万向节滑动叉机加工艺及粗铣Φ39mm二孔端面的铣床夹具设计

1、1引言22零件的分析32.1 零件的作用32.2 零件的材料32.3 零件的工艺分析32.3.1. 结构分析32.3.2. 加工表面的技术要求分析42.3.3. 表面处理内容及作用43工艺规程设计53.1 制定零件工艺规程的原则和技术要求53.1.1 工艺要求53.1.2 技术依据53.2 生产类型的确定53.3 确定毛坯的制造形式63.4 制定工艺路线及方法63.4.1 加工方法的选择63.4.2 基准的选择63.4.3 制定工艺路线73.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.6 确定切削用量及基本工时133.6.1 加工条件133.6.2 计算切削用量134夹具设计254.1

2、问题的提出254.2 夹具设计254.2.1 定位基准的选择254.2.2 切削力及夹紧力计算254.2.3 定位误差分析264.2.4 铳床夹具操作的简要说明27总结28参考文献29致谢30引言本次毕业设计的课题名称是万向节滑动叉机加工艺及粗铳39mmi孔端面的铳床夹具设计。万向节滑动叉位于传动轴的端部，主要作用之一是传递扭矩，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状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。万向节滑动叉就是将万向节叉和滑动花键副的一部分组合起来，使其成为一个零件，具特征是该万向节滑动叉为采用管材制作的万向节叉与滑动套为一体的整体式结构，其端部呈叉形结构，并设

3、有两个十字销孔，用于安装十字万向节；在管内设有内花键，这种呈整体式结构的滑动叉，不仅加工容易、成本低，而且强度高，故其使用寿命与传统的万向节叉滑动套合件相比，有了成倍的提高。它的研究和使用可以简化万向传动装置的结构，也满足功能要求，因此对万向节滑动叉的研究有极大的实际意义。本课题的研究及论文的撰写是在焦老师的悉心指导下完成的。焦老师在百忙中给我们讲解论文中的细节以及论文中所涉及的工艺分析，还有他严谨的治学态度也是我学习的榜样。通过本次毕业设计，使我对本专业有了更加深刻的了解，在以后的工作中也具有重要意义。2零件的分析2.1 零件的作用题目所给定的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉，它位

4、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39：027mm勺孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联轴节的作用。O000_0.010零件65mn#圆内为50mms键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递动力之用。2.2 零件的材料万向节滑动叉的材料选用45钢，属于优等碳素结构钢，经调质处理后有良好的综合机械性能和加工工艺性能，零件材料的选择主要是考虑到满足使用要求，同时兼顾材料的工艺性和经济性，45钢满足以上要求，所以选用45钢。45钢调质后机械性能屈服强度抗拉强度延伸

5、率布氏硬度2s=550MN/m(b=750MN/m26s=20%HB=2352.3 零件的工艺分析2.3.1. 结构分析该零件由两个叉头和一个圆套筒内有的花键孔组成，类似套筒类零件，各部分作用如下：.0.027.a. 零件的两个叉头部包上有两个直径为394010mm勺孔，用以安装滚针轴承和十字轴相联，起万向连轴节的作用；b. 在叉头和花键孔套筒相联结的筋条起过渡联结和加强零件刚性作用，防止零件受阻变形；c.外圆为65mm内圆50mms键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用以传递动力。2.3.2. 加工表面的技术要求分析万向节滑动叉共有两组加工表面，他们相互间有一定的位置要求。现分述如下：a. 以3

6、9mmi为中心的加工表面0.027这一组加工表面包括：两个39q010mm的孔及其倒角，尺寸为118q07的与两.0.027>4.，一个孔39001。mnffi垂直的平面，还有在平面上的四个M8螺孔。其中，王要加工00/_0.0100.027.表面为39-0.010mmm勺两个孔。b. 以50mme键孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：50：.°39mmf六齿方齿花键孔，55mnB梯孔，以及65mm勺外圆表面和M60X1mm勺外螺纹表面。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主(1)50：°39mmE键孔与sgUmm1孔中心联线的垂直度公差为100：0.2；(2)3

7、9mmz!孔外端面对39mmi垂直度公差为0.1mm50：°39mnmE键槽宽中心线与39mm心线偏转角度公差为2°。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，并且保证它们之间的位置精确要求2.3.3. 表面处理内容及作用由于零件受正反向冲击性载荷，容易疲劳破坏，所以采用表面喷砂处理，提高表面硬度，还可以在零件表面造成残余压应力，以抵消部分工作时产生的拉应力，从而提高疲劳极限。3工艺规程设计3.1 制定零件工艺规程的原则和技术要求3.1.1 工艺要求制定零件机械加工工艺过程是生产技术准备工作的一个重要组成部分。一个零件

