关 键 词：

钻M48孔+分度夹具 K158 阀体 零件 加工 工艺 夹具 设计 M48 分度 CAD 图纸 PDF

资源描述：

喜欢这套资料就充值下载吧。。。资源目录里展示的都可在线预览哦。。。下载后都有，，请放心下载，，文件全都包含在内，图纸为CAD格式可编辑，【有疑问咨询QQ:414951605 或 1304139763】

内容简介：

毕业设计任务书设计题目 阀体工艺规程编制与夹具设计院 (系) 机电工程系专 业 机械设计制造及其自动化学生姓名 学 号 起迄日期 设计地点 指导教师 职称 填写日期: 201年 11月 22 日1毕业设计任务的内容和要求（包括技术要求、设计条件、工作要求等）：1、课题的意义近年来中国制造业快速发展，机械行业发展得也非常好，急切需要装备工艺方面的高级专门人才。根据工厂实际情况，要求工艺技术人员能制定合理的装配工艺流程，并设计出符合产品技术要求的工装。工装设计可以使学生得到机械专业知识的系统锻炼。首先，看懂加工零件的零件图需要机械制图和互换性与测量技术两门课的知识；其次制定工艺规程需要机械制造工艺学的知识；工装设计需要机械制造装备设计的知识；最后还要画出工装总装图和重要零件的零件图。2任务要求（1） 写出开题报告一份；（2） 翻译资料一份；要求翻译不少于5000中文文字的外文资料，内容为机械类。（3） 读懂所给零件图。并用CAD软件绘制零件图纸；（4） 进行零件的工艺规程设计，编写零件的机械制造工艺路线和机械制造工艺卡；（5） 针对所选定的工艺规程，采用CAD软件，有选择的设计相应的两套夹具（完成成套的工装图纸，包括装配图和全部零件图。要求所绘图纸总量不少于2.5A0。（6） 按毕业设计论文撰写规范要求，撰写毕业设计说明书。3知识体系要求（1） 熟练掌握机械制图国家标准规范；（2） 能正确运用CAD软件，绘图要求图层分明（线型、线宽、颜色的设置）；（3） 掌握零件的机械制造工艺过程和机械加工工艺等知识；（4） 初步掌握产品夹具设计的相关知识；（5） 初步掌握液压系统设计的相关知识；（6） 熟悉设计说明书的撰写规范。4.技术要求（1） 加工精度应符合零件图要求。（2） 夹具设计要求定位合理，夹紧可靠，结构简单，操作方便，调试及维修方便，提高生产效率。2毕业设计应提交的成果（明细列出计算书、设计说明书、图纸、计算成果、硬件实物、实验报告及工作过程中应提交的材料等）：1、开题报告一份。2、翻译资料一份。3、零件机械制造工艺规程和机械制造工艺卡一套。4、设计图纸折合0号图纸不少于2.5张，且60%以上需用计算机绘图。5、毕业设计说明书一份。6、以上资料中具有电子文档的部分集中刻制的光盘一张。3主要参考文献：1 李云.机械制造工艺及设备设计指导手册.机械工业出版社，19962 薛源顺.机床夹具设计.机械工业出版社，20003 李益民.机械制造工艺设计简明手册.机械工艺出版社，19934 上海标准化协会.机械精度设计手册.中国标准出版社，19905 袁长良.机械制造工艺装备设计手册.中国计量出版社，19896 王之煦.简明机械设计手册.机械工业出版社，19977 朱龙根.简明机械零件设计手册. 机械工业出版社，19978 上海市金属切削技术协会.金属切削手册.上海科学技术出版社，19829 孔德淳.化学热处理.航空工业出版社，19924毕业设计工作进度安排：（包括序号、起迄日期、工作内容）：2016-02-22至2016-03-13 查阅资料, 提出设计方案，撰写开题报告，完成英文翻译。2016-03-14至2016-04-17 完成工艺规程制定中的计算部分，编制工艺规程，并作出工序卡片2016-04-18至2016-05-15 重要工序夹具设计，并完成夹具的总装图和零件图2016-05-16至2016-05-31 撰写论文，打印图纸，提交设计材料2016-06-01至2016-06-17 准备答辩（答辩要求用PPT）指导教师签字： 教研室/系 主任签字： 年 月 日 I苏毕业设计(论文)阀体工艺规程制定与夹具设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 II阀体工艺规程制定与夹具设计摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。阀体零件的工艺规程及铣75凸台面及钻、攻4-M8螺纹的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。The planning process and fixture designAbstractThis design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.Process planning and milling Phi body parts of the 75 convex table and drilling, tapping the 4-M8 thread fixture design process design, including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later.Key words: Technology, process, cutting dosage, clamping, positioningII目录目录第1章 绪论.311引言.312机械加工工艺规程的作用.13阀体常用材料说明.14课题背景及发展趋势.4第2章 工艺规程设计.521毛坯的制造形式.522零件分析.523 基面的选择.62.3.1 粗基准的选择原则.62.3.2精基准选择的原则.624制定工艺路线.825机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.926确定切削用量及基本工时.11第3章 夹具设计.273.1 设计说明.273.2 使用说明.283.3 切削力及夹紧力的计算.283.4误差分析与计算.293.5 确定夹具体结构和总体结构.303.6夹具设计及操作的简要说明.31总 结.32致 谢.32参 考 文 献.33附录A 译文.35黏性连接器用作前轮驱动限制滑移差速器对汽车牵引和操纵的影响.35附录B 外文原文.443第第1章章 绪论绪论课题背景及发展趋势课题背景及发展趋势当今世界正经历着一场新的技术革命，新概念、新理论、新方法、新工艺不断出现，作为向各行各业提供装备的机械工业也得到了迅猛的发展。机床夹具已成为机械加工时的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用 、经济方向发展。机床夹具的主要功能是使工件定位夹紧，使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被加工表面达到工序所规定的技术要求，工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中不致因切削力、重力、离心力等外力作用而发生位置改变。为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。安装方法有找正法和用专用夹具，找正法用于单件、小批生产中，而专用夹具用于生产批量较大或特殊需要时。第第2章章 工艺规程设计工艺规程设计21毛坯的制造形式毛坯的制造形式零件材料为HT300，由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为9级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。22零件分析零件分析要对该零件的槽、平面和孔进行加工。具体加工要求如下：160mm的端面 粗糙度6.3aR 86mm的端面 粗糙度6.3aR4 57mm的孔 粗糙度12.5aR 48H7mm的孔 粗糙度3.2aR 70.6H11mm的孔 粗糙度6.3aR60mm的孔 粗糙度6.3aR 54H7mm的孔 粗糙度3.2aRM60 2-6H螺纹 公差等级IT6 粗糙度6.3 aR4- 14mm的孔 粗糙度12.5aR75mm的凸台面 粗糙度12.5aR32mm的凸台面 粗糙度12.5aRM48 2-6H螺纹 公差等级IT6 粗糙度12.5 aRM18 1.5-6H螺纹 公差等级IT6 粗糙度12.5 aR4-M8 -6H螺纹 公差等级IT6 粗糙度12.5aR对其加工的技术要求：1.铸件应符合JB/T 6431-92容积式压缩机用灰铸铁技术要求的规定。2.铸件表面应光洁，不得有型砂、芯砂、浇冒口、多肉、结疤及粘沙等存在，加工表面不应有影响质量的裂纹、缩松、砂眼和铁豆、碰伤及刻痕等缺陷。3.未注圆角半径R6。4.留有加工余量的表面硬度（190%p30）HB。5.材料:HT300。 23 基面的选择基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。.1 粗基准的选择原则粗基准的选择原则1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 5之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。对于类似回转类零件，一般选用外圆面作这定位粗基准，本套设计采用86外圆面作为定位粗基准。.2精基准选择的原则精基准选择的原则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准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：1）用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2）当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3）当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4）为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5）有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由上及零件图知，选用48H7孔、一个14孔及160端面作为定位精基准。下图为工件零件图：6主视图：俯视图：2 24 4制定工艺路线制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺方案一：工序01铸造工序02人工时效工序03车160mm的端面7工序04车86mm的端面工序05锪57mm深3mm孔，粗镗、半精镗48H7mm孔并倒C1锪70.6H11深3.5mm孔，镗60mm孔并倒角C1工序06锪70.6H11深3.5mm孔；粗镗、半精镗54H7孔镗54mm孔至56mm攻丝M60 2-6H螺纹并倒角C2工序07钻4-14mm孔工序08铣75mm的凸台面工序09铣32mm的凸台面工序10 镗、攻M48 2-6H螺纹并倒倒C2工序11 钻、攻M18 1.5-6H螺纹工序12 钻、攻4-M8-6H螺纹工序13 去毛刺工序14 检验至图纸要求并入库工艺方案二：工序01铸造，用砂型铸造的方法获得毛坯工序02人工时效，对毛坯进行热处理工序03检验 工序04粗车大端面，粗镗60mm，2x48mm内孔工序05精车大端面，精车70.6H11的沉孔，精镗60，48*x2的内孔，车倒角。工序06 小端面，粗镗60、54H7内孔，车倒角工序07 精车小端面，精车70.6H11的沉孔，精镗60，48*x2的内孔，车倒角。工序08车M60x2螺纹工序09钻4x14孔，光孔背后锪平26mm工序10 攻M8-6H螺纹工序11 粗镗48、36内孔工序12精镗48、36内孔、3x 49槽、锪75端面、车倒角工序13车M48x2-6H螺纹工序14 钻、精铰18孔，锪32平面，车倒角。8工序15 攻M18x1.5螺纹工序16 检验，按零件图进行验收工艺方案的比较与分析：上述两个方案的差别在于，方案一把4-14mm孔的加工放得相对靠前，方案二则相反，采用方案一的好处在于，4-14mm孔早早加工出来，为后面工序的加工，提供了定位基准，节约了后序加工的工时及夹具设计的难度，且方案一将比较相似的工序放到一起加工，减少了工序数量，较少了夹具数量与夹装步骤，节约成本，省时省事，故采用方案一。