叉型轉(zhuǎn)動軸論文

1、叉型轉(zhuǎn)動軸機加工藝規(guī)程及工裝設(shè)計摘要： 軸類零件因其本身的許多特點，在各種機械、車輛、飛機上被廣泛使用。隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，大部分軸套類零件為了達(dá)到某種要求，都需要進行加工，而且是高精度、高質(zhì)量的加工。本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容是 SU-27（J11B）的某叉型轉(zhuǎn)動軸工藝規(guī)程及工裝設(shè)計。 本次設(shè)計主要內(nèi)容由工藝規(guī)程說明和夾具設(shè)計兩部分組成。工藝規(guī)程說明部分主要內(nèi)容包括零件的結(jié)構(gòu)分析；主要表面的加工方法及表面質(zhì)量和尺寸精度的保證方法；熱處理工序和輔助工序之間的安排；鈦的特點及其切削加工性等。夾具部分分別對工序65的銑夾和工序155-160的車夾著兩個專用夾具進行了分析和討論。主要包括定位、夾緊方案的

2、選擇，定位元件的分析以及誤差計算等內(nèi)容。 為了減少機械振動，提高傳遞的精度和效率，許多軸類零件都要在工作過程中進行潤滑。所以要在軸中加工深孔以通潤滑油，這是一種非常有效而方便的方法。 軸類零件的制造精度一定程度上放映了一個夠家裝備制造業(yè)的發(fā)展水平，高精度的軸類零件的使用會越來越廣泛。關(guān)鍵詞：軸類零件 制造精度 工藝規(guī)程 夾具The technological process and the clamps design of the fork type axis of rotation anical and automobile engineer department, Shenyang Ins

3、tiMachine design automation,Mechtute of Aeronautical Engineering.Abstract: Spindle type parts used extensive in every kind of machine, vehicle , airplane because of many advantatges of theirselves . Along with the quick development of mechanical industry, in order to attain a certain request, large

4、parts of spindle type parts all needed proceeding ,and it is a high accuracy, high quantity process.The contents of this graduate design are the craft rules and works equip to design of some fork type axis of rotation of SU-27(J11B). The design is mainly constituted in two parts. they are explainati

5、on of the former part include the construction analysis of the parts , the process method of primary surface and the method to guarantee the quality of the primary surface and the size accuracy ; the arrangement of the heat handles proceduere and the assistant procedure ; the characteristics of the

6、Ti , and its property of etc out process . The tongs part separately give the analysis and discuss 65 and in process 155-160 , including the choice of the fixed position and the tight project , the analysis and error compute of the fixed piece etc. For reducing the machine vibrates, increasing the a

7、ccuracy and the efficiency of the transfer , many spindles type parts all need to proceed the lubrication during the work time , So if we want to process the deep bore in the spindle of the lubricant , this is a very valid and convenient kind of method . The accuracy in manufacturing the spindle spa

8、re parts on the certain reflected the development level of the manufacturing industry of a nation . The usage of the spindle spare parts of the high accuracy would be more and more extensive .Key words; spindle type part The accuracy in manufacturing Craft rules tongs 第一章 叉型轉(zhuǎn)動軸工藝過程設(shè)計說明1.1 零件圖工藝分析1.1

9、.1 零件的工作狀態(tài)及工作條件 該零件是運用在國產(chǎn)化 SU-27（J11B）上，在工作中處于通油狀態(tài)，該零件是用在飛機的聯(lián)結(jié)處，處在高溫腐蝕性強的環(huán)境，并且外圓柱表面經(jīng)常受摩擦力作用，與其它零件有很高的配合精度。所以要求該零件能耐溫腐蝕耐摩檫，切在加工過程中需要較高的加工精度。該零件對受力的要求不大。1.1.2零件的結(jié)構(gòu)分析叉型轉(zhuǎn)動軸是一個帶有叉型部分的軸類零件，整體結(jié)構(gòu)精而小，形狀為中等復(fù)雜。零件總長72.2mm,軸向的兩個6孔深度分別為36mm61.5mm,是較難加工的部分。本零件的另一難加工處是底端的兩接管嘴，接管嘴內(nèi)的螺紋孔及下端孔和倒圓相對與孔中心線的跳動量不大于0.08mm.兩接管

10、嘴中M10的螺紋孔分別于上述兩個6孔貫通；軸上有兩個4徑向孔，于倆6孔分別貫通。零件工作時間時潤滑油通過接管嘴進入軸內(nèi)，并通過徑向孔流出到達(dá)軸的表面，起到潤滑的效果。本零件對軸部分精度要求較高，因此加工時應(yīng)先加工出工藝頂尖。在粗加工階段車去的大端頂尖在精加工開始時還要焊上，用于磨削外圓時，作為定位基準(zhǔn)。軸的叉型吊耳部分用語連接。尾端倆螺紋孔用于固定零件。1.1.3零件的技術(shù)條件分析1.1.3.1零件表面本身精度分析從零件可以看出，圓柱面 20f7為重要表面，也是工作表面，此表面的尺寸精度要求高，為IT7等級；表面粗糙度要求也很高，為Ra0.2。轉(zhuǎn)動軸在工作時受到摩擦，為了減少工作面上的潤滑劑，

11、并提高秒面光潔度。為了能在軸和孔之間注入潤滑劑，圓柱面采用了間隙配合。另外，本零件整體要求精度較高，大部分平面和圓弧面粗糙度都要求達(dá)到Ra3.2，對于接管嘴的面叉型部分的6孔以及部分倒角粗糙隊要求達(dá)到Ra0.8。1.1.3.2表面的位置精度分析（1）對于整個零件而言，往往有很多位置尺寸和位置關(guān)系精度要求，在各個方向上通常有一個設(shè)計基準(zhǔn)。主設(shè)計基準(zhǔn)常于裝配基準(zhǔn)重合。對于本零件，從零件圖尺寸的確定關(guān)系可以分析出，零件的軸向主要設(shè)計基準(zhǔn)圓柱左端面，徑向的主設(shè)計基準(zhǔn)是20 f7外圓柱面的軸線。（2）從零件及其技術(shù)要求中可以看出：兩管嘴中間的螺紋孔圓孔及倒圓的位置精度要求很高，相對于中徑的跳動量不大于0

