萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 1 - 目 錄 1 序言 2 2 零件分析 3 件的作用 3 構(gòu)特點(diǎn) 3 構(gòu)工藝性 3 面處理技術(shù) 4 3 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 定零件工藝規(guī)程的原則和技術(shù)要求 4 產(chǎn)類型的確定 5 坯選擇 5 制定工藝路線及方法 5 機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 9 確定切削用量及基本工時(shí) 12 4 夾具的設(shè)計(jì) 22 總結(jié) 23 參考文獻(xiàn) 23 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 2 - 1 序言 本次 課程設(shè)計(jì)的課題名稱是萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉機(jī)加工藝 及工裝設(shè)計(jì)。萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉位于傳動(dòng)軸的端部，主要作用之一是傳遞扭 矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同狀態(tài)時(shí)，由本零 件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。 萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉就是將萬(wàn)向節(jié)叉和滑動(dòng)花鍵副的一部分組合起來(lái)，使其成為一個(gè)零件， 其特征是該萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉為采用管材制作的萬(wàn)向節(jié)叉與滑動(dòng)套為一體的整體式結(jié)構(gòu)，其端部呈叉形結(jié)構(gòu)，并設(shè)有兩個(gè)十字銷孔，用于安裝十字萬(wàn)向節(jié)；在管內(nèi)設(shè)有內(nèi)花鍵，這種呈整體式結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)叉，不僅加工容易、 成本低，而且強(qiáng)度高，故其使用壽命與傳統(tǒng)的萬(wàn)向節(jié)叉滑動(dòng)套合件相比，有了成倍的提高。 它的研究和使用可以簡(jiǎn)化萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，也滿足功能要求，因此對(duì)萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉的研究有極大的實(shí)際意義。 本課題的研究及論文的撰寫是在焦老師的悉心指導(dǎo)下完成的。焦老師在百忙中給我們講解論文中的細(xì)節(jié)以及論文中所涉及的工藝分析，還有他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度也是我學(xué)習(xí)的榜樣。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)本專業(yè)有了更加深刻的了解，在以后的工作中也具有重要意義。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 3 - 2 零件分析 件的作用 題目所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動(dòng)軸上的萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉 ，它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)Φ 39 以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件Φ 65圓內(nèi)為Φ 50鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動(dòng)力之用。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該零件由兩個(gè)叉頭和一個(gè)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(gè)叉頭部位上有兩個(gè)直徑為 以安裝滾針軸承和十字軸相聯(lián)，起萬(wàn)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(guò)渡聯(lián)結(jié)和加強(qiáng)零件剛性作用，防止零件受阻變形； c. 外圓為Φ 65圓Φ 50鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用以傳遞動(dòng)力。 構(gòu)工藝性 萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)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Φ 39為中心的加工表面 這一組加工表面包括：兩個(gè)Φ 39 孔及其倒角，尺寸為 與兩個(gè)孔Φ 39 有在平面上的四個(gè) 孔。其中，主要加工表面為Φ 39 b. 以Φ 50鍵孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：Φ 50 55梯孔，以中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 4 - 及Φ 6560× 1 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： (1) Φ 50 鍵孔與Φ 39 孔中心聯(lián)線的垂直度公差為 100： (2) Φ 399 (3) Φ 50 鍵槽寬中心線與Φ 39心線偏轉(zhuǎn)角度公差為 2°。 