CA141汽車右轉(zhuǎn)向節(jié)的加工工藝和工裝設(shè)計(jì),ca141,汽車,轉(zhuǎn)向,加工,工藝,以及,工裝,設(shè)計(jì) 目 錄 摘要..................................................................I Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ 前 言 ……………………………………………………………………………………2 緒論 …………………………………………………………………………………3 1 零件的分析………………………………………………………………………… 5 1.1 零件的功用………………………………………………………………………5 1.2 零件的工藝分析…………………………………………………………………5 2 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ………………………………………………………………6 2.1 確定零件的生產(chǎn)類型 ……………………………………………………………6 2.2 確定零件毛坯的制造形式 ………………………………………………………6 2.3 制定工藝路線 ……………………………………………………………………7 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸毛坯尺寸的確定 ………………………………… 11 2.5 確定切削用量及基本工時(shí)………………………………………………………15 3 夾具的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………31 3.1 概述 ……………………………………………………………………………31 3.2 方案設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………31 3.3 夾具設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………31 致謝 ……………………………………………………………………………………35 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………36 III 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 摘 要 在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。 關(guān)鍵詞：工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夾緊力 Abstract Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keyword: The process, worker one, worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength 36 前 言 機(jī)械制造工藝學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們從學(xué)生到工程技術(shù)人員的過渡，是我們學(xué)完了大學(xué)全部基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課之后所進(jìn)行的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論與實(shí)踐的結(jié)合，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識去分析和解決，工程技術(shù)問題的能力，使學(xué)生建立正確設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固深化計(jì)算機(jī)制圖之基；即基本理論、基本概念、基本技能。 因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)在我們四年的學(xué)習(xí)生活中占很重要的位置。所以我們要認(rèn)真對待。希望在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問題和解決問題的能力。 由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)中難免有不足之處，真誠希望各位老師給予批評和指正，幫助本人更好的完善四年的大學(xué)學(xué)習(xí)！ 緒 論 近20年來，隨著科學(xué)與技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，國外在發(fā)展自動化方面也進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期，出現(xiàn)了許多新的工具和軟件。自動化開始向柔性化發(fā)展，進(jìn)入中小批量生產(chǎn)領(lǐng)域。 在制定工藝過程中，為便于組織生產(chǎn)、安排計(jì)劃和均衡機(jī)床的負(fù)荷，常將工藝劃分為若干個(gè)工序。劃分工序時(shí)有兩個(gè)不同的原則，即工序的集中和工序的分散。