1、1目 录1 零件的工艺分析及生产类型的确定 .11.1 零件的用途 .11.2 万向节滑动叉零件的技术要求 .21.3 审查分析滑动叉的工艺性 .21.4 确定滑动叉的生产类型 .32 零件的工艺规程设计 .32.1.确定毛坯的制造形式 .32.2 基准面的选择 .42.2.1 粗基准的选择 .42.2.2 精基准的选择 .42.3 制定工艺路线 .42.3.1 工艺路线方案一 .52.3.2 工艺路线方案二 .52.3.3 工艺方案的比较与分析 .62.4 机床设备及工艺装备的选用 .72.41 机床设备的选用 .72.42 工艺装备的选用 .72.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
2、 .82.5.1 外圆表面 .82.5.2 外圆表面沿轴线方向的加工余量与公差 .82.6 确定切削用量及基本工时 .92.6.1 计算切削用量 .10致谢 .21参考文献 .2221 零件的工艺分析及生产类型的确定1.1 零件的用途万向节滑动叉位于汽车底盘转动轴的端部。主要作用一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同位置时，由本零件可以调节传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个 的孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相m027.139连，起万向连轴节的作用。而 65mm 外圆内为 50mm 花键顶孔与传动轴端部的花键孔相配合，用于传递动力。1.2 万向节滑动叉零
3、件的技术要求表 11 万向节滑动叉零件技术要求表加工表面 轴长 mm 直径 mm 精度等级 表面粗糙度 形位公差62 外圆 70 62 IT13 Rz200M60X1-6h 外螺纹20 M60X1 6h Ra3.2M60X1 端面 180 65 IT12 Rz20039 两孔外端面118 75 IT8-IT9 Ra6.339 两孔 39 IT7-IT8 Ra3.243 花键底孔 30 43 IT11 Rz5055 沉头孔 55 IT12 Ra6.3花键孔 50 IT8 Ra1.6M8-6 四个螺纹孔M8 Ra3.2大端端面 176 IT8 Ra3.28 钻孔 8 IT12 Ra12.5为了考虑
4、汽车在运行中要经常加速及实现正反向行驶，则零件在工作过程中则常常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件。而且锻造拔模斜度不大于 。对于此零件来说，主要用途是传7递扭矩与动力，因此考虑其工作环境等综合因素，加工精度要求一3般，为了提高工件的耐磨性，需对表面进行，喷砂处理，提高力学性能，进行调制及热处理，使其硬度达到 207241HBS。1.3 审查分析滑动叉的工艺性万向节滑动叉有两组加工表面，二者之间有位置要求，如下所诉：39mm 孔为中心的加工表面这组加工表面包括，两个 的孔及其倒角尺寸为m027.139的与两个孔 相垂直的平面，还有在平面上的四m07.18 027.1个 M8 螺钉。其中
5、主要加工表面为 的两个孔。027.150mm 花键孔为中心的加工表面这组加工表面包括：十六齿花键孔，55mm 阶梯孔，以及65mm 的外圆表面和 M601mm 的外螺纹表面和 。m05.这两组加工表面之间有一定的位置要求，主要是 花.0键孔与 孔，中心线的垂直公差为 100:0.2; 花m027.139 5.键槽宽中心线与 中心线偏转角度公差为 ；027.1 2孔外端面对 孔垂直的公差为 0.1mm;根据以上分027.1 .039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，保证二者之间的位置精度要求。1.4 确定滑动叉的生产类型根据设计题目此轴为大
6、批生产， 台/年 件/台，结50Q1m合实际生产品率和废品率分别为 。00.3ba件/年68251151300 bnQN4轴的重量为 6kg，所以此轴属于轻型零件，查 14 1表该生产类型属于大批生产。2 零件的工艺规程设计2.1.确定毛坯的制造形式根据使用要求，生产类型，设备条件及结构一般情况下选择材料。本零件“万向节滑动叉”零件材料为 45 钢，硬度 HBS 为207241, 零件年常量为 5000 件生产类型，已经达到大批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，采用在锻锤上合模模锻毛皮坯。毛坯简图如图 2-1 所示：图 2-1 滑动叉毛坯简图52.2 基准面的选择基面选择是工艺规程中的重要工作
