畢業(yè)設計(論文)-萬向節(jié)滑動叉工藝及鉆孔夾具設計_第1頁
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文檔簡介

題目:萬向節(jié)滑動叉工藝及鉆孔夾具設計院系:專業(yè):學號:姓名:導師:緒論1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀制造是人類最主要的生產(chǎn)活動之一。它是指人類按照所需要目的,運用主觀掌握的知識和技能,應用可利用的設備和工具,采取有效的方法,將原材料轉(zhuǎn)化為有利用價值的物資產(chǎn)品并投放到市場的全過程。球籠式等速萬向節(jié)目前應用非常廣泛,在美國有53%的轎車使用的是球籠式等速萬向節(jié),在歐洲有71.2%,在日本為90%。其低油耗、高效率以及較大的承載能力被各汽車生產(chǎn)商所鐘愛,在對球籠式萬向節(jié)進行系列化設計的基礎(chǔ)上做了大量的改進工作。本田公司改進球籠式等速萬向節(jié)所能傳遞的最大角度為50度,萬向節(jié)滾道的鍛造成型技術(shù)處于世界的先進地位。GKN公司采用合成技術(shù)將不同材料進行組合提出了一種新型改進的萬向節(jié),坯料僅僅經(jīng)過熱壓成型,而不需機械加工就能夠形成一個完整組件,總重量低于60克,大大地減小了萬向節(jié)的生產(chǎn)材料。但是在球籠式等速萬向節(jié)的研究過程中,人們更重視它的使用壽命、使用性能等在實際應用過程中的實際問題,而忽視了對萬向節(jié)理論方面的研究。在我國八十年代以前,很少使用和制造等速萬向節(jié),關(guān)于它的研究也非常少。只有在七十年代中期的雜志上對球籠式等速萬向節(jié)作了一些簡單的介紹。八十年代以來,引進的一些轎車如Audi100、夏利、桑塔納等都采用的是等速萬向節(jié)。后來隨著國外技術(shù)的引進,特別是前驅(qū)動車的中、高檔轎車的制造中,人們對于等速萬向節(jié)開始逐漸有了較深刻的認識,而在等速萬向節(jié)研究上的薄弱技術(shù)也更加突出。襄陽軸承研究所、天津汽車研究所、上海汽車研究所等一些單位做了大量的研究工作,也取得了一定的科研成果,但仍需深入研究。國內(nèi)的石寶樞對等速萬向節(jié)各結(jié)構(gòu)類型的選取,受力及扭矩確定,驅(qū)動軸的臨界轉(zhuǎn)速等工作做了介紹,并在萬向節(jié)綜合性能試驗機上對轎車用等速萬向節(jié)傳動軸總成進行動靜態(tài)性能的系統(tǒng)試驗,找出了等速萬向節(jié)運動過程中靈敏度的規(guī)律[4]。王良模分析了球籠式等速萬向節(jié)的接觸應力,給出了接觸應力的計算方法,并對BJ75型球籠式等速萬向節(jié)進行了計算[5]。張杰,張敏中分析了國內(nèi)某種轎車的三球銷式等速萬向節(jié)的受力情況[6]。1.2研究內(nèi)容與意義(1)分析設計萬向節(jié)滑動叉工藝及鉆孔夾具;(2)熟悉并掌握工藝的設計流程及其要求,編寫萬向節(jié)滑動叉的工藝卡片及工序卡片;(3)首先了解鉆孔夾具設計的要求,然后設計出萬向節(jié)滑動叉的鉆孔夾具,繪制出相關(guān)的圖紙。1.3研究方法本次論文從零件的分析,工藝規(guī)格設計,及加工過程中部分夾具的設計三個方面,闡述萬向節(jié)滑動叉的設計與制造的全過程,尤其在工藝規(guī)程設計中,運用科學的加工理論及計算公式,確定了毛坯的制造形式,選擇了基面,制定了工藝路線確定了機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸,最后確定了切削用量及基本工時[1]。

