毕业设计（论文）-转向节加工工艺及镗φ25贯穿孔夹具设计（全套图纸）.pdf

1 大学毕业设计 题目:转向节加工工艺规程与镗 25 贯穿孔夹具设计 II 摘要摘要 本文主要讲述汽车转向节加工工艺路线的设计，然后根据加工要求设计夹具。 汽车转向节主要加工部位是外圆表面和孔。加工处理时间多，加工成本高，精度 很高的零件。过程中根据该表面的第一孔后的要求遵循的原则，孔明显地分为粗加工 和精加工阶段，以确保精确性。参照被选择为基础原油参考的底表面，以下面的两个 孔作为微细加工以确定处理技术所需的参数的方法。 在夹具设计零件，主要是基于需求分析应该是限制的自由度，然后根据不同的定 位部件的表面特性选择不同的数量，然后分析限制是否应该选择以限制定位元件的自 由度。机床夹具设计，机床夹具包括一些主要的夹具组成，夹具的类型，夹具的功 能，工件在夹具上的位置，工件夹的夹紧，之后确定所述定位部件的最终形式也需要 选择夹紧元件，是确定专用夹具的结构。 关键词：汽车转向节；加工工艺；工序；专用夹具 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 III Abstract This paper mainly tells the design of the automobile steering knuckle processing technology route, and then designs the fixture according to the machining requirements. The main parts of the automobile steering knuckle are the outer circular surface and the hole. Processing time, high processing costs, high precision parts. According to the principle that the first hole of the surface is followed, the hole is clearly divided into rough machining and finishing stages to ensure accuracy. Referring to the bottom surface of the base crude oil reference, the two hole is used as a method to determine the parameters required for processing technology. In the design of fixture parts, mainly based on the needs analysis should limit the degrees of freedom and different quantities are chosen according to the surface characteristics of different parts of the positioning, then analysis whether the limit should be chosen to limit the positioning element degrees of freedom. Machine tool fixture design, fixture including some major fixture, fixture type, features of the fixture, the workpiece in the fixture position, workpiece clamping and then determine the final form of the positioning parts also need to select the clamping components, is to determine the structure of special fixture. Key words: automobile steering knuckle; processing technology; process; special fixture IV 目目 录录 摘要摘要 . II ABSTRACT . III 第第 1 章章 绪绪 论论 . 