傳動(dòng)軸突緣叉

1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)“傳動(dòng)軸突緣叉（CA10B解放牌汽車）零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（年產(chǎn)量為4000件）設(shè)計(jì)者吳棟蔭AP0808326指導(dǎo)老師耿愛農(nóng)五邑大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教研室五邑大學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)“傳動(dòng)軸突緣叉（CA10B解放牌汽車）”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（年產(chǎn)量為4000）內(nèi)容：1、零件圖1張2、毛坯圖1張3、機(jī)械加工工藝過程綜合卡片1張4、工藝裝備主要零件圖1張5、課程設(shè)計(jì)說明書1份吳棟蔭班級學(xué)生指導(dǎo)教師AP080832011年3月8序言機(jī)械加工工藝過程，是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法的重要工藝文件。它不僅是企業(yè)生產(chǎn)中的

2、重要技術(shù)文件，也是機(jī)械制造過程中用于知道生產(chǎn)、組織、加工和管理工作的基本依據(jù)。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系時(shí)機(jī)的訓(xùn)練，因此，它對我們工科學(xué)生具有重大意義。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)零件孔小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

3、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639孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：639(+0.027-0.010)mm的孔及其倒角，尺寸為118mm的與兩個(gè)孔小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639(+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：小95(0-0.107mm)的軸和左平面上的四個(gè)小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)639二孔外端面對小39孔垂直度公差為0.1mm；(2)四孔對小95外圓中心線的位置度偏差為60.1mm；

4、(3)639孔對小95有垂直度公差為0.1mm,及對稱度偏差為0.15mm；(4)695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。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?？紤]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

5、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639mm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639mm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，夾住在孔小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

6、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IRmIVvVIwvfflIXxXI刈W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁工工工工工工工工工工工工粗車外圓小95（不到尺寸）半精工外圓小95,保證小950-0.07銃倒角4X2,并銃其端面鉆孑L4X（|）16,并倒角4X45064.5mm粗銃端面孔小39mm鉆、擴(kuò)小39孔及倒角精細(xì)鏈小39二孔精銃小39二孔端面，保證尺寸118鉆叉部四個(gè)M8的

7、螺紋底孔并倒角4XM8去毛刺并終檢2.工藝路線萬案二IRmIVvVIwvfflIXxW丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁工工工工工工工工工工車外圓小95和4X2倒角鉆孔4X（|）16,并倒角0.5X450擴(kuò)孔643粗銃端面孔小39mm鉆、擴(kuò)小39孔及倒角精細(xì)鏈小39二孔磨小39二孔端面，保持尺寸118鉆叉部四個(gè)M8的螺紋底孔并倒角攻螺紋4XM8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4x（|）6,然后加工小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（I

8、）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：W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁W丁工工工工工工工工工工車外圓小95和4X2倒角鉆孔4X（|）16,并倒角0.5X450擴(kuò)孔小43粗銃端面孔小39mm鉆、擴(kuò)小39孔及倒角精細(xì)鏈小39二孔磨小39二孔端面，保持尺寸118鉆叉部四個(gè)M8的螺紋底孔并倒角攻螺紋4XM8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)孔小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：625mm鉆孑L;637mm2Z=12mm擴(kuò)孔：638.7m

9、m2Z=1.7mm精鎮(zhèn)：小38.9mm2Z=0.2mm細(xì)鎮(zhèn)：小39+0.027-0.1mm2Z=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118D-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Mi,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）銃削余量：銃削的公稱余量（單邊）為Z=20.-

10、0.2=1.8mm銃削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銃）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。639二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粗銃后最大尺寸：118+0

11、.2X2=118.4mm粗銃后最小尺寸：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加工尺寸及公聿、加工欹寸看加工后尺寸最大最小1246120.6粗出端面124.6120.6-118,4U81R妖31最小L21磨二端面118,41應(yīng)1百118117勺30.20425+1.37-0.22/2-0.07/2（五）確定切削用量及基本工時(shí)工序I半精車外圓小95°-0.107。粗車基本尺寸為（1）97,選用C620-1車床。半精車（|）95mn#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.

12、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）C、,dv切削速度v=V-0rkv=242/60.*0.5.*0.5.*1.44=217m/minmXvYvuvPvvTapafawz確定主軸的轉(zhuǎn)速：ns="吧=1000*217/二*97=712r/min二dw按機(jī)床選取n=760r/min所以實(shí)際切削速度v=nw必=3.14*97*760/1000=213m/min1000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+I1+I2）/n*f）=（2*6）/760*0.5=0.032

13、min工序H：鉆，擴(kuò)底孔443mm選用機(jī)床：轉(zhuǎn)塔車床C365L。1）鉆孔425mmf=0.41mm/rv=12.25m/min（見切削手冊表2.7和表2.14,按5類加工性考慮）1000vn-=1000*12.25/二*25=155r/min-：d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v="dwnw=3.14*25*136/1000=10.68m/min1000切削工時(shí)t=l+11+l2）/n*f=（150+10+4）/136*0.41=3min其中切入l=150mml1=10mml2=4mm2）鉆孔（|）41mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆

14、時(shí)，具進(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/minv鉆=19.25m/min（見切削手冊表2.7和2.13）并令f=1.35f鉆=0.76m/minv=0.4v鉆=707m/minns=1000v/3.14D=59r/min按機(jī)床選取nw=58r/min所以實(shí)際切削速度為丫二旦匹=7.47m/min1000切削工時(shí)l=150mm11=7mml2=2mmt=l+11+l2）/n*f=3.55min3）擴(kuò)底孔443mm根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，差得擴(kuò)孔鉆

15、擴(kuò)643mmi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/minns=1000v/3.14D=57r/min按機(jī)床選取nw=58r/min取l1=3mml2=1.5mmt=l+11+l2)/n*f=2.14min工序IV:粗銃639mm二孔端面，保證尺寸118.4(0,-0.22)mmfz=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銃刀，dw=225mm,齒數(shù)z=20。則ns=1000v/ddw

16、=38(r/min)現(xiàn)采用X63臥式銃床，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=Ttdwnw/1000=TtX225X37.5/1000=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=0.08X20X37.5=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)：由于是粗銃，故整個(gè)銃刀刀盤不必銃過整個(gè)工件，利用作圖法，可得出銃刀的行程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VI:鉆、擴(kuò)小39mm二孔及倒角。1.鉆孔625mm確

17、定進(jìn)給量f:根據(jù)手冊，當(dāng)鋼的(rb<800MPa,d0=(|)25時(shí)，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工小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)X0.75=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/：tdw=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=ddwnw/1000=15.3(m/min)切削工時(shí)l=19mml1=9mml2=3mmtm1=(l+11+b)/nwf=0.635(min)

18、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=tm1X2=0.635X2=1.27(min)2、擴(kuò)鉆小37mm孑L利用小37mm的鉆頭對小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)X0.65X0.75=0.5850.87(mm/r)根據(jù)機(jī)床說明書，選取f=0.57mm/rv=(1/2-1/3)v鉆=(1/21/3)義12=6-4(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=冗dwnw/1000=7.9(m/min)切削工時(shí)(一個(gè)孔)：l=19mm

19、,l1=6mm,l2=3mmT1=(19+6+3)/nwf=0.72(min)3、擴(kuò)孔小38.7mm采用刀具：小38.7專用擴(kuò)孔鉆。進(jìn)給量：f=(0.91.2)X0.7=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=3mmt=19+3+3/nf=0.51(min)當(dāng)加工兩個(gè)孔時(shí)tm=0.51X2=1.02(min)4、倒角2X45°雙面采用900物鉆。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。工序即：精，細(xì)鏈小39-0

20、.010+0°27二孔，選用機(jī)床：T740金剛鎮(zhèn)床。1)精鏈孔至小38.9mm單邊余量z=0.1mm一次鍵去余量全部，ap=0.1mm進(jìn)給量根據(jù)有關(guān)手冊，確定金剛鎮(zhèn)床的切削速度為v=100m/min,則1000vn=1000*100/二*39=816m/min二d由于T740金剛鍵床主軸轉(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+li+l2)/n*f=0.32min所以加工兩個(gè)孔的時(shí)間為t=0.64min2)細(xì)鏈孔至439-o.oio+°.027。由于細(xì)鏈與精鏈孔共用一個(gè)鏈桿，利用金剛鎮(zhèn)床同時(shí)

21、對工件精，細(xì)鏈孔，故切削用量及工時(shí)均與精鏈相同ap=0.05mmf=0.1mm/rn=816m/rv=100m/mint=0.64min工序U:磨小39二孔端面，保證尺寸118-o.o70mm1)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

22、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73mmb加工寬度68mmzb一單面加工余量0.2mmK系數(shù)1.10v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一工作臺(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IX:鉆螺紋底孔4-46.7mm并倒角120°。f=0.2X0.50=0.1(mm/r)v=20m/minns=1000v/jtD=950(r/min)按機(jī)床取nw=960r/min,故v=20.2m/m

23、in。切削工時(shí)(四個(gè)孔)l=19mml1=3mml2=1mmtm=4X(l+11+l2)/nwf=0.96(min)倒角仍取n=960r/min。手動(dòng)進(jìn)給。工序X: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/minns=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+1i+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，用螞9軸定位并用壓板夾緊。保證它六個(gè)自由度的定位。(二)

24、切削力及夾緊力的計(jì)算切削刀具：高速鋼麻花鉆頭，則F=667Df0.7kpp式中：口=23.5mm,f=0.41mm/r,K0之1Dp(KpKmp計(jì)算結(jié)果=8397.352N選用壓板壓緊，實(shí)際加緊力N應(yīng)為F8397N=8397N0.50.5式中，方和匕是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，收=%=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N擰=4200N根據(jù)杠桿原理壓板實(shí)際加緊力為N壓=420=1260N0此時(shí)N壓已大于所需的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

25、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@曲6mm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