7、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，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大量报废，使生产无法正常进行。2.2.1 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。但对于本零件来说，如果 65mm 外圆（或者 62mm 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为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，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 孔德不加工外轮廓表面作为粗基准，利m027
8、.139用一组共两个 V 形支撑这两个 的外轮廓作为主要定位面，m027.139以消除 X、Y 平动和转动共四个自由度，再利用一对定心的窄口卡爪，支持在 65mm 外圆柱面上，用以清除 Z 平动和转动共四个自由度，达到完全定位。2.2.2 精基准的选择应该多考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算，以后还要进行专门计算。62.3 制定工艺路线零件的机械加工工艺路线规程设计的重要问题，要以“优质、高产、低能耗”为宗旨，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置等技术要求都能得到合理的保证。由于生产类型已确定为大批生产，故采用机床配以高效率的专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产
9、率。2.3.1 工艺路线方案一方案一 表 21 设计方案一序号 工序名称 机床设备 刀具 量具1 锻造2 热处理 回火炉3 车外圆 62mm, 60mm,车螺纹M60X1mmC620 硬质合金刀 游标卡尺4 两次钻孔并扩钻花孔 43mm,锪沉头孔 55mmZ3025 高速钢麻花钻 游标卡尺5 倒角 5X30 C620 硬质合金刀 游标卡尺6 钻 Rc1/8 底孔 Z3025 高速钢铰刀 游标卡尺7 拉花键孔 C620 硬质合金刀 游标卡尺8 粗车 39mm 二孔端面 C620 硬质合金刀 游标卡尺9 精车 39mm 二孔端面 C620 硬质合金刀 游标卡尺10 钻、扩、粗铣、精铣两个 39mm
10、孔 至图样尺寸并锪倒角 2X45X52K 高速钢立铣刀 游标卡尺11 钻 M8mm 底孔 6.7mm,倒角 120 Z3025 高速钢铰刀12 攻螺纹 M8mm,Rc1/813 去毛刺 钳工台14 热处理调质 200HBS 回火炉15 磨削 55 至 75 各轴段达到尺寸要求M1420 磨外圆砂轮 游标卡尺16 清洗17 检验72.3.2 工艺路线方案二方案二 表 22 设计方案二序号 工序名称 机床设备 刀具 量具1 锻造2 热处理 回火炉3 粗铣 39mm 二孔端面 X52K 高速钢立铣刀 游标卡尺4 精铣 39mm 二孔端面 X52K 高速钢立铣刀 游标卡尺5 钻 39mm 二孔（不到尺
11、寸） Z3025 高速钢麻花钻 游标卡尺6 镗 39mm 二孔（不到尺寸） Z3025 高速钢麻花钻 游标卡尺7 精镗 39mm 二孔，倒角 2 X45 Z3025 高速钢麻花钻 游标卡尺8 车外圆 62mm，60mm 车螺纹M60X1mm9 两次钻孔并扩钻花孔 43mm,锪沉头孔 55mm10 倒角 5X3011 钻 Rc1/8 底孔12 拉花键孔13 钻 M8mm 底孔 6.7mm,倒角 12014 攻螺纹 M8mm,Rc1/815 热处理调质 200HBS 回火炉 X52K16 磨削 55 至 75 各轴段达到尺寸要求M1420 磨外圆砂轮 游标卡尺17 清洗18 检验2.3.3 工艺方