工序集中的特點(diǎn)是：一是有利于采用自動化程度較高的高效率機(jī)床和工藝設(shè)備，生產(chǎn)效率高；二是工序數(shù)少，設(shè)備數(shù)少，可相應(yīng)減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積；三是工件的裝夾次數(shù)少不但縮短輔助時(shí)間，而且由于一次裝夾中可加工許多表面，有利于保證各表面之間的相互位置精度。工序分散的特點(diǎn)是:一是所用機(jī)床和工藝設(shè)備簡單，易于調(diào)整；二是對操作工人的技術(shù)水平要求不高；三是工序數(shù)多，設(shè)備數(shù)多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。 對機(jī)床夾具的基本要求是：一是穩(wěn)定地保證工件的加工精度；二是提高機(jī)械加工的勞動生產(chǎn)率；三是結(jié)構(gòu)簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動條件；三是應(yīng)能降低工件的制造成本。簡而言之，設(shè)計(jì)夾具時(shí)必須使加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動條件和經(jīng)濟(jì)性等幾方面達(dá)到辨證的統(tǒng)一。其中保證加工質(zhì)量是最基本的要求。夾具設(shè)計(jì)的工作步驟為：一是研究原始材料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)；二是考慮和確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖（定位裝置、夾緊裝置等等）；三是繪制夾具總圖；四是確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸和夾具技術(shù)要求；五是繪制夾具零件圖。 此次設(shè)計(jì)的零件為CA141汽車左轉(zhuǎn)向節(jié)工藝規(guī)程及工裝設(shè)計(jì)。通過零件，分析了它的毛坯。在毛坯制造時(shí)的方法與原則，以及所選用的工藝等。本次設(shè)計(jì)總共分為兩部分, 第一部分為工藝方面：主要包括零件的功用, 結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 加工零件表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn), 設(shè)計(jì)條件, 毛坯的選擇, 各個(gè)工藝方案的比較與取舍, 確定機(jī)床與工藝裝備, 填寫工藝過程卡片。 第二部分主要為機(jī)床夾具設(shè)計(jì)：主要包括定位方案的確定, 定位元件的選取, 夾緊方案的選取等等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程以及專業(yè)課程并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)以后進(jìn)行的一次培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是學(xué)生完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)也是我們對能力的一次真正的鍛煉，它能激發(fā)我們的創(chuàng)新意識，增強(qiáng)我們的動手和動腦的能力，它使我們的思維開闊，同時(shí)也讓我們了解到如何把理論與實(shí)踐相結(jié)合。其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)和基礎(chǔ)理論知識，獨(dú)立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問題能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論與實(shí)踐的結(jié)合，目的在于檢驗(yàn)學(xué)生大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識去分析和解決工程技術(shù)問題的能力，使學(xué)生建立正確設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固、深化計(jì)算機(jī)制圖之基，即基本理論、基本概念、基本技能。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的范圍涉及大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課、選修課內(nèi)容，知識含量大、跨度僅限于機(jī)械制造范圍。設(shè)計(jì)題目由指導(dǎo)教師提供，其設(shè)計(jì)內(nèi)容均由學(xué)生自行編排，在鞏固專業(yè)知識之余意在培養(yǎng)思考、解決問題的能力，同時(shí)提倡創(chuàng)新精神。 就個(gè)人而言，我通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一方面能進(jìn)一步培養(yǎng)我獨(dú)立思考的能力，另一方面能提高我與同學(xué)們互助協(xié)作的能力，為以后工作打下良好基礎(chǔ)，為偉大祖國建設(shè)貢獻(xiàn)我的力量。由于本人能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)過程中有不足之處，希望各位老師給予指教。 