滑叉設(shè)計說明書解讀

1、守沙戶上學(xué)宇波理工學(xué)院ningbo institute of technology, zhejiang university機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：下萬向節(jié)滑叉夾具設(shè)計分 院：機(jī)電與能源工程分院專業(yè)班級：08 機(jī)制1班姓名：馬浩斌學(xué)號：3080611018指導(dǎo)老師：華順明設(shè)計日期： 2011 年12月6日g加，/多寧波理工學(xué)院目錄1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 21.1 零件的用途 31.2 零件的技術(shù)要求 31.3 審查滑叉的工藝性 41.4 確定滑叉的生產(chǎn)類型 42確定毛坯、繪制毛坯簡圖 42.1 選擇毛坯 42.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 42.3 繪制滑叉的毛坯簡圖

2、 53擬定滑叉工藝路線 63.1 定位基準(zhǔn)的選擇 63.2 表面加工方法的確定 63.3 加工階段的劃分 63.4 工序的集中與分散 63.5 工序順序的安排 63.6 確定工藝路線 64機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 74.1 機(jī)床設(shè)備的選用 74.2 工藝裝備的選用 75工序2加工余量、工序尺寸和公差的確定 76工序2切削用量、時間定額的計算 86.1 切削用量的計算 86.2 時間定額的計算 97工序2專用夾具設(shè)計分析 107.1 工序2鉆削切削力大小的計算與夾緊力分析 117.2 工序2鉆擴(kuò)校24h8孔專用夾具設(shè)計 117.3 定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇 127.4 定位誤差分析及計算

3、127.5 導(dǎo)向元件設(shè)計 147.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 148參考文獻(xiàn) 151令加力上李寧波理工學(xué)院3件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定圖1-1滑叉零件圖g加力/多寧波理工學(xué)院圖1-2滑叉零件三維圖1.1 零件的用途該萬向節(jié)滑叉是汽車后橋上的一個重要的零件，它具有傳遞扭矩，調(diào)整傳動軸長度的作用。從而使汽車在前進(jìn)中獲得動力，以及當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位置。滑叉的兩個叉頭上有兩個2400018mm內(nèi)孔用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸器的作用?；?5mm外圓內(nèi)為24,033mm內(nèi)孔與傳動軸端部的軸通過鍵相配合，用于傳遞動力的作用。1.2 零件的

4、技術(shù)要求表1-1加工表面尺寸及偏差藕粗域b 融行位合塞加11加工方法d硼力解h73.2纏見a 鉆寸暇上下耳內(nèi)魁雷卻甥mi-im姻孔11雕斛而l運51硒胡喇畿it83出_l聞火a-b解軸跳黜朝it10-it111251鉆噓湖l噩/11儂瓶2l送511嬲1w9德,ij -fljit1312.511m1.3 審查滑叉的工藝性由圖知上下耳 424mnrt孔，頂部 巾24mm內(nèi)孔，上下耳上 巾8mm?l和m8孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面（上下耳內(nèi)孔, 24mm頂部內(nèi)孔, 24mm外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，可以通過銃削

5、，鉆擴(kuò)的粗加工就可以達(dá)到加工要求，而主要 工作表面雖然加工精度較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保 量地加工出來，故知該零件工藝性較好。1.4 確定滑叉的生產(chǎn)類型計算零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的公式：n=q*n（1+&%）（1+3 %）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）&=3（零件的備品率）3 =0.5 （零件的廢品率）貝 u n=10000x1x（1+3%）x（1+0.5%）=1035105 （件/ 年）滑叉重量為1.406kg，由表1-3知，滑叉屬于車5型零件；由表1-2確定該零件為大批生產(chǎn)。2確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.1 選

6、擇毛坯由于滑叉在工作過程中永受交變載荷和沖擊載荷，為了增強(qiáng)滑叉的強(qiáng)度和剛度，故選用鑄件。滑叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，宜采用砂型鑄造機(jī)器造型和殼型制毛坯。2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量又表2-1和表2-5可知，要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定以下各因素。1 .公差等級由滑叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級2 .鑄件的材質(zhì)該滑叉材料為球墨鑄鐵，毛坯質(zhì)量為2.128kg,零件質(zhì)量為1.406kg3 .零件表面粗糙度由零件圖知，該滑叉各加工表面的粗糙度ra均大于3.2科傕根據(jù)上述因素，可查表確5令加力上李寧波理工學(xué)院定該鑄件的

