解放10B汽車轉(zhuǎn)向節(jié)加工工藝及夾具設計

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1、 Southwest University of Science and Technology 本科畢業(yè)設計（論文） 題目名稱：解放10B汽車轉(zhuǎn)向節(jié)加工工及夾具 設計 學 院 名 稱 專 業(yè) 名 稱 學 生 姓 名 學 號 指 導 教 師 制造科學與工程學院 機械設計制造及其自動化 王涌鋰 5120154656 李占峰 t?M：40CrclUI＞： 2f?力探今并電?： a不 圖三 2. 2確定零件生產(chǎn)類型 1計劃生產(chǎn)綱領 該零件設計一年產(chǎn)量2000件大批量生

2、產(chǎn)則Q=2000 (零件數(shù))由《機械加工課程 設計指導書》查得備品率成為3%到5%取備品率為4%另查到廢品率為1%,最后根據(jù) 生產(chǎn)綱領確定N=Q(l+a%+P%) =2000X1(1+4%+!%) =2120件N為零件年生產(chǎn)綱領， 這些零件在一年時間內(nèi)完成，假設工作時間為350天，一天工作八小時，則工作時間 為：t=350X 8=2800 小時 根據(jù)數(shù)據(jù)查到生產(chǎn)節(jié)拍二工作時間/計劃產(chǎn)量(生產(chǎn)綱領)則：生產(chǎn)節(jié)拍 =2800*60/2120 =79min 所以計算得出每件零件生產(chǎn)平均可得到79分鐘的加工時 間規(guī)劃，所以在后續(xù)工序計算的時間之和要小于該時間。 2.3確定零件毛坯的材料

3、和形式 首先毛坯的選擇需要考慮毛坯的外形，合適的形式可以節(jié)約加工時間，增加效率, 零件的作用將使得毛坯的材料不能亂選，零件機構和尺寸將毛坯的選擇限制，材料的 選取不能一味追求質(zhì)量，現(xiàn)有生產(chǎn)能力以及企業(yè)經(jīng)濟條件，零件經(jīng)濟性也是一個重要 影響。零件加工需要保證精度和性能，零件工藝性，滿足圖紙要求，這也是影響毛坯 的一大關鍵 毛坯的材料和形式值得認真考慮。 轉(zhuǎn)向節(jié)作為汽車車輪與軸的鏈接件，在工作過程中要承受很大的沖擊力和載荷， 因此軸部要有較強的抗彎曲能力。車輪旋轉(zhuǎn)將不斷摩擦軸部，所以軸還要有較大的耐 磨性。材料要有良好的強度和良好的韌性二。所以選擇滿足這些要求的合金材料 40

4、mnB,在合適的工序中對零件進行淬火調(diào)質(zhì)處理，使零件增強工藝性等。由于轉(zhuǎn)向 節(jié)一端為軸，一鍛為雙耳，結構有點復雜，而且還是大批量生產(chǎn)，制造效率和零件的 精度需要得到提高，所以選擇鍛件毛坯。選擇鍛件毛坯相對于常見的鑄件等毛坯還有 幾大好處： 1. 鍛件比鑄件的質(zhì)量高，能承受較大的沖擊力和載荷，因此在需要力學性能好的毛坯 時選擇鍛件，在需要承受壓力大的零件都選擇鍛件。 鍛件質(zhì)量好，但重量輕，鍛件有良好的性能還能減輕機器的重量，這些在交通工具等 方面是十分重要的，在性能更優(yōu)的情況下選擇更輕的材料對于汽車，飛機，輪船有著 重要意義。 2. 對比其他高碳鋼，鍛件比大多數(shù)高碳材料的物理性

5、能好，而另外很多性能好的材料 難以獲取或者需要多次改鍛，在時間方面有所影響，這是該零件的優(yōu)勢。 節(jié)約材料，鍛造毛坯時能相對節(jié)約更多的材料，這樣還可以節(jié)約鍛造時間，靈活性高, 可以鍛造出外形復雜的毛坯，適合加工轉(zhuǎn)向節(jié)。 3. 鍛件生產(chǎn)時可以多個同時生產(chǎn)，這比鑄件生產(chǎn)效率低，在考慮加工工藝時也要考慮 毛坯的生產(chǎn)效率。 4. 運用廣泛，在市場上容易找到 5. 成本相對于其他高碳鋼較低，這是因為生產(chǎn)技術更加成熟。 6. 性能不同，鑄件金屬液態(tài)成型的工序多，所以不好控制，因此組織疏松，晶粒大， 不規(guī)則，存在膨脹，萎縮，氣孔等確定，在加工過程中對精度有影響。 2. 5基準的選擇 定位

6、基準的選擇正確與否對加工路線的安排，基準的選擇可能影響到夾具的設計，進而影響加工時間和成本。定位基準還可能影響到零件的精度。因此定位基準的 選擇將是重要的一步。 選擇粗基準要遵循兒大原則，這些原則有： 1. 選擇粗加工的基準為定位基準時，要考慮加工余量，要保證有充足的加工余量, 兩個面的工序尺寸要選擇好，要符合零件圖上的標準，盡量保證零件的精度。 選擇零件中重要的位置作為粗基準，保證加工余量均勻，一般零件上加工精度高或者 質(zhì)量要求高的表面可以選擇作為粗基準，像轉(zhuǎn)向節(jié)端面，傳動箱主軸孔，變速箱導軌 面等，這些都符合這樣的條件，可以選擇作為粗基準，加工精度越高，位置度要求高 的面

7、可以優(yōu)先選為粗基準面。 2. 粗基準應盡量避免使用多次，在同方向上只能裝夾一次，粗基準是毛坯面，精 度不高，誤差較大，多次使用該基準將造成較大誤差，重復使用難以保證精確度，所 以同一個面最多只能做為一次粗基準，避免造成較大誤差。 3. 選擇不加工的面作為基準，該免沒有加工過只能作為粗基準，若該面作為粗基 準后又加工，這樣可能造成精度的誤差，這是需要考慮的。 4. 盡量不要選著小平面作為粗基準，面積較小，工件定位不合適，容易造成過定 位或者欠定位，選擇大平面比較光滑的面作為粗基準，這樣精度更高，定位更加容易。 這樣在夾具夾緊時也可以更加方便。 5. 若每個平面都要加工，選擇加工

