汽車轉向節(jié)計算說明書

天津工程師范學院（成人教育）畢業(yè)設計題目 機械加工工藝及工裝設計 副標題 汽車轉向節(jié)機械加工工藝及工裝設計 學生姓名 年級 函授站重慶函授站（重慶五一高級技校）專業(yè)機電一體化技術指導教師 評定成績 目錄TOC\o"1-5"\h\z^■弓I言 3\o"CurrentDocument"二零件分析 3（一） 零件的生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)類型 3（二） 零件的類型及功用 3（三） 零件的結構分析及工藝性審查 3（四） 零件主要技術條件及技術關鍵問題 3\o"CurrentDocument"三工藝規(guī)程設計 4（一） 確定毛坯制造的形式 4（二） 定位基準的選擇 41粗基準的選擇 42精基準的選擇 4（三） 零件表面加工方法的選擇 4（四） 制定工藝路線 5\o"CurrentDocument"四確定機械加工余量及毛坯尺寸、設計毛坯圖 6（一） 確定機械加工余量 6（二） 確定毛坯尺寸 9（三） 設計毛坯圖 9五工序設計 10（一） 50工序粗車各外圓表面工序設計 10（二） 90工序銑兩內側面工序設計 14（三） 170工序拉主銷孔工序設計 15（四） 250工序磨外圓軸頸工序設計 15（五） 70工序半精車各外圓表面數(shù)控車削工序設計（方案二） 16\o"CurrentDocument"六專用夾具設計 18（一） 問題的提出 18（二） 定位方案選擇 181定位基準的選擇 18（三） 定位誤差分析及計算 181刀具、鉆具、襯套的選擇 192對刀誤差 193角度誤差 204分度誤差 20（四） 夾緊方案選擇 20（五） 夾緊力計算 201確定軸向切削力 202確定夾緊力 20（六） 夾緊力方向與夾緊力作用點的選擇 21\o"CurrentDocument"七專用刀具設計 21\o"CurrentDocument"八專用量具的設計 22九結束語 23一十參考文獻 3 3十一致謝 2 4附件一：英文資料譯文附件二：汽車轉向節(jié)機械加工工藝規(guī)程附件三：汽車轉向節(jié)零件圖附件四：汽車轉向節(jié)毛坯圖附件五：鉆主銷孔夾具裝配圖及部分零件圖附件六：1：8錐孔加工鉸刀設計圖附件七：工序170拉主銷孔塞規(guī)設計圖汽車轉向節(jié)機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計作者xx一、 引言畢業(yè)設計是我們大學期間的最后一個教學環(huán)節(jié)，是一個綜合性的教學實踐環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)我們工程技術人員的主要教學環(huán)節(jié)之一，是對幾年學習成效的綜合性檢驗。通過這一環(huán)節(jié)培養(yǎng)我們綜合運用所學知識解決問題的能力，提高我們開拓創(chuàng)新的能力。機械加工工藝設計和工裝設計是機制專業(yè)學生的對口課題，同時又是一個有一定深度和難度的課題，是綜合性和實踐性較強的課題。本次畢業(yè)設計選擇在大批大量生產(chǎn)下，完成汽車轉向節(jié)的機械加工工藝規(guī)程和工藝裝備設計。詳細討論了汽車轉向節(jié)從毛坯到成品的機械加工工藝過程，并制定了相應的機械加工工藝規(guī)程，并分析總結了叉桿類零件的特點，分析出本叉桿類零件的主要加工為外圓表面和孔的加工，針對該零件的主要技術要求，設計了鉆孔用的回轉鉆模，以完成該零件主銷孔的鉆削加工，達到相應的技術要求，并滿足了生產(chǎn)率的要求。同時，設計了該零件制造過程所需要的其他的工藝裝備，包括刀具和量具等。二、 零件分析（一） 零件的生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)類型汽車轉向節(jié)的生產(chǎn)綱領為10萬臺/年，生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，所以在制定工藝路線時應充分考慮大批大量生產(chǎn)的特點，制定合適的工藝路線，選擇合適的機床、刀具、量具、檢具，以便提高生產(chǎn)率，降低成本。（二） 零件的類型及功用汽車轉向橋（即前橋）是利用轉向節(jié)使前車輪可以偏轉一定角度而使汽車轉向的部件，同時也是汽車重要的前支承部件。轉向節(jié)是汽車前橋上的一個關鍵零件。轉向節(jié)叉形部分的主銷孔用于插入主銷，使轉向節(jié)與前橋的前梁左右拳部連接為一體。轉向節(jié)軸桿部分的兩個外圓軸頸用于安裝兩個圓錐滾子軸承。兩個圓錐滾子軸承的外圓則安裝在前輪轂的軸承孔中，而前輪轂與前輪輻、前輪胎和前制動器是連接為一個整體的。由此可見，轉向節(jié)是連接汽車前梁和前輪的一個必不可少的關鍵零件。因此，轉向節(jié)的制造必須全面達到設計圖樣和各項技術條件的要求。（三） 零件的結構分析及工藝性審查汽車轉向節(jié)由尾柄、上下叉頭及法蘭盤組成。叉頭與尾柄偏斜了一定的角度。該零件既有叉桿類零件的特點，又有軸類零件的特點，以外圓表面和內孔為主要加工表面，且有較高的尺寸公差和形位公差要求。對零件圖的結構工藝性審查得知錐孔的加工有一定難度，叉頭部分的兩內表面槽底做成R120的圓弧形其工藝性不如平面形槽底好。