2工藝規(guī)程設計2.1零件工藝分析(1)零件的作用?;瑒硬嬷饕饔糜谄嚨暮髽虿糠?,一般滑動叉在軸上和變速箱鏈接起到變速的作用,位于汽車傳動軸的末尾部分?;瑒硬嫠幍奈恢?,一是負責扭矩的輸送,二是起到傳導的作用,并且滑動叉是需要靠花鍵進行滑動,一般在傳動軸上負責撥動齒輪達到變速的目的,從而可以獲得不同的速度?;瑒硬嬗袃蓚€mm的孔,它們位于叉的首部,它的作用是滾真軸承的安裝,還有一個作用就是與十字軸相連接。萬向聯(lián)軸節(jié)的作用則是完完全全的由它制造出來的。在滑動叉外直徑內(nèi)直徑處,上文提到利用花鍵傳動,所以這里花鍵與軸向鏈接,從而通過花鍵將力傳遞過去[5]。(2)零件表面加工處理該零件共有兩組需要加工的表面,比起那些更加復雜的零件,它顯得還是很和諧的,以下則是需要重點說明的細節(jié),那就是兩組面還有一定的位置上面的要求,如下:1)第一步作為加工中心來加工表面第一次加工,先加工兩個孔,作為定位基準,孔為,并且也要加工出倒角問題,倒角是每個工件都存在的不可忽略,加工位置是和孔相垂直地方,這一步還需要做出4個M8-6h的螺紋孔,分布在同一個加工表面。其中,需要重點處理的為的兩個孔。2)第二步花鍵孔作為加工中心來加工表面此處加工表面,包含花鍵及其表面的階梯孔,孔的大小為,加工梯形孔注意事項比較多,加工時候需要多多注意;同樣也包含的零件外表面和M60×1mm的外螺紋表面。再加工的時候要注意,這兩組加工表面之間有著一定的位置要求??梢酝ㄟ^上面的資料與分析知道,對于這兩組表面,大可以先拿下其中的一面,先集中人力物力解決一部分問題,保證成功了一半之后,再借助夾具的合理使用就可以很輕松的完成第二面的處理,但是對于零件精度的要求是不會放寬的,嚴格按照要求去處理。圖2-1萬向節(jié)滑動叉圖2-1中技術(shù)要求:1.鍛造拔模不大于7%d;2.硬度207-241HBS;3.未標注圓角半徑為R3~R5;4.表面涂裝按照噴砂處理的標準處理;5.零件加工表面上,不應有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷;6.未標注表面粗糙度為Ra3.2。2.2確定毛坯的制造形式零件材料選擇45鋼,它屬于優(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械性能和加工工藝性能(見表2-1),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)濟性為了保證零件的工作環(huán)境合適可靠,同時因為在汽車行駛的過程中會經(jīng)常遇到各種問題,例如經(jīng)常出現(xiàn)的承載各種載荷沖擊,所以使用鍛件會有效的防止金屬纖維被切斷,所以采用的這種材料。由于市場不斷擴大,生產(chǎn)問題逐漸突出,通過查閱資料可知在生產(chǎn)的時候該零件在工廠中每年的生產(chǎn)已經(jīng)屬于大批量生產(chǎn)。當了解到這個消息之后發(fā)現(xiàn)了它的一個特點,就是零件的輪廓其實不大,所以可以采用的鍛模的方式,這樣的話可以大大的提高了生產(chǎn)的效率,同樣也保證了加工的精度[6]。鍛模具有以下特點:(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。表2-145鋼調(diào)質(zhì)后機械性能屈服強度抗拉強度延伸率布氏硬度2.3制訂工藝路線工藝制作中的初步目標,就是使零件的外觀形狀、精度尺度與其位置精度等技術(shù)要求能得到制定的要求,所以在明確了目標的情況下。又因為以大批生產(chǎn)為前提下,并盡量來提高生產(chǎn)率(通過各種方法集中工序),大可以采用萬能性機床在加上專用工夾具。當然在節(jié)省生產(chǎn)成本上面也是一個大課題,前提是在考慮經(jīng)濟效益的最大化上,使零件的成本盡可能降低[8]。表2-2萬向節(jié)滑動叉工藝過程表工序序號工序名稱工序內(nèi)容1車車端面及外圓62mm,60mm并車螺紋M60×1mm以兩個叉耳外輪廓及65mm外圓為粗基準。2鉆鉆、擴花鍵底孔43mm,并锪沉頭孔55mm以62mm外圓為基準。3車內(nèi)花鍵孔5×30o倒角。4鉆鉆錐螺紋Rc1/8底孔以花鍵內(nèi)底孔定位,并利用叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。5拉拉花鍵孔.利用花鍵內(nèi)底孔、55mm端面及Rc1/8錐螺紋底孔定位。6銑粗銑39mm二孔端面,以花鍵孔定位。7鉆鉆、擴39mm二孔及倒角,以花鍵孔及端面定位。8鏜精、細鏜39mm二孔以花鍵內(nèi)孔及其端面定位。9磨磨39mm二孔端面保證尺寸118mm,以39mm孔及花鍵孔定位。10鉆鉆叉部四個M8mm螺紋底孔并倒角,以花鍵孔及39mm孔定位。