萬向節(jié)滑動叉材料

2.1 零件的作用題目所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉，它位于傳動軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個mm的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件65mm外圓內(nèi)為50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。2.2 零件的材料萬向節(jié)滑動叉的材料選用45鋼，屬于優(yōu)等碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后有良好的綜合機(jī)械性能和加工工藝性能，零件材料的選擇主要是考慮到滿足使用要求，同時兼顧材料的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，45鋼滿足以上要求，所以選用45鋼。2.3 零件的工藝分析2.3.1. 結(jié)構(gòu)分析該零件由兩個叉頭和一個圓套筒內(nèi)有的花鍵孔組成，類似套筒類零件，各部分作用如下： a. 零件的兩個叉頭部位上有兩個直徑為mm的孔，用以安裝滾針軸承和十字軸相聯(lián)，起萬向連軸節(jié)的作用；b. 在叉頭和花鍵孔套筒相聯(lián)結(jié)的筋條起過渡聯(lián)結(jié)和加強零件剛性作用，防止零件受阻變形；c. 外圓為65mm，內(nèi)圓50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用以傳遞動力。2.3.2 加工表面的技術(shù)要求分析萬向節(jié)滑動叉共有兩組加工表面，他們相互間 有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：a. 以39mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：兩個mm的孔及其倒角，尺寸為的與兩個孔mm相垂直的平面，還有在平面上的四個M8螺孔。其中，主要加工表面為mm的兩個孔。b. 以50mm花鍵孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：mm十六齒方齒花鍵孔，55mm階梯孔，以及65mm的外圓表面和M601mm的外螺紋表面。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：(1) mm花鍵孔與mm二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為100：0.2；(2) 39mm二孔外端面對39mm孔垂直度公差為0.1mm；(3) mm花鍵槽寬中心線與39mm中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為2。2.3.3. 表面處理內(nèi)容及作用由于零件受正反向沖擊性載荷，容易疲勞破壞，所以采用表面噴砂處理，提高表面硬度，還可以在零件表面造成殘余壓應(yīng)力，以抵消部分工作時產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而提高疲勞極限。3.4制定工藝路線及方法3.4.1加工方法的選擇零件各表面加工方法的選擇，不但影響加工質(zhì)量，而且也要影響生產(chǎn)率和成本。同一表面的加工可以有不同的加工方法，這取決于表面形狀，尺寸，精度，粗糙度及零件的整體構(gòu)型等因素。 主要加工面的加工方法選擇：（1） 兩個mm孔及其倒角可選用加工方案如下：a) 該零件的批量不是很大，考慮到經(jīng)濟(jì)性，不適用于鉆-拉方案b) 該零件除上述因素外，尺寸公差及粗糙度要求均不是很高，因此只需采用鉆-鏜方案。（2） 尺寸為mm的兩個與孔mm相垂直的平面根據(jù)零件外形及尺寸的要求，選用粗銑-磨得方案（3） 50mm花鍵孔因孔徑不大，所以不采用先車后拉，而采用鉆-擴(kuò)-拉方案。（4） 65mm外圓和M60x1外螺紋表面均采用車削即可達(dá)到零件圖紙的要求（2）細(xì)鏜孔至mm。由于細(xì)鏜與精鏜孔共用鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時均與精鏜相同p=0.05mm；f=0.1mm/r；nW=816r/min，v=100m/min；t=0.64min工序55：磨39mm二孔端面，保證尺寸1180-0.07mm（1）選擇砂輪。見工藝手冊第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 WA46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46#，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為35040127（DBd）。（2）切小用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=1500r/min（見機(jī)床說明書），v砂=27.5m/s。軸向進(jìn)給量fa=0.5B=20mm（雙行程）工作速度vW=10m/min徑向進(jìn)給量fr=0.015mm/雙行程（3）切削工時。當(dāng)加工一個表面時 t1=2LbZbk/1000v fa fr (見工藝手冊表6.2-8) 式中L-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-工作臺移動速度（m/min）； fa-工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）； fr-工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）。 t1=273681.1/100010200.015 =10920/3000=3.64（min）當(dāng)加工兩端面時 tm=3.642=7.28（min）工序60：鉆螺紋底孔4-6.7mm 并倒角120。 f=0.20.50=0.1（mm/r） （切削手冊表2.7） v=20m/min （切削手冊表2.13及表2.14）所以 ns=1000v/D=100020/6.7=950（r/min）按機(jī)床取nW=960r/min，故v=20.2m/min。切削工時（4個孔） l=19mm， l1=3mm， l2=1mm tm=（l+l1+l2）/nWf= 倒角仍取n=960r/min。手動進(jìn)給。工序65：攻螺紋4-M8mm及Rc1/8由于公制螺紋M8mm與錐螺紋Rc1/8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所以 ns=238r/min按機(jī)床選取nW=195r/min，則v=4.9m/min。機(jī)動工時 l=19mm， l1=3mm， l2=3mm攻M8孔 tm1=（l+l1+l2）*2/nf*4=1.02(min)攻Rc1/4孔 l=11mm， l1=3mm， l2=0mm tm2=（l+l1+l2）/nf*2=0.15(min)4.2.2切削力及夾緊力計算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，225mm，z=20 F= CFFFFFZ/dFF（見切削手冊表3.28）其中：CF=650，ap =3.1mm，xF=1.0，fz=0.08mm，yF=0.72，e=40mm（在加工面上測量的近似值）uF=0.86，d0=225mm，qF=0.86，wF=0，z=20所以 F=6503.10.080.72400.8620/2250.86 =1456（N）當(dāng)用兩把刀銑削時，F(xiàn)實=2F=2912（N）水平分力：FH=1.1F實=3203（N）垂直分力：Fv=0.3F實=873（N）在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K1K2K3K4。其中：K1為基本安全系數(shù)1.5； K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1； K3為刀具鈍化系數(shù)1.1； K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。所以 F=KFH=1.51.11.11.13203=6395（N）選用氣缸-斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，楔角=10，其結(jié)構(gòu)形式選用型，則擴(kuò)力比i=3.42。為克服水平切削力，實際夾緊力N應(yīng)為 N（f1+f2）=KFH所以 N=KFH/（f1+f2）其中f1及f2為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f1=f2=0.25。則 N=6395/0.5=12790（N）氣缸選用100mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力p=0.5MPa時，氣缸推力為3900N。由于已知斜楔機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比i=3.42，故由氣缸產(chǎn)生的實際夾緊力為 N氣=3900i=39003.42=13338（N）此時N氣已大于所需的12790N的夾緊力，故本夾具可安全工作。