汽車萬向節(jié)滑動叉專用夾具設(shè)計(jì)

1、洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I汽車萬向節(jié)滑動叉專用夾具設(shè)計(jì)摘 要機(jī)床夾具是指在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，固定工件，以接受加工或檢測的工藝裝備。機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它的設(shè)計(jì)直接影響加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造以及生產(chǎn)技術(shù)裝備中占有極其重要的地位。只有工件需要大批量生產(chǎn)時(shí)，商家才會選用專用夾具。專用夾具的設(shè)計(jì)，在一定程度上可以解決了現(xiàn)有夾具在工件大批量生產(chǎn)中的問題，從而提高了總體的生產(chǎn)效益。它同其他一般夾具一樣包括定位裝置、夾緊裝置、夾具體。專用夾具的專用性強(qiáng)，操作迅速方便，是針對某一工件某一工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的機(jī)床夾具，專用夾

2、具的使用可以使產(chǎn)品相對穩(wěn)定、在大批量生產(chǎn)中可以獲得較高的精度和生產(chǎn)效率，對工人的技術(shù)水平要求相對較低。本文為萬向節(jié)滑動叉專用夾具的設(shè)計(jì)。它除了具有一般夾具的特點(diǎn)外，還有裝夾簡單，定位準(zhǔn)確，不要找正，操作容易的特點(diǎn)。特別適合產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的大批量生關(guān)鍵詞：機(jī)床夾具，定位裝置，夾緊裝置Gimbal sliding fork machining procedures and process equipmentABSTRACTMachine fixture means that the machining process, in order to ensure that the processing

3、 accuracy, fixed workpiece to accept processing or testing of equipment. Machine fixture is an indispensable technique and equipment, it is designed directly affect the accuracy of processing, labor productivity, and product manufacturing costs, in the enterprise product design and manufacturing as

4、well as production technology and equipment occupies an extremely important position. Only when the workpiece needs of mass production, businessmen will use special fixture. Fixture for the design, to a certain extent, the existing fixture can be solved in the mass production of the workpiece, thus

5、enhancing the overall production efficiency. He generally it with other positioning devices including the same fixture, clamping devices, specific folders. Fixture for dedicated strong, operation quickly and easily, is a part of a process for the processing requirements of the design and manufacture

6、 of specialized machine fixture, the fixture for the use of products can be relatively stable, will be in mass production in the higher the accuracy and efficiency of production and the level of skills of workers in relatively low demand. This article semiautomatic Cylindrical Grinder placed under s

7、pecial fixture design. In addition to the characteristics of a general fixture, but also clamping simple, accurate positioning, is not to find, easy operation characteristics. Particularly suitable for the higher quality requirements mass production.KEY WORDS: machine tool jig，positioning device，cla

8、mp，spring目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263687937 前言 PAGEREF _Toc263687937 h 1 HYPERLINK l _Toc263687938 第一章零件的分析4 HYPERLINK l _Toc263687939 1.1 零件的作用4 HYPERLINK l _Toc263687940 1.2零件的工藝分析7 HYPERLINK l _Toc263687941 第二章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l _Toc263687942 2.1 確定毛配的制造形式5 HYPERLINK l _Toc263687943 2.

9、2基面的選擇5 HYPERLINK l _Toc263687944 2.3制定工藝路線6 HYPERLINK l _Toc263687945 2.3.1工藝路線方案一6 HYPERLINK l _Toc263687946 2.3.2 工藝路線方案二6 HYPERLINK l _Toc263687947 2.3.3 工藝方案的比較與分析7 HYPERLINK l _Toc263687948 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定9 HYPERLINK l _Toc263687949 2.5確定切削用量及基本工時(shí) PAGEREF _Toc263687949 h 12 HYPERLINK l