11清洗12終檢2.4基面的選擇基面的選擇在加工工藝中的重要程度,不亞如一個廚師的刀,基面的選擇,會讓加工的質(zhì)量發(fā)生好壞之分,就好比廚子手里的調(diào)料;同樣會使加工的效率發(fā)生高低之隔,甚至有可能造成零件的大批報廢,無法正常生產(chǎn)。(1)粗基準的選擇。相對于一般的軸類零件的話,按照調(diào)查結(jié)果經(jīng)常會以外圓為粗基準,這個是眾所周知的。但是,沒有最標準的,只有最合適的。在進行基準選擇的時候必須慎重,如果出現(xiàn)偏差就會造成零件形狀的改變。為了考慮到這種情況,本工件現(xiàn)選取叉部兩個mm的孔不加工其外輪廓表面然后以此作為粗基準。然后再使用兩個短V形塊撐起這兩個mm的外輪廓,撐起來后將其作為主要定位面,以消除這四個的自由度。再用一對自動定位中心的窄口卡爪,夾持在65mm外圓柱面上,用以消除兩個自由度,再次自由度消除之后,此時已經(jīng)滿足精確定位,這對于之后的工作非常重要[7]。(2)精基準的選擇。這種零件在設計中會有許許多多的基準,而要按照自己的原則和需要去選擇,一旦出現(xiàn)設計基準與工序方面的基準不重合的情況,就會需要尺寸上面的精細換算,因為后文會提到,就在此不多贅述。2.5毛坯尺寸的確定“萬向節(jié)滑動叉”零件材料選擇45鋼,毛坯重量約為6kg,硬度207~241HBS,因為生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),在保證各項指標要求上,故采用在鍛錘上合模,以此種方法來模鍛毛坯[9]。根據(jù)上文提到的技術(shù)和資料還有加工工藝,就可以確定各所需要加工表面的機械加工余量,而其中余量的多少,毛坯的尺寸(見圖2-2)與工序的尺寸由下所述:圖2-2萬向節(jié)滑動叉毛坯圖圖2-1中技術(shù)要求:1.鍛造拔模斜度不大于7°;2.硬度207-241HBS;3.未標注圓角半徑為R2-R5。2.6機械加工余量、工序尺寸的確定(1)外圓表面(62mm及M60×1mm)因為其加工長度為90mm,所以在得知這一情況的時候,決定與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為65mm,為了符合要求在數(shù)據(jù)上面精準無誤,所以為簡化模鍛毛坯的外形,因為只需進行粗加工,而且此時直徑余量Z=3mm就已能滿足加工的要求,于是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Ra=50。(2)外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差(M60×1mm端面)通過參考文獻[1]以后,在其中發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)表,發(fā)現(xiàn)鍛件復雜形狀系數(shù)為S1,這個系數(shù)值看出這個形狀對于工藝是有相應要求的,鍛件材質(zhì)系數(shù)M1,其中鍛件重量為6kg,前面也有提到過重量的問題不多贅述。鍛件輪廓有一個標準的尺寸(長度方向)>180~315mm,故長度方向偏差為。長度的余量參考文獻[2],其中明確的寫著余量值規(guī)定為2.0~2.5mm,取2.0mm。(3)兩內(nèi)孔(叉部)毛坯為實心,不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT7~IT8之間,參考文獻[2],確定工序尺寸及余量為:鉆孔:25mm鉆孔:37mmZ=12mm擴鉆:38.7mmZ=1.7mm精鏜:38.9mmZ=0.2mm細鏜:39mmZ=0.1mm(4)花鍵孔(16-mm×mm×mm)花鍵孔是外徑定心,所以用拉削的加工方式。內(nèi)孔尺寸為mm確定孔的加工余量分配:鉆孔:25mm 鉆孔:41mmZ=16mm擴鉆:42mmZ=1mm由于花鍵孔是外徑定心,取Z=1mm(5)二孔外端面的加工余量為mm(加工余量的算術(shù)長度則為mm)1)按照參考文獻[2],取加工精度F2,鍛件復雜系數(shù)S3,鍛體物件的重量為6kg,則二孔外端面的單邊加工余量為2.0~3.0mm,取Z=2mm。