畢業(yè)設(shè)計(jì)----萬向節(jié)滑動(dòng)叉工藝過程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在工程機(jī)械和會(huì)去裝置中，由于總體布置上的需要，都要用到萬向傳動(dòng)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(dòng)力，在工作中相對位置不斷發(fā)生變化的兩軸間傳遞動(dòng)力。萬向傳動(dòng)裝置一般是由萬向節(jié)和傳動(dòng)軸組成，有時(shí)還要有中間支承，發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)汽車的變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間。當(dāng)變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)將傳動(dòng)軸分成兩段甚至多

2、段，并加設(shè)中間支承。</p><p>　　萬向節(jié)是實(shí)現(xiàn)變角傳遞的機(jī)件，勝于需要改變傳動(dòng)軸線方向的地方。</p><p>　　萬向節(jié)滑動(dòng)叉就是將萬向節(jié)叉和滑動(dòng)花鍵副的一部分組合起來，使其成為一個(gè)零件，其特征是該萬向節(jié)滑動(dòng)叉為采用管材制作的萬向節(jié)叉與滑動(dòng)套為一體的整體式結(jié)構(gòu)，其端部呈叉形結(jié)構(gòu)，并沒有兩個(gè)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(dòng)叉，不僅加工容易、成本

3、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(dòng)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節(jié)會(huì)去裝置的結(jié)構(gòu)，也滿足功能要求，因此對萬向節(jié)滑動(dòng)叉的研究有極大的實(shí)際意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：萬向節(jié)滑動(dòng)叉 零件 工藝規(guī)程 設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　緒 論…………………………………

4、…………………………………………………3</p><p>　　1. 零件的分析……………………………………………………………………………3</p><p>　　1.1 零件的作用…………………………………………………………………………3</p><p>　　1.2 零件的工藝分析……………………………………………………………………3</p><

5、;p>　　1.2.1 以Φ39mm孔為中心的加工表面…………………………… …………………3</p><p>　　1.2.2 以Φ50mm花鍵孔為中心的加工表面……………………………………………3</p><p>　　2. 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………3</p><p>　　2.1確定毛坯的制造形式……………………

6、……………………………………………3</p><p>　　2.2基面的選擇……………………………………………………………………………3</p><p>　　2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………………………4</p><p>　　2.2.2精基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………………………4</p><p

7、>　　2.3制定工藝路線…………………………………………………………………………4</p><p>　　2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定………………………………………6</p><p>　　2.4.1外圓表面……………………………………………………………………………6</p><p>　　2.4.2 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差……………

8、…………………… 6</p><p>　　2.4.3花鍵孔………………………………………………………………………………7</p><p>　　2.4.4 Φ39mm 二孔外端面的加工余量…………………………………………………7</p><p>　　2.5 Φ39mm 二孔外端面的加工余量……………………………………………………8</p><p&g

9、t;　　3. 夾具的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………8</p><p>　　3.1 問題的提出…………………………………………………………………………8</p><p>　　3.2 夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………8</p><p>　　3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………

10、……………………8</p><p>　　3.2.2 切削力及夾緊力計(jì)算……………………………………………………………9</p><p>　　3.3 定位誤差分析………………………………………………………………………9</p><p>　　結(jié)論………………………………………………………………………………………10</p><p>　　參考文

11、獻(xiàn)…………………………………………………………………………………11</p><p>　　致謝………………………………………………………………………………………12</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)從零件的分析，工藝規(guī)格設(shè)計(jì)，及加工過程中部分夾具的設(shè)計(jì)三個(gè)方面，闡述了萬向節(jié)滑動(dòng)叉的設(shè)計(jì)與制造的全過程，

12、尤其在工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用了大量的科學(xué)的加工理論及計(jì)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(jī)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(shí)。</p><p>　　一、零件的分析1.1 零件的作用　　題目所給定的零件是汽車底盤傳動(dòng)軸上的萬向節(jié)滑動(dòng)叉，它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整

13、傳動(dòng)軸的長短及其位置。零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)Φ39mm的孔，用以安裝該針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件Φ65mm外圓內(nèi)為Φ50mm花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動(dòng)力之用。1.2 零件的工藝分析 萬向節(jié)滑動(dòng)叉共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：1.2.1 以Φ39mm孔為中心的加工表面 　 這一組加工表面包括：兩個(gè)Φ39mm的孔及其倒角，尺寸為118mm的與兩個(gè)孔Φ39m

14、m相垂直的平面，還有在平面上的四個(gè)M8螺孔。其中，主要加工表面為Φ39mm的兩個(gè)孔。1.2.2 以Φ50mm花鍵孔為中心的加工表面　 這一組加工表面包括：Φ50mm十六齒方齒花鍵孔，Φ55mm階梯孔，以及Φ65mm的外圓表面和M60X16mm的外螺紋表面?！?這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： 　 1)Φ50mm花鍵孔與</p><p>　　(1)工藝路線方案一 工序一：車外圓Φ

