傳動(dòng)軸突緣叉加工工藝及銑兩端面夾具設(shè)計(jì)[保證尺寸118mm]-凸緣叉[含CAD高清圖紙]

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由于能力以及實(shí)踐能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。一、零件的分析（一）零件的作用傳動(dòng)軸突緣叉（CA10B解放牌汽車）是10B解放牌汽車傳動(dòng)軸上一個(gè)比較復(fù)雜的作用，他位于傳動(dòng)軸的中部。主要作用是穩(wěn)定軸，還有傳遞扭矩，使扭矩傳遞獲得成功。零件的兩個(gè)叉頭處有兩個(gè)零件孔39（+0.027 -0.010）mm，用此安裝滾針軸承并與十字軸相連，起鏈接作用。（二）零件的工藝分析傳動(dòng)軸突緣叉共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求現(xiàn)分述如下：1、以39孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：39（+0.027 -0.010）mm的孔及其倒角，尺寸為118mm的與兩個(gè)孔39（+0.027 -0.010）mm相垂直的平面，還有在平面上的四個(gè)M8螺孔。起重，主要加工表面為39（+0.027 -0.010）mm的兩個(gè)孔。 2、以R43孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：95（0 -0.107mm）的軸和左平面上的四個(gè)16的孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1）39二孔外端面對39孔垂直度公差為0.1mm；（2）四孔對95外圓中心線的位置度偏差為0.1mm；（3）39孔對95有垂直度公差為0.1mm，及對稱度偏差為0.15mm；（4）95外圓面對對斷面有平行度偏差為0.2mm，由上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證他們之間的位置精度要求。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制作形式 零件材料為45鋼。考慮到汽車在運(yùn)行中經(jīng)常加速及正反向行駛，零件在工作過程中對經(jīng)常承受交變載荷及沖擊載荷，因此應(yīng)該選鍛件，使金屬纖維盡量不被切斷保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為4000件，質(zhì)量小于100kg，屬于輕型零件已經(jīng)到中批生產(chǎn)的水平，而且零件的底部輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。（二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的主要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以便加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得到提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有深者，更選成零件報(bào)廢。1）粗基準(zhǔn)的選擇。 有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，先選取部分兩個(gè)孔39mm的不加工外輪廓表面的粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個(gè)v形塊支承這兩個(gè)孔39mm的外輪廓作主要定位面，以消除上下左右四個(gè)軸度，再利用一對自動(dòng)定心的扎緊，夾住在孔95外圓柱面上，用以消除z方向兩個(gè)自由度，達(dá)到全定位。2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。（三）、制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置等技術(shù)要求能合理地保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬能性能機(jī)床配專用工線，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，而且還有考慮到經(jīng)濟(jì)成本，盡量合理地制造鍛件，降低成本。1.工藝路線方案一工序 粗車外圓95（不到尺寸）工序 半精工外圓95，保證950-0.07工序 銑倒角4X2，并銑其端面工序 鉆孔4X16，并倒角4X45o工序 粗車左端面，保證尺寸64.5mm工序 粗銑端面孔39mm工序 鉆、擴(kuò)39孔及倒角工序 精細(xì)鏜39二孔工序 精銑39二孔端面，保證尺寸118工序 鉆叉部四個(gè)M8的螺紋底孔并倒角工序 攻螺紋4XM8工序 去毛刺并終檢2.工藝路線方案二工序 車外圓95和4X2倒角工序 鉆孔4X16，并倒角0.5X45o工序 擴(kuò)孔43工序 粗銑端面孔39mm工序 鉆、擴(kuò)39孔及倒角工序 精細(xì)鏜39二孔工序 磨39二孔端面，保持尺寸118工序 鉆叉部四個(gè)M8的螺紋底孔并倒角工序 攻螺紋4XM8工序 終檢3、工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是以右端為基準(zhǔn)加工孔4x6，然后加工39孔端面，而方案二則是先加工外圓95，后與方案一相似。兩者比較而言，方案一工序少，夾具少，但很難保持加工質(zhì)量和精度，而方案二中的精車95超過了精度，不夠經(jīng)濟(jì)。至此，討論確立最優(yōu)方案如下：工序 車外圓95和4X2倒角工序 鉆孔4X16，并倒角0.5X45o工序 擴(kuò)孔43工序 粗銑端面孔39mm工序 鉆、擴(kuò)39孔及倒角工序 精細(xì)鏜39二孔工序 磨39二孔端面，保持尺寸118工序 鉆叉部四個(gè)M8的螺紋底孔并倒角工序 攻螺紋4XM8工序 終檢（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定1.