畢業(yè)設(shè)計（論文）汽車轉(zhuǎn)向節(jié)機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計

目 錄一 引言3二 零件分析 3 (一) 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型 3 （二）零件的類型及功用 3 （三）零件的結(jié)構(gòu)分析及工藝性審查 3 （四）零件主要技術(shù)條件及技術(shù)關(guān)鍵問題 3三 工藝規(guī)程設(shè)計 4 （一）確定毛坯制造的形式4 （二）定位基準(zhǔn)的選擇 4 1粗基準(zhǔn)的選擇 4 2精基準(zhǔn)的選擇 4 （三）零件表面加工方法的選擇 4 （四）制定工藝路線 5四 確定機械加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖 6 （一）確定機械加工余量 6 （二）確定毛坯尺寸 9 （三）設(shè)計毛坯圖 9五 工序設(shè)計 10 （一）50工序粗車各外圓表面工序設(shè)計 10 （二）90工序銑兩內(nèi)側(cè)面工序設(shè)計 14 （三）170工序拉主銷孔工序設(shè)計 15 （四）250工序磨外圓軸頸工序設(shè)計 15 （五）70工序半精車各外圓表面數(shù)控車削工序設(shè)計（方案二）16 六 專用夾具設(shè)計 18 （一）問題的提出18 （二）定位方案選擇 18 1 定位基準(zhǔn)的選擇 18 （三）定位誤差分析及計算 18 1刀具、鉆具、襯套的選擇 19 2對刀誤差 19 3角度誤差 20 4 分度誤差 20 （四）夾緊方案選擇 20 （五） 夾緊力計算 20 1 確定軸向切削力 20 2 確定夾緊力 20 （六）夾緊力方向與夾緊力作用點的選擇 21七 專用刀具設(shè)計 21八 專用量具的設(shè)計 22九 結(jié)束語 23一十 參考文獻33十一 致謝24附件一：英文資料譯文附件二：汽車轉(zhuǎn)向節(jié)機械加工工藝規(guī)程附件三：汽車轉(zhuǎn)向節(jié)零件圖附件四：汽車轉(zhuǎn)向節(jié)毛坯圖附件五：鉆主銷孔夾具裝配圖及部分零件圖附件六：1：8錐孔加工鉸刀設(shè)計圖附件七：工序170拉主銷孔塞規(guī)設(shè)計圖汽車轉(zhuǎn)向節(jié)機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計作者 x x一、 引言畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)期間的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，是一個綜合性的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)我們工程技術(shù)人員的主要教學(xué)環(huán)節(jié)之一，是對幾年學(xué)習(xí)成效的綜合性檢驗。通過這一環(huán)節(jié)培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)知識解決問題的能力，提高我們開拓創(chuàng)新的能力。機械加工工藝設(shè)計和工裝設(shè)計是機制專業(yè)學(xué)生的對口課題，同時又是一個有一定深度和難度的課題，是綜合性和實踐性較強的課題。本次畢業(yè)設(shè)計選擇在大批大量生產(chǎn)下，完成汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的機械加工工藝規(guī)程和工藝裝備設(shè)計。詳細討論了汽車轉(zhuǎn)向節(jié)從毛坯到成品的機械加工工藝過程，并制定了相應(yīng)的機械加工工藝規(guī)程，并分析總結(jié)了叉桿類零件的特點，分析出本叉桿類零件的主要加工為外圓表面和孔的加工，針對該零件的主要技術(shù)要求，設(shè)計了鉆孔用的回轉(zhuǎn)鉆模，以完成該零件主銷孔的鉆削加工，達到相應(yīng)的技術(shù)要求，并滿足了生產(chǎn)率的要求。同時，設(shè)計了該零件制造過程所需要的其他的工藝裝備，包括刀具和量具等。二、零件分析（一）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10萬臺/年，生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，所以在制定工藝路線時應(yīng)充分考慮大批大量生產(chǎn)的特點，制定合適的工藝路線，選擇合適的機床、刀具、量具、檢具，以便提高生產(chǎn)率，降低成本。