8、余量小的面，加工的面越大，刀具進給量越大, 產(chǎn)生誤差的可能性更大，在選擇粗基準的同時也要盡量選擇誤差較小的方案。 選擇精基準也有幾大原則，它們是： 1. 選擇精基準時避免設計基準和定位基準不重合，因為這樣可能引起較大的 誤差，造成零件變成廢品，所以要使設計基準和定位基準使用同一個基準，這是 最重要的基準一致原則。 2. 盡可能多的使用同一個精基準，因為這樣可以優(yōu)化工序路線的制定，可以 保證更多位置的精度要求，使用同一個基準加工其他面，孔或軸。根據(jù)定位基準 設計其他更多路線的定位方案，這有利于減少夾具的設計，夾緊方案的設定，減 少工作時間，減少加工成木，減少輔動工作時間。使加工

9、路線明朗化，機械加工 更加流暢。這些是基準統(tǒng)一的優(yōu)點和好處，是基準選擇的一大原則。 3. 某些加工余量小的工序，選擇加工表面作為精基準。這是互為基準原則。 4. 基準的選擇要便于安裝，基準選擇時要考慮機床刀具的進給，工件的夾緊。 這是便于裝夾原則。 基準的選擇十分重要，盡量遵循這些原則，保證加工的精度，節(jié)約時間，便 于加工。 2. 6轉(zhuǎn)向節(jié)加工工藝分析 由轉(zhuǎn)向節(jié)零件圖分析可知道將其分為多組加工。它們相互間有一定的位置要求。 現(xiàn)各面公差等級和表面粗糙度如下： 主要尺寸 公差等級 表面粗糙度 640推 IT7 RaO. 8 655搬 IT7 RaO. 8 中

10、89：需 IT7 RaO. 8 饑40：需 IT7 RaO. 8 6 41履 IT8 Ra6. 3 IT12 Ra6. 3 在同軸度，位置度等方面的要求有: 兩主銷孔軸線與中軸線的垂線的方向有9度的要求，6 67孔有垂直度要求。 節(jié)軸左端端面有0. 1的垂直度，4 89左端有0.03的垂直度要求，6140左端有0.05 的垂直度要求，。89同軸度0. 05, 655, 640有0.01同軸度。粗糙度為0. 8,需要 磨削。錐孔有0.3的位置度要求。 2. 6零件表面加工方法 根據(jù)各表面各孔和各表面的公差等級以及表面粗糙的的要求查閱手冊《機械制造 工藝設計

11、簡明手冊表》得到各各表面以及各孔的加工方法，加工方法如下： (1) 640-0.009-0.025、軸加表面及端面的加工根據(jù)表標準公差數(shù)值確定，查閱資料 查得加工方法：選擇的加工方法：保證加工精度和原則，選擇先粗車然后半精車在調(diào) 質(zhì)處理后磨削。 (2) (1)55-0.010 -0.029加工時保證加工精度和原則，選擇先粗車然后半精車在調(diào)質(zhì) 處理后磨削 (3) 節(jié)軸各端面表面粗糙度Ra0.8um。選擇的加工方法：先粗車然后半精車在調(diào)質(zhì) 處理后磨削。 (4) 孔和螺紋孔。這幾個孔無粗糙度要求，無公差，所以選擇最基本的加工方法， 選擇加工方法先鉆孔然后攻螺紋 （5） 主銷孔、

12、。67孔的加工641+0.039 0主銷孔粗糙度要求不是太高，選擇先粗 鉆孔，再拉削孔，以此達到要求。667+0.2 0在41空孔的基礎之上，所以在41孔 加公后采用骸孔的加工方法。 （6） 4XM8采用鉆，攻螺紋。兩耳上下兩端面表面的加工比較簡便。采用粗飩的方法。 （7） ＜1）29錐孔采用鉆到加工方法，因為無粗糙度要求所以比較簡便，直接鉆孔，錐孔 上的鍵槽采用拉的加工方法。 （8） 在適當?shù)倪^程中淬火調(diào)質(zhì)處理。 2. 7制定工藝路線 2. 7.1制定工藝路線的原則 在制定工藝路線時要滿足零件的各向指標，圖紙上的技術要求，次零件為大批量 生產(chǎn)，所以在滿足尺寸要求，粗糙度要

13、求，各軸之間同軸度要求，各表面的垂直度要 求的同時也要考慮加工的工時，機床的選取，經(jīng)濟性的評估，考慮夾具的要求，以此 來保證零件的加工成功。使工序更加集中，減少換件的輔動時間，增加勞動生產(chǎn)效率, 減少成本，有好的經(jīng)濟性。 2. 7. 2確定加工順序的原則 在各表面均未加工時選擇其中一個面作為粗基準面，在車軸時先粗車，然后半精 車，最后磨削。先加工主要表面，這樣在后續(xù)的加工過程中可以選擇該面作為定位基 準，然后加工次要的表面。加工要作為基準面的面，然后加工其它面，加工完平面后 加工該面上的孔。 2. 7. 3基準選擇的方法 （1）粗基準的選擇 選擇不加工的面作為基準，該免沒

14、有加工過只能作為粗基準，若該面作為粗基準 后乂加工，這樣可能造成精度的誤差，這是需要考慮的。在加工兩耳上孔時由于要限 制軸的旋轉(zhuǎn)，可能多次使用到側面違背了粗基準的原則，所以盡量先加工四個孔，然 后以此作為精基準加工，一面兩銷定位方案簡便，集中。 另外選擇零件中重要的位置作為粗基準，保證加工余量均勻，一般零件上加工 精度高或者質(zhì)量要求高的表面可以選擇作為粗基準，像轉(zhuǎn)向節(jié)端面，傳動箱主軸孔， 變速箱導軌面等，這些都符合這樣的條件，可以選擇作為粗基準，加工精度越高，位 置度要求高的面可以優(yōu)先選為粗基準面。 (2) 精基準選擇的方法 選擇精基準時避免設計基準和定位基準不重合，因為這