兩內(nèi)孔39+.027-0.01（叉部）毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT7IT8之間，參照工藝手冊表2.3-9及表2.3-12確定工序尺寸及余量為：鉆孔：25mm 鉆孔；37mm 2Z=12mm擴(kuò)孔：38.7mm 2Z=1.7mm精鏜：38.9mm 2Z=0.2mm細(xì)鏜：39+0.027-0.1mm 2Z=0.1mm2. 390.027-0.01mm二孔外端面的加工余量（加工余量的計(jì)算長度為1180-0.07mm）（1）按照工藝手冊表2.2-25，取加工精度F2，鍛件復(fù)雜系數(shù)S3，鍛件重6kg，則二孔外端面的單邊加工余量為2.03.0mm，去Z=2mm。鍛件的公差按工藝手冊表2.2-14，材質(zhì)系數(shù)去M1，復(fù)雜系數(shù)S3，則鍛件的偏差為+1.3-0.7mm。（2）磨削用量：單邊0.2mm（見工藝手冊表2.3-21），磨削公差即零件公差-0.07mm。（3）銑削余量：銑削的公稱余量（單邊）為Z=20.-0.2=1.8mm銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級，因此可知本工序的加工公差為-0.22mm。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工工差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整發(fā)加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。39二孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布見圖由圖可知：毛坯名義尺寸：118+2X2=122mm毛坯最大尺寸：122+1.3X2=124.6mm毛坯最小尺寸：118-0.7X2=118.4mm粗銑后最大尺寸：118+0.2X2=118.4mm粗銑后最小尺寸：118.4-0.22=118.18mm磨后尺寸與零件圖尺寸應(yīng)符合，即1180-0.07mm最后，將上述計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成表（五）確定切削用量及基本工時(shí)工序 半精車外圓950-0.107。粗車基本尺寸為97，選用c620-1車床。半精車95mm外圓。切削深度 單邊余量1mm，課二次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表1.6.選用0.5mm/r.計(jì)算切削速度 見切削手冊表1.27.（取T=60MIN, ap=0.5,f=0.5mm/r）切削速度=242/600.2*0.50.15*0.50.35*1.44=217m/min確定主軸的轉(zhuǎn)速：按機(jī)床選取n=760r/min所以實(shí)際切削速度切削工時(shí) l=2， l1=4，l2=0 走刀兩次（由表6.2-1查得）所以T=it=2*(（l+ l1+ l2）/n*f)=(2*6)/760*0.5=0.032min工序：鉆，擴(kuò)底孔43mm，選用機(jī)床：轉(zhuǎn)塔車床c365L。1）鉆孔25mm f=0.41mm/r v=12.25m/min （見切削手冊表2.7和表2.14，按5類加工性考慮）按機(jī)床選取nw=136r/min（按工藝手冊表4.2-2）所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí) t= l+ l1+ l2）/n*f=（150+10+4）/136*0.41=3min其中 切入l=150mm l1=10mm l2=4mm2）鉆孔41mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為f=(1.2-1.8)f鉆 v=（0.5-0.3333）v鉆式中f鉆 v鉆加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量 現(xiàn)已知 f鉆=0.56mm/min v鉆=19.25m/min（見切削手冊表2.7 和 2.13）并令 f=1.35f鉆=0.76m/min v=0.4v鉆=707m/min ns=1000v/3.14D=59r/min按機(jī)床選取 nw=58r/min所以實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) l=150mm l1=7mm l2=2mmt= l+ l1+ l2）/n*f=3.55min3）擴(kuò)底孔43mm根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，差得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)43mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選 f=1.24mm/r根據(jù)有關(guān)資料擴(kuò)鉆孔時(shí)的切削速度為 v=0.4v鉆其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。故v=0.4v鉆=0.4*19.25=7.7m/min ns=1000v/3.14D=57r/min按機(jī)床選取nw=58r/min 取l1=3mm l2=1.5mm t= l+ l1+ l2）/n*f=2.14min工序：粗銑39mm二孔端面，保證尺寸118.4（0，-0.22）mm fz=0.08mm/齒切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm，齒數(shù)z=20。則 ns=1000v/dw=38（r/min）現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，去nw=37.5r/min，故實(shí)際切削速度為 V=dwnw/1000=22537.5/1000=26.5（m/min）當(dāng)nw=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm=fznw=0.082037.5=60（mm/min）查機(jī)床說明書，剛好有fm=60m/min，故直接選用該值。切削工時(shí)：由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過整個(gè)工件，利用作圖法，可得出銑刀的行程l+l1+l2=105mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 tm=l+ l1+ l2/fm=105/60=1.75（min）工序：鉆、擴(kuò)39mm二孔及倒角。