25机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1. 160mm端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-E级。一步车削即可满足其精度要求。2. 86mm端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-E级。一步车削即可满足其精度要求。 3. 57mm孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-E级。一步镗削即可满足其精度要求。4. 48H7mm孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-E级。二步镗削，粗镗半精镗即可满足其精度要求。5. 70.6H11mm孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-9E级。一步锪孔即可满足其精度要求。6. 60mm孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-E级。一步镗孔即可满足其精度要求。7. 54H7mm孔加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-E级。二步镗孔即粗镗半精镗可满足其精度要求。8. M60 2-6H螺纹查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-E级。9. 4- 14mm孔的加工余量孔的尺寸不大，采用实心铸造。10. 75mm的凸台面 查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-E级。一步铣削即可满足其精度要求。11. 32mm的凸台面查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-E级。一步铣削即可满足其精度要求。12. M48 2-6H螺纹查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-E级。13. M18 1.5-6H螺纹M18 1.5-6H螺纹尺寸小于30，故采用实心铸造。14. 4-M8 -6H螺纹 4-M8 -6H螺纹尺寸小于30，故采用实心铸造。10下图为工件毛坯图：26确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时工序01 铸造。工序02 人工时效工序03车160mm的端面1.工件材料：HT300 b=220MPa 铸造加工要求：车160mm的端面刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm ,=90 ,=15 ,2K011=12 ,=0.5mm02计算切削用量1) 已知毛坯长度方向的加工余量为2.0+0.8 -0。7mm, =2.0mmpa2) 进给量f 根据实用机械加工工艺手册中表2.4-3,当刀杆尺寸为1625 mm ，13mm,以及工件直径为160时，f 2pa=0.100.35mm/r按CA6140车床说明书（见切削手册）取 f =0.16mm/r3) 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T=60min) (m/min)vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, vCvxvym=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 vkMvksvkkvk, =0.81 , =0.97。krvkBvk所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=158.6(m/min)vcv35. 015. 02 . 05 . 04603424)确定机的主轴转速 ns= 316r/minWd1000cv1606 .1581000按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与316r/min相近的机床转速为300r/min及400r/min。现选取=300r/min。wn所以实际切削速度v=110r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1L=80mm, =2.0mm, =0, =01l2l3l tm=1.708(min)fnlw321lll0.16300000 . 280工序04车86mm的端面1.工件材料：HT300 b=220MPa 铸造加工要求：车86mm的端面刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm ,=90 ,=15 ,2K0=12 ,=0.5mm02计算切削用量1) 已知毛坯长度方向的加工余量为2.0+0.8 -0。7mm, =2.0mmpa2) 进给量f 根据实用机械加工工艺手册中表2.4-3,当刀杆尺寸为1625 mm ，13mm,以及工件直径为86时，f 2pa12=0.100.35mm/r按CA6140车床说明书（见切削手册）取 f =0.16mm/r3) 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T=60min) (m/min)vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, vCvxvym=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 vkMvksvkkvk, =0.81 , =0.97。krvkBvk所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=158.6(m/min)vcv35. 015. 02 . 05 . 04603424)确定机的主轴转速 ns= 587r/minWd1000cv866 .1581000按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与587r/min相近的机床转速为500r/min及600r/min。现选取=600r/min。wn所以实际切削速度v=180r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1L=43mm, =2.0mm, =0, =01l2l3l tm=0.469(min)fnlw321lll0.16600000 . 243工序05锪57mm深3mm孔，粗镗、半精镗48H7mm孔并倒C1锪70.6H11深3.5mm孔，镗60mm孔并倒角C1工步一：锪57mm深3mm孔1、加工条件加工材料: HT300，硬度200220HBS，铸件。工艺要求：孔径d=57mm深3，精度H12H13,用乳化液冷却。机床：选用T68镗床专用夹具2、选择锪孔钻选择高速钢锪刀（如图3所示），其直径d=57mm 3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表2.7，当铸铁硬度200H13有。rmmf/39. 031. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表2.15，当铸铁硬度=200220HBS时， b, 当d20mm，v=200mm/min。0.40/fmm r 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=200 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=150 m/minvckvv 01000vnd=mmr /5714. 31501000=838.1r/mm 根据T68型镗床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=800r/mm， 4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=2mm，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查ylL出，计算得，6ymm L=（2+6）mm=8mm 故有： t=0.004minmin4 . 08008工步二：粗镗、半精镗48H7mm孔并倒C11加工条件加工要求：粗镗、半精镗48H7mm孔并倒C1，单侧加工余量Z=2.0mm。机床：选用T68金刚镗床和专用夹具。刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度pa由于单侧加工余量Z=2.0mm，故可在二次镗去全部余量，则=2.0mmap14(2)选择进给量zf根据【6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表11-313，查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/rv选择 =150m/minv则min/2 .995r/min4814. 315010001000rDvn 根据简明手册表4.2-204.2-61，选择，0.74/zfmm r。min/1000rnw（3）计算基本工时 根据公式，式中，当加工一个孔时l=56，ifnLtwm32lllL0 . 12l33l L=（56+1.0+3）mm=60mm故有=min=0.162mintm274. 0100060工步三：锪70.6H11深3.5mm孔1、加工条件加工材料: HT300，硬度200220HBS，铸件。工艺要求：孔径d=70.6mm深3.5，精度H12H13,用乳化液冷却。机床：选用T68镗床专用夹具2、选择锪孔钻选择高速钢锪刀（如图3所示），其直径d=70.6mm 3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/39. 031. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表2.15，当铸铁硬度=200220HBS时， b, 当d20mm，v=200mm/min。0.40/fmm r15 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=200 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=150 m/minvckvv 01000vnd=mmr /6 .7014. 31501000=676.6r/mm 根据T68型镗床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=700r/mm， 4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=3.5mm，入切量及超切量由切削用量手册表2.29ylL查出，计算得，6ymm L=（3.5+6）mm=9.5mm 故有： t=0.034minmin4 . 07005 . 9工步四：镗60mm孔并倒角C11加工条件加工要求：镗60mm孔并倒角C1，单侧加工余量Z=2.0mm。机床：选用T68金刚镗床和专用夹具。刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度pa由于单侧加工余量Z=2.0mm，故可在二次镗去全部余量，则=2.0mmap(2)选择进给量zf根据【6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表11-313，查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/rv16选择 =150m/minv则min/2 .796r/min6014. 