滑叉设计说明书

1、 宁波理工学院机械设计课程设计说明书设计题目：下万向节滑叉夹具设计分 院： 机电与能源工程分院专业班级： 08机制1班 姓 名： 马浩斌 学 号： 3080611018 指导老师： 华顺明 设计日期： 2011年12月6日 目 录1零件的工艺分析及生产类型的确定2 1.1零件的用途3 1.2 零件的技术要求3 1.3 审查滑叉的工艺性4 1.4 确定滑叉的生产类型42确定毛坯、绘制毛坯简图4 2.1选择毛坯4 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量4 2.3 绘制滑叉的毛坯简图53 拟定滑叉工艺路线6 3.1 定位基准的选择6 3.2 表面加工方法的确定6 3.3 加工阶段的划分6 3.4

2、工序的集中与分散6 3.5工序顺序的安排6 3.6 确定工艺路线64 机床设备及工艺装备的选用7 4.1 机床设备的选用7 4.2 工艺装备的选用75 工序2加工余量、工序尺寸和公差的确定76 工序2切削用量、时间定额的计算8 6.1 切削用量的计算8 6.2 时间定额的计算97 工序2专用夹具设计分析107.1 工序2钻削切削力大小的计算与夹紧力分析117.2 工序2钻扩铰24H8孔专用夹具设计11 7.3 定位方案的分析和定位基准的选择12 7.4 定位误差分析及计算12 7.5导向元件设计147.6夹具设计及操作的简要说明148 参考文献151零件的工艺分析及生产类型的确定图1-1滑叉零

3、件图图 1-2滑叉零件三维图1.1 零件的用途该万向节滑叉是汽车后桥上的一个重要的零件，它具有传递扭矩，调整传动轴长度的作用。从而使汽车在前进中获得动力，以及当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，零件可以调整传动轴的长短及其位置。滑叉的两个叉头上有两个内孔用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联轴器的作用。滑叉45mm外圆内为内孔与传动轴端部的轴通过键相配合，用于传递动力的作用。1.2 零件的技术要求表 1-11.3 审查滑叉的工艺性由图知上下耳24mm内孔，顶部24mm内孔，上下耳上8mm孔和M8孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（上下

4、耳内孔24mm，顶部内孔24mm）外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，可以通过铣削，钻扩的粗加工就可以达到加工要求，而主要工作表面虽然加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下采用较经济的方法保质保量地加工出来，故知该零件工艺性较好。1.4 确定滑叉的生产类型计算零件生产纲领的公式： N=Q*n(1+&%)(1+%)其中： Q=10000辆/年（产品的年产量） n=1件/辆（每辆汽车该零件的数量） &=3（零件的备品率） =0.5（零件的废品率）则 N=10000x1x(1+3%)x(1+0.5%)=1035105（件/年）滑叉重量为1.406kg，由表1-3知，滑

5、叉属于轻型零件;由表1-2确定该零件为大批生产。2 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯由于滑叉在工作过程中永受交变载荷和冲击载荷，为了增强滑叉的强度和刚度，故选用铸件。滑叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批量生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用砂型铸造机器造型和壳型制毛坯。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量又表2-1和表2-5可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定以下各因素。1.公差等级由滑叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级2.铸件的材质该滑叉材料为球墨铸铁，毛坯质量为2.128kg,零件质量为1.406kg3.零件表面粗糙度由零件图知，该滑叉各加工表面的粗糙度R

6、a均大于3.2m。根据上述因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果如下表2-1所示：表 2-1项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注长度142.53.6()表2-33.3表2-4宽度1003.2()表2-33.3表2-4上下耳宽度202.4()表2-33.3表2-4上下耳厚度472.8()表2-33.3表2-42.3 绘制滑叉的毛坯简图由上表所得结果，绘制毛坯简图如下图2-1所示图 2-13拟定滑叉工艺路线3.1 定位基准的选择 定位基准要先选精基准，再选粗基准。故选择滑叉顶部24H8的内孔作为精基准，选择顶部45mm外圆作为粗基准。3.2 表面加工方法的确定 具体加工

