萬向節(jié)滑動叉說明書萬向節(jié)滑動叉說明書萬向節(jié)滑動叉說明書萬向節(jié)滑動叉說明書編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:機(jī)械制造專業(yè)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：萬向節(jié)滑動叉機(jī)加工藝及工裝設(shè)計設(shè)計者指導(dǎo)教師河南理工大學(xué)高等職業(yè)學(xué)院機(jī)械制造專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書題目：萬向節(jié)滑動叉機(jī)加工藝及工裝設(shè)計內(nèi)容：（1）零件圖l張（2）毛坯圖l張（3）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片1套（4）銑床夾具裝配圖及零件圖1套（5）課程設(shè)計說明書1份原始資料：萬向節(jié)滑動叉零件圖一份，零件材料為45鋼。評語：指導(dǎo)教師2年月日目錄1引言.............................................................................................................................22零件的分析 3零件的作用 3零件的材料 3零件的工藝分析........................................................................................................3結(jié)構(gòu)分析 3加工表面的技術(shù)要求分析 4表面處理內(nèi)容及作用 43工藝規(guī)程設(shè)計 5制定零件工藝規(guī)程的原則和技術(shù)要求 5工藝要求 5技術(shù)依據(jù) 5生產(chǎn)類型的確定 5確定毛坯的制造形式 6制定工藝路線及方法 6加工方法的選擇 6基準(zhǔn)的選擇 6制定工藝路線....................................................................................................7機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定............................................10確定切削用量及基本工時...............................................................................13加工條件.............................................................................................................13計算切削用量...................................................................................................134夾具設(shè)計.......................................................................................................................25問題的提出...........................................................................................................25夾具設(shè)計..................................................................................................................25定位基準(zhǔn)的選擇............................................................................................25切削力及夾緊力計算.......................................................................................25定位誤差分析...................................................................................................26銑床夾具操作的簡要說明.........................................................................27車床夾具操作的簡要說明............................................................................27總結(jié).................................................................................................................................29參考文獻(xiàn).................................................................................................................................30致謝...........................................................................................................................31引言本次畢業(yè)設(shè)計的課題名稱是萬向節(jié)滑動叉機(jī)加工藝及工裝設(shè)計。