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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目 萬向節(jié)滑動叉工藝及工裝設(shè)計(jì) 專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 學(xué) 號 118102117 學(xué) 生 姓 名 劉飛 指 導(dǎo) 教 師 焦 益 群 填 表 日 期 2015 年 5 月 25 日 1、 選題的依據(jù)及意義 制造是人類最主要的生產(chǎn)活動之一。他是指人類按照所需要目的，運(yùn)用主管掌握的知識和技能，應(yīng)用可利用的設(shè)備和工具，采取有效的方法，將原材料轉(zhuǎn)化為有利用價(jià)值的物資產(chǎn)品并投放到市場的全過程。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題名稱是萬向節(jié)滑動叉加工藝及專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。萬向節(jié)滑 動汽車后橋鋼板彈簧處在不同狀態(tài)時，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位置。萬向 節(jié)滑動叉就是將萬向節(jié)叉和滑動花鍵副的一部分組合起來，使其成為一個零件，其特 征是該萬向節(jié)滑動叉為采用管材制作的萬向節(jié)叉與滑動套為一體的整體式結(jié)構(gòu)，其端 部呈叉形結(jié)構(gòu)，并設(shè)有兩個十字銷孔，用于安裝十字萬向節(jié)；在管內(nèi)設(shè)有內(nèi)花鍵，這 種呈整體式結(jié)構(gòu)的滑動叉，不僅加工容易、成本低，而且強(qiáng)度高，故其使用壽命與傳 統(tǒng)的萬向節(jié)叉滑動套合件相比，有了成倍的提高。它的研究和使用可以簡化萬向傳動 裝置的結(jié)構(gòu)，也滿足功能要求，因此對萬向節(jié)滑動叉的研究有極大的實(shí)際意義。 在工程機(jī)械和汽車的傳動裝置中，由于總體布置上的需要，都要用到萬向傳動裝 置。它的功用主要是在兩軸不同心或有一定夾角的軸間傳遞動力，在工作中相對位置 不斷發(fā)生變化的兩軸間傳遞動力。萬向傳動裝置一般是由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時 還要有中間支承，主要用于以下一些位置：發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動汽車的變速器與驅(qū)動 橋之間。當(dāng)變速器與驅(qū)動橋之間距離較遠(yuǎn)時，應(yīng)將傳動軸分成兩段甚至多段，并加設(shè) 中間支承。 多軸驅(qū)動的汽車的分動器與驅(qū)動橋之間或驅(qū)動橋與驅(qū)動橋之間。由于車架 的變形，會造成軸線間相互位置變化的兩傳動部件之間。采用獨(dú)立懸架的汽車的與差 速器之間轉(zhuǎn)向驅(qū)動車橋的差速器與車輪之間。 在工程機(jī)械和汽車的傳動裝置中，由于總體布置上的需要，都要用到萬向傳動裝置。它的功用主要是在兩軸不同心或有一定夾角的軸間傳遞動力，在工作中相對位置不斷發(fā)生變化的兩軸間傳遞動力。萬向傳動裝置一般是由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還要有中間支承，主要用于以下一些位置：制造是人類最主要的生產(chǎn)活動之一。他是指人類按照所需要目的，運(yùn)用主管掌握的知識和技能，應(yīng)用可利用的設(shè)備和工具，采取有效的方法，將原材料轉(zhuǎn)化為有利用價(jià)值的物資產(chǎn)品并投放到市場的全過程。 1、發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動汽車的變速器與驅(qū)動橋之間（見圖D－C4－1(a)）。 2、多軸驅(qū)動的汽車的分動器與驅(qū)動橋之間（見圖D－C4－1(b)）。 3、軸線間相互位置變化的發(fā)動機(jī)與變速器之間。（見圖D－C4－1(c)。 4、采用獨(dú)立懸架的汽車的與差速器之間（見圖D－C4－1(d)）。 5、轉(zhuǎn)向驅(qū)動車橋的差速器與車輪之間（見圖D－C4－1(e)）。 6、汽車的動力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中（見圖D－C4－1(f)）。 萬向節(jié)滑動叉就是將萬向節(jié)叉和滑動花鍵副的一部分組合起來，使其成為一個零件，其特征是該萬向節(jié)滑動叉為采用管材制作的萬向節(jié)叉與滑動套為一體的整體式結(jié)構(gòu)，其端部呈叉形結(jié)構(gòu)，并設(shè)有兩個十字銷孔，用于安裝十字萬向節(jié)；在管內(nèi)設(shè)有內(nèi)花鍵，這種呈整體式結(jié)構(gòu)的滑動叉，不僅加工容易、成本低，而且強(qiáng)度高，故其使用壽命與傳統(tǒng)的萬向節(jié)叉滑動套合件相比，有了成倍的提高。