由以上分析可知，對(duì)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，并且保證它們之間的位置精確要求 。 面處理技術(shù) 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(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而提高疲勞極限。 3 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 制定零件工藝規(guī)程的原則和技術(shù)要求 藝要求 制定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的一個(gè)重要組成部分。一個(gè)零件可以采用不同的工藝過(guò)程制造出來(lái)，但正確與合理的工藝過(guò)程應(yīng)滿足以下基本要求： （ 1） 保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合圖紙和技術(shù)要求條件所規(guī)定的要求； （ 2） 保證提高生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件； （ 3） 保證經(jīng)濟(jì)性的合理。 術(shù)依據(jù) （ 1） . 產(chǎn)品零件圖和裝配圖，技 術(shù)條件； （ 2） . 毛坯生產(chǎn)和供應(yīng)條件； （ 3） . 年生產(chǎn)綱領(lǐng) （ 4） . 本車間生產(chǎn)條件（包括設(shè)備，工人技術(shù)等級(jí)，勞動(dòng)場(chǎng)合條件等）； （ 5） . 工藝技術(shù)條件，手冊(cè)等。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 5 - 生產(chǎn)類型的確定 計(jì)算零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的公式： N=Q*n(1+&%)(1+β %) 其中： Q=10000輛 /年（產(chǎn)品的年產(chǎn)量） n=1件 /輛（每輛汽車該零件的數(shù)量） &=4（零件的備品率） β =1（零件的廢品率） 則 N=10000+4%)x(1+1%)=10504（件） 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定該零件為成批生產(chǎn)。 坯選擇 零件材料為 45 鋼?？紤]到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正、反向行駛，零件在工作過(guò)程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為 10000 件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大 ，故可采用模鍛成型。這對(duì) 提高生產(chǎn)率、保證加工 質(zhì)量也是有利的 。 模鍛毛坯具有以下特點(diǎn)： 1. 其輪廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量減少； 2. 其制造周期短，生產(chǎn)率高，保證產(chǎn)品 質(zhì)量。 定工藝路線及方法 定工藝路線及方法 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(gè)Φ 39 a) 該零件的批量不是很大，考慮到經(jīng)濟(jì)性，不適用于鉆 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 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 6 - （ 2） 尺寸為 118007.0?兩個(gè)與孔Φ 39 垂直的平面根據(jù)零件外形及尺寸的要求，選用粗銑 （ 3） Φ 50以不采用先車后拉，而采用鉆 拉方案。 Φ 65圓和 螺紋表面均采用車削即可達(dá)到零件圖紙的要求 準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對(duì)本零件來(lái)說(shuō)，如果以Φ 65圓（或Φ 62面作基準(zhǔn)（四點(diǎn)定位），則可能造成這一組內(nèi)外圓柱表面與零件的叉部外形不對(duì)稱。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選擇叉部?jī)蓚€(gè)Φ 39 用一組共兩個(gè)短 39 消除 x? x? y? y?四個(gè)自由度，再用一對(duì)自動(dòng)定心的窄口卡爪，夾持在Φ 65圓柱面上，用以消除 z? z? 兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位 。 精基準(zhǔn)的選擇 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 。 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)適時(shí)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精 度等技術(shù)要求能得到合理的保證。由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) ，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)要求，現(xiàn)初步制定兩種工藝路線方案： 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 7 - 工藝路線方案一 工序 00 車外圓Φ 62 60螺紋 1 工序 05 兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔Φ 43锪 沉頭孔Φ 55 工序 10 倒角 5× 60°。 工序 15 鉆 底孔。 工序 20 拉花鍵孔。 