萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉說(shuō)明書

1、機(jī)械制造專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目：萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉機(jī)加工藝及工裝設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 者 指導(dǎo)教師 河南理工大學(xué)高等職業(yè)學(xué)院 2機(jī)械制造專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目：萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉機(jī)加工藝及工裝設(shè)計(jì)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(jì)說(shuō)明書 1份 原始資料： 萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉零件圖一份，零件材料為45鋼。評(píng)語(yǔ)： 指 導(dǎo) 教 師 2 年 月 日目 錄1引言.2 2零件的分析32.1 零件的作用3 2.2 零件的材料 3 2.3 零件的工藝分析.32.3.1. 結(jié)構(gòu)分析3 2.3.2 加工表面的技術(shù)要求分析 42.3.3. 表面處理

2、內(nèi)容及作用43 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5 3.1 制定零件工藝規(guī)程的原則和技術(shù)要求53.1.1 工藝要求5 3.1.2 技術(shù)依據(jù)53.2 生產(chǎn)類型的確定53.3 確定毛坯的制造形式6 3.4 制定工藝路線及方法63.4.1加工方法的選擇6 3.4.2 基準(zhǔn)的選擇63.4.3 制定工藝路線.73.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.10 3.6 確定切削用量及基本工時(shí).133.6.1 加工條件. .13 3.6.2 計(jì)算切削用量.134夾具設(shè)計(jì).254.1 問(wèn)題的提出.254.2 夾具設(shè)計(jì).25 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇. 25 4.2.2切削力及夾緊力計(jì)算.254.2.3 定位誤差分析.26

3、4.2.4 銑床夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明. 27 4.2.5 車床夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)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(jì)的課題名稱是萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉機(jī)加工藝及工裝設(shè)計(jì)。萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉位于傳動(dòng)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(dòng)力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉就是將萬(wàn)向節(jié)叉和滑動(dòng)花鍵副的一部分組合起來(lái)，使其成為一個(gè)零件，其特征是該萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉為采用管材制作的萬(wàn)向節(jié)叉與滑動(dòng)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(gè)十字銷孔，用于安裝十字萬(wàn)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(dòng)叉，不僅加工容易、成

4、本低，而且強(qiáng)度高，故其使用壽命與傳統(tǒng)的萬(wàn)向節(jié)叉滑動(dòng)套合件相比，有了成倍的提高。它的研究和使用可以簡(jiǎn)化萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，也滿足功能要求，因此對(duì)萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)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(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)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2.1 零件的作用題目所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動(dòng)軸上的萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉，它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀

5、態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)mm的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件65mm外圓內(nèi)為50mm花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動(dòng)力之用。2.2 零件的材料萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)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(shí)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=550MN/mb=750 MN/ms=20%HB=2352.3 零件的工藝分析2.3.1. 結(jié)構(gòu)分析該零件由兩個(gè)

6、叉頭和一個(gè)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： a. 零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)直徑為mm的孔，用以安裝滾針軸承和十字軸相聯(lián)，起萬(wàn)向連軸節(jié)的作用；b. 在叉頭和花鍵孔套筒相聯(lián)結(jié)的筋條起過(guò)渡聯(lián)結(jié)和加強(qiáng)零件剛性作用，防止零件受阻變形；c. 外圓為65mm，內(nèi)圓50mm花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用以傳遞動(dòng)力。2.3.2 加工表面的技術(shù)要求分析萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)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：a. 以39mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：兩個(gè)mm的孔及其倒角，尺寸為的與兩個(gè)孔mm相垂直的平面，還有在平面上的四個(gè)M8螺孔。其中，主要加工表面為mm

7、的兩個(gè)孔。b. 以50mm花鍵孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：mm十六齒方齒花鍵孔，55mm階梯孔，以及65mm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：(1) mm花鍵孔與mm二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為100：0.2；(2) 39mm二孔外端面對(duì)39mm孔垂直度公差為0.1mm；(3) mm花鍵槽寬中心線與39mm中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為2°。由以上分析可知，對(duì)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。2.3.3. 表面處理內(nèi)容及作用由于零件受正反向沖擊

8、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(shí)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(jì)3.1 制定零件工藝規(guī)程的原則和技術(shù)要求3.1.1 工藝要求制定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的一個(gè)重要組成部分。一個(gè)零件可以采用不同的工藝過(guò)程制造出來(lái)，但正確與合理的工藝過(guò)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(dòng)條件；（3） 保證經(jīng)濟(jì)性的合理。3.1.2 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

