转向节加工工艺规程与镗Φ25贯穿孔夹具设计【含cad图纸+文档全套资料】
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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IIIAbstractThis 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 fixtureIV目目 录录摘要摘要.IIABSTRACT.III第第 1 章章 绪绪 论论 .11.1 转向节机械加工工艺简述.11.2 转向节机械加工工艺流程 .11.3 转向节夹具简述 .11.4 机床夹具的功能 .21.5 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 .32.1 零件用途与使用环境.32.2 零件结构分析与工艺分析.32.3 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 .63.1 制定毛坯.63.2 基准的选择 .63.3 工艺路线的制定.73.4 确定加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图.133.5 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 .214.1 研究原始质料.214.2 定位、夹紧方案的选择.214.3 切削力及夹紧力的计算.214.4 误差分析与计算.234.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构.244.6 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 .281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 转向节夹具转向节夹具简述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。21.4 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。41） 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、及端面，两处圆角 R7-1、R4-1.5。除刹车盘止口处，上40.525.4述加工面粗糙度值不小于。两支撑轴颈对轴心线的同轴度不大于，aRm.80mm1.00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，硬度。因淬火层深，区域较大，mm6358HRC53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。而且具有效率高、无废品、%4020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，其上有均布的的螺钉孔，轴心线的4- 13.2mm位置度为，法兰面对轴心线的垂直度为垂直度超差竟导致刹车时摩擦片.3mm0.1mm0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，是长 160 的断续长孔，最大实体状态同轴度不大于25为了减小磨损，在主销孔内压入青铜衬套，尺寸，表面粗糙度不大于0.0500,02525mmaR在压入衬套时转向节注油孔应与衬套油孔相吻合，使的量油棒通过。以便润m0.87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，端面至上耳内端面的距离，对76mm1125.300主销孔的垂直度不大于 0.05mm。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5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。103.3.3 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 毛坯机械加工余量毛坯机械加工余量确定确定 已知锻件毛坯重量 17kg，锻件形状复杂系数为查机械加工工艺手册表 3.1-3S56 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 143.4.2 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 工序设计工序设计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.nZZZZ式中：0Z加工总余量1Z工序余量15n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：12iiiZdd对于内圆面：12iiiZDD 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：maxminZbaTZZTT式中ZT工序余量公差maxZ工序最大余量minZ工序最小余量bT加工面在本道工序的加工尺寸公差aT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 minayaabZTRHee 2）对于双边余量min/2ayaabZTRHee 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：163.5.2 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，齿数 z=5mm100d0（2） 确定铣削用量：1） 背吃刀量：由于加工余量为 2.5mm，故可在一次走刀内切完，取pammap5 . 22）确定每齿进给量：根据 2.1-73 知每齿进给量fa齿/18. 009. 