工序 25 粗銑Φ 39 工序 30 精銑Φ 39 工序 35 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩個(gè)Φ 39 倒角2× 45°。 工序 40 鉆 角 120°。 工序 45 攻螺紋 角 120°。 工序 50 沖箭頭。 工序 55 檢查。 工藝路線方案二 工序 00 粗銑Φ 39 工序 05 精銑Φ 39 工序 10 鉆Φ 39到尺寸）。 工序 15 鏜Φ 39到尺寸）。 工序 20 精鏜Φ 39角 2× 45°。 工序 25 車外圓Φ 62 60螺紋 1序 30 鉆、鏜孔Φ 43 锪 沉頭孔Φ 55 工序 35 倒角 5× 60°。 工序 40 鉆 底孔。 工序 45 拉花鍵孔。 工序 50 鉆 孔Φ 角 120°。 工序 55 攻螺紋 角 120°。 工序 60 沖箭頭。 工序 65 檢查。 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： 方案一是先加工以花鍵孔為中心的一組面，中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 8 - 然后以此為基面加工Φ 39孔；而方案二則與此相反，先是加工Φ 39，然后再以此二孔為基準(zhǔn)加工花鍵孔及其外表面。兩相比較可以看出，先加工花鍵孔后再以花鍵孔定位加工Φ 39孔，這時(shí)的位置精度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。但方案一中的工序 35雖然代替了方案二中的工序 10、 15、 20，減少了裝夾次數(shù)，但在一道工序中要完成這么多工作，除了選用專門設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（但在成批生產(chǎn)時(shí)，在能保證加 工精度的情況下，應(yīng)盡量不選用專用組合機(jī)床 ）外，只能選用轉(zhuǎn)塔機(jī)床。 而轉(zhuǎn)塔車床目前大多適用于粗加工，用來(lái)在此處加工Φ 39 通過(guò)仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn) 方案二還有其他 問題，主要表現(xiàn)在Φ 39個(gè)孔及其端面加工要求上。圖樣規(guī)定：Φ 395直公差為 100： 39直度公差為 此可以看出：因?yàn)棣?39孔的中心線要求與Φ 55鍵孔中心線相垂直，因此，加工及測(cè)量Φ 39時(shí)應(yīng)以花鍵孔為基準(zhǔn)。這樣做，能保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與 工藝基準(zhǔn)相重合。在上述工藝路線制訂中也是這樣做了的。同理，Φ 39技術(shù)要求在加工與測(cè)量時(shí)也應(yīng)遵循上述原則。但在已制訂的工藝路線中卻沒有這樣做：Φ 39加工時(shí)，以Φ 55鍵孔定位（這是正確的）；而Φ 39的外端面加工時(shí)，也是以Φ 55鍵孔定位。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基準(zhǔn)重合的原則，造成了不必要的基準(zhǔn)不重合誤差。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)Φ 39果兩個(gè)端面與花鍵孔中心線已保證絕對(duì)平行的話（這是很難得），那么由于Φ 39孔中心線與花鍵孔仍有 100： Φ 39與其外端面的垂直度誤差就會(huì)很大，甚至?xí)斐沙疃鴪?bào)廢。這就是由于基準(zhǔn)不重合而造成的惡果。 方案三 解決 了上述 問題，因此，最后的加工路線確定如下： 工序 05 車端面及外圓Φ 62 60螺紋 1兩個(gè)叉耳外輪廓及Φ 65用 專用夾具 裝夾 。 工序 10 鉆、擴(kuò)花鍵底孔Φ 43 锪 沉頭孔Φ 55以Φ 62圓為基準(zhǔn)，選用 工序 15 內(nèi)花 鍵孔 5× 60°倒角。選用 工序 20 鉆錐螺紋 底孔。選用 式鉆床及專用鉆模。這里安排鉆 底孔主要是為了下道工序拉花 鍵時(shí) 消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè)中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 9 - 置的一個(gè)定位基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。 工序 25 拉花鍵孔 。利用花鍵內(nèi)底孔、Φ 55錐紋 孔定位，選用 式拉床加工。 工序 30 粗銑Φ 39花鍵孔定位，選用 工序 35 鉆、擴(kuò)Φ 39孔及倒角。 以花鍵孔及端面定位，選用 式鉆床加工。 工序 40 精、細(xì)鏜Φ 39孔。選用 臥式金剛鏜床及 用夾具加工，以花鍵內(nèi)孔及端面定位。 工序 45 磨Φ 39孔端面，保證尺寸 Φ 39及花鍵孔定位，選用 工序 50 鉆叉部四個(gè) 紋底孔并倒角。選用 式 及專用夾具加工，以花鍵孔及Φ 39 工序 55 攻螺紋 4。 選用立式鉆床 用夾具， 工序 60 沖箭頭。 工序 65 終檢。 以上工藝過(guò)程詳見附表 1“機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片”。 藝尺寸及毛坯尺寸的確定 “萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉”零件材料為 45鋼，硬度 207～ 241坯重量約為 6產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。 根據(jù)上述原是資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加些加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 62 1 考慮其加工長(zhǎng)度為 90其聯(lián)結(jié)的非加工表面直徑為Φ 65簡(jiǎn)化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓 表面直徑為Φ 65 62面為自由尺寸公差，表面粗糙度值要求為 要求粗加工，此時(shí)直徑余量 2Z=3能滿足加工要求。 