万向节滑动叉工艺毕业论文说明书

PAGEPAGE25目录1零件的工艺分析及生产类型的确定 11.1零件的用途 11.2万向节滑动叉零件的技术要求 21.3审查分析滑动叉的工艺性 21.4确定滑动叉的生产类型 32零件的工艺规程设计 32.1.确定毛坯的制造形式 32.2基准面的选择 42.2.1粗基准的选择 42.2.2精基准的选择 42.3制定工艺路线 42.3.1工艺路线方案一 52.3.2工艺路线方案二 52.3.3工艺方案的比较与分析 62.4机床设备及工艺装备的选用 72.41机床设备的选用 72.42工艺装备的选用 72.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 82.5.1外圆表面 82.5.2外圆表面沿轴线方向的加工余量与公差 82.6确定切削用量及基本工时 92.6.1计算切削用量 10致谢 21参考文献 221零件的工艺分析及生产类型的确定1.1零件的用途万向节滑动叉位于汽车底盘转动轴的端部。主要作用一是传递扭矩，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位置时，由本零件可以调节传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个φ的孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向连轴节的作用。而φ65mm外圆内为φ50mm花键顶孔与传动轴端部的花键孔相配合，用于传递动力。1.2万向节滑动叉零件的技术要求表1－1万向节滑动叉零件技术要求表加工表面轴长mm直径mm精度等级表面粗糙度形位公差φ62外圆70φ62IT13Rz200M60X1-6h外螺纹20M60X16hRa3.2M60X1端面180φ65IT12Rz200φ39两孔外端面118φ75IT8-IT9Ra6.3φ39两孔φ39IT7-IT8Ra3.2φ43花键底孔30φ43IT11Rz50φ55沉头孔φ55IT12Ra6.3花键孔φ50IT8Ra1.6M8-6四个螺纹孔M8Ra3.2大端端面φ176IT8Ra3.2φ8钻孔φ8IT12Ra12.5为了考虑汽车在运行中要经常加速及实现正反向行驶，则零件在工作过程中则常常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件。而且锻造拔模斜度不大于。对于此零件来说，主要用途是传递扭矩与动力，因此考虑其工作环境等综合因素，加工精度要求一般，为了提高工件的耐磨性，需对表面进行，喷砂处理，提高力学性能，进行调制及热处理，使其硬度达到207—241HBS。1.3审查分析滑动叉的工艺性万向节滑动叉有两组加工表面，二者之间有位置要求，如下所诉：φ39mm孔为中心的加工表面这组加工表面包括，两个φ的孔及其倒角尺寸为的与两个孔φ相垂直的平面，还有在平面上的四个M8螺钉。其中主要加工表面为φ的两个孔。φ50mm花键孔为中心的加工表面这组加工表面包括：十六齿花键孔，φ55mm阶梯孔，以及φ65mm的外圆表面和M60×1mm的外螺纹表面和φ。这两组加工表面之间有一定的位置要求，主要是φ花键孔与φ孔，中心线的垂直公差为100:0.2;φ花键槽宽中心线与φ中心线偏转角度公差为；φ孔外端面对φ孔垂直的公差为0.1mm;根据以上分析可知，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，保证二者之间的位置精度要求。1.4确定滑动叉的生产类型根据设计题目此轴为大批生产，台/年件/台，结合实际生产品率和废品率分别为。件/年轴的重量为6kg，所以此轴属于轻型零件，查1－4[1]表该生产类型属于大批生产。2零件的工艺规程设计2.1.确定毛坯的制造形式根据使用要求，生产类型，设备条件及结构一般情况下选择材料。本零件“万向节滑动叉”零件材料为45钢，硬度HBS为207～241,零件年常量为5000件生产类型，已经达到大批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，采用在锻锤上合模模锻毛皮坯。毛坯简图如图2-1所示：图2-1滑动叉毛坯简图2.2基准面的选择基面选择是工艺规程中的重要工作之一。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，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大量报废，使生产无法正常进行。2.2.1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。