10、_Toc263687950 第三章夾具設(shè)計(jì)23 HYPERLINK l _Toc263687951 3.1問題的提出23 HYPERLINK l _Toc263687952 3.2夾具設(shè)計(jì)23 HYPERLINK l _Toc263687953 3.2.1定為基準(zhǔn)的選擇23 HYPERLINK l _Toc263687954 3.2.2切削力及夾緊力計(jì)算24 HYPERLINK l _Toc263687955 3.2.3加緊元件的強(qiáng)度校核26 HYPERLINK l _Toc263687956 3.2.4夾具的設(shè)計(jì)及操作的簡要說明27 HYPERLINK l _Toc263687957 結(jié)論2

11、9 HYPERLINK l _Toc263687958 致謝30 HYPERLINK l _Toc263687959 參考文獻(xiàn)31前 言一、選題目的和意義在金屬加工機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，為了保證工件加工表面的尺寸、幾何形狀和相互位置精度等要求，在加工方法確定之后，需要解決的主要問題之一是，使工件相對于刀具和機(jī)床占有正確的加工位置，并把工件壓緊夾牢，以保持這個確定了的位置在加工過程中穩(wěn)定不變，這就是工件在機(jī)床上的正確安裝。在機(jī)床上安裝工件的方法一般有兩種：1、直接在機(jī)床工作臺或花盤上安裝工件。這種方法一般需要逐個按工件的某一表面或按劃線找正工件相對于機(jī)床的位置，然后把工件夾緊。很顯然，這種工件的安裝

12、方法一般精度不高，生產(chǎn)率低，多用于單件、小批生產(chǎn)。2、使用各種通用的或?qū)Ｓ玫难b備安裝工件這些安裝工件的裝備稱為機(jī)床夾具。其作用為：（1）可擴(kuò)大機(jī)床的工作范圍 （2）可使工件質(zhì)量穩(wěn)定（3）提高生產(chǎn)率，降低成本。 （4）改善勞動條件。二、國內(nèi)外夾具發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 1、高精隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)5m，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.0

13、1mm/500mm。德國demmeler（戴美樂）公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5m以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)5m；瑞士EROWA柔性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá)25m。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 2、高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新

14、。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用12秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。 3、模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)

15、計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。專家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。

16、主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。 4、通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國demmeler（戴美樂）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。三、本文的主要內(nèi)容機(jī)床專用夾具不同于一般通用夾具，利用專用夾具擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍和改變

17、機(jī)床用途的例子是很多的。這種方法不僅在單件小批量生產(chǎn)條件下用來解決機(jī)床品種不足的矛盾，而且在成批生產(chǎn)條件下，對利用小有閑置或負(fù)荷不足的機(jī)床，使之稱為專用設(shè)備，以充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備潛力也是常見的，這對我國廣大的中小企業(yè)的技術(shù)改造來說，是很有現(xiàn)實(shí)意義的。本文從實(shí)際零件的加工入手，分析了零件各個部分的加工對夾具的要求，進(jìn)而展開了對專用夾具的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)夾具的高精度高效率經(jīng)濟(jì)性所用零件的通用性。第一章 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是東風(fēng)汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉，它位于傳動軸的端部。主要作用一是傳動扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動力;二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)

18、整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個插頭部位上有兩個39mm的孔，用于安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向軸節(jié)的作用。零件65mm外圓內(nèi)為50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力作用。1.2零件的工藝分析萬向節(jié)滑動叉這個零件從零件圖上可以看出，它一共兩組加工表面，而這兩組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩種加工表面分析如下：以39mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：兩個39mm的孔及其倒角，尺寸為118mm的與兩個孔39mm相垂直的平面，還有在平面上的四個M8螺孔。其中，主要加工面為39mm的兩個孔，這是用來裝配滾針軸承以便安裝十字軸承的。以50mm花鍵孔為中心的加工表面

19、。這一組加工表面包括：50mm十六齒方齒花鍵孔，55mm階梯孔，以及65mm的外圓表面和M601的外螺紋表面。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：(1)50mm花鍵孔與39mm兩空中心連線的垂直度公差為0.20：100;(2)39mm兩孔外端面對39mm孔垂直度公差為0.1mm；(3)50mm花鍵槽寬中心線與39mm中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為2度。由以上分析可知，對于這二組加工表面而言，我們可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具進(jìn)行另一組表面的加工，并且保證它的之間的位置精度要求。第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 確定毛配的制造形式零件材料為45鋼，考慮到汽車在運(yùn)行中經(jīng)常加速及正、反向行駛，