7、尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果如下表2-1所示:表2-1項目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm備注長度142.53.6（比）表2-33.3表2-4寬度1003.2( 16)表2-33.3表2-4上下耳寬度202.4( 12)表2-33.3表2-4上下耳厚度472.8（藍(lán)）表2-33.3表2-42.3繪制滑叉的毛坯簡圖由上表所得結(jié)果，繪制毛坯簡圖如下圖2-1所示3擬定滑叉工藝路線3.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)要先選精基準(zhǔn)，再選粗基準(zhǔn)。故選擇滑叉頂部巾24h8的內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)，選擇頂部, 45mn#圓作為粗基準(zhǔn)。3.2 表面加工方法的確定具體加工方法查看表 1-13.3 加工階段的劃分加工階

8、段分為粗加工和半精加工。在粗加工階段，首先將精加工準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銃兩耳的內(nèi)外端面，滑叉b槽，兩耳上的兩個平面。 在半精加工階段，完成槽板上鉆 , 10mnt . 12mme和攻m10螺紋，以及兩耳上平面內(nèi)鉆攻m&3.4 工序的集中與分散該滑叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn) 率；而且利用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。3.5 工序順序安排工序的安排順序為：基準(zhǔn)加工（粗銃頂平面-鉆擴(kuò)較孔？2

9、4h8）主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工（鏈？30內(nèi)孔-粗銃兩耳內(nèi)、外端面-鉆擴(kuò)較孔2x?24h7-粗銃兩耳上的兩個平面）主要表面半精加工和次要表面加工（鉆兩耳平面上的2?8孔-攻m8螺紋-粗銃，t叉b槽-鉆孔？10-攻m10螺紋-粗餃?12孔）一一零件加工完后的處 理（去毛刺一檢驗一校直一清洗一終檢）3.6 確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，列出滑叉的工藝路線如下表3-1 :表3-1工 序 號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1粗銃頂平面立式銃床x51高速鋼套式面銃刀游標(biāo)卡尺2鉆擴(kuò)較孔？ 24h8立式鉆床z525莫氏錐柄麻花鉆、錐柄擴(kuò)孔鉆、 錐柄機(jī)用較刀游標(biāo)卡尺、塞規(guī)3鏈?30

10、內(nèi)孔立式鉆床z535硬質(zhì)合金鏈刀游標(biāo)卡尺、塞規(guī)4粗銃兩耳外端面臥式銃床x61三面刃銃刀游標(biāo)卡尺5粗銃兩耳內(nèi)端面臥式銃床x61三面刃銃刀游標(biāo)卡尺6鉆擴(kuò)較孑l 2 ?24h7立式鉆床z525莫氏錐柄麻花鉆、錐柄擴(kuò)孔鉆、 錐柄機(jī)用較刀游標(biāo)卡尺、塞規(guī)7粗銃兩耳上的兩個平面立式銃床x51高速鋼套式面銃刀游標(biāo)卡尺8鉆兩耳平面上的 2 ? 8孔立式鉆床z525直柄麻花鉆游標(biāo)卡尺、塞規(guī)攻m8螺紋立式鉆床z525直柄絲錐游標(biāo)卡尺、塞規(guī)9粗銃?t叉b槽立式銃床x51鋸片銃刀游標(biāo)卡尺10鉆孔？10立式鉆床z535直柄麻花鉆游標(biāo)卡尺、塞規(guī)攻m10螺紋立式鉆床z535直柄絲錐游標(biāo)卡尺、塞規(guī)粗較?12孔立式鉆床z535直

11、柄機(jī)用較刀游標(biāo)卡尺、塞規(guī)11去毛刺臺虎鉗神刀12檢驗游標(biāo)卡尺、塞規(guī)、 百分表等13校直臺虎鉗手錘14清洗清洗機(jī)15終檢游標(biāo)卡尺、塞規(guī)、 百分表等4機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用（前移）4.1 機(jī)床設(shè)備的選用設(shè)備的選用可以參考上面表3-1 ,因為在表上都已經(jīng)列好每道工序所需的設(shè)備4.2 工藝裝備的選用工藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。刀具和夾具可以參考上面表3-1 ,因為在表上都已經(jīng)列好每道工序所需的道具和夾具。滑叉的生產(chǎn)為大批生產(chǎn)，所以選用的夾具均為專用夾具。5工序2加工余量、工序尺寸和公差的確定工序2鉆-擴(kuò)-錢小24h8孔的加工余量，工序尺寸和公差的確定由查表2-28可查得，錢孔的余量 z較=0.