12、.08mm,所以底孔的軸線是它們的設(shè)計基準(zhǔn)。圓柱面20 f7兩端面因為涉及到安裝定位，所以也要求較高的位置精度。1.1.3.3零件的其他技術(shù)要求（1）摸鍛件技術(shù)要求按11-CL-055，III類鍛件（2）熱處理：完全退火，V類檢驗（3）按Q/J11-3054-2002，在裝有中性介質(zhì)的箱里氬弧韓，韓絲TAO-1 11-DL-046A，III級韓接接頭（4）焊接后，在中介性介質(zhì)中不完全退火，焊接后，進行強度和氣密性實驗，保持3min，完全密封。（5）表面處理：主要表面鍍銘層厚度21-46um，鍍成II類檢驗。（6）按Q/J11-3065-2002熒光檢驗1-OB說明：a) 航空用TC2鈦合金鍛件

13、技術(shù)條件（摘選11-CL-055）適用范圍：使用與截面厚度大于250mm的鈦合金鍛件。鍛件分類：III類鍛件：只需要進行硬度檢驗材料：用于制造的鍛件中的鑄錠應(yīng)采用真空自耗電爐熔煉。熔煉次數(shù)應(yīng)不少于2次。自耗電極不準(zhǔn)采用鎢極氬弧韓焊接。鍛件用與棒料要滿足相應(yīng)的專用技術(shù)條件規(guī)定。 化學(xué)成分：化學(xué)成分用符合GB/T3620.1D 規(guī)定。訂購放從產(chǎn)品上取樣驚醒化學(xué)成分復(fù)樣分析時其成分允許偏應(yīng)符合GB/T3620.2規(guī)定。 供應(yīng)狀態(tài)：鍛件一退火（M）狀態(tài)，并經(jīng)吹砂酸洗處理后應(yīng).b)完全退火；高于再結(jié)晶溫度低于 轉(zhuǎn)變溫度下加熱，保溫，然后空冷或爐冷。可實現(xiàn)現(xiàn)組織成分以及合金力學(xué)性能的均勻化。最終熱處理零件

14、的檢驗類別以IIIIIIIVV表示。V類檢驗：用檢查熱處理制度的遵守情況實現(xiàn)檢驗。c)鈦合金的電弧韓工藝及質(zhì)量檢驗（摘選Q/J11-3054-2002）范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了TA15，TA16，TA21，TC1，TC2，TC6，鈦合金金屬薄板厚板，鍛件及管材的鎢級自動化氣體保護焊和鎢極手工氣體保護焊的工藝及質(zhì)量檢驗。、術(shù)語 潛弧焊：潛弧焊是非熔化極惰性氣體保護焊的一種特殊形式。其弧后隨著電流增大，鎢極下潛，在保護氣體和電弧力的擢用下排開電弧下液態(tài)金屬，使電弧潛入溶池，在正式接頭部位焊接時電弧的位置始終低于母材表面。 穿透焊：是鎢極自動亞弧焊的一中形式和發(fā)展，從T型頭接頭平板的背面施焊，電弧穿透平板

15、并熔化與之接觸的肋條，借助于專用夾具，形成雙面焊角的T型接頭。、 一般要求焊接接頭等級按HB5363的規(guī)定分為一、二、三級。焊工應(yīng)持有符合HB5299規(guī)定的技術(shù)合格證書?，F(xiàn)場保持清潔?，F(xiàn)場用干燥，溫度不低于16度，相對于溫度不應(yīng)高于75%?，F(xiàn)場不允許有穿堂風(fēng)，應(yīng)有通風(fēng)換氣系統(tǒng)。場所的其他要求應(yīng)符合HB5363的規(guī)定。、 母材個填充材料： 表1-1母材牌號母材厚度焊材牌號TA21 TC1TC2 TA16 TA0-1 TC6 TA20 焊接異種鈦合金時，根據(jù)強度較低的合金選擇填充材料。性能用符合由強度較低金屬構(gòu)成的焊接接頭所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。、焊接工藝 焊前準(zhǔn)備（1） 鈦合金焊前用為退火狀態(tài)。（2） 待

16、焊接端面應(yīng)進行機械加工，待焊端面不允許有裂紋，裂口，壓痕，毛刺極其它缺陷，其粗糙度值不大于3.2um。（3） 鈦合金待焊件或大焊件的待焊表面及其附近表面清理括去除油脂，化學(xué)處理以及機械清理。（4） 真空中進行焊接時采用靜止氬保護，先抽空至1.33pa-0.133pa,后充入氬氣至13.3pa，再將氬氣抽出至1.33pa-0.133pa,在重新充氬氣至工作壓力進行焊接。（5） 在具有全方位氬氣局部保護的條件下，焊接的工作允許在真空充氬室外進行定位焊接。對于背面不能進行保護和檢查的零件和部件，應(yīng)真空充氬工作室中采用手工焊或自動焊進行定位焊。（6） 采用填充焊絲手工氬弧焊時應(yīng)使焊縫余高符合設(shè)計要求的