7、方法查看表1-13.3 加工阶段的划分加工阶段分为粗加工和半精加工。 在粗加工阶段，首先将精加工准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣两耳的内外端面，滑叉B槽，两耳上的两个平面。在半精加工阶段，完成槽板上钻10mm扩12mm孔和攻M10螺纹，以及两耳上平面内钻攻M8。3.4 工序的集中与分散 该滑叉的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且利用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。3.5 工序顺序安排工序的安排顺序为：基准加工

8、（粗铣顶平面-钻扩铰孔Ø24H8）主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工（镗Ø30内孔-粗铣两耳内、外端面-钻扩铰孔2xØ24H7-粗铣两耳上的两个平面）主要表面半精加工和次要表面加工（钻两耳平面上的2Ø8孔-攻M8螺纹-粗铣滑叉B槽-钻孔Ø10-攻M10螺纹-粗铰Ø12孔）零件加工完后的处理（去毛刺检验校直清洗终检）3.6确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，列出滑叉的工艺路线如下表3-1：表 3-1工序号工 序 名 称机床设备刀具量具1粗铣顶平面立式铣床X51高速钢套式面铣刀游标卡尺2钻扩铰孔Ø24H8立

9、式钻床Z525莫氏锥柄麻花钻、锥柄扩孔钻、锥柄机用铰刀游标卡尺、塞规3镗Ø30内孔立式钻床Z535硬质合金镗刀游标卡尺、 塞规4粗铣两耳外端面卧式铣床X61三面刃铣刀游标卡尺5粗铣两耳内端面卧式铣床X61三面刃铣刀游标卡尺6钻扩铰孔2Ø24H7立式钻床Z525莫氏锥柄麻花钻、锥柄扩孔钻、锥柄机用铰刀游标卡尺、塞规7粗铣两耳上的两个平面立式铣床X51高速钢套式面铣刀游标卡尺8钻两耳平面上的2Ø8孔立式钻床Z525直柄麻花钻游标卡尺、 塞规攻M8螺纹立式钻床Z525直柄丝锥游标卡尺、 塞规9粗铣滑叉B槽立式铣床X51锯片铣刀游标卡尺10钻孔Ø10立式钻床Z5

10、35直柄麻花钻游标卡尺、 塞规攻M10螺纹立式钻床Z535直柄丝锥游标卡尺、 塞规粗铰Ø12孔立式钻床Z535直柄机用铰刀游标卡尺、 塞规11去毛刺台虎钳锉刀12检验游标卡尺、 塞规、百分表等13校直台虎钳手锤14清洗清洗机15终检游标卡尺、 塞规、百分表等4机床设备及工艺装备的选用（前移）4.1 机床设备的选用 设备的选用可以参考上面表3-1，因为在表上都已经列好每道工序所需的设备4.2 工艺装备的选用 工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。刀具和夹具可以参考上面表3-1，因为在表上都已经列好每道工序所需的道具和夹具。 滑叉的生产为大批生产，所以选用的夹具均为专用夹具。5 工序2加工余

11、量、工序尺寸和公差的确定工序2钻-扩-铰24H8孔的加工余量，工序尺寸和公差的确定由查表2-28可查得，铰孔的余量Z铰=0.2mm，扩孔的余量Z扩=1.8mm，钻孔的余量Z钻=22mm。查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，铰孔：IT8扩孔：IT10钻孔：IT12。根据上述结果，再查标准公差值表2-40可确定各工步的公差值分别为，铰孔：0.033mm扩孔：0.084mm钻孔：0.21mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，铰孔：mm 扩孔： mm钻空：mm，它们的互相关系如下图5-1所示：图 5-16 工序2切削用量、时间定额的计算6.1 切削用量的计算工序2钻，扩，铰

12、24H8孔（1） 钻孔工步1）背吃刀量的确定 取=11mm2）进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.48mm/r3）切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为球墨铸铁的条件选取，切削速度v可取为18m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速n=260.4r/min ， 参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=272r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度（2） 扩孔工步1） 背吃刀量的确定 取=0.9mm2） 进给量的确定 查实用机械加工手册中表4-81，选取该工步的每转进给量f=0.6mm/r3） 切削速度的计算 查实用机