1 1.1 转向节机械加工工艺简述 .1 1.2 转向节机械加工工艺流程 .1 1.3 转向节夹具简述 .1 1.4 机床夹具的功能 .2 1.5 机械工艺夹具的发展趋势 .2 第第 2 章章 零件分析零件分析 . 3 2.1 零件用途与使用环境 .3 2.2 零件结构分析与工艺分析 .3 2.3 计算生产纲领，确定生产类项 .5 第第 3 章章 转向节机械加工工艺规程转向节机械加工工艺规程 . 6 3.1 制定毛坯 .6 3.2 基准的选择 .6 3.3 工艺路线的制定 .7 3.4 确定加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 .13 3.5 工序设计 .14 第第 4 章章 镗镗25 贯穿孔夹具设计贯穿孔夹具设计 . 21 4.1 研究原始质料 .21 4.2 定位、夹紧方案的选择 .21 4.3 切削力及夹紧力的计算 .21 4.4 误差分析与计算 .23 4.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构 .24 4.6 夹具设计及操作的简要说明 .25 结结 论论 . 26 参考文献参考文献 . 27 致致 谢谢 . 28 1 第第 1 章章 绪绪 论论 1.1 转向节机械加工工艺简述转向节机械加工工艺简述 转向节加工处理是指改变形状，尺寸，相对位置和取得良好的性质的加工坯料的 方法，该方法是基于所述工作者的处理。例如，该处理流程粗加工的共用部分 - 精加 工 - 装配 - 检验 - 包装，是一般方法的过程。如上面所述原油处理可以包括空白的 制造，研磨等，可被分成轿厢精加工，钳工，铣床，等等，必要的每个步骤进行了详 细的数据，如粗糙度，以实现得多，公差来实现。 视产品与技术人员，设备条件和工人的质量等的数量，以确定所使用的过程中，和写 在过程的文件，这是所述处理的规划的内容。这是一个比较有针对性。每个工厂可能 不一样，因为实际的情况是不同的。 总体来说，该过程是一个程序，过程是对于每个步骤详细参数，工艺规划是基于 一个特定工厂编写过程的实际情况。 1.2 转向节机械加工工艺流程转向节机械加工工艺流程 转向节加工工艺规划是提供零件的加工过程和工艺文件操作方法之一，它是具体 的生产条件下，更合理的工艺和操作方法，按照该书面形式处理的规定文件，经批准 后，以指导生产。 步骤开发流程规范 1）生产计划的计算，以确定生产的类型。 2）分析零件图和产品装配图，零件加工分析。 3）选择了空白。 4）制定工艺路线。 5）确定每个步骤中，计算处理的尺寸和公差。 6） ，以确定所使用的每一个过程的设备和工具，夹具，量具 7）来确定切削的量和固定的工作小时。 8）确定的主要过程的技术要求和试验方法。 9）填写流程文件。 在配制的顺序处理的过程中，往往在右边的内容已被预先确定前进行调整，以提高经 济效益。在订单的执行过程中，它可能不会出现之前的物质条件，如引进改变生产条 件，新技术，新工艺，新材料，采用先进的设备，需要及时修改完善工艺规程。 1.3 转向节夹具简述转向节夹具简述 转向节夹具工件装夹技术和设备，它被广泛应用于机械加工等制造工艺。 在现代化的生产，工装夹具是不可缺少的技术和设备，这直接影响到精密加工， 帮助劳动生产率和产品，夹具设计是一个重要的技术工作。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人类文明进步的标志。但是，工具（包括夹具，刀具，量具和艾滋病等） 在其功能的不断创新仍然是非常显著。 2 1.4 机床夹具的功能机床夹具的功能 1.机床夹具的主要功能 机器的主要功能是加载工件夹具，工件定位和夹具。 （1）确定在工件的定位占据夹紧过程中的正确位置。可以保证工件的正确的大小 和位置的定位精度的要求。 （2）固定以夹紧工件的定位，以保持加工过程中的定位操作的相同的位置。因为 在加工过程中的工件，通过各种力的作用下，如果工件是固定的，工件会松动。由 此，夹紧工件，以提供安全，可靠的加工条件。 机床夹具 2.特殊功能 工装夹具，主要对刀和引导特殊功能。 （1）调节所述刀的切割边缘相对于工件或夹具的正确位置。铣削夹具边缘块，其 可以快速确定相对于所述切割器夹具的正确位置。 （2）引导钻夹具钻钻模板集可以快速确定钻头的位置和钻头指导自己的行为。 1.5 机械工艺夹具的发展趋势机械工艺夹具的发展趋势 随着伟大的科学技术的进步和社会生产力的迅速提高，从补充工具夹具发展成为 工艺装备齐全。 1.5.1 机床夹具的现状机床夹具的现状 1）可以快速，方便地装备新产品投入生产。 2）一组能够夹紧工件具有类似特征的。 