萬向節(jié)滑動叉位于傳動軸的端部，主要作用之一是傳遞扭矩，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狀態(tài)時，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位置。萬向節(jié)滑動叉就是將萬向節(jié)叉和滑動花鍵副的一部分組合起來，使其成為一個零件，其特征是該萬向節(jié)滑動叉為采用管材制作的萬向節(jié)叉與滑動套為一體的整體式結(jié)構(gòu)，其端部呈叉形結(jié)構(gòu)，并設(shè)有兩個十字銷孔，用于安裝十字萬向節(jié)；在管內(nèi)設(shè)有內(nèi)花鍵，這種呈整體式結(jié)構(gòu)的滑動叉，不僅加工容易、成本低，而且強(qiáng)度高，故其使用壽命與傳統(tǒng)的萬向節(jié)叉滑動套合件相比，有了成倍的提高。它的研究和使用可以簡化萬向傳動裝置的結(jié)構(gòu)，也滿足功能要求，因此對萬向節(jié)滑動叉的研究有極大的實(shí)際意義。本課題的研究及論文的撰寫是在焦老師的悉心指導(dǎo)下完成的。焦老師在百忙中給我們講解論文中的細(xì)節(jié)以及論文中所涉及的工藝分析，還有他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度也是我學(xué)習(xí)的榜樣。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對本專業(yè)有了更加深刻的了解，在以后的工作中也具有重要意義。2零件的分析零件的作用題目所給定的零件是解放牌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。主要作用一是傳遞扭矩，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，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個Φmm的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件Φ65mm外圓內(nèi)為Φ50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。零件的材料萬向節(jié)滑動叉的材料選用45鋼，屬于優(yōu)等碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后有良好的綜合機(jī)械性能和加工工藝性能，零件材料的選擇主要是考慮到滿足使用要求，同時兼顧材料的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，45鋼滿足以上要求，所以選用45鋼。45鋼調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度延伸率布氏硬度σ=550MN/mσb=750MN/mδs=20%HB=235零件的工藝分析結(jié)構(gòu)分析該零件由兩個叉頭和一個圓套筒內(nèi)有的花鍵孔組成，類似套筒類零件，各部分作用如下：零件的兩個叉頭部位上有兩個直徑為mm的孔，用以安裝滾針軸承和十字軸相聯(lián)，起萬向連軸節(jié)的作用；在叉頭和花鍵孔套筒相聯(lián)結(jié)的筋條起過渡聯(lián)結(jié)和加強(qiáng)零件剛性作用，防止零件受阻變形；外圓為Φ65mm，內(nèi)圓Φ50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用以傳遞動力。加工表面的技術(shù)要求分析萬向節(jié)滑動叉共有兩組加工表面，他們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：以Φ39mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：兩個Φmm的孔及其倒角，尺寸為的與兩個孔Φmm相垂直的平面，還有在平面上的四個M8螺孔。其中，主要加工表面為Φmm的兩個孔。b.以Φ50mm花鍵孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：Φmm十六齒方齒花鍵孔，Φ55mm階梯孔，以及Φ65mm的外圓表面和M60×1mm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：Φmm花鍵孔與Φmm二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為100：；Φ39mm二孔外端面對Φ39mm孔垂直度公差為；Φmm花鍵槽寬中心線與Φ39mm中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為2°。由以上分析可知，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，并且保證它們之間的位置精確要求。表面處理內(nèi)容及作用由于零件受正反向沖擊性載荷，容易疲勞破壞，所以采用表面噴砂處理，提高表面硬度，還可以在零件表面造成殘余壓應(yīng)力，以抵消部分工作時產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而提高疲勞極限。3工藝規(guī)程設(shè)計制定零件工藝規(guī)程的原則和技術(shù)要求工藝要求制定零件機(jī)械加工工藝過程是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的一個重要組成部分。一個零件可以采用不同的工藝過程制造出來，但正確與合理的工藝過程應(yīng)滿足以下基本要求：（1）保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合圖紙和技術(shù)要求條件所規(guī)定的要求；（2）保證提高生產(chǎn)率和改善勞動條件；（3）保證經(jīng)濟(jì)性的合理。技術(shù)依據(jù)（1）.產(chǎn)品零件圖和裝配圖，技術(shù)條件；（2）.