（二）零件的類型及功用 汽車轉(zhuǎn)向橋（即前橋）是利用轉(zhuǎn)向節(jié)使前車輪可以偏轉(zhuǎn)一定角度而使汽車轉(zhuǎn)向的部件，同時也是汽車重要的前支承部件。轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車前橋上的一個關(guān)鍵零件。轉(zhuǎn)向節(jié)叉形部分的主銷孔用于插入主銷，使轉(zhuǎn)向節(jié)與前橋的前梁左右拳部連接為一體。轉(zhuǎn)向節(jié)軸桿部分的兩個外圓軸頸用于安裝兩個圓錐滾子軸承。兩個圓錐滾子軸承的外圓則安裝在前輪轂的軸承孔中，而前輪轂與前輪輻、前輪胎和前制動器是連接為一個整體的。由此可見，轉(zhuǎn)向節(jié)是連接汽車前梁和前輪的一個必不可少的關(guān)鍵零件。因此，轉(zhuǎn)向節(jié)的制造必須全面達到設(shè)計圖樣和各項技術(shù)條件的要求。（三）零件的結(jié)構(gòu)分析及工藝性審查 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)由尾柄、上下叉頭及法蘭盤組成。叉頭與尾柄偏斜了一定的角度。該零件既有叉桿類零件的特點，又有軸類零件的特點，以外圓表面和內(nèi)孔為主要加工表面，且有較高的尺寸公差和形位公差要求。 對零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性審查得知錐孔的加工有一定難度，叉頭部分的兩內(nèi)表面槽底做成R120的圓弧形其工藝性不如平面形槽底好。（四）零件主要技術(shù)條件及技術(shù)關(guān)鍵問題 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的主要加工部分有：外圓表面的加工，孔的加工以及平面的加工，對這些加工部分的主要技術(shù)要求有：1、軸線X-X與軸線Y-Y應(yīng)在同一平面內(nèi)，公差0.22、錐孔軸線L-L垂直于X-X和Y-Y軸線所成的平面，公差0.15：1003、磨削前經(jīng)磁力探傷，檢驗后退磁 本零件的技術(shù)關(guān)鍵為：（1）叉形主銷孔加工，有很高的同軸度要求。（2）軸桿上兩主軸頸外圓加工，尺寸精度高、表面粗糙度值小、形位精度高。（3）下叉處錐孔加工。（4）尾柄上40mm的外圓表面與74mm的外圓表面相接處的過渡圓角R5應(yīng)滾壓，因為汽車轉(zhuǎn)向節(jié)在工作過程中本連接處最易疲勞斷裂，所以用滾壓來提高疲勞強度。對于上述4處關(guān)鍵表面的加工，在制訂工藝規(guī)程時必須充分重視、必須保證質(zhì)量。三、 工藝規(guī)程設(shè)計（一）確定毛坯制造的形式毛坯材料為40Cr。零件外形較復(fù)雜?？紤]到汽車在運行中要經(jīng)常左右轉(zhuǎn)向，零件在工作過程中則經(jīng)常受交變載荷及沖擊載荷 ，因此應(yīng)選用鍛件毛坯，使零件材料內(nèi)部形成金屬纖維組織，可提高承載能力，保證零件工作可靠。由于零件年生產(chǎn)量10000件，已達大批大量的生產(chǎn)類型，而且零件的尺寸不大，故可采用模鍛成形，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。（二）定位基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得以保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中將問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。1、粗基準(zhǔn)的選擇 本零件的尾柄部分是典型的軸類零件，故以外圓作為徑向粗基準(zhǔn)，以法蘭盤端面作為軸向粗基準(zhǔn)。2、 精基準(zhǔn)的選擇 零件精基準(zhǔn)的選擇主要考慮因素是提高定位精度，減少定位誤差。對于轉(zhuǎn)向節(jié)的加工，應(yīng)按工種基本原則選擇精基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)重合原則和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。