9、）. 本車間生產(chǎn)條件（包括設(shè)備，工人技術(shù)等級(jí)，勞動(dòng)場(chǎng)合條件等）； （5）. 工藝技術(shù)條件，手冊(cè)等。3.2 生產(chǎn)類型的確定計(jì)算零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的公式： N=Q*n(1+&%)(1+%)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） =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)。3.3確定毛坯的制造形式零件材料為45鋼?？紤]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(guò)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

10、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(duì)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。3.4制定工藝路線及方法3.4.1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：（1） 兩個(gè)mm孔及其倒角可選用加工方案如下：a) 該零件的批量不是很大，考慮到經(jīng)濟(jì)性

11、，不適用于鉆-拉方案b) 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。（2） 尺寸為mm的兩個(gè)與孔mm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（3） 50mm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。（4） 65mm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3.4.2 基準(zhǔn)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(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。3.4.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于一般的軸類零件而言，

12、以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對(duì)本零件來(lái)說(shuō)，如果以65mm外圓（或62mm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(duì)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(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選擇叉部?jī)蓚€(gè)mm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個(gè)短V形塊支承這兩個(gè)mm的外輪廓作主要定位面，以消除 四個(gè)自由度，再用一對(duì)自動(dòng)定心的窄口卡爪，夾持在65mm外圓柱面上，用以消除 兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。3.4.2.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)

13、重合的問(wèn)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。3.4.3. 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)適時(shí)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(wàn)能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)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：3.4.3.1 工藝路線方案一工序00 車外圓62mm，60mm，車螺紋M60×1mm。工序05 兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔43mm，锪沉頭孔55mm。工序10 倒角5×60°。工序15 鉆R

14、c1/8底孔。工序20 拉花鍵孔。工序25 粗銑39mm二孔端面。工序30 精銑39mm二孔端面。工序35 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩個(gè)39mm孔至圖樣尺寸并锪倒角2×45°。工序40 鉆M8mm底孔6.7mm，倒角120°。工序45 攻螺紋M8mm底孔6.7mm，倒角120°。工序50 沖箭頭。工序55 檢查。3.4.3.2 工藝路線方案二工序00 粗銑39mm二孔端面。工序05 精銑39mm二孔端面。工序10 鉆39mm二孔（不到尺寸）。工序15 鏜39mm二孔（不到尺寸）。工序20 精鏜39mm二孔，倒角2×45°。工序25 車外圓6

15、2mm，60mm，車螺紋M60×1mm工序30 鉆、鏜孔43mm，并锪沉頭孔55mm。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6.7mm孔，倒角120°。工序55 攻螺紋M8mm底孔6.7mm，倒角120°。工序60 沖箭頭。工序65 檢查。3.4.3.3 工藝路線方案三工序00 車端面及外圓62mm，60mm，車螺紋M60×1mm。工序05 鉆、擴(kuò)花鍵底孔43mm，并锪沉頭孔55mm。工序10 內(nèi)花鍵孔5×60°倒角。工序15 鉆錐螺紋Rc1/8底孔。

16、工序20 拉花鍵。工序25 粗銑39mm二孔端面。工序30 鉆、擴(kuò)39mm二孔及倒角。工序35 精、細(xì)鏜39mm二孔。工序40 磨39mm二孔端面，保證尺寸1180-0.07mm。工序45 鉆叉部四個(gè)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。3.4.3.4 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二孔；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。兩相比較可以看出，先加工花鍵孔后再以花鍵孔定位加工39mm二孔，這時(shí)的位置精度較易

17、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(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）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(lái)在此處加工39mm二孔是不合適的。通過(guò)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(huì)發(fā)現(xiàn)方案二還有其他問(wèn)題，主要表現(xiàn)在39mm兩個(gè)孔及其端面加工要求上。圖樣規(guī)定：39mm二孔中心線應(yīng)與55mm花鍵孔垂直，垂直公差為100：0.2；39mm二孔與其外端面應(yīng)垂直，垂直度公差為0.1mm。由此可以看出

18、：因?yàn)?9mm二孔的中心線要求與55mm花鍵孔中心線相垂直，因此，加工及測(cè)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。在上述工藝路線制訂中也是這樣做了的。同理，39mm二孔與其外端面的垂直度（0.1mm）的技術(shù)要求在加工與測(cè)量時(shí)也應(yīng)遵循上述原則。但在已制訂的工藝路線中卻沒(méi)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(lái)說(shuō)，當(dāng)39mm二孔的外端面以花鍵孔為基準(zhǔn)加工時(shí)，如果兩個(gè)端面與花鍵孔中心線已保證絕對(duì)平行