但对于本零件来说，如果φ65mm外圆（或者φ62mm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为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，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φ孔德不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个V形支撑这两个φ的外轮廓作为主要定位面，以消除X、Y平动和转动共四个自由度，再利用一对定心的窄口卡爪，支持在φ65mm外圆柱面上，用以清除Z平动和转动共四个自由度，达到完全定位。2.2.2精基准的选择应该多考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算，以后还要进行专门计算。2.3制定工艺路线零件的机械加工工艺路线规程设计的重要问题，要以“优质、高产、低能耗”为宗旨，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置等技术要求都能得到合理的保证。由于生产类型已确定为大批生产，故采用机床配以高效率的专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。2.3.1工艺路线方案一方案一表2－1设计方案一序号工序名称机床设备刀具量具1锻造2热处理回火炉3车外圆φ62mm,φ60mm,车螺纹M60X1mmC620硬质合金刀游标卡尺4两次钻孔并扩钻花孔φ43mm,锪沉头孔φ55mmZ3025高速钢麻花钻游标卡尺5倒角5X30°C620硬质合金刀游标卡尺6钻Rc1/8底孔Z3025高速钢铰刀游标卡尺7拉花键孔C620硬质合金刀游标卡尺8粗车φ39mm二孔端面C620硬质合金刀游标卡尺9精车φ39mm二孔端面C620硬质合金刀游标卡尺10钻、扩、粗铣、精铣两个φ39mm孔至图样尺寸并锪倒角2X45°X52K高速钢立铣刀游标卡尺11钻M8mm底孔φ6.7mm,倒角120°Z3025高速钢铰刀12攻螺纹M8mm,Rc1/813去毛刺钳工台14热处理调质200HBS回火炉15磨削φ55至φ75各轴段达到尺寸要求M1420磨外圆砂轮游标卡尺16清洗17检验2.3.2工艺路线方案二方案二表2－2设计方案二序号工序名称机床设备刀具量具1锻造2热处理回火炉3粗铣φ39mm二孔端面X52K高速钢立铣刀游标卡尺4精铣φ39mm二孔端面X52K高速钢立铣刀游标卡尺5钻φ39mm二孔（不到尺寸）Z3025高速钢麻花钻游标卡尺6镗φ39mm二孔（不到尺寸）Z3025高速钢麻花钻游标卡尺7精镗φ39mm二孔，倒角2X45°Z3025高速钢麻花钻游标卡尺8车外圆Φ62mm，Φ60mm车螺纹M60X1mm9两次钻孔并扩钻花孔φ43mm,锪沉头孔φ55mm10倒角5X30°11钻Rc1/8底孔12拉花键孔13钻M8mm底孔φ6.7mm,倒角120°14攻螺纹M8mm,Rc1/815热处理调质200HBS回火炉X52K16磨削φ55至φ75各轴段达到尺寸要求M1420磨外圆砂轮游标卡尺17清洗18检验2.3.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案（一）是先加工以花键孔为中心的一组表面，然后以此为基面加工Φ39mm二孔；而方案（二）则与其相反，先加工Φ39mm孔，然后在以此二孔为基准加工花键孔及其外表面。经比较可见，先加工花键孔后再以花键孔定位加工Φ39mm二孔，这时的位置精度交易保证，并且定位及装夹都较方便。但方案（一）中的工序10虽然代替了方案（二）中的工序5、6、7，减少了装夹次数，但工序内容太多，不设计组合机床也会是选用转塔车床，而转塔车床大多数用于粗加工，用来加工Φ39mm二孔不适合。所以我们将方案（二）中的工序5、6、7移到方案（一）中，改为两道工序。方案三表2－3设计方案三序号工序名称机床设备刀具量具1锻造2热处理回火炉3车外圆φ62mm,φ60mm,车螺纹M60X1mm（粗基准的选着如前所述）C620硬质合金刀游标卡尺4两次钻孔并扩钻花孔φ43mm,锪沉头孔φ55mmZ3025高速钢麻花钻游标卡尺5倒角5X30°C620硬质合金刀游标卡尺6钻Rc1/8底孔Z3025高速钢铰刀游标卡尺7拉花键孔C620硬质合金刀游标卡尺8粗车φ39mm二孔端面，以花键孔及其端面为基准X52K高速钢立铣刀游标卡尺9精车φ39mm二孔端面C620硬质合金刀游标卡尺10钻孔两次并扩孔φ39mmC620硬质合金刀游标卡尺11钻M8mm底孔φ6.7mm,倒角120°Z3025高速钢铰刀12攻螺纹M8mm,Rc1/813去毛刺钳工台14热处理调质200HBS回火炉15磨削磨φ二孔端面，保证尺寸M1420磨外圆砂轮游标卡尺16清洗17检验2.4机床设备及工艺装备的选用2.41机床设备的选用该零件为大批量生产，所以按制定方案采用C620车床、X52铣床、M1420磨床和Z3025摇臂钻床进行加工。