1面） 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）表 中鍛件重量為 6件復(fù)雜形狀系數(shù)為 件材質(zhì)系數(shù)取 件輪廓尺中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 10 - 寸（長(zhǎng)度方向）＞ 180～ 315長(zhǎng)度方向偏差為 長(zhǎng)度方向的余量查《工藝手冊(cè)》表 余量值規(guī)定為 取 39部） 毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于 間，參照《工 藝手冊(cè)》表 鉆孔：Φ 25 鉆孔：Φ 37 2Z=12鉆：Φ 2Z=鏜：Φ 2Z=鏜：Φ 39 2Z=160 5 要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。 內(nèi)孔尺寸為Φ 圖樣。參照《工藝手冊(cè)》表 鉆孔：Φ 25孔：Φ 41擴(kuò)鉆：Φ 42花鍵孔（ 160 5 花鍵孔要求外徑定心，拉削時(shí)的加工余量參照《工藝手冊(cè)》表 2Z=1 9 孔外端面的加工余量（加工余量的計(jì)算長(zhǎng)度為1180 （ 1）按照《工藝手冊(cè)》表 加工精度 件復(fù)雜系數(shù) 鍛件重 6二孔外端面的單邊加工余量為 Z=2件的公差按《工藝手冊(cè)》表 質(zhì)系數(shù)取 雜系數(shù) 鍛件的偏差為 （ 2）磨削余量：?jiǎn)芜?《工藝手冊(cè)表 ，磨削公差即零件公差 （ 3）銑削余量：銑削的公差余量（單邊）為： Z= 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 11 - 銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為 ，因此可知本工序的加工公差為 體方向）。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，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 零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào) 整法加工，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 確定。 Φ 39孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布 見圖。 毛坯名義尺寸 118+222 118+ 最大余量 118 最小余量 最大余量 最小余量 磨 粗銑 + 39整法） 由圖可知： 毛坯名義尺寸： 118+2× 2=122（ 毛坯最大尺寸： 122+2= 毛坯最小尺寸： 2= 粗銑后最大尺寸： 118+2= 粗銑后最小尺寸： 磨后尺寸與零件圖尺寸應(yīng)相符，即 后，將上述計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成表 1。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 12 - 表 1加工余量計(jì)算表 (鍛件毛坯 （Φ 39件尺寸 粗銑二端面 磨二端面 加工前尺寸 最大 小 工后尺寸 最大 18 最小 工余量（單邊） 2 最大 小 工公差 + 定切削用量及基本工時(shí) 工序 05：車削端面、外圓及螺紋。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。 工條件 工件材料 ： 45 鋼正火，σ b=鍛。 加工要求：粗車Φ 60面及Φ 60 62圓， 螺紋1 機(jī)床： 式車床。 刀具：刀片材料 桿尺寸 16× 25 r=90°， 5°， ??120? , 60°螺紋車刀：刀片材料： 算切削用量 （ 1）粗車 1面 1） 已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為 慮 7°的模鍛拔 模斜度，則毛坯超過(guò)年 度方向的最大加工余量 實(shí)際上，由于以后還要鉆花鍵底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一個(gè)Φ 40部待以后鉆孔時(shí)加工掉，故此時(shí)實(shí)際端面最大加工余量可按 慮，分兩次工 序 加 工 尺 寸 及 公 差 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 13 - 加工，а p=3 長(zhǎng)度加工公差按 體方向） 2） 進(jìn)給量 f 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）表 刀桿尺寸為 1625 p≤ 30f=r 按 床說(shuō)明書 （見《切削手冊(cè)》表 f=r 3） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》表 削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60 v/m/ 其中： 42， m=正系數(shù) 削手冊(cè)》 所以 42/m/ 4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 000 32（ m/ 按機(jī)床說(shuō)明書（見《工藝手冊(cè)》表 與 532r/近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 480r/ 600r/選取 00r/果選 80r/速度損失太大。 所以實(shí)際切削速度 v=122m/ 5） 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表 l=65= ， tm=l1+l2+l3/* (2) 粗車Φ 62時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 1） 切削深度 單邊余量 Z=一次切除。 2） 進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 用 f=r。 