它的研究和使用可以簡化萬向傳動裝置的結(jié)構(gòu)，也滿足功能要求，因此對萬向節(jié)滑動叉的研究有極大的實(shí)際意義。 二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）： 十字軸式剛性萬向節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高的優(yōu)點(diǎn)，但在兩軸夾角α不為零 的情況下，不能傳遞等角速轉(zhuǎn)動。主要用于傳遞角度的變化，一般由突緣叉、十字軸 帶滾針軸承總成、萬向節(jié)叉或滑動叉或花鍵軸叉、滾針軸承的軸向固定件等組成。萬 向節(jié)叉是一個叉形零件，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件，也有采用中碳鋼的 精密鑄造件。 汽車工業(yè)的發(fā)展對高品質(zhì)、低成本鍛件的需求不斷上升。轉(zhuǎn)向萬向節(jié)滑動叉是一 個重要的汽車零件，其形狀復(fù)雜，尺寸精度和形位公差要求高，鍛造工藝性差。目前， 國內(nèi)各主要鍛造廠主要采用開式模鍛工藝進(jìn)行生產(chǎn)，鍛件成形質(zhì)量差，材料利用率低。 因此迫切需要一種新的加工工藝，以提高成形質(zhì)量，減少材料浪費(fèi)，降低成本。 滑動叉?zhèn)鹘y(tǒng)上采用的開式模鍛工藝生產(chǎn)，飛邊大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重且尺寸精度差。 為了降低鍛件成本，針對滑動叉的形狀特征，又提出了一些先進(jìn)的工藝方案，比如一 種少無飛邊模鍛的新工藝，使預(yù)制毛坯在封閉的模膛內(nèi)成形，實(shí)現(xiàn)鍛件近凈成形。根 據(jù)體積不變原則對計(jì)算毛坯進(jìn)行處理得到預(yù)制毛坯。 滑動叉形狀復(fù)雜，而且叉桿部截面呈圓形，傳統(tǒng)的整體閉式模鍛工藝難以實(shí)現(xiàn)無 飛邊鍛造。在研究傳統(tǒng)無飛邊鍛造工藝和擠壓工藝的基礎(chǔ)上，開發(fā)了滑動叉無飛邊閉 式模鍛新工藝，以滿足滑動叉的無飛邊鍛造的要求。 無飛邊鍛造工藝是一種先進(jìn)的鍛造工藝，通常用于高品質(zhì)鍛件的生產(chǎn)。與有飛邊 鍛造工藝相比，無飛邊鍛造工藝中鍛件在封閉的模腔內(nèi)成形，不產(chǎn)生飛邊，節(jié)省材料， 成形精度高，可實(shí)現(xiàn)鍛件的近凈成形或凈成形。 有限元模擬研究表明，與開式模鍛工藝相比，無飛邊和小飛邊閉式模鍛新工藝具 有鍛件精度高、成形質(zhì)量好、材料利用率高、所需設(shè)備噸位小等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的工 業(yè)應(yīng)用前景。 隨著科技的發(fā)展，機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)，夾具是 機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向 發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 十字軸式剛性萬向節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高的優(yōu)點(diǎn)，但在兩軸夾角α不為零的情況下，不能傳遞等角速轉(zhuǎn)動。主要用于傳遞角度的變化，一般由突緣叉、十字軸帶滾針軸承總成、萬向節(jié)叉或滑動叉或花鍵軸叉、滾針軸承的軸向固定件等組成。萬向節(jié)叉是一個叉形零件，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件，也有采用中碳鋼的精密鑄造件。 汽車工業(yè)的發(fā)展對高品質(zhì)、低成本鍛件的需求不斷上升。轉(zhuǎn)向萬向節(jié)滑動叉是一個重要的汽車零件，其形狀復(fù)雜，尺寸精度和形位公差要求高，鍛造工藝性差。目前，國內(nèi)各主要鍛造廠主要采用開式模鍛工藝進(jìn)行生產(chǎn)，鍛件成形質(zhì)量差，材料利用率低。因此迫切需要一種新的加工工藝，以提高成形質(zhì)量，減少材料浪費(fèi)，降低成本。 滑動叉?zhèn)鹘y(tǒng)上采用的開式模鍛工藝生產(chǎn)，飛邊大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重且尺寸精度差。為了降低鍛件成本，針對滑動叉的形狀特征，又提出了一些先進(jìn)的工藝方案，比如一種少無飛邊模鍛的新工藝，使預(yù)制毛坯在封閉的模膛內(nèi)成形，實(shí)現(xiàn)鍛件近凈成形。