15、62mm，Φ60mm，車螺紋M60X1mm； 工序二：兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔Φ43mm，淴沉頭孔Φ55mm； 工序三：倒角5X30°； 工序四：鉆Rc1/8底孔； 工序五：拉花鍵孔； 工序六：粗銑Φ39mm二孔端面； 工序七：精銑Φ39mm二孔端面； 工序八：鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩個(gè)Φ39mm孔至圖樣尺寸并淴倒角2X45°； 工序九：鉆M8mm底孔Φ6.7

16、mm，倒角120°； 工序十：攻螺紋M8mm，Rc1/8； 工序十一：沖箭頭； 工序十二：檢查。 (2)工藝路線方案二 工序一：粗銑Φ39mm二孔端面； 工序二：精銑Φ39mm二孔端面； 工序三：鉆Φ39mm二孔； 工序四：鏜Φ39mm二孔； 工序五：精鏜Φ39mm二孔； 工序六：車外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60X1mm； 工序七

17、：鉆、鏜孔Φ43mm，并淴沉頭孔Φ55mm； 工序八：倒角5X30°； 工序九：鉆Rc1</p><p>　　兩內(nèi)孔毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT7一IT8之間，參照《工藝手冊》表2.3-9及表2.3—12確定工序尺寸及余量為：　 鉆孔：Φ25mm　 鉆孔：Φ37mm 　　　　　2z＝12mm　 擴(kuò)鉆：Φ38.7mm 　　　　2z＝1.7mm　 精鏜；Φ38

18、.9mm 　　　　2Z＝0.2mm　 細(xì)鏜：Φ39mm 　　　　　2z＝0.1mm2.4.3 花鍵孔　 要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。參照《工藝手冊》表2.3—9確定孔的加工余量分配：　 鉆孔Φ25mm　 鉆孔Φ41mm　 擴(kuò)鉆Φ42mm　 拉花鍵孔(16—Φ50mm*Φ43mm*5mm)　 花鍵孔要求外徑定心，拉削時(shí)的加工余量參照《工藝手冊》表2.3—19取2z＝1mm。2.4.4 Φ39m

19、m 二孔外端面的加工余量（加工與量的計(jì)算長度為118mm）　 1) 按照《工藝手冊》表2.2—25，取加工精度F2，鍛件復(fù)雜系數(shù)S3，鍛件重6kg，則二孔外端面的單邊加工余量為2.0一3.0mm，取Z＝2mm。鍛件的公差按《工藝手冊》表2.2—14，材質(zhì)系數(shù)取M1，復(fù)雜系數(shù)S</p><p>　　由圖可知：毛坯名義尺寸：118十2×2＝122(mm)　 毛坯最大尺寸：122十1.3×2＝

20、124.6(mm)　 毛坯最小尺寸：122—0.7×2＝120.6(mm)　 粗銑后最大尺寸：118十O.2×2＝118.4(mm)　 粗銑后最小尺寸：118.4—0.22＝ll8.18(mm)　 最后，將上述計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成表3：</p><p>　　2.5 確定切削用量及基本工時(shí)工序1：車削端面、外圓及螺紋。本工序采用計(jì)算法確定切削用量；工序2：鉆、擴(kuò)花鍵底孔Φ

21、43mm，及淴沉頭孔Φ55mm，選用機(jī)床C365L；工序3：Φ43mm內(nèi)孔50*30°倒角，選用臥式車床C620-1。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制定進(jìn)給量；工序4：鉆錐螺紋Rc1/8底孔(Φ8.8mm)；工序5：拉花鍵孔；工序6：粗銑Φ39mm二孔端面，保證尺寸；工序7：鉆、擴(kuò)Φ39mm二孔及倒角；工序8：精、細(xì)鏜Φ38.9mm二孔，選用機(jī)床：T740金剛鏜床；工序9：磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸；

22、工序10：鉆螺紋底孔4-Φ6.7mm，并倒角120°；工序11：攻螺紋4—M8mm及Rc1/8。</p><p>　　三、夾具的設(shè)計(jì)3.1 問題的提出　　夾具主要用來粗銑Φ39mm二孔的兩個(gè)端面，這兩個(gè)端面對Φ39mm孔及花鍵孔都有一定的技術(shù)要求。但加工本道工序時(shí)，Φ39mm孔尚未加工，而且這兩個(gè)端面在工序9還要進(jìn)行磨加工。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，面精

23、度則不是主要問題。3.2 夾具設(shè)計(jì)3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇　 由零件圖可知，Φ39mm二孔端面應(yīng)對花鍵孔中心線有平行度及對稱度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵孔定位的自動(dòng)定心夾具。但這種自動(dòng)定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜，因此這里只選用以花鍵孔為主要定位基面?！?為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把鑲齒三面刃銑刀對兩個(gè)孔端面同時(shí)進(jìn)行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。3.2.2