8、可以采用不同的工艺过程制造出来，但正确与合理的工艺过程应满足以下基本要求：(1)保证产品的质量符合图纸和技术要求条件所规定的要求；(2)保证提高生产率和改善劳动条件；(3)保证经济性的合理。3.1.2 技术依据(1) .产品零件图和装配图，技术条件；(2) .毛坯生产和供应条件；(3) .年生产纲领(4) .本车间生产条件(包括设备，工人技术等级，劳动场合条件等)(5) .工艺技术条件，手册等。3.2 生产类型的确定计算零件生产纲领的公式：N=Q*n(1+&%)(1+B%)其中：Q=5000辆/年(产品的年产量)n=1件/辆(每辆汽车该零件的数量)&=4(零件的备品率)B=1(

9、零件的废品率)WJN=5000x1x(1+4%)x(1+1%)=5252(件)根据生产纲领确定该零件为成批生产。3.3 确定毛坯的制造形式零件材料为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，以使金属纤维不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为5252件，已达大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，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。模锻毛坯具有以下特点：1 .其轮廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量减少；2 .其制造周期短，生产率高，保证产品质量。3.4 制定工艺路线及方法3.4

10、.1 加工方法的选择零件各表面加工方法的选择，不但影响加工质量，而且也要影响生产率和成本。同一表面的加工可以有不同的加工方法，这取决于表面形状，尺寸，精度，粗糙度及零件的整体构型等因素。主要加工面的加工方法选择：.0.027(1)两个39q010mm及其倒角可选用加工万案如下：a)该零件的批量不是很大，考虑到经济性，不适用于钻-拉方案b)该零件除上述因素外，尺寸公差及粗糙度要求均不是很高，因此只需采用钻-链方案。0.027_,.,.(2)尺寸为118.07mmm勺两个与孔39qo10mme目垂直的平面根据苓件外形及尺寸的要求，选用粗铳-磨得方案(3)50mm!：键孔因孔径不大，所以不采用先车后

11、拉，而采用钻-扩-拉方案。(4)65mn#圆和M60x1外螺纹表面均采用车削即可达到零件图纸的要求3.4.2 基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。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，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行3.4.2.1 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。但对本零件来说，如果以65mmz卜圆（或62mmz卜圆）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粗基准；若零

12、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），现选择叉部两个0.02739q。10mmL的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短V形块支承这两个oj0j-0.0I00.027、399010mm的外轮廓作王要止包面，以消除xxyy四个自由度，再用一对自动定心的窄口卡爪，夹持在65mmz卜圆柱面上，用以消除zz两个自由度，达到完全定位。3.4.2.2 精基准的选择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。3.4.3 .制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当适时零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得

13、到合理的保证。由于生产类型为大批生产，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。根据零件的结构形状和技术要求，现初步制定两种工艺路线方案：3.4.3.1工艺路线方某一工序00车外圆62mm60mm车螺纹M6CK1mm工序05两次钻孔并扩钻花键底孔43mm钩沉头孔55mm工序10倒角5X60°。工序15钻Rc1/8底孔。工序20拉花键孔。工序25粗铳39mm!孔端面。工序30精铳39mm!孔端面。工序35钻、扩、粗较、精较两个39mmFL至图样尺、J并勰倒角2X45。工序40钻M8m加孔6.7mm倒角120

14、°。工序45攻螺纹M8mmK孔6.7mm倒角120°。工序50冲箭头。工序55检查。3.4.3.1 工艺路线方案二工序00粗铳39mmX孔端面。工序05精铳39mmz!孔端面。工序10钻39mmz!孔（不到尺寸）。工序15键39mn!l孔（不到尺寸）。工序20精链39mmX孔，倒角2X45°。工序25车外圆62mm60mm车螺纹M60X1mm工序30钻、链孔43mm并钩沉头孔55mm工序35倒角5X60°。工序40钻Rc1/8底孔。工序45拉花键孔。工序50钻M8mmi纹底孔6.7mml,倒角120°。工序55攻螺纹M8mimE孔6.7mm倒角