17、最小值。（7） 根據(jù)部件厚度確定定位焊長度和定位焊點間距離。當(dāng)材料厚度小于1mm時。定位焊距離為15mm-25mm,材料厚度1mm-3mm時為50mm-100mm，大于3mm時為200mm-300mm。定位焊所用的焊絲及保護氣體流量于焊接時相同。、 表1-2 對接頭真空充氬手工氬弧焊的規(guī)范材料厚度焊接電流焊絲直徑鎢極直徑焊接層數(shù)1.040-551.61.5-211.855-801.5-212.070-901.6-20.2-2.513.0100-13031-25.0120-1402.032-38.0140-1803.034-5 焊接接頭的檢驗與缺陷的修補：焊接接頭應(yīng)進行100%的目試檢驗，對于一

18、級和二級焊接接頭在目試檢驗后必須進行X射線檢驗。不能實現(xiàn)X射線檢驗的焊縫不能規(guī)定為一級和二級。X射線的檢驗數(shù)量按接頭的質(zhì)量等級確定：一級100%，二級試制時100%，生產(chǎn)時10100%，三級不要求。 焊接接頭力學(xué)性能要求：焊接接頭的b700Mpa焊縫的沖擊韌性600000J/M. 母材與焊縫金屬的維氏硬度(N/mmXmm):基本金屬23002800，焊縫金屬25003200.1.1.4零件的材料及切削加工性考慮到叉型轉(zhuǎn)動軸在高溫和高壓的工作條件下，該零件選用鈦合金，用鈦合金替代合金鋼制造飛機結(jié)構(gòu)零件，可以顯著地減輕飛機的重量，提高飛機結(jié)構(gòu)的可靠性和 使用壽命。使用鈦合金是提高飛機飛行性能的有效

19、途徑。由于材料比重小，強度高，熱強性高，熱穩(wěn)定性好，抗腐蝕性好，但加工性很差，所以對于加工此材料的刀具材料不但要求抗彎強度高，硬度高，韌性好，還要求散熱性好，熱硬性好，耐磨性好。 （1）材料成份分析 表1-3 Tc2主要成分如下表合金牌號化學(xué)成份雜質(zhì)（=%）TiAlVFeSiCNHOT基0.30.150.10.050.0150.18Tc2鈦合金牌號熱處理狀態(tài)室溫性能高溫性能b（MP）(MP)(%)k溫度（）b(MP)b(MP)Tc2退火=8908341040400618569(2)材料切削加工性的原因造成鈦合金切削加工性差的原因很多，其主要原因有以下幾點： 導(dǎo)熱導(dǎo)溫系數(shù)小，切削溫度高鈦合金的導(dǎo)

20、熱系數(shù)平均是工業(yè)純鈦的一半，小于不銹鋼和高溫合金；鈦合金的導(dǎo)溫系數(shù)也較小，分別為鐵和呂的1/4和1/16。因此在相同的切削條件下，鈦合金的切削溫度比45高一倍以上。切削加工鈦合金時，刀具切削韌與切削的接觸長度短，使切削熱積于切削刃附近的小面積內(nèi)而不易散發(fā)，加快刀具磨損。鈦合金切削變形系數(shù)小鈦合金切削變形系數(shù)小于1或接近1，因此大大增加了切屑在前刀面上滑動磨損的路程，加速了刀具的磨損。 單位平面上的切削力大 主切削力比一般結(jié)構(gòu)鋼越小20%，但由于刀具與切屑接觸長度短，使單位接觸面積上的切削力大大增加，很容易造成刀具崩韌。 化學(xué)活性大鈦合金在300以上高溫下極易與大氣中的O、N、H、CO、CO2、

21、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強烈的化學(xué)反應(yīng)、生成脆硬層，不僅降低了塑性，而且減小了切屑與刀面的接觸長度，促進了刀具的磨損。曾經(jīng)做過這樣的試驗：當(dāng)鈦合金的含氧量從0.66%下降至0.3%時，刀具耐用度可以提高4倍以上。 彈性模量小、倔強比大由于鈦合金彈性模量小、倔強比大，所以切削時零件容易產(chǎn)生較大的變形；同時還會是已加工表面產(chǎn)生較大的回彈。一方面容易引起加工零件尺寸的超差，粗糙度增高；另一方面，又由于回彈而使切削刀具實際后角減小，從而使后刀面與零件加工表面產(chǎn)生摩擦，加劇刀具的 磨損。 親和性大，切削溫度高由于切削加工時，刀具與切屑單位接觸面積上的壓力，已加工表面易產(chǎn)生回彈等眾多因素的綜合影響，是切屑和初切

22、表面易與刀具材料“親和”，產(chǎn)生嚴(yán)重的粘刀現(xiàn)象，其結(jié)果引起刀具嚴(yán)重的粘結(jié)磨損。 其他因素的影響a、 熱處理：（+）型和 型鈦合金可用熱處理方法調(diào)整其組織和性能，不同的熱處理規(guī)范所獲得的組織狀態(tài)和其切削加工性有很大差別。如Ti-1023高強高韌鈦合金固溶處理后切削加工性降低400%-50%。b、 加工方法：在相同的條件下，由于采取不同的加工方法，其切削的困難程度也不同。由易到難排序為：車削刨削鉸削鉆削銑削車螺紋拉削攻絲磨削。深孔鉆空、深孔攻絲就更難了。 零件圖尺寸標(biāo)注分析一般表面位置尺寸的標(biāo)注有三種方式：即坐標(biāo)式、鏈接式和混合式。位置尺寸標(biāo)注的方式在一定程度上決定了加工的順序。坐標(biāo)式標(biāo)注的特點是尺