315010001000rDvn 根据简明手册表4.2-204.2-61，选择，。0.74/zfmm rmin/800rnw（3）计算基本工时 根据公式，式中，当加工一个孔时l=36.5，ifnLtwm32lllL0 . 22l33l L=（36.5+2.0+3）mm=41.5mm故有=min=0.056mintm174. 010005 .41工序工序0606锪70.6H11深3.5mm孔；粗镗、半精镗54H7孔镗54mm孔至56mm攻丝M60 2-6H螺纹并倒角C2工步一：锪70.6H11深3.5mm孔1、加工条件加工材料: HT300，硬度200220HBS，铸件。工艺要求：孔径d=70.6mm深3.5，精度H12H13,用乳化液冷却。机床：选用T68镗床专用夹具2、选择锪孔钻选择高速钢锪刀（如图3所示），其直径d=70.6mm 3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/39. 031. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表2.15，当铸铁硬度=200220HBS时， b, 当d20mm，v=200mm/min。0.40/fmm r17 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=200 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=150 m/minvckvv 01000vnd=mmr /6 .7014. 31501000=676.6r/mm 根据T68型镗床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=700r/mm， 4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=3.5mm，入切量及超切量由切削用量手册表2.29ylL查出，计算得，6ymm L=（3.5+6）mm=9.5mm 故有： t=0.034minmin4 . 07005 . 9工步二：粗镗、半精镗54H7孔1加工条件加工要求：粗镗、半精镗54H7孔，单侧加工余量Z=2.0mm。机床：选用T68金刚镗床和专用夹具。刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度pa由于单侧加工余量Z=2.0mm，故可在二次镗去全部余量，则=2.0mmap(2)选择进给量zf根据【6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表11-313，查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/rv18选择 =150m/minv则min/6 .884r/min5414. 315010001000rDvn 根据简明手册表4.2-204.2-61，选择，。0.74/zfmm rmin/900rnw（3）计算基本工时 根据公式，式中，当加工一个孔时l=91.5，ifnLtwm32lllL0 . 12l33l L=（91.5+1.0+3）mm=95.5mm故有=min=0.258mintm274. 010005 .95工步三：镗54mm孔至56mm1加工条件加工要求：镗54mm孔至56mm，单侧加工余量Z=1.0mm。机床：选用T68金刚镗床和专用夹具。刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度pa由于单侧加工余量Z=1.0mm，故可在二次镗去全部余量，则=1.0mmap(2)选择进给量zf根据【6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表11-313，查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/rv选择 =150m/minv则min/0 .853r/min5614. 315010001000rDvn 根据简明手册表4.2-204.2-61，选择，。0.74/zfmm rmin/800rnw19（3）计算基本工时 根据公式，式中，当加工一个孔时l=26.5，ifnLtwm32lllL0 . 12l33l L=（26.5+1.0+3）mm=30.5mm故有=min=0.052mintm174. 08005 .30工步四：攻丝M60 2-6H螺纹并倒角C2切削速度：参考有关手册， 选取V=150mm/minf=0.1mm/r( 参考相关手册)=(1000 150)/( 60)=796.2r/mm1000Vnd现选用T68镗床 查金属机械加工手册选取nw=800r/min f=0.25mm/r实际切削速度为 =150.7m/min1000n dV切削工时 切入长度l1=2.0mm,切出长度l2=3mm加工长度l=26.5mmt= （l1+ l2+l）/ fmnw=（2.0+3+26.5）/（0.25 800）=0.158min工序工序0707钻4-14mm孔工件材料：灰铸铁HT150刀具：高速钢钻头加工要求：钻4-14mm孔切削速度：参考有关手册， 选取V=45mm/min20f=0.30mm/r( 参考相关手册)=1000 45/（ 14）=1024r/mm1000Vnd现选用Z3025摇臂钻床 查金属机械加工手册选取nw=1000r/min f=0.28mm/r实际切削速度为=44.0m/min1000n dV切削工时 切入长度l1=7mm,切出长度l2=3mm,加工长度l=16mmnw=（7+3+16）/（0.28 1000）=0.0929min12mllltf总的工时T=4t=0.371min工序08铣75mm的凸台面切削速度：参考有关手册， 选取V=200mm/minfz=0.2mm/z( 参考相关手册)=1000 200/（ 75）=849.3r/mm1000Vnd现选用X51立式铣床 查金属机械加工手册选取nw=800r/min fm=0.2mm/min实际切削速度为 =188.4m/min1000n dV切削工时切入长度l1=2.0mm,切出长度l2=0mm,21加工长度l=37.5mm=（2.0+0+37.5）/（800 0.2）=0.247min12mllltf工序09铣32mm的凸台面切削速度：参考有关手册， 选取V=100mm/minfz=0.2mm/z( 参考相关手册)=1000 100/（ 32）=995.2r/mm1000Vnd现选用X51立式铣床 查金属机械加工手册选取nw=1000r/min fm=0.2mm/min实际切削速度为 =100.5m/min1000n dV切削工时切入长度l1=2.0mm,切出长度l2=0mm,加工长度l=16mm=（2.0+0+16）/（1000 0.2）=0.090min12mllltf工序10 镗、攻M48 2-6H螺纹并倒倒C2工步一：镗40孔至441加工条件加工要求：镗40mm孔至44mm，单侧加工余量Z=2.0mm。机床：选用T68金刚镗床和专用夹具。刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度pa由于单侧加工余量Z=2.0mm，故可在二次镗去全部余量，则=2.0mmap22(2)选择进给量zf根据【6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表11-313，查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/rv选择 =150m/minv则min/7 .1085r/min4414. 315010001000rDvn 根据简明手册表4.2-204.2-61，选择，0.74/zfmm r。min/1000rnw（3）计算基本工时 根据公式，式中，当加工一个孔时l=30，ifnLtwm32lllL0 . 22l33l L=（30+2.0+3）mm=35mm故有=min=0.047mintm174. 0100035工步二：攻M48 2-6H螺纹并倒倒C2切削速度：参考有关手册， 选取V=150mm/minf=0.1mm/r( 参考相关手册)=(1000 150)/( 48)=995.2r/mm1000Vnd现选用T68镗床 查金属机械加工手册选取nw=1000r/min f=0.25mm/r实际切削速度为 =150.7m/min1000n dV切削工时 切入长度l1=2.0mm,切出长度l2=3mm23加工长度l=30mmt= （l1+ l2+l）/ fmnw=（2.0+3+30）/（0.25 1000）=0.140min工序11 钻、攻M18 1.5-6H螺纹工步一：钻M18 1.5-6H螺纹底孔15工件材料：灰铸铁HT300刀具：高速钢钻头(1)钻15孔刀具：高速钢钻头切削速度：参考有关手册， 选取V=48.5mm/minf=0.15mm/r( 参考相关手册)min/7 .1029min/155 .481000rrn现选用Z525立式钻床 查金属机械加工手册选取nw=1000r/min f=0.25mm/r实际切削速度为=47.1m/min1000n dV切削工时 切入长度l1=2.0mm,切出长度l2=3mm加工长度l=20mmt= (l1+ l2+ l )/ fmnw=(2.0+3+20)/(0.25 1000)=0.100min工步二：攻M18 1.5-6H螺纹切削速度：参考有关手册， 选取V=50mm/minf=0.1mm/r( 参考相关手册)=(1000 50)/( 18)=884.6r/mm1000Vnd现选用T68镗床 查金属机械加工手册选取24nw=800r/min f=0.25mm/r实际切削速度为 =45.2m/min1000n dV切削工时 切入长度l1=1.5mm,切出长度l2=0mm加工长度l=20mmt= （l1+ l2+l）/ fmnw=（1.5+0+20）/（0.25 800）=0.106min工序12 钻、攻4-M8-6H螺纹工步一：钻4-M8-6H螺纹底孔6.8工件材料：灰铸铁HT300刀具：高速钢钻头(1)钻6.8孔刀具：高速钢钻头切削速度：参考有关手册， 选取V=21mm/minf=0.15mm/r( 参考相关手册)min/5 .983min/8 . 6211000rrn现选用Z3025摇臂钻床 查金属机械加工手册选取nw=1000r/min f=0.25mm/r实际切削速度为=21.4m/min1000n dV切削工时 切入长度l1=3.4mm,切出长度l2=3mm加工长度l=16mm25t= (l1+ l2+ l )/ fmnw=(3.4+3+16)/(0.25 1000)=0.0896min总的工时：T=4t=0.358min工步二：攻4-M8-6H螺纹切削速度：参考有关手册， 选取V=21mm/minf=0.1mm/r( 参考相关手册)=(1000 21)/( 8)=836.0r/mm1000Vnd现选用T68镗床 查金属机械加工手册选取nw=800r/min f=0.25mm/r实际切削速度为 =20.1m/min1000n dV切削工时 切入长度l1=0.6mm,切出长度l2=3mm加工长度l=16mmt= （l1+ l2+l）/ fmnw=（0.6+3+16）/（0.25 800）=0.098min总的工时：T=4t=0.392min工序13 去毛刺工序14 检验至图纸要求并入库26第第3章章 夹具设计夹具设计 3.1 设计说明设计说明本夹具是工序以粗车后大端面及粗镗后60内腔孔和大凸台端面定位，粗车小凸台平面，钻18的小凸台孔，攻M18x1.5-6H的小凸台内螺纹。和工序以粗车后大端面、粗镗后60内腔孔及小凸台端面定位，粗车大凸台平面，粗镗48凸台孔，粗镗内沟槽3x49，车倒角，车M48x2-6H的螺纹的专用夹具。