毛坯生產(chǎn)和供應(yīng)條件；（3）.年生產(chǎn)綱領(lǐng)（4）.本車間生產(chǎn)條件（包括設(shè)備，工人技術(shù)等級，勞動場合條件等）；（5）.工藝技術(shù)條件，手冊等。生產(chǎn)類型的確定計算零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的公式：N=Q*n(1+&%)(1+β%)其中：Q=5000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）&=4（零件的備品率）β=1（零件的廢品率）則N=5000x1x(1+4%)x(1+1%)=5252（件）根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定該零件為成批生產(chǎn)。確定毛坯的制造形式零件材料為45鋼。考慮到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正、反向行駛，零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為5252件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。模鍛毛坯具有以下特點(diǎn)：1.其輪廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量減少；2.其制造周期短，生產(chǎn)率高，保證產(chǎn)品質(zhì)量。制定工藝路線及方法加工方法的選擇零件各表面加工方法的選擇，不但影響加工質(zhì)量，而且也要影響生產(chǎn)率和成本。同一表面的加工可以有不同的加工方法，這取決于表面形狀，尺寸，精度，粗糙度及零件的整體構(gòu)型等因素。主要加工面的加工方法選擇：兩個Φmm孔及其倒角可選用加工方案如下：該零件的批量不是很大，考慮到經(jīng)濟(jì)性，不適用于鉆-拉方案該零件除上述因素外，尺寸公差及粗糙度要求均不是很高，因此只需采用鉆-鏜方案。尺寸為mm的兩個與孔Φmm相垂直的平面根據(jù)零件外形及尺寸的要求，選用粗銑-磨得方案Φ50mm花鍵孔因孔徑不大，所以不采用先車后拉，而采用鉆-擴(kuò)-拉方案。Φ65mm外圓和M60x1外螺紋表面均采用車削即可達(dá)到零件圖紙的要求基準(zhǔn)的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇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Φ65mm外圓（或Φ62mm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形不對稱。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選擇叉部兩個Φmm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形塊支承這兩個Φmm的外輪廓作主要定位面，以消除四個自由度，再用一對自動定心的窄口卡爪，夾持在Φ65mm外圓柱面上，用以消除兩個自由度，達(dá)到完全定位。精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)適時零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，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。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)要求，現(xiàn)初步制定兩種工藝路線方案：工藝路線方案一工序00車外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm。工序05兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔Φ43mm，锪沉頭孔Φ55mm。工序10倒角5×60°。工序15鉆Rc1/8底孔。工序20拉花鍵孔。工序25粗銑Φ39mm二孔端面。工序30精銑Φ39mm二孔端面。工序35鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩個Φ39mm孔至圖樣尺寸并锪倒角2×45°。工序40鉆M8mm底孔Φ，倒角120°。工序45攻螺紋M8mm底孔Φ，倒角120°。工序50沖箭頭。工序55檢查。工藝路線方案二工序00粗銑Φ39mm二孔端面。工序05精銑Φ39mm二孔端面。工序10鉆Φ39mm二孔（不到尺寸）。工序15鏜Φ39mm二孔（不到尺寸）。工序20精鏜Φ39mm二孔，倒角2×45°。工序25車外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm工序30鉆、鏜孔Φ43mm，并锪沉頭孔Φ55mm。工序35倒角5×60°。工序40鉆Rc1/8底孔。工序45拉花鍵孔。工序50鉆M8mm螺紋底孔Φ孔，倒角120°。工序55攻螺紋M8mm底孔Φ，倒角120°。工序60沖箭頭。工序65檢查。工藝路線方案三工序00車端面及外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm。工序05鉆、擴(kuò)花鍵底孔Φ43mm，并锪沉頭孔Φ55mm。工序10內(nèi)花鍵孔5×60°倒角。工序15鉆錐螺紋Rc1/8底孔。工序20拉花鍵。工序25粗銑Φ39mm二孔端面。工序30鉆、擴(kuò)Φ39mm二孔及倒角。工序35精、細(xì)鏜Φ39mm二孔。工序40磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸。工序45鉆叉部四個M8mm螺紋底孔并倒角。工序50攻螺紋4-M8mm，Rc1/8。工序55沖箭頭。工序60終檢。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Φ39mm二孔；而方案二則與此相反，先是加工Φ39mm孔，然后再以此二孔為基準(zhǔn)加工花鍵孔及其外表面。