19、的話（這是很難得），那么由于39mm二孔中心線與花鍵孔仍有100：0.2的垂直公差，則39mm 孔與其外端面的垂直度誤差就會(huì)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。方案三解決了上述問(wèn)題，因此，最后的加工路線確定如下：工序00 車端面及外圓62mm，60mm，車螺紋M60×1mm。以兩個(gè)叉耳外輪廓及65mm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43mm，并锪沉頭孔55mm。以62mm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Rc

20、1/8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(shí)消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè)置的一個(gè)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、55mm端面及RC1/8錐紋孔定位，選用L6120臥式拉床加工。工序25 粗銑39mm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)39mm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39mm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39mm二孔端面，保證尺寸1180-0.07mm，以39

21、mm 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(gè)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39mm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(guò)程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片”。3.5機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定“萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉”零件材料為45鋼，硬度207241HBS，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（62mm及M60×1mm）考慮

22、其加工長(zhǎng)度為90mm，與其聯(lián)結(jié)的非加工表面直徑為65mm，為簡(jiǎn)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，表面粗糙度值要求為Rz200µm,只要求粗加工，此時(shí)直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。2.外圓表面沿軸線長(zhǎng)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(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表2.2-14，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(zhǎng)度方向）180315mm，故長(zhǎng)度方向偏差為mm。長(zhǎng)度方向的余量查工藝手冊(cè)表2.22.5，其余量值規(guī)定為2.02.5mm，現(xiàn)取2.0mm。3.

23、兩內(nèi)孔39mm（叉部）毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT7IT8之間，參照工藝手冊(cè)表2.3-9及表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：25mm 鉆孔：37mm 2Z=12mm 擴(kuò)鉆：38.7mm 2Z=1.7mm 精鏜：38.9mm 2Z=0.2mm 細(xì)鏜：mm 2Z=0.1mm4.花鍵孔（16-mm×mm×mm）要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。內(nèi)孔尺寸為mm，見圖樣。參照工藝手冊(cè)表2.3-9確定孔的加工余量分配：鉆孔：25mm鉆孔：41mm 擴(kuò)鉆：42mm拉花鍵孔（16-mm×mm×mm）花鍵孔要求外徑定心，拉削時(shí)的加工余量參照工

24、藝手冊(cè)表2.3-19取2Z=1mm。5.mmmm二孔外端面的加工余量（加工余量的計(jì)算長(zhǎng)度為mm）（1）按照工藝手冊(cè)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，取Z=2mm。鍛件的公差按工藝手冊(cè)表2.2-14，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：?jiǎn)芜?.2mm（見工藝手冊(cè)表2.3-21），磨削公差即零件公差-0.07mm。（3）銑削余量：銑削的公差余量（單邊）為： Z=2.0-0.2=1.8（mm）銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級(jí)，因此可知本工序的加工公差為-0.22mm（入體方

25、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(jì)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(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予確定。 39mm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=122 118+0.2x2=118.4 最大余量 118 最小余量 最大余量 最小余量 磨 粗銑 -0.07/2 -0.02/2 -0.7 +1.339mm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=12

26、2（mm）毛坯最大尺寸：122+1.3×2=124.6（mm）毛坯最小尺寸：122-0.7×2=120.6（mm）粗銑后最大尺寸：118+0.2×2=118.4（mm）粗銑后最小尺寸：118.4-0.22=118.18（mm）磨后尺寸與零件圖尺寸應(yīng)相符，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1。表1加工余量計(jì)算表(mm)工序加工尺寸及公差鍛件毛坯（39mm二端面，零件尺寸1180-0.07）粗銑二端面磨二端面加工前尺寸最大124.6118.4最小120.6118.18加工后尺寸最大124.6118.4118最小120.6118.1811

27、7.93加工余量（單邊）2最大3.10.2最小1.210.125加工公差+1.3-0.7-0.22/2-0.07/23.6確定切削用量及基本工時(shí)工序15：車削端面、外圓及螺紋。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。3.6.1加工條件工件材料：45鋼正火，b=0.60GPa、模鍛。加工要求：粗車60mm，斷面及60mm、62mm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，r=90°，r0=15°，0= 12°，r=0.5mm。60°螺紋車刀：刀片材料：W18

28、Cr4V。3.6.2計(jì)算切削用量（1）粗車M60×1mm端面1） 已知毛坯長(zhǎng)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(guò)年度方向的最大加工余量Zmax=7.5mm。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(gè)40mm芯部待以后鉆孔時(shí)加工掉，故此時(shí)實(shí)際端面最大加工余量可按Zmax=5.5mm考慮，分兩次加工，p=3mm計(jì)。長(zhǎng)度加工公差按IT12級(jí)，取-0.46mm（入體方向）2） 進(jìn)給量f 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第三版）（以下簡(jiǎn)稱切削手冊(cè)）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，p3mm以及工件直徑為60mm時(shí) f=0.50

