转向节工艺毕业设计说明书

1、第1章零件分析1.1 转向节的功用转向节（俗称羊角）是汽车转向桥上的主要零件之一。转向节与前梁组装后构成较 链装置，利用该钱链装置使车轮可以偏转一定角度，从而实现汽车的转向行驶。转向节是车轮和方向盘之间的联系纽带，通过方向盘的旋转，带动连杆，即开始调 整车轮的高度，而车轮通过两个轴承与转向节配合，使他们连接在一起。转向节锥孔与转向节臂配合，并和转向横拉杆连接。转向节法兰面通过四个螺钉和制动盘连接在一起。转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮转向。在汽车的行驶状态下受 到多变的冲击载荷。转向节零件实体建模如图：1.2 转向节的结构特点与技术要求转向节（见下图）形式比较复杂，其结构兼具有轴

2、类、盘类、叉架类等各种零件的 特点。根据其功用与结构特点，主要技术要求如下：1 .轴颈部分转向节轴颈部分精度要求高的部位有：与轴承配合的两个支承轴颈，分别为25和40以及端面。两支承轴颈对轴线的同轴度不大于0.01mm,端面对轴线的垂直度不大于0.03mm。圆角R5处是应力集中部位，74轴颈端面易磨损，因此要求有高的强度和硬度。 在此区域采用高频淬火，淬火深度 3-6mm,硬度为HRC53-58。2 .法兰面部分法兰面上有均匀分布的4-12mm的孔，法兰面背面有因锻造拨模角为斜面，为使 孔端面与法兰面很好贴合，每个孔均物有15mm的沉孔。3 .叉架部分转向节的上下耳和法兰面构成叉架体，精度要求

3、高的部分有：注销孔为断续长孔， 尺寸要求为30mm,最大实体同轴度不大于0.02mm,与轴线的位置度不大于0.3mm。锥孔大径为28mm,锥度1: 8。第2章转向节的材料与毛坯制造2.1 转向节的材料与毛坯制造转向节的材料选取为 40Cr,它是含碳量为0.370.45%的全多结构钢，并经调质淬 火处理，以提高强度及抗冲击能力，使其具有较高的综合机械性能。由于汽车在行驶过程中要经常转弯，故转向节在工作过程中要频繁的承受正反两个 方向的冲击载荷，转向节毛坯一般采用锻造，锻造后的毛坯要求金属纤维的方向沿着轴 颈轴线方向并与外形轮廓想适应，并且具有较高的抗拉、抗弯和抗扭的强度，以提高零 件的强度。根据

4、生产类型的不同，可以采用不同的锻造方法。由于转向节形状复杂，强度要求 高，大批大量生产毛坯，所以在毛坯选择时候采用模锻，模锻的毛坯制造精度高，加工 余量小，生产效率高。2.2 毛坯的机械加工余量和外形尺寸1 .机械加工余量(1)零件质量估计为3kg。其中把零件分为轴的部分和另一部分，质量分别为1.2kg和 1.8kg。mf1=1.2kg； mf1=1.8kg(2)包容体质量mH=L bH pmH1 =6.233kgmH2=10.745kg(3)锻件形状复杂系数S= mf/ mHS= mf1/ mH1= 0.19 , S= mf2/ mH2= 0.17。由于锻件形状复杂系数 0.15S3 <

5、;0.32,所 以本零件复杂系数为S3级(较复杂)。(4)锻件的材质系数为M1级，即钢的最高含碳量小于0.65%的碳刚或合金元素最 高含量小于3.0%的合金钢。根据以上来确定毛坯的机械加工余量：厚度方向单边余量1.72.2mm,水平方向单边余量1.72.2mm。(1中表345 锻件内外表面加工余量)2 .锻件的尺寸公差锻件质量包容体质量形状复杂系数材质系数1.2/1.8kg6.23/10.75kgS3/S3M1项目公差、极限偏差或余量根据长度152c c 1.92.8 0.911 表 337直径442.0 0.411 表 3-37291.8 0.：11 表 3-37261.8；.11 表 3-

6、37厚度442.0 1.41表 339402.0 1.41表 339121.8 0.61表 339错差0.611 表 3-37中心距1130.611 表 3-37根据实用机械加工工艺手册陈宏钧 主编 机械工业出版社 第190页 钢质模锻件的公差及机械加工余量(GB12362-90)【1】。2.3 转向节结构工艺分析1 .转向节轴颈轴线和主销孔轴线及两轴线交点为零件的设计基准，在加工中应以轴 颈轴线和加工后的支承轴颈及主销孔作为定位基准。2 .轴颈与法兰面的过渡圆角处是受力集中部位，油封轴颈端面易磨损，一般最多采 用高频淬火以提高强度和硬度，但由于区域大，淬火层深，易产生淬火裂纹。多采用冷 压工