1. 鉆孔25mm確定進(jìn)給量f：根據(jù)手冊，當(dāng)鋼的b800MPa，d0=25時(shí)，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工25mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 f=（0.390.47）0.75=0.290.35（mm/r）根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r。切削速度：根據(jù)手冊差得切削速度v=18m/min。所以 ns=1000v/dw=229(r/min)根據(jù)機(jī)床說明書，取nw=195r/min,故實(shí)際切削速度為 v=dwnw/1000=15.3(m/min)切削工時(shí) l=19mm l1=9mm l2=3mmtm1= (l+ l1+ l2)/nwf=0.635(min)以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間。故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為 tm=tm12=0.6352=1.27（min）2、擴(kuò)鉆37mm孔利用37mm的鉆頭對25mm的孔進(jìn)行擴(kuò)鉆。根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 f=(1.21.8)f鉆=（1.21.8）0.650.75 =0.5850.87（mm/r）根據(jù)機(jī)床說明書，選取f=0.57mm/r v=(1/21/3)v鉆=(1/21/3)12 =64（m/min）則主軸轉(zhuǎn)速為n=51.634r/min并按機(jī)床說明書取nw=68r/min。實(shí)際切削速度為v=dwnw/1000=7.9(m/min)切削工時(shí)（一個(gè)孔）：l=19mm，l1=6mm，l2=3mm T1=(19+6+3)/nwf=0.72(min)3、擴(kuò)孔38.7mm采用刀具：38.7專用擴(kuò)孔鉆。進(jìn)給量：f=(0.91.2)0.7=0.630.84（mm/r）查機(jī)床說明書，取f=0.72mm/r。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，則其切削速度v=8.26m/min。機(jī)動(dòng)工時(shí) l=19mm, l1=3mm, l2=3mm t=19+3+3/nf=0.51(min)當(dāng)加工兩個(gè)孔時(shí) tm=0.512=1.02（min）4、倒角245雙面采用90锪鉆。為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同： N=68r/min手動(dòng)進(jìn)給。工序：精，細(xì)鏜39-0.010+0.027二孔，選用機(jī)床：T740金剛鏜床。1)精鏜孔至38.9mm，單邊余量z=0.1mm，一次鏜去余量全部，ap=0.1mm進(jìn)給量 根據(jù)有關(guān)手冊，確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min,則由于T740金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)速。切削工時(shí)：當(dāng)加工一個(gè)孔時(shí)l=19mm， l1=3mm，l2=4mmt= （l+ l1+ l2）/n*f=0.32min所以加工兩個(gè)孔的時(shí)間為t=0.64min2）細(xì)鏜孔至39-0.010+0.027。由于細(xì)鏜與精鏜孔共用一個(gè)鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對工件精，細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精鏜相同ap=0.05mm f=0.1mm/r n=816m/r v=100m/min t=0.64min工序：磨39二孔端面，保證尺寸118-0.070mm1）選擇砂輪。見(工藝手冊)第三章磨料選擇各表，結(jié)果為 WA46KV6P350*40*127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，沙度為46#，硬度為中軟一級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350*40*127（D*B*d）。2）切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n=1500r/min（見機(jī)床說明書），v=27.5m/s。軸向進(jìn)給量fa=0.5B=20mm 工件速度vw=10m/min 徑向進(jìn)給量fr=0.015mm/雙行程3）切削工時(shí)。當(dāng)加工一個(gè)表面時(shí) t=2LbzbK/1000vfafr (見工藝手冊表6.2-8)式中L為加工長度73mm b加工寬度68mm zb單面加工余量0.2mm K系數(shù)1.10 v工作臺(tái)移動(dòng)速度 fa工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量 fr工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量 t=2*73*68*1.1/1000*10*20*0.015=3.64min加工兩端面時(shí) t=3.64*2=7.28min工序：鉆螺紋底孔4-6.7mm并倒角120。 f=0.20.50=0.1(mm/r) v=20m/min ns=1000v/D=950（r/min）按機(jī)床取nw=960r/min，故v=20.2m/min。切削工時(shí)（四個(gè)孔） l=19mm l1=3mm l2=1mm tm=4(l+ l1+ l2)/nwf =0.96（min）倒角仍取n=960r/min。手動(dòng)進(jìn)給。