我主要的是完成工藝的安排和夾具的設(shè)計(jì)，夾具是加工過程中最重要的一個(gè)組成部分，很多工件由于形狀和加工要求等等特殊的原因必須要使工件很好的定位后才能進(jìn)行加工，所以也就出現(xiàn)了夾具以及專用的夾具。 1 零件的分析 1.1 零件的功能 右轉(zhuǎn)向節(jié)是CA141汽車前輪導(dǎo)向及承載部分的關(guān)鍵零件之一，它與支臂、橫拉桿及左轉(zhuǎn)向節(jié)配套使用。由汽車方向盤通過其它傳動連桿等直接傳給轉(zhuǎn)向節(jié)，其軸部與前輪相聯(lián)。叉架部的主銷孔，通過一個(gè)銷軸與汽車前橫橋相聯(lián)。另外，叉架部的錐孔與轉(zhuǎn)向桿相連，使汽車獲得正常的靈活轉(zhuǎn)向作用。 它所承受的作用力較復(fù)雜，即受到變載荷的彎曲變應(yīng)力作用，又承受一定的沖擊載荷和微小的扭轉(zhuǎn)力矩。轉(zhuǎn)向節(jié)上主銷孔的中心線與節(jié)軸中心線的垂線有9°±15′的偏角，其主要作用使節(jié)軸作用好，轉(zhuǎn)拐使汽車與地面有一偏角，使轉(zhuǎn)拐靈活方便，安全可靠。 1.2 零件的工藝分析 轉(zhuǎn)向節(jié)是一個(gè)即復(fù)雜又典型的零件，它的特殊本質(zhì)，孔與軸線在空間交差分部，從零件圖上看，工件φ41+0.039 0主銷軸孔的軸線與錐孔的軸線、節(jié)軸的軸線三條軸線分部在空間三個(gè)方向上，且主銷孔φ41+0.039 0與節(jié)軸軸線的垂線成9°±15′的角度。而φ41+0.039 0的主銷孔與φ29錐孔的軸線在空間垂直交錯(cuò)。因此，在編制工藝規(guī)程時(shí)，要抓住這一特性，合理解決這幾個(gè)主要加工部位的軸線。在空間正確分布問題，從零件的加工部位可以分為三個(gè)部分： 1）以主銷孔φ41+0.039 0為中心的一組加工面，包括主銷孔，φ67+0.2 0的軸承石，φ85平面，φ85孔表面，227.5兩平面，及4-M8螺紋孔，111.50 -0.046。 2）以節(jié)軸兩頂尖孔為中心的一組加工表面，包括節(jié)軸各部尺寸，φ55 -0.010 -0.029, φ46, φ39, φ40 -0.009 -0.025 以及孔6-φ12.15+0.039 0處的平面和孔6-φ12.15及2-M16螺紋孔。 3）以φ39錐孔為中心的加工表面，包括錐孔、鍵槽及兩個(gè)端面，及兩處Rc1/8注油孔。 ①以上各部分之間的要求有，軸承石端面與兩主銷孔軸線的端跳不大于0.1。 ②兩主孔的軸線與節(jié)軸軸線的垂線滿足9°±15′的要求。φ67孔的工藝性不好，機(jī)加時(shí)操作復(fù)雜，加工刀具精度要求高。同樣φ85兩處沉孔也有相同的困難。加工9°±15′的要求，工裝需要復(fù)雜一些。 ③兩主銷孔軸線2-φ41有同軸度不大于0.03的要求。 ④錐度為1﹕8帶鍵槽的錐孔兩端面平面加工，對鍵槽加工，工藝較為復(fù)雜.2 2 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 確定零件生產(chǎn)類型 1、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng) N=Q﹒n(1+α%+β%) 其中N-零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) =120000×1(1+4%+1%) Q-產(chǎn)品的年產(chǎn)量 =126000(件/臺) n-產(chǎn)品中該零件的數(shù) α-備品的百分率 β-廢品的百分率 由《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》查得備品率α%=3%～5%；取α %=4% 廢品率β%=1%。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定該零件的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 生產(chǎn)節(jié)拍： 節(jié)拍=計(jì)劃期有效工作時(shí)間/計(jì)劃期產(chǎn)量 一年按350天計(jì)算，每天一班制8個(gè)小時(shí)，則有效工作時(shí)間：250×8=2000小時(shí) 節(jié)拍= =1min T拍=1 min 2.2確定零件毛坯的制造形式 影響毛坯選擇的因素通常包括： 1﹒零件材料的工藝性及零件對材料組織的要求。 2﹒零件的結(jié)構(gòu)形式和外廓尺寸。 3﹒零件對毛坯精度、表面光潔度和表面層性能的要求。 4﹒零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。 5﹒現(xiàn)有生產(chǎn)能力和發(fā)展前途。 由于轉(zhuǎn)向節(jié)在工作中始終承受載荷，軸徑承受較大的變曲應(yīng)力和沖擊載荷。φ40和φ55軸徑處應(yīng)具有較高硬度和耐磨性。而芯部要求具有較好強(qiáng)度和良好的韌性。所以選擇合金結(jié)構(gòu)鋼的40MnB材料。為達(dá)到給定的HB240～270對鍛造毛坯進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。由于形狀復(fù)雜且為大量生產(chǎn)，為提高毛坯制造效率和制造精度，采用金屬模鍛造（Ⅱ級精度）內(nèi)孔不鍛出。 2.3工藝路線的制定 1 制定工藝路線的依據(jù) 應(yīng)使零年上的各尺寸精度、位置精度、表面粗糙度和各項(xiàng)技術(shù)要求均能得到保證。