23、寸都從一個表面注起，因此加工一個表面，而其他表面的加工順序可視情況而定；鏈接式標(biāo)注法的特點是尺寸都是前后銜接的，故各表面的加工順序應(yīng)按尺寸標(biāo)注的次序進行?；旌闲詷?biāo)注法是采用坐標(biāo)式和鏈接式混合而成的，絕大多數(shù)零件是采用混合式標(biāo)注尺寸。叉型轉(zhuǎn)動軸外型較為復(fù)雜。加工過程也較為復(fù)雜，其標(biāo)注采用混合式標(biāo)注，而內(nèi)孔則采用坐標(biāo)式標(biāo)注。1.1.6 為保證熱處理質(zhì)量的檢驗說明熱處理分兩種類型：a預(yù)備熱處理；b最終熱處理。預(yù)備熱處理的目的是改善切削性能，為最終熱處理做好準(zhǔn)備和消除內(nèi)應(yīng)力。最終熱處理的目的是提高力學(xué)性能，延長工件使用壽命。本零件主要使用退火，退火分三種：去應(yīng)力退火（不完全退火）、再結(jié)晶退火（完全退火

24、）和穩(wěn)定退火。去應(yīng)力退火（不完全退火）退火目的：消除機械加工或焊接所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，是塑性得到部分恢復(fù)。退火工藝：將零件加熱至稍低于再結(jié)晶溫度（一般為450-650）保溫1-1.5，然后空冷。再結(jié)晶退火（完全退火）退火目的：消除加工硬化，恢復(fù)塑性，獲得穩(wěn)定的組織，是組織與機械性能均勻。退火工藝：將零件加熱至高于再結(jié)晶溫度，但低于（+）（） 的轉(zhuǎn)變溫度（一般650-800），保溫后空冷穩(wěn)定退火退火目的：使合金組織盡可能接近平衡狀態(tài)，保證組織與性能穩(wěn)定，以保證零件在較高溫度下長期工作。熱處理的目的有三：提高零件的力學(xué)性能；改善材料的切削加工性能；消除內(nèi)應(yīng)力。為保證叉型轉(zhuǎn)動軸的熱處理質(zhì)量，在熱處理前、

25、中、后都要進行檢驗。在接受需要進行熱處理的制件時，首先要進行數(shù)量、外觀、材料、表型和上道工序印鑒五項對照檢驗，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。熱處理中要對每一道工序進行全面的檢驗和質(zhì)量控制。根據(jù)零件熱處理的不同技術(shù)要求，分別對其加熱質(zhì)量、冷卻質(zhì)量或化學(xué)熱處理的質(zhì)量進行檢驗和控制。熱處理的最終檢驗應(yīng)根據(jù)零件的不同要求進行硬度檢驗、尺寸測量、晶間腐蝕檢驗、無損探傷、力學(xué)性能檢驗等。最終熱處理零件的檢驗類別以、表示，對于鈦合金零件，只按、類進行檢驗，當(dāng)按、類檢驗時，可不檢驗零件硬度。叉型轉(zhuǎn)動軸要求類檢驗。本零件的鍛件以退火狀態(tài)供應(yīng)，對其檢驗內(nèi)容如下：力學(xué)性能：鍛件退火狀態(tài)的高溫力學(xué)性能應(yīng)符合表1-4的規(guī)定：表1

26、-4 鍛件的高溫力學(xué)性能狀態(tài)取向拉伸強度伸長率斷面收縮率沖擊韌性布氏硬度退火縱向68588085100%104%30Akj/cm23510/3000mm橫向6858808.520353.64.2溫室拉伸性能檢驗時，同事檢測殘余伸長應(yīng)力。超聲檢驗：鍛件應(yīng)進行超聲檢驗，超聲檢驗分為AA和A兩個級別。檢驗結(jié)果應(yīng)符合表1-5的規(guī)定：表1-5 超聲檢驗的質(zhì)量等級單個缺陷多個缺陷長條形缺陷噪聲等級當(dāng)量平底孔直徑mm當(dāng)量平底孔直徑mm間距mm當(dāng)量平底孔直徑mm長度mmdBAA1.20.8250.812-9A2.0122501212-9金相組織：出現(xiàn)b級時以力學(xué)性能為準(zhǔn)?？梢姷那逦Я５捅毒Я?-5級為合格。

27、鍛件低倍上不允許有明顯的砂眼。表面質(zhì)量：鍛件表面不允許有夾雜等影響材質(zhì)的冶金缺陷，發(fā)現(xiàn)后鍛件報廢。鍛件加工表面上的裂紋、氧化皮等缺陷必須去除，壓傷、壓坑等局部缺陷，如其深度不超過機架工余量的2/3則允許不去除。在所有清除何允許不清楚缺陷的部分勻須保證鍛件留有1/3的名義加工余量。表1-6 檢驗規(guī)則及取樣數(shù)量檢驗項目取樣數(shù)量要求的章條號化學(xué)成份每爐一份3.2拉伸性能每批抽1件，取2個3.4沖擊韌性每批抽1件，取2個3.4硬度100%3.4超聲檢查需方有要求時每批100%3.5顯微組織每批抽1件，取1個3.6低倍組織每批抽1件，取1個3.6尺寸逐件3.7表面處理逐件3.8檢驗結(jié)果判斷：化學(xué)成份、高

28、低倍組織不合格時，整批不合格，產(chǎn)品的超聲檢驗尺寸、表面狀況及外觀質(zhì)量不合格時，單件不合格。僅力學(xué)性能檢驗中，有一個試樣結(jié)果不合格，規(guī)則從原鍛件取雙倍試樣進行不合格項目的重復(fù)試驗。若從復(fù)試驗仍有一個不合格則該鍛件不合格。1.1.7零件的工藝分析從叉型轉(zhuǎn)動軸的結(jié)構(gòu)，技術(shù)要求等幾個方面來分析，主要的工藝關(guān)鍵的轉(zhuǎn)動保證軸部分的外圓尺寸和鍍層厚度。所以在加工過程中應(yīng)著重考慮解決徑向的定位安裝問題。改零件材料TC2M鈦合金屬于難加工材料，所以在其加工過程中應(yīng)選擇適合的刀具材料。零件軸向的兩個封閉通溝，以一般的機加方法很難直接加工出來，所以采用了分兩步加工的方法。首先在零件左端面加工出兩個孔；然后在送焊接車

