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1、学士学位毕业设计 汽车转动轴滑动叉加工 工艺规程及其夹具设计 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 所在学院：所在学院： 专专 业：业： 摘 要 过对零件进行工艺分析可知，本零件共有两组加工表面（以 花键孔50mm 为中心的加工表面和以孔为中心的加工表面） ，他们之间有一定的位置要mm39 求，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，这样易于 保证他们之间的位置精度要求。由于生产类型属于大量生产，故应采用专用机床 配以高效率的专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。在夹具设计中采用气 动夹紧，缩短辅助时间。 关键词：传动轴滑动叉；工艺规程；夹具设计 Abstract T
2、hrough the process analysis we can know that this component part have two groups of finishing surfaces altogether, and there are certain placement requirements between them. We can finish one group of surfaces first ,then with the help of dedicated clamp device to finish another , thus we can easily
3、 guarantee the placement accuracy between them . As the production type belongs to the mass production, so we should adopt dedicated machine tools to match high efficient dedicated clamp device, and make the maching operations concentrate as far as possible on improving productivity. Keywords: Proce
4、ss ; Clamp device; 目目 录录 摘 要.I ABSTRACT.II 前 言. 1 零件的分析 1 1.1 零件的作用.1 1.2 零件的工艺分析.1 2 工艺规程的设计2 2.1 确定毛坯的制造形式 2 2.2 基面的选择.2 2.3 制定工艺路线.2 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.5 2.5 确定切削用量及基本工时.6 3 夹具设计 .18 3.1 问题的提出19 3.2 夹具设计19 4 结论 .20 参考文献.22 致 谢.23 前前 言言 面对国际汽车巨头加大中国市场的投入，中国汽车企业感到巨大压力。如何 在国内市场中站稳脚，抢占国际市场成为摆在每个
5、汽车生产厂家面前的现实问题。 汽车制造商们遂采取保障质量、降低成本、提高管理、优化服务等措施来提升自 己的竞争力。汽车大战正在进行！要保证质量、降低成本必须从每个零件做起， 零件的机械加工工艺规程及工艺装备的研究是这一环节的核心内容。通过对零件 精心细致的工艺分析，来选择恰当的毛坯制造方式，正确地解决一个零件在加工 中的定位、夹紧以及工艺安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量；根 据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理且能保证加工质量的夹 具。从而达到在保障质量的前提下达到高生产率、经济性（包括利润和经济效益） 的目的。 1 零件的分析 1.1 零件的作用 汽车传动轴滑动叉位
6、于转动轴的端部。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 0.027 0.010 39mm 针轴承并与十字轴相连，起万向联轴节的作用。零件外圆内为 花65mm50mm 键孔与传动轴端部的花键孔相配合，用于传递动力之用。 1.2 零件的工艺分析 万向节滑动叉共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1.2.1 以 mm39 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括，两个的孔及其倒角，尺寸为的 0.027 0.010 39mm 0 0.07 118mm 与两个
7、孔相垂直的平面，还有在平面上的四个螺钉。其中，主要 0.027 0.010 39mm 8M 加工表面为的两个孔。 0.027 0.010 39mm 1.2.2 以 50mm 花键孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 十六齿花键孔， 阶梯孔，以及 0.039 0 50mm 55mm 的外圆表面和 的外螺纹表面。65mm60 1Mmm 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： （1）花键孔与二孔中心连线的垂直度公差为 0.039 0 50mm 0.027 0.010 39mm 100：0.2； （2）二孔外端面对孔垂直度公差为；mm39mm390.1mm （3）花键槽宽中心线与中心线偏转