兩相比較可以看出，先加工花鍵孔后再以花鍵孔定位加工Φ39mm二孔，這時的位置精度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。但方案一中的工序35雖然代替了方案二中的工序10、15、20，減少了裝夾次數(shù)，但在一道工序中要完成這么多工作，除了選用專門設(shè)計的組合機(jī)床（但在成批生產(chǎn)時，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）外，只能選用轉(zhuǎn)塔機(jī)床。而轉(zhuǎn)塔車床目前大多適用于粗加工，用來在此處加工Φ39mm二孔是不合適的。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)方案二還有其他問題，主要表現(xiàn)在Φ39mm兩個孔及其端面加工要求上。圖樣規(guī)定：Φ39mm二孔中心線應(yīng)與Φ55mm花鍵孔垂直，垂直公差為100：；Φ39mm二孔與其外端面應(yīng)垂直，垂直度公差為。由此可以看出：因為Φ39mm二孔的中心線要求與Φ55mm花鍵孔中心線相垂直，因此，加工及測量Φ39mm孔時應(yīng)以花鍵孔為基準(zhǔn)。這樣做，能保證設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)相重合。在上述工藝路線制訂中也是這樣做了的。同理，Φ39mm二孔與其外端面的垂直度（）的技術(shù)要求在加工與測量時也應(yīng)遵循上述原則。但在已制訂的工藝路線中卻沒有這樣做：Φ39mm孔加工時，以Φ55mm花鍵孔定位（這是正確的）；而Φ39mm孔的外端面加工時，也是以Φ55mm花鍵孔定位。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基準(zhǔn)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)Φ39mm二孔的外端面以花鍵孔為基準(zhǔn)加工時，如果兩個端面與花鍵孔中心線已保證絕對平行的話（這是很難得），那么由于Φ39mm二孔中心線與花鍵孔仍有100：的垂直公差，則Φ39mm孔與其外端面的垂直度誤差就會很大，甚至?xí)斐沙疃鴪髲U。這就是由于基準(zhǔn)不重合而造成的惡果。方案三解決了上述問題，因此，最后的加工路線確定如下：工序00車端面及外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm。以兩個叉耳外輪廓及Φ65mm外圓為粗基準(zhǔn)，選用C620-1臥式車床，專用夾具裝夾。工序05鉆、擴(kuò)花鍵底孔Φ43mm，并锪沉頭孔Φ55mm。以Φ62mm外圓為基準(zhǔn)，選用C365L轉(zhuǎn)塔車床。工序10內(nèi)花鍵孔5×60°倒角。選用C620-1車床加專用夾具。工序15鉆錐螺紋Rc1/8底孔。選用Z525立式鉆床及專用鉆模。這里安排鉆RC1/8底孔主要是為了下道工序拉花鍵時消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè)置的一個定位基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。工序20拉花鍵孔。利用花鍵內(nèi)底孔、Φ55mm端面及RC1/8錐紋孔定位，選用L6120臥式拉床加工。工序25粗銑Φ39mm二孔端面，以花鍵孔定位，選用X63臥式銑床加工。工序30鉆、擴(kuò)Φ39mm二孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用Z550立式鉆床加工。工序35精、細(xì)鏜Φ39mm二孔。選用T740型臥式金剛鏜床及用夾具加工，以花鍵內(nèi)孔及端面定位。工序40磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸，以Φ39mm孔及花鍵孔定位，選用M7130平面磨床及專用夾具加工。工序45鉆叉部四個M8mm螺紋底孔并倒角。選用Z4012立式及專用夾具加工，以花鍵孔及Φ39mm孔定位。工序50攻螺紋4-M8mm，Rc1/8。工序55沖箭頭。工序60終檢。以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。機(jī)械加工余量、工藝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207～241HBS，毛坯重量約為6Kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。根據(jù)上述原是資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加些加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圓表面（Φ62mm及M60×1mm）考慮其加工長度為90mm，與其聯(lián)結(jié)的非加工表面直徑為Φ65mm，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為Φ65mm。Φ62mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度值要求為Rz200μm,只要求粗加工，此時直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。2.外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差（M60×1mm端面）查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表，其中鍛件重量為6Kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1，鍛件輪廓尺寸（長度方向）＞180～315mm，故長度方向偏差為mm。長度方向的余量查《工藝手冊》表～，其余量值規(guī)定為～，現(xiàn)取。3.兩內(nèi)孔Φ39mm（叉部）毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT7～I(xiàn)T8之間，參照《工藝手冊》表及表確定工序尺寸及余量為：鉆孔：Φ25mm鉆孔：Φ37mm2Z=12mm擴(kuò)鉆：Φ2Z=精鏜：Φ2Z=細(xì)鏜：Φmm2Z=4.