20、故零件在加工過程中經(jīng)常承受交變及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件可以采用模鍛成型，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.2基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常運(yùn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：對象萬向節(jié)滑動叉這樣的零件來說，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對本零件來說，如果以外圓（或外圓）表面作基準(zhǔn)（四點(diǎn)定位），則可能造成這一組內(nèi)外圓柱表面與零件的叉部外

21、形不對稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（及但零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選叉部兩個mm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個短V形塊支撐這兩個mm的外輪廓做主要定位面，以消除x、y軸向和旋轉(zhuǎn)方向的四個不定度，達(dá)到完全定位。對于精基準(zhǔn)而言，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，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。2.3制定工藝路線制定工藝路線的加工點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，

22、還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。2.3.1 工藝路線方案一工序= 1 * ROMANI 車外圓62mm，60mm，車螺紋M601mm。工序= 2 * ROMANII 兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔43mm，鏜止口55mm。工序= 3 * ROMANIII 倒角5。工序= 4 * ROMANIV 鉆底孔。工序= 5 * ROMANV 拉花鍵孔。工序= 6 * ROMANVI 粗銑39mm兩孔端面。工序= 7 * ROMANVII 精銑39mm兩孔端面。工序= 8 * ROMANVIII 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩個39mm孔至圖紙尺寸并锪倒角2。工序= 9 * ROMANIX 鉆M8mm底孔6.7

23、mm，倒角。工序= 10 * ROMANX 攻螺紋M8mm，。工序= 11 * ROMANXI 沖箭頭。2.3.2 工藝路線方案二工序= 1 * ROMANI 粗銑39mm兩孔端面。工序= 2 * ROMANII 精銑39mm兩孔端面。工序= 3 * ROMANIII 鉆39mm兩孔（不到尺寸）。工序= 4 * ROMANIV 鏜39mm兩孔（不到尺寸）。工序= 5 * ROMANV 精鏜39mm兩孔，倒角2。工序= 6 * ROMANVI 車外圓62mm，60mm，車螺紋M601mm。工序= 7 * ROMANVII 鉆鏜孔43mm，并鏜止口55mm。工序= 8 * ROMANVIII 倒角

24、5。工序= 9 * ROMANIX 鉆底孔。工序= 10 * ROMANX 拉花鍵孔。工序= 11 * ROMANXI 鉆M8mm螺紋的底孔6.7mm孔，倒角。工序= 12 * ROMANXII 攻螺紋M8mm，。工序= 13 * ROMANXIII 沖箭頭。工序= 14 * ROMANXIV 檢查。2.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工以花鍵孔為中心的一組表面，然后以此為基面加工39mm兩孔；而方案二則與此相反，先是加工39mm孔，然后再以此二孔為基準(zhǔn)加工花鍵孔及其外表面。兩相表面，可以看出，先加工花鍵孔后再以花鍵孔定位加工39mm兩孔，這時(shí)的位置精度較易

25、保證，并定位及裝夾等比較方便。但方案一中的工序= 8 * ROMANVIII雖然代表了方案二中的工序= 15 * ROMANXV、= 5 * ROMANV減少了裝夾次數(shù)，但在一道工序中要完成這么多工作，除了可以選用專門設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（但在成批生產(chǎn)時(shí)，在能保證加工精度的情況下，應(yīng)盡量不選用專用組合機(jī)床）以外，只能選用六角車床，利用六角頭進(jìn)行加工。而六角車床目前大多適用于粗加工，用來在此加工39mm兩孔是不合適的，因此決定將方案二中的工序= 3 * ROMANIII、= 4 * ROMANIV、= 5 * ROMANV移入方案一，改為二道工序加工，具體工藝過程如下：工序= 1 * ROMANI 車