7、艺，由于冷压产生的塑性变形，使零件抗疲劳强度、耐磨性和抗腐蚀性都有显著的3 .法兰面上的均布3个孔，其轴线的位置度和法兰面对轴颈轴线的垂直度要求较高, 垂直度误差将导致制动时的摩擦片与制动鼓贴合性差，影响制动性能。因此，在加工时 候应以加工后的支承轴颈为定位基准来钻孔。第3章加工工艺过程设计3.1 工艺规程的设计原则(1)必须可靠保证零件图纸上所有技术要求的实现：即保证质量，并要提高工作效率。(2)保证经济上的合理性：即要成本低，消耗要小。(3)保证良好的安全工作条件：尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全，创造良 好的工作环境。(4)要从实际出发：所制订的工艺规程应立足于本企业实际条件，并具有

8、先进性， 尽量采用新工艺、新技术、新材料。(5)所制订的工艺规程随着实践的检验和工艺技术的发展与设备的更新，应能不断 地修订完善。影响转向节的机械加工工艺过程的因素很多，其中主要是生产类型，同时还要考虑 企业现有设备的情况。对于成批生产，虽然按流水线的生产方式进行，但没有严格的节 拍，生产中以普通机床为主进行机械加工， 也采用部分专用机床和专业夹具。对于大量, 加工过程按比较严格的节拍在流水生产线上进行或在自动生产线上进行。对于我国来说，转向节的生产量很大，具机械加工工艺过程如下：3.2 工艺过程工序：1锻造2铳上下耳内外端面3钻扩主销孔4拉主销孔5铳端面钻中心孔6车轴颈、台肩及端面7粗磨轴颈

9、及端面8钻扩法兰面上的孔9钩沉孔攻螺纹10清洗11淬火12铳耳环侧面13钻较锥孔14拉键槽15精铳上耳内侧面16中间检验17清洗中心孔18精磨轴颈及端面19钻轴上孔攻螺纹20铳端扁柄21车螺纹22去毛刺、修罗纹23清洗24最终检查工序：1锻造2铳端面钻中心孔3车轴颈、台肩及端面4钻扩法兰面上的孔5清洗6中频淬火7铳平面8铳上下耳内外端面9铳下耳侧面10钻扩主销孔11拉主销孔12物上耳沉孔13物下耳沉孔14钻较锥孔15拉键槽16精铳上耳内侧面17物法兰面上沉孔18中间检验19清洗中心孔20粗磨轴颈及端面21精磨轴颈及端面22钻轴上孔攻螺纹23铳端扁柄24车螺纹25去毛刺、修罗纹26清洗27最终检

10、查第4章 转向节加工工艺分析4.1 定位基准的选择在工艺规程设计中，正确选择定位基准，对保证零件技术要求、合理安排加工顺序 有着至关重要的影响。定位基准有精基准和粗基准之分。用毛坯上未经加工的表面做定 位基准，这种定位基准为粗基准。用加工过的表面作定位基准，这种定位基准称为精基 准。在选择定位基准时要先根据零件的加工要求选择精基准，然后再考虑选用哪一组表 面作为粗基准才能把精基准加工出来。4.1.1 粗基准的选择原则1 .保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则。2 .合理分配加工余量的原则。3 .便于装夹的原则。4 .粗基准一般不得重复使用的原则。对于转向节的粗基准选择而言，以

11、转向节支承轴颈的毛坯表面作粗基准来加工端面 和中心孔，冉以中心孔为基准，来加工轴颈和端面，符合基准不重复使用的原则，所以, 转向节支承轴颈的毛坯表面为粗基准。4.1.2 精基准的选择原则1 .基准重合原则应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。2 .统一基准原则应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的加工表面，以保证各加工表面之间的相对位置关系。3 .互为基准原则当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准反复加工的方法。4 .自为基准原则一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准。在加

12、工过程中，是以转向节支承轴颈的毛坯表面作粗基准来加工中心孔和端面，并且是以中心孔为统一的基准来进行其他表面的加工，因此可以选择中心孔作为统一的基准，即可以作为精基准。4.1.3 转向节加工工序的选择转向节形状比较复杂，加工过程中不易定位，同时其尺寸精度、形状精度以及表面 粗糙度要求都很高，因此给机械加工带来很多困难。定位基准的选择对保证精度和技术 要求都是很重要的。由于转向节轴颈轴线和主销孔轴线及两轴线交点是零件的设计基准，在加工过程中应以轴线和支承轴颈及主销孔作为定位基准。以上两种方案的比较：1 .以转向节上下耳侧面、法兰面为粗基准加工上下耳内外端面；以上下耳侧面与顶 面为粗基准加工主销孔；