15、120°。工序60冲箭头。工序65检查。3.4.3.2 工艺路线方案三工序00车端面及外圆62mm60mm车螺纹M60X1mm工序05钻、扩花键底孔43mm并钩沉头孔55mm工序10内花键孔5X60°倒角。工序15钻锥螺纹Rc1/8底孔。工序20拉花键。工序25粗铳39mmX孔端面。工序30钻、扩39mmT孔及倒角。工序35精、细链39mmT孔。工序40磨39mm：1孔端面，保证尺寸1180-0.07mm工序45钻叉部四个M8mml纹底孔并倒角。工序50攻螺纹4-M8mmRc1/8。工序55冲箭头。工序60终检。3.4.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于

16、：方案一是先加工以花键孔为中心的一组表面，然后以此为基面加工39mmi孔；而方案二则与此相反，先是加工39mmfL,然后再以此二孔为基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39mmi孔，这时的位置精度较易保证，并且定位及装夹等比较方便。但方案一中的工序35虽然代替了方案二中的工序10、15、20,减少了装夹次数，但在一道工序中要完成这么多工作，除了选用专门设计的组合机床（但在成批生产时，在能保证加工精度的情况下，应尽量不选用专用组合机床）外，只能选用转塔机床。而转塔车床目前大多适用于粗加工，用来在此处加工39mm!孔是不合适的。通过仔细考虑零件的技术要求以及

17、可能采取的加工手段之后，就会发现方案二还有其他问题，主要表现在39mmW个孔及其端面加工要求上。图样规定：39mrnC孔中心线应与55mmE键孔垂直，垂直公差为100:0.2;39mrnC孔与其外端面应垂直，垂直度公差为0.1mm由此可以看出：因为39mmz!孔的中心线要求与55mmE键孔中心线相垂直，因此，加工及测量39mmi时应以花键孔为基准。这样做，能保证设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了的。同理，39mm二孔与其外端面的垂直度（0.1mm的技术要求在加工与测量时也应遵循上述原则。但在已制订的工艺路线中却没有这样做：39mm孔加工时，以55mmE键孔定位（这是正确

18、的）；而39mmO勺外端面加工时，也是以55mme键孔定位。这样做，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。具体来说，当39mmi孔的外端面以花键孔为基准加工时，如果两个端面与花键孔中心线已保证绝对平行的话（这是很难得），那么由于39mmi孔中心线与花键孔仍有100:0.2的垂直公差，则39mmi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。方案三解决了上述问题，因此，最后的加工路线确定如下：工序00车端面及外圆62mm60mm车螺纹M60X1mm以两个叉耳外轮廓及65mn#圆为粗基准，选用C620-1卧式车床，

19、专用夹具装夹。工序05钻、扩花键底孔43mm并钩沉头孔55mm以62mmz卜圆为基准，选用C365L转塔:车床。工序10工序15内花键孔5X60°倒角。选用C620-1车床加专用夹具。钻锥螺纹Rc1/8底孔。选用Z525立式钻床及专用钻模。这里安排钻RC1/8底孔主要是为了下道工序拉花键时消除回转自由度而设置的一个定位基准。本工序以花键内底孔定位，并利用叉部外轮廓消除回转自由度。工序20拉花键孔。利用花键内底孔、55mmM及RC1/8锥纹孔定位，选用L6120卧式拉床加工。工序25工序30粗铳39mmX孔端面，以花键孔定位，选用X63卧式铳床加工。钻、扩39mmC孔及倒角。以花键孔及

20、端面定位，选用Z550立式钻床加工。工序35精、细链39mmi孔。选用T740型卧式金刚链床及用夹具加工，以花键内孔及端面定位。工序40磨39mm：1孔端面，保证尺寸1180-0.07mm以39mm孔及花键孔定位，选用M713叶面磨床及专用夹具加工。工序45钻叉部四个M8mml纹底孔并傕J角。选用Z4012立式及专用夹具加工，以花键孔及39mnml定位。工序50工序55工序60攻螺纹4-M8mmRc1/8。冲箭头。终检。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”。3.5 机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定“万向节滑动叉”零件材料为45钢，硬度207241HBs毛坯重量约为6Kg,生

21、产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。根据上述原是资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加些加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 .外圆表面（62mrrMM60X1mm考虑其加工长度为90mm与其联结的非加工表面直径为65mm为简化模锻毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为65mm62mml面为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为Rz200m,只要求粗加工，此时直径余量2Z=3mnfi能满足力口工要求。2 .外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差（M60X1mm®）查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.2-14,其中锻件重量为6Kg,锻件复杂形状系数为S,锻件材质系数取M