3）适用于高精密机床夹具精密加工。 4）适用于所有现代灯具新机的制造技术。 5）高效利用液压或气动夹紧装置夹住，进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 1.5.2 现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向 夹具的方向 1：精确 随着越来越精密机械产品，要求设计精密夹具将相应增加。 夹具的方向 2：效率 高效率的夹具，常见的有效率包括：自动化装置，高速与夹具夹紧动力装置的灯 具。 夹具的方向 3：灵活性 柔性和挠性机夹具类似。变量是：所述步骤的特征，产量，所述工件的形状和大 小。新品种具有柔性夹具的特点是：组合夹具，通用可调夹具，夹具组，装配夹具， 数控机床和夹具。在很长的，灵活的将成为发展的主要方向。 夹具的方向 4：标准化 在配制的典型的夹具结构的基础上，第一固定部件和零件是普遍的，建立的类型 大小串联或变体，以减少使用类似的功能元件和夹具的类型的部件，驳回一些的功结 构差。常用的方法包括夹具，零部件，元器件，糟糕的发型和万能材料。标准化阶段 夹具是普遍深入，主要是建立在零件或装配夹具系列的大小，并为固定件审查地图有 利条件。 3 第第 2 章章 零件分析零件分析 2.1 零件用途与使用环境零件用途与使用环境 转向节是汽车前桥转向部分的重要零件之一，它连接车轮与主销，传递弯矩，达到 控制车轮转动，使车拐弯的功能，属于汽车运动部位的“关节” 。由于转向节的功能主 要是传递弯矩与扭矩，长期处于运动状态，手里较大且不均匀，因此在制造的过程中 需要选择硬度合适的材料和合理的加工方法以及加工尺寸。 2.1 转向节工件图 2.2 零件结构分析与工艺分析零件结构分析与工艺分析 在机械制造业中，通常按照零件加工工艺过程的相似性，对结构复杂的各种零件大 体分为轴类零件、套类零件、盘环类零件、叉架类零件以及转向节五大类型，这几类 零件的结构形状、精度要求各具特点、加工所需的设备工装差异较大。 转向节集中了轴、套、盘环、叉架等四类零件的结构特点。 按结构特点，我们把转型节分为三部分进行精度分析。 4 1） 轴颈部分 转向节轴颈精度要求狗的部位有四个外圆、2 个端面、两处圆角。即与轮毂轴承配 合的两个支撑轴颈40.5、25.4及端面，两处圆角 R7-1、R4-1.5。除刹车盘止口处， 上述加工面粗糙度 a R值不小于m.80 。两支撑轴颈对轴心线的同轴度不大于 mm1.00，端面对轴心线的垂直度不大于 0.03mm。 R7-1mm 处是受力集中部位，要求有较高的强度， 油封轴颈端面易磨损，要求表面硬度高 因此，在此区域中频淬火，淬火深度 mm63 ，硬度 58HRC53 。因淬火层深，区域较 大，易产生淬火裂纹。对感应线圈的形状、规格、加热时间、冷却水温等参数要求较 严格，国外多采用冷压工艺，因冷压产生的塑性变形，不但使表面能获得较细的表面 粗糙度，而且也使表面层金属结构和性能发生变化，晶粒变细，并沿着变形最大的方 向延伸，有时呈纤维状，在表面留下有利的的残余应力，使零件抗疲劳强度、耐 磨性和耐腐蚀性都有显著改善，显微硬度可提高 %4020 。而且具有效率高、无废 品、加工方便等优点。 2） 法兰部分。 法兰面的功用是和刹车盘相配合的，其上有均布的4-13.2mm的螺钉孔，轴心线的 位置度为.3mm0，法兰面对轴心线的垂直度为 .1mm0 垂直度超差竟导致刹车时摩擦 片与刹车毂贴合性差，影响刹车性能。轴心线是螺钉孔和限位螺钉孔位置度的测量基 准，因此，应以加工后的支承轴颈为定位基准钻螺钉孔。 3） 叉架部分。 转向节的上下耳和法兰面均成叉架形体，精度高的部位有： （1） 主销孔。 主销孔尺寸要求25，是长 160 的断续长孔，最大实体状态同轴度不大于 为了减小磨损，在主销孔内压入青铜衬套，尺寸 0.050 0,025 25mm + + ，表面粗糙度 a R不大于 m0.8在压入衬套时转向节注油孔应与衬套油孔相吻合，使7的量油棒通过。以便润 滑油通过油嘴压入衬套油槽内。 （2） 轴承窝座。 轴承窝座是放置止推轴承的。尺寸76，端面至上耳内端面的距离mm112 5.30 0 + ，对 主销孔的垂直度不大于 0.05mm。 5 由于空间位置决定轴承窝座的加工只能采用以主销孔定位锪窝座的加工方法，因工 艺系统的累积误差大于行位误差的要求，因此垂直度 0.05mm 不易保证。 （3） 锥孔。 在加工中受锥铰刀制造误差和对刀误差的影响，锥孔与塞规着色面积不易达到 75%。 