万向滑动叉零件的机械加工工艺要求装备Word文档格式.docx

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万向节滑动叉共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。

现分述如下：

1.以φ39mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

两个Φ

mm孔及其倒角，尺寸为

mm的与两个孔Ф

mm相垂直的平面，还有在平面上的四个M8螺孔。

其中，主要加工表面为φ

mm的两个孔。

2.以φ50mm花键孔为中心的加工表面

Φ

mm十六齿方齿花键孔，φ55mm阶梯孔，以及φ65mm的外圆表面和M60×

1mm的外螺纹表面

这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：

（1）φ

mm花键孔与φ

mm二孔中心联线的垂直度公差为100：

0.2；

（2）φ39mm二孔外端面对φ39mm孔垂直度公差为0.1mm；

（3）φ

mm花键槽宽中心线与φ39mm中心线偏转角度公差为2º

。

由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于

专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。

第2章工艺规程设计

2.1确定毛坯的制造形式

零件材料为45钢。

由于零件年产量为4000件，已达到大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。

这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。

2.2基面的选择

基面选择是工艺设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺工程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择。

对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。

但对本零件来说，如果以φ65mm外圆（或φ62mm外圆）表面作基准（四点定位），则可能造成这一组内外圆柱表面与零件的叉部外形不对称。

按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；

若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现选取叉部两个φ

mm孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短V形块支承这两个φ

mm的外轮廓作主要定位面，以消除

四个自由度．再用一对自动定心的窄口卡爪，夹持在φ65mm外圆柱面上，用以消除

两个自由度，达到完全定位。

（2）精基准的选择。

主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

2.3制订工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

工序

1车端面及外圆φ62mm，φ60mm并车螺纹M60×

1mm。

以两个叉耳外轮廓及φ65mm外圆为粗基准，选用C620-1卧式车床并加专用夹具。

工序2钻、扩花键底孔φ43mm，并锪沉头孔φ55mm。

以φ62mm外圆为基准，选用C365L转塔车床。

工序3内花键孔5×

30º

倒角。

选用C620-1车床加专用夹具。

工序4钻锥螺纹Rc1/8底孔。

选用Z525立式钻床及专用钻模。

这里安排Rc1/8底孔主要是为了下道工序拉花键孔时为消除回转自由度而设置的一个定位基准。

本工序以花键内底孔定位，并利用叉部外轮廓消除回转自由度。

工序5拉花键孔.利用花键内底孔、φ55mm端面及Rc1/8锥螺纹底孔定位，选用L6120卧式拉床加工。

工序6粗铣φ39mm二孔端面，以花键孔定位，选用X65卧式铣床加工。

工序7钻、扩φ39mm二孔及倒角。

以花键孔及端面定位，选用Z535立式钻床加工。

工序8精、细镗φ39mm二孔，选用T740卧式金刚镗床及专用夹具加工，以花键内孔及其端面定位。

工序9磨φ39mm二孔端面，保证尺寸118

mm，以φ39mm孔及花键孔定位，选用M7130平面磨床及专用夹具加工。

工序10钻叉部四个M8mm螺纹底孔并倒角。

选用Z525立式钻床几专用夹具加工，以花键孔及φ39mm孔定位。

工序11钻螺纹4-M8mm及Rc1/8。

工序12冲箭头。

工序13终检。

以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”。

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

万向节滑动叉零件材料为45钢，硬度207～241HBS，毛坯重量约为6kg，生产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：

2.4.1外圆表面（φ62mm及M60×

1mm）

考虑其加工长度为90mm，与其联结的非加工外圆表面直径为φ65mm，为简化模锻毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为φ65mm。

φ62mm表面为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为Rz200μm，只要求粗加工，此时直径余量2Z=3mm已能满足加工要求。

2.4.2外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差（M60×

1mm端面）

由参考文献[4]《机械制造工艺设计简明手册》）表2.2-14，其中锻件重量为6kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件材质系数M1，锻件轮廓尺寸（长度方向）>