29、.7mm/r按C620-1車床說(shuō)明書（見切削手冊(cè)表1.30）取 f=0.5mm/r3） 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè)表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min）。 Vc=Cv/TmpXvfYvkv（m/min）其中：Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系數(shù)Kv見切削手冊(cè)表1.28，即 kmv=1.44，ksv=0.8，kkv=1.04，kkrv=0.81，kBv=0.97。所以 Vc=242/600.2×30.15×0.50.35×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97 =108.6

30、（m/min）4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=532（m/min）按機(jī)床說(shuō)明書（見工藝手冊(cè)表4.2-8），與532r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min。現(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。5） 切削工時(shí)，按工藝手冊(cè)表6.2-1。 l=65-40/2=12.5（mm），l1=2mm，l2=0，l3=0 tm=l1+l2+l3/nwfi=12.5+2/600*0.5=0.096（min）（1） 粗車62mm外圓，同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。1） 切削深度 單邊余量Z=1.5m

31、m，可一次切除。2） 進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊(cè)表1.4，選用f=0.5mm/r。3） 計(jì)算切削速度 見切削手冊(cè)表1.27 Vc=Cv/TmpXvfYvkv =116 （m/min） 4） 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(yàn)機(jī)床功率 主切削力Fc按切削手冊(cè)表1.29所示公式計(jì)算 Fc= CFc FcFcFcKFc 其中：CFc=2795，XFc=1.0，YFc=0.75，nFc=-0.15， =(b/650) =0.94 kkr=0.89所以 Fc=

32、2795×1.5×0.50.75×122-0.15×0.94×0.89 =1012.5（N） 切削時(shí)消耗功率Pc為 Pc=FcVc/6x=2.06(Kw) 由切削手冊(cè)表1.30中C620-1機(jī)床說(shuō)明書可知，C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8kW，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為600r/min時(shí)，主軸傳遞的最大功率為5.5kW，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。6） 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力Fc=1012.5N，徑向切削力Fp按切削手冊(cè)表1.29所示公式計(jì)算 Fp= CFp FpFpFpKFp 其中：CFp=1940，xFp=0.9，yFp=0.6，nFp=

33、-0.3 =(b/650) =0.897 Kkr=0.5所以 Fp=1940×1.50.9×0.50.6×122-0.3×0.897×0.5 =195（N） 而軸向切削力Ff= CFfFfFpKFp 其中：CFf =2880，xFf=1.0，yFf=0.5，nFf=-0.4 kM=(b/650)=0.923 kk=1.17 軸向切削力Ff=2880×1.5×0.50.5×122-0.4×0.923×1.17 =480（N） 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)

34、的作用力為 F=Ff+（Fc+Fp） =480+0.1（1012.5+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(cè)表1.30），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 7） 切削工時(shí) t=l+l1+l2/nf 其中l(wèi)=90，l1=4，l2=0所以 t=90+4/600×0.5=0.31（min）（2） 車60mm外圓柱面p=1mm f=0.5mm/r（切削手冊(cè)表1.6，Ra=6.3m，刀夾圓弧半徑rs=1.0mm） Vc=Cv/TmpXvfYvkv 其中：Cv=242 m=0.2,T=60 xv=0.15,yv=0.35,kM=1.44,kk=0.81 V

35、c=159(m/min) n=843(r/min)按機(jī)床說(shuō)明書取n=770r/min則此時(shí) v=145m/min切削工時(shí) t=（l+l1+l2）/nf其中：l=20 l1=4 l2=0所以 t=（20+4）/770×0.5=0.062（min）（3） 車螺紋M60×1mm 1）切削速度的計(jì)算 見切削用量手冊(cè)（艾興、肖詩(shī)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(shí)p =0.08，走刀次數(shù)i=2 Vc=Cv/TmpXvfYvkv其中：Cv=11.8，m=0.11，xv=0.70，yv=0.3，螺距t1=1 kM=（0.637/

36、0.6）1.75=1.11，kk=0.75所以粗車螺紋時(shí)： Vc=21.57(m/min)精車螺紋時(shí) Vc=36.8(m/min) 2）確定主軸轉(zhuǎn)速 粗車螺紋時(shí) n1=1000vc/D=1000×21.57/60=114.4（r/min） 按機(jī)床說(shuō)明書取 n=96r/min實(shí)際切削速度 vc=18m/min 精挑螺紋時(shí) n1=1000vc/D=1000×36.8/60=195（r/min） 按機(jī)床說(shuō)明書取 n=184r/min實(shí)際切削速度 vc=34m/min 3）切削工時(shí) 取切入長(zhǎng)度l1=3mm 粗車螺紋工時(shí) t1 =（l+ l1） /nf*i=0.75(min) 精車螺