26、外圓62mm，60mm，車螺紋M601mm。粗基準(zhǔn)的選擇如前所述。工序= 2 * ROMANII 兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔43mm，鏜止口55mm。以62mm外圓為定位基準(zhǔn)。工序= 3 * ROMANIII 倒角5。工序= 4 * ROMANIV 鉆錐螺紋底孔。工序= 5 * ROMANV 拉花鍵。工序= 6 * ROMANVI 粗銑39mm兩孔端面，以花鍵孔及其端面為基準(zhǔn)。工序= 7 * ROMANVII 精銑39mm兩孔端面。工序= 8 * ROMANVIII 鉆孔兩次并擴(kuò)孔39mm。工序= 9 * ROMANIX 粗鏜并精鏜39mm兩孔，倒角2，以上工序= 7 * ROMANVII、= 8

27、 * ROMANVIII、= 9 * ROMANIX的定位基準(zhǔn)均與工序= 9 * ROMANIX相同。工序= 10 * ROMANX 鉆M8mm螺紋底孔，倒角。工序= 11 * ROMANXI 攻絲M8mm，。工序= 12 * ROMANXII 沖箭頭。工序= 13 * ROMANXIII 檢查。以上加工方案大致看來還是合理的，但通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)在39mm兩個孔及其端面加工要求上。圖紙規(guī)定：39mm兩孔中心線應(yīng)與55mm花鍵孔垂直，垂直度公差為0.20：100；39mm兩孔與其外端面應(yīng)垂直，垂直度公差為0.1mm.由此可以看出：因

28、為39mm兩孔的中心線要求與55mm花鍵孔中心線相垂直，因此，加工及測量39mm孔時(shí)應(yīng)以花鍵孔為基準(zhǔn)。這樣做，能保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)相重合，在上述工藝路線制定中也是這樣做了的，同理，39mm兩孔與其外端的垂直度（0.1mm）的技術(shù)要求在加工與測量時(shí)也應(yīng)遵循上述原則。但在已制定的工藝路線中卻沒有這樣做：39mm孔加工時(shí)，以55mm花鍵孔定位（這是正確的）；而39mm孔的外端面加工時(shí)，也是以55mm花鍵孔定位。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基礎(chǔ)重合的原則，造成了不必要的基準(zhǔn)不重合誤差。具體來說，當(dāng)39mm兩孔的外端面以花鍵孔為基準(zhǔn)加工時(shí)，如果兩個端面與花鍵孔中心線以保證絕對平行的話（

29、這是很難的），那么由于39mm兩孔中心線與花鍵孔仍有0.20：100的垂直度公差，則39mm孔與其外端面的垂直度誤差就會很大，甚至?xí)斐沙疃鴪?bào)廢，這就是由于基準(zhǔn)不重合而造成的惡果。為了解決這個問題，原有的加工路線可仍大致保持不變，只是在39mm兩孔加工完了以后，再增加一道工序：以39mm孔為基準(zhǔn)，磨39mm兩孔外端面。這樣做，可以修正由于基準(zhǔn)不重合造成的加工誤差，同時(shí)也照顧了原有的加工路線中裝夾較方便的特點(diǎn)。因此，最后的加工路線確定如下：工序= 1 * ROMANI 車端面及外圓62mm，60mm并車螺紋M601.以兩個叉耳外輪廓及65mm外圓為基準(zhǔn)，選用C620-1普通車床并加專用夾具。工

30、序= 2 * ROMANII 鉆、擴(kuò)花鍵底孔43mm，并鏜止口孔55mm.以62mm外圓為基準(zhǔn)，選用C365L六角車床。工序= 3 * ROMANIII 內(nèi)花鍵孔5。選用C620-1車床加專用夾具。工序= 4 * ROMANIV 鉆錐螺紋底孔。選用Z525立式鉆床及專用鉆模。這里安排鉆底孔主要是為了下道工序拉花鍵孔是為消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè)計(jì)的一個定為基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉補(bǔ)外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。工序= 5 * ROMANV 拉花鍵孔。利用花鍵內(nèi)底孔、55mm端面及錐螺紋底孔定位，選用L6120臥式拉床加工。工序= 6 * ROMANVI 粗銑39mm兩孔端面，以花鍵孔定位。選用X