180-315mm,故长度方向偏差为

长度方向的由参考文献[4]得,余量表2.2-2.5，其余量值规定为2.0-2.5mm，现取2.0mm。

2.4.3两内孔φ

（叉部）

毛坯为实心，不冲出孔。

两内孔精度要求界于IT7-IT8之间，参考文献[4]表2.3-9及表2.3-13确定工序尺寸及余量为：

钻孔：

φ25mm

钻孔：

φ37mm2Z=12mm

扩钻：

φ38.7mm2Z=1.7mm

精镗：

φ38.9mm2Z=0.2mm

细镗：

φ

mm2Z=0.1mm

2.4.4花键孔（16-φ

mm×

φ

mm）

要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。

内孔尺寸为φ

mm，见图样。

参考文献[4]表2.3-9确定孔的加工余量分配：

φ25mm钻孔：

φ41mm扩钻：

φ42mm

拉花键孔（16-φ

mm×

mm）

花键孔要求外径定心，拉削时的加工余量参考文献[4]表2.3-19取2Z=1mm。

2.4.5φ

mm二孔外端面的加工余量（技工余量的计算长度为

（1）按照文献[4]》表2.2-25，取加工精度F2，锻件复杂系数S3，锻件重6kg，则二孔外端面的单边加工余量为2.0-3.0mm，取Z=2mm。

锻件的公差按照文献[4]》表2.2-14，材质系数取M1，复杂系数S3，则锻件的偏差为

（2）磨削余量：

单边0.2mm（参考文献[4]表2.3-21），磨削公差即零件公差–0.07mm。

（3）铣削余量：

铣削的公称余量（单边）为：

Z=2.0–0.2=1.8（mm）

铣削公差：

现规定本工序（粗铣）的加工精度为IT11级，因此可知本程序的加工公

差为–0.22mm（人体方向）。

由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。

实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。

由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应该调整法家方式予以确定。

φ39mm二孔外端面尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见图1。

图1φ39mm孔外端面工序间尺寸公差分布图（调整法）

由图可知：

毛坯名义尺寸：

118+2×

2=122（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）

粗铣后最大尺寸：

118+0.2×

2=118.4（mm）

粗铣后最小尺寸：

118.4–0.22=118.18（mm）

磨后尺寸与零件图尺寸应相符,即

mm。

最后，将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表1。

表1加工余量计算表

工序

加工尺寸及公差

锻件毛坯

（39二端面，零件尺寸

）

粗铣二端面

磨二端面

加工前尺寸

最大

124.6

118.4

最小

120.6

118.18

加工后尺寸

118

117.93

加工余量（单边）

2

3.1

0.2

1.21

0.125

加工公差（单边）

+1.3

-0.7

-0.22/2

-0.07/2

2.5确定切削用量及基本工时

2.5.1车削端面、外圆及螺纹

本工序采用计算法确定切削用量

1.加工条件

工件材料：

45钢正火，σb=0.60GPa、模锻。

加工要求：

粗车φ60mm端面及φ60mm、φA62mm外圆，

；

车螺纹M60×

1mm。

机床：

C620-1卧式车床。

刀具：

刀片材料YT15，刀杆尺寸16×

25mm2，κr=90º

，γo=15º

，αo=12º

，

=0.5mm。

60º

螺纹车刀：

刀片材料：

W18Cr4V。

2.计算切削用量

（1）粗车M60×

1mm端面

1）背吃刀量

已知毛坯长度方向的加工余量为

mm，考虑7º

的模锻拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量

=7.5mm。

但实际上，由于以后还要钻花键底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一个φ40mm芯部待以后钻孔是加工掉，故此时实际端面最大加工余量可按

=5.5mm考虑，分两次加工，

=3mm计。

长度加工公差按IT12级，取–0.46mm（入体方向）。

2）进给量ƒ

根据参考文献[5]表1.4，当刀杆尺寸为16mm×

25mm，

以及工件直径为60mm时ƒ=0.5-0.7mm/r

按C620-1车床说明书参考文献[5]表1.30）取

ƒ=0.5mm/r

3）计算切削速度

参考文献[5]表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）。

其中：

Cv=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。

修正系数kv见参考文献[5]表1.28，即kMv=1044，ksv=0.8，kkv=1.04，kkrv=0.81，kBv=0.97。

所以

=108.6（m/min）

4）确定机床主轴转速

（r/min）

按机床说明书（见参考文献[4]表4.2-8），与532r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。

现选取

如果选

=480r/min，则速度损失太大。

所以实际切削速度v=122m/min。

5）切削工时，按参考文献[4]表6.2-1。

（mm），

（min）

（2）粗车φ62mm外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。

1）切削深度单边余量Z=1.5mm，可一次切除。

2）进给量根据参考文献[5]表1.4，选用ƒ=0.5mm/r。

3）计算切削速度见参考文献[5]表1.27

=116（m/min）

4）确定主轴转速