22、,锻件轮廓尺寸（长度方向）>180315mm故长度方向偏差为*5mm_0.7长度方向的余量查工艺手册表2.22.5,其余量值规定为2.02.5mm现取2.0mm3 .两内孔39mm（叉部）毛坯为实心，不冲出孔。两内孔精度要求界于IT7IT8之间，参照工艺手册表2.3-9及表2.3-12确定工序尺寸及余量为：钻孑L:25mm钻孑L:37mm2Z=12mm扩钻：38.7mm2Z=1.7mm精镇：38.9mm2Z=0.2mm,0.027细链：39q010mm2Z=0.1mm0.0390.160.048、4 .化键孔（16-500mm（43。mrm<5。mrm要求花键孔为外径定心，故采用拉

23、削加工。内孔尺寸为43：.16mm见图样。参照工艺手册表2.3-9确定孔的加工余量分配：钻孑L:25mm钻孑L:41mm扩钻：42mm拉花键孔（16-50；.039mm<4Sr/emm500048mrm花键孔要求外径定心，拉削时的加工余量参照工艺手册表2.3-19取2Z=1mm5 .39：027mmmm孔外端面的加工余量（加工余量的计算长度为118：.07mm（1）按照工艺手册表2.2-25,取加工精度F2,锻件复杂系数S3,锻件重6Kg,则二孔外端面的单边加工余量为2.03.0mm取Z=2mm锻件的公差按工艺手册表2.2-14,材质系数取M1,复杂系数S3,则锻件的偏差为十.3mm-0

24、.7（2）磨削余量：单边0.2mm（见工艺手册表2.3-21），磨削公差即零件公差-0.07mm=（3）铳削余量：铳削的公差余量（单边）为:Z=2.0-0.2=1.8(mrm铳削公差：现规定本工序（粗铳）的加工精度为IT11级，因此可知本工序的加工公差为-0.22mm（入体方向）。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予确定。39mm二孔外端面尺寸加工余量和工序间余量及公差分布见图。11

25、8+0.2x2=118.4118毛坯名义尺寸118+2x2=122最大余量.最小余量最大余量最小余量粗铳-0.07/2-0.02/2-0.7+1.339mmi外端面工序间尺寸公差分布图（调整法）由图可知：毛坯名义尺寸：118+2X2=122（mrm毛坯最大尺寸：122+1.3X2=124.6（mrm毛坯最小尺寸：122-0.7X2=120.6（mrm粗铳后最大尺寸：118+0.2X2=118.4（mrm粗铳后最小尺寸：118.4- 0.22=118.18（mrm磨后尺寸与零件图尺寸应相符，即1180-0.07mm最后，将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表1。表1加工余量计算表（mm）加;、工广

26、锻件毛坯（39mmC端面，零件尺寸118°-0.07）粗铳二端面磨二端面加工前尺寸取大124.6118.4最小120.6118.18加工后尺寸取大124.6118.4118最小120.6118.18117.93加工余量（单边）2取大3.10.2最小1.210.125加工公差+1.3-0.7-0.22/2-0.07/23.6确定切削用量及基本工时工序15:车削端面、外圆及螺纹。本工序采用计算法确定切削用量。3.6.1 加工条件工件材料：45钢正火，（b=0.60GPa模锻。加工要求：粗车60mm断面及60mm62mm外圆,Rz200m车螺纹M60x1mm机床：C620-1卧式车床。刀具

27、：刀片材料YT15,刀杆尺寸16X25mmlk=90°,ro=15°,ao=12°,r°=0.5mm60°螺纹车刀：刀片材料：W18Cr4V3.6.2 计算切削用量（1）粗车M60X1mms面D已知毛坯长度方向的加工余量为2；7mm考虑7°的模锻拔模斜度，则毛坯超过年度方向的最大加工余量Zmax=7.5mm但实际上，由于以后还要钻花键底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一个40mm芯部待以后钻孔时加工掉，故此时实际端面最大加工余量可按Zmax=5.5mm#虑，分两次加工，ap=3mm计。长度加工公差按IT12级，取-0.46mm（入

28、体方向）2） 进给量f根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册）表1.4,当刀杆尺寸为16mrK25mmap03mnmZ及工件直径为60mm寸f=0.50.7mm/r按C620-1车床说明书（见切削手册表1.30）取f=0.5mm/r3） 计算切削速度按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）。Vc=Cv/TmapXfYvkv（m/min）其中：Cv=242Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.2。修正系数Kv见切削手册表1.28,即kmv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kk*0.81,kBv=0.97。所以Vc=242/600.2X30.15X

