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1、万向节滑动叉零件的机械加工工艺规程设计 摘要本次设计是汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉它位于传动轴的端部。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的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个孔，是用来安装滚针轴承并且与十字轴相连，起万向节轴节的作用。而零件外圆内的花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递动力之用。而这次的夹具也是用于装夹此零件，而夹具的作用也是为了提高零件的劳动生产率、保证加工质量、降低劳动强度。而夹具的另一个目的也是为了固定零件位置，使其得到最高的效率。设计说明一、计算生产纲领，确定生产类型设计题目为汽车底盘传动
2、轴上的万向节滑动叉，可知该产品为大批量生产。二.零件的分析1零件的作用汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉位于传动轴的端部。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的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上由两个39+0.027-0.010mm的孔，用已安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联轴节作用。零件65mm外圆内为50mm 与传动轴端部的花键轴相配合，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，它们之间是由一定的位置要求。现分析如下:（1） 以孔为39mm心的加工表面。这一组加工表面包括：两个39mm的孔及其倒角
3、，尺寸为118 mm的与两个孔39mm相垂直的平面，还有在平面上的四个M8螺孔。其中，主要加工表面为39mm的两个孔。（2）以50mm花键孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括: 50mm十六齿方齿花键孔，55mm阶梯孔，以及65mm的外圆表面和M601mm的外螺纹表面。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有以下位置要求：50mm花键孔与39 mm二孔中心联线的垂直度公差为100:0.2;39mm二孔外端面对39mm孔垂直公差度为0.1mm。50mm花键槽宽中心线与39mm中心线偏转角度公差为2由上分析可知，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
4、，并且保证它们之间的位置精度要求。三、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯的形状零件材料是45钢。考虑到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，保证零件的工作可靠性。由于零件属于中或者大批量生产，而且零件的尺寸不大，故可采用模锻成型。这对提高生产率、保证加工质量也是有利的。零件的形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，各内孔不锻出。毛坯的尺寸通过确定加工余量后决定，那是再设计、绘制毛坯图。四、工艺规程设计1定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得正确与合理，可以使
5、得加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量报废，使得生产无法正常进行。（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。但对本零件来说，如果以65mm外圆(或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部不对称。按照有关粗基准的选择原则，现选取叉部两个39mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个V形块支承这两个39 mm的外轮廓作主要定位面，以消除X移动、X转动、Y移动、Y转动四个自由度；再用一对自动定心的窄口卡爪夹持在65mm外圆柱面上（夹持短），用以消除Z移动Z转动两个
6、自由度，达到完全定位。（2）精基准的选择：精基准的选择主要应该考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有外圆、内孔、端面、内螺纹等，材料为45钢。参考机械制造工艺设计手册（以下简称工艺手册）表1.4-6、表1.4-7、表1.4-8、表1.4-14、表1.4-17等，其加工方法选择如下：（1）62mm外圆面 为标注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT13；表面粗糙度为Rz200m相当于Ra50m，只需进行粗车（表1.4-6）（2）M601-6h外螺纹 普通螺纹，精度等级为中等级，表面粗糙度为Ra3.2m,需进行粗
