机械加工工艺及其课程设计方案

目录摘要……………………………………………………………………………………3第一章零件及零件的工艺分析………………………………………………41.1零件的作用……………………………………………………………………41.2、零件的工艺分析……………………………………………………………4第二章确定毛坯的制作方法、初步确定毛坯形状………………………5第三章工艺设计与分析…………………………………………………………53.1、定位基准的选择……………………………………………….……………53.2、零件的表面加工方法的选择………………………………………………53.3、确定加工工艺…………………………………………………………………73.4、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯……………83.5、确定切削用量…………………………………………………………93.6、填写机械加工工艺过程卡和机械加工卡工序……………………………20第四章夹具的设计………………………………………………………………214.1确定设计方案……………………………………………………………………214.2计算夹紧力并确定螺杆直径…………………………………………………224.3定位精度分析…………………………………………………………………22参考文献………………………………………………………………………231摘要本次设计是汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉，它位于传动轴的端部。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。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、降低劳动强度。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。关键词：传动轴万向节滑动叉传递扭矩花键轴AbstractThisdesigniscarchassisoftransmissionshaftuniversaljointslidingafork,itislocatedattheendofthedriveshaftof.Themainrole:first,isthetransmissiontorque,makecarsgetmotivation;second,itiswhentheautomobiledrivingaxleleafspringindifferentstate,bythepartscanadjustthelengthoftheshaftanditsposition.Partsofthetwoforkheadonatwoholes,isusedtoinstalltherollingneedlebearingsandconnectedwiththeaxis,theuniversalshaftsectionfuntion.Andthepartsofthesplinecircleholeattheendofthedriveshaftofsplineshaftcombined.Thisfixtureisalsousedtoclamptheparts,andtheroleofthefixtureisalsoinordertoimprovelaborproductivity,ensurethepartsprocessingquality,reducethelaborintensity.Andfixtureanotherpurposeistofixedpositionparts,makingitthehighestefficientcyget.Keywords:transmissionshaft、universaljointslidingaforktransmissiontorquesplineshaft2一、零件的分析1.1零件的作用汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉位于传动轴的端部。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由两个Φ0.270.01039mm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Φ65mm外圆内为Φ50mm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要求。现分析如下:（1）以孔为Φ39mm心的加工表面。这一组加工表面包括：两个Φ39mm的孔及其倒角，尺寸为118mm的与两个孔Φ39mm相垂直的平面，还有在平面上的四个M8螺孔。其中，主要加工表面为Φ39mm的两个孔。（2）以Φ50mm花键孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括:Φ50mm十六齿方齿花键孔，Φ55mm阶梯孔，以及Φ65mm的外圆表面和M60×1mm的外螺纹表面。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有以下位置要求：Φ50mm花键孔与Φ39027.0010.0mm二孔中心联线的垂直度公差为100:0.2;Φ39mm二孔外端面对Φ39mm孔垂直公差度为0.1mm。Φ50mm花键槽宽中心线与Φ39mm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要求。3二、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯的形状零件材料是45钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、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，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠性。