由于本零件生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為大量生產(chǎn)，因此，可以考慮采用機(jī)床配以專用夾具。在必要情況下設(shè)計(jì)專用機(jī)床，以便使工序集中這樣即可以提高生產(chǎn)率，又可提高加工精度，且可使生產(chǎn)成本降低，以獲得最好的經(jīng)濟(jì)效果。 2 確定加工順序的原則 先粗加工，后精加工；先主要表機(jī)，后次要表面；先基準(zhǔn)面，后其它面；先加工平面，后加工孔。 3 定位基準(zhǔn)的選擇 1） 粗基準(zhǔn)選擇的原則 ① 選擇的粗基準(zhǔn)應(yīng)能合理的分配各加工表面的加工余量 ②選擇的粗基準(zhǔn)應(yīng)能合理保證工件加工表面對非加工表面有一定的位置精度要求。 ③選擇做粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡可能平整、光滑，不能有飛邊和澆口、冒口或其它缺陷。 ④粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，盡量避免重復(fù)使用。 2）精基準(zhǔn)選擇的原則 ①盡可能用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)——基準(zhǔn)重合的原則 ②所選的精基準(zhǔn)應(yīng)該能用它定位來加工盡可能多的表面——基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 ③有的精加工或光整加工工序要求加工余量小，而均勻，在加工時(shí)應(yīng)選擇該加工表面本身作精基準(zhǔn)——自為基準(zhǔn)原則。 ④有時(shí)還要遵循互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則。 ⑤便于工件的裝與加工，并使夾具的結(jié)構(gòu)簡單。選擇基準(zhǔn)必須從零件整個(gè)工藝過程的全局出發(fā)，具體情況具體分析。 2.4兩種加工方案 方案一：先加工軸部；以其為定位基準(zhǔn)加工其它所有表面。 方案二：先加工主銷孔，然后以其為定位基準(zhǔn)加工其它所有表面。 以上兩種方案，第二種工裝設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，但是從理論上看，適合于設(shè)計(jì)尺寸要求，能保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)相重合。而第一種方案，工序設(shè)計(jì)即簡單，設(shè)計(jì)尺寸也能保證。 5 零件表面加工方法的選擇 1） φ40-0.009 -0.025、φ55-0.010 -0.029外加表面及φ95端面的加工根據(jù) 《互換性與技術(shù)測量》中表1-8標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值確定：φ40 -0.009 -0.025、、公差等級為IT7，表面粗糙度Ra0.8μm.由《 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表》表1.4-6查得：選擇的加工方 法：粗車→半精車→磨削。 以下所用資料與上述相同。 φ55-0.010 -0.029公差等級IT7級表面粗糙度Ra0.8μm。 可選加工方法：粗車→半精車→磨削。 φ95端面表面粗糙度Ra0.8μm。選擇的加工方法： 粗車→半精車→磨削。 2）6-φ12.15+0.039 0孔及2-M16×1.5-6h螺紋孔。φ12.15+0.039 0公差 等級為IT13級粗糙度Ra6.3μm。選擇加工方法：鉆孔。 M16×1.5-6h選擇鉆→擴(kuò)→攻絲的加工方法。 3） φ41+0.039 0主銷孔、φ67+0.2 0軸承套 φ41+0.039 0主銷孔公差等級IT8級，表面粗糙度Ra6.3μm可選 鉆→擴(kuò)→鉸的加工方法。 φ67+0.2 0公差等級IT12，表面粗糙度Ra3.2μm，采用锪孔的加工方法。 4）227.5處兩端面，尺寸148處兩端面φ85兩耳內(nèi)側(cè)端面。R42下耳內(nèi)側(cè)端面。兩耳R27兩端面227.5兩端面表面粗糙度Ra12.5μ m，采用粗銑尺寸148兩側(cè)端面，表面粗糙度Ra50μm，采用粗銑上耳φ85端面粗糙度Ra50um采用锪孔。R42端面表面粗糙度Ra50 μm采用粗銑。R27端面表面粗糙Ra12.5um采用粗銑 5） φ29錐度1﹕8錐孔8+0.075 +0.020×4.1+0.48 0鍵槽4-M8螺紋孔及Rc1/8注油孔。 φ29錐孔表面粗糙度Ra1.6um，選擇加工方法鉆→擴(kuò)→鉸。 8+0.075 +0.020×4.1+0.48 0鍵槽兩側(cè)面表粗糙度Ra1.6um，選擇加工方法：擴(kuò)孔。 4-M8螺紋孔，采用加工方法，鉆→攻螺紋Rc1/8注油孔，采用加工方法：鉆→攻螺紋。 