13、以主销孔及上下耳外端面为基准加工中心孔，在以中心孔定位 加工各轴颈及端面，其他各部位加工均以轴颈和主销孔作为定位基准。如上述工艺过程这个定位基准的选择，不同的粗基准用了两次，不符合基准的选择原则，显然，定 位精度不图。2 .以转向节支承轴颈的毛坯表面作粗基准铳端面打中心孔：以中心孔为精基准加工 轴颈及端面，然后以经过加工的轴颈作为定位基准加工主销孔，其他各部位的加工均以 轴颈和主销孔作为定位基准。如上述工艺过程方案二。这个定位基准的选择，符合基准统一原则和互为基准原则，很容易保证有关的位置 精度要求，所以在加工过程中，选择工艺过程方案二。4.2 加工阶段划分与工序顺序的安排4.2.1 加工阶段

14、的划分根据表面粗糙度的要求来分：粗加工的表面有轴颈、上下耳内外端面、主销孔、锥 孔、键槽，轴头扁柄等。精加工的表面有上耳内端面，轴颈等。4.2.2 主要表面的加工顺序端面的加工顺序为：粗铳一精铳。轴颈的加工顺序为：车削一粗磨一精磨。主销孔的加工顺序为：钻一扩一拉。4.3 主要表面的加工1 .铳上下耳内外端面的加工在立式铳床上同时加工两耳内外端面，由刀具保证加工尺寸，因此容易保证工序尺 寸和有比较高的生产率。2 .车削轴颈的加工转向节尺寸精度和位置精度要求均较高，因此轴颈的车削加工分为车轴颈锥体、车 轴颈，在仿行车床上加工。为磨削加工达到图纸要求做好准备。3 .磨削加工对转向节三处轴颈端面磨削，

15、可以对转向节轴颈磨削加工采用双砂轮端面外圆磨 床，一次装夹定位，同时磨出各轴颈外圆及端面，以及外圆与端面的连接圆角。4 .主销孔的加工转向节上的主销孔，为断续长孔，首先在毛坯上进行钻孔和扩孔加工，为后面的加 工作好准备。拉主销孔，采用专用同轴孔拉夹具。生产效率高，适应于大量生产。第5章 工序尺寸的确定及切削用量5.1工序尺寸的确定根据实用机械加工工艺手册陈宏钧 主编机械工业出版社第259页 各种加工方法能达到的尺寸经济精度（表416Y 4-28） o 1工序1:锻造：毛坯外形。工序2:铳端面，钻中心孔分别铳两侧端面达到尺寸165mm,按【1】表4-25平面加工经济精度要求查表可确 定工序尺寸为

16、165 0026 mm。工序3:车轴颈台阶及端面车轴颈直径至22.2,25.2,40.2,按【1】表4-25外圆表面加工经济精度要 求可确定工序尺寸为22.200.14 mm、25.200.14 mm、40.200.14 mm。工序4:钻法兰面上孔及攻螺纹钻法兰面上孔至 4X12。工序5:清洗工序6:中频淬火工序7:铳平铳平至尺寸 41mm,按【1】表4-25平面加工经济精度要求可确定工序尺寸为 4100.17mm。工序8:铳上下耳内外侧面至尺寸 41和40,按【1】表4-25平面加工经济精度要 求查表可确定工序尺寸为4100.17 mm、40 00.17 mm。工序9:铳下耳侧面铳下耳侧面至

17、标准，按11表4-25平面加工经济精度要求查表可确定工序尺寸为 3600”mm。工序10:钻扩主销孔钻扩主销孔至29.7,按【1】表4-17孔加工经济精度要求可确定工序尺寸为29.70028 mm。工序11:拉主销孔拉主销孔至标准，按【1】表4-17孔加工经济精度要求可确定工序尺寸为300°.°45mm。工序12:物上耳沉孔物上耳沉孔至标准，按【1】表4-17孔加工经济精度要求可确定工序尺寸为32 00.14 mm工序13:物下耳沉孔物下耳沉孔至标准，按【1】表4-17孔加工经济精度要求可确定工序尺寸为0.1432 o mm工序14:钻较锥孔钻较锥孔至标准。工序15:拉键槽

18、拉键槽至标准。工序16:精铳上耳内侧面精铳上耳内侧面至标准，按11表4-25平面加工经济精度要求查表可确定工序尺寸为 4000.1 mm工序17:物法兰面上沉孔物法兰面上沉孔至标准。工序18:中间检验工序19:清洗中心孔工序20:粗磨颈台阶及端面粗磨颈台阶及端面至尺寸25.1 ,40.1 ,按【1】表4-25外圆表面加工经济精度要求可确定工序尺寸为25.10 0 045 mm40.10005 mm工序21:精磨颈台阶及端面精磨颈台阶及端面至标准。工序22:钻轴上孔及攻螺纹钻轴上孔至标准。工序23:铳端扁柄铳端扁柄至标准，按【1】表4-25平面加工经济精度要求查表可确定工序尺寸为220014 m