3） 計(jì)算切削速度 見《切削手冊(cè)》表 v/=116 （ m/ 4） 確定主軸轉(zhuǎn)速 000 568 （ r/ 按機(jī)床選取 n=600r/以實(shí)際切削速度 V=∏ 000=∏ 65000=122(m/5） 檢驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力 削手冊(cè)》表 算 中： 795， 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 14 - σ b/650)=以 795× N） 切削時(shí)消耗功率 c=x 410 =w) 由《切削手冊(cè)》表 620主軸轉(zhuǎn)速為 600r/軸傳遞的最大功率為 以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。 6） 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力 向切削力 削手冊(cè)》表 中： 940， σ b/650)=以 940× 95（ N） 而軸向切削力 中： 2880， 0.4 σ b/650)向切削力 880× 80（ N） 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ =切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為 F=（ p） =480+95） =600（ N） 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為 3530N（見《切削手冊(cè)》故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 7） 切削工時(shí) t=l+l1+l2/中 l=90， ， 所以 t=90+4/600× (3) 車Φ 60а p=1f=r（《切削手冊(cè)》表 m，刀夾圓弧半 徑 v/ 其中： 42 m==60 北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 15 - 59(m/ n=843(r/按機(jī)床說(shuō)明書取 n=770r/此時(shí) v=145m/削工時(shí) t=（ l+l1+： l=20 所以 t=（ 20+4） /770× (4) 車螺紋 1）切削速度的計(jì)算 見《切削用量手冊(cè)》（艾興、肖詩(shī)綱編，機(jī)械工業(yè)出版社， 1985）表 21，刀具壽命 T=60用高速螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時(shí)а p =刀次數(shù) i=2 v/中： m=距 以粗車螺紋時(shí)： m/精車螺紋時(shí) 6.8(m/2）確定主軸轉(zhuǎn)速 粗車螺紋時(shí) 000 D=1000× 60=r/ 按機(jī)床說(shuō)明書取 n=96r/際切削速度 8m/挑螺紋時(shí) 000 D=1000× 60=195（ r/ 按機(jī)床說(shuō)明書取 n=184r/際切削速度 4m/）切削工時(shí) 取切入長(zhǎng)度 車螺 紋工時(shí) =（ l+ /nf*i=精車螺紋 （ l+ /nf*i=以車螺紋的總工時(shí)為 t=t1+m/ 工序 10：鉆、擴(kuò)花鍵底孔Φ 43 沉頭孔Φ 55用機(jī)床：轉(zhuǎn)塔車床 (1) 鉆孔Φ 25mm f=r （見《切削手冊(cè)》表 v=（見《切削手冊(cè)》表 5類加工性考慮） 000v/∏ 000× 25=155（ r/ 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 16 - 按機(jī)床選取 36r/《工藝手冊(cè)》表 所以實(shí)際切削速度 v=∏ 000=m/ 切削工時(shí) t=（ l+l1+(其中：切入 0出 l=1502)鉆孔Φ 41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=（ f 鉆 v=（ 1/2～ 1/3） v 鉆 式中 f 鉆 、 v 鉆 現(xiàn)已知 f 鉆 =r （《切削手冊(cè)》表 v 鉆 = （《切削手冊(cè)》表 并令 f= =r 按機(jī)床選取 f=r v= =1000v/∏ D=59(r/按機(jī)床選取 8r/以實(shí)際切削速度為 v=∏ 41*58/1000=m/切削工時(shí) l=150mm t=(150+7+2)/(3)．?dāng)U花鍵底孔 Φ 43根據(jù)《切削手冊(cè)》表 得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ 43根據(jù)機(jī)床規(guī)格選 f=r 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為 v= 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= m/ 1000* *43=57(r/按機(jī)床選取 8r/削工時(shí)切入 切出 t=(150+3+58*(4) 锪圓柱式沉頭孔 Φ 55 根據(jù)有關(guān)資料介紹， 锪 沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的 1/2，故 f=1/3f 鉆 =1/3 × mm/r） 按機(jī)床取 r 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 17 - v=1/3v=1/3 × 25=m/ 1000v/∏ D=48(r/按機(jī)床選取 4r/以實(shí)際切削速度 v=∏ 1000=m/切削工時(shí) 切入 ， l=8t=（ l+l1+(在本工步中，加工Φ 55頭空的測(cè)量長(zhǎng)度，由于工藝基準(zhǔn)與 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，故需要進(jìn)行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應(yīng)保證尺寸 45 尺寸鏈如下圖所示，尺寸 45定尺寸 18545于基準(zhǔn)不重合，加工時(shí)應(yīng)保證尺寸 A A=18540（ 規(guī)定公差值。