29、0.50.35X1.44X0.8X1.04X0.81乂0.97=108.6（m/min）4）确定机床主轴转速ns=1000vc/ndw=532（m/min）按机床说明书（见工艺手册表4.2-8）,与532r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取nw=600r/min。如果选nw=480r/min,则速度损失太大。所以实际切削速度v=122m/min。5）切削工时，按工艺手册表6.2-1。l=65-40/2=12.5（mim,l1=2mml2=0,13=0tm=li+12+l3/nwfi=12.5+2/600*0.5=0.096（min）（1）粗车62mn#圆，同时应

30、校验机床功率及进给机构强度。1）切削深度单边余量Z=1.5mm可一次切除。2）进给量根据切削手册表1.4,选用f=0.5mm/r。3）计算切削速度见切削手册表1.27Vc=Cv/TmapXvfYvkv=116（m/min）4）确定主轴转速ns=1000vc/ndw=568(r/min)按机床选取n=600r/min所以实际切削速度V=ndn/1000=n65x600/1000=122(m/min)5)检验机床功率主切削力Fc按切削手册表1.29所示公式计算Fc=CfcaxFcfyFcvnnFcKFc其中：Gc=2795,Xfc=1.0,YFc=0.75,nFc=-0.15,Kmp=(1b/65

31、0)nF=0.94kkr=0.89所以Fc=2795X1.5X0.50.75乂122-0.15乂0.94乂0.89=1012.5(NJ)切削时消耗功率Pc为Pc=FcVc/6x104=2.06(Kw)由切削手册表1.30中C620-1机床说明书可知，C620-1主电动机功率为7.8kW,当主轴转速为600r/min时，主轴传递的最大功率为5.5kW,所以机床功率足够，可以正常加工。6)校验机床进给系统强度已知主切削力Fc=1012.5N,径向切削力Fp按切削手册表1.29所示公式计算Fp=CfpapFpfyFpvnFpKFp其中：Gp=1940,xfp=0.9,yFp=0.6,nFp=-0.3

32、Kmp=(1b/650)nF=0.897Kkr=0.5所以Fp=1940X1.50.9X0.50.6X122-0.3乂0.897乂0.5=195(NJ)而轴向切削力Ff=CFfaxFfvnFpKFp其中：Gf=2880,xFf=1.0,yFf=0.5,nFf=-0.4k后(b/650)nF=0.923kk=1.17轴向切削力Ff=2880X1.5X0.50.5X122-0.4X0.923X1.17=480(N)取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数以=0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=Ff+iFFc+Fp)=480+0.1(1012.5+195)=600(NJ)而机床纵向进给机构可

33、承受的最大纵向力为3530N(见切削手册表1.30),故机床进给系统可正常工作。7)切削工时t=l+l1+12/nf其中1=90,1产4,12=0所以t=90+4/600X0.5=0.31(min)(2)车60mmz卜圆柱面ap=1mmf=0.5mm/r(切削手册表1.6,Ra=6.3仙m刀夹圆弧半径rs=1.0mn)Vc=Cv/TmapXfYk其中：G=242m=0.2,T=60xv=0.15,yv=0.35,kM=1.44,kk=0.81Vc=159(m/min)n=843(r/min)按机床说明书取n=770r/min则此时v=145m/min切削工时t=(l+l什松)/nf其中：l=2

34、0l1=4l2=0所以t=(20+4)/770X0.5=0.062(min)(3)车螺纹M60X1mm1 )切削速度的计算见切削用量手册(艾兴、肖诗纲编，机械工业出版社，1985)表21,刀具寿命T=60min,采用高速螺纹车刀，规定粗车螺纹时ap=0.08,走刀次数i=2Vc=Cv/TmapXvfYvkv其中：G=11.8,m=0.11,xv=0.70,yv=0.3,螺距11=1kM=(0.637/0.6)1.75=1.11,kk=0.75所以粗车螺纹时：Vc=21.57(m/min)精车螺纹时Vc=36.8(m/min)2 )确定主轴转速粗车螺纹时ni=1000vJnD=1000X21.5

35、7/1160=114.4(r/min)按机床说明书取n=96r/min实际切削速度vc=18m/min精挑螺纹时ni=1000Vc/nD=1000><36.8/1160=195(r/min)按机床说明书取n=184r/min实际切削速度vc=34m/min3 )切削工时取切入长度l1=3mm粗车螺纹工时t1=(l+l1)/nf*i=0.75(min)精车螺纹t2=(l+l1)/nf*i=0.18所以车螺纹白总工时为t=t1+t2=0.93(m/min)工序20:钻、扩花键底孔43mm忽沉头孔55mm选用机床：转塔车床C365L1 .钻孔25mmf=0.41mm/r(见切削手册表2.