基準(zhǔn)重合原則是將設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)及測量基準(zhǔn)相互重合。這樣就可以避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差。軸桿部分的設(shè)計基準(zhǔn)是外圓軸線，而軸線是由軸兩端的中心孔來體現(xiàn)的，故該零件選擇兩個中心孔作為第一組精基準(zhǔn)。基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是加工過程中大多數(shù)工序采用相同的定位基準(zhǔn)，這樣也可減少定位誤差。因此，兩個軸頸外圓、法蘭盤端面和一個10H7工藝孔作為第二組精基準(zhǔn)。（三） 零件表面加工方法的選擇 零件的主要加工表面為外圓表面、孔和平面。考慮到各個表面的技術(shù)要求，各種加工方法的經(jīng)濟加工精度范圍，各加工表面的形狀和尺寸大小，鍛件材料（40Cr）的性質(zhì)及可加工性和生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型，選擇各加工表面的加工方法如下：1、25g6和40g6的外圓表面及軸頸74h10的端面：該外圓表面粗糙度為Ra1.6m，同時考慮到生產(chǎn)率的問題，選擇粗車半精車磨削的加工方法。2、74h10外圓表面：該外圓表面粗糙度為Ra12.5m，采用粗車精車的加工方法。（1） 螺紋外圓表面：該外圓表面粗糙度為Ra25m，采用車削的加工方法。（2） 右桿部外圓錐面：該外圓表面粗糙度為Ra25m，采用車削的加工方法。（3） 尾柄端面：該表面粗糙度為Ra25m，故采用銑削的加工方法則可達到設(shè)計要求。（4） 主銷孔30H9：其尺寸公差等級為IT9，表面粗糙度為Ra6.3m，圓度、圓柱度公差值為0.013，因尺寸公差、形位公差和表面粗糙度均有較高要求，又因加工后要壓入襯套，故采用鉆、擴、拉的加工方法。（5） 孔4-10H11：其尺寸公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra12.5m，位置度公差值為0.30，因尺寸公差、形位公差和表面粗糙度均有較高要求，故采用鉆鉸的加工方法。同時為了保證孔的位置度要求，以上工步必須在一次安裝中完成。（6） 主銷孔32H11：其尺寸公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra12.5m，故采用鉆、擴及倒角的加工方法。（7） 1：8錐孔28：其表面粗糙度為Ra3.2m，采用鉆、擴、鉸的加工方法。（8） 轉(zhuǎn)向節(jié)的叉形內(nèi)、外端面：其表面粗糙度為Ra12.5m，采用銑削的加工方法。（9） 鍵槽：其表面粗糙度為Ra6.3m，因是大批大量生產(chǎn)，故采用拉鍵槽。（四）制定工藝路線 綜合考慮各表面的加工方法，加工順序及生產(chǎn)批量和經(jīng)濟性擬訂汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的機械加工工藝過程如下：1、工藝方案一：表1 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)機械加工工藝過程簡表序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)設(shè)備10鍛 坯20調(diào) 質(zhì)30涂 漆40銑兩端面、鉆中心孔毛坯外圓及法蘭盤端面銑端面、打中心孔機床50粗車右端桿部各外圓兩端中心孔車床60鉆、鉸N面工藝孔兩軸頸、法蘭盤端面N鉆床70半精車右端桿部各外圓兩端中心孔車床80車右端面桿部外圓錐面車床90銑左端叉部兩內(nèi)側(cè)面N端面、40h6外圓和10H7工藝孔銑床100銑上叉上平面銑床110銑下叉下平面銑床120銑下叉錐孔兩端面銑床130鉆、鉸N面4-13H11孔鉆床140锪平N面4-28圓柱坑鉆床150鉸N面4-13H11孔鉆床160鉆、擴叉形主銷孔及倒角鉆床170拉主銷孔32孔拉床180鏜孔32H11N端面、40h6、10H7雙面鏜床190鉆、鉸下叉1：8錐孔鉆床200鉆、攻上叉兩側(cè)M10x1螺孔鉆床210拉下叉錐孔鍵槽錐孔拉床220滾絲M22x1.522外圓滾絲機230銑M22x1.5處小平面軸頸、端面銑床240磨40g6外圓及74 端面兩端中心孔外圓磨床250磨25g6外圓外圓磨床260滾壓40g6外圓根部圓角滾壓機270磁力探傷及退磁探傷機280鉆桿部徑向孔5軸頸外圓及端面鉆床2905孔兩端孔口倒角鉆床300M22x1.5外螺紋套絲310去毛刺銳邊320J最終檢驗2、 工藝方案二： 工序70即汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的右桿部的半精車過程，在數(shù)控車床上完成，以達到提高生產(chǎn)效率的目的，具體加工過程詳見5.5，70工序半精車各外圓表面數(shù)控車削工序設(shè)計。