2.3 计算生产纲领，确定生产类项计算生产纲领，确定生产类项 零件图 1 是汽车的转向节，该产品的年生产量是：Q=100000(台/年)，n=2（件/ 台） ，设其备品率 a%=10%，机械加工废品率 b%=1%，现制定该转向节的接卸加工工艺规 程。 年生产纲领：N=Qn（1a%b%）=1000002（110%1%）=222000 件/年 该转向节的年生产纲领是 222000 件/年，现已知该产品为小型机械，根据机械制 造工艺设计手册差得，由生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产纲领为大批生 产。 6 第第 3 章章 转向节机械加工工艺规程转向节机械加工工艺规程 3.1 制定毛坯制定毛坯 制定毛坯的主要依据主要是根据零件在产品中的作用和生产纲领以及零件本身的结 构。毛坯的种类和质量与机械加工关系密切，毛坯质量好、精度高，它们对保证加工 质量、提高劳动生产率和降低机械加工工艺成本具有重要的作用。在选择毛坯的时 候，应从实际出发，出了要考虑零件的作用、生产纲领和零件的结构外，要充分考虑 实际情况。常用的毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等。汽车转向 节的材料是合金工具钢 40Cr，该种材料主要用于较重要的调制零件，中等转速或者中 等载荷的零件，表面淬火后可作为载荷及耐磨性较高、而无很大冲击的零件，这些符 合转向节的工作特点。转向节结构复杂，轻度要求较高，毛坯均用模锻。模锻的毛坯 制造精度较高，加工余量小，生产效率高，而且金属材料经模锻后纤维组织的分布有 利于提高零件的强度。转向节毛坯经过模锻成型，切边，调质（调制处理硬度 255- 285HB ）,检查后，送往冷加工车间。 3.2 基准的选择基准的选择 从设计和工艺两个方面看基准，可以把基准分为两大类：即设计基准和工艺基准。 （一） 设计基准 设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之 间的相互位置关系，确定标注尺寸（或角度）的起始位置。这些尺寸（或角度）的起 始位置称作设计基准。简言之，设计图样上所采用的基准就是设计基准。设计基准可 以是点、线或面。 （二） 工艺基准 零件在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。工艺基准又进一步可以分为： 工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。 1 工序基准 在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的 基准，成为工序基准。在设计工序基准时，主要考虑一下三个方面的问题： 7 1）应首先考虑用设计基准为工序基准 2）所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查 3）当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠的保证零件 设计尺寸的技术要求。 2 定位基准 在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。定位基准准是获得零 件尺寸的直接基准，占有很重要的地位。定位基准还可以进一步分为：粗基准、精基 准，另外还有附加基准。 （1） 粗基准和精基准 未经机械加工的定位基准称为粗基准，经过机械加工的定 位基准称为精基准。机械加工工艺规程中第一道机械加工工序所采用的定位基准都是 粗基准。 （2） 附加基准 零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准，称为附加 基准。 3 测量基准 在加工中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸误差，测量时所 采用的基准，称为测量基准。 4 装配基准 在装配式用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准，称 为装配基准。 3.3 工艺路线的制定工艺路线的制定 工艺路线的制定是整个加工制造过程的核心，也是至关重要的一步。工艺路线的制 定包括了如何选择定位基准、如何确定加工方法、如何安排交加工顺序以及热处理、 检验等工序步骤。选择最佳的工艺路线方案，可以极大的改善加工状况，节省材料， 减少工人的工作量。对于设计人员来说，这是需要谨慎细心的设计工作。 