万向节滑动叉加工工艺与专用机床夹具毕业设计论文(3)

2020-04-20 22:55

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;其次,对零件的工艺进行了分析,确定要加工的表面及花键孔等;然后,对零件的结构进行分析,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;再后,对零件的加工表面的技术要求进行了分析;最后,研究了万向节滑动叉表面处理内容及作用,通过加工手段最终达到设计要求。

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第3章 工艺规程设计

3.1 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。

3.2 技术依据

1.产品零件图和装配图; 2.毛坯生产; 3.假设年生产纲领; 4.工艺技术条件,手册等。

3.3生产类型的确定

计算零件生产纲领的公式:

N=Q*n(1+&%)(1+β%)

式中 假设,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); β=1(零件的废品率)。

N=5000x1x(1+4%)x(1+1%)=5252(件)

根据生产纲领确定该零件为成批生产。

3.4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,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。由于零件未批量生产,已达到大批量生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑,也是应该的。

3.5定位基准的选择

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基面选择是工艺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,加工工艺工程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。

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Φ65mm外圆(或Φ62mm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;若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面时,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

0.027叉部两个Φ39?利用一组共两个短V形块支?0.010mm孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,

承这两个Φ39?0.027?0.010????xmm的外轮廓作主要定位面,以消除 x y y四个自由度.再用

??一对自动定心的窄口卡爪,夹持在Φ65mm外圆柱面上,用以消除z z两个自由度,

达到完全定位。

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,这在以后还要专门计算,此处不再重复。

3.6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,现初步制定三种工艺路线方案:

1.工艺路线方案一

工序I:车外圆Φ62mm,Φ60mm,车螺纹M6031mm。

工序II:两次钻孔并扩钻花键底孔Φ43mm,锪沉头孔Φ55mm。 工序III:倒角5330°。 工序Ⅳ:钻Rc1/8底孔。 工序Ⅴ:拉花键孔。

工序Ⅵ:粗铣Φ39mm二孔端面。 工序Ⅶ:精铣Φ39mm二孔端面。

工序Ⅷ:钻、扩、粗铰、精铰两个Φ39mm孔至图样尺寸并锪倒角2345°。

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工序Ⅸ:钻M8mm底孔Φ6.7mm,倒角120°。 工序Ⅹ:攻螺纹M8mm底孔Φ6.7mm,倒角120°。 工序Ⅺ:冲箭头。 工序XII:检查。 2.工艺路线方案二

工序I:粗铣Φ39mm二孔端面。 工序II:精铣Φ39mm二孔端面。 工序III:钻Φ39mm二孔(不到尺寸)。 工序Ⅳ:镗Φ39mm二孔(不到尺寸)。 工序Ⅴ:精镗Φ39mm二孔,倒角2345°。 工序Ⅵ:车外圆Φ62mm,Φ60mm,车螺纹M6031mm 工序Ⅶ:钻、镗孔Φ43mm,并锪沉头孔Φ55mm。 工序Ⅷ:倒角5330°。 工序Ⅸ:钻Rc1/8底孔。 工序Ⅹ:拉花键孔。

工序Ⅺ:钻M8mm螺纹底孔Φ6.7mm孔,倒角120°。 工序XII:攻螺纹M8mm底孔Φ6.7mm,倒角120°。 工序XIII:冲箭头。 工序XIV:检查。 3.工艺路线方案三

工序I:车端面及外圆Φ62mm,Φ60mm,车螺纹M6031mm。 工序II:钻、扩花键底孔Φ43mm,并锪沉头孔Φ55mm。 工序III:内花键孔5330°倒角。 工序Ⅳ:钻锥螺纹Rc1/8底孔。 工序Ⅴ:拉花键。

工序Ⅵ:粗铣Φ39mm二孔端面。 工序Ⅶ:钻、扩Φ39mm二孔及倒角。 工序Ⅷ:精、细镗Φ39mm二孔。

工序Ⅸ:磨Φ39mm二孔端面,保证尺寸1180-0.07mm。 工序Ⅹ:钻叉部四个M8mm螺纹底孔并倒角。 工序Ⅺ:攻螺纹4-M8mm,Rc1/8。 工序XII:冲箭头。

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工序XIII:终检。 工艺方案的比较与分析

上述两个工艺方案的特点在于: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Φ39mm二孔;而方案二则与此相反,先是加工Φ39mm孔,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Φ39mm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。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Φ39mm二孔是不合适的。

通过仔细考虑零件的技术要求以及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Φ39mm两个孔及其端面加工要求上。图样规定:Φ39mm二孔中心线应与Φ55mm花键孔垂直,垂直公差为100:0.2;Φ39mm二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Φ39mm二孔的中心线要求与Φ55mm花键孔中心线相垂直,因此,加工及测量Φ39mm孔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,Φ39mm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:Φ39mm孔加工时,以Φ55mm花键孔定位(这是正确的);而Φ39mm孔的外端面加工时,也是以Φ55mm花键孔定位。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Φ39mm二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Φ39mm二孔中心线与花键孔仍有100:0.2的垂直公差,则Φ39mm 孔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。因此综合上述三个方案,进行优化设计,最后的加工路线确定如下:

工序I:车端面及外圆Φ62mm,Φ60mm并车螺纹M6031mm。以两个叉耳外轮廓及Φ65mm外圆为粗基准,选用C620-1卧式车床并加专用夹具。

工序II:钻、扩花键底孔Φ43mm,并锪沉头孔Φ55mm。以Φ62mm外圆为基准,选用C365L转塔车床。

工序III:内花键孔5330o倒角。选用C620-1车床加专用夹具。

工序Ⅳ:钻锥螺纹Rc1/8底孔。选用Z 525立式钻床及专用钻模。这里安排Rc1/8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一个定位基准。本工

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