15、樣可能引起較大的誤差， 造成零件變成廢品，所以要使設計基準和定位基準使用同一個基準，這是最重要的基 準一致原則。 基準的選擇要便于安裝，基準選擇時要考慮機床刀具的進給，工件的夾緊。這是 便于裝夾原則。軸部較長應避免刀具碰到軸，在鉆孔的時候鉆頭很有可能碰到軸，盡 量讓刀具從另一端進入，這樣夾具設計也相對簡單。 盡可能多的使用同一個精基準，因為這樣可以優(yōu)化工序路線的制定，可以保證更 多位置的精度要求，使用同一個基準加工其他面，孔或軸。根據(jù)定位基準設計其他更 多路線的定位方案，這有利于減少夾具的設計，夾緊方案的設定，減少工作時間，減 少加工成本，減少輔動工作時間。使加工路線明朗化，

16、機械加工更加流暢。這些是基 準統(tǒng)一的優(yōu)點和好處，是基準選擇的一大原則。所以盡量選擇孔加工后的一面兩銷定 位方法。 2. 7. 4工序制定 在綜合各大原則和各步驟的加工后做出兩道工序如下: 工序一 工序1 備料，模鍛毛坯 工序2 毛坯正火 工序3 銳節(jié)軸斷面，鉆中心孔 中心孔機床 工序4 粗車節(jié)軸各端面 半精車 4)40, 6 30, <|)89, 6 140 端面 ca6140 工序5 調(diào)質(zhì)處理 淬火爐 工序6 磨削節(jié)軸及端面 磨床 工序7 鉆4XR16孔 專用組合機床 工序8 銖主銷孔兩端而到225 臥式鐵床 工序9 粗鉆主

17、銷孔4>41,鐐667孔 專用組合機床 工序10 拉削主銷孔6 41 臥式拉床 工序11 鉆攻4XM8螺紋孔 專用組合機床 工序12 鉆錐孔* 29 專用組合機床  鉆注油孔并攻絲 工序13 拉鍵槽 專用拉床 工序14 檢查外觀缺陷清洗包裝 (2).工序二 工序1 備料，模鍛毛坯 工序2 毛坯正火 工序3 銖節(jié)軸斷面，鉆中心孔 中心孔機床 工序4 粗車節(jié)軸各斷面 ca6140 工序5 調(diào)質(zhì)處理 淬火爐 工序6 磨削節(jié)軸及端面 磨床 工序7 銖主銷孔兩端面到225 臥式鐵床 工序8 粗鉆主銷孔

18、4>41, ^4)67孔 專用組合機床 工序9 拉削主銷孔中41 專用組合機床 工序10 鉆，攻4XM8螺紋孔 專用鉆床 工序11 鉆錐孔29 鉆注油孔并攻絲 專用組合機床 工序12 拉鍵槽 專用拉床 工序13 鉆4XR16孔 專用鉆床 工序14 檢查外觀缺陷清洗包裝 2.7.41藝方案的分析與比較 原則上要有經(jīng)濟性，操作難度，時間，經(jīng)過分析第一套方案有以下優(yōu)點: 1，采用高效專用設備和工藝設備，有利于減少更換時間，節(jié)省輔助時 間，提高生產(chǎn)效率。 2. 減少了設備的數(shù)目。 3. 減少安裝工件的次數(shù)可縮短輔助時間并輕松確保相對位置，這將影

19、響 零件的加工精度。 4. 生產(chǎn)設備使用少，簡化了取件次數(shù)，減少了生產(chǎn)面積，優(yōu)化了生產(chǎn) 5. 先加工四個R16孔，之后的工序以這些孔作為定位基準,提加工精度。 綜上所述，在分析生產(chǎn)率，設備，安裝次數(shù)及加工工藝路線加工精度等 方面進行全面分析，決定采用第一套方案加工零件。 2. 9機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 轉(zhuǎn)向節(jié)零件部分材料為40Cr,硬度180-220,年產(chǎn)量為2000,單班生產(chǎn)，生產(chǎn)類 型為批量生產(chǎn)，所以制定加工余量表。 零件尺寸 單面余量 鍛件尺寸 3. 25 043. 25 巾55饕 3. 25 中 58. 25 中89露 3. 2

20、5 中 92. 25 中140*膘 3. 25 0143. 25 225 5 230 根據(jù)原始數(shù)據(jù)以及查閱資料，取各加工面的加工余量，計算鍛件尺寸分別確定, 余量，公差等級及工序尺寸如下： 零件尺寸 工序名稱 公差等級 工序尺寸 巾40皤 粗車轉(zhuǎn)向節(jié)軸 5 IT12 中 41. 5 。55一需 粗車轉(zhuǎn)向節(jié)軸 5 TT11 中 56. 5 中89饕 粗車轉(zhuǎn)向節(jié)軸 5 IT11 090. 5 6 40次 精車 1 IT8 040.5 6 55睛 精車 1 IT8 055.5 中89就 精車 1 IT8 089

21、. 5 M0駕柔 磨削 0.5 IT7 M0饕、 岫5鬻 磨削 0.5 IT7 6 55瞿 中89：需 磨削 0.5 IT7 中89駕* 016 鉆 16 IT12 016 225 5 IT11 225  041 鉆 39.5 IT12 39.5 M6 鉆 5.5 IT11 5.5 M6 攻 0.5 IT12 6 041 拉削 1.5 IT12 4)41*讖 029 鉆 29 IT12 029 067 27.5 IT12 <1>67；2 根據(jù)圖表分析得出； (1)銖轉(zhuǎn)向

22、節(jié)軸端面及鉆兩個中心孔 由《工藝簡明》查得轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)軸端面單邊余量2. 5 —3. 2nim.端.確定工序尺寸及 余量為：Z=2.5〃e (1) 粗車轉(zhuǎn)向節(jié)軸各部外圓端面 從工藝簡冊來看，轉(zhuǎn)向部分軸端的單邊緣為2. 5-3. 2響。直徑方向的單邊距為 2. 5-3mm。過程大小和余量確定為：2Z = 5 (3) 半成品車030,半成品車040, 055, 085及上下端面。 考慮到加工表面的最大表面粗糙度為RaO. 8um,同軸度為0.01,垂直度為 0. 03-0. 05,后續(xù)工藝為精磨。根據(jù)“機械加工技師手冊”表2. 3-5, 2Z = 1可以滿 足要求。 (4) 磨削0