3.3.1 定位基准的选择定位基准的选择 （一） 粗基准的选择 粗基准的选择对零件的加工会产生重要的影响，在选择粗基准的时候，一般应遵循下 列原则： 1 保证相互位置要求的原则 如果必须保证工件上加工表面与不加工表面的相互位 置要求，则应以不加工表面作为粗基准 8 2 保证加工表面加工余量合理分配的原则，如果必须首先保证工件某重要表面的余 量均匀，应选择该表面的毛坯面为粗基准 3 便于工件装夹的原则 选择粗基准时，不需考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结 构简单、操作方便等问题。为了保证定位准确，加紧可靠，要求选用的粗基准尽可能 凭证、光洁和有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其他缺陷。 4 粗基准一般不得重复使用的原则 如果能使用精基准定位，则粗基准一般不应被 重复使用。这是因为若毛坯的定位面很粗糙，在两次装夹中重复使用同一粗基准，就 会造成相当大的定位误差。 由于转向节的不对称结构，其粗基准一般选择轴颈与两耳端面。 （二） 精基准的选择 选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹的准确、 可靠、方便，为此，一般应遵循下列原则： 1 基准重合原则 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准。这称为基准重合 原则。 在对加工面位置尺寸有决定作用的工序中，特别是当位置公差要求很小的时候，一 般不应违反这一原则。因为违反了这一原则就必然或产生基准不重合误差，增大加工 难度。 2 统一基准原则 党工件以某一精基准定位，可以比较方便的加工大多数（或所 有）其他表面，则应尽早的把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以 它为精基准加工其它表面。这称之为基准统一原则。 采用该原则可以简化夹具设计，可以减少工件搬动和翻转次数。 3 互为基准原则 某些位置度要求较很高的表面，常采用护卫基准反复加工的方法 来达到位置度要求。这称为互为基准原则。 4 自为基准原则 旨在减少表面粗糙度，减少加工余量和保证加工余量均匀的工 序，常以加工面本身为基准进行加工，称为自为基准原则。 5 便于装夹原则 所选择的精基准，应能保证定位基准可靠，夹紧机构简单，操作 方便，这称为便于装夹原则。 6 转向节轴颈中心线和主销孔中心线及两中心线交点是零件的设计基础，也是所有 加工面的测量基准。因此在加工构成中均以中心线和精加工后的支承轴颈及主销孔作 为定位基准。 9 转向节加工顺序有两种。一是以粗基准定位加工上下耳内外端面、主销孔。然后以 精加工的主销孔及上耳外端面定位加工中心孔，在以中心孔定位加工各轴颈外圆及端 面，其他各部位的加工均以精加工后的支承轴颈和主销孔作为定位定位基准。 第二种方法是粗基准定位铣端面打中心孔，以中心孔定位加工轴颈及端面，然后以 精加工支承周景作为定位基准加工主销孔。其他部位的加工同第一种方法。 国内各种型号的载重车转向节加工多采用第二种加工顺序。第一汽车制造厂因换型 改造利用了部分设备，所以转向节采用第一种加工顺序。 3.3.2 加工经济精度与加工方法的选择加工经济精度与加工方法的选择 各种加工方法所能达到的加工精度和表面粗糙度，都是在一定的范围的。所谓加工 经济精度是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等 级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度和表面粗糙度。 生产商加工精度的高低是用其可以控制的加工误差的大小来表示的。加工误差小， 则加工精度高；加工误差大，则加工精度低。 根据加工经济精度的因素选择加工方法，在选择加工方法时英考虑的主要问题有： 1）所选择的加工方法能否达到零件精度的要求 2）零件材料的课加工性如何 3）生产率对加工方法有无特殊要求 4）工厂的工艺能力和现有加工设备的加工精度如何 根据转向节的加工要求与精度要求，选择了车削、铣削、磨削、拉削、钻孔、扩孔 等加工方法，在加工左右耳内外端面时，虽然不需要保证较高的精度，但是由于后面 的工序多次用到该面作为定位基准，所以选择铣削，提高精度。由于主销孔要与销有 密切的配合，因此需要高精度，低粗糙度，在加工时首先在钻床上钻扩孔，流出加工 余量，然后用拉削的加工方法，通过拉刀的一次行程就可以达到所需的精度，提高工 作效率。对轴的加工，由于轴颈大部分与其他零件进行配合，因此要严格保证精度， 选择先车后磨的加工方法，用车削进行粗加工，磨削进行半精加工，精磨进行精加 工，通过三道工序达到所需的精度。 