37、紋 t2 =（l+ l1） /nf*i=0.18 所以車螺紋的總工時(shí)為t=t1+t2=0.93（m/min） 工序20：鉆、擴(kuò)花鍵底孔43mm及锪沉頭孔55mm，選用機(jī)床：轉(zhuǎn)塔車床C365L。1. 鉆孔25mm f=0.41mm/r （見切削手冊(cè)表2.7） v=12.25m/min （見切削手冊(cè)表2.13及表2.14，按5類加工性考慮） nS=1000v/dW=1000×12.25/25=155（r/min）按機(jī)床選取nW=136r/min（按工藝手冊(cè)表4.2-2）所以實(shí)際切削速度 v=dWnW/1000=10.68（m/min）切削工時(shí) t=（l+l1+l2）/nWf=3(min)

38、其中：切入l1=10mm，切出l2=4mm l=150mm2. 鉆孔41mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(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=（1.21.8）f鉆 v=（1/21/3）v鉆式中f鉆、v鉆-加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量?，F(xiàn)已知 f鉆 =0.56mm/r （切削手冊(cè)表2.7）v鉆=19.25m/min （切削手冊(cè)表2.13）并令f=1.35f鉆=0.76mm/r 按機(jī)床選取f=0.76mm/r v=0.4v鉆=7.7m/min nS =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=

39、7.47(m/min)切削工時(shí) l1=7mm，l2=2mm，l=150mm t=(150+7+2)/0.76x59=3.55(min)3擴(kuò)花鍵底孔 43mm 根據(jù)切削手冊(cè)表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)43mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選f=1.24mm/r擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為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=0.4 × 19.25=7.7（m/min）nS =1000*7.7/*43=57(r/min)按機(jī)床選取 nW=58r/min切削工時(shí)切入l1=3mm，切出 l2=1.5mm t=(150+3+1.5)/58*1.2

40、4=2.14(min)4锪圓柱式沉頭孔 55 根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2-1/3，故 f=1/3f鉆=1/3 × 0.6=0.2（mm/r） 按機(jī)床取0.21mm/r v=1/3v=1/3 × 25=8.33（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=8.29(m/min)切削工時(shí) 切入 l2=2mm，l2=0，l=8mm t=（l+l1+l2）/nf=1.08(min)在本工步中，加工55mm沉頭空的測(cè)量長(zhǎng)度，由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，故需要進(jìn)行尺

41、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(shí)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(jiǎn)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(jí)IT16，其公差T（45）=1.6mm，并令T（185）=T（140）=0.8 mm 45 A 18555mm孔深的尺寸換算工序25：43mm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

42、削制定進(jìn)給量。根據(jù)手冊(cè)及機(jī)床取 f=0.08mm/r （見切削手冊(cè)表1.8）當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí)，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(shuō)明書取nW=120r/min，則此時(shí)切削速度為 v=DnW/1000=16.2（m/min）切削工時(shí) l=5mm l1=3mm t=（l+l1）/nWf=0.83（min）工序30：鉆錐螺紋Rc1/8底孔（8.8mm） f=0.11mm/r （切削手冊(cè)表2.7） v=25m/min （切削手冊(cè)表2.13）所以 n=1000v/D=1000×25/×8.

43、8=904（r/min）按機(jī)床選取nW=680r/min （切削手冊(cè)表2.35）實(shí)際切削速度 v=Dn/1000=×8.8×680/1000=18.8（m/min）切削工時(shí) l=11mm，l1=4mm，l2=3mm t=（l+l1+l2）/nWf=0.24(min)工序35：拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度v=0.06m/s（3.6m/min）切削工時(shí) t= Zblk/1000vfZz式中 Zb-單面余量3.5mm（由43mm拉削到50mm）； l-拉削表面長(zhǎng)度，140mm； -考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2； k-

44、考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4； v-拉削速度（m/min）； fZ-拉刀單面齒升； z-拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，z=l/p； p-拉刀齒距。 p=（1.251.5）=1.35 =16mm所以 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z=l/p=140/169所以 t=3.5×140×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×9=0.42（min）工序40：粗銑39mm二孔端面，保證尺寸118.40-0.22mm fz=0.08mm/齒 （參考切削手冊(cè)表3-3）切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/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(shuō)明書（見工藝手冊(cè)表4.2-39），取nW =37.5r/min，故