31、62銑床加工。工序= 7 * ROMANVII 鉆、擴(kuò)39mm兩孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用Z535立式鉆床加工。工序= 8 * ROMANVIII 粗、精鏜39mm兩孔。選用T740型臥式金剛鏜床及專用夾具加工，以花鍵的內(nèi)孔及端面定位。工序= 9 * ROMANIX 磨39mm兩孔端面，保證尺寸118mm，以39mm孔及花鍵孔定位，選用M7130平面磨床及專用夾具加工。工序= 10 * ROMANX 鉆叉部四個M8mm螺紋底孔并倒角。選用Z4112-2臺式鉆床及專用夾具加工，以花鍵孔及39mm孔定位。工序= 11 * ROMANXI 攻螺紋4M8mm及。工序= 12 * ROMANXI

32、I 沖箭頭。工序= 13 * ROMANXIII 終檢。2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“萬向節(jié)滑動叉 ”零件材料為45鋼，硬度為HB207241，毛坯重量約為6kg，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。采用在鍛錘上合模模鍛毛坯，3級精度組（成批生產(chǎn)）。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：2.4.1外圓表面（62mm及M601mm）考慮其加工長度為90mm，與其連接的非加工外圓表面直徑為65mm，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為65mm.62mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度要求為RZ200，只要求粗加工，此時(shí)直徑余量為2Z=3mm已

33、能滿足加工要求。2.4.2外圓表面沿軸線長度方向的加工余量（M601mm端面）長度余量及公差取2.5mm模鍛斜度為2.4.3 兩內(nèi)孔39mm（叉部）毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求介于IT7IT8之間及確定工序尺寸及余量為：鉆孔：25mm二次鉆孔：37mm 2Z=12mm擴(kuò)鉆：38.7mm 2Z=1.7mm精鏜：38.9mm 2Z=0.2mm細(xì)鏜：39mm 2Z=0.1mm2.4.4花鍵孔（16-50435）要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。內(nèi)孔43mm鉆孔：25mm二次鉆孔：41mm 2Z=16mm擴(kuò)鉆：43mm 2Z=2mm拉花鍵孔(16-50435）花鍵孔要求外徑定心，花鍵內(nèi)徑拉

34、削時(shí)的加工余量為孔的公差T=E0.17mm。2.4.539mm兩孔的外端面（加工余量的計(jì)算長度為118mm）按計(jì)算法確定加工余量。（1）模鍛毛坯余量不平度：RZ=240m、缺陷層：T=250m空間偏差：p=1700m模鍛毛坯公差：T=2200m模鍛斜度：（2）粗銑余量加工精度：IT12、公差T=0.035mm=350m加工表面粗糙度：Ra6.3剩余空間偏差：=K=0.061700=102（m）式中 K精度提高系數(shù)0.06模鍛毛坯的空間偏差1700m定位誤差:按零件允許的角度公差計(jì)算：=端面尺寸=53=1.849（mm）粗糙度：Rz=30缺陷度：T=50（3）磨兩端面余量加工精度及表面粗糙度：要

35、求達(dá)到Ra1.6公差T=0.07mm不平度：Rz=10缺陷層：T=20剩余空間偏差=K=0.04102=4.08（）式中 K精度提高系數(shù)粗銑后的空間偏差，102。安裝誤差：取尺寸公差1/3，23. 最后，將上面由手冊中所查得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)分別填如下表。同時(shí)，按照“機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊”所規(guī)定的步驟，計(jì)算出這個表面的各道工序的極限尺寸及余量值，也一并填入表內(nèi)。表2-1 加工余量計(jì)算表空端面加工工序及工步余量組成（）計(jì)算余量Z（）計(jì)算尺寸（mm）公差T（）極限尺寸（mm）余量極限值（mm）RT最大最小最大最小磨端面模鍛毛坯粗銑兩端面磨兩端面2403010250502017001024.08184923