四、 確定機械加工余量及毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖（一）確定機械加工余量機械加工余量的確定由很多因素決定。在此主要考慮工序的經(jīng)濟性及各工序的加工方法。具體如表2表16所示：表2 軸頸40g6的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm磨0.5IT60.0164040半精車2.0IT80.03940.540.5粗車2.5IT120.2542.542.5毛坯面IT161.64545表3 軸頸25g6的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm磨0.5IT60.0132525半精車3IT80.03325.525.5粗車16.5IT120.2128.528.5毛坯面IT161.64545表4 軸頸螺紋部分的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm精車3IT90.0522222粗車20IT120.212525毛坯面IT161.64545表5 74h10的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm精車1IT100.127474粗車5IT120.37575毛坯面IT161.98080表6 74h10端面的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm磨0.5IT60.00855半精車1.5IT80.0185.55.5粗車3IT120.1577毛坯面IT160.91010表7 法蘭盤端面的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm精車1.5IT80.02299粗車7.5IT120.1810.510.5毛坯面IT161.11818表8 上叉外側(cè)面的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm銑4IT120.254040毛坯面IT161.64444表9 下叉外側(cè)面的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm銑4IT120.254040毛坯面IT161.64444表10 下、下叉兩內(nèi)側(cè)面的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm銑8IT120.27676毛坯面IT161.68484表11 錐孔部分兩端面的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm銑4IT110.163636毛坯面IT161.64040表12 4-10H7的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm鉸0.2IT110.111212鉆11.8IT120.1811.811.8表13 主銷孔30的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm拉2IT90.0523030擴3IT100.0842828鉆25IT120.212525表14 主銷孔32的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm擴7IT110.163232鉆25IT120.212525表15 螺孔M22x1的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm鉆8.5IT120.158.58.5表16 1：8錐孔的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm鉸0.2IT90.1229.929.9擴1.8IT100.08427.827.8鉆26IT120.212626表17 銷孔5的機械加工余量工序工步名稱雙邊余量mm工序的經(jīng)濟精度基本尺寸mm工序尺寸及公差值mm公差等級公差值mm鉆5IT120.1255（二） 確定毛坯的尺寸 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)零件材料為40Cr，調(diào)質(zhì)硬度為HRC3035，強度極限b=980Mpa，生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，采用在鍛模上合模模鍛毛坯。