（四） 零件主要技術條件及技術關鍵問題汽車轉向節(jié)的主要加工部分有：外圓表面的加工，孔的加工以及平面的加工，對這些加工部分的主要技術要求有：1、軸線X-X與軸線Y-Y應在同一平面內，公差0.22、 錐孔軸線L-L垂直于X-X和Y-Y軸線所成的平面，公差0.15：1003、 磨削前經(jīng)磁力探傷，檢驗后退磁本零件的技術關鍵為：（1） 叉形主銷孔加工，有很高的同軸度要求。（2） 軸桿上兩主軸頸外圓加工，尺寸精度高、表面粗糙度值小、形位精度高。（3） 下叉處錐孔加工。（4） 尾柄上中40mm的外圓表面與中74mm的外圓表面相接處的過渡圓角R5應滾壓，因為汽車轉向節(jié)在工作過程中本連接處最易疲勞斷裂，所以用滾壓來提高疲勞強度。對于上述4處關鍵表面的加工，在制訂工藝規(guī)程時必須充分重視、必須保證質量。三、工藝規(guī)程設計（一） 確定毛坯制造的形式毛坯材料為40Cr。零件外形較復雜?？紤]到汽車在運行中要經(jīng)常左右轉向，零件在工作過程中則經(jīng)常受交變載荷及沖擊載荷，因此應選用鍛件毛坯，使零件材料內部形成金屬纖維組織，可提高承載能力，保證零件工作可靠。由于零件年生產(chǎn)量10000件，已達大批大量的生產(chǎn)類型，而且零件的尺寸不大，故可采用模鍛成形，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應該的。（二） 定位基準的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得以保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中將問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。1、 粗基準的選擇本零件的尾柄部分是典型的軸類零件，故以外圓作為徑向粗基準，以法蘭盤端面作為軸向粗基準。2、 精基準的選擇零件精基準的選擇主要考慮因素是提高定位精度，減少定位誤差。對于轉向節(jié)的加工，應按工種基本原則選擇精基準，即基準重合原則和基準統(tǒng)一原則?；鶞手睾显瓌t是將設計基準和工藝基準及測量基準相互重合。這樣就可以避免由于基準不重合而產(chǎn)生的基準不重合誤差。軸桿部分的設計基準是外圓軸線，而軸線是由軸兩端的中心孔來體現(xiàn)的，故該零件選擇兩個中心孔作為第一組精基準?；鶞式y(tǒng)一原則是加工過程中大多數(shù)工序采用相同的定位基準，這樣也可減少定位誤差。因此，兩個軸頸外圓、法蘭盤端面和一個◎10H7X藝孔作為第二組精基準。（三） 零件表面加工方法的選擇零件的主要加工表面為外圓表面、孔和平面?？紤]到各個表面的技術要求，各種加工方法的經(jīng)濟加工精度范圍，各加工表面的形狀和尺寸大小，鍛件材料（40Cr）的性質及可加工性和生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型，選擇各加工表面的加工方法如下：1、 中25g6和中40g6的外圓表面及軸頸中74h10的端面：該外圓表面粗糙度為Ra1.6M，同時考慮到生產(chǎn)率的問題，選擇粗車一一半精車一一磨削的加工方法。2、 中74h10外圓表面：該外圓表面粗糙度為Ra12.5M，采用粗車——精車的加工方法。（1） 螺紋外圓表面：該外圓表面粗糙度為Ra25M，采用車削的加工方法。右桿部外圓錐面：該外圓表面粗糙度為Ra25M，采用車削的加工方法。尾柄端面：該表面粗糙度為Ra25M，故采用銑削的加工方法則可達到設計要求。主銷孔中30H9：其尺寸公差等級為IT9,表面粗糙度為Ra6.3Mm,圓度、圓柱度公差值為0.013,因尺寸公差、形位公差和表面粗糙度均有較高要求，又因加工后要壓入襯套，故采用鉆、擴、拉的加工方法?？?-^10H11：其尺寸公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra12.5M，位置度公差值為0.30，因尺寸公差、形位公差和表面粗糙度均有較高要求，故采用鉆鉸的加工方法。同時為了保證孔的位置度要求，以上工步必須在一次安裝中完成。主銷孔中32H11：其尺寸公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra12.5M，故采用鉆、擴及倒角的加工方法。1：8錐孔中28：其表面粗糙度為Ra3.2Mm，采用鉆、擴、鉸的加工方法。轉向節(jié)的叉形內、外端面：其表面粗糙度為Ra12.5M，采用銑削的加工方法。鍵槽：其表面粗糙度為Ra6.3M，因是大批大量生產(chǎn)，故采用拉鍵槽。制定工藝路線綜合考慮各表面的加工方法，加工順序及生產(chǎn)批量和經(jīng)濟性擬訂汽車轉向節(jié)的機械加工工藝過程如下：1、工藝方案一：表1汽車轉向節(jié)機械加工工藝過程簡表序號工序內容定位基準設備10鍛坯20調質30涂漆40銑兩端面、鉆中心孔毛坯外圓及法蘭盤端面銑端面、打中心孔機床50粗車右端桿部各外圓兩端中心孔車床60鉆、鉸N面工藝孔兩軸頸、法蘭盤端面N鉆床70半精車右端桿部各外圓兩端中心孔車床80車右端面桿部外圓錐面車床90銑左端叉部兩內側面N端面、?40h6外圓和?10H7工藝孔銑床100銑上叉上平面銑床110銑下叉下平面銑床120銑下叉錐孔兩端面銑床130鉆、鉸N面4-^13H11孔鉆床140锪平N面4-^28圓柱坑鉆床150鉸N面4-q13H11孔鉆床160鉆、擴叉形主銷孔及倒角鉆床