36、7)v=12.25m/min(见切削手册表2.13及表2.14,按5类加工性考虑)nS=1000v/ndW=1000X12.25/1125=155(r/min)按机床选取nW=136r/min(按工艺手册表4.2-2)所以实际切削速度v=ndvnv/1000=10.68(m/min)切削工时t=(l+l什/nf=3(min)其中：切入l1=10mm切出12=4mml=150mm2 .钻孔41mm根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，具进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为f=(1.21.8)f钻v=(1/21/3)v钻式中f钻、v钻一加工实心孔时的切削用量现已知(切削

37、手册表2.7)(切削手册表2.13)按机床选取f=0.76mm/rf钻=0.56mm/rv钻=19.25m/min并令f=1.35f钻=0.76mm/rv=0.4v钻=7.7m/minns=1000v/nD=59(r/min)按机床选取nw=58r/min所以实际切削速度为v=n41*58/1000=7.47(m/min)切削工时li=7mm12=2mml=150mmt=(150+7+2)/0.76x59=3.55(min)3 .扩花键底孔43mm根据切削手册表2.10规定，查得扩孔钻扩43mmi时的进给量，并根据机床规格选f=1.24mm/r扩孔钻扩孔时的切削速度，根据其他有关资料，确定为v

38、=0.4v钻其中v钻为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。故V=0.4义19.25=7.7(m/min)ns=1000*7.7/n*43=57(r/min)按机床选取nW=58r/min切削工时切入l1=3mm,切出l2=1.5mmt=(150+3+1.5)/58*1.24=2.14(min)4铜圆柱式沉头孔55根据有关资料介绍，物沉头孔时进2&量及切削速度约为钻孔时的1/2-1/3,故f=1/3f钻=1/3义0.6=0.2(mm/r)按机床取0.21mm/rv=1/3v=1/3x25=8.33(m/mrmns=1000v/I!D=48(r/min)按机床选取nW=44r/min,所以

39、实际切削速度v=EfDrw/1000=8.29(m/min)切削工时切入l2=2mm12=0,l=8mmt=（1+11+I2）/nf=1.08（min）在本工步中，加工55mmt头空的测量长度，由于工艺基准与设计基准不重合，故需要进行尺寸换算。按图样要求，加工完毕后应保证尺寸45mm尺寸链如下图所示，尺寸45mm终结环，给定尺寸185mmi45mm由于基准不重合，加工时应保证尺寸AA=185-45=140（mm）规定公差值。因终结环公差等于各组成环公差之和，即T（45）=T（185）+T（140）现由于本尺寸链较简单，故分配公差采用等公差法。尺寸45mm按自由尺寸取公差等级IT16,其公差T（

40、45）=1.6mm并令185）=14。）=0.8mm45A18555mm孔深的尺寸换算工序25:43mnrt孔5X30°倒角，选用卧式车床C620-1。由于最后的切削宽度很大，故按成形车削制定进给量。根据手册及机床取f=0.08mm/r（见切削手册表1.8）当采用高速钢车刀时，根据一般材料，确定切削速度v=16m/min贝Uns=1000v/nD=1000X16/1143=118（r/min）按机床说明书取nw=120r/min,则此时切削速度为v=nDrw/1000=16.2（m/min）切削工时1=3mm1=5mm1t=(1+11)/nW=0.83(min)工序30:钻锥螺纹Rc

41、1/8底孔(8.8mmf=0.11mm/r（切削手册表2.7）v=25m/min（切削手册表2.13）所以n=1000v/nD=1000X25/11x8.8=904(r/min)按机床选取nw=680r/min实际切削速度（切削手册表2.35）v=nDn/1000=nx8.8x680/1000=18.8(m/min)切削工时l=11mm,li=4mm12=3mmt=(1+11+I2)/nf=0.24(min)工序35:拉花键孔单面齿开：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿升为0.06mm拉削速度v=0.06m/s(3.6m/min)切削工时t=414k/1000vfzz式中Zb单面余量