12、案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案（一）是先加工以花键孔为中心的一组表面，然后以此为基面加工 39mm 二孔；而方案（二）则与其相反，先加工 39mm 孔，然后在以此二孔为基准加工花键孔及其外表面。经比较可见，先加工花键孔后再以花键孔定位加工39mm 二孔，这时的位置精度交易保证，并且定位及装夹都较方便。但方案（一）中的工序 10 虽然代替了方案（二）中的工序85、6、7，减少了装夹次数，但工序内容太多，不设计组合机床也会是选用转塔车床，而转塔车床大多数用于粗加工，用来加工 39mm二孔不适合。所以我们将方案（二）中的工序 5、6、7 移到方案（一）中，改为两道工序。方案三 表 2
13、3 设计方案三序号 工序名称 机床设备 刀具 量具1 锻造2 热处理 回火炉3 车外圆 62mm, 60mm,车螺纹M60X1mm（粗基准的选着如前所述）C620 硬质合金刀 游标卡尺4 两次钻孔并扩钻花孔 43mm,锪沉头孔 55mmZ3025 高速钢麻花钻 游标卡尺5 倒角 5X30 C620 硬质合金刀 游标卡尺6 钻 Rc1/8 底孔 Z3025 高速钢铰刀 游标卡尺7 拉花键孔 C620 硬质合金刀 游标卡尺8 粗车 39mm 二孔端面，以花键孔及其端面为基准 X52K 高速钢立铣刀 游标卡尺9 精车 39mm 二孔端面 C620 硬质合金刀 游标卡尺10 钻孔两次并扩孔 39mm
14、C620 硬质合金刀 游标卡尺11 钻 M8mm 底孔 6.7mm,倒角 120 Z3025 高速钢铰刀12 攻螺纹 M8mm,Rc1/813 去毛刺 钳工台14 热处理调质 200HBS 回火炉15 磨削磨 二孔端面，m027.139保证尺寸M1420 磨外圆砂轮 游标卡尺16 清洗17 检验92.4 机床设备及工艺装备的选用2.41 机床设备的选用该零件为大批量生产，所以按制定方案采用 C620 车床、X52 铣床、M1420 磨床和 Z3025 摇臂钻床进行加工。2.4.2 工艺装备的选用主要工艺装夹所用装备的夹具刀具还有量具。除了零件上的孔加工需要专用夹具外，其余部分用普通夹具即可满足
15、加工要求。2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“汽车传动轴滑动叉”零件材料为 45#钢，硬度为 207241HB,毛坯重量约为 6kg,生产类型为大量生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯，2 级精度组。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：2.5.1 外圆表面考虑加工长度为 90mm 与其连接的非加工外圆表面直径65mm，为简化模锻毛坯的外形，现直接取外圆表面直径为65mm。62mm 表面为自由度尺寸公差，表面粗糙度要求为 , 20zR只要粗加工，此时直径余量 已能满足要求。mZ322.5.2 外圆表面沿轴线方向的加工余量与公差长度余量及公差
16、取 根据文献 1查出外圆表面沿轴线方向0.21的加工余量与公差，见表 2-4 和表 2-5：10表 2-4 工序列表工序 工序内容 单边余量 工序尺寸 表面粗糙度工序 车端面 2mm m1.285RZ200车 62mm 外圆 1.5mm 90mm RZ200车 60mm 外圆 2.5mm 20mm RZ3.2车 M601mm 外圆 1mm 15mm -工序 钻孔 25mm 12.5mm 25mm RZ100钻孔 41mm 8mm 41mm RZ100扩孔 43mm 2mm 43mm RZ50锪圆柱式沉头孔55mm 2mm 55mm-工序 拉花键孔 0.024mm 16.05.016 maz.5
17、0工序 粗铣 39mm 两孔端面 2mm 5.1708RZ50工序 扩孔 38mm 1mm 38mm RZ60工序 拉孔 39mm 1mm 027.139RZ3.2工序 磨 39mm 二孔端面 0.2mm m07.8RZ6.3工序 钻螺纹低孔 46.7并倒角 0.1mm 6.7mm RZ6.3攻螺纹 2M8 0.1mm 8mm RZ6.3表 2-5 加工余量计算表工序加工尺寸及公差锻件毛坯（39 二端面） 粗铣二端面 磨二端面最大 127 125 118.5加工前尺寸最小 122.8 120.8 118.2最大 125 118.5 118加工后尺寸最小 121 119 117.5最大 3.5 0.3加工余量（单边）2 最小 1.23 0.128+1.3加工公差（单边）-0.7 -0.22/2 -0.07/2