23、40, 055, 085和端面 考慮到加工表面的最大表面粗糙度為Ra0.8um,同軸度為0.01,垂直度為 0. 03-0. 05,后續(xù)工藝為精磨。根據(jù)“加工工藝手冊"表2.3-5, 2Z = 0. 5可以滿足 要求。 (4) 磨削040, 055, , 085及端面 考慮其加工面表面粗糙度要求為RaO. 8um,同軸度0. 01,垂直度0. 03-0. 05,所 以后面的工序在精磨。根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2. 3-5,取2Z=0. 5mm己能滿足 要求。 (5) 鉆 4-016 孔 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2. 3-5, 鉆 016 孔：2Z=16mm (6) 銖

24、主銷孔外側兩端面到225 由《工藝簡明》查得轉(zhuǎn)向節(jié)端面單邊余量2.5-3. 2mm.確定工序尺寸及余量為： 2Z=5 mm (7) 銖主銷孔內(nèi)側兩端面 由《工藝簡明》查得轉(zhuǎn)向節(jié)端面單邊余量2.5-3. 2mm.確定工序尺寸及余量為： 2Z=5 mm (8) 粗鉆041主銷孔,—067孔，鉆4-M6螺紋孔 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2. 3-5, 粗鉆 041 孔：2Z=39. 5mm 鐐 067 孔：2Z=67-39. 5=27. 5mm 鉆 M6 底孔：2Z=5. 5mm 攻 M6： 2Z=0. 5mm (9) 拉削041主銷孔 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2. 3

25、-5, 拉削 041 孔：2Z=lmm (10) 鉆錐孔，2-M6注油底孔及螺紋孔 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2. 3-5, 鉆m6孔時先加工成5. 5mm之后攻螺紋攻成6mm的孔。 2.10切削用量及基本工時的計算 工序3鉆左端軸部端面的的中心孔 工件的材料使用合金鋼，模鍛出品。工序加工的機床為飩端鉆中心孔機床XZ21.4 ,夾 具使用專用夾具，量具使用卡規(guī)，刀具是銖刀，鉆頭。 (1).銖端面 刀具飩削的深度為《，則《廣2. 5mm 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查到鐵刀的銖削深度為af,令四=O.O8〃e/Z 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查到銖刀的銖削速度為V,使V =

26、(55~12O)/n/min , 查閱資料找到機床主軸轉(zhuǎn)速公式，鉆速為m 〃 =史竺 笊do —O—年 月 解放10B汽車轉(zhuǎn)向節(jié)加工工藝及夾具設計 摘要：這次設計的是轉(zhuǎn)向節(jié)的加工工藝規(guī)程及其夾具設計。這是一個技術設計項目， 需要包括零件圖，毛坯圖，裝配圖兩張，機械加工工藝卡片和操作卡。首先需了解零 件，這有利于我們制定方案，轉(zhuǎn)向節(jié)零件的主要加工表面是轉(zhuǎn)向節(jié)軸表面，端面，主 銷孔及鍵槽，螺紋孔加工。根據(jù)零件特性制定相關加工余量，由加工工藝原則可知， 在保證零件的精度和基準的同時，節(jié)約成本編短加工周期提高生產(chǎn)效率。那么就要制 定合理的工藝路線和合適的夾具。在工藝的安排下不緊考

27、慮合理的加工要求，還要考 慮操作者及加工機械的安全。同時夾具的設計也要考慮拆卸的方便及安全和夾具的合 理性。所以這是是解決問題的關鍵。同時還要反復的調(diào)整，制定多種路線進行方案比 對。來尋求一個最好的方案。這樣才能保證工件的加工精度及生產(chǎn)節(jié)拍。從中鞏固和 加深技術基礎和專業(yè)知識，聯(lián)系實際，鍛煉自己解決問題的能力，為后續(xù)工作打下基 礎。 關鍵詞：加工工藝，夾具，基準，方案對比 取V近似值為100, d=100,帶入上述公式得到: 1000x100 / n = ? 318.47 r/ min 3.14xl(X) 根據(jù)機械工藝手冊取n為整讓n=300r/min計算機床加工時銖刀的

28、實際銖削速度 V，.根據(jù)公式得到: 機床鐵刀銖削速度皿八溢罕窘皿隊 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查到工作臺的進給量按每分鐘計算，表示為fm, 公式：設定=^=0.08 Z = 5,么二〃 = 300代入公式得： fm = 0.08 x5x3OO = 120 mm/ min 取九= 120〃〃〃/min ,所以該工步的進給量為120mm/mino 根據(jù)《機械加工工藝手冊》計算加工用時。 根據(jù)毛坯選擇時的選擇，取毛坯尺寸為31,則機床的鐵刀切入深度為L 4=7 機床銖刀的切出長度匕：h=2mm , 一共走刀次數(shù)為1次。查閱表格和公式機床的機 器加工時間為: 機床的機動時間: %

29、 = / n J m 取1=31,4=7 4=2,兀=120代入公式 r;I = (31+7+2)/120=0. 33min 所以銖端面的加工時間為0. 33分鐘。 (2)中心孔 工件的材料使用合金鋼，模鍛出品。工序加工的機床為銖端鉆中心孔機床 XZ21.4 ,夾具使用專用夾具，量具使用卡規(guī)，刀具是鉆頭。 查閱書籍表格找到鉆中心孔的進給量f,其存在取值范圍，取較特殊的值 f = 0.25mnj/r。切削速度為V,參考表格令V = 0.43,n/5o根據(jù)公式計算主軸鉆速 3.14x7.25 n=1000V = 1000x0.43x60^1133r/m.n "w 3.14x

30、7.25 ,取特殊值，這樣機器容易達到目的 〃 =1150〃min所以公式中的dw是鉆頭直徑。根據(jù)這些數(shù)據(jù)運用公式算出 所以 、，， 7vdwn 3.14x6x800 ，…由，. 實際切削速度V' ： Vz =—」= a 15.072m/ min 1000 1000 鉆孔過程中切削的長度1; l=9mm,機床的刀具切入長度4： /, = — ctgkr + (1 ?2) = — c/g 120° +1 q 2.72mm 2 2 機床的刀具切出長度A： 4=。，走刀次數(shù)一共為一次。所以計算機器的機動時 ? 0.21 min ,/ + /,+/2_ 9 + 2.72 72

