规9磨E39mm二孔端面保证尺寸118mm，以E39mm孔及花键孔定位机加工M713平面磨床专用夹具砂轮WA46KV6P 350X40X127卡板10钻叉部四个M8mm螺纹底孔并倒角以花键孔及E39mm孔定位。机加工Z525立式钻床专用夹具麻花钻,唿钻E6.7Mm, 12011钻螺纹4-M8mm及Rc1/8机加工Z525立式钻床专用夹具丝锥 M8, 12冲箭头13终检设计者指导教师共 2 页第 2 页毕业设计（论文）说明书作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 题 目： 万向滑动叉的工艺及工艺装备设计 指导者：评阅者： 年 月 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。此外还对零件的1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夹具。关键词 万向节滑动叉，加工工艺，专用夹具，设计毕业设计（论文）外文摘要Title： Design Festival sliding fork parts process and fixture universal Abstract：This paper is the analysis of technology on the cardan sliding fork parts processing application and processing, mainly including the parts of the analysis, the choice of blank, the clamping, the formulation process route, tool selection, cutting, processing documents to determine. Choose the correct methods for processing, processing process design reasonable. In addition also processes two parts of the stent design special fixtureMany types of machine tool fixture, wherein, the use scope broadest generaljig, sizes have been standardized, and has a professional production plant. But widely uses in the volume production, specially dedicated fixture for the cardan sliding fork parts processing services, requires the factory according to the workpiece processing technology to design and manufacture. The main content of this thesis is to design two sets of fixture design fixture.Keywords：the cardan sliding fork, machining process, fixture, design目 录前 言11 零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分折22 工艺规程设计22.1确定毛坯的制造形式22.2基面的选择32.3制订工艺路线32.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定42.5确定切削用量及基本工时7第3章 滑动叉钻45度斜孔M8夹具设计233.1设计要求233.2夹具设计233.3.1 定位基准的选择233.3.2 切削力及夹紧力的计算233.3夹紧力的计算263.4定位误差的分析283.5 导向装置设计313.6 确定夹具体结构和总体结构323.7夹具设计及操作的简要说明34结 论35参考文献36致谢38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。1 零件的分析1.1零件的作用 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E mm的孔，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E65mm外圆内为E50mm花键孔与传动轴端部的花建轴相配合，用于传递动力之用。1.2零件的工艺分折 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： 1.以E39mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：两个E mm孔及其倒角，尺寸为mm的与两个孔E mm相垂直的平面，还有在平面上的四个M8螺孔。其中，主要加工表面为E mm的两个孔。 2.以E50mm花键孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：Emm十六齿方齿花键孔，E55mm阶梯孔，以及E65mm的外圆表面和M601mm的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) Emm花键孔与E mm二孔中心联线的垂直度公差为100：0.2；(2) E39mm二孔外端面对E39mm孔垂直度公差为0.1mm；(3) Emm花键槽宽中心线与E39mm中心线偏转角度公差为2。 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。2 工艺规程设计2.1确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。