19、m工序24:车螺纹车螺纹至标准。工序25:去毛刺、修螺纹工序26:清洗工序27:最终检验5.2确定切削用量根据机械加工工艺师手册杨叔子主编机械工业出版社。【2】根据机械制造工艺设计手册王绍俊主编机械工业出版社。【3】工序1:锻造工序2:铳端面，钻中心孔，HRC50,(r=980Mpa。1.工件材料：40Cr,不大于HB207机床：中心孔钻床加工刀具： 圆柱铳刀，d0=50mm.,z=6B5中心钻2确定铳削用量根据【3】中表3-29查得ap=2mm., af=0.15mm/z,根据表3-30查得v=0.7m/s进给量 f af z 0.15 6 0.9mm/r1000v10000.7 一，加工转

20、速ns4.45r/sd03.1450取 nw 4.5r/s,则切削速度 v Jon 34 50 4.5 0.72m/s100010003 .确定铳削时间26 10.8 30.9 4.551.8sL l 1i l2 .- if MZf MZT 20%T0.2 51.8 10.36s4 .确定钻削用量根据3中表 3-53 查得切削用量 f=0.06mm/r , ap=2.5mm, v=0.2m/s。加工转速ns1000vd01000 0.23.14 512.7r/s取 nw 13.2r/s,则切削速度v32 0-207m/s5 .钻削时间的确定TjL i11i2fn fn3 400.06 13.2

21、54.29sT20%Tj 0.2 54.29 10.86s工序3:车轴颈台阶及端面1 .工件材料：40Cr。机床：仿形车床 加工刀具：90°车刀，d0=76mm.根据【3】中表3-192 .车轴颈台阶及端面查得 ap=1mm, f=0.4mm/r , v=1.5m/s。加工转速n71000 1.5 6.29r / min3.14 76取 nw 6.3r/s,则切削速度v黑3.14 76 6.310001.503m/s4.车削时间的计算Tjfnfn147 4 4 c20.4 6.3123.02sTj20%Tj 0.2 123.02 24.6s工序4:钻法兰面上孔，攻螺纹1 .工件材料：

22、40Cr机床：Z515摇臂钻床加工刀具：钻孔一 12 mm、10标准麻花钻2 .确定钻削用量根据【3】中表3-44查得ap=6mm,f=0.4mm/rv=1.5m/s加工转速ns1000 Vd01000 1.53.14 1239.8r/s取nw 40r/s,则切削速度vd0n10003.14 76 4010009.54m/s4.确定钻削加工时间L 1 ii I2 fn fn13 4 31.25s0.4 40T 20%T0.2 1.25 0.5s工序5:清洗工序6:中频淬火工序7:铳平1 .工件材料：40Cr机床：立式铳床加工刀具：立铳刀，d0=40mm.,z=62 .确定铳削用量 根据【3】中

23、表3-28查得af=0.08mm/z根据【3】中表3-30查得v=1m/s进给量 f afz 0.08 6 0.48mm/ r加工转速ns1000Vd01000 13.14 407.96r/sM nw 8r/s,则切削速度vdon10003.14 40 810001.01m/s3 .确定铳削时间TjL l 1i l2 .i fMZfMZ48 10.7 40.48 816.33sTj20%Tj 0.2 16.33 3.27s工序8:铳上下耳内外端面1 .工件材料：40Cr机床：立式铳床加工刀具：立铳刀，d0=40mm.,z=62 .确定铳削用量 根据【3】中表3-28查得af=0.08mm/z根

24、据【3】中表3-30查得v=1m/s进给量 f afz 0.08 6 0.48mm/ r加工转速 ns . -1000- 7.96r/sd03.14 40取 nw 8r/s,则切削速度vd0n10003.14 40 810001.01m/s48 10.7 40.48 816.33s3 .确定铳削时间L l l1 l2 .-if MZf MZTj 20%Tj 0.2 16.33 3.27s工序9:铳下耳侧面1 .工件材料：40Cr机床：立式铳床加工刀具：立铳刀，d0=40mm.,z=62 .确定铳削用量 根据【3】中表3-28查得af=0.08mm/z根据【3】中表3-30查得v=1m/s 进给

25、量 f afz 0.08 6 0.48mm/ r加工转速ns1000 Vd01000 13.14 407.96r/s取 nw 8r/s,则切削速度vd°n10003.14 40 810001.01m/s3 .确定铳削时间TjLfMZl ll 12 ifMZ48 10.7 416.33s0.48 8T 20%Tj 0.2 16.33 3.27s工序10:钻扩主销孔29.7 00.28 mm1 .工件材料：40Cr机床：Z535立式钻床加工刀具：钻孔一 28 mm标准麻花钻扩孔一29.7 mm标准扩孔钻2 .确定钻削用量(1)确定进给量f 根据【2】表2810可查出f表=0.470.57