29、間把左端面上的開口填塞焊接上，二級焊接接頭。零件圓柱部分表面質(zhì)量要求較高，還要進行鍍鉻，且鉻層厚度要求也很高，所以對于外圓面采用：粗車精車粗磨精磨鍍鉻精磨 的加工順序來保證其精度要求。零件接管嘴處的螺紋加工的比較特別，因為采用了第一步車螺紋后還要進行熱處理工序，可能造成螺紋的變形，因此在熱處理之后還要補充一個車螺紋工序?qū)σ衍嚶菁y進行校正。對于叉型轉(zhuǎn)動軸的位置尺寸和位置關(guān)系。由于尺寸、位置關(guān)系比較復(fù)雜，必須對設(shè)計基準(zhǔn)進行較細(xì)致的分析整體尺寸主要設(shè)計基準(zhǔn)為空間的一點，主要配合表面（外圓柱面）要求精度比較高，一般需要劃分階段，多次裝夾，多到工序來加工。與這些表面有聯(lián)系的一般次要表面的位置尺寸，有些就

30、需要間接保證，引起多尺寸保證的問題需要進行尺寸換算。在位置關(guān)系方面，各個配合表面及其他表面的相互關(guān)系較為復(fù)雜，軸向尺寸39.60.2是機加過程中的關(guān)鍵尺寸，是定位的關(guān)鍵尺寸。因此，必須注意定位的選擇及工藝過程中的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。此外，轉(zhuǎn)動軸叉型部分的各個圓弧較為復(fù)雜，在這里選擇了靠墨銑削的方法進行加工。1.2 毛坯設(shè)計1.2.1毛坯種類及其確定毛坯：根據(jù)零件（或產(chǎn)品）所要求的形狀，工藝尺寸等而形成的供進一步加工的生產(chǎn)對象。毛坯的選擇主要的確定毛坯的類型。毛坯的種類有鑄件、鍛件、型材、沖壓鍵及焊接件等。毛坯的形狀和尺寸越接近零件，毛坯的精度越高，機械加工余量越小，則材料消耗越少，因而可以降低成本，但是

31、毛坯的制造費用會提高。因此，選擇毛坯的類型要從機械加工和毛坯制造兩方面綜合考慮，以求得最佳的經(jīng)濟效果。具體選擇毛坯時，要考慮下列因素：零件的材料 當(dāng)材料選定后，毛坯的類型也就基本上確定了。例如，當(dāng)零件材料為鋼質(zhì)件，則選用鍛件或型材；若零件材料為鑄鐵或鑄鋼、鑄呂合金等，則選擇鑄造毛坯。（2）零件的力學(xué)性能 若零件的力學(xué)性能要求較高，應(yīng)選擇鍛件；若力學(xué)性能要求不高，則應(yīng)選型材或鑄件。（3）生產(chǎn)類型 大批大量生產(chǎn)應(yīng)選用精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。如鍛件采用模鍛。這樣，可以提高勞動生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期。單件小批生產(chǎn)采用砂型造或自由鍛造毛坯、型材見等。（4）零件的形狀和尺寸 零件的形狀和尺寸往往

32、也是選擇毛坯類型要考慮的重要因素。形狀復(fù)雜的零件，常用鑄造方法。對于薄壁零件，不宜用砂型鑄造；尺寸大的零件。宜用砂型鑄造；中小型零件可用較先進的特種鑄造方法。一般用途的階臺軸零件，如各階臺的直徑相差不大，毛坯一般可選用棒料，如個階臺的直徑相差較大，一般采用自由鍛件毛坯，中小型零件可選用模鍛件毛坯。此外，有些形狀復(fù)雜的零件，可采用組合毛坯。（5）生產(chǎn)條件 選擇毛坯應(yīng)考慮具體的生產(chǎn)條件，如毛坯制造的實際能力、外協(xié)的可能性、型材的品種規(guī)格等。（6）充分考慮采用新技術(shù)、新材料、新工藝的可能性。 本零件材料為鈦合金，材料價格較貴。零件精度要求高，結(jié)構(gòu)較緊湊。由于在飛機上應(yīng)用，力學(xué)性能要求也較高，綜合以上

33、因素，本零件最適合采用模鍛。當(dāng)然，采用自由鍛造也可以。 鍛壓的生產(chǎn)過程是利用金屬材料本身所具有塑性變形規(guī)律，采用合理的技術(shù)措施將金屬材料加工成為所需要的具有一定形狀，尺寸和性能的鍛壓件。 鍛壓與鑄造生產(chǎn)方式相比，其區(qū)別在于： 1）鍛壓所用的金屬材料應(yīng)具有良好的塑性，以便在外力的作用下，能生產(chǎn)塑性變形而不破裂。常用的金屬材料中，鍛造的塑性很差，屬脆性材料，不能用于鍛壓。鋼和非鐵金屬中的銅、鋁及其合金等塑性好，可用于鍛壓。 2）通過鍛壓加工能消除錠料的氣孔、縮松等鑄造組織缺陷，壓合了微裂紋，并能獲得較致密的結(jié)晶組織，改善了金屬的力學(xué)性能。 3）沖壓加工生產(chǎn)率高。尺寸精確并節(jié)省材料，容易實現(xiàn)自動化。