6 制定工藝路線 1） 工藝路線方案一 工序Ⅰ 備料 工序Ⅱ 模鍛毛坯 工序Ⅲ 毛坯正火 工序Ⅳ 銑節(jié)軸端面、鉆中心孔 工序Ⅴ 粗車節(jié)軸各部及φ95端面（外徑留0.5余量） 工序Ⅵ 調(diào)質(zhì)處理HB240-27 工序Ⅶ 修研中心孔 工序Ⅷ 半精車節(jié)軸部φ30、φ40、φ55外圓面及φ95端面 工序Ⅸ 磨削φ40、φ55達(dá)要求并帶φ95端面 工序Ⅹ 銑主銷孔兩端面到227.5 工序Ⅺ 鉆、擴(kuò)、鉸φ41主銷孔锪孔φ85、φ67軸承主端及鉆、攻4-M8螺紋孔 工序Ⅻ 銑φ85上耳部端面及下耳內(nèi)側(cè)R42端面 工序XIII 銑上、下耳部R27端面 工序XIV 鉆、鉸錐孔φ29錐度1/8 鉆2-Rc1/8注油孔并攻絲 工序XV 拉錐孔鍵槽8+0.075 +0.020×4.1+0.48 0達(dá)要求 工序XVI 拉錐孔、鍵槽8+0.075 +0.020×4.1+0.48 0 工序XVII 鉆6-φ12.15+0.039 0孔及2-M16底孔 工序XVIII 擴(kuò)孔2-M16攻絲達(dá)2-M16×1.5-6H 工序XIX 車螺紋M30×1.5-6H 工序XX 終結(jié)檢驗(yàn) 2） 工藝路線方案二 工序Ⅰ 備料 工序Ⅱ 模鍛毛坯 工序Ⅲ 毛坯正火 工序Ⅳ 銑節(jié)軸端面鉆中心孔 工序Ⅴ 銑主銷孔兩端面至227.5 工序Ⅵ 鉆、擴(kuò)2-φ41主銷孔锪孔φ85、 φ67軸承主端面 工序Ⅶ 銑φ85上耳部端面及下耳內(nèi)側(cè)R42端面 工序Ⅷ 拉主銷孔2- φ41+0.039 0達(dá)要求 工序Ⅸ 粗車節(jié)軸各部及φ95端面 工序Ⅹ 調(diào)質(zhì)處理 工序Ⅺ 半精車節(jié)軸部φ30、φ40、φ55外圓面及φ95端面 工序Ⅻ 磨削φ40、φ55達(dá)尺寸要求，并銑φ95端面 工序XIII 銑148尺寸兩側(cè)平面 工序XIV 鉆6-φ12.15+0.039 0孔達(dá)要求 工序XV 鉆、擴(kuò)2-φ16孔并攻絲2-M16×1.5-6H 工序XVI 銑上、下耳部尺寸27端面 工序XVII 鉆、擴(kuò)、鉸錐孔φ24錐度1/8 工序XVIII 鉆、鉸2-φRc1/8注油孔并攻絲 工序XIX 拉錐孔鍵槽8+0.073 +0.020×401+0.48 0達(dá)要求 工序XX 車螺紋M30×1.5-6h 工序XXI 終結(jié)檢驗(yàn) 3）兩種工藝方案的分析與比較 第一套方案工序集中，而第二套方案工序分散。 第一套方案有以下優(yōu)點(diǎn)： ①有利于采用高生產(chǎn)率的專用設(shè)備，和工藝裝備，可大大提高勞動生產(chǎn)率。 ②減少了工序數(shù)目，縮短了工藝路線，從而簡化了生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。 ③減少了設(shè)備的數(shù)目，從而減少了生產(chǎn)面積。 ④減少了工件的安裝次數(shù)，不僅縮短了輔助時(shí)間，而且由于次安裝加工多個(gè)表面，易于保證這些表面的相對位置精，這樣以來會影響到零件的加工精度。 綜上所述，在制定工藝路線時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求等，進(jìn)行全面分析，決定采用第一套方案加工零件。 四、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 機(jī)械加工余量對于工藝過程有一定的影響。余量不能保證零件的加工質(zhì)量。余量過大不但增加機(jī)械加工的勞動量而且增加了材料、刀具、能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理地安排加工余量。 以上所述，工件材料40MnB，采用金屬模鍛造（II級精度）不鍛出內(nèi)孔。 1) 鍛件公差與加工余量的主要因素 1）鍛件重量：估計(jì)鍛件重量為18kg 2) 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S：S= m外廓包容件=m外節(jié)軸部+m外叉架部 m外節(jié)軸部=π（）2×202×7.85×10-6 =4.634(kg) m外叉架部=203×(280-202＋85)×235×7.85×10-6 =61.041(kg) ∴m外廓包容體=4.634+61.041 =65.675(kg) ∴s===0。274 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》簡稱《工藝簡明》確定鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)為SZ較復(fù)雜級。 3) 分模線的形狀 4）鍛件的材質(zhì)系數(shù)：40MnB合金結(jié)構(gòu)鋼含C量3.7%～4.4 %＜0.65% ∴材質(zhì)系數(shù)M1級 5、 機(jī)械加工余量 由《工藝簡明》查得直徑方向單邊余量2.5～3.2mm 水平方向單邊余量2.5～3.5mm 2、確定毛壞尺寸及公差 上述加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra≥1.6μm當(dāng)加工表面粗糙Ra＜1.6μm，其余量適當(dāng)增大。 分析：零件中φ40-0.010 -0.027、φ55-0.012 -0.035、φ95端面表面 粗糙度Ra0.8μm，因此，這些表面的毛坯尺寸P需將零件的尺寸加上查得余量值。 這些表面需磨削達(dá)到Ra0.8μm應(yīng)增加磨削加工余量φ4 0-0.010 -0.027、φ55-0.012 -0.035、φ95磨削余量為0.3mm 依據(jù)鍛件重量、形狀復(fù)雜系數(shù)，分模線形狀及鍛件精度等級，查相 關(guān)表格則推算毛坯尺寸見下表： 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 φ30 5 φ40 φ55 3 φ61 4 3 7 8 3 11 227.5 3．