鍛件的公差按照參考文獻[2]材質(zhì)系數(shù)取M1,復雜系數(shù)S3,則鍛件的允許偏度為。2)磨削余量:單邊0.2mm(見參考文獻[2]),磨削公差即零件公差為–0.07mm。3)銑削余量:銑削的公稱余量(單邊)為:銑削公差:現(xiàn)規(guī)定本工序(粗銑)的加工精度為IT11級。所以規(guī)定本該程序的加工公差為–0.22mm。由于毛坯與后面加工的工序都是有公差的,這個公差無論如何都無法避免,而且加工的余量其實都是名義上面規(guī)定的。而實際上,加工余量有最大加工余量和最小加工余量之分。由于本設計規(guī)定的零件為大批生產(chǎn),應該采用調(diào)整法加工,因此在計算最大、最小加工余量時,應該調(diào)整方式予以確定。39mm二孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖見圖3-2。118118圖2-3A39mm孔外端面工序間的尺寸公差分布圖(調(diào)整法)由圖(2-3)所得數(shù)據(jù)可繪制加工余量計算表(表2-3)表2-3加工余量計算表加工尺寸及公差鍛件毛坯(二端面,零件尺寸)粗銑二端面磨二端面加工前尺寸最大124.6120.6118.4118.18最小加工后尺寸最大124.6118.4118最小120.6118.18117.93加工余量(單邊)2最大3.10.2最小1.210.125加工公差(單邊)+1.3-0.7-0.22/2-0.07/22.7確定切削用量及基本工時(1)工序Ⅰ:車削端面、外圓及螺紋。1)計算切削用量a.確定機床主軸轉(zhuǎn)速:(2-1)式中:轉(zhuǎn)速,r/min;選定的切削速度,;刀具直徑,。計算可得主軸轉(zhuǎn)速為:。實際的切削速度:。b.計算切削工時:(2-2)式中:切削工時,min;加工長度,;切刀切入長度,;切刀切出長度,;試刀用附加長度,;轉(zhuǎn)速,;進給量,;走到次數(shù),。計算可得切削工時為:。c.計算切削速度:(2-3)式中:切削速度,m/min;切削用量,;耐用時間,;背吃刀量,;進給量,;修正系數(shù),;影響切削三要素的指數(shù),。計算可得切削速度為:。d.確定主軸轉(zhuǎn)速有上述可知,則由公式(2-1)可計算出主軸轉(zhuǎn)速:。按機床選取:。所以實際切削速度:。e.機床功率檢測(2-4)式中:受到的阻力,N;切削用量,;背吃刀量,;進給量,;修正系數(shù),;切削速度,。通過參考文獻[2][3]可知:表2-4所受阻力的參數(shù)表項目數(shù)據(jù)修正系數(shù);參數(shù);參數(shù);參數(shù)。計算可得受到的阻力為:。切削時消耗功率:(3-5)式中:切削時消耗功率,kW;受到的阻力,;切削速度計算可得消耗功率為:。由文獻[2][3]中可知:機床C620-1的電動機功率為7.8kW,主軸轉(zhuǎn)速為600r/min時,傳遞的最大功率為5.5kW,2.06kW<5.5kW所以功率可以滿足要求能夠正常進行加工。f.機床進給力度1°機床進給力通過參考文獻[2][3]可知:表2-5機床進給力的參數(shù)表項目數(shù)據(jù)切削用量;背吃刀量,mm;進給量,mm/r;修正系數(shù);切削速度,m/min;參數(shù);參數(shù);參數(shù)。計算可得機床進給力為:。2°軸向切削力的計算通過參考文獻[2][3]可知:表2-6軸向切削力的參數(shù)表項目數(shù)據(jù)切削用量;背吃刀量,mm;進給量,mm/r;修正系數(shù);切削速度,m/min;參數(shù);參數(shù);參數(shù)。計算可得軸向切削力為:。g.切削工時通過參考文獻[2][3]可知:表2-7切削工時的參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;轉(zhuǎn)速,r/min;進給量,mm/r;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。2)車60mm外圓柱面通過參考文獻[2][3]可知:表2-8車外圓的切削速度參數(shù)表項目數(shù)據(jù)切削用量;耐用時間,min;背吃刀量,mm;進給量,mm/r;修正系數(shù);參數(shù);參數(shù);參數(shù)。