24、切削力及夾緊力計(jì)算　 刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀， z＝20 (見《切削手冊》表3.28) 其中：Cr＝65050，a=3.1mm，x＝1.0，f=0.08mm，y＝0.72，a＝40mm(在加工面上側(cè)量的近似值)＝O.86，d=225mm，q＝</p><p>　　當(dāng)用兩把刀銑削時(shí)，F(xiàn)'＝2F＝2912(N)　 水平分力：Fe＝1.1 F'＝3203(N)　

25、垂直分力：Fv=0.3F'＝873(N)　 在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K＝K1K2K3K4。 （參見常用設(shè)計(jì)資料）　 其中：K1為基本安全系數(shù)1.5；　 　　 　K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；　 　　　 K3為刀具鈍化系數(shù)1.1；　 　　　 K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1?！?所以　F'=KＦH＝1.5×1.1×1.1×1.1×3203=6395(N)

26、　 選用氣缸一斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，楔角=10，其結(jié)構(gòu)形式選用w型，則擴(kuò)力比i＝3.42。　 為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力N應(yīng)為：　 　　　　　　　N(f1十f2)＝ 所以：</p><p>　　其中f1及f2為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f1=f2＝0.25。則： </p><p>　　氣缸選用Φ100mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力p＝0.5MPa時(shí)，氣缸推力為3900N。由于己

27、知新楔機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比i＝3.42，故由氣缸產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力為　　　　　　　　 Nq＝3900i＝3900×3.42＝13338(N)　 此時(shí)Nq已大于所需的12790N的夾緊力，故本夾具可安全工作。3.3 定位誤差分析 定位元件尺寸及公差的確定夾具的主要定位元件為一花鍵軸，該定位花鍵軸的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相配花鍵軸的尺寸與公差相同，即16x43H11×50H8×5H10

28、mm。 零件圖樣規(guī)定Φ50mm花鍵孔鍵槽寬中心線與Φ39mm兩孔中心線轉(zhuǎn)角公差為2°。由于Φ39mm孔中心線應(yīng)與其外端面垂直，故要求Φ39mm二孔端面之垂線應(yīng)與Φ50mm?；ㄦI孔鍵槽寬中心線轉(zhuǎn)角公差為2°。此項(xiàng)技術(shù)要求主要應(yīng)由花鍵槽寬配合中的側(cè)向間隙保證。　 已知花鍵孔鍵槽寬為5mm，夾具中定位花鍵軸鍵寬為5mm，因此當(dāng)零件安裝在夾具中時(shí)，鍵槽處的最大側(cè)向間隙為：　　　　　　　　 0.048-(-0.0

29、65)=0.113(mm)　 由此而引起的零件最大轉(zhuǎn)角α為： </p><p>　　所以，α=0.258°　 即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。</p><p>　　計(jì)算Φ39mm二孔外端面銑加工后與花鍵孔中心線的最大平行度誤差?！?零件花鍵孔與定位心軸外徑的最大間隙為：　　　　　　　　 0.048-(-0.083)=0.131(mm)　 當(dāng)定位花鍵軸的長

30、度取l00mm時(shí)，則由上述間隙引起的最大傾角為0.131／100。此即為由于定位問題而引起的孔端面對花鍵孔中心線的最大平行度誤差。由于Φ39mm孔外端面以后還要進(jìn)行磨削加工，故上述平行度誤差值可以允許。結(jié)論</p><p>　　如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼機(jī)動(dòng)夾緊而不采用手動(dòng)夾緊。因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。本道工序的銑床夾具就選擇了氣動(dòng)夾緊方式。本工序由于是粗加工，切

31、削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這樣將使整個(gè)夾具過于龐大。因此，應(yīng)首先設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，盡量增加該夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比，三是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力(由0.4MPa增至0.5MPa)，以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾具總的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀(與塞尺配合

32、使用)；同時(shí)，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　盧秉恒. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第3版). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2008</p><p>　　周世學(xué). 機(jī)械制造工藝與夾具(第2版). 北京: 北京理工大學(xué)出版社,2006<

33、;/p><p>　　趙長發(fā). 機(jī)械制造工藝學(xué).哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué)出版社,2008</p><p>　　孟少農(nóng). 機(jī)械加工工藝手冊.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1991</p><p>　　李益民. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社1994</p><p>　　柯建宏. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).武漢: 華中科技大學(xué)出版社,200

34、8</p><p>　　王凡. 實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2008</p><p>　　王先逵. 機(jī)械制造工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的完成是在我們的導(dǎo)師****教授的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的。在每次設(shè)計(jì)遇到問題時(shí)老師不