75 235 274 6 280 確定鍛件尺寸公差見下表： 鍛件尺寸 偏差 依據(jù) 280 +3.0 -1.5 表2.2-13 235 +3.0 -1.5 表2.2-13 147 +2.7 -1.3 表2.2-13 61 +2.1 -1.1 表2.2-13 55 +2.1 -1.1 表2.2-13 40 +2.1 -1.1 表2.2-13 11 +1.3 -0.7 表2.2-16 7 +1.3 -0.7 表2.2-16 203 +0.5 -0.5 表1-25 φ95 ±0.3 表1-25 3、確定鍛造圓角半徑 由《工藝簡明》表2.2-22 ==0.90 可由表中公式計(jì)算r 外圓角半徑r=0.05H+0.5 =0.05×55+0.5 =3.25 4、確定分模線位置 本鍛件形狀復(fù)雜為便于起模時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)上下模在模鍛過程中的錯(cuò)位出耳部、下模鍛出節(jié)軸部 5、確定拔模角 為簡化起郵，以節(jié)軸部φ55處毛坯尺寸為準(zhǔn)計(jì)算 ==1≤1.5且＜1 ∴拔模角α=5° 6、計(jì)算機(jī)械加工余量（φ55-0.012 -0.035） 由《機(jī)械制造工藝手冊》簡稱《工藝設(shè)計(jì)》第9頁在頂尖上加工處表面公式計(jì)算： ρ= 其中ρ局——毛坯局部彎曲 ρ定——毛坯定位誤差，ρ定=0.25 式中：T——用做定心的毛坯定位表面直徑公差（mm） 第9頁公式：T= 式中T毛——毛坯尺寸公差 T加——同一表面加工后的尺寸公差 T== =0.024mm 表1-2中，中心孔安裝時(shí)ρ局=2δ彎×L彎 L彎=0.5L =0.5×365 =182.5mm L——毛坯全長 ρ局=2δ彎×L彎=2×3μm/mm×182.5mm =1095μm ρ定=0.25×0.242=0.257 =0.257mm ρ== =1.125 ρ剩=k準(zhǔn)×ρ毛 其中：ρ毛——毛坯彎曲 k準(zhǔn)——準(zhǔn)確系數(shù) 見表1-22 ρ粗磨——0.04×1.125=0.045 ρ半精車——0.05×1.125=0.056 ρ粗車——0.06×1.125=0.068 第2頁（1-6）最小余量2ZMIN=2(Ra+Da+ρa(bǔ)+εb) 對外圓加工2Zj=2Zmax=2Zbmin+Ta-Tb 其中：Ra——上工序表面粗糙度數(shù)值 Da——上工序表面缺陷層深度 ρa(bǔ)——上工序表面形狀和位置誤差 εb——本工序工件裝夾誤差（εb=0） Ta——上工序尺寸公差 Tb——本工序尺寸公差 粗磨：2ZMIN=2(0.010+0.020+0.045)=0.15 2Zj=0.15+0.046-0.023=0.173 半精車：2ZMIN=2(0.030+0.030+0.056)=0.232 2Zj=0.232+0.074-0.046=0.26 粗車：2ZMIN=2（0.050+0.050+0.068）=0.336 2Zj=0.336+0.19-0.074=0.452 毛坯: 2ZMIN=2(0.5+0.5+1.423)=4.845 2Zj=4.845+0.46-0.19=5.115 由此得出加工余量見下表： 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 工件材料：40MnB合金鋼正火，σb=980MPa,模鍛 機(jī)床：銑端面鉆中心孔機(jī)床XZ21.4 夾具：專用夾具 量具：卡規(guī) 刀具：1).YT15 75°端面銑刀D=100mm Z=5 2).直型帶護(hù)錐60°復(fù)合中心鉆d=4mm 1、確定銑端面時(shí)的切削用量 ap=6mm ae=42mm f=1.02mm/r 2、計(jì)算銑削時(shí)切削速度Vc 由《切削用量簡明手冊》簡稱《切削用量》表查得： Vc=Kv T=180min(《切削用量》表3.15)Cv=186 qv=0.2 Xv=0.1 yv=0.4 uv=0.2 pv=0 m=0.2 fz== Vc=×0.688 =135.03m/min 其中：Kv=Ksv·Ktv·Kkrv 見《切削用量》表1.28 =0.8×1.0×0.86 Kv=0.688 nc===429.8r/min 按機(jī)床選取nc1=162r/min ∴Vc1===50.89m/min 由《切削用量》表3.28公式計(jì)算 Fc=KFc 其中：cF=7900 Xf=1.0 yF=0.75 uF=1.1 qF=1.3 wF=0.2 KFc見表1-28 KFc=KMFc·KTFc·kkrFc =1.32×1.04×0.92 ∴Fc=×1。263 Pc===4.27Kw 以上為了校驗(yàn)機(jī)床功率 本機(jī)床主電機(jī)功率為14Kw ∴滿足要求 3、計(jì)算切削時(shí)間 由《工藝簡明》表6.2-7查得 TJ= 其中：l1=0.5(d-)+ =0.5×(100-) L2=1～3 l=42 fmz=fzzn =0.204×5×162 Tj==0.32min 4、確定中心孔切削用量 F=0.05min/r n=1090r/min 見《工藝設(shè)計(jì)》 5、計(jì)算鉆削機(jī)動時(shí)間 TJ= 其中:l1=ctgk+(1-2)=×1+2=4 鉆中心孔時(shí)l2=0 TJ=0.257min 說明Vc===13.70m/min 按《工藝設(shè)計(jì)》表3-37 V=15m/min是適合的，另外鉆 中心孔所消耗的功率不大，可免于校驗(yàn)機(jī)床功率。 