因終結(jié)環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和，即 T（ 45） =T（ 185） +T（ 140） 現(xiàn)由于本尺寸鏈較簡(jiǎn)單，故分配公差采用等公差法。尺寸 45自由尺寸取公差等級(jí) 公差 T（ 45） =令 T（ 185） =T（ 140） =0.8 5 A 185 Φ 55深的尺寸換算 工序 15：Φ 43孔 5× 30°倒角，選用臥式車床 于最后的切削寬度很大，故按成形車削制定進(jìn)給量。根據(jù)手冊(cè)及機(jī)床取 f=r （見《切削手冊(cè)》表 當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí)，根據(jù)一般材料，確定切削速度 v=16m/ 000v/∏ D=1000× 16/∏ 43=118（ r/ 按機(jī)床說(shuō)明書取 20r/此時(shí)切削速度為 v=∏ 000=m/ 切削工時(shí) l=5 mm t=（ l+（ 工序 20：鉆錐螺紋 底孔（Φ f=r （《切削手冊(cè)》表 v=25m/ （《切削手冊(cè)》表 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 18 - 所以 n=1000v/∏ D=1000× 25/∏× 04（ r/ 按機(jī)床選取 80r/ （《 切削手冊(cè)》表 實(shí)際切削速度 v=∏ 000=∏× 680/1000=m/ 切削工時(shí) l=11mm t=（ l+l1+(工序 25：拉花鍵孔 單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒升為 削速度 v=s（ 切削工時(shí) t= k/1000中 Φ 430 140 η m/ z=l/p； p=（ l =40 =16以 拉刀同時(shí)工作齒數(shù) z=l/p=140/16≈ 9 所以 t=140× 000× 9= 工序 30：粗銑Φ 39孔端面，保證尺寸 （參考《切削手冊(cè)》表 3 切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定 v=s 即 27m/ 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀， 25數(shù) z=20。則 000v/∏ 000× 27/∏ 225=38（ r/ 現(xiàn)采用 據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書（見《工藝手冊(cè)》表 取 實(shí)際切削速度為 v=∏ 000=∏× 225× 000=m/ 當(dāng) ，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 fm=20× 0（ m/ 查機(jī)床說(shuō)明書，剛好有 0m/直接選用該值。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 19 - 切削工時(shí)：由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過(guò)整個(gè)工件，利 用作圖法，可得出銑刀的行程 l+l1+05機(jī)動(dòng)工時(shí)為 l+l1+(工序 35： 鉆、擴(kuò)Φ 39 (1)5定進(jìn)給量 f：根據(jù)《切削手冊(cè)》表 鋼σ b＜ 800 25， f=r。由于本零件在加工Φ 25時(shí)屬于低鋼度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) f=（ mm/r） 根據(jù) 說(shuō)明書，現(xiàn)取 f=r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表 得切削速度 v=18m/以 000v/∏ 000× 18/∏× 25=229（ r/ 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取 95r/實(shí)際切削速度為 v=∏ 000=∏× 25× 195/1000=m/ 切削工時(shí) l=19mm （ l+l1++9+3/195* 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=2=2= (2)7 利用Φ 375孔進(jìn)行擴(kuò)鉆。根據(jù)有關(guān)手冊(cè)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=（ f 鉆 =（ mm/r） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，選取 f=r v=（ 1/2～ 1/3） v 鉆 =（ 1/2～ 1/3）× 12=6～ 4（ m/ 則主軸轉(zhuǎn)速為 n=34r/8r/ 實(shí)際切削速度為 v=∏ 000=∏× 25× 195/1000=m/ 切削工時(shí)（一個(gè)孔）： l=19 mm 19+6+3） /當(dāng)擴(kuò)鉆兩個(gè)孔時(shí)，機(jī)動(dòng)工時(shí)為 t=2= 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 20 - (3)用刀具：Φ 用擴(kuò)孔鉆。 進(jìn)給量： f=（ （《切削手冊(cè)》表 =r） 查機(jī)床說(shuō)明書，取 f=r。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取 n=68r/切削速度 v= 機(jī)動(dòng)工時(shí) l=19 mm 19+3+3)/當(dāng)加工兩個(gè)孔時(shí) 2= (4)× 45°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/動(dòng)進(jìn)給。 