花鍵孔（16-Φmm×Φmm×mm）要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。內(nèi)孔尺寸為Φmm，見圖樣。參照《工藝手冊》表確定孔的加工余量分配：鉆孔：Φ25mm鉆孔：Φ41mm擴(kuò)鉆：Φ42mm拉花鍵孔（16-Φmm×Φmm×mm）花鍵孔要求外徑定心，拉削時的加工余量參照《工藝手冊》表取2Z=1mm。5.Φmmmm二孔外端面的加工余量（加工余量的計算長度為mm）（1）按照《工藝手冊》表，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～，取Z=2mm。鍛件的公差按《工藝手冊》表，材質(zhì)系數(shù)取M1，復(fù)雜系數(shù)S3，則鍛件的偏差為mm。（2）磨削余量：單邊（見《工藝手冊表》），磨削公差即零件公差。（3）銑削余量：銑削的公差余量（單邊）為：Z=（mm）銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級，因此可知本工序的加工公差為（入體方向）。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，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)計規(guī)定零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予確定。Φ39mm二孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布見圖。毛坯名義尺寸118+2x2=122118+=最大余量118最小余量最大余量最小余量磨粗銑22+Φ39mm孔外端面工序間尺寸公差分布圖（調(diào)整法）由圖可知：毛坯名義尺寸：118+2×2=122（mm）毛坯最大尺寸：122+×2=（mm）毛坯最小尺寸：×2=（mm）粗銑后最大尺寸：118+×2=（mm）粗銑后最小尺寸：（mm）磨后尺寸與零件圖尺寸應(yīng)相符，即最后，將上述計算的工序間尺寸及公差整理成表1。表1加工余量計算表(mm)工工序加工尺寸及公差鍛件毛坯（Φ39mm二端面，零件尺寸）粗銑二端面磨二端面加工前尺寸最大最小加工后尺寸最大118最小加工余量（單邊）2最大最小加工公差+22確定切削用量及基本工時工序15：車削端面、外圓及螺紋。本工序采用計算法確定切削用量。加工條件工件材料：45鋼正火，σb=、模鍛。加工要求：粗車Φ60mm，斷面及Φ60mm、Φ62mm外圓，Rz200μm；車螺紋M60×1mm。機(jī)床：C620-1臥式車床。刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16×25mm2，κr=90°，r0=15°，а0=12°，rε=。60°螺紋車刀：刀片材料：W18Cr4V。計算切削用量（1）粗車M60×1mm端面TOC\o"1-4"\h\z\u1）已知毛坯長度方向的加工余量為mm，考慮7°的模鍛拔模斜度，則毛坯超過年度方向的最大加工余量Zmax=。但實(shí)際上，由于以后還要鉆花鍵底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一個Φ40mm芯部待以后鉆孔時加工掉，故此時實(shí)際端面最大加工余量可按Zmax=考慮，分兩次加工，аp=3mm計。長度加工公差按IT12級，?。ㄈ塍w方向）2）進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《切削手冊》）表，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，аp≤3mm以及工件直徑為60mm時f=～r按C620-1車床說明書（見《切削手冊》表）取f=r計算切削速度按《切削手冊》表，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）。Vc=Cv/TmаpXvfYvkv（m/min）其中：Cv=242，Xv=，Yv=，m=。修正系數(shù)Kv見《切削手冊》表，即kmv=，ksv=，kkv=，kkrv=，kBv=。所以Vc=242/××=（m/min）4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/∏dw=532（m/min）按機(jī)床說明書（見《工藝手冊》表），與532r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取nw=600r/min。如果選nw=480r/min，則速度損失太大。所以實(shí)際切削速度v=122m/min。切削工時，按《工藝手冊》表。l=65-40/2=（mm），l1=2mm，l2=0，l3=0tm=l1+l2+l3/nwfi=+2/600*=（min）粗車Φ62mm外圓，同時應(yīng)校驗機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。切削深度單邊余量Z=，可一次切除。進(jìn)給量根據(jù)《切削手冊》表，選用f=r。計算切削速度見《切削手冊》表Vc=Cv/TmаpXvfYvkv=116（m/min）確定主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/∏dw=568（r/min）按機(jī)床選取n=600r/min所以實(shí)際切削速度V=∏dn/1000=∏65x600/1000=122(m/min)5）檢驗機(jī)床功率主切削力Fc按《切削手冊》表所示公式計算Fc=CFcFcFcFcKFc其中：CFc=2795，XFc=，YFc=，nFc=，=(σb/650)=kkr=所以Fc=2795××=（N）切削時消耗功率Pc為Pc=FcVc/6x=(Kw)由《切削手冊》表中C620-1機(jī)床說明書可知，C620-1主電動機(jī)功率為，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為600r/min時，主軸傳遞的最大功率為，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。