26、mm/r,查Z535立式 钻床说明书，取f=0.43 mm/r。根据【2】表288,钻头强度所允许的进给量f>1.75 mm/r。由于机床进给机构允 许的轴向力Fmax=15690N(由机床说明书查出)，根据【2】表289,允许的进给量f>1.8 mm/r。由于所选进给量f最小，故所选f可用。(2)确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率Pm,根据【2】表2815,有 插入法得：v 表=18m/min, F 表=4732N, T 表=51.69Nm, Pm 表=1.25kw对所得结果进行修正。由【2】表 283 , Kmv=0.88, Klv=0.75，故v 表=18m/minX

27、0.88X0.75=11.22m/min162r / min1000V 表 1000 11.22mm/min n d22mm查Z535机床说明书，取n=195r/min。实际切削速度为14m/ mindn 28mm 195r / minv 10001000由【2】表285,Kmf= Kmt=1.06,故F 4732N 1.06 5016NT 51.69N?m 1.06 54.8N ?m3 .确定扩削用量(1)确定进给量f 根据 表2831可查出f表=(0.70.8) X0.7=0.490.56 mm/r, 查Z535立式钻床说明书，取f=0.57 mm/r。(2)确定切削速度v及n,根据表28

28、33,取v表=25 m/min。修正系数：apr 24 7 22Kmv=0.88, ka bv 1.02(-p-/1.5 0.9)ap2故 v装 25m/min 0.88 1.02 11.22m/minn1000V表/( d) 286r/min查机床说明书，取n=275r/min。实际切削速度为v dn 10 329.7mm 275r / min 10 3 21.3m/min4 .确定钻削加工时间L l l1 l2 fn fn225 17 40.43 1952.93sT 20%T0.2 2.93 0.59s5 .确定扩削加工时间TjL l l1 l2 fn fn225 40 40.43 195

29、3.2sTj 20%Tj 0.2 3.2 0.64s工序11:拉主销孔至标准1 .工件材料：40Cr。机床：卧式内拉床加工刀具：圆柱拉刀，d0=30mm1.1. 定拉削用量根据【3】中表3-88查得v=0.05m/s加工转速ns1000Vdg1000。053.14 300.53r/s取 nw 1.6r/s,则切削速度vd°n10003.14 30 1.610000.15m/s3.1. 定拉削时间lp 12.11000 V200 195 51000 0.152.67sTj20%Tj 0.2 2.67 0.54s工序12:物上耳沉孔1 .工件材料：40Cr机床：Z535立式钻床加工刀具：

30、平底钢钻，d0=32mm, z=62 .确定钻削用量根据【3】中表3-44查得ap=1mm, f=0.13mm/r , v=0.20m/s加工转速ns1000 Vd01000 0.20 ,1.99r/s3.14 32取 nw 2.12r /s ,则切削速度溪3.14 32 2.12 , 0.24 m/s10003.确定钻削加工时间T L l 1i l2fnfn2 1 010.88s0.13 2.12Tj 20%Tj 0.2 10.88 2.2s工序13:物下耳沉孔1 .工件材料：40Cr机床：Z535立式钻床加工刀具：平底钢钻，d0=32mm, z=62 .确定钻削用量根据【3】中表3-44查

31、得ap=1mm, f=0.13mm/r , v=0.20m/sM nw 2.12r/s,则切削速度vd0n10003.14 32 2.1210000.24 m/s3 .确定钻削加工时间L l 11 l2 fn fn2 1 00.13 2.1210.88sTj20%Tj0.2 10.88 2.2s工序14:钻较锥孔1.工件材料：40Cr机床：中心孔机床加工刀具：标准麻花钻，d=22mm1: 8锥度较刀2 .确定钻削用量根据【3】中表3-44查得ap=11mm, f=0.32mm/r, v=0.208m/s加工转速ns1000Vd01000 0.2083.14 223.01r/s取 nw 3r/s

32、,则切削速度潦踪3 0207m/s3 .确定钻削加工时间L l 1i l fn fn45 12 30.32 362.5sTj 20%Tj 0.2 62.5 12.5s4 .确定较削用量根据【3】中表3-52查得ap=1.5mm, f=0.5mm/r , v=0.3m/s加工转速ns1000Vd01000 0.33.14 23.54.07r/sM nw 4.25r/s,则切削速度vd0n10003.14 23 4.2510000.3im/s5.确定较削加工时间L .一I fnlp li .I fn44 20.5 4.2521.6sT 20%T0.2 21.6 4.32s工序15:拉键槽1.工件材

33、料：40Cr机床：卧式内拉床加工刀具：键槽拉刀2.确定拉削用量根据【3】中表3-88查得v=0.05m/s3.确定拉削时间Tj12 I1000V18 44 51000 0.051.34sTj20%Tj 0.2 1.34 0.27s工序16:精铳上耳内侧面1 .工件材料：40Cr机床：立式铳床加工刀具：立铳刀，d0=40mm.,z=62 .确定铳削用量中表 3-28 查得 af=0.08mm/z中表3-30查得v=1m/safz 0.08 6 0.48mm/ r1000v1000 1ns d03.14 40取 nw 8r/s,则切削速度v 3 3.14 40 810001000根据【3】根据【3