10 3.3.3 加工阶段的划分加工阶段的划分 1 加工阶段的划分 零件表面的加工是一个有粗到精的过程，通过若干工序的加工逐步达到质量的要 求。对加工精度要求较高的零件，按工序性质和内容不不同，将工艺路线划分为粗加 工、半精加工和精加工等阶段，各种加工阶段的基本要求如下： 1）粗加工阶段：粗加工阶段是切除毛坯黑皮和大部分加工余量，为以后加工提供精 准几面，并留出均匀而合适的余量。 2）半精加工阶段：半精加工阶段可提高精加工需要定位基准的准确性和控制精加工 余量，为主要表面的精加工创造条件。 3）精加工阶段：该阶段主要为精度和粗糙度要求较高的表面进一步改善表面质量， 使零件加工表面达到技术要求。 4）光整加工阶段：光整加工阶段的重点是保证获得几个重点表面粗糙度或进一步提 高精度。 转向节的主销孔的加工分粗加工和精加工两个阶段，先由钻扩孔达到粗加工要求在 用拉削的加工方法进行精加工。轴颈的加工分成粗加工、半精加工和精加工三个阶 段，车削作为粗加工阶段加工方法，在磨床上完成半精加工和精加工三个阶段。其他 部分的加工都只有一个阶段。 在实际生产中，对于刚性好、精度要求不高或加工余量不大的工件，就不一定要严 格划分阶段，因为严格划分阶段不可避免的药增加贡献的数目，使成本高。而在机械 加工工序中间，如果工件要进行热处理，则又必然要把工艺路线分为热处理前后两个 阶段，这是因为热处理往往要引起较大的变形，使加工精度和表面粗糙度下降，这时 常需要靠热处理后的机械加工予以修正。 2 划分加工阶段的目的 1）保证加工质量。 粗加工时，切除较厚的金属层，使工件发热而产生热变形，以 及因较大的切削力、夹紧力而产生工件的弹性变形等原因，使加工精度不高且较粗 糙，因此必须增加半精加工和精加工工序。 2）合理使用设备。 在各种加工过程中，根据加工阶段的特性，选择不同功率和特 点的机床进行加工，有利于合理使用设备。 11 3）粗加工阶段便于及时发现毛坯缺陷，以确定后续工作能进行，避免浪费工时，减 少费用。 3.3.4 拟定工艺路线拟定工艺路线 根据汽车转向节的结构形状，主要加工面的精度要求，公差要求等方面，在设计工 艺路线时主要考虑以下几个方面： 1 由于转向节的两耳的不对称性结构，为转向节的精确装夹提供了困难，所以在加 工的过程中，应尽量减少转向节的挪动次数，尽可能的在同一个装夹位置时完成多项 加工工序，减少工件在装夹时产生的误差。 2 加工过程要满足同轴度要求、主要加工面的精度要求，以及孔系的尺寸和形位误 差。保证正确的装夹定位。 拟定工艺路线方案如下： 方案 1： 工序一：铣上、下耳内外端面 工序二：钻、扩主销孔 工序三：镗主销孔 工序四：钻绞锥孔 工序五：拉键槽 工序六：轴承窝座 工序七：挤压衬套 工序八：铣端面钻中心孔 工序九：车轴颈台肩及端面 工序十：磋磨轴颈及端面 工序十一：精磨轴颈及端面 工序十二：钻法兰面螺钉孔 工序十三：中频淬火 工序十四：铣耳环侧面 工序十五：镗衬套孔 工序十六：车螺纹孔 工序十七：铣平台 12 方案 2： 工序一：铣上、下耳内外端面 工序二：钻、扩主销孔 工序三：镗主销孔 工序四：铣端面钻中心孔 工序五：车轴颈台肩及端面 工序六：粗磨轴颈及端面 工序七：钻法兰面螺钉孔 工序八：中频淬火 工序九：铣耳环侧面 工序十：钻绞锥孔 工序十一：拉键槽 工序十二：锪轴承窝座 工序十三：压挤衬套 工序十四：精磨轴颈及端面 工序十五：镗衬套孔 工序十六：车螺纹孔 工序十七：铣平台 方案比较：方案一的工艺路线着重考虑了减少多次装夹产生的定位误差，但是只是 理论上考虑转向节的位置关系，而没有考虑到实际操作中机械设备的结构情况，因 此，虽然理论上减少了装夹次数，但是在实际的操作中缺增加了难度，造成了更多的 定位误差的产生，装夹此说也有所增加。总体上，方案一设计的路线没有达到最优的 设计效果，缺乏实践经验。方案二是在充分吸收方案一的经验基础上，结合工厂的实 际生产状况，加工设备的结构情况，从转向节的实际结构出发，根据不同的加工要 求，主要加工面有条理的分为：粗加工、半精加工、精加工阶段，以保证尺寸、精 度、表面粗糙度的要求。同时，将实际操作中，工件的装夹次数减到最少，大大节省 加工时间，减少了工人的工作量，更重要的是将因装夹而产生的定位误差减少到最 低，提高了产品质量，减少了加工成本。因此，通过方案一盒方案二的比较，选择方 案二作为最终加工工艺路线。 