34、 4）鍛壓加工是在固態(tài)成形的，對制造形狀復(fù)雜的零件，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件較困難。 常用的鍛壓方法有六類：（1）自由鍛（2）模鍛（3）擠壓（4）拉拔（5）軋鍛（6）板料沖壓 模鍛是將加熱后的坯料放在鍛模模腔內(nèi)，在鍛壓力的作用下，迫使板料變形而獲得鍛件的一種方法。坯料變形時，金屬的流動受到模腔的限制和引導(dǎo)，從而獲得與模腔形狀一致的鍛件。其輪廓尺寸更接近于零件的尺寸，加工余量及材料消耗大大減少。與自由鍛相比，模鍛的優(yōu)點：（1） 由于有模腔引導(dǎo)金屬的流動，鍛件的形狀可以比較復(fù)雜。（2） 鍛件內(nèi)部的鍛造流體比較完整，從而提高零件機械性能和壽命。（3） 鍛件表面光潔，尺寸精度高，節(jié)約了材料和切削加工時

35、間。（4） 生產(chǎn)率高。（5） 操作簡便，易于實現(xiàn)機械化。（6） 生產(chǎn)批量大，成本越低.。毛坯工藝要求.1分模面的確定 形成模鍛件的各扇模具之分合面稱之為分模面。鍛件分模面的確定是否適宜，關(guān)系到鍛件成型，鍛件出模、材料利用率等一系列問題。確定分模面位置最基本的原則是保證鍛件形狀可能與零件形狀相同，以及鍛件容易從鍛模型槽中取出。此外，應(yīng)爭取獲得墩粗充實成行的良好效果。為此，鍛件分模面位置的選擇應(yīng)在具有最大水平投影的位置上。 在滿足上述原則的基礎(chǔ)上，確定開式模鍛的分模位置時，為了提高鍛件質(zhì)量和生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，還應(yīng)考慮下列要求：（1） 為了便于發(fā)現(xiàn)上下模在模鍛過程中的錯移，分模位置應(yīng)選在鍛件側(cè)面的中

36、部。（2） 為了是鍛模結(jié)構(gòu)簡單，并防止上下錯移現(xiàn)象，分模位置應(yīng)盡可能的采用直線狀。（3） 兩端頭部比較大的鍛件，不易直線狀分模，應(yīng)用折線式分模，從而使上下型模的深度大致相等，以利于整個鍛件充滿成型。（4） 為了便于鍛模和切邊的加工制造以及減少金屬損耗，當(dāng)圓餅類鍛件的尺寸HD時，應(yīng)取軸向分模，不宜徑向分模。（5） 鍛件內(nèi)部的金屬流向方向，應(yīng)適應(yīng)鍛件在工作中的承力情況。則選擇鑄造毛坯。在夾具中，工件自由度的限制是由支撐點來實現(xiàn)的。在三個平面內(nèi)，且在一個平面上不超過三個點的六個支撐點可限制全部六個自由度。我們把適當(dāng)分布的與工件接觸的六個支撐點來限制工件六個自由度的規(guī)則稱為六點定位原則。 工件定位的注

37、意事項：1、 定位支撐點的數(shù)量問題每個定位支撐點應(yīng)該而且只能限制一個自由度。因此，當(dāng)定位支撐點的數(shù)量少于必須限制自由度的數(shù)量時，就不能滿足加工要求。我們把必須限制的自由度未被有效限制的情況叫做欠定位。把定位支撐點的數(shù)量超過應(yīng)限制的自由度數(shù)量的現(xiàn)象叫做過定位。過定位會造成不良后果，一般應(yīng)該避免，可以采取以下措施：（1） 撤銷多余的固定支撐點 如一個平面上的四個支撐點可以撤掉一個。另外，象把長定位銷改為短定位銷等，實質(zhì)上也是撤銷多余的支撐點來消除過定位。（2） 改變過定位元件的結(jié)構(gòu)（3） 增加定位元件與定位基面的配合間隙來消除過定位。（4） 生產(chǎn)中不一定非消除過定位不可，而是用減小工件定位面，夾具

38、定位件的形狀誤差及工件定位免檢的位置誤差的辦法，使過定位對加工精度的影響減少到許可程度。這樣做可以簡化夾具結(jié)構(gòu)，但有時會不經(jīng)濟，要具體分析以決定取舍。2、 定位支撐點的布置問題工件定位是通過工件的定位基面與夾具的定位件的接觸來實現(xiàn)，所以定位支撐點的位置一定要布置恰當(dāng)，否則定位支撐點的總數(shù)與必須限制的自由度的數(shù)目一樣，但仍會出現(xiàn)欠定位現(xiàn)象。3、 定位支撐點的布置應(yīng)使工件穩(wěn)定、可靠。三點相距愈遠(yuǎn)，定位愈穩(wěn)定。兩點相距愈遠(yuǎn)限制自由度愈可靠。本道工序所設(shè)計的鉆模是鉆叉型轉(zhuǎn)動軸吊耳上的孔，保證孔的中心線到零件軸線的距離，以及孔的中心線到吊耳右平面的距離，是本夾具設(shè)計的關(guān)鍵。夾緊裝置是夾具的重要組成部分，

39、用于防止工件在切削力、自重及慣性力等作用下產(chǎn)生移動或振動，即保證工件定位后的正確位置。夾緊裝置分夾緊機構(gòu)和動力裝置。動力裝置：產(chǎn)生力源，并將作用力傳至夾緊機構(gòu)。分為機械動力裝置、氣缸裝置、液壓裝置、電動裝置、真空裝置、磁力裝置等。夾緊機構(gòu)的作用是傳遞作用力使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊工件的任務(wù)。它還可以起以下作用：（1） 改變作用力的方向。（2） 改變作用力的大小，以適應(yīng)夾緊工件夾緊力的大小。（3） 起夾緊后的自鎖的作用，當(dāng)作用力消失后，仍能使工件得到可靠夾緊而不松脫，因此應(yīng)設(shè)置自鎖環(huán)節(jié)。（4） 夾緊裝置僅僅起到以上作用是不夠的，因為夾緊裝置設(shè)計的好壞，不僅關(guān)系到工件的加工質(zhì)量，而且對提高生產(chǎn)效