31、 - ―— - 1150x0.05 該工步的加工時間為t=0. 21min 該次工序的總加工時間為T=2* (tl+t2) =1. 16min 工序4粗車各節(jié)軸及端面 工序加工的機床為臥式車床Ca6140 ,夾具使用，量具使用卡規(guī)，刀具為高速鋼 成形車刀(W18G4V)。 首先車各節(jié)軸，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2. 4查的進給量f=0. 7mm/r，單邊切削深度 為1. 5mm,由各節(jié)軸加工時間較短,故節(jié)軸平均直徑取d0=(31. 5+41. 5+56. 5+86. 5) /4=54. 5 機床的走到次數(shù)1,車削的工序根據(jù)表格查V的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式算出機床主軸轉(zhuǎn) 速〃 ：n

32、= 1臉片=816r/min,取〃 =800/7min計算出機床的實際車削速度V'： 地 2.31 1000 然后算出進給量 fl： fl=fn=0. 7*800/60=9. 22min 機床的進給量h=fn = 0.7x800 60 = 9.33〃?〃？/s 根據(jù)計算出來的數(shù)據(jù): 4=210mm /2 = 4mm l3 = 4mm 所以 L =210+4+4=218mm 鐘。 2 ] x = x 1 = 0.39 min 0.7 x 800 粗車軸的時間為0. 39分 接下來粗車端面:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2. 4—3查的進給

33、量f=0.7mm,鐵刀鐵的深度為 2. 5-1 = 1. 5mm,機床刀具走刀次數(shù)為一次，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查到車削的 切削速度V=2.26m/s,根據(jù)機床的主軸鉆速公式算出n；: 1OOOV 1000x2.26x60 〃 — — 3.14x 140 ? 308.5r/min , 取近似的特殊鉆速n=300r/min 根據(jù)多組數(shù)據(jù)計算主軸的實際車削速度V： *尚=亨畿綁=2」9m f\=fn = Wx，00 = 3.5mm/ s 進而計算進給量 6() t = 46,5 x 1 = 0.22 min 現(xiàn)在 11, 12, 13 已知計算 L=1

34、1+12+13=46. 5mm 所以 ~ 0.7x300 所以此處加工的時間為0. 22分鐘。 最后精車030,精車040, 055, 085及上下端面，車床依然是ca6140,刀具換 成高速成型車刀根據(jù)《機械加工工藝手冊》表和《機械加工課程設計》查的進給量 f=0. 3mm/r ,單邊切削深度為1. 5-0. 5=1. mm,由各節(jié)軸加工時間較短，故節(jié)軸平均直 徑取d°=(30. 5+40. 5+55. 5+85. 5)/4=51.875,機床的走到次數(shù)1,查到表中切削速度 取V=2. 26m/s ,綜合數(shù)據(jù)計算機床精車過程中的主軸鉆速為： 1000V 1000x2.26x60

35、， 樹) 3.14x51.875 〃 = =—― ?832.47/7mm 〃 = 8(X)〃min ,根據(jù)主軸鉆速計算 ,取整 實際車削速度廣=地！ = 3」4x51.875x800 = 2m/s 1000 x 60 頭部IT網(wǎng)及 1000 1000 x 60 ,查表計算進給量 冬虹4〃" 1 60 現(xiàn)在現(xiàn)在11, 12, 13己知計算L=ll+12+13=218mm,機器加工時間為: 2] Q 4= X1 = 0.90 min °?3x800 ,所以精車軸部的時間為0.9分鐘。 進行精車085上下端面的計算: 查表得進給量f=0. 3mm,深度為車端面的深度為1

36、mm,走刀次數(shù)依然為1次，之 后查閱車削的切削速度為V=2. 26m/s,根據(jù)公式計算主軸鉆速n： 3.14x140 n = 1°°°' = 1°°°*2.26x60 308.5/7min，取整數(shù)便于操作取 n=300r/mino 自然得 履0 1000 x 60 出實際的機床刀具車削速度4端=等調(diào)虬2皿氣刀具進給量 2 x 7()() 片2 =頂一= lE/s /. =(140-55)/2 = 42.5^，而 g, 13g 所 以L=46. 5mm,計算出時間為: 46 5 "廣"沼= 0.51min 工序6磨削040, 055, , 085及上下端面

37、 工序加工的機床為外圓磨床M115W,夾具使用專用夾具，量具使用卡規(guī)，刀具為 砂輪。 首先計算磨削時的切削余量，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表和網(wǎng)上資料查到 ap=0. 25mm （分二次磨削），砂輪的鉆速為2200轉(zhuǎn)每分鐘，所以線速度為 1000 ,=也=3.14x300x220() = 2073.3〃〃 min 1000 1000 o另外選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為450r/min, 計算出d0=60mm ,綜合以上數(shù)據(jù)得到最終的機床磨削速度為： 1000x60 r = ^ = 3J4x60x450 = 14bzz/y 1000 之后計算機床的加工時間，根據(jù)資料中公式要求找到關鍵數(shù)

38、據(jù)有砂輪的長度, 磨削系數(shù)，工件進給速度，磨削深度，加工余量共加工兩次，根據(jù)公式T, = ^i 頓d 得到：f =0. 0092, f『0. 6B=0. 6x40=24mm Tn = - i= * 2 = 0.23 min(04O 處) nfifrd 450X0.0092X24 *翁=器*'2 =。.5。55處） = LZ±i= 16X0.25X1.4 %2 = 0 12min(055處) nffrd 450X0.0092X24 最后得到的加工時間為2. 69分鐘。 工序7加工4-016孔 工序加工的機床為專用組合機床，夾具使用專用設計夾具，量具使用塞規(guī)，刀具 直柄復

39、合鉆016。 查閱書籍表格找到鉆中心孔的進給量f,其存在取值范圍，取較特殊的值 f = 025mm”。切削速度為v,參考表格令V = 0.43m/5o根據(jù)公式計算主軸鉆速 1000V 1000x0.43x60 ……. n = = a 513.5 尸/ min 叭 3.14x16 取特殊值，這樣機器容易達到目的 所以 〃 = 500〃min所以公式中的dw是鉆頭直徑。根據(jù)這些數(shù)據(jù)運用公式算出 實際切削速度八八端=誓齋迎淄2心煩 鉆孔過程中切削的長度1; / = 15.5/7?/??,機床的刀具切入長度4： /] =—ctgkr + (1 ~ 2) = -cig 120° +1

