万向节滑动叉零件的机械加工工艺规程装备设计.doc
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1、题 目:万向节滑动叉零件的机械加工工艺规程装备设计一、设计题目(学生空出,由指导教师填写)二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:中批或大批大量生产三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张 (2) 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程综合卡片(参附表1) 1张(4) 与所设计夹具相应那道工序的工序卡片 1张(4) 夹具装配图 1张(5) 夹具体零件图 1张 (6) 课程设计说明书(50008000字) 1份说明书重要涉及以下内容(章节)目录摘要(中外文对照的,各占一页)零件工艺性分析机械加工工艺规程设计指定工序的专用机床夹具设计方案综合评价与结论体会与展望参考文献
2、 列出参考文献(涉及书、期刊、报告等,10条以上)课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印.四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择工艺方案,拟定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天(4) 编写说明书 3天(5) 准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩: 指导教师日期摘要本次设计所给定的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉它位于传动轴的端部。重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的状态时,由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个孔,是用来安装滚针轴承并且与
3、十字轴相连,起万向节轴节的作用。而零件外圆内的花键孔与传动轴端部的花键轴相配合,用于传递动力之用。而这次的夹具也是用于装夹此零件,而夹具的作用也是为了提高零件的劳动生产率、保证加工质量、减少劳动强度。而夹具的另一个目的也是为了固定零件位置,使其得到最高的效率。关键字:万向节滑动叉;传递扭矩;调整位置;夹具;提高效率AbstractThe design of the parts is given the liberation of licensing automobile chassis on the drive shaft universal joints sliding fork it in
4、 the end of the drive shaft. First, the main role in transmission of torque, vehicle access to forward momentum and the other is when the car rear axle leaf spring in a different state, the parts can be adjusted by the length of the drive shaft and its location. Parts of the two forks first two hole
5、s on the site, is used to install a needle roller bearings and axle connected with the Crusaders, from the Joint axis of the role.Cylindrical and parts of the transmission shaft spline hole and the end of the spline shaft fit for power transmission purposes. But this time the fixture is also used in
6、 this fixture parts, and the jig is also to enhance the role of parts of labor productivity, and ensure processing quality, reduce labor intensity. Another purpose of the fixture and also to parts fixed location to the maximum efficiency.Keyword: Joint sliding fork ; transfer torque ; adjusting the
7、position; fixture; improve efficiency 目 录1.零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分析12工艺规程的设计22.1拟定毛坯的制造形式22.2基准的选择22.2.1粗基准的选择22.2.2精基准的选择23制定工艺路线33.1工艺路线方案一33.2工艺路线方案二33.3工艺方案的比较与分析44机械加工余量、工序尺寸及其毛皮尺寸的确立74.1外圆表面84.2外圆表面延轴线长度方向84.3两内孔84.4花键孔84.5两孔外端面95拟定切削用量及其工时115.1加工条件115.2计算切削用量116专用夹具设计256.1问题的指出256.2夹具的设计266.