12、2m成擴(kuò)孔白余量 z擴(kuò)=1.8mm,鉆孔白余量 z 鉆二22mm查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，餃孔： it8 ；擴(kuò)孔：it10 ； 鉆孔：it12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差值表2-40可確定各工步的公差值分別為，錢孔：0.033mm；擴(kuò)孔：0.084mm；車占孔：0.21mnrb綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，錢孔: 24+0.033mm 擴(kuò)孔:923.800.084 mm鉆空：22；0.21 mm它們的互相關(guān)系如下圖5-1所示:加工方向6工序2切削用量、時間定額的計算6.1切削用量的計算工序2鉆，擴(kuò)，錢 24h8孔(1) 鉆孔工步1)背吃刀量的確定取a”1

13、1mmp2)進(jìn)給量的確定3)切削速度的計算由表5-22 ,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.48mm/r由表5-22 ,按工件材料為球墨鑄鐵的條件選取，切削速度v可取為18m/min。由公式(5-1) n=1000v / nd可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=260.4r/min,參照表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=272r/min 。再將此轉(zhuǎn)速代入公式(5-1 ),可求出該工序的實際鉆削速度v=n 二 d/1000=272r/min 二 22mm/1000=18.8m/min(2) 擴(kuò)孔工步1) 背吃刀量的確定取a”0.9mmp2) 進(jìn)給量的確定量 f=0.6mm/r3) 切削速度的計

14、算查實用機(jī)械加工手冊中表 4-81 ,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給查實用機(jī)械加工手冊中表4-82 ,切削速度 v可取為29.5m/min 。由公式（5-1 ）n=1000v/nd可求得該工序擴(kuò)鉆轉(zhuǎn)速 n=394.6r/min ，參照表4-9令加力上李寧波理工學(xué)院所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=545r/min 。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1 ）,可求出該工序的實際鉆削速度（3） 較孔工步v=n 二d/1000=545r/min ;：，:23.8mm/1000=40.8m/min1）背吃刀量的確定取 an =0.1mmp2）進(jìn)給量的確定3）切削速度的計算可求得該工序擴(kuò)鉆轉(zhuǎn)速由表5-31 ,選

15、取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.8mm/r由表5-31 ,切削速度v可取為6m/min。由公式（5-1 ） n=1000v / n dn=79.6r/min ,參照表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min 。再將此轉(zhuǎn)速代入公式(5-1 ),v=n 二 d/1000=97r/min24mm/1000=7.3m/min可求出該工序的實際鉆削速度6.2額定時間的計算1.基本時間內(nèi)的計算工序2鉆，擴(kuò)，錢24h8孔1)鉆孔工步根據(jù)表5-41,的基本時間可由公式2)tj1itj=_/f n 什 1 件 2 1) / 乘 nd22 mm=cot' r (1 2)= 22cot

16、54 1mm ： 9 mm=272r/min=(n7 m擴(kuò)孔工步將上述結(jié)果代入公式，則m9nm1m)/(r0m4 8/根據(jù)表5-41,擴(kuò)孔的基本時間可由公式求 得。 式 中 1=75mm=75mm ；該工序r： 2 7 211d -d12cot' r (1|_ 2)=23.8mm -22mm2cot 5412 =1mm ；=0.48mm/r；的基本時間/ =rn i n )(s . 6 5 1 m i ntj=l / fn = (l 11 l2)/ fn12 =3mm1 mm 1.65 mm11f =0.6mm/r ； n =545r/min 。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基 本時間

17、tj=(75mm 1.65mm 3mm) / (0.6mm/ r 545r / min) ： 0.244min = 14.6s3)錢孔工步根據(jù)表 5-41 , 鉆孔的基本時間可由公式tj=l/fn =(1 十11 十 12)/fn 求得。式中 11、12 由表 5-42 按=15°、ap=(>d)/2=(24mm-23.8mm)/2=0.1mm 的條件查得 11 =0.37mm； 12 =15mm 而 1 =75mm f =0.8mm/r;n =97r/min 。 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(75mm 0.37mm 15mm) /(0.8mm/ r 97r /

18、 min) ： 1.16min = 69.6s2 .輔助時間、的計算 a根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間ta與基本時間tj之間的關(guān)系為ta =（0.15l_ 0.2）tj ,這里取ta =0.15tj,則各工步的輔助時間分別為：工序2鉆孔工步的輔助時間：ta =0.15m39.1s=5.9s；工序2擴(kuò)孔工步的輔助時間：ta =0.15m14.6s = 2.2s；工序2?？坠げ降妮o助時間：l =0.15x69.6s = 10.4s ；a3 .其他時間的計算除了作業(yè)時間(基本時間和輔助時間之和)以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于本零件萬向節(jié)滑叉的生