经过综合考虑，最终确定转向节加工工艺过程如下： 13 表 2.1 转向节加工工艺过程 序号 工序名称 定位基准 1 铣上、下耳内外端面 2 钻、扩主销孔 上、下耳内外端面 3 镗主销孔 上、下耳内外端面与法兰面 4 铣端面钻中心孔 上、下耳内外端面 5 车轴颈台肩及端面 中心孔 6 粗磨轴颈及端面 中心孔 7 钻法兰面螺钉孔 轴颈外圆、端面及主销孔内圆面 8 中频淬火 9 铣耳环侧面 轴颈外圆与主销孔内圆面 10 钻绞锥孔 上、下耳内外端面与主销孔内圆 面 11 拉键槽 上、下耳内外端面与主销孔内圆 面 12 轴承窝座 下耳外端面与主销孔内圆面 13 挤压衬套 上、下耳内外端面与主销孔内圆 面 14 精磨轴颈及端面 中心孔 15 镗衬套孔 轴颈外圆与法兰面 17 铣平台 中心孔 3.4 确定加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图确定加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 3.4.1 毛坯机械加工余量确定毛坯机械加工余量确定 已知锻件毛坯重量 17kg，锻件形状复杂系数为 3 S查机械加工工艺手册表 3.1- 56 知锻件的单边余量为：直径方向 2.3-3.0mm 水平方向为 2.5-3.0mm 14 3.4.2 设计毛坯图设计毛坯图 （一）确定毛坯热处理 合金结构钢铸造后应该进行退火处理，以消除残余的铸造应力，细化内部金相组 织，使内部组织分布的更加均匀，从而大大改善加工性，提高工件的质量。 （三）转向节毛坯图 3.5 工工序序设计设计 3.5.1 工序加工余量与加工尺寸工序加工余量与加工尺寸 毛坯尺寸与零件设计尺寸之差车位加工余量，加工总余量的大小取决于加工过程中 各个工步切除金属层厚度的总和。每一工序所切除的金属层厚度称为 工序余量。工序总余量按照下式进行计算： 012.n ZZZZ=+ 式中： 0 Z 加工总余量 1 Z 工序余量 15 n工序次数 工序余量还可以定义为相邻两工序基本尺寸之差，工序余量有单边余量和双边余量 之分，零件非对称疾厄宫的非对称表面，其叫那个余量一般为单边余量。零件对称疾 厄宫的对称表面，其叫那个余量为双边余量。在转向节加工过程中，主销孔的加工、 轴颈外圆加工都是使用双边余量。对于，回转体的叫那个余量为双边余量，对于外圆 表面有： 1 2 iii Zdd = 对于内圆面： 1 2 iii ZDD = 由于工序尺寸有公差，所以加工余量也必然在某个公差范围变化，其公差大小等于 本道工序尺寸公差与上道工序工序尺寸之和。余量公差可以表示为以下： maxminZba TZZTT=+ 式中 Z T 工序余量公差 max Z 工序最大余量 min Z 工序最小余量 b T 加工面在本道工序的加工尺寸公差 a T 加工面在上道工序的工序尺寸公差 一般情况下，工序尺寸的公差按“入体原则”标注。即对被包容尺寸（轴的外径、 实体长、宽、高） ，其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差为零，对包容尺寸（孔的直 径、槽的宽度） ，其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差为零。 综合考虑工序余量的各个影响因素，可有下面的计算公式： 1）对于单边余量 minayaab ZTRHee=+ 2）对于双边余量 min /2 ayaab ZTRHee=+ 确定加工余量的方法有三种：计算法、查表法和经验法。在此采用计算法和查表法 相结合的方法，得到的加工余量如下列举： 16 3.5.2 切削计算和工时定额切削计算和工时定额 工序 1：铣上下耳内外端面 （1） 刀具的选择：选择 YT15 硬质合金机夹式盘铣刀 选择铣刀直径mm100d0=，齿数 z=5 （2） 确定铣削用量： 1） 背吃刀量 p a：由于加工余量为 2.5mm，故可在一次走刀内切完，取mmap5 . 2= 2） 确定每齿进给量 f a：根据 2.1-73 知每齿进给量齿/18. 009. 0mmaf= 取：齿/3.10mmaf= 3） 确确定铣削速度 v：根据表 2- 1- 75，表 2，- 7,1 铣刀后刀面最大磨损度为 0.40.6mm 刀具 寿命为 T=120 根据给定的条件，查表 2.1- 80 得kw4.23pm=，min/m135v= 表 表中数据对应的加 工条件为 ab p600M=铣削宽度为 60mm 现工件 ab p850M=，实际铣削最大宽度 达到 85mm 根据表 2.1-79 查出修正系数： 6.70 v = M K，9.001 pv = M K（表 2.1-79 第二项） .01 sv =K（表 2.1-79 第三项） .01 awv =K， 1.41 60 85 a a .411 w wr swpm =）（K 考虑到修正系数后的铣削速度n1.3.36m/mi1.01.00.76351v= ， 表 计算出刀具速度 , n 及进给转速 , f v min/3 .329 100 4 .10310001000 0 , r d v n= = min/214min/330513 . 