2.4.2工艺装备的选用主要工艺装夹所用装备的夹具刀具还有量具。除了零件上的孔加工需要专用夹具外，其余部分用普通夹具即可满足加工要求。2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“汽车传动轴滑动叉”零件材料为45#钢，硬度为207—241HB,毛坯重量约为6kg,生产类型为大量生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯，2级精度组。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：2.5.1外圆表面考虑加工长度为90mm与其连接的非加工外圆表面直径φ65mm，为简化模锻毛坯的外形，现直接取外圆表面直径为φ65mm。φ62mm表面为自由度尺寸公差，表面粗糙度要求为,只要粗加工，此时直径余量已能满足要求。2.5.2外圆表面沿轴线方向的加工余量与公差长度余量及公差取根据文献[1]查出外圆表面沿轴线方向的加工余量与公差，见表2-4和表2-5：表2-4工序列表工序工序内容单边余量工序尺寸表面粗糙度工序Ⅰ车端面2RZ200车φ62mm外圆1.5mm90mmRZ200车φ60mm外圆2.520mmRZ3.2车M60×1mm外圆1mm15mm--工序Ⅱ钻孔φ25mm12.5mmφ25mmRZ100钻孔φ41mm8mmφ41mmRZ100扩孔φ43mm2φ43mmRZ50锪圆柱式沉头孔Φ55mm2mmΦ55mm--工序Ⅲ拉花键孔0.024mm工序Ⅳ粗铣φ39mm两孔端面2RZ50工序Ⅴ扩孔φ38mm1mmφ38mmRZ60工序Ⅵ拉孔φ39mm1mmφRZ3.2工序Ⅶ磨φ39mm二孔端面0.2mmRZ6.3工序Ⅷ钻螺纹低孔4—Φ6.7㎜并倒角°0.1mmΦ6.7mmRZ6.3攻螺纹2—M80.1mmΦ8mmRZ6.3表2-5加工余量计算表加工尺寸及公差工序锻件毛坯（φ39二端面）粗铣二端面磨二端面加工前尺寸最大127125118.5最小122.8120.8118.2加工后尺寸最大125118.5118最小121119117.5加工余量（单边）2最大3.50.3最小1.230.128加工公差（单边）+1.3-0.22/2-0.07/2-0.72.6确定切削用量及基本工时工件材料：45号钢正火，б=600MPa、模锻,207-241HBS。加工要求：粗车φ60mm端面，200；粗车外圆φ60mm、φ62mm，200；车螺纹M60×1mm。机床：C620-1卧式车床。刀具：刀片材料YT15。螺纹车刀:刀片材料W184V工序Ⅰ车端面及外圆φ62mm、φ60mm并车螺纹M60×1mm。（1）粗车螺纹M60×1mm端面轴线长度方向的加工余量为4mm,但实际上，由于以后还要钻花键孔，因此端面不必全面加工，可以留一个φ40mm芯部待钻孔时加工掉，此时可按3mm考虑，一次加工。进给量f=0.52mm/r由文献[1]表1-32计算切削速度（根据文献[1]表1-38），车刀耐用度t=45minQUOTE(2-1)式中：t刀具耐用度；吃刀深度；f进给量。求得V=141(m/min)。确定机床主轴转速(2-2)式中：V切削速度；d刀具直径。求得n=12.5r/s=750r/min。切削工时QUOTE(2-3)式中：l=12.5；=3；=0；求得t=0.04min辅助时间一般按基本时间的15％～20％估算。该零件加工时选取=0.2，所以（2）粗车Φ62m外圆，车Φ60mm外圆①粗车φ62mm外圆背吃刀量取1.5，单边余量Z=1.5mm,可一次切除。进给量：考虑刀杆尺寸，工件直径及规定的切削深度，从文献[1]表3-13中选用f=0.57(mm/r).计算切削速度（根据文献[1]表3-18）QUOTEQUOTE求得V=150(m/min)确定机床主轴转速QUOTEQUOTE切削工时切入深度=2mm,切入长度=0，试切长度=1mm。QUOTEQUOTE②车φ60mm外圆柱面切削深度单边余量Z=2.5mm,可一次切除。进给量f=0.81mm/r(根据文献[1]表3-38)计算切削速度(根据文献[1]表3-38)车刀耐用度t=45min。确定主轴转速QUOTEQUOTE切削工时QUOTEQUOTE①②的总切削工时：①②的总辅助时间：（3）车螺纹M60×1mm。螺距s=1,刀具耐用度t=60min。由文献[1]表3-55查得。