工序：攻螺紋4M8mm由于公制螺紋M8mm與錐螺紋Rcl/8外徑相差無幾，故切削用量一律按加工M8選取V=0.1m/s=6m/min ns=238r/min按機(jī)床選取nw=195r/min 則v=4.9m/min機(jī)動(dòng)時(shí) l=19mm， l1=3mm，l2=3mm攻M8孔 t=2*(（l+ l1+ l2）/n*f)=25*2*4/195=1.02min鉆16孔夾具設(shè)計(jì)（一） 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，用軸定位并用壓板夾緊。保證它六個(gè)自由度的定位。（二） 切削力及夾緊力的計(jì)算切削刀具：高速鋼麻花鉆頭，則 式中：23.5mm， f0.41mm/r，（）計(jì)算結(jié)果 = 8397.352N選用壓板壓緊，實(shí)際加緊力N應(yīng)為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，0.5。 壓板用螺母擰緊，由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-23得螺母擰緊力根據(jù)杠桿原理壓板實(shí)際加緊力為 此時(shí)已大于所需的1460N的夾緊力，故本夾具可安全工作。（三） 定位誤差分析定位元件尺寸及公差確定。 (1) 夾具的主要定位元件為一孔軸和一壓板，軸與面配合。 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為端面和圓柱面，故端面的平面度和圓柱面的援助度對定位誤差影響最大.則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一平面，一 圓柱和矩形塊定位，工件始終平面，而定位塊的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件在定位塊正上方呦傾斜，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。（四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了壓板和壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂@孔，切削力大，所以選用夾緊力大一些裝置就能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)緊湊,承受較大的夾緊力。（五） 參考文獻(xiàn)1趙家齊主編 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。北京：機(jī)械工業(yè)出版社2東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院編。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社3 艾興，肖詩綱主編。切削用量手冊 北京：機(jī)械工業(yè)出版社4 金屬切削手冊 上海：上?？茖W(xué)文化技術(shù)出版社 本次課程設(shè)計(jì)小結(jié)、體會(huì)1) 此時(shí)為期三個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，在這段時(shí)間里受益非淺。在剛拿到這個(gè)課題時(shí)，的確心里很沒底，看這零件圖不知從和落手，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過幾天的認(rèn)真分析和查有關(guān)資料才有了點(diǎn)頭緒。隨著對零件圖的全面理解，設(shè)計(jì)工作也全面展開，在本次設(shè)計(jì)過程中我也大量查閱了 與此次設(shè)計(jì)的有關(guān)課程書：如機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)、數(shù)控機(jī)床等。在設(shè)計(jì)過程中只憑教科書是不夠的，我還大量查看一些有關(guān)設(shè)計(jì)的參考書和資料。本次設(shè)計(jì)的在部分零件的加工工序中，采用了自動(dòng)加工，從而也提高了生產(chǎn)的效率和質(zhì)量 2) 在設(shè)計(jì)當(dāng)中也考慮到了專用夾具，而本次的專用夾具有其優(yōu)點(diǎn)：定位準(zhǔn)確，夾緊較穩(wěn)定可靠，夾具操作方便，成本低等特點(diǎn)。但也有相應(yīng)的缺點(diǎn)：夾緊力需要靠經(jīng)驗(yàn)和控制來協(xié)調(diào)，否則不是夾緊力過大，引起箱體的局部變形，就是夾緊力過小，導(dǎo)致工件不夠穩(wěn)定和準(zhǔn)確，這兩種情況均影響加工精度和質(zhì)量，而且在擰緊壓板時(shí)必須同時(shí)施力，以此來保證工件受力均勻，夾緊可靠。除此之外，意義也重大。3) 此次課程設(shè)計(jì)是我們所許的理論知識和實(shí)踐知識的一次實(shí)地驗(yàn)證，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用已學(xué)理論知識和技能、分析問題、解決問題的能力。通過編制工藝規(guī)程和擬定工藝路線，使我們科學(xué)的理解，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率 、經(jīng)濟(jì)性、社會(huì)性得以統(tǒng)一。通過了本次的設(shè)計(jì)，感覺自己對所學(xué)知識的重要性，也發(fā)現(xiàn)自己學(xué)的知識在綜合運(yùn)用能力還差得遠(yuǎn)，但總體在完成這次上也有了一點(diǎn)進(jìn)步，使所學(xué)的知識和實(shí)踐知識融合在一起，也在處理問題上有了提高，同時(shí)也鞏固了所學(xué)的知識和技能，為今后參加工作及進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。總而言之，由于我的專業(yè)基礎(chǔ)比較差，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)太小，實(shí)踐和理論知識結(jié)合不夠緊密，錯(cuò)誤和不足之處肯定很多，請各位老師批評和指正。最后，由衷的向擔(dān)任我本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師，感謝你們的耐心教導(dǎo)，謝謝!