42、3.5mm(由43mmi削至U50mm；1拉削表面长度，140mm”-考虑校准部分的长度系数，取1.2;k-考虑机床返回彳T程系数，取1.4;v拉削速度(m/min)；fZ拉刀单面齿开；z拉刀同时工作齿数，z=1/p；P拉刀齿距。p=(1.251.5)V7=1.35140=16mm所以拉刀同时工作齿数z=1/p=140/16=9所以t=3.5X140X1.2X1.4/1000X3.6X0.06X9=0.42(min)工序40:粗铳39mme孔端面，保证尺寸118.40-0.22mmfz=0.08mm/齿(参考切削手册表3-3)切削速度：参考有关手册，确定v=0.45m/s即27m/min。采用

43、高速钢镶齿三面刃铳刀，dw=225mm齿数z=20。则ns=1000v/ndw=1000X27/n225=38(r/min)现采用X63卧式铳床，根据机床使用说明书(见工艺手册表4.2-39)，取nw=37.5r/min,故实际切削速度为v=ndwW1000=nX225X37.5/1000=26.5(m/min)当nw=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为fm=fzznw=0.08X20X37.5=60(m/min)查机床说明书，刚好有fm=60m/min,故直接选用该值。切削工时：由于是粗铳，故整个铳刀刀盘不必铳过整个工件，利用作图法，可得出铳刀的行程l+li+l2=105mm

44、则机动工时为tm=(l+l1+I2)/f后105/60=1.75(min)工序45:钻、扩39mnC孔及倒角。1 .钻孔25mm确定进给量f:根据切削手册表2.7,当钢(b<800MPad0=25mm时，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工25mmi时属于低钢度零件，故进给量应乘系数0.75,则f=(0.390.47)X0.75=0.290.35(mm/r)根据Z535机床说明书，现取f=0.25mm/r。切削速度：根据切削手册表2.13及表2.14,查得切削速度v=18m/min。所以ns=1000v/ndW=1000X18/nX25=229(r/min)根据机床说明书，取n

45、W=195r/min,故实际切削速度为v=ndWnv/1000=nx25X195/1000=15.3(m/min)切削工时l=19mml1=9mml2=3mmtW=(l+l1+l2)/nf=19+9+3/195*0.25=0.635(min)以上为钻一个孔时的机动时间。故本工序的机动工时为t后tM1X2=0.635X2=1.27(min)2 .扩钻37mmi利用37mm勺钻头对25mm的孔进行扩钻。根据有关手册的规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取f=(1.21.8)f钻=(1.21.8)X0.65义0.75=0.5850.87(mm/r)根据机床说明书，选取f=0.57mm/rv=(

46、1/21/3)v钻=(1/21/3)X12=64(m/min)则主轴转速为n=51.634r/min并按机床说明书取nW=68r/min。实际切削速度为v=ndW!v/1000=nx25X195/1000=15.3(m/min)切削工时(一个孔)：l=19mml1=6mml2=3mmt1=(19+6+3)/nwf=0.72(min)当扩钻两个孔时，机动工时为t=0.72X2=1.44(min)3 .扩孔38.7mm采用刀具：38.7专用扩孔钻。进给量：f=(0.91.2)X0.7(切削手册表2.10)=0.630.84(min/r)查机床说明书，取f=0.72mm/r。机床主轴转速：取n=68

47、r/min,其切削速度v=8.26m/min。机动工时l=19mm,l1=3mml2=3mmt1=(19+3+3)/nf=0.51(min)当加工两个孔时tm=0.51x2=1.02(min)4 .倒角2X45°双面采用900物钻。为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔时相同：n=68r/min手动进给。0.027工序50:精、细链39。010mmz孔，选用机床：T740金刚镇床。(1)精链孔至38.9mm单边余量Z=0.1mm一次键去全部余量，ap=0.1mm进给量根据有关手册，确定金刚键床的切削速度为v=100m/min,则nW=1000v/nD=1000X100/Efx39=

48、816(r/min)由于T740金刚键床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。切削工时：当加工一个孔时l=19mm,l1=3mml2=4mmt1=(l+l1+%)/nf=0.32(min)所以加工两个孔时的机动时间为t=0.32x2=0.64(min),0027(2)细链孔至39q010mm由于细链与精链孔共用链杆，利用金刚镇床同时对工件精、细链孔，故切削用量及工时均与精链相同a产0.05mmf=0.1mm/r；nw=816r/min,v=100m/min；t=0.64min工序55:磨39mm!孔端面，保证尺寸118°o.o7mm(1)选择砂轮。见工艺手册第三章中