0mmaf 取：齿/3.10mmaf3） 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，表中数据对应的加工kw4.23pmmin/m135v表条件为铣削宽度为 60mm 现工件，实际铣削最大宽度达abp600Mabp850M到 85mm 根据表 2.1-79 查出修正系数： ，（表 2.1-79 第二项）6.70vMK9.001pvMK （表 2.1-79 第三项）.01svK ，.01awvK1.416085aa.411wwrswpm）（K考虑到修正系数后的铣削速度n1.3.36m/mi1.01.00.76351v，表计算出刀具速度及进给转速,n,fv min/3 .3291004 .103100010000,rdvn min/214min/330513. 0,mmmmznavff根据专用铣床说明书取：, r/min300Rnmin/200vmmfR 这时，min/.294vmR齿/mm13. 0fRv工序 2：钻、扩主销孔1 钻孔：（1） 刀具大选择;选用标准高速钢麻花钻3017（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/ l0d75. 01fKrmmf/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，8.80MVK5.70lvK 3.5145.708.8022v、 154dv1000n0查机床说明书，取 n=175r/min,实际切削速度 v 为 min/m5 .161000175301000ndV0实1. 扩主销孔：（1） 选用的标准 YT15 硬质合金扩孔钻.6mm39（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/r2） 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 ,.70MVK87. 0apvK故 v=63m/min0.70.87=38.37m/min min/.6308.6397.3381000dv1000n0r，根据说明书，去 n=300r/min，实际扩孔速度 min/.3371000300.6391000ndv0m 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：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pa.5mm2pa182） 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. 05.10,235vTmYXCvv，则m/min7 .788 . 05 . 2150235a45. 015. 02 . 0pmVVYXvfTCv 工序 10：钻铰锥孔1.钻孔：（1）刀具的确定：选择标准高速钢麻花钻25（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, ，故.80klfr/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/min2)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： ,5.80MVK.800LVK 则,17.805.8025,Vmin/5 .121610000,rdvn2.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 . 0MVK7.80apvK故 min/m5.037.80.705v， min/4 .332905. 310010000,rdvn根据机床说明书取 n=35r/min m/min9.13100035291000ndv0 工序 14：精磨轴颈:、 （1）选择砂轮。见金属机械加工工艺人员手册第十章中磨具中从表 10-62、表10-65、表 10-66、表 10-67 选择结果为 WA54L6P30035127其含义为：砂轮末了为白刚玉，粒度为 54 号，硬度为中软 2 级，陶瓷结合剂，6 号组19织，平型砂轮，其尺寸为 30035120（DBd） 。 （2）切削用量的选择。砂轮转速=1500r/min，=27.5m/s砂n砂v 轴向进给量=32af 工件速度=10m/minwv 颈项进给量=0.5（双行程）rf （3）切削工时 根据： 12t1000barLBZ Kf f（见工艺手册表 6-8） 式中：L加工长度B加工宽度单面加工余量bZk系数，1.10v工作台移动速度（m/min)af工作台往返一次砂轮轴进给量（）rf工作台往返一次砂轮径向进给量（）轴颈加工工时40.5min15. 0015. 0201010001 . 125. 0253221t轴颈加工工时25.4min19. 0015. 0201010001 . 124. 0254422t该工序的总工时是：1230.150.190.34mintttt各工序加工尺寸、加工余量、精度。3.5.3 重点工序加工精度保证措施重点工序加工精度保证措施 转向节精磨工序保证两支承轴颈、对轴心线的同轴度为，大40.525.4.01mm0轴颈端面和油封颈端面对轴心线的垂直度分别为和， .03mm0.05mm0一个工作循环砂轮经过：快速进给稍停粗磨稍停精磨稍停20光磨稍停快速退回等工序。稍停时间很短，在加工过程中观察不出砂轮进给运动变化，但它起到了由于切削力而产生的工艺系统弹性变形的回复和制件圆度修整等作用。因此磨出的零件尺寸误差不大于 0.005mm 表面粗糙度值不大于位置度aRm0.08均在产品要求范围内。21第第 4 章章 镗镗 25 贯穿孔夹具设计贯穿孔夹具设计4.1 研究原始质料研究原始质料利用本夹具主要用来加工镗 25 贯穿孔，不仅要满足粗糙度要求外，还要符合公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。还要考虑提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2 定位、夹紧方案的选择定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对镗孔加工前，底平面进行了粗、精铣加工因此，定位、夹紧方案有：采用一个轴套配合 40.5 配合，然后再利用端面螺钉孔与一个菱形销配合，采用一面 2 销的方式进行定位，夹紧方式采用螺旋夹紧机构。4.3 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算镗刀材料：（硬质合金镗刀）5YT刀具的几何参数： 60粗K90精K100s80由参考文献5查表可得：321圆周切削分力公式： (5.1)0.750.152943CpcPFa fvK22式中 0.4pamm0.15/fmm r (5.2)rpspoppkmppKKKKKK查5表得： 查5表 取 421()736nmpbK1 250.6b0.75n 由表可得参数： (5.3)62194. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：764.8()CFN同理：径向切削分力公式 ： (5.4)0.90.750.32383PpcPFafvK式中参数： 77. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：327.74()PFN轴向切削分力公式 ： (5.5)0.50.43326fpcPFa fvK式中参数： 11. 1pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：605.48()fFN即：FKWK安全系数 K 可按下式计算有：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得：60 KK121 (5.6)1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56CK (5.7)1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK (5.8)1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 所以有： (5.9)1193.08()KCCWKFN (5.10)766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： (5.11)(210tgtgQLWz式中参数由参考文献5可查得： (5.12)6.22 2.76zr 90105922 29其中： 33()Lmm)(80 NQ 螺旋夹紧力：04748.2()WN该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：231633图 5.1 移动压板受力简图由表得：原动力计算公式 2621001KLWWl即： (5.13)004748.2 33 0.989032.75()17KW LWNl由上述计算易得： KKWW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。4.4 误差分析与计算误差分析与计算该夹具以一个平面和和 2 个定位销定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。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。由5和6可得：1 定位误差： 当以任意边接触时 minD WDd 2DdD W通过分析可得：0.052Dmm0.011dmmmin0mm因此：当以任意边接触时0.063D Wmm夹紧误差 ： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值：24 (5.14)mmSNcHBKRkmnZHBaZRaZy014. 081. 9)(1cos0.013j jymm 磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0 夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：0.0960.5jwmmmm 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。4.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体，夹持装置上的钳体，使之成为一体，并能在机器上正确安装。特定夹具体是对各种连接为一个整体的最大和最复杂的基础件上的设备和部件的夹具。钳的形状和大小取决于布置和连接夹具和上夹具的机器的各种设备，并在这个过程中的零件，而且还能够承受夹紧，切割力和所产生的冲击和振动的夹紧力，并因此，特定的文件夹必须具有必要的强度和刚度。部分切割过程中产生的将落在特定的文件夹芯片，该芯片将影响过度工件定位和夹紧可靠的积累，所以在设计具体的文件夹时，你必须考虑结构应该是很容易的芯片。此外，剪辑技术，经济和易于组装和拆卸操作和混凝土结构等，也应在设计时考虑。夹具的基本设计要求（1）应该是足够的精度和尺寸稳定性安装在机床表面上的表面上重要的具体夹具体，如定位元件的安装表面，应该有适当的大小和形状的精度，精度应在它们之间适当的位置。（1）为了保持一个稳定的夹具体尺寸，铸造夹具体应该进行时效处理，焊接，锻造特定的文件夹进行退火处理。 （2）应具有足够的强度和刚度（3）应该是结构良好的工艺性和可用性(4）应该很容易去除砂芯在加工过程中，该芯片将继续积累在特定文件夹中各处，即使不能消除，切割热积累会破坏夹具的定位精度，吊索芯片包裹定位元件还可能破坏对位精度，甚至发生安全事故。因此，该方法产生的芯片有限的情况下，可适当提高了工作表面和混凝土之间夹持定位元件，以增加芯片空间之间的距离：对于所述切割过程中产生更多的情况下，一般应专门设置的文件夹中长笛。（5）应在计算机上安装稳定可靠25 夹具由装在机器的表面和上实现接触或配合的夹具的相应表面安装在机座上。当夹钳被安装在机台，夹具应当重心低中心，支承面积应足够大的安装基础应与精度更高，并且保证稳定和可靠的安装。灯具一般应空心的底部，大环或起重钳还应设置孔。后确定工件夹紧方案，根据该定位元件和所需的机械表中的空间范围和大小的夹紧机构，确定具体的文件夹结构的大小，然后绘制夹具方略。见绘制夹具装配图。4.6 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明如前面提到的，工件在为了提高生产率，经过认真的分析和比较程序，手动夹紧（螺旋夹紧机构）的选择。结构简单的这样的夹紧机构，在可靠夹紧的多功能性大的夹具被广泛使用。此外，当与制造误差工作过程出现磨损和零件尺寸的变化，定位的影响，夹紧和可靠。为了防止这种现象，在选择可以改变定位销。可根据以采用互换性情况进行调整。夹具装配图26结结 论论1. 结论通过这一过程工装设计部分，我理解的一般原则和工装设计工艺路线大多持平箱体类零件和深
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