工序V：粗車節(jié)軸各部及φ95端面 機(jī)床：臥式車床C630 夾具：頂尖 量具：卡規(guī) 刀具：高速鋼成形車刀（W18G4V） 1、 確定切削用量 ap=2mm f=0.04～0.08 取f=0.05m/r 2、 計(jì)算切削速度 Vc=kv 其中：T=120min (見表1.9) Cv=20.3 m=0.3 Xv無 yv=0.5 (見表1.27) Vc=×18.35m/min 在計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速時(shí)需注意，節(jié)軸各處直徑不同，為便于 選統(tǒng)一轉(zhuǎn)速應(yīng)計(jì)算平均直 ==49.5mm n===118r/min 按機(jī)慶選取nc=478r/min Vc===91.6m/min 3、校驗(yàn)機(jī)床功率 Fc=CFC·aPXFc·fyFc·VCnFc·kFc 見《切削用量》表1.29 CFc=1855 XFc=1.0 yFc=0.75 nFc=0 kFc=90% Fc=1855×21.0×0.050.75×9.160×0.9 =353.1N Fc=353.1N Pc==0.54kw 4、計(jì)算切削時(shí)間 Tj=i 其中：L=+L1 L1=+(2～3)見《工藝簡明》 i=1 L1=+2=4mm L=+4=14.5mm Tj=×1=0.607min 5、車φ95端面時(shí)切削用量 刀具：YT15kr=90°車刀 ap=2 f=0.15mm/r vc=91.6m/min(nc=478r/min) 6、校驗(yàn)機(jī)床功率 Fc=1855×21.0×0.150.75×91.60×0.9 =804.8N Pc==1.23kw 7、計(jì)算機(jī)動時(shí)間 Tj=I 其中：L=+L1+L2+L3 L1=+(2～3)= +2 =4mm L2=3～5 取L2=4mm L3=0 L=+4+4+0=27mm Tj==0.376min 8、φ30處車削 在成形車削后，φ30處僅需二次車 刀具：硬質(zhì)合金YT15 kr=90° r0=20°α0=12° rε=0.5mm aS=-5° 刀桿20×30 ap=4.6mm f=0.5mm/r(《切削用量》表1.4 vc=Kv (表1.27) 其中：T=60min(表1.9) m=0.2 Xv=0.15Cv=242 yv=0.35 Kv=Kmv·Kkrv·Kr0v=0.77×0.81×0.94 vc=×0.586=63.4m/min n===497r/min 按機(jī)床選nC=478r/min vc= FC=CFc·apXFc·fyFc·vcnFc·KFc 其中：CFc=2795 xFc=1.0 yFc=0.75 nFc=-0.15 KFc=Kmfc·KKrFc·Kr0Fc =0.75×0.89×0.9 Pc===2.52kw 臥式車床C630主電機(jī)功率為10kw ∴滿足要求 計(jì)算機(jī)動時(shí)間： Tj=·i=×1 9、空刀槽φ27、φ39的加工及倒角加工 Tj==0.195min 說明加工空刀槽采用刀具YT15切斷刀，倒角加工所用 時(shí)間可忽略不計(jì) 10、本工序所用機(jī)動時(shí)間 =0.607+0.376+0.142+0.195=1.32min 工序VIII：半精車節(jié)軸部φ30、φ40、φ55處外圓及φ95端面 工件材料：40MnB合金鋼調(diào)質(zhì)HB240-270σb=980Mpa 機(jī) 床：專用液壓仿形車床 夾 具：頂尖 量 具：卡規(guī) 刀 具：YT15 Kr=90°車刀 1、切削用量確定 ap=0.7mm (φ30、φ40、φ55外圓)f=0.3mm/r 按機(jī)床選取nc=710r/min Tj==0.55min ap=0.7 f=0.3 nc=710(φ95端面) Tj===0.126min 2、計(jì)算機(jī)動時(shí)間 =0.55+0.126=0.676min 工序IX:磨削φ40、φ55達(dá)要求并帶φ95端面 機(jī) 床：M115W 夾 具：頂尖 量 具：卡規(guī) 刀 具：GZ60ZR2AP300×40×121砂輪 《工藝設(shè)計(jì)》表4-10 1、磨削時(shí)切削用量 ap=0.15mm(分二次磨削) n砂輪=2200r/min v砂輪===2073.3m/min 根據(jù)機(jī)床選取主軸轉(zhuǎn)速n=450r/min vc===57.4m/min 2、計(jì)算機(jī)動時(shí)間 Tj=i 見《工藝設(shè)計(jì)》表5-13 其中：L—磨輪行程長度 Zb—單面加工余量 K—局部修磨系數(shù) n—工件轉(zhuǎn)速 fa—軸向進(jìn)給量 frd—單行程磨削深度 fa=0.0092 frd=0.6B=0.6×40=24mm Tj1=×2=0.284min(φ40處) Tj2=×2=0.49min(φ55處) Tj2=×2=0.17min(φ95端面) =0.28+0.49+0.17=0.944min 工序X：銑主銷孔兩端面至227.5 機(jī) 床：專用機(jī)床 夾 具：專用氣動夾具 量 具：卡規(guī) 刀 具：YT15 75°端面銑刀 D=100mm Z=5 1、確定切削用量 ap=3.75mm fz=0.07mm/z v=90m/min n===286.5 按機(jī)床選擇nc=355r/min vc===115.3m/min Tj= 其中：L=78mm L1=0.5(d-)++(1～2) =0.5(100-++2 L2=1～3mm 取L2=3mm fMz=fz·z·n=0.07×5×355 Tj==0.83min 工序XI：鉆、擴(kuò)、鉸φ41主銷孔锪孔φ85、φ67軸承主端面及鉆、攻4-M8螺紋孔 機(jī) 床：專用組合機(jī)床 夾 具：專用全動夾具 量 具：塞規(guī) 一、鉆主銷孔至φ39 刀具：標(biāo)準(zhǔn)圓柱錐柄麻花鉆d=39mm 