40、 ? 5.2mm 2 2 機床的刀具切出長度匕：，2=°，鉆四個孔，每次走刀次數(shù)一共為一次。所以計 算機器的機動時間戲建羅=湍慕血 該工步的加工時間為t=0. 165min,所以機器加工該工序是機動時間為 0. 165*4=0. 66min。 工序8銖主銷孔上下兩次兩端面 工序加工的機床為歐式銖床X6132,夾具使用專用設計夾具，量具使用塞規(guī)，刀 具為YT15 75°雙面鐵刀。 首先確定飩削深度根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查到鐵刀的飩削深度為 af=2. 5mm,每一齒的進給量為令af=0.0Smm/Z根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查到銖 刀的銃削速度為V,使V = (55~1

41、20)/n/min,查閱資料找到機床主軸轉(zhuǎn)速公式，鉆速 為n： 〃 =壩也，取整V=100, d=100,計算得到： 展。 〃=擊而a 318" mm根據(jù)機械工藝手冊取n為整讓EOOr/min計算機床 加工時鐵刀的實際欽削速度V，.根據(jù)公式得到： 機床銃刀銳削速度V'：廣=也 = 314xl00x300a94.2〃/min 1OOO 1000 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查到工作臺的進給量按每分鐘計算，表示為fm, 公式：= Ew 設定=^=0.08 f：f Z = 5, ^ = n = 300代入公式得： fm = 0.08x5 x 300 = 120mm/min 取九=

42、120〃仰/min ,所以該工步的進給量為120mm/mino 根據(jù)《機械加工工藝手冊》計算加工用時。 根據(jù)毛坯選擇時的選擇，取毛坯尺寸為80,則機床的銖刀切入深度為妃4=20, 機床銖刀的切出長度匕：，2=2頃,一共走刀次數(shù)為1次。查閱表格和公式機床的機 器加工時間為： 機床的機動時間?。? J ni 取 1=80, /, =20 4=2, .4=120 代入公式 /., = (80+20+2)/120=0. 85min 之后銖主銷孔內(nèi)側兩端面工序加工的機床為歐式鐵床X6132,夾具使用專用設計 夾具,量具使用塞規(guī)，刀具為YT15 75°雙面銖刀。 首先確定欽削深度根據(jù)《

43、機械加工工藝手冊》表查到銳刀的銖削深度為 af=2. 5mm,每一齒的進給量為令％=0.08"w/Z根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查到鐵 刀的銖削速度為V,使V = (55~12())m/min,查閱資料找到機床主軸轉(zhuǎn)速公式，鉆速 為n： 〃 =四竺，取整V=100, d=100,計算得到： 勿 n = l°(X)xlOO a318.47〃min根據(jù)機械工藝手冊取n為整讓n=300r/min計算機床 3.14x100 加工時銖刀的實際銖削速度V，.根據(jù)公式得到： 機床靴刀鐵削速度E = ￥器虬94En 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查到工作臺的進給量按每分鐘計算，表示為fin,

44、公式：九=力2〃”.設定二勺=0.08人，Z = 5,叫尸〃 二 300代入公式得： :n = 0.08 x5x3(X) = l 20mm/ min 取=120/m〃/min ,所以該工步的進給量為I20mm/niino 根據(jù)《機械加工工藝手冊》計算加工用時。 根據(jù)毛坯選擇時的選擇，取毛坯尺寸為102,則機床的飩刀切入深度為"：匕=20, 機床鐵刀的切出長度A： 一共走刀次數(shù)為1次。查閱表格和公式機床的機 器加工時間為: 機床的機動時間七：七='+ )+‘2 ,最后得出時間花費為1.03min。 J m 工序9粗鉆041主銷孔，銘067孔，鉆4-M6螺紋孔 該工序加工機床選

45、擇使用專用組合機床，刀具使用麻花鉆，便于加工，首先粗 鉆到039,根據(jù)書上所述機器的切削速度為0.43m/s,進給量為0.45mm/r,根據(jù)這兩 1000V 1000x0.43x60. n = = ? 210.68/* / min 個數(shù)據(jù)計算出機床主軸轉(zhuǎn)速〃： 71奴, 3.14x39 ,取 ? = 200/7min整數(shù)便于加工操作。之后計算實際速度，在這計算中需要使用到計算出 來的數(shù)據(jù)，切削速度，機器鉆頭直徑，最后得出實際切削速度廣: 八地= 3.14x39x200“4.5〃z/min 1()(X) 1000 在毛坯的規(guī)劃中預定了切削長度為114mm,計算刀具的切入長度為

46、 /) 39 /( = — ctgkr + (\ - 2) = — ctg 120° +1? 12.3mm 機床的切出長度為2mm,加工走刀一次 完成。所以綜合所有數(shù)據(jù)計算出機械加工時間為 _M±i=114 + 12.3 + 2al42n.n fn 200 x 0.45  在粗鉆出主銷孔后鐐067孔，需要使用到錐柄鐐鉆，鉆頭直徑67mm,進給量有 0.23到0.35的范圍，為了計算方便選擇0. 25mm/ro查表得到規(guī)定值切削速度 0. 43m/s,根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算出機器鉆頭的主軸鉆速 1000V 1000x0.43x60 , n = = : = 122.63r/min

47、 "心 3.14x67 ,取整為ioor/min，緊接著 八也= 3」4x67xl(%2]038〃〃min 100° 100() 。依照毛坯選擇切入深度為10mm,進入的 距離為1.5mm,取出為0.加工過程走刀一次，所以加工時間為: =/+￡+￡ = 10 + 15 + 0 a 0.46min 71 fn 100x0.25 工序10拉削。41主銷孔 在粗鉆后拉削該孔根據(jù)相同公式和數(shù)據(jù)計算得出時間為機動時間。： tj =0.22 min 工序11鉆4-M6螺紋孔、鉆4-05. 5底孔 加工這道工序使用直柄麻花鉆，機床使用專用的鉆攻組合機床，夾具使用專用 夾具，量具有塞規(guī)