36、240392205126.418118.34117.93220035070128.7118.69118126.5118.34117.9310.010.698.160.41模鍛斜度：模鍛毛坯尺寸：127.2mm模鍛分型面,毛坯制造尺寸及技術(shù)要求。2.5確定切削用量及基本工時(shí)2.5.1工序= 1 * ROMANI 車削端面、外圓及螺紋。本公式采用計(jì)算法。.加工條件工件材料：45鋼正火， =0.35GPa、模鍛。加工要求：車端面、200；粗車外圓、；粗車外圓、；車螺紋M601。機(jī)床：C620-1普通車床。刀具：端面車刀：刀片材料YT15，刀桿尺寸1625mm，Kr=，0.5mm。螺紋車刀：刀片材料：

37、W184V。2.5.2計(jì)算切削用量粗切斷面若要考慮模鍛斜度，軸線長度方向的加工余量（M601mm端面處）為但實(shí)際上，由于以后還要鉆花鍵底孔，應(yīng)此端面不需要全面加工，此時(shí)可只按考慮，分兩次加工，吃刀深度。進(jìn)給量計(jì)算切削速度，耐用度。確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度切削工時(shí) （切削長度）粗車外圓。要求校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。切削深度：單邊余量，可一次切除。進(jìn)給量：考慮刀桿尺寸，工作直徑及規(guī)定的切削深度，從表313中選用。計(jì)算切削速度確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度校驗(yàn)機(jī)床功率 由參考文獻(xiàn)1里查的單位切削功率 由參考文獻(xiàn)1里查的當(dāng)時(shí)，故切削功率： 由文獻(xiàn)1中機(jī)床說明書可

38、知，C620-1車床的電功率為，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為760r/min時(shí)，主軸傳遞最大功率為5.5kw，所以機(jī)床功率足夠。校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)長度由參考文獻(xiàn)1查得單位切削力F=1962Mpa，故主切削力為： 在一般切削加工中，刀尖圓弧半徑對、的影響較大，對影響較小。由表3-8查得時(shí)，。又從表查得當(dāng)時(shí)，故徑向力和軸向力分別為： 取機(jī)床導(dǎo)軌與溜板之間的摩擦系數(shù)，則機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)沿縱進(jìn)給方向所承受的力為： 從參考文獻(xiàn)1機(jī)床說明書中可知，C620-1車床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許承受的最大力為3532N（360kgf）。因此，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)能夠正常工作。切削工時(shí)切入長度，切出長度，試切長度。 車螺紋切削速度的計(jì)算，刀具耐用度t=

39、60min，螺距s = 1，取。確定機(jī)床主軸速度 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí)。取粗行程次數(shù)3次，精行程2次，切入長度。工序= 2 * ROMANII 鉆、擴(kuò)、鏜內(nèi)孔及止口。鉆孔 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí)： 切入，切出二次鉆孔 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度切削工時(shí)：擴(kuò)孔按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí)：切入,切出.鏜止口 取刀桿直徑 ，刀桿伸出量125mm。加工余量。分兩次加工。令，選用硬質(zhì)合金YT5鏜刀。 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 （偏刀考慮順利切入的增加量）在本工步中，加工止口的測量長度，由于工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，故需進(jìn)行尺寸換算。按圖紙要求，加工完畢

40、后應(yīng)保證尺寸45mm。尺寸鏈如圖所示，尺寸45mm為終結(jié)環(huán)，給定尺寸185mm及45mm，由于基準(zhǔn)不重合加工時(shí)應(yīng)保證尺寸A：由于 即終結(jié)環(huán)公差應(yīng)等于各組成環(huán)公差之和，現(xiàn)由于本尺寸鏈較簡單，故分配公差采用等公差法。尺寸45mm按自由度尺寸公差等級IT16，其公差。并令。圖2-1加工尺寸鏈圖工序= 3 * ROMANIII 倒角。按機(jī)床選取 工序= 4 * ROMANIV 鉆底孔(按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 所以 所以： 工序= 5 * ROMANV 拉花鍵孔單邊齒升0.06mm加工時(shí)式中 h單位余量3.5mmL拉削表面長度140mm考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取1.20 K考慮機(jī)床返回行程的系數(shù)，