170拉主銷孔932孔拉床180鏜孔^32H11N端面、040h6、010H7雙面鏜床190鉆、鉸下叉1：8錐孔鉆床200鉆、攻上叉兩側M10x1螺孔鉆床210拉下叉錐孔鍵槽錐孔拉床220滾絲M22x1.5922外圓滾絲機230銑M22x1.5處小平面軸頸、端面銑床240磨①40g6外圓及①74端面兩端中心孔外圓磨床250磨①25g6外圓外圓磨床260滾壓①40g6外圓根部圓角滾壓機270磁力探傷及退磁探傷機280鉆桿部徑向孔95軸頸外圓及端面鉆床290Q5孔兩端孔口倒角鉆床300M22x1.5外螺紋套絲310去毛刺銳邊320J最終檢驗2、工藝方案工序70即汽車轉向節(jié)的右桿部的半精車過程，在數(shù)控車床上完成，以達到提高生產(chǎn)效率的目的，具體加工過程詳見5.5，70工序半精車各外圓表面數(shù)控車削工序設計。四、確定機械加工余量及毛坯尺寸，設計毛坯圖（一）確定機械加工余量機械加工余量的確定由很多因素決定。在此主要考慮工序的經(jīng)濟性及各工序的加工方法。具體如表2—表16所示：表2軸頸040g6的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm磨0.5IT60.016940940-0.009半精車2.0IT80.039940.5 0.025 940.50粗車2.5IT120.25942.5-0.039942.50毛坯面IT161.6945-0.25945+1.1表3軸頸中25g6的機械加工余量工序工步名雙邊余量工序的經(jīng)濟精度基本尺寸工序尺寸及公稱mm公差等級公差值mmmm差值啞磨0.5IT60.013925925-0.007半精車3IT80.033925.5 一0.020 925.50粗車16.5IT120.21928.5-0.033928.50-0.21

毛坯面IT161.6(P45◎45+1.1-0.5表4軸頸螺紋部分的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm精車3IT90.052(P22◎22o粗車20IT120.21◎25 一0.052 ◎250毛坯面IT161.6Q45-0.21◎45+1.1十1.1-0.5表5^74h10的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值啞公差等級公差值mm精車1IT100.12◎74◎740粗車5IT120.3◎75 -^m ◎750毛坯面IT161.9◎80-0.3 ◎80+095 表6◎74h10端面的機械加二匚余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值啞公差等級公差值mm磨0.5IT60.00855+0.004半精車1.5IT80.0185.55.5+0.009粗車3IT120.1577+0.075毛坯面IT160.91010+0.45表7法蘭盤端面的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值啞公差等級公差值mm精車1.5IT80.02299+0.011粗車7.5IT120.1810.510.5+009毛坯面IT161.118 18+0.55 表8上叉外側面的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值啞公差等級公差值mm銑4IT120.2540400毛坯面IT161.644—0.2544+1.1-0.5

表9下叉外側面的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm銑4IT120.2540400毛坯面IT161.644-0.2544+,,-0.5表10下、下叉兩內側面的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值啞公差等級公差值mm銑8IT120.27676+0.2毛坯面IT161.684 0 84+li表11錐孔部分兩端面的機械力口工余量-0.5工序工步名雙邊余量工序的經(jīng)濟精度基本尺寸工序尺寸及公稱mm公差等級公差值mmmm差值啞銑4IT110.1636360毛坯面IT161.640 ^"0+6 40+1」-0.5表124-p10H7的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值啞公差等級公差值mm鉸0.2IT110.11(P12◎12+0.11鉆11.8IT120.18Q11.8 0 ◎11.8+0.18表13主銷孔①30的機械加二匚余量0工序工步名雙邊余量工序的經(jīng)濟精度基本尺寸工序尺寸及公稱mm公差等級公差值mmmm差值啞拉2IT90.052◎30◎30-0.052擴3IT100.084Q28 0 ◎28+0.084鉆25IT120.21◎250◎25+0.21表14主銷孔@32的機械加二匚余量0工序工步名雙邊余量工序的經(jīng)濟精度基本尺寸工序尺寸及公稱mm公差等級公差值mmmm差值啞擴7IT110.16◎32◎32+0.16鉆25IT120.21◎25 0 ◎25+0.210