因零件上所有孔徑均較小，所以在毛坯中均不鍛出。由參考文獻8及表2.214得該鍛件各對應(yīng)面加工余量如下表所示：表18 各表面加工余量加工表面加工余量mm基本尺寸mm說明軸540雙邊余量節(jié)臂內(nèi)、外端面440雙邊余量錐孔端面436雙邊余量（三）設(shè)計毛坯圖根據(jù)上述所確定的加工總余量和毛坯尺寸來繪制毛坯圖，毛坯輪廓用粗實線繪出，零件的實際尺寸用雙點劃線繪制，尺寸如表19所示。同時在圖中標(biāo)出毛坯尺寸、公差、技術(shù)要求、圓角半徑和模鍛斜度等。具體見附件三。表19 各表面加工余量加工表面加工余量mm基本尺寸mm說明軸545雙邊余量節(jié)臂內(nèi)、外端面444雙邊余量錐孔端面440雙邊余量五、 工序設(shè)計（一）50工序粗車各外圓表面工序設(shè)計1、加工設(shè)備與工藝裝備加工設(shè)備：臥式車床CA6140 工藝裝備：刀具：由參考文獻7，根據(jù)表1.2 選擇YT15硬質(zhì)合金刀片，刀桿尺寸， ， ， ，刀具為偏頭外圓車刀。 夾輔具：頂尖、拔盤 量具：游標(biāo)卡尺 0.02 02002、 確定工序尺寸 見表2表73、 確定切削用量及計算基本時間（1） 車27mm外圓表面 計算切削用量： 切削深度 。確定進給量：由參考文獻7 表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為，工件直徑2040mm，f=0.30.5mm/r，按CA6140，f=0.41mm/r。選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具使用壽命：由參考文獻7 根據(jù)表1.9 車刀后刀面最大磨損量為1.0mm，車刀壽命 T=60min。確定切削速度：由參考文獻7 根據(jù)表1.10，當(dāng)使用YT15硬質(zhì)合金車刀加工的鋼料， 切削速度。 切削速度的修正系數(shù)：， ， ， ， ，根據(jù)CA6140車床說明書，選擇 實際切削速度vc為由參考文獻7，根據(jù)表1.27 ， ， ， 故選擇，與查表結(jié)果相同，這時校驗功率：， ， ， ， ， ， ， 故實際切削功率為，由此可見，所選切削用量可以采用。所以切削用量為： ， ， ， 計算基本工時： 式中， ， 根據(jù)參考文獻7表1.26，車削時的切入量及超切量為 。則，故式中：KTV切削速度的修正系數(shù) VC實際切削速度（m/min） Tm切削時間（min） ap切削深度（mm） n機床主軸轉(zhuǎn)速（r/min） f進給量（mm） L刀具或工作臺行程長度（mm）（2） 車40mm外圓表面計算切削用量： 切削深度 。確定進給量：由參考文獻7 表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為，工件直徑2040mm，f=0.30.5mm/r，按CA6140，f=0.41mm/r。選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具使用壽命：由參考文獻7 根據(jù)表1.9 車刀后刀面最大磨損量為1.0mm，車刀壽命 T=60min。確定切削速度：由參考文獻7 根據(jù)表1.10，當(dāng)使用YT15硬質(zhì)合金車刀加工的鋼料， ，切削速度。 切削速度的修正系數(shù)：， ， ， ， ，根據(jù)C6140車床說明書，選擇 實際切削速度vc為由參考文獻7，根據(jù)表1.27 ， ， ， 故選擇，與查表結(jié)果相同，這時校驗功率：， ， ， ， ， ， ， 故實際切削功率為， 由此可見，所選切削用量可以采用。所選切削用量為：， ， ， 計算基本工時： 式中， ， 根據(jù)參考文獻7表1.26，車削時的切入量及超切量。則，故（3） 車24mm外圓表面 計算切削用量： 切削深度 。確定進給量：由參考文獻7 表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為，工件直徑2040mm，f=0.30.5mm/r，按CA6140，f=0.41mm/r。選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具使用壽命：由參考文獻7 根據(jù)表1.9 車刀后刀面最大磨損量為1.0mm，車刀壽命 T=60min。