工序 40：精、細(xì)鏜Φ 39 用機(jī)床： （ 1）精鏜孔至Φ 邊余量 Z=次鏜去全部余量，а p= 進(jìn)給量 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定金剛鏜床的切削速度為 v=100m/ 000v/∏ D=1000× 100/∏× 39=816（ r/ 由于 剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無(wú)級(jí)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=19 mm l+l1+（ 所以加工兩個(gè)孔時(shí)的機(jī) 動(dòng)時(shí)間為 t=2= （ 2）細(xì)鏜孔至Φ 39 于細(xì)鏜與精鏜孔共用鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精鏜相同 а p= f=r； 16r/v=100m/ t=序 45：磨Φ 39孔端面，保證尺寸 1）選擇砂輪。見《工藝手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 21 - 40× 127 其 含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為 46#，硬度為中軟 1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為 350× 40× 127（ D× B× d）。 （ 2）切小用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速 1500r/機(jī)床說(shuō)明書）， s。 軸向進(jìn)給量 0行程） 工作速度 0m/向進(jìn)給量 行程 （ 3）切削工時(shí)。當(dāng)加工一個(gè)表面時(shí) 000v fa (見《工藝手冊(cè)》表 式中 3 68 m/ × 73× 68× 000× 10× 20× 10920/3000= 當(dāng)加工兩端面時(shí) 2= 工序 50：鉆螺紋底孔 4倒角 120°。 f=mm/r） （《切削手冊(cè)》表 v=20m/ （《切削手冊(cè)》表 所以 000v/∏ D=1000× 20/∏× 50（ r/ 按機(jī)床取 60r/ v= 切削工時(shí)（ 4個(gè)孔） l=19 mm l+l1+。手動(dòng)進(jìn)給。 工序 55：攻螺紋 4 由于公制螺紋 外徑相差無(wú)幾，故切削用量一律按 加工 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 22 - v=s=6m/以 38r/機(jī)床選取 95r/ v= 機(jī)動(dòng)工時(shí) l=19 l+l1+*2/=攻 孔 l=11 mm l+l1+*2=最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片，見工藝單 。 4 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 決定設(shè)計(jì)第 10工序 ， 鉆、擴(kuò)花鍵底孔Φ 43 锪 沉頭孔Φ 55以Φ 62為基準(zhǔn)，選用 塔車床。 工件 以后端面為主要定為基準(zhǔn)，靠 在可換卡爪內(nèi)端面上；當(dāng)四個(gè)卡爪在與其接觸時(shí)，自動(dòng)定心與夾具上。 工件的定心加緊由機(jī)床主軸后端的氣缸（圖中未畫出）帶動(dòng)，當(dāng)拉桿螺釘由氣缸活塞桿帶動(dòng)左拉時(shí)，通過(guò)連接套 8 帶動(dòng)壓套 16 左移，推動(dòng)鋼球 9，外錐套15，從而使上下兩杠桿 3繞固定支點(diǎn)擺動(dòng)，撥動(dòng)上下兩可換卡爪 12 同時(shí)向中心移動(dòng)加緊工件；此時(shí)外錐套 15停止移動(dòng)，由于壓套 16繼續(xù)左移，因此鋼球 9沿外錐套斜面向下滑動(dòng)壓向內(nèi)錐套 10 迫使內(nèi)錐套左移，從而左右兩可換卡爪亦向中心移動(dòng)，最后四抓同時(shí)定心且加緊工件。由于外錐套浮動(dòng)，且每對(duì)杠桿擴(kuò)力比相等，故四抓加緊力相等。 可換卡爪 12由壓緊塊 11同滑塊 14裝在一起，在卡爪徑向 換卡抓與滑塊之間開有鋸形齒，以調(diào)節(jié)卡爪的徑向位置。 本夾具加緊迅速，可靠，適用與成批生產(chǎn)小。可換卡抓可更換調(diào)整 。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 23 - 總 結(jié) 經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的時(shí)間，我 通過(guò)對(duì)萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉 零件 機(jī)加工藝及工裝的設(shè)計(jì)，對(duì)以往所學(xué)的理論基礎(chǔ)、專業(yè)知識(shí)和 以及 基本技能進(jìn)行了一次較為全面的 實(shí)踐 訓(xùn)練，培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、獨(dú)立分析 、團(tuán)隊(duì)合作和 解決問題的能力以及敢于創(chuàng)新的精神。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了應(yīng)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的知識(shí) ，能夠解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊、以及工藝路線安排、工藝尺寸的確定等問題。在這次課程設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)了我運(yùn)用電腦的能力，加深了對(duì)計(jì)算機(jī)軟件性能的深層次掌握。 為了能更好的加工還對(duì)典型的工序進(jìn)行了專用夾具的設(shè)計(jì)，在夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我