34、】进给量f7.96r/s1.01m/s3.确定铳削时间TjL l 1i l2 .ifMZfMZ48 10.7 416.33s0.48 8Tj20%Tj0.2 16.33 3.27s工序17:物法兰面上沉孔1 .工件材料：40Cr机床：Z515摇臂钻床加工刀具：平底钢钻，d0=20mm, d0=28mm2 .确定物削用量(1) do=20mm根据【3】中表3-44查得ap=5mm,f=0.32mm/r , v=0.208m/s加工转速1000vns d01000 0.2083.14 203.31r/s取 nw 3.35r/s,则切削速度v湍:3.14 20 3.3510000.21m/s(2)

35、d0=28mm根据【3】中表3-44查得ap=8mm,f=0.45mm/r , v=0.217m/s加工转速1000 vns d01000 0.2173.14 282.47r/s取 nw 2.5r/s,则切削速度v急3.14 28 2.510000.22m/s(3) 定钻削加工时间Tj - -l12-3.73sfn fn 0.32 3.35Tj 20%T0.2 3.73 0.75sL iiiI2fn fn2 2 5s0.32 2.5Tj20%Tj 0.2 5 is工序18:中间检验工序19:清理中心孔工序20:粗磨轴颈台阶及端面1 .工件材料：40Cr机床：外圆磨床加工刀具：成型砂轮2 .确定

36、磨削用量根据【3】中表3-106查得ap=0.1mm,颈向进给量 f=0.02mm/r ,进给速度 v=0.04m/s 砂轮转速vs=35m/s,光磨次数为1。3 .确定磨削时间LZbK 138 0.25 1.44T 14.19sj nfBft35 5 0.02Tj20%Tj 0.2 14.19 2.83s工序21:精磨轴颈台阶及端面1 .工件材料：40Cr机床：外圆磨床加工刀具：成型砂轮2 .确定磨削用量根据【3】中表3-107查得ap=0.1mm,颈向进给量 f=0.015mm/r,进给速度 v=0.02m/s 砂轮转速vs=35m/s,磨削次数为1。3 .确定磨削时间LZbK 138 0

37、.25 1.5Tj 19.71sj nfBft35 5 0.015Tj20%Tj 0.2 19.71 3.94s工序22:钻轴端上孔、攻螺纹1 .工件材料：40Cr机床：Z35摇臂钻床加工刀具：钻孔一 5 m标准麻花钻2 .确定钻削用量根据【3】中表3-42查得ap=2.5mm, f=0.25mm/r , v=0.3m/s加工转速 ns 1000V 1000 0.3 ig.ir/s d03.14 5取 nw 2r/s,则切削速度 v 3.14 5 2 0.03m/s 100010003 .确定钻削加工时间L l 1i l225 2.5 2Tj一 59sfn fn 0.25 2Tj 20%Tj

38、0.2 59 12s工序23:铳端扁柄1 .工件材料：40Cr机床：立式车床加工刀具：立式铳刀，d0=18mm.,z=62 .确定铳削用量 根据【3】中表3-28查得af=0.08mm/z根据【3】中表3-30查得v=1m/s 进给量 f afz 0.08 6 0.48mm/r加工转速ns1000 Vd01000 13.14 1817.69r/s取 nw 18r/s ,则切削速度vd°n10003.14 18 1810001.02m/s3 .确定铳削时间L l li I2 . 1fMZfMZ33 6.6 20.48 184.81sTj20%Tj 0.2 4.81 0.96s工序24:

39、车螺纹1 .工件材料：40Cr机床：螺纹车床加工刀具：螺纹车刀2 .确定车削用量根据【3】中表3-57查得行程次数为 4, v=0.6m/s, f=0.5mm加工转速ns1000vd01000 0.63.14 228.68r/s取 nw 8.5r/s,则d°n 3.14 22 8.5 八“，切削速度v 0.59m/s100010003 .确定车螺纹加工时间TjL_i丝L 4fn fn 0.5 8.532.94sTj20%Tj0.2 32.94 6.58s工序25:去毛刺修螺纹工序26:清洗工序27:最终检验第6章转向节加工中易生现的质量问题解决措施6.1 磨削烧伤转向节轴颈部分采用成