確定切削速度：由參考文獻7 根據(jù)表1.10，當(dāng)使用YT15硬質(zhì)合金車刀加工的鋼料， 切削速度。 切削速度的修正系數(shù)：， ， ， ， ，根據(jù)CA6140車床說明書，選擇 實際切削速度vc為由參考文獻7，根據(jù)表1.27 ， ， ， 故選擇，與查表結(jié)果相同，這時校驗功率：， ， ， ， ， ， ， 故實際切削功率為，由此可見，所選切削用量可以采用。所選切削用量：， ， ， 計算基本工時： 式中， ， 根據(jù)表1.26，車削時的切入量及超切量。則，故（4） 車軸頸74mm端面 計算切削用量： 切削深度 。確定進給量：由參考文獻7 表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為，工件直徑60100mm，f=0.61.0mm/r，按CA6140，f=0.7mm/r。選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具使用壽命：由參考文獻7 根據(jù)表1.9 車刀后刀面最大磨損量為1.0mm，車刀壽命 T=60min。確定切削速度：由參考文獻7 根據(jù)表1.10，當(dāng)使用YT15硬質(zhì)合金車刀加工的鋼料， ，切削速度。 切削速度的修正系數(shù)：， ， ， ， ，根據(jù)C6140車床說明書，選擇 實際切削速度vc為由參考文獻7，根據(jù)表1.27 ， ， ， 故選擇，與查表結(jié)果相同，這時校驗功率：， ， ， ， ， ， ， 故實際切削功率為，由此可見，所選切削用量可以采用。 所選切削用量為：， ， ， 計算基本工時： 式中， ， 根據(jù)表1.26，車削時的切入量及超切量。則，故（5） 車法蘭盤端面 計算切削用量： 切削深度 。確定進給量：由參考文獻7 表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為，工件直徑100600mm，f=0.81.4mm/r，按CA6140，f=1mm。選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具使用壽命：由參考文獻7 根據(jù)表1.9 車刀后刀面最大磨損量為1.0mm，車刀壽命 T=60min。確定切削速度：由參考文獻7 根據(jù)表1.10，當(dāng)使用YT15硬質(zhì)合金車刀加工的鋼料， ，切削速度。 切削速度的修正系數(shù)：， ， ， ， ，根據(jù)CA6140車床說明書，選擇 實際切削速度： 由參考文獻7，根據(jù)表1.27 ， ， ， 故選擇，與查表結(jié)果相同，這時校驗功率：， ， ， ， ， ， ， 故實際切削功率為，由此可見，所選切削用量可以采用。所選切削用量為：， ， ， 計算基本工時： 式中， ， 根據(jù)表1.26，車削時的切入量 。則，故（二）90工序銑兩內(nèi)側(cè)面工序設(shè)計1、選擇加工設(shè)備與工藝裝備 加工設(shè)備：臥式銑床X62 工藝裝備：刀具：由參考文獻7，根據(jù)表1.2 選擇YT15硬質(zhì)合金刀片，根據(jù)表3.1 故應(yīng)根據(jù)銑削寬度 由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，由參考文獻7，表3.13得 齒數(shù)Z=4。 夾輔具：銑夾具 量具：游標(biāo)卡尺 0.02 02002、 確定工序尺寸 見表8、表9、 表10。3、確定切削用量及計算基本時間（1） 計算切削用量： 切削深度 。（2） 確定每齒進給量：由參考文獻7 表3.5 當(dāng)使用YT15銑床，功率為7.5kw，由于采用對稱銑，故?。?） 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具使用壽命： 根據(jù)表3.7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0mm，由于銑刀直徑 故刀具壽命 T=180min（4） 確定切削速度和進給量：切削速度可根據(jù)表3.27中的公式計算，也可直接查表。根據(jù)表3.13 當(dāng)各修正系數(shù)：0.69，0.76故 =80.76m/min n=nt.kn=3910.690.76 =205.04r/min vf=vf.kvf=1880.690.76 =98.59m/min根據(jù)X62說明書，選擇 ne=190r/min vfc=150m/min因此 實際切削速度和每齒進給量為=143.18m/min =0.1974 mm/z（5）校驗機床功率 根據(jù)表 3.23 當(dāng) ，近似為，根據(jù)X62說明書，機床主軸允許的功率為，故 ，因此所選的切削用量可以采用。