41、取1.40V切削速度3.6m/min拉刀齒升（每尺進(jìn)給量）0.06mmZ拉刀同時(shí)工作齒數(shù)， t拉刀齒數(shù) 所以 因此 工序= 6 * ROMANVI 粗銑兩孔端面，保證尺寸采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，齒數(shù)按機(jī)床選取所以實(shí)際切削速度切削工時(shí)工序= 7 * ROMANVII 鉆、擴(kuò)兩孔并倒角鉆孔 取 所以 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí)（一個孔）：擴(kuò)鉆 取 所以 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí)（一個孔）：擴(kuò)孔按機(jī)床選取 V=0.125m/s(7.5m/min)所以 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí)（一個孔）：倒角雙面為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同。手動進(jìn)給工序= 8

42、 * ROMANVIII 粗、精鏜兩孔粗鏜孔至切削工時(shí)（一個孔）精鏜孔至。選用一個刀桿，利用金剛石鏜床同時(shí)對工件進(jìn)行粗、精鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與前相同。即：工序= 9 * ROMANIX 磨孔兩端面，保證尺寸選擇砂輪切削用量的選擇軸向進(jìn)給量 工件速度 徑向進(jìn)給量 雙行程切削工時(shí)（一個面），同時(shí)加工三個零件。式中 L加工長度，330mm b加工寬度，66mm單邊加工余量，0.59/2=0.30mm K系數(shù)，1.14Z同時(shí)加工零件數(shù) 工序= 10 * ROMANX 鉆螺紋底孔 4 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí)（一個孔）：工序= 11 * ROMANXI 攻絲紋 4 M8mm 及。 由

43、于公制基本螺紋M8mm及圓錐螺紋外徑相差無幾，故切削用量均按加工M8mm螺紋選取。所以 按機(jī)床選取 則實(shí)際切削速度 v=0.113m/s。第三章夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與同學(xué)商量，決定設(shè)計(jì)第四道工序粗銑兩孔端面的銑床夾具，本夾具將用于X62臥式銑床。刀具為兩把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對工件的兩個端面同時(shí)進(jìn)行加工。3.1問題的提出利用本夾具主要用來粗銑兩孔的兩個端面，這兩個端面孔及花鍵孔都有一定的技術(shù)要求。但加工本道工序時(shí)，孔尚未加工，而且這兩個端面在工序= 9 * ROMANIX還要進(jìn)行磨加工，因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)

44、率，降低勞動強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。3.2夾具設(shè)計(jì)3.2.1定為基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，兩孔端面應(yīng)對花鍵孔中心線有平行度即對稱度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵孔定位的自動定心夾具，但這種自動定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜，因此在這里只選用以花鍵孔為定位基面。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把鑲齒三面刃銑刀對兩個孔端面同時(shí)進(jìn)行加工。由作圖可知，這兩個面的最大輪廓均為左右。為了盡量減少銑刀尺寸，現(xiàn)將工件放置位置傾斜，這樣做，一方面可使刀具尺寸減少，另外也便于裝卸工件。3.2.2切削力及夾緊力計(jì)算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，式中： 所以 水平分力 =1.1=3848（

45、N） （逆銑）垂直分力 由于工件安裝時(shí)傾斜，故由及影起的使工件沿安裝軸線方向松動的分力為：因此，能夠引起工件沿安裝軸線方向松動的最大切削合力為：由加緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的實(shí)際加緊力應(yīng)滿足下式：安全系數(shù) 式中 基本安全系數(shù)1.5加工性質(zhì)系數(shù)1.1刀具鈍化系數(shù)1.2斷續(xù)切削系數(shù)1.2所以 實(shí)際切削時(shí)，是兩把刀同時(shí)加工，因此在設(shè)計(jì)加緊機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮的夾緊力為： 所需的實(shí)際夾緊力=15084N。是比較大的，為了使得整個夾具結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用鉸接夾緊機(jī)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)型式：I型單臂鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)。 夾緊時(shí)，臂的最小允許傾斜角：。 擴(kuò)力比：i=3.14 所以活塞桿的最大拉力為：計(jì)算驅(qū)動汽缸直徑：式中 p壓縮空氣單位壓力0.4