在卧式镗床TX611A上加工小凸台上的平面、钻孔并攻出螺纹，工件随夹具转90，再进行大凸台的加工。所设计的夹具装配图及工序简图如图3所示，夹具体零件图如图4，有关说明如下（以工序加工小凸台为说明）。定位方案确定工件在夹具中占有正确的位置的过程称为定位。以粗车后大端面为设计基准，用大端面及60内孔定位，用短销大端面组合定位限制5个自由度，侧面以75凸台内孔48定位，以菱形销限制一个自由度。共限制了6个自由度。夹紧机构夹紧的目的就是使工件在夹具中的定位，不致因加工中受切削力、重力、离心力和惯性力等作用而产生位移或振动，从而保证加工精度的实现和安全生产。考虑到生产率的要求和加工精度要求，本零件的加工用手动夹紧即可。先将压板拧紧到连接座上，将螺栓拧入连接座，压好零件后，拧紧螺母，即实现夹紧。手动夹紧既方便可靠还可免去夹紧力的计算。夹具与机床连接元件用螺栓将夹具体固定在工作台上。夹具体工件的定位与夹紧元件由连接座连接起来，连接座定位固定在分度盘上，分度盘又与夹具体用螺栓连接（可旋转），这样该夹具便有机连接起来，实现定位、夹紧、分度等功能。3.2 使用说明使用说明安装工件时，先松开压板，把工件装在定位盘上，加入菱形销，使其侧面也得到定位27，再压紧压板，将工件夹紧。为了能加工大凸台，连接座下面装有分度盘。分度盘下端沿圆周方向分布有4条长度为1/4周长的斜槽。可以保证每次将分度盘转90。旋转的动力可有人工手动完成。在分度盘侧边做出一块六角状凸起，可以用扳手作用于上使分度盘转动。结构特点该夹具结构简单，操作方便。但是加工精度不高，故适用于加工要求不高的场合，适合本零件的加工。另外本夹具容易改装用于加工大端的孔，只需换压块，选择适用于夹紧外圆柱面的压块实现夹紧。3.33.3 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算由文献可得：切削力公式： 1.20.7667fPFDfK式中 15Dmm0.22/fmm r查表得： 0.75()736bpK其中： 0.6b0.0048pK 即：955.08()fFN实际所需夹紧力： 12KFKW 有：120.7,0.16安全系数K可按：6543210KKKKKKKK 式中：安全系数 60 KK 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 955.08 1.561489.92()KfWK FN通过计算实际夹紧力不大，夹具结构简单操作方便，采用螺旋夹紧机构。28取，1.56K 10.720.16查文献移动螺旋夹紧时夹紧力计算：)(210tgtgQLWz式中参数由文献查得： 6.22 2.76zr 90105922 29螺旋夹紧力：04748.2()WN由上述计算易得： 0KWW通过计算实际所需夹紧力不大，该夹具具有结构简单，操作方便，决定使用手动螺旋夹紧机构。3.43.4误差分析与计算误差分析与计算该夹具以底面、中心孔定位基准，该孔1次性加工即可满足要求。由文献可得：1销的定位误差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm， 1min0mm2min0.034mm 0.063D Wmm .0.0032J Wmm 夹紧误差 ： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值： 1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 29查5表1215有。 10.004,0.0016,0.412,0.7RazHBKKCn cos0.0028j jymm 磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm0045. 0 夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：0.0850.3jwmmmm 从以上、所设计的夹具满足零件加工精度要求。3.53.5 确定夹具体结构和总体结构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。30（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，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。3.63.6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所述，夹具设计，为了提高生产率，首先想到的是如何安装，拆卸方便，本程序是铰链板。钻模的表面，所以主要的钻削力，因为钻削力向下，铰链板压得我们使用，减少压力，钻削力和夹紧力的方向是相同的，它是更容易保证工件的稳定性，我们采用定位销和固定销定位，当我们把工件旋转，工件，使工件固定在固定脚的位置，然后用铰链板，将钻模板，它是在工件的开始水平位置，当我们取下工件，先打开翻盖式钻模板，然后松开铰链板，可去除工件。总总 结结在本次毕业设计中，我们将设计主要分为两大部分进行：工艺编制部分和夹具设计部分。在工艺部分中，我们涉及到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31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。其中，工序机床的进给量，主轴转速和切削速度需要计算并查手册确定。 通过这次毕业设计，使我对大学四年所学的知识有了一次全面的综合运用，也学到了许多上课时没涉及到的知识，尤其在利用手册等方面，对今后毕业出去工作都有很大的帮助。另外，在这次设计当中，指导老师在大多数时间牺牲自己的宝贵休息时间，对我们进行细心的指导，我对他们表示衷心的感谢！老师，您辛苦了！在这次毕业设计中，我基本完成了毕业设计的任务，达到了毕业设计的目的，但是，我知道自己的设计还有许多不足甚至错误，希望老师们能够谅解，谢谢！致致 谢谢本次毕业设计受到了院系各级领导的高度重视，得到了全校教师的大力支持与帮助。在此，我衷心的向你们道一声：你们辛苦了。通过毕业设计，是对我们四年来所学知识的综合的检测，更是一个对所学知识的回顾及综合复习的过程；对机械绘图、工程材料、机械设计、夹具设计等过程等都有了更进一步的认识。感谢院系领导给了我足够时间来完成整套夹具设计，在设计过程中，得到了老师和同学的帮助与指导，在此表示感谢；也对做相关题目的同学的资助表示感谢，感谢他们在模具设计过程中对我的帮助和指导，尤其对担任本次设计的指导老师表示深深敬意，在设计过程中遇到一些困难，在老师的帮助下我才顺利的完成了该夹具的设计，他对我设计过程中出现的疏忽与不足之处提出批评与修改建议，使我的设计的夹具最终更加的完善。这次设计我深知有很多不足，在此恳请大家给予指导。32 参参 考考 文文 献献1， 邹青 主编 机械制造技术基础课程设计指导教程 北京： 机械工业出版社 2004，8 2， 赵志修 主编 机械制造工艺学 北京： 机械工业出版社 1984，23， 孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京：冶金工业出版社 2002，12 4， 李洪 主编 机械加工工艺手册 北京： 北京出版社 1990，125， 邓文英 主编 金属工艺学 北京： 高等教育出版社 20006， 黄茂林 主编 机械原理 重庆： 重庆大学出版社 2002，77， 丘宣怀 主编 机械设计 北京： 高等教育出版社 19978， 储凯 许斌 等主编 机械工程材料 重庆： 重庆大学出版社 1997，129， 廖念钊 主编 互换性与技术测量 北京： 中国计量出版社 2000，110，乐兑谦 主编 金属切削刀具 北京： 机械工业出版社 1992，1211，李庆寿 主编 机床夹具设计 北京： 机械工业出版社 1983，412，陶济贤 主编 机床夹具设计 北京： 机械工业出版社 1986，413， 机床夹具结构图册 贵州：贵州人民出版社 1983，714，龚定安 主编 机床夹具设计原理 陕西：陕西科技出版社，1981,715，李益民 主编 机械制造工艺学习题集 黑龙江： 哈儿滨工业大学出版社 1984, 716, 周永强等 主编 高等学校毕业设计指导 北京： 中国建材工业出版社 2002,1233附录A 译文黏性连接器用作前轮驱动限制滑移差速器对汽车牵引和操纵的影响1基本概念 黏性连接器主要地被认为是在四轮驱动的汽车上驱动路线的一部件。然而，在近些年的发展中，施用在前轮驱动的趋势中将成为重要角色的观点是可能的。34在欧洲和日本前轮驱动轿车产量的施用已经证明黏性连接器不仅对于光滑路面的汽车牵引，而且在正常行驶条件下对于操纵性和稳定性都有所改善。这篇文章展示出调查黏性连接器对汽车牵引和操纵的影响的重大检验场试验，试验证明大多数牵引的改善仅仅轻微地影响转向装置的扭转力。前轮驱动的汽车在直线行驶时影响发动机转矩的因素被描述出来。在前轮驱动的汽车上极大地影响限制滑移差速器适合性的关键汽车设计参数被确定。转弯试验展现出黏性连接器在前轮驱动的汽车上独立转弯时的影响。进一步的试验证明安装黏性限制滑移差速器的汽车在加速和转弯时节气门频繁关闭的 情况下显示出一个改善的稳定性。2 黏性连接器 黏性连接器被广泛认为是驱动列车的一组成部件。在这篇文章中仅仅给出它的基本功能和原理的简明概要。黏性连接器是根据液体摩擦的原理和依靠速度差来运转的。这表明传送到前轮的驱动扭转力是由一个优化的扭转力分配检测器自动控制的。在前轮驱动的汽车上黏性连接器可以安装在差速器的内侧或者一根中间轴的外面。内部的这种设计方式有很大的优点。首先，在中间轴区域可以得到足够的空间来提供符合要求的黏性特性。这和当今前轮轴差速器只留下有限的空间相对比。其次，差速器架和转送轴套只需要很小的修改。而且差速器壳体的生产也仅仅只有一点影响。引用作为一个选择性的事很容易做到尤其当轴和黏性单元作为一个整体单元被共给时。最后，中间轴使为等长的的侧偏轴提供横向安装发动机是可能的，横向地安装发动机对于减小扭转力的操纵是很重要的（后面第四部分说明了）。这种特殊的设计也为有实际意义的重量和黏性单元费用的降低给出了很好的可能性。GKN Viscodrive正在发展一种低重量和低成本的黏性连接器。通过使用仅仅两个标准化的直径、标准化的盘，塑料轮毂和挤压成型的材料造成的储存室它能很容易地被截成不同的长度，使用一个宽的黏性范围是可能的。353 牵引力的影响作为一个扭转力平衡装置，一个开的差速器提供相等的力到两个驱动轮上。它也允许每个车轮在扭转没结束转弯时以不同的速度转动。然而，这种特性当道路表面滑动系数为限制扭转力传递到两轮的左、右附着变动时是不利的，它能被低滑动系数的轮子支持。安装黏性限制滑移差速器,在高的值的路面上它可能利用高车轮附着潜在性。例如，当一个车轮传递的最大扭转力超出表面滑动系数允许值或者以一个高的侧面加速度转弯时，两个车轮的速度是不同的.在黏性连接器中产生的自锁扭转力抵抗速度差的增加并且传递合适的扭转力到车轮上它具有更好的牵引力潜能。可以看出牵引力的不同导致汽车瞬间向低滑动系数值()一侧跑偏，为了保持汽车直线行驶驾驶员必须施加一个相反的扭转力来补偿。通过黏性连接器的液体摩擦原理和从打开到锁死柔和的传递结果,这是很可能的。报告称平均操纵轮扭转力和为保持带有一个开式的并且黏性的差速器在ST加速期间在滑动系数的路面上直线行驶应输入的平均正确的相对的转向操纵。相互对照开式差速器和那些黏性连接器是相对大的。然而，在绝对条件下它们是小的。主观地说，转向装置的影响是不明显的。扭转力操纵也受几个运动参数影响这些参数将在这篇文章下个部分解释。4 影响转向装置扭转力的因素 牵引力引起一个从头到尾的增加来反应每个车轮。因为带有限制滑动差速器的车轮在滑动系数的路面上加速时会出现不同的牵引力，所以从头到尾反应每个车轮的变化也是不同的。不幸的是，这个作用将导致一个不期望的朝低滑动系数一侧的反应，也就是说在不同的牵引力下产生相同的跑偏方向。降低从头到尾的弹力是黏性限制滑动差速器像其它任何形式差速器一样在前轴的成功应用所必须具备的。普遍地用下面的公式计算一个车轮的驱动力36TVFF 牵引力TF车轮垂直载荷VF利用的附着系数这些驱动力导致在车轮之间每个车轮的转向装置扭转力经过车轮干扰常数e干扰后与每个车轮的转向装置扭转力是不同的，给出下面的等式。