校驗機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度已知主切削力Fc=，徑向切削力Fp按《切削手冊》表所示公式計算Fp=CFpFpFpFpKFp其中：CFp=1940，xFp=，yFp=，nFp==(σb/650)=Kkr=所以Fp=1940×=195（N）而軸向切削力Ff=CFfFfFpKFp其中：CFf=2880，xFf=，yFf=，nFf=kM=(σb/650)=kk=軸向切削力Ff=2880××=480（N）取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為F=Ff+μ（Fc+Fp）=480+（+195）=600（N）而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見《切削手冊》表），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。7）切削工時t=l+l1+l2/nf其中l(wèi)=90，l1=4，l2=0所以t=90+4/600×=（min）車Φ60mm外圓柱面аp=1mmf=r（《切削手冊》表，Ra=μm，刀夾圓弧半徑rs=）Vc=Cv/TmаpXvfYvkv其中：Cv=242m=,T=60xv=,yv=,kM=,kk=Vc=159(m/min)n=843(r/min)按機(jī)床說明書取n=770r/min則此時v=145m/min切削工時t=（l+l1+l2）/nf其中：l=20l1=4l2=0所以t=（20+4）/770×=（min）車螺紋M60×1mm1）切削速度的計算見《切削用量手冊》（艾興、肖詩綱編，機(jī)械工業(yè)出版社，1985）表21，刀具壽命T=60min，采用高速螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時аp=，走刀次數(shù)i=2Vc=Cv/TmаpXvfYvkv其中：Cv=，m=，xv=，yv=，螺距t1=1kM=（）=，kk=所以粗車螺紋時：Vc=(m/min)精車螺紋時Vc=(m/min)2）確定主軸轉(zhuǎn)速粗車螺紋時n1=1000vc/∏D=1000×∏60=（r/min）按機(jī)床說明書取n=96r/min實(shí)際切削速度vc=18m/min精挑螺紋時n1=1000vc/∏D=1000×∏60=195（r/min）按機(jī)床說明書取n=184r/min實(shí)際切削速度vc=34m/min3）切削工時取切入長度l1=3mm粗車螺紋工時t1=（l+l1）/nf*i=(min)精車螺紋t2=（l+l1）/nf*i=所以車螺紋的總工時為t=t1+t2=（m/min）工序20：鉆、擴(kuò)花鍵底孔Φ43mm及锪沉頭孔Φ55mm，選用機(jī)床：轉(zhuǎn)塔車床C365L。鉆孔Φ25mmf=r（見《切削手冊》表）v=min（見《切削手冊》表及表，按5類加工性考慮）nS=1000v/∏dW=1000×∏25=155（r/min）按機(jī)床選取nW=136r/min（按《工藝手冊》表）所以實(shí)際切削速度v=∏dWnW/1000=（m/min）切削工時t=（l+l1+l2）/nWf=3(min)其中：切入l1=10mm，切出l2=4mml=150mm鉆孔Φ41mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為f=（～）f鉆v=（1/2～1/3）v鉆式中f鉆、v鉆---加工實(shí)心孔時的切削用量。現(xiàn)已知f鉆=r（《切削手冊》表）v鉆=min（《切削手冊》表）并令f=鉆=r按機(jī)床選取f=rv=鉆=minnS=1000v/∏D=59(r/min)按機(jī)床選取nW=58r/min所以實(shí)際切削速度為v=∏41*58/1000=(m/min)切削工時l1=7mm，l2=2mm，l=150mmt=(150+7+2)/=(min)3．?dāng)U花鍵底孔Φ43mm根據(jù)《切削手冊》表規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ43mm孔時的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選f=r擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為v=鉆其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時的切削速度。故V=×=（m/min）nS=1000*∏*43=57(r/min)按機(jī)床選取nW=58r/min切削工時切入l1=3mm，，切出l2=t=(150+3+/58*=(min)4锪圓柱式沉頭孔Φ55根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時的1/2-1/3，故f=1/3f鉆=1/3×=（mm/r）按機(jī)床取rv=1/3v=1/3×25=（m/mm）nS=1000v/∏D=48(r/min)按機(jī)床選取nW=44r/min，所以實(shí)際切削速度v=∏DnW/1000=(m/min)切削工時切入l2=2mm，l2=0，l=8mmt=（l+l1+l2）/nf=(min)在本工步中，加工Φ55mm沉頭空的測量長度，由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，故需要進(jìn)行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應(yīng)保證尺寸45mm。尺寸鏈如下圖所示，尺寸45mm為終結(jié)環(huán)，給定尺寸185mm及45mm，由于基準(zhǔn)不重合，加工時應(yīng)保證尺寸AA=185-45=140（mm）規(guī)定公差值。