2.2基面的选择 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E65mm外圆(或E62mm外圆)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Emm孔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Emm的外轮廓作主要定位面，以消除 四个自由度再用一对自动定心的窄口卡爪，夹持在E65mm外圆柱面上，用以消除 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。2.3制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E62mm，E60mm并车螺纹M601mm。以两个叉耳外轮廓及E65mm外圆为粗基准，选用C620-1卧式车床并加专用夹具。工序II 钻、扩花键底孔E43mm，并锪沉头孔E55mm。以E62mm外圆为基准，选用C365L转塔车床。工序III 内花键孔530倒角。选用C620-1车床加专用夹具。工序 钻锥螺纹Rc1/8底孔。选用Z 525立式钻床及专用钻模。这里安排Rc1/8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.利用花键内底孔、E55mm端面及Rc1/8锥螺纹底孔定位，选用L6120卧式拉床加工。工序 粗铣E39mm二孔端面，以花键孔定位，选用X 65卧式铣床加工。工序 钻、扩E39mm二孔及倒角。以花键孔及端面定位，选用Z 535立式钻床加工。工序 精、细镗E39mm二孔，选用T740卧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E39mm二孔端面，保证尺寸118mm，以E39mm孔及花键孔定位，选用M7130平面磨床及专用夹具加工。工序 钻叉部四个M8mm螺纹底孔并倒角。选用Z 525立式钻床几专用夹具加工，以花键孔及E39mm孔定位。工序 钻螺纹4-M8mm及Rc1/8。工序XII 冲箭头。工序XIII 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”。2.4机械加工余量、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207241HBS，毛坯重量约为6kg，生产类型为大批生产，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：2.4.1外圆表面（E62mm及M60 1mm）考虑其加工长度为90mm，与其联结的非加工外圆表面直径为E65mm，为简化模锻毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为E65mm。E62mm表面为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为Rz200m，只要求粗加工，此时直径余量2Z=3mm已能满足加工要求。2.4.2外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差（M601mm端面）查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.2-14，其中锻件重量为6kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件材质系数M1，锻件轮廓尺寸（长度方向）180 315mm,故长度方向偏差为。长度方向的余量查工艺手册表2.2 2.5，其余量值规定为2.0 2.5mm，现取2.0mm。2.4.3两内孔E（叉部）毛坯为实心，不冲出孔。两内孔精度要求界于IT7 IT8之间，参照工艺手册表2.3-9及表2.3-13确定工序尺寸及余量为： 钻孔：E25mm 钻孔：E37mm 2Z = 12mm 扩钻：E38.7mm 2Z = 1.7mm 精镗：E38.9mm 2Z = 0.2mm 细镗：E39mm 2Z = 0.1mm2.4.4花键孔（16-Emm Emm mm）要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。内孔尺寸为Emm，见图样。参照工艺手册表2.3-9确定孔的加工余量分配： 钻孔：E25mm 钻孔：E41mm 扩钻：E42mm 拉花键孔（16-Emm Emm mm） 花键孔要求外径定心，拉削时的加工余量参照工艺手册表2.3-19取2Z=1mm。2.4.5E mm二孔外端面的加工余量（技工余量的计算长度为mm）（1）按照工艺手册表2.2-25，取加工精度F2 ，锻件复杂系数S3，锻件重6kg，则二孔外端面的单边加工余量为2.0 3.0mm，取 Z = 2mm。锻件的公差按照工艺手册表2.2-14，材质系数取M1 ，复杂系数S3 ，则锻件的偏差为。（2）磨削余量：单边0.2mm（见工艺手册表2.3-21），磨削公差即零件公差 0.07mm。（3）铣削余量：铣削的公称余量（单边）为： Z = 2.0 0.2 = 1.8 (mm)铣削公差：现规定本工序（粗铣）的加工精度为IT11级，因此可知本程序的加工公差为 0.22mm（人体方向）。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。 E39mm二孔外端面尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下页图1。图1 A39mm孔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 (mm)毛坯最大尺寸：122 + 1.3 2 = 124.6 (mm)毛坯最小尺寸：122 0.7 2 = 120.6 (mm) 粗铣后最大尺寸：118 + 0.2 2 = 118.4 (mm)粗铣后最小尺寸：118.4 0.22 = 118.18 (mm)磨后尺寸与零件图尺寸应相符,即mm。