表15螺孔M22x1的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm鉆8.5IT120.15◎8.5◎8.5+0.15表161：8錐孔的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值啞公差等級公差值mm鉸0.2IT90.12◎29.9◎29.9+0.12擴1.8IT100.084◎27.8 0 ◎27.8+0函鉆26IT120.21◎260◎26+0.210表17銷孔◎5的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值啞公差等級公差值mm鉆5IT120.12◎5◎5+0.120（二）確定毛坯的尺寸汽車轉向節(jié)零件材料為40Cr，調質硬度為HRC30?35，強度極限。b=980Mp,生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，采用在鍛模上合模模鍛毛坯。因零件上所有孔徑均較小，所以在毛坯中均不鍛出。由參考文獻a及表2.2-14得該鍛件各對應面加工余量如下表所示：表18各表面加工余量加工表面加工余量mm基本尺寸mm說明軸5◎40雙邊余量節(jié)臂內、外端面440雙邊余量錐孔端面436雙邊余量（三）設計毛坯圖根據(jù)上述所確定的加工總余量和毛坯尺寸來繪制毛坯圖，毛坯輪廓用粗實線繪出，零件的實際尺寸用雙點劃線繪制，尺寸如表19所示。同時在圖中標出毛坯尺寸、公差、技術要求、圓角半徑和模鍛斜度等。具體見附件三。表19各表面加工余量加工表面加工余量mm基本尺寸mm說明軸5◎45雙邊余量節(jié)臂內、外端面444雙邊余量錐孔端面440雙邊余量五、工序設計（一）50工序粗車各外圓表面工序設計1、 加工設備與工藝裝備加工設備：臥式車床CA6140工藝裝備：刀具：由參考文獻⑺，根據(jù)表1.2選擇YT15硬質合金刀片，刀桿尺寸25x25mm，Kr=60。，y=12°，a°=6。，r廣1,刀具頭外圓車刀“夾輔具：頂尖、拔盤量具：游標卡尺0.020?2002、 確定工序尺寸見表2?表73、 確定切削用量及計算基本時間（1） 車（p27mm外圓表面①計算切削用量：切削深度ap=2mm。確定進給量：由參考文獻［7］表1.4當?shù)稐U尺寸為25x25mm，ap=1.5mm，工件直徑20—40mm，f=0.3一0.5mm/r，按CA6140，f=0.41mm/r。選擇車刀磨鈍標準及刀具使用壽命：由參考文獻［7］根據(jù)表1.9車刀后刀面最大磨損量為1.0mm，車刀壽命T=60min。確定切削速度：由參考文獻［7］根據(jù)表1.10，當使用YT15硬質合金車刀加工ab=980Mpa的鋼料，ap3mm，f<0.75mm切削速度匕=86.4m/min。切削速度的修正系數(shù)：K浩=1.0，Ktv=0.65，Ksv=0.8， Kkv=1.0，Kurv=0.92v'c=vtkv=86.4x1.0x0.65x0.8x1.0x0.92=41.33m/min，n=1000v'c/（兀d）=1000x41.33/（兀x27）=487.25r/min根據(jù)CA6140車床說明書，選擇nc=710r/min實際切削速度vc為v=兀Dnc/1000=kx27x710/1000=60m/min由參考文獻［7］，根據(jù)表1.27 vc=Cv/（TmapXvfyv）xKvKv=KMVKtvKsvKTVKkv=0.69x0.65x0.92x0.8x1x1=0.33CV=291，XV=0.15，YV=0.20，m=0.20vc=291/（600.20x1.50.15x0.410.20）x0.33=47.6n=1000v/（兀d）=1000x47.6/（兀x27）=561.17r/min故選擇nc=710r/min，與查表結果相同，這時v=60m/min校驗功率：ab>970Mpa，ap<2mm， f<0.47mm，v=70m/min，p=2kw，KKrpc=KKrFc=0.94，KVOFe=Kvp=1.0， 故實際切削功率為p=2x0.94x1=1.88kw，PC<PE=7.5kw，由此可見，所選切削用量可以采用。所以切削用量為：ap=1.5mm，f=0.41mm/r，n=710r/min，v=60m/min①計算基本工時：tm=L/nf式中L=1+y+△，l=52mm，根據(jù)參考文獻營］表1.26，車削時的切入量及超切量為y+△=2.4mm。貝0L=52+2.4=54.4mm，故tm=l/nf=54.4/（710x0.41）=0.19min式中：ktv——切削速度的修正系數(shù)VC——實際切削速度（m/min）T 切削時間（min）氣——切削深度（mm）n 機床主軸轉速（r/min）f 進給量（mm）L 刀具或工作臺行程長度（mm）（2） 車中40mm外圓表面計算切削用量：切削深度ap=1.5mm。確定進給量：由參考文獻［7］表1.4當?shù)稐U尺寸為25x25mm,ap=1.5mm，工件直徑20—40mm,f=0.3一0.5mm/r，按CA6140,f=0.41mm/r。選擇車刀磨鈍標準及刀具使用壽命：由參考文獻［7］根據(jù)表1.9車刀后刀面最大磨損量為1.0mm，車刀壽命T=60min。確定切削速度：由參考文獻［7］根據(jù)表1.10，當使用YT15硬質合金車刀加工qb=980Mpa的鋼料，ap<3mm，f<0.75mm，切削速度匕=86.4m/min。