48、。進給量有0. 23到0. 35的范圍，為了計算方便選擇0. 25mm/r<> 查表得到規(guī)定值切削速度0. 43m/s,根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算出機器鉆頭的主軸鉆速: 3.14x5.5 〃= 詈 =1。％*?？?799.07〃 min，取〃 =75?！?min進而算出實際的速 度*制=些穿在計算加工用時時需要用到加工長度, 1000 刀具進出的K度和次數(shù)，這些在毛坯的制定和工序的制定時已經(jīng)固定，所以切入 /. = — ctgk, + (1 ?2) = ctg 120° +1? 2.59mm 2 2 ,加工長度為20mm最后計算加工時間: 機動時間上1： o = W = 20 +

49、2.59 Lo nmin 印 八 | fn 750x0.25 這個工步的時間為0. 12*4=0. 48min。 加工完孔后要加工螺紋，這次使用機鋼機動絲錐M6-2H 7J具，夾具不變。經(jīng)過翻閱資料攻螺紋時的進給量為0.5顧/r,機器移動的速度為7.2m/min。所以可以算出主 軸的鉆速： 〃 =1°°°V = 1 °°°*7 2 r 382.16〃min，為了加工的簡便使鉆速取為 350r/min, 兀 d、v 3.14x6 讓攻絲的絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速〃。：?。?750〃min,利用這些數(shù)據(jù)計算出實際的速度 咋地= 3.14x6x35（、659m/min 1000 1000

50、接下來進行機械加工機器的時間，從毛坯的表找到加工的長度為15mm,刀具 進出一次，進1. 5mm,出0.所以機械加工時間為，3, = '*+'2= 15 + L5 Q0（）95rnin fn 0.5x350 故本工序的機動時間為0. 095*2=0. 18min 工序12鉆錐孔d）29,錐度1/8拉鍵槽，鉆注油孔并攻絲。 這道工序得使用專用組合機床，先鉆錐孔，使用專用的夾具，量具使用塞規(guī)，刀 具是標準圓柱錐柄柄麻花鉆。 加工的深度為14mm,查找到進給量/ = 0.45偵〃/尸，鉆這個孔時的速度為 1000V 24mm/min所以主軸的旋轉(zhuǎn)速度為〃=兀如 1000x24

51、一 3.14x28 =272.9r/min ,速度取可以操 作的 250r/min , 所以實際的刀具的切削速度為： 八也= 3.14x28x25（、2]9〃/min 1（XX） 1000 。因為被加工長度為50顧，進入15面膜，出 去3mm,刀具一次通過,所以機加工時間為0. 6*2=1. 2min。 工序13鉆攻注油孔 該工序和上面的鉆孔工序一樣使用直柄麻花鉆，組合機床，夾具是專用的夾具， 量具塞規(guī)，該步驟和第11步工序一樣，所以兩個孔的加工時間為0. 12*2=0. 24min, 計算的數(shù)據(jù)和11工序相同，在攻螺紋的時候加工時間為：0.095*2=0. 18min

52、,所以這 道工序的總用時為0. 18+0. 24=0. 42mino 工序14拉削錐孔內(nèi)鍵槽 該工序使用臥式拉床，量具塞規(guī)，專用夾具，鍵槽拉刀加工這兩個錐槽。 經(jīng)過計算機加工時間為0. 37min,所以該工序的時間為0. 37*2=0. 74min。 2. 11本章小結 本章主要是對轉(zhuǎn)向節(jié)的零件作用，工藝路線分析，工序路線規(guī)劃和比對，余量的 分析和選擇，工序尺寸，加工用時的計算，首先明確零件的作用，轉(zhuǎn)向節(jié)的主要作 用是使汽車獲得獲得正常的靈活轉(zhuǎn)向，所以該零件的精度和強度要求都很高，在加工 工藝規(guī)劃中有些許困難。在老師的指導下按要求-步步做下去，制定定位方案，制定 加工工序

53、和加工機床和刀具，然后對這幾套方案進行分析比較，選擇最優(yōu)方案之后確 定了部件的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，，最后進行時間定額計算及生產(chǎn)安 排，經(jīng)過計算，在估算出輔助加工時間后，總加工時間遠小于預定的加工用時，所以 可以在規(guī)定的時間內(nèi)完成。 判斷加工用時是否符合要求，優(yōu)良的加工工藝是能否生產(chǎn)出合格，，加工工藝的 設計十分重要，設計時要反復比較，選擇最優(yōu)方案。按照順序，將該工作制定完畢， 過程中對自身能力有很大的考驗。鍛煉了思維，和都工作的態(tài)度。 這部分內(nèi)容對個人能力是一個巨大的考驗，在同學的幫助和老師的指導下逐漸完 善。 Liberation 10B automobile

54、 steering knuckle processing technology and fixture design ABSTRACT: This time, the design of the steering knuckle and its fixture design were designed. This is a technical design project that requires a part drawing, a blank drawing, two assembly drawings, a machining process card and an operat

55、ing card. First of all, we need to understand the parts, which is beneficial to our development. The main machining surfaces of the knuckle parts are the knuckle shaft surface, the end face, the main pin hole and the keyway, and the threaded hole machining. According to the characteristics of the

56、 parts, the relevant machining allowance is determined. According to the principle of the machining process, while ensuring the accuracy and benchmark of the parts, the cost is reduced and the processing cycle is improved to improve the production efficiency. Then it is necessary to develop a re

57、asonable process route and suitable fixtures. Under the arrangement of the process, reasonable processing requirements are not considered, and the safety of the operator and the processing machine is also considered. At the same time, the design of the fixture should also consider the convenience

58、 and safety of lhe disassembly and the rationality of the fixture. So this is the key to solving the problem. At the same time, it is necessary to make repeated adjustments and formulate multiple routes for program comparison. Come to find the best solution. This ensures the machining accuracy a

59、nd production cycle of the workpiece. Consolidate and deepen the technical foundation and professional knowledge, connect with reality, and exercise your ability to solve problems, laying the foundation for follow-up work. Key words : processing technology, fixture, benchmark, scheme comparison