根據(jù)體積不變原則對計(jì)算毛坯進(jìn)行處理得到預(yù)制毛坯。 如圖1所示的滑動叉形狀復(fù)雜，而且叉桿部截面呈圓形，傳統(tǒng)的整體閉式模鍛工藝難以實(shí)現(xiàn)無飛邊鍛造。在研究傳統(tǒng)無飛邊鍛造工藝和擠壓工藝的基礎(chǔ)上，開發(fā)了滑動叉無飛邊閉式模鍛新工藝，以滿足滑動叉的無飛邊鍛造的要求。 無飛邊鍛造工藝是一種先進(jìn)的鍛造工藝，通常用于高品質(zhì)鍛件的生產(chǎn)。如圖2所示，與有飛邊鍛造工藝相比，無飛邊鍛造工藝中鍛件在封閉的模腔內(nèi)成形，不產(chǎn)生飛邊，節(jié)省材料，成形精度高，可實(shí)現(xiàn)鍛件的近凈成形或凈成形。 有限元模擬研究表明，與開式模鍛工藝相比，無飛邊和小飛邊閉式模鍛新工藝具有鍛件精度高、成形質(zhì)量好、材料利用率高、所需設(shè)備噸位小等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。 圖1 滑動叉鍛件 三、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案： 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是繪制萬向節(jié)滑動叉零件圖并編制其機(jī)械加工工藝規(guī)程,對典型的工序設(shè)計(jì)專用夾具，并繪制專用夾具裝配圖和專用夾具的主要零件圖。 在說明書中詳細(xì)地說明了成批大量生產(chǎn)某解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉 的工藝規(guī)程的制定過程。 1．查閱資料，英文資料翻譯（5000字），開題報(bào)告 2．繪制萬向節(jié)滑動叉零件圖并編制其機(jī)械加工工藝規(guī)程一份 3．設(shè)計(jì)并繪制典型工序的專用夾具裝配圖2套 4．繪制夾具主要零件圖若干張 5．編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（畢業(yè)論文）一份 四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度 （1）目標(biāo)：在對萬向節(jié)滑動叉進(jìn)行分析的同時，按照老師規(guī)定的技術(shù)要求，比較不同的工藝規(guī)程，總結(jié)出其中的優(yōu)點(diǎn)和不中之處，然后指定具體的改進(jìn)方案，擬訂最佳方案。在老師的指導(dǎo)下，按時認(rèn)真地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 （2）主要特色：設(shè)計(jì)出自己的機(jī)械加工工藝和繪制典型的夾具裝配圖，并畫好零件圖。 （3）工作進(jìn)度： 1.查閱資料，英文資料翻譯，撰寫開題報(bào)告 第一周到—第三周 2．繪制萬向節(jié)滑動叉零件圖一份 ，設(shè)計(jì)并繪制零件三維圖形 第四周—第六周 3．編制萬向節(jié)滑動叉機(jī)械加工工藝規(guī)程一份 第七周—第八周 4．設(shè)計(jì)并繪制典型工序的專用夾具裝配圖1～2套 第九周—第十二周 5．繪制夾具主要零件圖若干張 （以上合計(jì)A0圖兩張） 第十三周—第十四周 6．編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（畢業(yè)論文）一份 第十五周—第十六周 7．畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 第十七周 五、參考文獻(xiàn) [1]．王先逵主編 機(jī)械制造工藝學(xué)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1997.10 [2]．孟少農(nóng)主編 機(jī)械加工工藝手冊，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [3]．陳宏鈞，方向明，馬素敏主編 典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實(shí)例，北京，機(jī)械工業(yè)出版 社，2005.1 [4]．劉友才，肖繼德主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，北京,機(jī)械工業(yè)出版社，1991.5 [5]．Boyes W EJigs and FixturesAmerica，SME，1982 [6].趙志修 機(jī)械制造工藝學(xué)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985. 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