cos()ioeH hH lTeFF 这里 扭转力矩差值eT e车轮干扰常数 主销倾角高滑动系数一侧下标ih低滑动系数一侧下标ol 在带有开式差速器前轮驱动汽车的情况下，是很不明显的，因为扭转力基ST数是不大于1.35的。(/)H hiH loFF然而，因为应用了限制滑动差速器，这个影响是很有意义的。这样车轮干扰常数e就应该尽可能的小。不同的车轮载荷也会导致的增加所以差别也eTeT要尽可能的小。当扭转力通过铰接“CV连接”传递时，在主动一侧（下标1）和从动一侧（下标2），必须反应垂直平面相对于连接平面的不同的第二个力矩产生了。第二个力矩（M）大小和方向用于下面的式子计算：主动一侧12tan(/2)/tanvvMTT从动一侧 22tan(/2)/tanvvMTT2TdynTF r2(,Tf T连接系统）这里 纵向连接角v 产生的连接角 37产生变化的轮子半径dynr平均扭转力矩损失T当每个装置的转向扭转力以及轮子之间的转向装置扭转力不同时，将围绕着主销轴线变动，如下所示：2cosMcosT 22(tan/2/sin)(tan/2/tan)vvw hivvw liTTTT这里 转向装置扭转力矩差T W轮子一侧的下标因此很明显不仅不同的驱动扭转力而且黏性驱动轴长度的不同也是一个因素。的旋转方向或者各自地变化，都取决于轮子中心到变速箱输出的位2MT置。由于半轴的正常位置（轮子中心低于变速箱的输出点）第二个力矩产生和驱动力一样的旋转方向。由于改进的悬挂装置设计（车轮中心高于变速箱输出点，也就是说，为负值）第二个力矩抵消了由驱动力引起的力矩。这样为了v得到带一个限制滑动差速器前轴好的适应性，设计要求：1）纵向弯曲角近似或者负值（）且左侧和右侧的值相等；2）等长度的侧轴。0v0vv第二力矩在转向装置的影响不仅仅是上面描述的限制直接反应。从连接轴到车轮侧面和变速箱侧面之间的连接点间接反应也会产生，如下所示：由纵向平面的半轴连接产生的间接反应因为扭转力传递没有损失并且两个在连接轴上的第二个力矩都相vwvd互补偿。然而，事实上（有扭转力损失），第二个力矩出现不同： 21DWDWMMM 22DWTTT第二个力矩不同点是：22()tan/2/sintan/2/tanDWWWVDWvwWvwMTTTTT为了简化应用给出和fTVDVWVDTT wT(tan/2 1/sin1/tan)DWvvvMT需要在两个连接处都有抵抗反应的力这里DWM38。由连接处引起的干扰常数f，一个附加的转向装置扭转力矩也/DWDWFML 围绕着主销轴线变动： cos/fDWTMfL 式中 每个车轮的转向装置扭转力矩fT 转向装置扭转力矩差fT f连接处干扰系数 L连接轴（半轴）的长度由于f值小，理想值是0，的影响较小。fT5转弯时的效应扭转时由于驱动轮的速度不相等，黏性连接器也提供一个自琐的扭转力矩。在平稳转向过程中，速度较慢的内侧车轮被外侧车轮黏性连接器施加的一个附加的驱动力。前轮驱动力的汽车稳定状态下转向时的牵引力。不同的牵引力和导致一个侧偏力矩MCOG，它必须被一个较大的侧flDfrDflD偏力补偿，因此在前轴有一个大的滑动角af。因此前驱动轮的汽车自动转向装置上黏性连接器的影响趋向一个在转向装置状态下的特性。这个运动方式整体上和所有转向操纵下在稳定状态下转弯移动时的现代汽车操纵方式的偏重心相一致.在转弯时不对称的牵引力干扰也会改进汽车的直线行驶。每一次偏离正常的直线方向都会引起车轮以轻微的不同半径滚动。驱动力和产生的侧偏力矩差会使汽车重新回到直线行驶。虽然这些方向的偏离引起仅仅很小的车轮滚动半径差，但是旋转的偏差尤其在高速时对于一个黏性连接器前差速器是足够将汽车带到直线上行驶的。安装有开式差速器的高动力前轮驱动汽车当以低档加速离开紧急转角时通常旋转它们的内侧车轮。安装有限制滑动黏性差速器，这个旋转是有限的并且有不同车轮的速度差产生的扭转力为外侧的驱动轮提供附加的牵引力效果。装有黏性限制滑动差速器的前轮驱动汽车在转道上加速时的牵引力特别地当行驶或加速离开一个T形交叉路口加速能力就这样被改善（也就是39说在T形路口横切向右或向左从停止位置加速）。装有开式差速器和装有黏性限制滑动差速器在稳定状态下转弯过程中加速试验的结果。装有一个开式差速器的前轮驱动汽车在半径为40m的湿沥青弯曲路面上加速特性（实验过程中安装有转向装置轮角测试仪）装有一个黏性连接器的前轮驱动汽车在半径为40m的湿沥青弯曲路面上加速特性（实验过程中安装有转向装置轮角测试仪）安装有一个开式差速器的汽车平均加速度为同时装有黏性连CSDM22.0/m s接器的汽车平均加速度达到（被发动机功率限制）。在这些试验中，22.3/m s由内侧的从动轮引起的最大速度差，被从带有开式差速器的240rpm减少到带有黏性连接器的100rpm。在弯道上加速行驶时，前轮驱动的汽车通常处在操纵状态下要多于其匀速行驶的状态。前轮传递侧偏力潜能降低的原理是由于重心移到后轴车轮并且在驱动轮上增加了纵向力。在一个开式环形控制循环测试中这个能够看出在开始加速以后偏跑速度（跑偏率）的降低。开始加速时装有开式差速器汽车的跑偏率比装有黏性连接器汽车的下降的更快。然而，在开始加速大约2秒后，黏性连接的汽车的跑偏率下降斜率增加高于装有开式差速器 的汽车。安装有限制滑动前差速器的汽车在转弯过程中加速时具有一个更稳定的最初反应比装有开式差速器的汽车，降低它的操纵状态。这是因为内侧驱动轮的高滑动通过黏性连接器产生一个增加的驱动力到外侧车轮。前轮牵引力的不平衡导致在行驶方向上的偏跑力矩，反对操纵状态。CSDM当驱动轮的附着限制是超出的,安装黏性连接器的汽车处于操纵状态比安装有开式差速器的汽车更明显(这里,开始加速后2 秒)。在非常低的摩擦力表面，例如雪或者冰，当装有限制滑动差速器的汽车在曲线路面上加速时更强的操纵性被期望因为通过黏性连接器连接的驱动轮更容易旋转（动力转向装置）。然而，这个特性能很容易地被驾驶员或者自动节气门调节牵引系统控制。在这些情况下比后轮驱动的汽车更容易控制。在转弯过程中当加速时它能够防止动力过分操纵。考虑到，所有的情况，装配有一个黏性连接器的汽车在加速过程中具有稳定的加速行动方式在光滑路面上只有小的40缺点。通过突然释放加速器，在转弯过程中节气门关闭的反应，通常导致前轮驱动的汽车改换方向（节气门关闭超出了操纵）。高动力的模型能得到高侧偏加速度显示出最大规模的反应。这个节气门关闭反应有几个原因例如运动学上的影响，或者，当汽车降低速度试着以一个较小的转变半径通过时。然而，实质上的原因，是动力的重心从后轴转移到前轴，这会导致前轴降低滑动角。后轴增加滑动角。因为，后轴车轮不传递驱动力矩，在这种情况下在后轴上的影响比前轴上的影响更大。在节气门关闭之前。安装有黏性限制滑动差速器前轮驱动的汽车当转变时关闭节气门后移动立刻产生的制动力随着内侧的车轮继续比外侧车轮更慢的转动，黏性联结器给外侧车轮提供更大的制动力。由于前轮力的不同围绕着汽车重量的中心会产生一个抵消fB正常转向反应的侧偏力矩MCOG.。将安装有开式差速器的汽车和装有黏性联结器的在关闭节气门的移动过程中转向方式进行比较时，安装有黏性差速器的两个驱动轮子之间速度差是降低的。在转弯半径为40米（不封闭的环形）的湿沥青路面上安装有开式差速器前轮驱动汽车的节气门关闭特性在转弯半径为40米（不封闭的环形）的湿沥青路面上安装有黏性联结器前轮驱动汽车的节气门关闭特性安装有开式差速器的汽车侧偏速度（侧偏率），和相对的侧偏角（除汽车保持继续在稳定状态下转弯的侧偏角之外）在节气门关闭后显示一个非常明显的增加。在安装有一个黏性的限制滑动差速器的汽车上节气门关闭后侧偏率的突然增加和相对侧偏角的增加都有很大的降低。例如在一个弯道上随着半径的增加，一上正常的驾驶一个超大号的前轮驱动汽车的人通常仅仅的惯常的空档的操纵装置下的汽车操纵方式，然后驾驶员忽然惊奇并且在节气门突然的释放后会有有力的操纵反应。如果驾驶员对情况的反应不正确汽车将进一步恶化汽车离开车道到曲线的内侧的事故是这个事件的验证。因此黏性联结器为一个正常的驾驶员改善节气门关闭的行为方式当保持可控制，可预言的并且安全驾驶时。416制动影响黏性联结器前驱动的汽车没有ABS（制动防抱死系统）在滑动系数为的路面上制动时仅仅具有一个非常小的影响。因此前轮被部分的联结通过低值的一侧的前轮比安装有开式差速器的汽车稍稍高一些。在另一侧，在高值一侧被制动压力锁着的前轮要稍稍的低一些。这些差值可以用一个装有仪器的试验汽车测着但是靠主观的评定几乎是不明显的。前轴和后轴的锁止有持续的行动不受黏性联结器的影响。现代提供的大多数ABS能够单独地控制每一个前轮。前轮驱动汽车的电子ABS必须考虑到相当多的在制动之间有效的车轮惯性的差别随着离合器的啮合和分离。前轮的部分联结器通过黏性单元不这样因此修改ABS行为的事实已经被无数个实验和几个独立的轿车生产厂家证明。一个理念的希望是这发生在一个滑动系数为的表面上，如果一个侧偏力矩推迟产生或者侧偏力矩降低（YMR）就可以得出ABS控制单元。装ABS的汽车在滑动系数为的路面上制动时前轮制动产生的制动压力和生成特性对于低偏侧惯性和短轴矩的汽车，侧偏力矩的产生可以被推迟从而允许正常的驾驶员有足够的反应时间依靠ABS为高值的车轮降低制动力的产生。尤其在刚开始制动时，因此在高摩擦系数路面上的车轮，在制动状态下和行驶时很少滑移。对比之下，低值的车轮，能同时通过黏性差速器引起速度差产生一个很大的滑移。结果当在高值的车轮上产生抵抗YMR的额外制动力时自锁扭转力出现了。虽然这也许会被认为是一个负面影响而且对于一辆安装有前黏性联结器的汽车来说当安装YMR计算程序就能很容易地被修正，但是汽车试验已经证明这个影响是很小的，实际上不需要专门的新的ABS/YMR计算程序的开发。7总结总之，黏性联结器在前轴差速器的试用能被证实。它也明确地影响整个汽车的控制和稳定，只是稍微地，但是可以接受的在扭转力操纵上的影响。为了减小不想要的扭转力操纵的影响一个基本的设计准则被给出：（1） 由于纵向载荷改变产生的警觉反应必须尽可能的小；42（2） 主销轴线和车轮中心之间的距离必须尽可能的小；（3） 垂直弯曲角变化范围应该接近零（或者为负值）；（4） 两侧的垂直弯曲角应该一样；（5） 侧轴应该等长。在扭转力操纵上小的影响是联结处的干扰常数不管什么理由这个常数的理想值是零。带有和不带有ABS的制动系统仅仅是黏性联结器不重要的影响。在前轮驱动的汽车上通过黏性的限制滑动差速器牵引力有着很重要的改善。前轮驱动汽车独立的转向装置的行动方式在操纵状态的方向下被黏性限制滑动差速器稍稍地影响。在转弯过程中节气门关闭和加速改进的反应使前轴安装有黏性联结器的汽车更稳定，更可预见而且更安全。