49、磨料选择各表，结果为WA46KV6P350X40X127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46#,硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350X40X127(DXBXd)。(2)切小用量的选择。砂轮转速n砂=1500r/min(见机床说明书)，v砂=27.5m/s0轴向进给量fa=0.5B=20mm(双行程)工作速度vW=10m/min径向进给量fr=0.015mm双行程(3)切削工时。当加工一个表面时t1=2LbZ3k/1000vfafr(见工艺手册表6.2-8)式中L-加工长度73mmb-加工宽度，68mmZb-单面加工余量，0.2mmk-系数，1.10;v工作台移动速度

50、(m/min)；fa-工作台往返一次砂轮轴向进给量(mrm；fr-工作台往返一次砂轮径向进给量(mrm0t1=2X73X68X1.1/1000X10X20X0.015=10920/3000=3.64(min)当加工两端面时t市3.64X2=7.28(min)工序60:钻螺纹底孔4-6.7mm并倒角120°。f=0.2X0.50=0.1(mm/r)(切削手册表2.7)v=20m/min(切削手册表2.13及表2.14)所以ns=1000v/nD=1000X20/Ex6.7=950(r/min)按机床取nw=960r/min,故v=20.2m/min。切削工时(4个孔)l=19mm,li

51、=3mml2=1mmtm=(l+li+l2)/nf=倒角仍取n=960r/min。手动进给。工序65:攻螺纹4-M8mmiRc1/8由于公制螺纹M8mrmT锥螺纹Rc1/8外径相差无几，故切削用量一律按加工M姆取v=0.1m/s=6m/min所以ns=238r/min按机床选取nw=195r/min,则v=4.9m/min。机动工时l=19mm,li=3mml2=3mm攻M8孔tm=(l+li+l2)*2/nf*4=1.02(min)攻Rc1/4孔l=11mm,li=3mml2=0mmtm2=(l+li+l2)/nf*2=0.15(min)最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其

52、它加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片，见工艺单。4.夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第40道工序一一粗铳39mmX孔端面的铳床夹具。40道工序夹具将用于X63卧式铳床。刀具为两把高速钢镶齿三面刃铳刀，对工件的两个端面同时进行加工。在这里主要对铳床夹具进行分析如下：4.1 问题的提出本夹具主要用来粗铳39mm：1孔的两个端面，这两个端面对39mmJL及花键孔都有一定的技术要求。但加工本道工序时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。4.2 夹具设计4.2.1 定位基准的选择由零件图可知，39

53、mmX孔端面应对花键孔中心线有平行度及对称度要求，其设计基准为花键孔中心线。为了使定位误差为零，应该选择以花键孔定位的自动定心火具。但这种自动定心夹具在结构上将过于复杂，因此这里只选用以花键孔为主要定位基面。为了提高加工效率，现决定用两把镶齿三面刃铳刀对两个39mmi端面同时进行加工。同时，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧。4.2.2 切削力及夹紧力计算刀具：高速钢镶齿三面刃铳刀，225mmz=20xvuwF=CFapFFyFaeFZ/dpFnF（见切削手册表3.28）其中：CF=650,ap=3.1mm,xf=1.0,fz=0.08mmyF=0.72,ae=40mm（在加工面上测量的近似值

54、）uf=0.86,d0=225mmqF=0.86,w=0,z=20所以F=650X3.1X0.08072X4086X20/22586=1456（NJ）当用两把刀铳削时，F实=2F=2912(N)水平分力：Fh=1.1F实=3203(N)垂直分力：FV=0.3F实=873(N在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数K=KKK3K4。其中：Ki为基本安全系数1.5;K2为加工性质系数1.1;K3为刀具钝化系数1.1;K4为断续切削系数1.1。所以F'=KF=1.5X1.1X1.1X1.1X3203=6395(N)选用气缸-斜楔夹紧机构，楔角a=10°,其结构形式选用IV型，则扩力比i=3.42o为克服水平切削力，实际夹紧力N应为N(f+f2)=KFh所以N=KFh/(3+f2)其中f1及f2为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f1=f2=0.250则N=6395/0.5=12790(N)气缸选用100mm当压缩空气单位压力p=0.5MPa时，气缸推力为3900N由于已知斜楔机构的扩力比i=3.42,故由气缸产生的实际夹紧力为N气=3900i=3900X3.42=13338(N)此时N气已大于所需的12790N的夹紧力，故本夹具可安全工作。4.2.3 定位误差分析