切削速度的修正系數(shù)：KV=1.0，Ktv=0.65，Ksv=0.8，Kkv=1.0，Kurv=0.92v'c=vtkv=86.4x1.0x0.65x0.8x1.0x0.92=41.33m/min，n=1000v'c/（兀d）=1000x41.33/（兀x42）=313.4r/min根據(jù)C6140車床說明書，選擇nc=710r/min實際切削速度vc為vc=兀Dnc/1000=kx42x710/1000=94m/min由參考文獻［7］，根據(jù)表1.27 vc=Cv/（Tmapxvfyv）xKvKv=KMVKtvKsvKTVKkv=0.69x0.65x0.92x0.8x1x1=0.33CV=291，XV=0.15， YV=0.20，m=0.20vc=291/（600.20x1.50.15x0.410.20）x0.33=47.6m/minn=1000v/（兀d）=1000x47.6/（兀x42）=360.9r/min故選擇nc=710r/min，與查表結果相同，這時vc=94m/min校驗功率：qb>970Mpa， ap<2mm，f<0.47mm，vc=106m/min，pc=2.9kw，KKrpc=KKrFc=0.94，KVOFe=Kvope=1.0， 故實際切削功率為pc=2.9x0.94x1=2.726kw，PC<PE=7.5kw，由此可見，所選切削用量可以采用。所選切削用量為：ap=1.5mm，f=0.41mm/r，n=710r/min， vc=94m/min①計算基本工時：tm=L/nf式中L=1+y+A，l=40mm，根據(jù)參考文獻營］表1.26，車削時的切入量及超切量y+A=2.4mm。則L=40+2.4=42.4mm，故tm=l/nf=42.4/（710x0.41）=0.15min（3） 車中24mm外圓表面①計算切削用量：切削深度ap=1.5mm。確定進給量：由參考文獻［7］表1.4當?shù)稐U尺寸為25x25mm,ap=1.5mm，工件直徑20—40mm,f=0.3—0.5mm/r，按CA6140，f=0.41mm/r。選擇車刀磨鈍標準及刀具使用壽命：由參考文獻［7］根據(jù)表1.9車刀后刀面最大磨損量為1.0mm，車刀壽命T=60min。確定切削速度：由參考文獻［7］根據(jù)表1.10，當使用YT15硬質合金車刀加工bb=980Mpa的鋼料，ap<3mm，f<0.75mm切削速度匕=86.4m/min。切削速度的修正系數(shù)：KTV=1.0，Ktv=0.65，Ksv=0.8，Kkv=1.0， Kurv=0.92v'c=vtkv=86.4x1.0x0.65x0.8x1.0x0.92=41.33m/min，n=1000v'c/（兀d）=1000x41.33/（兀x24）=487.25r/min根據(jù)CA6140車床說明書，選擇nc=710r/min實際切削速度v^vc=兀Dnc/1000=kx24x710/1000=54m/min由參考文獻［7］，根據(jù)表1.27 vc=Cv/（TmapXvfyv）xKvKv=KMVKtvKsvKTVKkv=0.69x0.65x0.92x0.8x1x1=0.33CV=291， XV=0.15， YV=0.20，m=0.20vc=291/（600.20x1.50.15x0.410.20）x0.33=47.6m/minn=1000v/（兀d）=1000x47.6/（兀x24）=631.3r/min故選擇nc=710r/min，與查表結果相同，這時vc=60m/min校驗功率：bb>970Mpa，ap<2mm，f<0.47mm，vc=70m/min， pc=2kw，KKrpc=KKrFc=0.94，KVOFe=Kvp=1.0，故實際切削功率為pc=2x0.94x1=1.88kw，PC<PE=7.5kw，由此可見，所選切削用量可以采用。所選切削用量：ap=1.5mm，f=0.41mm/r，n=710r/min，vc=54m/min。計算基本工時：tm=L/nf式中L=1+y+A，l=30mm，根據(jù)表1.26，車削時的切入量及超切量y+△=2.4mm。則L=30+2.4=32.4mm，故tm=l/nf=32.4/（710x0.41）=0.11min（4） 車軸頸（p74mm端面①計算切削用量：切削深度ap=2mm。確定進給量：由參考文獻［7］表1.4當?shù)稐U尺寸為25x25mm，ap=2mm，工件直徑60—100mm，f=0.6一1.0mm/r，按CA6140，f=0.7mm/r。選擇車刀磨鈍標準及刀具使用壽命：由參考文獻［7］根據(jù)表1.9車刀后刀面最大磨損量為1.0mm，車刀壽命T=60min。確定切削速度：由參考文獻［7］根據(jù)表1.10，當使用YT15硬質合金車刀加工bb=980Mpa的鋼料，ap<3mm，f<0.75mm，切削速度Vt=76.8m/min。切削速度的修正系數(shù)：Ktv=1.0，Ktv=0.65，Ksv=0.8， Kkv=1.0，Kurv=0.92v'c=vtkv=76.8x1.0x0.65x0.8x1.0x0.92=36.74m/min，n=1000v'c/（兀d）=1000x41.33/（兀x74）=153.88r/min根據(jù)C6140車床說明書，選擇nc=200r/min實際切削速度v^匕=兀Dnc/1000=kx74x200/1000=47.8m/min由參考文獻［7］，根據(jù)表1.27匕=Cv/(TmapXVfyV)xKvKv=KMVKtvKsvKTVKkv=0.69x0.65x0.92x0.8x1x1=0.33CV=291， XV=0.15，YV=0.20，m=0.20vc=291/(600.20x20.15x0.70.20)x0.33=43.24m/minn=1000v/(兀d)=1000x43.24/(兀x74)=181r/min故選擇nc=200r/min，與查表結果相同，這時vc=47.8m/min校驗功率：bb>970Mpa，ap<2mm，f<0.75mm，vc=57m/min，pc=2.4kw，KKrpc=KKrFc=0.94，KVOFe=Kvp=1.0，故實際切削功率為pc=2.4x0.94x1=2.256kw，PC<PE=7.5kw，由此可見，所選切削用量可以采用。