附录B 外文原文The Effect of a Viscous Coupling Used as a Front-Wheel Drive Limited-Slip Differential on Vehicle Traction and Handling1 ABSTRACTThe viscous coupling is known mainly as a driveline component in four wheel drive vehicles. Developments in recent years, however, point toward the probability that this device will become a major player in mainstream front-wheel drive application. Production application in European and Japanese front-wheel drive cars have demonstrated that viscous couplings provide substantial improvements not only in traction on slippery surfaces but also in handing and stability even under normal driving conditions.This paper presents a serious of proving ground tests which investigate the effects of a viscous coupling in a front-wheel drive vehicle on traction and handing. Testing demonstrates substantial traction improvements while only slightly influencing steering torque. Factors affecting this steering torque in front-wheel drive vehicles during straight line driving are described. Key vehicle design parameters are identified which greatly influence the compatibility of limited-slip differentials in front-wheel drive vehicles.Cornering tests show the influence of the viscous coupling on the self steering behavior of a front-wheel drive vehicle. Further testing demonstrates that a vehicle 43with a viscous limited-slip differential exhibits an improved stability under acceleration and throttle-off maneuvers during cornering.2 THE VISCOUS COUPLINGThe viscous coupling is a well known component in drivetrains. In this paper only a short summary of its basic function and principle shall be given.The viscous coupling operates according to the principle of fluid friction, and is thus dependent on speed difference. This means that the drive torque which is transmitted to the front wheels is automatically controlled in the sense of an optimized torque distribution.In a front-wheel drive vehicle the viscous coupling can be installed inside the differential or externally on an intermediate shaft. This layout has some significant advantages over the internal solution. First, there is usually enough space available in the area of the intermediate shaft to provide the required viscous characteristic. This is in contrast to the limited space left in todays front-axle differentials. Further, only minimal modification to the differential carrier and transmission case is required. In-house production of differentials is thus only slightly affected. Introduction as an option can be made easily especially when the shaft and the viscous unit is supplied as a complete unit. Finally, the intermediate shaft makes it possible to provide for sideshafts of equal length with transversely installed engines which is important to reduce torque steer (shown later in section 4).This special design also gives a good possibility for significant weight and cost reductions of the viscous unit. GKN Viscodrive is developing a low weight and cost viscous coupling. By using only two standardized outer diameters, standardized plates, plastic hubs and extruded material for the housing which can easily be cut to different lengths, it is possible to utilize a wide range of viscous characteristics.3 TRACTION EFFECTSAs a torque balancing device, an open differential provides equal tractive effort to both driving wheels. It allows each wheel to rotate at different speeds during cornering without torsional wind-up. These characteristics, however, can be disadvantageous when adhesion variations between the left and right sides of the road surface (split-) limits the torque transmitted for both wheels to that which can be supported by the low- wheel.With a viscous limited-slip differential, it is possible to utilize the higher 44adhesion potential of the wheel on the high-surface. When for example, the maximum transmittable torque for one wheel is exceeded on a split-surface or during cornering with high lateral acceleration, a speed difference between the two driving wheels occurs. The resulting self-locking torque in the viscous coupling resists any further increase in speed difference and transmits the appropriate torque to the wheel with the better traction potential.It can be seen that the difference in the tractive forces results in a yawing moment which tries to turn the vehicle in to the low-side, To keep the vehicle in a straight line the driver has to compensate this with opposite steering input. Though the fluid-friction principle of the viscous coupling and the resulting soft transition from open to locking action, this is easily possible.Reported are the average steering-wheel torque Ts and the average corrective opposite steering input required to maintain a straight course during acceleration on a split-track with an open and a viscous differential. The differences between the values with the open differential and those with the viscous coupling are relatively large in comparison to each other. However, they are small in absolute terms. Subjectively, the steering influence is nearly unnoticeable. The torque steer is also influenced by several kinematic parameters which will be explained in the next section of this paper.4 FACTORS AFFECTING STEERING TORQUEThe tractive forces lead to an increase in the toe-in response per wheel. For differing tractive forces, Which appear when accelerating on split-with limited-slip differentials, the toe-in response changes per wheel are also different.Unfortunately, this effect leads to an undesirable turn-in response to the low-side, i.e. the same yaw direction as caused by the difference in the tractive forces.Reduced toe-in elasticity is thus an essential requirement for the successful front-axle application of a viscous limited-slip differential as well as any other type of limited-slip differential.Generally the following equations apply to the driving forces on a wheelVTFF With Tractive ForceTF Vertical Wheel LoadVF45 Utilized