計算可得切削速度為:。計算可得轉(zhuǎn)速為:。按機床說明書?。?。則實際切削速度為:。通過參考文獻[2][3]可知:表2-9車外圓的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。3)車螺紋通過參考文獻[2][3]可知:表2-10車螺紋的切削速度參數(shù)表項目數(shù)據(jù)切削用量;耐用時間,min;進給量,mm/r;修正系數(shù);參數(shù);參數(shù);參數(shù)。規(guī)定粗車螺紋時,走刀次數(shù);精車螺紋時,走刀次數(shù)。粗車螺紋時計算可得切削速度為:。同上精車螺紋時切削速度為:。4)確定主軸轉(zhuǎn)速從上可知粗車螺紋時計算可得主軸轉(zhuǎn)速為:。按機床說明書取:。則實際切削速度:。同上精挑螺紋時主軸轉(zhuǎn)速為:。按機床說明書?。?。則實際切削速度:。5)切削工時表2-11車螺紋的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;進給量,mm/r。粗車螺紋計算可得切削工時為:。同上精車螺紋切削工時為:。所以車螺紋的總工時為:。(2)工序Ⅱ:鉆、擴花鍵底孔43mm及锪沉孔55mm1)鉆孔25mm通過參考文獻[2][3]可知:。計算可得主軸轉(zhuǎn)速為:。按機床選?。?。則實際切削速度為:。表2-12鉆孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。2)鉆孔41mm在使用鉆頭進行擴鉆時,其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關(guān)系為:(2-6)式中:加工實心孔時的切削用量。通過參考文獻[3]可知:,。并令:,。按機床選取:。計算可得主軸轉(zhuǎn)速:。按機床選取:。則實際切削速度:。表2-13鉆孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。3)擴花鍵底孔43mm通過參考文獻[2],查得擴孔鉆擴孔時的進給量,并根據(jù)機床規(guī)格選

:。擴孔鉆擴時的切削速度確定為:。與上文鉆孔的數(shù)據(jù)相同,故:主軸轉(zhuǎn)速:。切削速度:。表2-14擴花鍵底孔43mm的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。4)锪圓柱式沉頭孔55mm锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3,故:,。按機床?。骸S嬎憧傻弥鬏S轉(zhuǎn)速為:。按機床選?。?。則實際切削速度:。表2-15锪孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。5)尺寸換算在本工步中,加工沉頭孔的測量長度,由于工藝基準與設計基準不重合,故需要進行尺寸換算。按圖樣要求,加工完畢后應保證尺寸。下圖為孔深的尺寸換算:圖2-3孔深的尺寸換算尺寸45mm為封閉環(huán),給定尺寸185mm及45mm,由于基準不重合,加工時應保證尺寸A,故:。規(guī)定公差值,因封閉環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和,即,故分配公差采用等公差法,尺寸按自由尺寸取公差等級,其公差,并令。(3)工序Ш:43mm內(nèi)孔5×30°倒角通過參考文獻[3]可知:。選用高速鋼車刀時,其切削速度為:。計算可得主軸轉(zhuǎn)速為:。按機床取:。則實際切削速度:。表2-16內(nèi)孔倒角的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。(4)工序Ⅳ:鉆錐螺紋Rc1/8底孔()通過參考文獻[3]可知:。計算可得主軸轉(zhuǎn)速為:。按機床選?。?。則實際切削速度:。表2-17鉆錐螺紋Rc1/8底孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。(5)工序Ⅴ:拉花鍵孔切削工時:t=(2-7)式中:拉削表面長度,;