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（E39二端面，零件尺寸）粗铣二端面磨二端面加工前尺寸最 大124.6118.4最 小120.6118.18加工后尺寸最 大124.6118.4118最 小120.6118.18117.93加工余量（单边）2最 大3.10.2最 小1.210.125加工公差（单边）+1.3- 0.7-0.22/2-0.07/22.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序 ：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 = 0.60GPa、模锻。加工要求：粗车E60mm端面及A60mm、A62mm外圆，;车螺纹M60 1mm。机床：C620-1卧式车床。刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16 25mm2 ，r = 90，o = 15，o = 12， = 0.5mm 。60螺纹车刀：刀片材料：W18Cr4V。2. 计算切削用量(1)粗车M60 1mm端面1）已知毛坯长度方向的加工余量为mm，考虑7的模锻拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量= 7.5mm。但实际上，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E40mm芯部待以后钻孔是加工掉，故此时实际端面最大加工余量可按= 5.5mm考虑，分两次加工， = 3mm计。长度技工公差按IT12级，取 0.46mm（人体方向）。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1.4，当刀杆尺寸为16mm 25mm，以及工件直径为60mm时 = 0.5 0.7mm/r 按C620-1车床说明书（见切削手册表1.30）取 = 0.5 mm/r 3)计算切削速度 按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T = 60min）。其中：Cv = 242，xv =0.15，yv = 0.35，m = 0.2 。修正系数kv见切削手册表1.28，即kMv = 1044，ksv = 0.8，kkv = 1.04，kkrv = 0.81，kBv = 0.97 。所以 = 108.6（m/min）4）确定机床主轴转速（r/min）按机床说明书（见工艺手册表4.2-8），与532r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取如果选= 480r/min，则速度损失太大。所以实际切削速度v = 122m/min。5）切削工时，按工艺手册表6.2-1。（mm），（min）（2）粗车E62mm外圆，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 = 1.5mm，可一次切除。2）进给量 根据切削手册表1.4，选用 = 0.5mm/r。3）计算切削速度 见 切削手册表1.27（m/min）4）确定主轴转速4)确定主轴转速 按机床选取n=600r/min所以实际切削速度 5）检验机床功率 主切削力按切削手册表.所示公式计算 其实： 所以 切削时消耗功率为 由切削手册表.中C620-1机床说明书可知，C620-1主电动机功率为7.8KW，当主轴转速为600r/min时，主轴传递的最大功率为5.5KW，所以机床功率足够，可以正常加工。6）校验机床进给系统强度 已知主切削力，径向切削力按切削手册表1.29所示公式计算 其中： 所以 而轴向切削力其中： 轴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 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1.30），故机床进给系统可正常工作。7） 切削工时 其中 所以 （3）车E60mm外圆柱面 （切削手册表1.6，刀夹圆弧半径）切削速度其中： 按机床说明书取则此时 切削工时 其中： 所以 （4） 车螺纹 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 =60min，采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时，走刀次数；精车螺纹时，走刀次数 其中：，螺距 所以粗车螺纹时：精车螺纹时： 2）确定主轴转速粗车螺纹时按机床说明书取实际切削速度精挑螺纹时 按机床说明书取n =184r/min实际切削速度3）切削工时 取切入长度粗车螺纹工时精车螺纹所以车螺纹的总工时为2.5.2工序：钻、扩花键底孔E43mm及锪沉孔E55mm，选用车床C365L。1. 钻孔E25mm （见切削手册表2.7） （见切削手册表2.13及2.14，按5类加工性考虑）按机床选取（按工艺手册表4.2-2）所以实际切削速度 切削工时 其中：切入，切出 2. 钻孔E41mm根据有关资料介绍，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（1.21.8）式中、加工实心孔时的切削用量。现已知 （切削手册表2.7） （切削手册表2.13）并令 按机床选取 按机床选取所以实际切削速度为 切削工时 3. 扩花键底孔E43mm根据切削手册表2.10规定，查得扩孔钻扩E43mm孔时的进给量，并根据机床规格选 扩孔钻扩时的切削速度，根据其他有关资料，确定为 其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。故 按机床选取 切削工时怯入，切出 4.锪圆柱式沉头孔E55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1/21/3，故 按机床取0.21mm/r 按机床选取所以实际切削速度 切削工时 切入t = = = 1.08 (min)在本工步中,加工E55mm沉头孔的测量长度,由于工艺基准与设计基准不重合,故需要进行尺寸换算.按图样要求,加工完毕后应保证尺寸45mm.