46、Mpa所以 按標(biāo)準(zhǔn)，取汽缸直徑D=150mm，此時(shí)，當(dāng)壓縮空氣壓力p=0.4Mpa時(shí)，驅(qū)動汽缸的拉力，則鉸鏈機(jī)構(gòu)的放大倍數(shù)i可降至：此時(shí)，臂的最小允許傾斜角在之間，可按考慮，此時(shí)放大倍數(shù)i=2.41.所以實(shí)際的夾緊力應(yīng)為：(當(dāng)杠桿比為1 ：1時(shí))這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所要求的15084N的夾緊力，因此工作是可靠的。1.定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一花鍵軸，該定位花鍵軸的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相配花鍵軸的尺寸與公差相同，即 (2) 零件圖紙規(guī)定花鍵孔鍵槽寬中心線孔中心線轉(zhuǎn)角公差為。由于孔中心線應(yīng)與其外端面垂直，故應(yīng)要求兩孔端面之垂線應(yīng)與花鍵孔鍵槽寬中心線轉(zhuǎn)

47、角公差為。此項(xiàng)技術(shù)要求主要由花鍵槽寬配合中的側(cè)向間隙保證。已知花鍵孔鍵槽寬為，夾具中定位花鍵軸寬為，因此當(dāng)零件安裝在夾具中時(shí)，鍵槽處的最大側(cè)向間隙為：由此而影起的零件最大轉(zhuǎn)角為：所以即最大側(cè)系能滿足零件的精度要求。2.計(jì)算兩孔外端面銑加工后與花鍵孔中心線的最大平行度誤差 零件花鍵孔與定位心軸外徑的最大間隙為 當(dāng)定位花鍵軸的長度取100mm時(shí)，則由上述間隙引起的最大傾角為0.135/100.此即為由于定位問題而引起的孔端面對花鍵孔中心線的最大平行度誤差。由于孔外端面以后還要進(jìn)行磨削加工，故上述平行度誤差值可以允許。3.2.3加緊元件的強(qiáng)度校核在本夾具中，由鉸鏈加緊擴(kuò)力機(jī)構(gòu)至工件間的杠桿上的軸銷所

48、受到的剪力是比較大的。但活塞桿上的拉力為p時(shí)，通過鉸鏈機(jī)構(gòu)在A點(diǎn)引起的作用力，i 為擴(kuò)力比（當(dāng)，當(dāng)杠桿比為1 : 1 時(shí)，則在B點(diǎn)作用于工件上的夾緊力。此時(shí)，交點(diǎn)O的軸銷上所承受的力為,它將承受由引起的剪切及擠壓：擠壓力：軸銷的材料為40Cr鋼調(diào)質(zhì)處理，屈服強(qiáng)度為，取安全系數(shù)n=1.9，則許用擠壓應(yīng)力：所以 故銷軸可安全工作實(shí)際剪切應(yīng)力： 故安全3.2.4夾具的設(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)該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動加緊而不采用手動夾緊方式，因?yàn)檫@是提高零件裝夾速度的重要途徑，并從中選擇了氣動夾緊方式。經(jīng)過計(jì)算，需要的夾緊力較大，因此應(yīng)該采用一種力的放大倍數(shù)的夾緊機(jī)構(gòu)，同時(shí)還應(yīng)該注意到制造工藝上應(yīng)該簡單省事。這樣一來，鉸鏈加緊機(jī)構(gòu)便成了被首先考慮的機(jī)構(gòu)方案。但是這種機(jī)構(gòu)的一個最大缺點(diǎn)是它的工作行程較小，因此按照一般的結(jié)構(gòu)方式，當(dāng)零件以心軸定位時(shí)，就會出現(xiàn)零件即裝不進(jìn)去，又卸不下來的情況。這樣一來，如何使零件能方便的裝卸，就成了設(shè)計(jì)夾具時(shí)要考慮的關(guān)鍵問題?，F(xiàn)在所采用的機(jī)構(gòu)方案是汽缸鉸鏈放大杠桿夾緊機(jī)構(gòu)。為了便于裝卸零件，將杠桿機(jī)構(gòu)中的支點(diǎn)設(shè)計(jì)成可