40、率，降低加工成本以及創(chuàng)造良好的工作條件等諸方面都有很大的影響。所以還應(yīng)對它提出以下要求：一、保證加工精度1、夾緊機構(gòu)應(yīng)產(chǎn)生足夠大的夾緊力，以保證工件在加工過程中不產(chǎn)生位移或振動，既不破壞定位面而又能起到保持定位之作用力。2、夾緊機構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛性，應(yīng)盡量地把工件、夾具定位件、導(dǎo)向件以及夾具體等的變形控制在最小限度內(nèi)。為此必須合理得施加夾緊力，合理的布置夾緊點，以及設(shè)計合理地夾緊機構(gòu)。3、夾緊工件時，不應(yīng)破壞工件的已加工表面。為此，夾緊件與工件最好采用面接觸，而不采用點或線接觸，以增大接觸面，減小接觸力。二、提高生產(chǎn)率。夾緊動作應(yīng)迅速，盡量縮短輔助時間，從而使生產(chǎn)率得到提高。為此，應(yīng)采用完善、

41、自動化的夾緊裝置。這一點對各種高效機床尤為重要三、保證工作可靠。為了保證夾緊裝置的可靠，通常應(yīng)是夾緊機構(gòu)具有自鎖性，以保證在撤銷作用力后仍能維持夾緊。這對于手動夾緊最重要，各種自動化夾緊裝置也需要自鎖環(huán)節(jié)。四、夾緊裝置應(yīng)緊湊、簡單。夾緊裝置在保證前三項基本要求的前提下，應(yīng)使夾緊力越小越好，使夾緊裝置結(jié)構(gòu)盡量緊湊、簡單，從而使加工成本降低。五、加緊裝置操作應(yīng)安全、方便、省力。尤其對各種高效機床夾具，因生產(chǎn)率很高，工人操作頻繁，因此盡可能減輕工人的勞動強度，并且保證在使用過程中安全可靠。為此扳手施力一般不超過10公斤力。夾緊力三要素：夾緊力的方向、作用點的數(shù)量和位置、夾緊力的大小。夾緊力方向的確定

42、夾緊力方向的確定應(yīng)根據(jù)以下因素加以確定：夾緊力的方向應(yīng)朝向定位元件。在夾具中，工件的位置是由定位元件來確定的，因此使夾緊力的方向指向定位元件，才能可靠的保證工件與定位元件的密切接觸，從而達(dá)到鞏固定位之目的。2、夾緊力的方向應(yīng)時工件變形小。由于工件不同方位的剛性不同，所以在不同方向?qū)ぜ┘訆A緊力時，產(chǎn)生的變形也不一樣。若使夾緊力指向主要定位基面時，工件容易變形而不能保證質(zhì)量時，可以使夾緊力指向工件剛性大的部位。這一點對剛性較弱的工件尤為重要。3、夾緊力的方向應(yīng)使所需的夾緊力最小。夾緊力越小，工件得變形越小，夾緊裝置越緊湊，并可以減輕工人的勞動強度，提高勞動效率，因此，選擇夾緊力方向應(yīng)使夾緊力最

43、小。夾緊力的大小與夾緊力切削力和重力方向，以及與夾緊力所指向的基面位置均有關(guān)系。夾緊力作用點的確定確定夾緊力的作用點是指在夾緊力方向已定的前提下，確定作用點的位置和數(shù)量。應(yīng)注意以下一些問題：1、 確定夾緊力作用點的位置時，應(yīng)不破壞定位。2、 應(yīng)保證夾緊變形不影響加工精度。夾緊力大小的估算夾緊力的大小主要取決于切削力和重力，重力是不可變的，而切削力在切削過程中是變化的。確定夾緊力的大小是十分復(fù)雜的問題。所以在計算夾緊力時，假定工藝系統(tǒng)為絕對剛體。切削過程穩(wěn)定，而且切削參數(shù)不變，后找出所需夾緊力最大的情況，列出作用于工件上所有外力的靜電平衡方程式，求出計算夾緊力W。后把W乘以安全系數(shù)就是夾緊力。計

44、算夾緊力時要注意的問題1、 為了確定夾緊力，首先必須計算切削力。2、 在一些高效機床和自動線上的夾具，為了提高效率，夾具往往采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)。由于此時連桿機構(gòu)多，剛性較差，所以夾緊力的一部分要消耗在夾緊裝置的彈性變形中。為保證夾緊可靠，除了應(yīng)適當(dāng)提高夾緊機構(gòu)的剛性外，還應(yīng)注意適當(dāng)?shù)脑黾觿恿υ吹淖饔昧Α?、 確定夾緊力時，必須注意夾緊機構(gòu)的特性。因直接夾緊機構(gòu)不能自鎖，如果切削力很大切加工不平穩(wěn)，確定夾緊力時應(yīng)注意取大的安全系數(shù)，使夾緊力大于切削力，從而保證可靠的夾緊。4、 對工序集中的機床夾具，工件往往處于多刃、多刀、多面且同時進行加工，尤其在粗加工時切削力很大，因此應(yīng)適當(dāng)增加夾緊力，以保證夾

45、緊力可靠。5、 為保證夾緊的可靠性，應(yīng)按加工中對夾緊最不利的情況來確定夾緊力。因為此時所產(chǎn)生的切削力，切削力矩最大，為防止工件產(chǎn)生平移，轉(zhuǎn)動或傾翻所需的夾緊力也是最大的。6、 如果對工件進行多刀加工，可能會出現(xiàn)多把刀同時磨鈍的最壞情況，為保證夾夾具構(gòu)造特點及原理夾具構(gòu)造如圖所示：該夾具利用偏心原理 ，一次安裝，車削多孔。. 定位零件 此夾具以半圓形底座、擋板、定位 連桿。由半圓形定位底座和壓板配合，可限制4個自由度；擋板1限定了1個自由度；連桿限定1個自由度，起輔助定位作用限定工序中兩孔距離，在加工完一個孔后拔出定位連桿，調(diào)整好花盤和座的位置再插下定位連桿。由于本零件有一段圓柱，所以在22表面