0 , mmmmznav ff = 根据专用铣床说明书取：r/min300= R n, min/200vmm fR = 这时min/.294vm R =， 齿/mm13. 0= fR v 工序 2：钻、扩主销孔 1 钻孔： （1） 刀具大选择;选用30标准高速钢麻花钻 17 （2） 确定钻削用量： 确定进给量 f，查手册知 f=0.32-0.4 由于孔深比5 . 730/225/ l 0 =d 75. 0 1 = f K rmmf/3 . 024. 075. 0)45. 032. 0( = 查两面十轴组合钻床说明书取 f=0.25mm/r 查表知钻头强度所允许的进给量 f2mm/r 故选 f 可用 确定切削速度 v：根据所给条件，可直接在表 3.4-15 中用插入法计算得 V=22mm/min 由于实际加工条件与上表所给的条件不完全相同，应进行修正 查表8.80= MV K，5.70 lv =K 3.5145.708.8022v= 、 154 d v1000 n 0 = 查机床说明书，取 n=175r/min,实际切削速度 v 为 min/m5 .16 1000 17530 1000 nd V 0 = = 实 1. 扩主销孔： （1） 选用.6mm39的标准 YT15 硬质合金扩孔钻 （2） 确定扩孔切削用量 1） 查表 3.4-5，取 f=（0.45-1.2）0.9mm/r=0.405-1.08mm/r,根据两面十 轴说明书取 f=0.5mm/r 2） 确定切削速度 v 及 n 根据表 3.4-35 取 v=63m/min 由于切削条件与上表不同，切削速度需乘以以下修正系数 .70= MV K,87. 0= apv K 故 v=63m/min0.70.87=38.37m/min min/.6308 .639 7.3381000 d v1000 n 0 r = ， 根据说明书，去 n=300r/min，实际扩孔速度 min/.337 1000 300.639 1000 nd v 0 m= = 工序 3：车轴颈台肩及端面 （1） 刀具的选择：这里选择 YT15 硬质合金机夹刀具 （2） 车削用量的确定 1） 背吃刀量 p a：由于加工余量为 2.5mm 所以可知在一次走刀内切完取背吃刀量 .5mm2= p a 18 2） 确定切削速度由表 1.1-46 知 v 取 70m/min 由于上表中的参数与实际不完全一 致查表知150,20. 0,45. 05.10,235 v =TmYXC vv ， 则 m/min7 .78 8 . 05 . 2150 235 a 45 . 0 15 . 0 2 . 0 p m = = VV YX v fT C v 工序 10：钻铰锥孔 1. 钻孔： （1）刀具的确定：选择25标准高速钢麻花钻 （3） 确定钻削用量： 1） 确定进给量 f 查手册知 f=0.250.35mm/r 由于孔深比 l/d0=60/25=2.04, .80klf=，故 r/mm8.20.208 . 05.305.20f=）（ ， 查立式六工位钻铰组合机床说明书，取 f=0.25mm/min 2)确定切削速度 v：根据所给条件可直接在表 3.4-15 中用插入法计算器得 V=25m/min 由于实际加工条件与上表所给条件不完全一致应进行修正查表： 5.80= MV K,.800= LV K 则 17.805.8025 , =V , min/5 .1216 1000 0 , , r d v n = 2. 铰锥孔 1） 刀具的确定：选用 1:8 高速钢锥形铰刀 2） 确定铰孔切削用量：确定进给量 f，根据表 3.4-41 查出 f=0.18 按立式六工位钻铰组合机床 2A449X 说明书取 f=0.18mm/min 切削速度 v 及 n，根据表 3.4-40 取 v=46m/min 这里取 5m/min 切削速度的修正系数由表 3.4-9 查出7 . 0= MV K，7.80 apv =K 故 min/m5.037.80.705v= ， min/4 .33 29 05. 31001000 0 , , r d v n= = 根据机床说明书取 n=35r/min m/min9.13 1000 3529 1000 nd v 0 = = 工