60、第三章夾具的設計 3.1概述 加工工件時，為了滿足多方面的要求，夾具和工件要處于合適的位置，既要便于 刀具加工也要便于夾具和零件的結合。這些位置相對于機床和夾具，夾具穩(wěn)固牢靠， 不能讓寫件因為加工而受到干擾，移動。這樣能夠有效保證精度尺寸要求，也能夠保 障安全，轉(zhuǎn)向節(jié)在汽車轉(zhuǎn)向功能中十分重要，材料和精度要求高。汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的生產(chǎn) 類型是批量生產(chǎn)，需要針對某些道路。 用于加工過程設計的專用夾具。根據(jù)畢業(yè)設計的任務，需要完成兩套專用夾具的 設計。完成設計的過程中還要符合以下原則 1. 在夾緊定位過程中，工件要穩(wěn)固牢靠，避免事故的發(fā)生； 2. 材料要有足夠的強度或夾景=緊裝置有合適

61、夾緊力，以確保工件在夾具上的施 工過程的安全和穩(wěn)定； 3. 在取件和裝配過程重要快速，節(jié)約時間，時間也是重要的一環(huán)； 4. 易損部件必須是可以快速更換的結構。在鉆孔的工序中要用到可換鉆套，鉆套 用螺絲鏈接，當鉆套受損時可以及時更換； 5. 盡可能使夾具簡單，這樣操作簡單，經(jīng)濟性好； 6. 盡量選用標準件或市場上容易獲取的零件； 7. 遵循國際標準尺寸和規(guī)定，統(tǒng)一化； 8. 形成公司產(chǎn)品結構的產(chǎn)業(yè)化和標準化。 3. 2方案設計的原則 方案設計是最開始的一環(huán)這對于夾具設計來說，但也是夾具設計的重要的一環(huán)。 方案設計將影響到多個方面，可能刀具難以進刀，可能不便于取件，又或者經(jīng)濟

62、性不 夠。最重要的是稍有疏忽就會使加工精度達不到設計要求。因此在設計時必須仔細考 慮是否合適。這樣才能保證精度和在規(guī)定時間內(nèi)完成進度。 擬定設計方案的原則 1、 定位裝置要保證定位符合標準，不能過定位也不能欠定位，要可靠精準 2、 加工要保證零結的精度要求，因為一點小的誤差可能積累成一個大的誤差，所以精度要求的把控也很重要。 3、夾具在符合定位要求時盡量簡單化，這樣有利于工人拆卸零件，便于取件， 節(jié)約時間，提高效率，同時可以節(jié)約成本，滿足機械加工的經(jīng)濟性。 3. 3鉆4XR16孔夾具設計 3. 3. 1定位方案的分析和定位基準的選擇 本夾具主要用來鉆4X016孔，需保證各

63、孔的位置度和孔的精度，因為該孔將作 為之后工序的定位點，所以精度保證及其重要。本道工序為轉(zhuǎn)向節(jié)加工的第7道工序, 這道工序加工要保證孔中心的位置，在之后的過程中將采用一面兩銷的定位使用這些 孔，在之后的步驟中將作為定位基準，所以該步驟至關重要。設計過程中也要注意提 高勞動生產(chǎn)率，減小工人的勞動強度，夾緊裝置不能太復雜，同時注意軸的長度，考 慮刀具進刀的方向，因為孔的方向和軸向一致，所以刀具可能碰到軸，產(chǎn)生事故，選 擇從兩耳端進刀，更好的避免事故的發(fā)生。 由裝配圖可以看出，應盡量設計基準作為加工的定位基準，，當選擇加工該道工 序的加工定位基準的時候，。因此定位基準應選擇節(jié)軸。55

64、"〃〃外圓和040放在v型 塊上，主要定位基準限制工件的4個自由度，節(jié)軸小端面限制一個自由度，以止轉(zhuǎn)銷 限制一個自由度。兩個v型塊限制y, z方向的移動和旋轉(zhuǎn)，小端面限制x方向的移 動。完全定位采用3個壓板夾緊.操作方便簡單，實用。 圖四  r x 圖五 3. 3. 2切削力的計算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成孔的四個鉆加工，。所以主要計算切削力。由《切削力手 冊》得到公式： 鉆削力 F = 26 Qf。徹。* 式(1) 鉆削力矩 t = iod,7O8hbO6 式(2) 式 中 . ? D = 16mm HB = -H

65、Bmin） = 220-1（220-180）= 206.7 f = 0.32mm 代入公式（1）和（2）得 F = 26 x 16 x 0.32° 8 x 206.7° & = 4096.5N T = 10x16I9x 0.32° & x 2O6.706 = 19013.15N ? zwn 在此過程中加工孔的時候，拉刀的工序余量為1. 5 mm。夾緊力方向和切削力方 向垂直，所以這計算的數(shù)據(jù)對零件的分析不大好。因此只需要定位件夾緊件的材料 強度和剛度能得到保障即可，以滿足加工要求。 3. 3. 3定位誤差 當使用機床上的夾具進行定位加工時，機床，夾具，工件，等形成一個整體。它們

66、互相連接，最終在工件和工具之間形成正確的位置關系，這樣使得加工使存在誤差。因此，在夾 具設計中，當確定結構方案時，應該執(zhí)行設計夾具的精度和誤差計算，現(xiàn)在分析誤差 a、 首先沒有基準不重合誤差，所以為0 b、 其次由于活動夾套配合0104黑為間隙配合，故 存在定位基準相對限位基準的單向移動，所以基 準位移誤差AY為： AY= [0. 022-(-0. 027) ] +an9° =0. 008mm △ D=△ B+ △ Y=0+0. 008=0. 008mm 2) 對刀誤差AT 假定鉆套導向孔尺寸為。16h9鉆頭尺寸 為＜M6h9則有對刀誤差AT △ T=)Ucos9° 15’ =(0. 050+0. 062) 3) 夾具的安裝誤差AA 無安裝誤差 AA=0 4) 夾具誤差AJ Xnil=0. 030+0. 019=0. 049 AJ=(0. 0525+0. 049)tan9° 15' =0. 0165mm 5) 加工方法誤差AG A G= —= =0. 083mm 3 3 6) 總加工誤差￡△ ZA = a/aD24-A7'24-M2+A72+