40、型砂轮切入式磨削，由于端面和过度圆角处散热条件差，易 产生表面烧伤，其烧伤形式有回火烧伤、二次淬火烧伤及退火烧伤。磨削时，磨削表面在高温作用下将会产生氧化膜，所形成的氧化膜是不稳定、不连 续的，与基体结合不牢固，有空隙和裂纹且易脱落。使得外界腐蚀介质很容易进入基体 引起腐蚀和氧化，使材料的抗腐蚀性和抗疲劳性强度大大下降。一般来说，我们采用如下措施来减少并消除磨削烧伤：一、正确选择砂轮在砂轮的选择上，选用不易黏附磨屑，因此不易堵塞砂轮、磨刃锋利的磨料；在能 保证表面质量的前提下，尽量选用粒度大的一些；采用组织教疏松的大气泡砂轮；砂轮 的硬度可稍微低些，这样可以减小摩擦。所以正确地选用砂轮是减少磨

41、削烧伤的有效措施。二、合理地选择磨削用量在条件允许的情况下，一般适当的减小进给量和磨削深度；增大工件的速度来减少 烧伤。三、增强冷却效果可以在冷却液中加入适当的活性添加剂， 这样可以减小摩擦系数，减少热量的产生； 另一个就是采用双向二次挡风板，可以阻挡住高速砂轮表层附着的告诉气流，并顺利导 出，使切削区形成局部瞬时真空，喷注的冷却液被吸附到切削区，起到良好的冷却效果, 同时也能减少磨屑的黏附，降低磨削温度。四、及时正确地修整砂轮在磨削过程中，磨粒变钝，砂轮表面被堵塞，均会增大磨削力，使磨削温度增高而 产生磨削烧伤，因此必须及时正确地修整砂轮，以去除钝化磨粒和被堵塞的砂轮表层， 保持砂轮处于良好

42、地磨削状态。在处理烧伤问题中，我们可以选择砂轮硬度稍微低些的来减少摩擦，减小进给量和 磨削深度，在冷却液中加入活性剂的方法来减少烧伤。6.2 磨削表面粗糙度达不到要求磨削是安装轴承和油封的轴颈及端面的最后加工工序，在磨削时，有时磨削表面的 表面粗糙度达不到规定要求。为降低表面粗糙度植，达到表面质量完整性的要求，可以 采用如下措施：1 .增大砂轮速度采用高速磨削是降低表面粗糙度植的有效途径， 且能提高生产效率。2 .合理选用工件转速为减少磨削烧伤和提高磨削效率，在粗磨时可以选用较高的工件转速，而在精磨和无火花磨削时降低工件的转速，以提高表面质量。3 .适当增加无火花磨削次数无火花磨削次数增加，会

43、显著提高表面质量。4 .合理修整砂轮砂轮表面粗糙度将会复映到磨削表面上，因此，必须精细地修整砂轮。5 .选用粒度较细和硬度较高的砂轮。6 .很好的净化磨削液。因此，在避免烧伤的条件下，我们用增大砂轮速度，合理修整砂轮和选择较好的净 化磨削液的方法来使磨削表面粗糙度达到要求。第7章夹具设计7.1 机床夹具在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对象使之占有正确位置，以便接受施工的工艺装备，统称为夹具。在机械加工、装配、检查以及焊 接等工艺中，都大量地采用夹具，而在机械加工中应用在金属切削机床上的夹具，将其 成为机床夹具。机床夹具是在金属切削加工中用以准确地确定工件的位置，并

44、将其夹紧，从而保证 工件与刀具之间正确的相对位置的工艺装备。机床夹具是工艺装备设计中的一个重要的组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。7.1.1 机床夹具在机械加工中起着重要的作用，总的说来有以下几个方面1 .保证产品的加工质量 在机械加工中采用夹具，工件各加工表面的尺寸精度和位 置精度主要是由夹具来保证的，特别是在成批大量生产时，能比较容易地保证工件的互 换性。2 .提高劳动生产率3 .减轻工人劳动强度 工件装在夹具中，可以省去劳动量较大的划线工序。工件安 装时候也不用找正。如在夹具中采用气动、液压夹紧和其他扩力机构，可以大大减轻工 人的劳动强度。7.1.2 专用夹具的

45、组成1 .定位装置包括定位元件及其组合，具作用是确定工件在夹具中的位置。2 .夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过 程中不因受外力作用而产生位移，同时防止或减小振动。3 .对刀一引导装置它的作用是确定夹具相对于刀具的位置，或引刀具进行加工。4 .其他元件及装置是根据夹具特殊功用需要设置的一些装置。5 .夹具体 用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，并与机床有 关部件连接，以确定夹具相对于机床的位置。7.1.3 工件的定位定位 加工前，使工件在机床上或夹具中占有某一正确的位置夹紧一一使工件保持正确位置，不受力的作用和位移，要将工件压紧夹牢 装夹=定