見《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》簡稱《工藝人員》 1、ap===19.5mm f=0.4mm/r 按機(jī)床選取nc=250r/min vc== vc=30.63m/ 2、Tj=見《工藝簡明》表6.2-5 l1=ctgkr+（1-2）=19.5+1.5=21mm Tj==0.93min 3、校驗(yàn)機(jī)床功率 Mc=CM·d0ZM·fyM·KM =0.305×392.0×0.40.8×1.0 ∴Pc===5.835kw Pc=5.835kw 滿足機(jī)床主電機(jī)容量 二、擴(kuò)主銷孔至φ40.5 刀具：φ40.5錐柄擴(kuò)孔鉆 量具：塞規(guī) 1、切削用量ap=0.75mm f=（2.2～2.4）f鉆 取f=0.8mm/r vc=V鉆 ∴選nc=160r/min V===20.36m/min 2、Tj===0.59min 三、鉸孔至φ41+0.039 0 刀具：硬質(zhì)合金鉸刀d=41mm 1、ap=0.25mm V=0.238m/s=14.28m/min 見《工藝設(shè)計(jì)》表3-44 f=1.3mm/r 按機(jī)床選取nc=115r/min Vc===14.81m/min 2、Tj===0.743min 見《工藝簡明》表6.2-5 四、锪孔φ85、φ67 機(jī)床：專用組合機(jī)床 夾具：專用夾具 刀具：專用復(fù)合锪刀 量具：塞規(guī) 1、锪孔φ67+0.2 0 ap=13mm f=0.20mm/r v=12m/min 見《工藝人員》表10-90 nc===57.01r/min 按機(jī)床選取nc’=70r/min ∴Vc== 2、計(jì)算機(jī)動時(shí)間 Tj====1.14min 3、锪孔φ85 Tj===0.393min 五、鉆攻4-M8螺紋孔 機(jī)床：專用鉆攻組合機(jī)床 夾具：專用夾具 量規(guī)：塞規(guī)、螺紋塞規(guī) 刀具：復(fù)合絲錐《金屬切削手冊》簡稱《金切》 1、鉆孔切削用量 ap=3.35 f=0.15 v=15m/min nc===712.6r/min 按機(jī)床選取nc=750r/min V===15.79m/min Tj===0.222min 2、攻絲 ap=0.65 f=1.25 v=6.67m/min nc===265r/min 按機(jī)床選取nc=270 r/min Tj=·（+） ==0.11min 工序XII：銑φ85上耳端面及下耳內(nèi)側(cè)R42內(nèi)側(cè)端面 機(jī) 床：專用機(jī)床 夾 具：專用夾具 量 具：卡規(guī) 刀 具：YT15鑲齒三面刀盤銑刀D=3.5 Z=24 d=50mm B=20mm 1、fz=0.10mm/z v=70m/min 見《金切》 nc===70.74r/min 按機(jī)床選取nc=75 r/min vc===74.22m/min Tj= 見《工藝簡明》表6.2-7 其中： L2=2～5取L2=3.5mm 2 fmz=180mm/ Tj==1.22min 銑R42內(nèi)側(cè)端面 刀 具：YT15鑲齒三面刀盤銑刀D=200mm Z=22 d=50mm 表8-38 1、ap=6mm fz=0.12mm/z v=70m/min見《金切》 ∴n===111.4r/min 按機(jī)床選取nc=118r/min vc===74.14m/min 2、計(jì)算機(jī)動時(shí)間 Tj= 見《工藝簡明》表6.2-7 其中：l=50mm l1=+(1～3)=+2 l 取l2=4mm fmz=fz·n·z=0.12×118×22=311.5mm/min ∴Tj==0.5min 工序XIII：銑上、下耳部R27端面 機(jī) 床：專用機(jī)床 夾 具：專用夾具 量 具：卡規(guī) 刀 具：YT15.75°端面銑刀D=110mm d=32mm z=8 1、ap=6mm fz=0.12mm/z v=70m/min n===202.56r/min 按機(jī)床選取nc=200r/min vc===69.12m/min 工作臺進(jìn)給量fmz=fz·z·nc=0.12×8×200 Tj= 見《工藝簡明》表6.2-7 其中：l=53 L1=0.5(d-++(1-2) =0.5(110-++2 L2=1～3取L2=3mm Tj==0.36min 工序XIV：鉆、鉸錐孔φ29錐度1:8鉆2-ZG注油孔并攻 絲 機(jī) 床：專用組合機(jī)床 夾 具：專用夾具 量 具：塞規(guī) 刀 具：標(biāo)準(zhǔn)圓柱錐柄柄麻花鉆d=28.8mm 鉆孔至φ28.8+0.21 0 ap=14.4mm f=0.4mm/r 按機(jī)床選取nc=300r/min vc===27.14m/min Tj===0.57min 見《工藝簡明》表6.2-5 鉸孔至φ29+0.021 0 刀具：專用錐鉸刀 量具：塞規(guī) ap=0.1mm f=0.5mm/r 按機(jī)床選取nc=150r/min vc==13.67m/min Tj=見《工藝設(shè)計(jì)》表5-5 其中：LP= kr==7.125 ∴ LP==50mm L1=1～2取L1=1mm ∴Tj==0.68min 鉆、攻注油孔2-ZG 機(jī)床：鉆攻組合機(jī)床 夾具：專用夾具 刀具：專用復(fù)合刀具 量具：塞規(guī)，螺紋塞規(guī) 鉆孔φ8.2 1、ap=4.1mm f=0.14mm/r v=15m/min nc===582.3m/min 按機(jī)床選取nc=620r/min vc===15.97m/min 2、計(jì)算機(jī)動時(shí)間 Tj===0.23min