Adhesion CoefficientThese driving forces result in steering torque at each wheel via the wheel disturbance level arm “e” and a steering torque difference between the wheels given by the equation:=eTcosH hiH loeFFWhere Steering Torque DifferenceeT e=Wheel Disturbance Level Arm King Pin Angle hi=high-side subscript lo=low-side subscriptIn the case of front-wheel drive vehicles with open differentials, Ts is almost unnoticeable, since the torque bias () is no more than 1.35.loHhiTFF/For applications with limited-slip differentials, however, the influence is significant. Thus the wheel disturbance lever arm e should be as small as possible. Differing wheel loads also lead to an increase in Te so the difference should also be as small as possible.When torque is transmitted by an articulated CV-Joint, on the drive side (subscript 1) and the driven side (subscript 2),differing secondary moments are produced that must have a reaction in a vertical plane relative to the plane of articulation. The magnitude and direction of the secondary moments (M) are calculated as follows:Drive side M1 =2tan(/2)/tanvvTTDriven side M2 =2tan(/2)/tanvvTTWith T2 =T dynF r =TsystemJoTfint, 2Where Vertical Articulation Anglev Resulting Articulation Angle Dynamic Wheel Radiusdynr46 Average Torque LossTThe component acts around the king-pin axis (see figure 7) as a 2cosMsteering torque per wheel and as a steering torque difference between the wheels as follows:)tan/2/tan()sin/2/tan(cos22liwhiwTTTTT where Steering Torque DifferenceT WWheel side subscriptIt is therefore apparent that not only differing driving torque but also differing articulations caused by various driveshaft lengths are also a factor. The rotational direction of M2 or respectively change, depending on the position of the wheel-Tcenter to the gearbox output.For the normal position of the halfshaft (wheel-center below the gearbox output joint) the secondary moments work in the same rotational direction as the driving forces. For a modified suspension layout (wheel-center above gearbox output joint, i.e. negative) the secondary moments counteract the moments caused by the vdriving forces. Thus for good compatibility of the front axle with a limited-slip differential, the design requires: 1) vertical bending angles which are centered around or negative () with same values of on both left and right sides; and 2) 0v0vvsideshafts of equal length.The influence of the secondary moments on the steering is not only limited to the direct reactions described above. Indirect reactions from the connection shaft between the wheel-side and the gearbox-side joint can also arise, as shown below:Indirect Reactions Generated by Halfshaft Articulation in the Vertical PlaneFor transmission of torque without loss and both of the secondary vdvwmoments acting on the connection shaft compensate each other. In reality (with torque loss), however, a secondary moment difference appears: WDDWMMM12With TTTWD22The secondary moment difference is:DWMVWWVWWVDVDWTTDTwTTtan/2/tansin/tan22/247For reasons of simplification it apply that and to VVWVDTTTWDgivetan/2 1/sin1/tanDWVVVMT requires opposing reaction forces on both joints where DWM. Due to the joint disturbance lever arm f, a further steering torque LMFDWDW/also acts around the king-pin axis:cos/fDWTMfL cos/fDWhihiDW loloTfMLMLWhere Steering Torque per WheelfT Steering Torque DifferencefT Joint Disturbance Leverf Connection shaft (halfshaft) LengthLFor small values of f, which should be ideally zero, is of minor influence.fT5EFFECT ON CORNERINGViscous couplings also provide a self-locking torque when cornering, due to speed differences between the driving wheels. During steady state cornering, the slower inside wheel tends to be additionally driven through the viscous coupling by the outside wheel.Tractive forces for a front-wheel drive vehicle during steady state cornering The difference between the Tractive forces Dfr and Dfl results in a yaw moment MCOG, which has to be compensated by a higher lateral force, and hence a larger slip angle af at the front axle. Thus the influence of a viscous coupling in a front-wheel drive vehicle on self-steering tends towards an understeering characteristic. This behavior is totally consistent with the handling bias of modern vehicles which all under steer during steady state cornering maneuvers. The asymmetric distribution of the tractive forces during cornering as the straight-line running. Every deviation from the straight-line position causes the wheels to roll on slightly different radii. The difference between the driving forces and the resulting yaw moment tries to restore the vehicle to straight-line running 48again.Although these directional deviations result in only small differences in wheel travel radii, the rotational differences especially at high speeds are large enough for a viscous coupling front differential to bring improvements in straight-line running.High powered front-wheel drive vehicles fitted with open differentials often spin their inside wheels when accelerating out of tight corners in low gear. In vehicles fitted with limited-slip viscous differentials, this spinning is limited and the torque generated by the speed