13、械加工手册 中表4-82，切削速度v可取为29.5m/min。由公式（5-1）可求得该工序扩钻转速n=394.6r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度（3） 铰孔工步1）背吃刀量的确定 取=0.1mm2）进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.8mm/r3）切削速度的计算 由表5-31， 切削速度v可取为6m/min。由公式（5-1）可求得该工序扩钻转速n=79.6r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min。再将此转速代入公式（5-1

14、），可求出该工序的实际钻削速度6.2额定时间的计算1. 基本时间的计算工序2钻，扩，铰24H8孔1） 钻孔工步 根据表 5-41 ， 钻孔的基本时间可由公式求得。式中=75mm=1mm =0.48mm/r=272r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间2） 扩孔工步 根据表 5-41 ， 扩孔的基本时间可由公式求得。式中=75mm=3mm =0.6mm/r=545r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间3） 铰孔工步 根据表 5-41， 钻孔的基本时间可由公式求得。式中、由表5-42按、=（Dd）/2=(24mm-23.8mm)/2=0.1mm的条件查得=0.37mm；=1

15、5mm；而=75mm；=0.8mm/r；=97r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间 2. 辅助时间的计算根据第五章第二节所述，辅助时间与基本时间之间的关系为，这里取，则各工步的辅助时间分别为：工序2钻孔工步的辅助时间：；工序2扩孔工步的辅助时间：；工序2铰孔工步的辅助时间：；3. 其他时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于本零件万向节滑叉的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间是作业时间的27，这里取=4%；休息与生理需要时间是作业时间的2

16、4，这里取=3%，则各工步的其他时间（+）可按关系式（4%+3%）(+)计算，它们分别为：工序2钻孔工步的其他时间：+=7%（39.1s+5.9s）=3.15s工序2扩孔工步的其他时间：+=7%（14.6s+2.2s）=1.18s工序2铰孔工步的其他时间：+=7%（69.6s+10.4s）=5.6s4. 单件时间的计算工序2的单件时间为三个工步单件时间的和，其中钻孔工步=39.1s+5.9s+3.15s=48.15s；扩孔工步=14.6s+2.2s+1.18s=17.98s；铰孔工步=69.6s+10.4s+5.6s=85.6s；因此，工序2的单件时间=+=48.15s+17.98s+85.6

17、s=151.73。 7 工序2专用夹具设计分析为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本工序2钻扩铰24mm孔，本夹具将用于Z535立式钻床，采用扩孔钻头，铰刀，对轴孔进行加工。7.1 工序2钻削切削力大小的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册得：钻削力 （4-1）钻削力矩 （4-2） （修正系数）式中： 代入公式（4-1）和（4-2）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向垂直，故根据表10-1查得公式有 防止工件转动 （5-1） 防止工件移动 （5-2）式中:，,，

18、代入公式（5-1）和（5-2）得防止工件转动防止工件移动7.2 工序2钻扩铰24H8孔专用夹具设计本夹具主要用来钻、扩、铰工艺孔。这个工艺孔有尺寸精度要求为，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与端面垂直，并用于以后加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本道工序为滑叉加工的第2道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。7.3 定位方案的分析和定位基准的选择 由下图7-1可知，工艺孔位于零件的顶部除，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与外圆同心。为了保证所钻、扩、铰的孔与外圆同心并保证工艺孔能在后续的加工工序中使后续工序的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择已定好的粗基准，即的外圆作为定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择外圆端面和下端两耳底面为主要定位基准限制工件的五个自由度，另一个工艺孔轴向方向的自由度因限制要求不高，故由两V型块的夹紧力来限制。图 7-1 定位分析图7.4 定位误差分析及计算本工序选用的工件以外圆在V形块定位。如不考虑V形块的制造误差，则工件定位基准在V形块的对称面上，因此水平方向上的位移为零。但在垂直方向上，因工件外圆有制造误差，而产生基准位移。由机械制造技术基础课程设计指