（2-4）式中：x走刀次数。采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时，走刀次数i=4;粗车螺纹时，走刀次数i=2。确定主轴转速切削工时由文献[1]表7-8查得工序Ⅱ钻、扩花键底孔φ43mm，并锪沉头孔φ55mm，内花键孔倒角，钻锥螺纹1/8底孔。（1）钻孔φ25mm切削速度（2-5）确定主轴转速切削工时由文献[1]表7-5查得切削深度，切入深度，试切长度。（2）钻、扩孔φ43mm根据文献[1]表3-54，扩孔根据钻孔取参考值确定机床主轴转速切削工时根据文献[1]表7-5，切入深度,切入深度。（3）钻φ41孔根据（文献[1]）表3-54查得，扩钻与钻同样尺寸的实体孔切削用量关系为：F=(1.2-1.8)式中，和分别为加工实体孔时的进给量与切削速度。根据文献[1]表3-38和表3-42知：，进而确定机床主轴转速切削工时切入深度，切入长度（4）锪圆柱式沉头孔φ55mm根据经验取刀杆直径D=φ25mm,刀杆伸出量125mm。加工余量，分二次加工，令选硬质合金YT5镗刀。根据文献[1]表3-15，表3-19，表3-12切削工时切入深度（5）φ45mm内孔5×30倒角参照文献[1]表3-17，3-21，取切削工时切入深度（6）钻锥螺纹1/8底孔参照文献[1]表3-38，3-42，取切削工时切入深度，切入长度工序Ⅲ拉花键参照文献[1]表3-86，3-88,3-87得进给量切削工时（表7-12）（2-6）式中：h单边余量；l拉削表面长度;η考虑校准部分的长度系数，取；k考虑机床返回行程的系数，取；v切削速度，取；f拉升齿升，取；z拉刀同时工作齿数，；p拉刀齿距。拉刀时工作齿数工序Ⅳ粗铣二孔端面，保证尺寸。根据文献[1]表3-28，表3-30得切削工时：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，可得出铣刀得行程。工序Ⅴ扩φ39mm二孔及倒角2×45。采用刀具，φ38mm扩孔钻。根据钻孔取参考值，见文献[1]表3-38,3-42切削工时（一个孔）；。倒角2×45双面。为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔相同。工序Ⅵ镗两个φ39mm两孔。文献[1]表3-88,表3-42单面齿升。切削工时式中：h单边余量；l拉削表面长度;η考虑校准部分的长度系数，取；k考虑机床返回行程的系数，取；v切削速度，取；f拉升齿升，取；z拉刀同时工作齿数，；p拉刀齿距。拉刀时工作齿数工序Ⅶ磨二孔端面，保证尺寸。根据文献[1]表3-91，表3-97选择砂轮为GB46ZRA6P350×40×127切削用量根据文献[1]表4-13,3-107得切削工时当加工一个表面时，根据文献[1]表7-12(2-7)式中：l加工长度；b加工宽度;Z单面加工余量；k系数；v工作台移动速度（）；f工作台往返一次砂轮轴向进给量（）；f工作台往返一次砂轮径向进给量（）；当加工两端面时工序Ⅷ钻四个螺纹底孔并倒角，攻螺纹及底孔。（1）钻螺纹底孔（同一端面两孔同时加工）根据文献[1]表3-38,表3-40得切削速度确定机床主轴转速切削工时切入深度，切入长度倒角仍取，手动进给。攻螺纹及底孔。根据文献[1]表3-42切削工时（2）攻螺纹孔致谢本课题在选题及研究过程中，老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从始至终都认认真真、勤勤恳恳地指导我进行设计，在她身上我不仅学到一些本科专业知识，还学到了她对工作认真负责的态度，这些都是我终身受益的，在此谨向张老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意这次课程设计不仅仅是我对自己所学的知识进行了巩固，更重要的是我在此基础上学到了许多新的知识，对以前不太懂得的、不太理解的也都熟悉了许多。在这里我也向那些曾经给予我巨大帮助和鼓励的老师和全体同学表示感谢，谢谢他们对我无微不至的关怀和照顾！参考文献[1]孟广农.机械加工工艺手册[G].北京:机械工业出版社，1997[2]郑焕文.机械制造工艺学[M].沈阳:东北工学院出版社，1988[3]邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程[M].北京:机械工业出版社，2004.8[4]徐锦康.机械设计[M].北京:机械工业出版社，2001[5]美国可切削性数据中心编.机械加工切削数据手册第三版第一卷[G].北京:机械工业出版社，1989基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用HYPERL