difference between the wheels provides additional tractive effort for the outside driving wheel.Tractive forces for a front-wheel drive vehicle with viscous limited-slip differential during acceleration in a bend The acceleration capacity is thus improved, particularly when turning or accelerating out of a T-junction maneuver ( i.e. accelerating from a stopped position at a “T” intersection-right or left turn ).The results of acceleration tests during steady state cornering with an open differential and with viscous limited-slip differential .Acceleration characteristics for a front-wheel drive vehicle with an open differential on wet asphalt at a radius of 40m (fixed steering wheel angle throughout test).Acceleration Characteristics for a Front-Wheel Drive Vehicle with Viscous Coupling on Wet Asphalt at a Radius of 40m (Fixed steering wheel angle throughout test)The vehicle with an open differential achieves an average acceleration of 2.0 while the2/smvehicle with the viscous coupling reaches an average of 2.3 (limited by 2/smengine-power). In these tests, the maximum speed difference, caused by spinning of the inside driven wheel was reduced from 240 rpm with open differential to 100 rpm with the viscous coupling.During acceleration in a bend, front-wheel drive vehicles in general tend to understeer more than when running at a steady speed. The reason for this is the reduction of the potential to transmit lateral forces at the front-tires due to weight transfer to the rear wheels and increased longitudinal forces at the driving wheels. In an open loop control-circle-test this can be seen in the drop of the yawing speed (yaw 49rate) after starting to accelerate.The yaw rate of the vehicle with the open differential falls-off more rapidly than for the vehicle with the viscous coupling starting to accelerate. Approximately 2 seconds after starting to accelerate, however, the yaw rate fall-off gradient of the viscous-coupled vehicle increases more than at the vehicle with open differential.The vehicle with the limited slip front differential thus has a more stable initial reaction under accelerating during cornering than the vehicle with the open differential, reducing its understeer. This is due to the higher slip at the inside driving wheel causing an increase in driving force through the viscous coupling to the outside wheel. the imbalance in the front wheel tractive forces results in a yaw moment CSDMacting in direction of the turn, countering the understeer.When the adhesion limits of the driving wheels are exceed, the vehicle with the viscous coupling understeers more noticeably than the vehicle with the open differential (here, 2 seconds after starting to accelerate). On very low friction surfaces, such as snow or ice, stronger understeer is to be expected when accelerating in a curve with a limited slip differential because the driving wheels-connected through the viscous coupling-can be made to spin more easily (power-under-steering). This characteristic can, however, be easily controlied by the driver or by an automatic throttle modulating traction control system. Under these conditions a much easier to control than a rear-wheel drive car. Which can exhibit power-oversteering when accelerating during cornering. All things, considered, the advantage through the stabilized acceleration behavior of a viscous coupling equipped vehicle during acceleration the small disadvantage on slippery surfaces.Throttle-off reactions during cornering, caused by releasing the accelerator suddenly, usually result in a front-wheel drive vehicle turning into the turn (throttle-off oversteering ). High-powered modeles which can reach high lateral accelerations show the heaviest reactions. This throttle-off reaction has several causes such as kinematic influence, or as the vehicle attempting to travel on a smaller cornering radius with reducing speed. The essential reason, however, is the dynamic weight transfer from the rear to the front axle, which results in reduced slip-angles on the front and increased slip-angles on the rear wheels. Because the rear wheels are not transmitting driving torque, the influence on the rear axle in this case is greater than that of the front axle. 50Baraking Forces for a Front-Wheel Drive Vehicle with Viscous Limited-Slip Differential Immediately after a Throttle-off Maneuver While CorneringAs the inner wheel continued to turn more slowly than the outer wheel, the viscous coupling provides the outer wheel with the larger braking force . The force fBdifference between the front-wheels applied around the center of gravity of the vehicle causes a yaw moment that counteracts the normal turn-in reaction.GCM0When cornering behavior during a throttle-off maneuver is compared for vehicles with open differentials and viscous couplings, the speed difference between the two driving wheels is reduced with a viscous differential.Throttle-off Characteristics for a Front-Wheel Drive Vehicle with an open Differential on Wet Asphalt at a Radius of 40m (Open Loop)Throttle-off Characteristics for a Front-Wheel Drive Vehicle with Viscous Coupling on Wet Asphalt at a Radius of 40m (Open Loop)The yawing speed (yaw rate), and the relative