校準部分的長度系數(shù),

;

機床返回行程系數(shù),;拉削速度,;拉刀單面齒升,;z

拉刀同時工作齒數(shù),;拉刀齒距,16mm。計算可得切削工時為:。(6)工序Ⅵ粗銑二孔端面,保證尺寸通過參考文獻[3]可知:。計算可得主軸轉(zhuǎn)速為:。按機床選?。?。則實際切削速度為:。選取每分鐘進給量為:。銑刀的行程為:。計算可得切削工時:。(7)工序Ⅶ:鉆、擴二孔及倒角。1)鉆孔25mm確定進給量:通過參考文獻[3]可知:當剛的時,。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件,故進給量應乘系數(shù)0.75,則。按機床選?。骸Mㄟ^參考文獻[3]可知:。計算可得主軸轉(zhuǎn)速為:。按機床選?。骸t實際切削速度為:。表2-18鉆孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。當鉆兩個孔時,切削工時為:。2)擴鉆37mm孔利用的鉆頭對的孔進行擴鉆。因擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取則:。按機床選?。?,。計算可得主軸轉(zhuǎn)速為:。則實際切削速度為:。表2-19擴鉆孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。當擴鉆兩個孔時,切削工時為:。3)擴孔38.7mm通過參考文獻[3]可知:。按機床選取:。機床主軸轉(zhuǎn)速?。?。則其切削速度:。表2-20擴孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。當加工兩個孔時,切削工時為:。4)倒角2雙面采用锪鉆取主軸轉(zhuǎn)速為擴孔時的轉(zhuǎn)速:。手動進給(8)工序Ⅷ:精、細鏜二孔1)精鏜孔至單邊余量,一次鏜去全部余量,背吃刀量,進給量。通過參考文獻[3]可知,切削速度為:。計算可得主軸轉(zhuǎn)速為:。按機床選?。?。表2-21精、細鏜孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。當加工兩個孔時,切削工時為:。2)細鏜孔至39mm因本道工藝與上一道共用同一臺鏜床和同一個鏜桿因此切削用量及工時全部相同,則切削工時為:。(9)工序Ⅸ:磨二孔端面,保證尺寸1)選擇砂輪通過參考文獻[2]中磨料選擇各表,結(jié)果為。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,其尺寸為切削用量的選擇由機床說明書選取:,,軸向進給量為(雙行程):,工件轉(zhuǎn)速為:,徑向進給量:。3)切削工時(3-7)式中:切削工時,min;L加工長度,;b加工寬度,;Z單向加工余量,;K系數(shù),;,;工作臺往返一次砂輪軸向進給量,;工作臺往返一次砂輪徑向進給量,。計算可得切削工時為:。當加工兩端面時:。(10)工序Ⅹ:鉆螺紋底孔并倒角。通過參考文獻[3]可知,進給量為:,切削速度為:。計算可得主軸轉(zhuǎn)速為:。按機床選?。骸t實際切削速度為:。表2-22鉆螺紋底孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。倒角時仍取相同主軸轉(zhuǎn)速:。手動進給。(11)工序Ⅺ: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,切削速度為:,主軸轉(zhuǎn)速為:。按車床選?。?。則實際切削速度為:。表2-23攻4-M8螺紋孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;切刀切出長度,mm;進給量,mm/r;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。表2-24攻Rc1/8螺紋孔的切削工時參數(shù)表項目數(shù)據(jù)加工長度,mm;切刀切入長度,mm;進給量,mm/r;走到次數(shù)。計算可得切削工時為:。