所選切削用量為：ap=2mm，f=0.7mm/r，n=200r/min， vc=47.8m/min0計算基本工時：tm=L/nf式中L=1+y+△，l=17mm，根據(jù)表1.26，車削時的切入量及超切量y+△=2.4mm。則L=17+2.4=19.4mm，故tm=l/nf=19.4/(200x0.7)=0.14min車法蘭盤端面①計算切削用量：切削深度ap=2mm。確定進給量：由參考文獻［7］表1.4當?shù)稐U尺寸為25x25mm，ap=2mm，工件直徑100—600mm，f=0.8一1.4mm/r，按CA6140，f=1mm。選擇車刀磨鈍標準及刀具使用壽命：由參考文獻［7］根據(jù)表1.9車刀后刀面最大磨損量為1.0mm，車刀壽命T=60min。確定切削速度：由參考文獻［7］根據(jù)表1.10，當使用YT15硬質合金車刀加工bb=980Mpa的鋼料，ap<3mm，f<L27mm，切削速度Vt=60.6m/min。切削速度的修正系數(shù)：Ktv=1.0，Ktv=0.65，Ksv=0.8， Kkv=1.0，Kurv=0.92v'c=vtkv=60.6x1.0x0.65x0.8x1.0x0.92=29m/min，n=1000v'c/(兀d)=1000x41.33/(兀x1622)=57r/min根據(jù)CA6140車床說明書，選擇nc=80r/min實際切削速度：vc=兀Dnc/1000=kx162x80/1000=41m/min由參考文獻［7］，根據(jù)表1.27 vc=Cv/(TmapXvfyv)xKvKv=KMVKtvKsvKTVKkv=0.69x0.65x0.92x0.8x1x1=0.33CV=291， XV=0.15，YV=0.20，m=0.20vc=291/(600.20x20.15x10.20)x0.33=38.16m/minn=1000v/(兀d)=1000x38.16/(kx162)=75r/min故選擇n=80r/min，與查表結果相同，這時v=41m/mincc校驗功率：bb>970Mpa， ap<2mm，f<1.2mm， vc<46m/min，pc=4.9kwKKrpc=KKrFc=0.94,KvOFe=Kvope=1.0, 故實際切削功率為pc=4.9x0.94x1=4.606kw，PC<PE=7.5kw，由此可見，所選切削用量可以采用。所選切削用量為：ap=2mm，f=2mm/r，n=80r/min， vc=41m/min0計算基本工時：tm=L/nf式中L=1+y+△，l=43mm，根據(jù)表1.26，車削時的切入量y+△=2.4mm。貝0L=43+2.4=45.4mm，故tm=l/nf=45.4/(80x11)=0.57min90工序銑兩內側面工序設計1、 選擇加工設備與工藝裝備加工設備：臥式銑床X62工藝裝備：刀具：由參考文獻衛(wèi)，根據(jù)表1.2選擇YT15硬質合金刀片，根據(jù)表3.1ap<6mm,do=240mm,ae=180mm,故應根據(jù)銑削寬度ap<5mm,do=240mm,由于采用標準硬質合金端銑刀，由參考文獻營］，表3.13得齒數(shù)Z=4。夾輔具：銑夾具量具：游標卡尺0.020?2002、 確定工序尺寸見表8、表9、表10。3、 確定切削用量及計算基本時間計算切削用量：切削深度ap=2mm。確定每齒進給量：由參考文獻［7］表3.5當使用YT15銑床，功率為7.5kw，f=0.09 0.18m/z，由于采用對稱銑，故取f=0.13選擇銑刀磨鈍標準及刀具使用壽命：根據(jù)表3.7銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0mm，由于銑刀直徑d0=240mm故刀具壽命T=180min確定切削速度和進給量:切削速度vc可根據(jù)表3.27中的公式計算，也可直接查表。根據(jù)表3.13當do=240,Z=4,ap<5mm,f<0.13/zVt=154m/min,nt=391r/min,Vft=188m/min,各修正系數(shù)：Kmv=Kmn=Kmvf=0.69，Ktv=Ktn=Ktvf=0.76故VC=v,K=VT-KmV-%=154x0.69x0.76=80.76m/minn=nk=391X0.69X0.76t.n=205.04r/minVf=Vf.kf=188X0.69X0.76=98.59m/min根據(jù)X62說明書，選擇n=190r/minVf=150m/min因此實際切削速度和每齒進給量為

兀d0n兀x240xne兀x240x190c1000 1000 1000=143.18m/minf?盧= =0.1974mm/zzn-z190x4校驗機床功率根據(jù)表3.23當qb=980Mpa ae<62mm ap=2.0mmd0=240mmz=4 Vf=150m/min，近似為p^=1.7kw，根據(jù)X62說明書，機床主軸允許的功率為pcm=7.5x0.75=5.63kw，故pcm=7.5x0.75=5.63kw，故Pcc<Pcm，因此所選的切削用量可以采用。所選切削用量為：a=2mm