8、角度公差为。 0.039 0 50mm mm392 由以上分析可知，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，并且保证他们之间的位置精度要求。 2 工艺规程的设计 2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 45 钢。考虑汽车在运行中要经常加速及正、反向行驶，零件在工 作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维 尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为 100，000 件，已经达到大 量生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这从提高生产率、 保证加工精度上考虑，也是应该的。 2.2 基面的选择 基面选择是工
9、艺规程中的重要工作之一。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，如果以外圆（或者外圆）表面作基准（四点定位） ，则可能65mm62mm 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） ，现选取叉部两个孔的不加工外轮
10、廓表面作为粗基准，利用一组共两mm39 个 V 形块支撑这两个的外轮廓作主要定位面，以消除 x、y 平动和转动共mm39 四个自由度，再利用一对定心的窄口卡爪，支持在外圆柱面上，用以消除65mm z 平动和转动共两个自由度，达到完全定位。 2.2.2 精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行 尺寸换算，这在以后还要进行专门计算，此处不再重复。 2.3 制定工艺路线 零件的机械加工工艺路线是工艺规程设计的中心问题，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量生产，故采用专
11、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率。 2.3.1 工艺路线方案一 工序 粗二孔及倒角。mm39 工序 粗铣、精铣二孔端面。mm39 工序 拉二孔。mm39 工序 车端面及，外圆并车螺纹。mm62mm60mmM160 工序 钻、扩花键底孔，并锪沉头孔，内花键孔倒角，mm43mm55 305 钻锥螺纹底孔。81Rc 工序 拉花键孔。 工序 钻叉部 4-螺纹底孔并倒角，攻螺纹及8M84M底孔。81Rc 工序 终检。 2.3.2 工艺路线方案二 工序 车端面及，外圆并车螺纹。mm62mm60mmM160 工序 两次钻孔并扩花键底孔，并锪沉头孔.mm43mm55 工序 倒角。 3
12、05 工序 钻锥螺纹底孔。81Rc 工序 拉花键孔。 工序 粗铣二孔端面。mm39 工序 扩二孔并锪倒角。mm39 452 工序 拉两个孔至图样尺寸。mm39 工序 磨二孔端面。mm39 工序 钻螺纹底孔并倒角。8M 工序 攻螺纹及mmM84底孔。81Rc 工序 终检。 2.3.3 工艺方案的比较与分析 工艺路线方案一与工艺路线方案二相比较工序更加集中，工艺路线方案一用 工序代替工艺路线方案二中的工序、工序、工序。用工序代替方案二 中的工序、工序。用一台组合机床完成几台机床的工作，减少工件装夹的次 数，易于保证加工面相互位置精度，减少工件在工序间的运输，减少辅助时间和 准备终结时间。 方案一是
13、先加工以花键孔为中心的一组表面，然后以此为基准面加工 二孔；而方案二则与此相反，先是加工二孔，然后再以此二孔为基mm39mm39 准加工花键孔及其外表面。两相比较可以看出，先加工花键孔后再以花键孔定位 加工二孔，这时的位置精度较易保证，并且定位及装夹等比较方便。mm39 工艺路线一在加工两孔端面时采用的方法是粗铣、精铣；工艺路线二mm39 则采用两道工序：先粗铣二孔端面，然后再磨二孔端面。通过仔细mm39mm39 考虑零件的技术要求就会发现，图样规定：二孔中心线与花键孔中mm39mm55 心线垂直，垂直度公差为 100：0.2；二孔与其外端面也垂直，垂直度公差mm39 为 0.1。由此可以看出
14、：因为二孔的中心线要求与花键孔中心mmmm39mm55 线相垂直，因此，加工及测量孔时应以花键孔为基准。这样做，能保证设mm39 计基准与工艺基准相重合。在上述工艺路线制订中也是这样做的。同理， 二孔与其外端面的垂直度（0.1）的技术要求在加工于测量时也应遵循mm39mm 上述原则。但工艺路线方案一却没有这样做：二孔加工时，以花键mm39mm55 孔定位（这是正确的） ；而孔端面加工时也是以花键孔定位。这样mm39mm55 做从装夹上看似乎比较方便，但却违反了基准重合的原则，造成了不必要的基准 不重合误差。具体的说，当二孔的外端面以花键孔定位时，如果两个端面mm39 的中心线与还键孔中心线已保
15、证绝对平行的话（这是很难的） ，那么由于 二孔中心线与花键孔中心线仍有 100：0.2 的垂直度公差，则二孔mm39mm39 与其外端面的垂直度误差就会很大，甚至会造成超差而报废。这就是由于基准不 重合而造成的恶果。工艺路线二中先粗铣二孔端面，然后以孔为基mm39mm39 准，磨二孔外端面。这样做，就可以修正由于基准不重合造成的加工误差，mm39 同时也照顾了原有的加工路线中装夹较方便的特点。 综合工艺路线方案一和工艺路线方案二的优缺点，确定最后的加工路线如下： 工序 车端面及外圆，并车螺纹。以两个叉耳外mm62mm60mmM160 轮廓及外圆为粗基准，选用专用机床并加专用夹具。mm65 工序 钻、扩花键底孔，并锪沉头孔，内花键孔倒角，mm43mm55 305 钻锥螺纹选用专用机床并加专用夹具。底孔。81Rc 工序 拉花键孔。利用花键内底孔、端面及锥螺纹底孔定位。mm5581Rc 工序 粗铣二孔端面，以花键孔及端面定位，选用专用机床并加mm39 专用夹具。 工序 扩二孔及倒角。以花键孔及端面定位。选用专用机mm39 452 床并加专用夹具。 工序 拉两个孔至图样尺寸，利用内孔、端面定位。mm39mm39mm39 选用专用机床并加专用夹具。 工序 磨二孔端面，保证尺寸。选用专用机床并加专用mm39mm