由于零件属于中或者大批量生产，而且零件的尺寸不大，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。毛坯的尺寸通过确定加工余量后决定，那是再设计、绘制毛坯图。三、工艺规程设计3.1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。定位基准选择得正确与合理，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，还会造成零件大批量报废，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，如果以Φ65mm外圆(或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部不对称。按照有关粗基准的选择原则，现选取叉部两个Φ390.027010.0mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个V形块支承这两个Φ390.027010.0mm的外轮廓作主要定位面，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Φ65mm外圆柱面上（夹持短），用以消除Z移动Z转动两个自由度，达到完全定位。（2）精基准的选择：精基准的选择主要应该考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。3.2零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）Φ62mm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Rz200μm相当于Ra50μm，只需进行粗车（表1.4-6）4（2）M60×1-6h外螺纹普通螺纹，精度等级为中等级，表面粗糙度为Ra3.2μm,需进行粗、精车削（表1.4-1、表1.4-14、表1.4-17）（3）M60×1-6h端面端面至Φ39mm孔轴线长度为185mm,为未标注公差尺寸，按IT12级；表面粗糙度为Rz200μm相当于Ra50μm，只需进行粗车（表1.4-8）（4）Φ4316.00mm花键底孔公差等级为IT11；表面粗糙度为Rz50μm（相当于Ra12.5μm）,毛坯为实心，未冲出孔。采用钻孔（扩）钻孔扩孔（表1.4-7）（5）Φ55mm沉头孔为未标注公差尺寸，按IT12级；表面粗糙度为Ra6.3μm，在加工Φ43mm花键底孔后，锪Φ55mm沉头孔即达要求（表1.4-7）（6）花键孔要求花键孔为外径定心，表面粗糙度为Ra1.6μm，故采用拉削加工（表1.4-17）（7）Φ390.027010.0mm两孔（叉部）公差等级介于IT7-IT8：表面粗糙度为Ra3.2μm，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）Φ390.027010.0两孔外端面两孔外端面之间长度尺寸118002.0mm，公差等级介于IT8-IT9：表面粗糙度为Ra6.3μm。采用粗铣精铣加工方法（表1.4-8）（9）M8-6h四个螺纹（叉部）精度等级为中等级：表面粗糙度为Ra6.3μm。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M60×1-6h外螺纹外径处的1.545°倒角，表面粗糙度为Rz200μm（相当于Ra50μm）,只需粗车即可（表1.4-6）；Φ43mm花键底孔处的560°倒角，表面粗糙度为Ra6.3μm，只需粗车即可（表1.4-6）；M8-6h四个螺纹底孔处的2.545°倒角，表面粗糙度为Rz50μm（相当于Ra12.5μm），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，还降低成产成本。53.3确定加工工艺为：工序10：车端面及外圆Φ62mm，Φ60mm，并车螺纹M60×1mm。以两个叉耳外轮廓(限制4点)及Φ65mm外圆（限制2点）为粗基准定位，选用C620-1卧式车床和专用夹具。工序20：钻、扩花键底孔Φ43mm，锪沉头孔Φ55mm，以Φ62mm外圆(限制4点)及M60×1-6h端面(限制1点)为基准定位，选用C365L转塔车床。工序30：Φ43mm花键底孔5×30°倒角。以Φ62mm外圆(限制4点)及Φ55mm沉头孔端面(限制1点)为基准定位，选用C620-1车床和专用夹具。工序40：钻锥螺纹Rcl/8底孔Φ8.8mm。选用Z525立式钻床及其专用钻模。这里安排钻Rcl/8底孔主要是为了下道工序拉花键孔时为消除回转自由度而设置的定位基准。本工序以Φ43mm花键底孔(限制4点)及M60×1-6h端面(限制1点)定位，并利用叉部外轮廓消除回转自由度。工序50：拉花键孔。利用Φ43mm花键底孔(限制4点)、Φ55mm沉头孔端面(限制1点)及Rcl/8锥螺纹底孔(限制1点)定位，选用L6120卧式拉床加工。工序60：粗铣Φ39mm二孔外端面，以花键孔(限制5点)及M60×1mm端面(限制1点)定位，选用X63卧式铣床加工工序70：钻、扩Φ39mm二孔及其倒角。以花键孔(限制5点)及M60×1mm端面(限制1点)定位，选用Z535立式钻床加工。工序80：半精、精镗Φ39mm二孔。选用T740型卧式金刚镗床及其专用夹具加工，以花键孔(限制5点)及及M60×1mm端面(限制1点)定位。工序90：磨Φ39mm二孔外面，保证尺寸1180-0.07mm，以Φ39mm孔(限制4点)及花键孔(限制2点)定位，选用M7130平面磨床及其专用夹具。工序100：钻叉部四个M8mm螺纹底孔并倒角120°。选用Z525立式钻床及其专用夹具，以花键孔(限制4点)及Φ39mm(限制2点)孔定位。工序110：攻螺纹4-M8mm及Rcl/8。以花键孔(限制4点)及Φ39mm(限制2点)孔定位，选用Z525立式钻床及专用夹具加工。63.4确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图（1）确定毛坯余量（机械加工总余量）、毛