pVc=143m/minVf=150m/minfzc=0.2mm/zne=190r/min0計算基本工時T=一式中L=1+y+Amm V,則L=53+8=61mmL61x2=0.813min(三)170工序拉主銷孔工序設計L=53mm 根據(jù)表3.26y+A=8mm所以tm1、 選擇加工設備與工藝裝備加工設備：臥式內拉床L6120工藝裝備：刀具：圓孔拉刀◎30D80—120夾輔具：拉夾具量具：光滑塞規(guī)2、 確定工序尺寸見表123、 確定切削用量及計算基本時間計算切削用量：切削深度 ap=0.02mm確定進給量由參考文獻[17] 表8—6 得f=0.02mm計算工時tm=[(lp+l+11)/(1000v)]i其中l(wèi)=81mm，lp=(Z1+Z2)p，Z1=A/(2f) +(3~5)， Z2=1/p+4A=0.005dm+0.2x9=0.005x30+0.2 x9=1.95p=1.5x9=13.5l產(chǎn)5-10，i=5Z1=A/(2fz)+(3-5)=1.95/(2x0.02)+5=54Z2=l/p+4=81/13.5+4=10lp=(Z1+Z2)P=(54+10)x13.5=864mm???tm=[(lp+l+11)/(1000v)]i=[(864+81+8)/(1000x20)]x5=0.24min(四)250工序磨軸頸外圓q25g6工序設計選擇加工設備與工藝裝備加工設備：外圓磨床M1432A1、 選擇加工設備與工藝裝備選擇加工設備與工藝裝備加工設備：外圓磨床M1432A工藝裝備：砂輪：1-500X50X203WA60L50V-35m/s夾輔具：雙頂尖、拔盤量具：片形雙頭卡規(guī)2、 確定工序尺寸見表33、 確定切削用量及計算基本時間（1） 計算切削用量：切削深度ap=0.02mm（2） 確定進給量：由參考文獻［17］表12—25可得frs=0.05mm（3） 計算工時：tm=LZbk/nff由參考文獻［17］得Zb=0.25mm,n=20r/min由參考文獻［7］表6.2—9,得k=1.5tm=LZbk/nff=22x0.25x1.5/（20x9x0.02）=2.29min（五）70工序半精車各外圓表面數(shù)控車削工序設計（方案二）1、 加工設備：CK0630數(shù)控車床工藝裝備：刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸25X25mm,kr=60。，Y0=12。a0=6。，r￡=1,刀具為93。偏頭外圓車刀，記為T1。T2為切槽刀，寬2mm,T3為螺紋車刀。夾輔具：雙頂尖、拔盤量具：游標卡尺0.020?200根據(jù)CK0630數(shù)控車床的說明書，考慮到零件的材料及加工余量選主軸轉速：S=1000r/min進給速度：F=50m/min2、 零件加工尺寸如圖所示：3、數(shù)控加工程序如下:N001G90N002G54X150Z10N003M03S1000N004M06T1N005G00X9.5Z2N006G01Z0F50N007G01X22Z-1.5N008G01Z-25N009G01X25.484N010G01Z-52N011G01X40.481 Z-102N012G01Z-141.5N013G01X73.994N014G01Z-147N015G01X130N016G28N017G29N018M06T2N019G00X25Z-25N020G01X20F50N021G01X25

N022G28N023N022G28N023G29N024M06T3N025M03S200N026G00X22Z2N027G91N028G33D22I19.8NO29G54N030G00X25N031G28N032G29N033M05N034M02X0.3 P1.5 L-23Q0六、專用夾具設計專用的機床夾具設計是機械制造工藝裝備設計的一部分，夾具的優(yōu)劣對零件加工精度、生產(chǎn)效率、制造成本、生產(chǎn)安全、勞動生產(chǎn)條件等都起著重要的作用。它用來確定工件與刀具的相對位置，將工件定位并夾緊。根據(jù)汽車轉向節(jié)的技術要求，設計160工序鉆、擴主銷孔預孔（P28H10的鉆床夾具。本夾具用于立式鉆床，刀具為錐柄麻花鉆和錐柄擴孔鉆。（一） 問題的提出本夾具主要用來鉆、擴主銷孔?30H9的預孔?28H10，以達到零件圖上的有關技術要求。其中兩孔有圓度、圓柱度和同軸度要求，還有距離尺寸要求和位置度要求。其中兩孔的圓度和圓柱度要求由拉孔工序保證，其余要求由本工序的工藝及夾具保證。因此，本工序加工時，故本工序加工時，首先應考慮的是精度的問題，其次是如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度。（二） 定位方案選擇1、定位基準的選擇如圖1所示為保證定位的精度，同時盡量減少與工件定位表面的接觸面積，保證工件定位可靠，采用以工件尾柄在兩套筒中定心，并以凸緣支承在其中一個套筒的端面上。工件又以法蘭盤上的一個工藝孔為基準裝在削邊銷上。兩套筒限制四個不定度，端面限制一個不定度，削邊銷限制一個不定度，實現(xiàn)工件的完全定位。（三） 定位誤差分析及計算如圖1所示，工件采用套筒定位，故工件尾柄外圓軸線為第一定位基準，工件上的端面和法蘭盤上的孔為第二和第三基準。工件上作為第一定位基準的外圓軸線，由于零件有角度傾斜，故有角度誤差，鉆頭對工件有對刀誤差以及鉆模分度后還會存在分度誤差。削邊銷的尺寸及公差為?10g6mm，對應銷孔尺寸及公差為?10H7mm。圖1工件定位示意圖1、 刀具、鉆具、襯套的選擇直柄麻花鉆。25,1號擴孔鉆。28鉆套的選擇快換鉆套d=。25G7mm，D=。35mm，H=75mm，配用螺釘為M8,對應襯套d=。35mm，D=。48mm，H=73mm擴套d=。28G7mm，D=。42mm，H=75mm，配用螺釘為M8，對應襯套d=。42mm，D=。