3夾具設計3.1設計要求這次設計可謂困難重重,雖說夾具沒有具體嚴格的要求,但是也要盡量做到盡善盡美,所以應該多考慮整體目標,解決提高生產(chǎn)率這個問題,最好的是做到面面俱到,還能降低勞動強度[10]。3.2定位基準的選擇由零件圖2-1可知,4-M8孔在圓周上均勻分布尺寸精度為自由尺寸精度要求[11]。本零件的設計基準是兩個互相對稱孔的中心距,因為很難讓工藝的基準與設計的基準統(tǒng)一,只能通過內(nèi)孔的一面作為定位基準。3.3切削力及夾緊力的計算刀具:高速鋼麻花鉆頭,M8螺紋底孔尺寸為6.8。1)切削力:(3-1)式中:切削力,N;切削用量,;鉆頭直徑,;進給量,;修正系數(shù),。通過參考文獻[2][3]可知:計算可得切削力為:。2)轉(zhuǎn)矩:(3-2)式中:轉(zhuǎn)矩,N/m;轉(zhuǎn)矩用量,;鉆頭直徑,;進給量,;修正系數(shù),。通過參考文獻[2][3]可知:。計算可得轉(zhuǎn)矩力為:/m。則功率為:。3)系數(shù)K:(3-3)式中:基本安全系數(shù),;加工性質(zhì)系數(shù),;刀具鈍化系數(shù),;斷續(xù)切削系數(shù),。計算可得系數(shù)K為:。則機床切削力為:。取,則。鉆削時:/m。切向方向所受力:。可得:。所以鉆削時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作[12]。3.4定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定,本夾具的主要定位元件為孔銷配合,而該定位元件的尺寸公差為,而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求,可滿足加工要求。定位誤差分析39H7/f8:定位誤差DW由于該工件設計基準與定位基準都是以的中心線為基準的。故,的最大間隙配合尺寸為:。故:。則。2)制造誤差ZZ(1)中心線的位置精度要求:。取。(2)同軸度誤差為:。(3)位置精度誤差為:。(4)角度誤差為:。故:=0.142mm。(5)工件的小孔中心線與軸承蓋中心線誤差為:。則。由此可知該方案可行。圖3-1萬向節(jié)滑動叉裝配圖1.夾具體;2.螺釘M3;3.可換鉆套;4.固定式棱銷;5.內(nèi)六角螺釘M6;6.支撐銷釘;7.六角螺釘M6;8.立板;9.六角薄螺母M8;10.六角螺釘M8;11.鍥緊塊;12.撥動桿;13.壓緊螺釘。

4全文總結(jié)本次設計為萬向節(jié)滑動叉,設計的主要目的是通過研究各種滑動叉的性能,設計出一道新的加工工藝方案,分析其優(yōu)缺點和利弊,運用科學的加工理論及計算公式,確定了毛坯的制造形式,選擇了基面,制定了工藝路線確定了機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸,最后確定了切削用量及基本工時。加以歸納總結(jié),之后設計出合理的更加高效的滑動叉。在設計夾具上,通過先將萬向節(jié)滑動叉放置在夾具的V型塊上,再使用插銷固定住萬向節(jié)滑動叉39mm的一個孔,之后通過轉(zhuǎn)動六角螺母推動鍥緊塊與萬向節(jié)滑動叉的另一端緊貼,最后轉(zhuǎn)動撥動桿讓壓緊螺釘貼緊萬向節(jié)滑動叉表面,使整個零件處于固定狀態(tài),鉆頭從鉆套孔進入完成4個M8-6h的加工。

參考文獻[1]闕燚彬,朱瑞丹.萬向節(jié)叉零件加工工藝及夾具設計[J].柳州師專學報,2015,06:120-122.[2]王先逵主編.機械加工工藝手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社.2007.[3]焦建民主編.切削手冊[M].北京:電子工業(yè)出版社.2007.[4]石寶樞,李德平,楊洪香.等速萬向節(jié)運動靈敏度的試驗分析[J].軸承,1999,(03):17-19.[5]王良模,盧強,彭育輝,于鵬曉.球籠式等速萬向節(jié)接觸應力分析與計算[J].汽車技術(shù),1999,(03):12-13+21.[6]張杰,張敏中.三球銷式等速萬向節(jié)的受力分析[J].

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