图2 E55孔深的尺寸换算尺寸链如图2所示,尺寸45mm为 终结环,给定尺寸185mm及45mm,由于基准不重合,加工时应保证尺寸AA = 185 45 = 140 (min)规定公差值.因终结环公差等于各组成环公差之和,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.尺寸45mm按自由尺寸取公差等级IT10,其公差T(45) = 1.6mm,并令T= T= 0.8mm2.5.3工序： E43mm内孔530倒角,选用卧式车床C620-1.由于最后的切削宽度很大,故按成行车削制订进给量.根据手册及车床取 = 0.08mm/r (见切削手册表1.8)当采用高速钢车刀时,根据一般资料,确定切削速度 v=16m/min则 n= = = 118(r/min)按机床说明书取n= 120r/min,则此时切削速度为 v = = 16.2(m/min)切削工时t = = = 0.83 (min)2.5.4工序：钻锥螺纹Rc1/8底孔(E8.8mm)f = 0.11mm/r ( 切削手册表2.7 )v = 25m/min (切削手册表 2.13 )所以n = = = 904 (r/min)按机床选取n= 680r/min (切削手册表2.35)实际切削速度v = = = 18.8 (m/min)切削工时= 11mm, = 4mm, = 3mmt = 0.24 (min)2.5.5工序：拉花键孔单面齿升:根据有关手册,确定拉花键孔时花键拉力的单面齿升为0.06mm,拉切速度v = 0.06m/s (3.6m/min)切削工时 t =式中 Z- 单面余量3.5mm(由E43mm拉削到E50mm); L - 拉削表面长度, 140mm; - 考虑校准部分的长度系数, 取1.2; k - 考虑机床返回行程系数,取 1.4; v - 拉削速度(m/min); - 拉刀单面齿升;z - 拉刀同时工作齿数,Z=;p - 拉刀齿距. P = 1.35= 16mm所以 拉刀同时工作齿数z =9所以 t = 0.42 (min)2.5.6工序：粗铣E39mm二孔端面,保证尺寸118.4_ = 0.08mm/齿 ( 切削手册 表3-3)切削速度:参考有关手册,确定v = 0.45m/s即27m/min。采用高速刚镶齿三面刃铣刀,d= 225mm, 齿数z = 20。则现采用X63卧式铣床,根据机床使用说明书(见 工艺手册表4.2-39),取n=37.5r/min, 故实际切削速度为 当n=37.5r/min时,工作台的每分钟进给量应为 查机床说明书,刚好有,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,则机动工时为2.5.7工序：钻、扩E39mm二孔及倒角。1. 钻孔E25mm确定进给量f:根据 切削手册表2.7，当刚的d= E25mm时，= 0.390.47mm/r由于本零件在加工E25mm孔时属于低刚度零件,故进给量应乘系数0.75,则根据Z535机床说明书,现取= 0.25mm/r。切削速度：根据切削手册 表2.13及表2.14，查得切削速度=18m/min。所以 根据机床说明书，取故实际切削速度为 切削工时 以上为钻一个孔时的机动时间。故本工序的机动工时2. 扩钻E37mm孔利用E37mm的钻头对E25mm的孔进行扩钻。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 根据机床说明书，选取 则主轴转速为并按机床说明书取。实际切削速度为切削工时（一个孔）： 当扩钻两个孔时，机动工时为3. 扩孔E38.7mm采用刀具：E38.7专用扩孔钻。进给量： （切削手册表2.10） =0.63(mm/r) 查机床说明书，取。机床主轴转速：取，则其切削速度。机动工时 当加工两个孔时 4. 倒角2双面采用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：手动进给。2.5.8工序：精、细镗E39mm二孔，选用机床：T740金刚镗床。（1） 镗孔至38.9mm，单边余量Z=0.1mm,一次镗去全部余量，。进给量 根据有关手册，确定金刚镗床的切削速度为，则由于T74金刚镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。切削工时：当加工1个孔时 所以加工两个孔的机动时间为(2) 细镗孔至E39mm。由于细镗与精镗孔共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精镗相同 2.5.9工序：磨E39mm二孔端面，保证尺寸118mm（1） 选择砂轮。见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为。（2） 切削用量的选择。砂轮转速（见机车说明书），。轴向进给量（双行程）工件转速径向进给量（3） 切削工时。当加工1个表面时 （见工艺手册表6.2-8） 式中 L加工长度73mm; b 加工宽度68mm; Z单向加工余量，0.2mm; K 系数，1.10； ； 工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）； 工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）。当加工两端面时2.5.10工序：钻螺纹底孔4-6.7mm并倒角120。 （切削手册表2.7） （切削手册表2.13及表2.14） 按机车取故。切削工时（4个孔） 倒角仍取。手动进给。2.5.11工序：攻螺纹4-M8mm及Rc1/8由于公制螺纹M8mm与锥螺纹Rc1/8外径相差无几，故切削用量一律按加工M8选取 按机车选取。机动工时 攻M8孔 攻Rc1/4孔 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填人机械加工工艺过程综合卡片，见附表1。35第3章 滑动叉钻45度斜孔M8夹具设计3.1设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本夹具将用于Z525钻床。成批生产，任务为设计一滑动叉钻45度斜孔M8。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。