48mm，H=73mm2、 對刀誤差(1)TL夾.TL夾=1/5TLI=1/5x0.68=0.136mm(2)□imax：□imax=ES-ei=0.028-(-0.052)=0.08mm□2max：□2max=ES—ei=0.025—0.007=0.018mme1 e2 e1=e2=0.003EE=□1max(H/2+h+B)/H 其中h=5mm，B=40mmE=0 (75/2+5+40)/75=0.088mm8v+f=\：TL2+□2+□2 +e2+e2+(2E)2對刀 夾 1max 2max 1 2 =(0.1362+0.082+0.0182+2x0.0032+0.0882x4=0.237mm由零件圖可得同軸度為0.5mm5對刀=0.237〈2/3x0.5=0.33mm3、角度誤差軸頸。25mm與套筒的配合為H7/g6軸頸。40mm與套筒的配合為H7/g6%=arctan(□1max+□2max)/2L=arctan(0.041+0.05)/2x112=1.55'5角度1=2a1=2x1.55'=3.1'<1/35tli=1/3x15'=5'%=arctan(□1max+□2max)/2L1=arctan(0.035+0.05)/2x97=1.67'5角度2=2^2=2x1.67'=3.3'<5'4、分度誤差△L=L'—L=Tl+△］+△2+e=0.136/2+0.08+0.018+0.003=0.169mm通過以上計算可以得出，該夾具滿足工序要求，可以使用。夾緊方案選擇本零件屬于大批大量生產(chǎn)，所以在選擇夾緊方案時除首先保證夾緊可靠外，還應考慮如何保證較高的生產(chǎn)率。因本零件形狀較復雜，為了降低制造成本，使用通用機床，使工件裝卸方便，所以選用手動螺旋夾緊。夾緊力計算1、 確定軸向切削力由參考文獻［7］，表2.7可得進給量f=0.39-0.47mm/r,再由鉆床Z535得f=0.32mm/r由參考文獻［7］，表2.32可得鉆孔時軸向力、扭矩的計算公式：軸向力：Ff=CFdzf/yfKf其中CF=600，ZF=1.0， YF=0.7，Kf=KmfKpfKwf=1-33x1x0.9=1-197?.?Ff=CFdZFfYFKF=600x251.0x0.320.7x1.197=8087.05N扭矩：Me=CMdZMfYMKm 其中 Cm=0.305，Z.=2.0， YM=0.8，Km=KmmKwm=1-33x0.87=L157???MC=CM叩EKm=0.305x252.0x0.320.8x1，157=88,64N.m2、 確定夾緊力工件受力圖及壓板受力圖(如圖2所示)鉆削時產(chǎn)生的扭矩由夾緊力和軸向力所產(chǎn)生的摩擦力矩來平衡。M1=MCcos8.50=88.64xcos8.50=87.67靜力矩方程：(Ffsin8.5。+W2)rr=M1W2=M1/rr-Ffsin8.5。=87.67/(0.3x43x0.001)-8087.05xsin8.5。=5600.78N:.W=W2/cos8.50=5600.78/cos8.5。=5662.98N由參考文獻［4］，可取安全系數(shù)K=3.??實際夾緊力 W=WxK=5662.98x3=16988.94N由參考文獻［4］，可知W0L2=QL1n 其中門=0.95?.?Q=W0L2/L1n=16988.94x136/(272x0.95)=8941.55N由參考文獻［3］可確定星形輪處的螺栓為M16

(a)工件受力(b)壓板受力圖2工件受力及壓板受力示意圖夾緊力方向與夾緊力作用點的選擇按夾緊力方向應朝向對保證工件精度影響最大的定位面，應使工件變形最小，選擇夾緊力方向水平，作用點選擇在工件法蘭盤的中心，這樣就保證了工件定位時已獲得的正確位置。七、專用刀具設計專用刀具設計是工藝裝備設計的重要組成部分。在本次設計中選擇190工序鉆鉸錐孔中所用的1：8錐度鉸刀為設計內容。鉸刀材料為高速鋼W18Cr4V，硬度為HRC60-65。在立式鉆床Z535進行加工.由參考文獻［5］中可得D=。29.5mm，d=。22.5±0.1mm。(一)鉸刀的幾何角度鉸刀切削部分呈錐形，其錐角2kr的大小主要影響被加工孔的質量和餃削時軸向力的大小。切削錐角：切削錐角的大小通常影響鉸刀參加工作的長度和切屑厚薄以及各分力間的比值，對加工質量有較大影響，機用鉸刀工作時，為提高切削效率，其導向和進給由機床保證在鉸制剛件時k=12°?r

前角和后角：由于鉸刀切下的切屑很薄，切屑和前后刀面的的接觸長度很短，前角的作用不顯著，為制造方便，在精加工時，常取=0°，而后角值應較大，但考慮到鉸刀重磨后徑向尺寸不至于變化過大，故一般取=6°?10°。刃磨后角時切削部分的刀齒必須磨尖而不留刃帶，校準部分必須留有0.005?0.3mm的刃帶，以拋光和校準孔徑，并便于制造和檢驗鉸刀。軸向刃傾角：直槽硬質合金鉸刀為便于制造，一般取=0°，為避免切屑檫傷已加工表面也可取=-（3°?5°）（二） 錐柄的選擇鉸刀錐柄選用莫氏2#錐度。（三） 齒數(shù)：鉸刀的加工余量小，容屑槽淺，所以齒數(shù)可以做得少，為了測量教導的直徑，齒數(shù)一般選擇偶數(shù)，根據(jù)孔徑選擇4個齒。機用鉸刀通常采用等距分布。故本鉸刀采用等距分布的4齒錐柄餃刀。（四） 中心孔的選擇中心孔選B2（GB145?85）。其余尺寸和技術要求見附件六。八、專用量具的設計量具設計是工藝裝備設計的重要組成部分。在機械加工中經(jīng)常用到專用量具，所以工藝人員需要經(jīng)常根據(jù)實際設計專用量具。本次設計工序170拉削。30片0.045孔后檢驗孔徑的專用塞規(guī)。。30+0.045孔的上下偏差分別為：ES=0.045mm，EI=0mm。