因終結(jié)環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和，即T（45）=T（185）+T（140）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按自由尺寸取公差等級IT16，其公差T（45）=，并令T（185）=T（140）=mm45A185Φ55mm孔深的尺寸換算工序25：Φ43mm內(nèi)孔5×30°倒角，選用臥式車床C620-1。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制定進(jìn)給量。根據(jù)手冊及機(jī)床取f=r（見《切削手冊》表）當(dāng)采用高速鋼車刀時，根據(jù)一般材料，確定切削速度v=16m/min則ns=1000v/∏D=1000×16/∏43=118（r/min）按機(jī)床說明書取nW=120r/min，則此時切削速度為v=∏DnW/1000=（m/min）切削工時l=5mml1=3mmt=（l+l1）/nWf=（min）工序30：鉆錐螺紋Rc1/8底孔（Φ）f=r（《切削手冊》表）v=25m/min（《切削手冊》表）所以n=1000v/∏D=1000×25/∏×=904（r/min）按機(jī)床選取nW=680r/min（《切削手冊》表）實(shí)際切削速度v=∏Dn/1000=∏××680/1000=（m/min）切削工時l=11mm，l1=4mm，l2=3mmt=（l+l1+l2）/nWf=(min)工序35：拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒升為，拉削速度v=s（min）切削工時t=Zblηk/1000vfZz式中Zb-----單面余量（由Φ43mm拉削到Φ50mm）；l-----拉削表面長度，140mm；η-----考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，??；k-----考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，??；v-----拉削速度（m/min）；fZ----拉刀單面齒升；z-----拉刀同時工作齒數(shù)，z=l/p；p-----拉刀齒距。p=（～）==16mm所以拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=140/16≈9所以t=×140××1000×××9=（min）工序40：粗銑Φ39mm二孔端面，保證尺寸fz=齒（參考《切削手冊》表3-3）切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=s即27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dW=225mm，齒數(shù)z=20。則ns=1000v/∏dW=1000×27/∏225=38（r/min）現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》表），取nW=min，故實(shí)際切削速度為v=∏dWnW/1000=∏×225×1000=（m/min）當(dāng)nW=min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為fm=fzznW=×20×=60（m/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：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，利用作圖法，可得出銑刀的行程l+l1+l2=105mm，則機(jī)動工時為tm=（l+l1+l2）/fM=105/60=(min)工序45：鉆、擴(kuò)Φ39mm二孔及倒角。鉆孔Φ25mm確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊》表，當(dāng)鋼σb＜800MPa，d0=Φ25mm時，f=～r。由于本零件在加工Φ25mm孔時屬于低鋼度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)，則f=（～）×=～（mm/r）根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=r。切削速度：根據(jù)《切削手冊》表及表，查得切削速度v=18m/min。所以ns=1000v/∏dW=1000×18/∏×25=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=∏dWnW/1000=∏×25×195/1000=（m/min）切削工時l=19mml1=9mml2=3mmtW1=（l+l1+l2）/nWf=19+9+3/195*=（min）以上為鉆一個孔時的機(jī)動時間。故本工序的機(jī)動工時為tM=tM1×2=×2=（min）擴(kuò)鉆Φ37mm孔利用Φ37mm的鉆頭對Φ25mm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=（～）f鉆=（～）××=～（mm/r）根據(jù)機(jī)床說明書，選取f=rv=（1/2～1/3）v鉆=（1/2～1/3）×12=6～4（m/min）則主軸轉(zhuǎn)速為n=～34r/min并按機(jī)床說明書取nW=68r/min。實(shí)際切削速度為v=∏dWnW/1000=∏×25×195/1000=（m/min）切削工時（一個孔）：l=19mm，l1=6mm，l2=3mmt1=（19+6+3）/nWf=(min)當(dāng)擴(kuò)鉆兩個孔時，機(jī)動工時為t=×2=（min）擴(kuò)孔Φ采用刀具：Φ專用擴(kuò)孔鉆。進(jìn)給量：f=（～）×（《切削手冊》表）=～（min/r）查機(jī)床說明書，取f=r。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，其切削速度v=min。機(jī)動工時l=19mm，l1=3mm，l2=3mmt1=(19+3+3)/nf=(min)當(dāng)加工兩個孔時tm=×2=（min）倒角2×45°雙面采用90°锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時相同：n=68r/min手動進(jìn)給。