8、2.1定位基准的选择266.2.2切削力及夹紧力的计算266.2.3定位误差的分析27设计说明一、计算生产大纲,拟定生产类型设计题目给定的零件时汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉,该汽车年产量为400辆,设其备品率为4%,机械加工废品率为1%,则该得年生产大纲为:N=4000万向节滑动叉的年产量为4200件,根据生产类型与生产大纲的关系可知该产品为大批量生产。二.零件的分析1零件的作用题目所给定的是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉(见图2-1),它位于传动轴的端部。重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的状态时,由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两
9、个叉头部位上由两个39+0.027-0.010mm的孔,用已安装滚针轴承并与十字轴相连,起万向联轴节作用。零件65mm外圆内为50mm 与传动轴端部的花键轴相配合,用于传递动力之用。1.2零件的工艺分析万向节滑动叉共有两组加工表面,它们之间是由一定的位置规定。现分析如下:(1) 以39mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面涉及:两个39mm的孔及其倒角,尺寸为118 mm的与两个孔39mm相垂直的平面,尚有在平面上的四个M8螺孔。其中,重要加工表面为39mm的两个孔。(2)以50mm花键孔为中心的加工表面。这一组加工表面涉及: 50mm十六齿方齿花键孔,55mm阶梯孔,以及65mm的外圆表面和
10、M601mm的外螺纹表面。这两组加工表面之间有着一定的位置规定,重要有以下位置规定:50mm花键孔与39 mm二孔中心联线的垂直度公差为100:0.2;39mm二孔外端面对39mm孔垂直公差度为0.1mm。50mm花键槽宽中心线与39mm中心线偏转角度公差为2由上分析可知,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,并且保证它们之间的位置精度规定。三、拟定毛坯的制造方法,初步拟定毛坯的形状零件材料是45钢。考虑到汽车在运营中要经常加速及正、反向行驶,零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷,因此应当选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作可
11、靠性。由于零件年产量4200件,是属于中或者大批量生产,并且零件的尺寸不大,故可采用模锻成型。这对提高生产率、保证加工质量也是有利的。零件的形状并不复杂,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近,各内孔不锻出。毛坯的尺寸通过拟定加工余量后决定,那是再设计、绘制毛坯图。四、工艺规程设计1定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得对的与合理,可以使得加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工过程会问题百出,更有甚者,还会导致零件大批量报废,使得生产无法正常进行。(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。但对本零件来说,假如以65mm外圆
12、(或62mm外圆)表面作基准(四点定位),则也许导致这一组内外圆柱表面与零件的叉部外形部不对称。按照有关粗基准的选择原则(即当零件有部加工表面时,应以这些不加工表面作粗基准;若零件有若干个不加工表面时,则应与加工表面规定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39mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,运用一组共两个V形块支承这两个39 mm的外轮廓作重要定位面,以消除X移动、X转动、Y移动、Y转动四个自由度;再用一对自动定心的窄口卡爪夹持在65mm外圆柱面上(夹持短),用以消除Z移动Z转动两个自由度,达成完全定位。(2)精基准的选择:精基准的选择重要应当考虑基准重合问题。当设计
13、基准与工序基准不重合时,应当进行尺寸换算。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有外圆、内孔、端面、内螺纹等,材料为45钢。参考机械制造工艺设计手册(以下简称工艺手册)表1.4-6、表1.4-7、表1.4-8、表1.4-14、表1.4-17等,其加工方法选择如下:(1)62mm外圆面 为标注公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT13;表面粗糙度为Rz200m相称于Ra50m,只需进行粗车(表1.4-6)(2)M601-6h外螺纹 普通螺纹,精度等级为中档级,表面粗糙度为Ra3.2m,需进行粗、精车削(表1.4-1、表1.4-14、表1.4-17)(3)M601-6h端面 端面