7、、精车削（表1.4-1、表1.4-14、表1.4-17）（3）M601-6h端面 端面至39mm孔轴线长度为185mm,为未标注公差尺寸，按IT12级；表面粗糙度为Rz200m相当于Ra50m，只需进行粗车（表1.4-8）（4）43mm花键底孔 公差等级为IT11；表面粗糙度为Rz50m（相当于Ra12.5m）,毛坯为实心，未冲出孔。采用钻孔（扩）钻孔扩孔（表1.4-7）（5）55mm沉头孔 为未标注公差尺寸，按IT12级；表面粗糙度为Ra6.3m，在加工43mm花键底孔后，锪55mm沉头孔即达要求（表1.4-7）（6）花键孔 要求花键孔为外径定心，表面粗糙度为Ra1.6m，故采用拉削加工（表
8、1.4-17）（7）39mm两孔（叉部） 公差等级介于IT7-IT8：表面粗糙度为Ra3.2m，毛坯为实心，未冲出孔。采用钻孔（扩）钻孔扩孔半粗镗精镗（表1.4-7）（8）39两孔外端面 两孔外端面之间长度尺寸118mm，公差等级介于IT8-IT9：表面粗糙度为Ra6.3m。采用粗铣精铣加工方法（表1.4-8）（9）M8-6h四个螺纹（叉部） 精度等级为中等级：表面粗糙度为Ra6.3m。采用钻底孔攻螺纹（表1.4-17）（10）Rcl/8锥螺纹 普通螺纹。采用钻底孔攻螺纹（表1.4-17）（11）三处倒角 M601-6h外螺纹外径处的1.545倒角，表面粗糙度为Rz200m（相当于Ra50m）
9、,只需粗车即可（表1.4-6）；43mm花键底孔处的560倒角，表面粗糙度为Ra6.3m，只需粗车即可（表1.4-6）；M8-6h四个螺纹底孔处的2.545倒角，表面粗糙度为Rz50m（相当于Ra12.5m），只需锪钻即可（表1.4-7）由于生产类型为大批生产，故采用万能机床配以专用夹具， 尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还降低成产成本。确定的加工工艺为：工序1：车端面及外圆62mm，60mm，并车螺纹M601mm。以两个叉耳外轮廓(限制4点)及65mm外圆（限制2点）为粗基准定位，选用C620-1卧式车床和专用夹具。工序2：钻、扩花键底孔43mm，锪沉头孔55mm，以62mm外圆(限制
10、4点)及M601-6h端面(限制1点)为基准定位，选用C365L转塔车床。工序3：43mm花键底孔530倒角。以62mm外圆(限制4点)及55mm沉头孔端面(限制1点)为基准定位，选用C620-1车床和专用夹具。工序4：钻锥螺纹Rcl/8底孔8.8mm。选用Z525立式钻床及其专用钻模。这里安排钻Rcl/8底孔主要是为了下道工序拉花键孔时为消除回转自由度而设置的定位基准。本工序以43mm花键底孔(限制4点)及M601-6h端面(限制1点)定位，并利用叉部外轮廓消除回转自由度。工序5：中检。工序6：拉花键孔。利用43mm花键底孔(限制4点)、55mm沉头孔端面(限制1点)及Rcl/8锥螺纹底孔(
11、限制1点)定位，选用L6120卧式拉床加工。工序7：粗铣39mm二孔外端面，以花键孔(限制5点)及M601mm端面(限制1点)定位，选用X63卧式铣床加工工序8：钻、扩39mm二孔及其倒角。以花键孔(限制5点)及M601mm端面(限制1点)定位，选用Z535立式钻床加工。工序9：半精、精镗39mm二孔。选用T740型卧式金刚镗床及其专用夹具加工，以花键孔(限制5点)及及M601mm端面(限制1点)定位。工序10：磨39mm二孔外面，保证尺寸1180-0.07 mm，以39mm孔(限制4点)及花键孔(限制2点)定位，选用M7130平面磨床及其专用夹具。工序11：钻叉部四个M8mm螺纹底孔并倒角1
12、20。选用Z525立式钻床及其专用夹具，以花键孔(限制4点)及39mm(限制2点)孔定位。工序12：攻螺纹4-M8mm及Rcl/8。以花键孔(限制4点)及39mm(限制2点)孔定位，选用Z525立式钻床及专用夹具加工。工序13：冲箭头。用油压机加工。以花键孔(限制5点)及及M601mm端面(限制1点)定位。工序14：终检。4.确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图（1）确定毛坯余量（机械加工总余量）、毛坯尺寸及其公差，设计、绘制毛坯图铜质锻模件的机械加工余量根据JB3834-85和JB3835-85来确定。确定时，根据零件重量来初步估算毛坯锻件的重量，加工表面的加工精度，形状复
13、杂系数，由工艺手册表2.2-25查得除孔以外各内外表面的加工总余量（毛坯余量）。孔的加工总余量由表2.2-24查得。表2.2-24和表2.2-25中的余量为单边余量。本零件“万向节滑动叉”零件材料为45钢，硬度HBS为207241，毛坯重量约为6kg，生产类型大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯，零件材质系数为M1（表2.2-11）外圆表面(62mm及M601mm)毛坯余量 加工表面形状比较简单锻件复杂系数为S1;由锻件重量为6,加工精度为F1(加工表面未经磨削或Ra1.6m,为F1;加工表面经磨削或Ra120mm,查表2.2-25的单边余量为Z=2-3mm，取Z=2mm；另查表得长度方向公差为
14、mm即长度方向毛坯尺寸为187mm。39mm两孔和花键孔及M8-6h四个螺纹孔、Rc1/8锥螺纹的毛坯均为实心，未冲出孔。（2）确定工序余量、工序尺寸及其公差本零件各加工表面的加工方法已经在前面根据有关资料确定。本零件的各加工表面的各工序的加工余量除粗加工工序的加工余量外，其余工序的加工余量根据工艺手册表2.3-9、表2.3-12、表2.3-20、表2.3-21等确定。粗加工工序的加工余量不是由表中查处，而是加工总余量（毛坯余量）减去其余工序各加工余量之和。本零件的加工表面（除内外圆倒角外）的工艺路线、工序余量，工序尺寸及其公差、表面粗糙度如表2.1所示。表2.1万向节滑动叉各加工表面的工艺路线、工序、工序尺寸及其公差注：-查工艺手册表2.3-2-查工艺手册表2.