46、位+夹紧1.工件的定位原理(1)六点定则一一用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度 误解：工件被夹紧，就定位了一一并没有保证一批工件的一致位置。工件定位后，反方向可移动 定位面与定位点应保持接触。(2)限制工件自由度与加工要求的关系)完全定位一一六个自由度全部限制)不完全定位一一限制的自由度 6欠定位一一该限的自由度没有限一一绝不允许)过定位一一重复限制一自由度一一一般不允许7.1.4 转向节的定位在本夹具设计中选择两孔一面的定位原理，来实现六点定则，即实现完全定位一一 六个自由度全部限制。由于转向节的轴线为零件的设计基准，在此定位中，设计基准与定位基准重合，符 合基准的选择原则，很容

47、易保证有关的位置精度要求。一面：采用转向节的端面作为定 位基准面；两孔：法兰面上的孔与定位销配合，还有一个就是轴颈与夹具上的中孔配合, 来实现定位原理。其定位原理图简图如下：7.1.5 工件的夹紧1.夹紧装置的组成和基本要求（1）夹紧装置的组成 1 ）力源装置一一产生夹紧原始作用力2）中间传动机构一 改变作用力的方向改变作用力的大小起自锁作用3）夹紧元件一一最终执行元件（2）对夹紧装置的基本要求不得破坏定位力适当，不移动、不振动，不损伤、不变形操作方便，迅速省力结构简单，工艺性好，标准件，自锁性2 .确定夹紧力三要素的原则三要素作用点、大小和方向火紧力作用点、方向的确定应指向主要定位面夹紧力应

48、落在定位支承范围内火紧力应尽量靠近加工面火紧力应作用在刚性好的部位上火紧力最好与切削力、重力方向一致3 .夹紧力的计算根据机床夹具设计手册王光斗王春福 主编上海科学技术出版社【2】钻削时候轴向力F、转矩TF 4732N 1.06 5016NT 51.69N?m 1.06 54.8N ?m计算夹紧力时候，根据工件受切削力、夹紧力的作用情况，按静力平衡原理计算出 理论夹紧力，最后为保证夹紧力的可靠性，再乘以安全系数作为实际所需火紧力的数值。Wk=WK式中Wk实际所需夹紧力（N）W 在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力（ N）K 安全系数有静力平衡条件可以算得T 54 8L 0.5W t 54

49、8 109.6 N安全系数K的计算式K= K0 K1K2K3 K4 K5 K6安全系数 Ko=1.3, Ki=1.2, K2=1.5, K3=1.2, K4=1.0, K5=1.0, K6=1.0。根据【2】中表1-2-1安全系数K0 K6的数值所以K= K 0 K1K2K3 K4 K5 K6 =2.808因此可得火紧力为Wk=WK=109.6Nx2.808=308N7.2夹具与定位误差分析机械加工过程中，产生加工误差的因素很多，在这些因素中，有一项因素与机床夹 具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定 位密切相关。为了工序的加工要求，必须使工序中各项加工误

50、差之和等于或小于该工序 所规定的工序公差。7.2.1 定位误差产生1)基准不重合误差?B工序基准与定位基准不重合，工序基准相对于定位 基准在加工尺寸方向上的最大变动范围， Bo2)基准位移误差?Y定位副制造误差，定位基准相对于刀具在加工尺寸方向上的 最大变动范围， 丫。7.2.2 定位误差计算本夹具的设计是钻扩29.7。028 mm对于平面定位一般4丫二。孔销定位单方向位移，丫 -%2任意方向位移， Y = X max = D max d0min定位销 130 0.052 mm(1)基准重合，B 0(2)孔销定位，单方向位移，夹角 400 ± 15d0cos0.052 0.0212c

51、os 400.028(3)d y 0.028mm <T/3=0.68/3论23定位误差在允许范围之内，所以符合定位要求C7.2.3 减少误差的措施对于本夹具来说，主要是提高定位元件、对刀元件及配合表面与机床连接表面的制 造精度安装精度，调整夹具，刀具与夹具位置，提高对刀精度：在一个就是减少夹具的 磨损。7.2.4 校核螺栓强度1 .螺栓受剪切力时候的校核FiF cos8.5 5016 0.98222457.84NFiD22457.84 43.14 16212.22MPa查表 s 230MPa(0.2 0.3)(4669)MPa故安全。2 .螺栓受扭矩强度校核L 50mmMi FL 245

52、7.85 50 122892N ?mm钻削力产生的力矩M 2 54800 0.98 53704N ?mm故 M M1 M2 122892 53704 176596N ? mmmaxM 176596176596 32D33.14 163439.38MPa32查表 s 800MPas 800p640MPaS 1.25m axp J故安全。综上所得，螺栓强度合格。7.3夹具说明本夹具用于钻扩主销孔的加工，采用钻套实现加工过程中的刀具导向，并且因为两 个孔是断续的长直孔，加工过程中有一定的难度，所以采用两个导向元件，来实现两孔 同轴度的要求。本夹具设计比较简单、合理、结构简单、操作方便、安装可靠，在实际应用是完全 可行的。夹具实体如图：第 8 章 Slidworks20058.1 Solidworks 简介创新的、易学易用