19、產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作地時間口是作業(yè)時間的2%|_|7%,這里取 卜=4%休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%li4%,這里取tx=3%則各工步的其他時間(tb + tx)可按關(guān)系式(4%+3% x ( ta+tj)計算，它們分別為：工序2鉆孔工步的其他時間：tb+tx=7%m (39.1s+5.9s ) =3.15s工序2擴(kuò)孔工步的其他時間：tb+tx=7%m (14.6s+2.2s ) =1.18s工序2?？坠げ降钠渌麜r間：tb+tx=7%m (69.6s+10.4s ) =5.6s4 .單件時間tdj的計算工序2的單件時間tdj為三

20、個工步單件時間的和，其中鉆孔工步 tdj鉆=39.1s+5.9s+3.15s=48.15s;擴(kuò)孔工步 tdj擴(kuò)=14.6s+2.2s+1.18s=17.98s;校孔工步 3.轉(zhuǎn)=69.6s+10.4s+5.6s=85.6s;dj因此，工序 2 的單件時間 tdj=tdj鉆 +tdj擴(kuò) +tdj=48.15s+17.98s+85.6s=151.73。7工序2專用夾具設(shè)計分析為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。本工序2鉆擴(kuò)錢 中24mmfl,本夾具將用于 z535立式鉆床，采用擴(kuò)孔鉆頭，錢刀，對軸孔進(jìn)行加7.1 工序2鉆削切削力大小的計算與夾緊力分析由于本道工序主要完

21、成工藝孔的鉆、擴(kuò)、鍍加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和錢的切削力。 因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由切削手冊得：鉆削力 f =419df0.8 kp(4-1)鉆削力矩m =0.21d2f0.8kp(4-2)(修正系數(shù) kp= (hb/150)0.6 )式中：d=22mmkp= (hb/150) 0.6= (190/150) 0.6=1.15f = 0.48mm /r 代入公式(4-1)和(4-2 )得.f =419 22 0.480.8 1.15 =5892.9nm =0.21 222 0.480.8 1.15 = 64.976n m本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向垂直，故根據(jù)表 10-1查得

22、公式有km sin-防止工件轉(zhuǎn)動 fj1=2(5-1)f1rsina+f2rkf sin a防止工件移動 fj2=2( 5-2 )a f3 sin +f4 32 4式中：k=3, m =64.976n1m, f = 5892.9n , a=90° , r=22.5mm , f1=0.2, f2=0.2 , f3=0.15 , f4=0.15代入公式(5-1 )和(5-2 )得a90km sin-3 64.976 sin 防止工件轉(zhuǎn)動 f=2=五一2 n =17943n-90rsin/far 0.2乂(22.5/1000) xsin ? +0.2 乂(22.5/1000)kf sin

23、a 3 5892.9 sin 90防止工件移動fj 2 =2- =12 n = 48812n工-工90f3 sin +f40.15 sin 0.15227.2 工序2鉆擴(kuò)校24h8孔專用夾具設(shè)計本夾具主要用來鉆、 擴(kuò)、錢工藝孔424mm。這個工藝孔有尺寸精度要求為十0.033mm ,表面粗糙度要求，表面粗糙度為 3.2nm,與端面垂直，并用于以后加工中的定位。其加工 質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序為滑叉加工的第2道工序，本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。加力/多寧波理工學(xué)院7.3 定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇由下

24、圖7-1可知，工藝孔位于零件445mm的頂部除，其有尺寸精度要求和表面粗糙度 要求并應(yīng)與外圓©45mm同心。為了保證所鉆、擴(kuò)、餃的孔與外圓e45mm同心并保證工藝孔能在后續(xù)的加工工序中使后續(xù)工序的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時，應(yīng)盡量選擇已定好的粗基準(zhǔn)，即645mm的外圓作為定位基準(zhǔn)。 因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇145mm外圓端面和下端兩耳底面為主要定位基準(zhǔn)限制工件的五個自由度，另一個工藝孔軸向方向的自由度因限制要求不高，故由兩v型塊的夾緊力來限制。圖7-1定位分析圖7.4 定位誤差分析及計算本工序選用的工件以外圓在 v形塊定位。如不考慮v形塊的制造誤差，則工件定位基準(zhǔn) 在v形塊的對稱面上，因此水平方向上的位移為零。但在垂直方向上，因工件外圓有制造誤 差，而產(chǎn)生基準(zhǔn)位移。由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表 8-13得udw (a)=5r(8-1)2sin 一213令加力上李寧波理工學(xué)院17，