工序50：精、細(xì)鏜Φmm二孔，選用機(jī)床：T740金剛鏜床。（1）精鏜孔至Φ，單邊余量Z=，一次鏜去全部余量，аp=。進(jìn)給量根據(jù)有關(guān)手冊，確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min，則nW=1000v/∏D=1000×100/∏×39=816（r/min）由于T740金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)速。切削工時：當(dāng)加工一個孔時l=19mm，l1=3mm，l2=4mmt1=（l+l1+l2）/nWf=（min）所以加工兩個孔時的機(jī)動時間為t=×2=（min）（2）細(xì)鏜孔至Φmm。由于細(xì)鏜與精鏜孔共用鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時均與精鏜相同аp=；f=r；nW=816r/min，v=100m/min；t=工序55：磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸（1）選擇砂輪。見《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為WA46KV6P350×40×127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46#，硬度為中軟1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）切小用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=1500r/min（見機(jī)床說明書），v砂=s。軸向進(jìn)給量fa==20mm（雙行程）工作速度vW=10m/min徑向進(jìn)給量fr=雙行程（3）切削工時。當(dāng)加工一個表面時t1=2LbZbk/1000vfafr(見《工藝手冊》表式中L-----加工長度73mm；b-----加工寬度，68mm；Zb----單面加工余量，；k-----系數(shù)，；v-----工作臺移動速度（m/min）；fa----工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）；fr----工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）。t1=2×73×68×1000×10×20×=10920/3000=（min）當(dāng)加工兩端面時tm=×2=（min）工序60：鉆螺紋底孔4-Φ并倒角120°。f=×=（mm/r）（《切削手冊》表）v=20m/min（《切削手冊》表及表）所以ns=1000v/∏D=1000×20/∏×=950（r/min）按機(jī)床取nW=960r/min，故v=min。切削工時（4個孔）l=19mm，l1=3mm，l2=1mmtm=（l+l1+l2）/nWf=倒角仍取n=960r/min。手動進(jìn)給。工序65：攻螺紋4-M8mm及Rc1/8由于公制螺紋M8mm與錐螺紋Rc1/8外徑相差無幾，故切削用量一律按加工M8選取v=s=6m/min所以ns=238r/min按機(jī)床選取nW=195r/min，則v=min。機(jī)動工時l=19mm，l1=3mm，l2=3mm攻M8孔tm1=（l+l1+l2）*2/nf*4=(min)攻Rc1/4孔l=11mm，l1=3mm，l2=0mmtm2=（l+l1+l2）/nf*2=(min)最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過程綜合卡片，見工藝單。4．夾具設(shè)計為了提高勞動生產(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。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第20道工序——鉆擴(kuò)花鍵底孔Φ43mm及锪沉頭孔Φ55mm車床夾具和40道工序——粗銑Φ39mm二孔端面的銑床夾具。20道工序?qū)⒂糜谲嚧睠365L，刀具為小鉆頭。40道工序夾具將用于X63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進(jìn)行加工。在這里主要對銑床夾具進(jìn)行分析如下：問題的提出本夾具主要用來粗銑Φ39mm二孔的兩個端面，這兩個端面對Φ39mm孔及花鍵孔都有一定的技術(shù)要求。但加工本道工序時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。夾具設(shè)計定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，Φ39mm二孔端面應(yīng)對花鍵孔中心線有平行度及對稱度要求，其設(shè)計基準(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，因此這里只選用以花鍵孔為主要定位基面。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Φ39mm孔端面同時進(jìn)行加工。同時，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用氣動夾緊。切削力及夾緊力計算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，Φ225mm，z=20F=CFFFFFZ/dρFF（見《切削手冊》表）其中：CF=650，ap=，xF=，fz=，yF=，аe=40mm（在加工面上測量的近似值）uF=，d0=225mm，qF=，wF=0，z=20所以F=650××=1456（N）當(dāng)用兩把刀銑削時，F(xiàn)實(shí)=2F=2912（N）水平分力：FH=實(shí)=3203（N）垂直分力：Fv=實(shí)=873（N）在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考