3.2夹具设计3.3.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。由零件图可知：进行加工前，外圆面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工。因此，定位、夹紧方案有：方案：选外圆面平面、和侧面和V型块定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的螺旋压块来夹紧。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。3.3.2 切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：钻床Z525，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表可得：切削力公式： 式中 (M8的螺纹底孔） 查表得： 其中： 即：实际所需夹紧力：由参考文献5表得： 有：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表 可得： 所以 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤：a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理= (FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJFJ需。夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。3.3夹紧力的计算夹紧力采用气缸夹紧的方式。气缸的设计计算1）初选气缸的工作压力工作压力是确定执行元件结构参数的主要依据，它的大小影响执行元件的尺寸和成本，甚至整个系统的功能。在此气动夹具设计中，因采用企业气源作为动力，一般空气的压力为0.50.8Mpa。所以选定工作压力为0.5Mpa。2）确定气缸的主要结构参数本气缸采用单向作用气缸。最大负载即为上面所求值，F=18906N，其缸径计算公式为:式中:F - 活塞杆上的推力，N- -气缸工作压力，MPaD-气缸缸体直径，m 查设计8手册，按气缸内径系列将以上计算值圆整为标准直径，取D=63mm。由,可得活塞杆直径:圆整后，取活塞杆直径校核，按公式有:其中，则:满足实际设计要求。3）缸筒壁厚的设计缸筒直接承受压缩空气压力，必须有一定厚度。一般气缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式计算:式中:- 缸筒壁厚，mm- 气缸内径，mm- 实验压力，取, Pa材料为:ZL3,=3MPa代入己知数据，则壁厚为:取4）活塞行程的确定由夹具设计中对零件进行装夹的移动距离可知，为了便于工件的装夹，移动压板所需要的行程为15mm，气缸装在移动夹板的另一端，由杠杆原理可知，气缸移动的距离不小于是25mm，为了确保气缸安全工作，取气缸的工作行程为25mm。5）气动传动原理图拟定由于只有一个工作气缸，且气缸的快速前进和快速后退速度可取相同，并没有采用多种工速，因而气动传动原理图相对简单，其传动原理图如图4.2所示，所需要的气动元件规格如表3-1所示。图4.2 气动传动原理图9各通行机构的调速，这种方法的特点是结构简单效果好。如平臂伸缩气缸在接近气缸处安装两个快速排气阀，可加快启动速度，也可调节全程的速度。气液传送器气缸的排气节流，可用来调整回转液压缓冲器18的背压大小。为简化气路，减少电磁阀的数量，各工作气缸缓冲均采用液压缓冲器10，这样可以省去电磁阀和切换节流阀或行程节流阀的气路阻尼元件。电磁阀的通径，是根据各工作气缸速度，行程，尺寸计算出所需压缩空气流量，与选用的电磁阀在压力状态下的公称使用流量相适应来确定的。表 气路元件表序号型号规格名称数量1QF-44手动截止阀12储气缸13QSL-26-S1分水滤气器14QTY-20-S1减压阀15QIU-20-S1油雾器16YJ-1压力继电器1724D2H-10-S1二位五通电磁滑阀18单向节流阀19QGSC D-63X25-25-K-LB气缸1使用快速螺旋定位机构快速夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。气缸的参考资料，网址： /content/product/66/QGSC.html3.4定位误差的分析为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 定位误差 ：注：V型块夹角=90。基准位移误差：工件以外圆柱面在V型块定位，由于工件定位面外圆直径有公差D，因此对一批工件来说，当直径由最小DD变大到D时，工件中心（即定位基准）将在V型块的对称中心平面内上下偏移，左右不发生偏移，即工件由变大到,其变化量（即基准位移误差）从图（a）中的几何关系退出：Y=基准不重合误差：从图（b）中设计基准与定位基准不重合，假设定位基准不动，当工件直径由最小DD变到最大D时，设计基准的变化量为，即基准不重合误差B=。从图(c)中可知，设计基准为工件的下母线。即，上述方向由a到a与定位基准变到的方向相反，故其定位误差D是Y与B之差. D=YB=0.207D=0.2070.01=0.00207D=0.00207T 即满足要求 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.5 导向装置设计 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.83.6583.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT200222635+0.033+0.017392630424625HT200563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。3.6 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计