14、至39mm孔轴线长度为185mm,为未标注公差尺寸,按IT12级;表面粗糙度为Rz200m相称于Ra50m,只需进行粗车(表1.4-8)(4)43mm花键底孔 公差等级为IT11;表面粗糙度为Rz50m(相称于Ra12.5m),毛坯为实心,未冲出孔。采用钻孔(扩)钻孔扩孔(表1.4-7)(5)55mm沉头孔 为未标注公差尺寸,按IT12级;表面粗糙度为Ra6.3m,在加工43mm花键底孔后,锪55mm沉头孔即达规定(表1.4-7)(6)花键孔 规定花键孔为外径定心,表面粗糙度为Ra1.6m,故采用拉削加工(表1.4-17)(7)39mm两孔(叉部) 公差等级介于IT7-IT8:表面粗糙度为Ra
15、3.2m,毛坯为实心,未冲出孔。采用钻孔(扩)钻孔扩孔半粗镗精镗(表1.4-7)(8)39两孔外端面 两孔外端面之间长度尺寸118mm,公差等级介于IT8-IT9:表面粗糙度为Ra6.3m。采用粗铣精铣加工方法(表1.4-8)(9)M8-6h四个螺纹(叉部) 精度等级为中档级:表面粗糙度为Ra6.3m。采用钻底孔攻螺纹(表1.4-17)(10)Rcl/8锥螺纹 普通螺纹。采用钻底孔攻螺纹(表1.4-17)(11)三处倒角 M601-6h外螺纹外径处的1.545倒角,表面粗糙度为Rz200m(相称于Ra50m),只需粗车即可(表1.4-6);43mm花键底孔处的560倒角,表面粗糙度为Ra6.3
16、m,只需粗车即可(表1.4-6);M8-6h四个螺纹底孔处的2.545倒角,表面粗糙度为Rz50m(相称于Ra12.5m),只需锪钻即可(表1.4-7)由于生产类型为大批生产,故采用万能机床配以专用夹具, 尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还减少成产成本。3工艺路线方案(一)工序1:车外圆62mm,60mm,车螺纹M601mm工序2:两次钻孔并扩钻花孔43mm,锪沉头孔55mm工序3:倒角530工序4:钻Rcl/8底孔工序5:拉花键孔工序6:粗铣39mm二孔端面工序7:精铣39mm二孔端面工序8:钻、扩、粗铣、精铣两个39mm孔至图样尺寸并锪倒角245工序9:钻M8mm底孔6.7mm,倒角
17、120工序10:攻螺纹M8mm,Rcl/8工序11:冲箭头工序12:终检3.2工序路线方案(二)工序1:粗铣39mm二孔端面工序2:精铣39mm二孔端面工序3:钻39mm二孔(不到尺寸)工序4:镗39mm二孔(不到尺寸)工序5:精镗39mm二孔,倒角245工序6:车外圆62mm,60mm,车螺纹M601mm工序7:钻、镗孔43mm,并锪沉头孔55mm工序8:倒角530工序9: 钻Rcl/8底孔工序10:拉花键孔工序11:钻M8mm底孔6.7mm,倒角120 工序12:攻螺纹M8mm,Rcl/8工序13:冲箭头工序14:终检3.3工艺方案的比较和分析上述两个工艺方案的特点在于:方案(一)是先加工
18、以花键孔为中心的一组表面,然后以此为基面加工39mm二孔;而方案(二)则与其相反,先加工39mm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39mm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8虽然代替,了方案(二)中的工序3、4、5,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39mm二孔不合适。所以我们将方案(二)中的工序3、4、5移到方案(一)中,改为两道工序。具体工艺过程如下:工序1:车外圆62mm,60mm,车螺纹M601mm(粗基准的选择如前所述)工
19、序2:两次钻孔并扩钻花孔43mm,锪沉头孔55mm,以62mm外圆定位工序3:倒角530工序4:钻Rcl/8锥螺纹底孔工序5:拉花键孔工序6:粗铣39mm二孔端面,以花键孔及其端面为基准工序7:精铣39mm二孔端面工序8:钻孔两次并扩孔39mm工序9:精镗并细镗39mm二孔,倒角245(工序7、8、9的定位均以工序6相同)工序10:钻M8mm螺纹底孔,倒角120工序11:攻螺纹M8mm,Rcl/8工序12:冲箭头工序13:终检以上加工方案大体看来还是合理的,但通过仔细考虑零件的技术规定以及也许采用的加工手段之后,发现仍有问题,重要表现在39mm两个孔及其端面加工规定上。图样规定:39mm二孔中
20、心线应与55mm花键孔垂直,垂直度公差为100:0.2;39mm二孔与其外端面应垂直,垂直度公差为0.1mm。由此可见,由于39mm二孔的中心线规定与55mm花键孔中心线相垂直,因此,加工及测量39mm孔时应以花键孔为基准。这样做的目的是能保证设计基准与工艺基准相重合。在上述工艺路线中也是这样拟定的。同理,39mm二孔与其外端面的垂直度(0.1mm)的技术规定在加工与测量时也应遵循上述原则。但在已制定的工艺路线中却没有这样做:加工39mm孔时,以55mm花键孔定位(这是对的的);而加工39mm孔的外端面时,也是以55mm花键孔定位。这样做,从装夹上看似乎比较方便,但却违反了基准重合原则,产生了
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