46、的定位機構(gòu)選用半圓形定位座，其優(yōu)點是較用整個圓孔定位方便，夾緊力比用形塊定位時均勻。.夾緊機構(gòu) 本零件考慮到夾緊方便，使用回轉(zhuǎn)式壓板在零件圓柱部分壓緊，可避免零件的夾緊變形，便于操作和快速夾緊。夾緊裝置包括：回轉(zhuǎn)是壓板、回轉(zhuǎn)螺栓和螺母。.夾具的誤差分析 下面進行誤差分析。根據(jù)本工序的要求，精度分析應(yīng)包括以下三項內(nèi)容：（1） 工序尺寸中接管嘴中軸線距圓柱軸線；（2） 工序尺寸中接管嘴中軸線距叉形部定位端面；（3） 工序尺寸中兩接管嘴中軸線距離。1. 對工序尺寸的精度分析先列出誤差不等式完整形式： （1） 計算 由于夾具半圓弧定位座軸線距機床主軸軸線距離公差，故可認(rèn)為基準(zhǔn)位移公差 而基準(zhǔn)不重合誤差

47、為 故定位誤差（2） 計算 因夾緊點選擇恰當(dāng)，工件不會產(chǎn)生夾緊變形，故夾緊誤差 （3） 計算 車床加工一般可認(rèn)為不產(chǎn)生對刀誤差，故（4） 計算 夾具安裝時，定位座和花盤通過銷3定位，由于配合有個間隙，通過其配合，可知其配合間隙即為安裝誤差（5） 計算因為需要加工的孔的軸線于車床主軸線上，而且所加工孔長度不大，因此可認(rèn)為與機床有關(guān)誤差，與刀具有關(guān)誤差、變形有關(guān)誤差、其他誤差忽略不計。 綜合以上 由此可知工序尺寸中接管嘴中軸線距圓柱軸線將可以得到保證。2. 對工序尺寸的精度分析先列出誤差不等式完整形式： 所需要保證的公差(1)計算 由于夾具上對工件叉形右平面定位的平面到機床主軸軸線距離公差，故可認(rèn)

48、為基準(zhǔn)位移公差 而基準(zhǔn)不重合誤差為 故定位誤差(2) 計算 因夾緊點選擇恰當(dāng)，工件不會產(chǎn)生夾緊變形，故夾緊誤差 (3) 計算 車床加工一般可認(rèn)為不產(chǎn)生對刀誤差，故(4) 計算 夾具安裝時，定位座和花盤通過銷3定位，由于配合有個間隙，通過其配合，可知其配合間隙即為安裝誤差(5) 計算因為需要加工的孔的軸線于車床主軸線上，而且所加工孔長度不大，因此可認(rèn)為與機床有關(guān)誤差，與刀具有關(guān)誤差、變形有關(guān)誤差、其他誤差忽略不計。 綜合以上 由此可知工序尺寸中接管嘴中軸線距圓柱軸線將可以得到保證。3. 對工序尺寸的精度分析先列出誤差不等式完整形式： (1)計算 這兩個孔的距離是以一孔軸線為基準(zhǔn)得來的,因花盤上兩

49、孔中軸線距離公差，故可認(rèn)為基準(zhǔn)位移誤差 而基準(zhǔn)不重合誤差為 故定位誤差(2) 計算 因夾緊點選擇恰當(dāng)，工件不會產(chǎn)生夾緊變形，故夾緊誤差 (3) 計算 車床加工一般可認(rèn)為不產(chǎn)生對刀誤差，故(4) 計算 兩孔見距離定位的桿余套之間為間隙配合， ，在安裝時故可認(rèn)為夾具安裝誤差(5) 計算加工誤差可忽略即 G=0綜合以上D+J+A+G=0.1+0+0+0.052+0=0.152mm0.2mm由此可知此夾具可保證兩孔之間的相互距離公差220.2。所以該車床夾具能滿足工序中所要求的工序尺寸精度要求。第3章銑床夾具的設(shè)計3.1夾具設(shè)計方案 該銑床夾具是針對叉型轉(zhuǎn)動軸工藝路線中工序65銑平面設(shè)計的（圖3.1）

50、。該夾具類型屬于雙件加工的直線進給式銑床夾具。在設(shè)計夾具時，除了考慮工件的形式、尺寸、重量、加工要求外，還要考慮到銑床加工的特點。由于銑削加工的切削用量和切削力一般較大，切削力的大小和方向也是變化的 而且又是斷續(xù)切削，因而，加工時的沖擊和震動也較嚴(yán)重。所以設(shè)計夾具時，要特別注意工作定位穩(wěn)定性和夾緊可靠性。3.2夾具設(shè)計總體說明叉型轉(zhuǎn)動軸屬于小型零件，對夾具體的設(shè)計采用焊接件。底板、墊板、壓板、夾緊螺栓等均采用45鋼，其機械性能最好。夾緊裝置要能產(chǎn)生足夠的夾緊力，本裝置采用了液壓動力裝置作為動力源。液壓夾緊剛度比氣動夾緊剛度大得多，工作平穩(wěn)，沒有氣動夾緊時那種噪音，勞動條件好。但成本高。夾具上各組成元件的強度和剛度要高。結(jié)合銑床的加工特點，要求銑床夾具的結(jié)構(gòu)比較粗壯低矮，以