所選切削用量為： 143m/min 0.2mm/z 計算基本工時 式中 根據(jù)表3.26 則 所以 （三） 170工序拉主銷孔工序設(shè)計1、 選擇加工設(shè)備與工藝裝備加工設(shè)備：臥式內(nèi)拉床L6120工藝裝備：刀具：圓孔拉刀30D80120 夾輔具：拉夾具 量具：光滑塞規(guī)2、確定工序尺寸見表123、 確定切削用量及計算基本時間（1） 計算切削用量：切削深度 （2） 確定進給量 由參考文獻17 表86 得f=0.02mm（3） 計算工時 其中， ， ， ， （四） 250工序磨軸頸外圓25g6工序設(shè)計1、 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 加工設(shè)備：外圓磨床M1432A 工藝裝備：砂輪：1-50050203WA60L50V-35m/s 夾輔具：雙頂尖、拔盤 量具：片形雙頭卡規(guī)2、確定工序尺寸 見表33、確定切削用量及計算基本時間（1） 計算切削用量：切削深度（2） 確定進給量：由參考文獻17 表1225 可得（3） 計算工時：由參考文獻17 得， 由參考文獻7 表6.29，得k=1.5（五） 70工序半精車各外圓表面數(shù)控車削工序設(shè)計（方案二）1、 加工設(shè)備：CK0630數(shù)控車床 工藝裝備：刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸 2525mm，刀具為偏頭外圓車刀，記為T1。T2為切槽刀，寬2mm，T3為螺紋車刀。 夾輔具：雙頂尖、拔盤 量具：游標(biāo)卡尺 0.02 0200根據(jù)CK0630數(shù)控車床的說明書，考慮到零件的材料及加工余量選 主軸轉(zhuǎn)速： S=1000r/min 進給速度： F=50m/min2、零件加工尺寸如圖所示： 3、 數(shù)控加工程序如下： N001 G90 N002 G54 X150 Z10 N003 M03 S1000 N004 M06 T1 N005 G00 X9.5 Z2 N006 G01 Z0 F50 N007 G01 X22 Z-1.5 N008 G01 Z-25 N009 G01 X25.484 N010 G01 Z-52 N011 G01 X40.481 Z-102 N012 G01 Z-141.5 N013 G01 X73.994 N014 G01 Z-147 N015 G01 X130 N016 G28 N017 G29 N018 M06 T2 N019 G00 X25 Z-25 N020 G01 X20 F50 N021 G01 X25 N022 G28 N023 G29 N024 M06 T3 N025 M03 S200 N026 G00 X22 Z2 N027 G91 N028 G33 D22 I19.8 X0.3 P1.5 L-23 Q0 NO29 G54 N030 G00 X25N031 G28N032 G29N033 M05N034 M02六、專用夾具設(shè)計 專用的機床夾具設(shè)計是機械制造工藝裝備設(shè)計的一部分，夾具的優(yōu)劣對零件加工精度、生產(chǎn)效率、制造成本、生產(chǎn)安全、勞動生產(chǎn)條件等都起著重要的作用。它用來確定工件與刀具的相對位置，將工件定位并夾緊。根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的技術(shù)要求，設(shè)計160工序鉆、擴主銷孔預(yù)孔28H10的鉆床夾具。本夾具用于立式鉆床，刀具為錐柄麻花鉆和錐柄擴孔鉆。（一）問題的提出 本夾具主要用來鉆、擴主銷孔30H9的預(yù)孔28H10，以達到零件圖上的有關(guān)技術(shù)要求。其中兩孔有圓度、圓柱度和同軸度要求，還有距離尺寸要求和位置度要求。其中兩孔的圓度和圓柱度要求由拉孔工序保證，其余要求由本工序的工藝及夾具保證。因此，本工序加工時，故本工序加工時，首先應(yīng)考慮的是精度的問題，其次是如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度。（二）定位方案選擇1、 定位基準(zhǔn)的選擇 如圖1所示 為保證定位的精度，同時盡量減少與工件定位表面的接觸面積，保證工件定位可靠，采用以工件尾柄在兩套筒中定心，并以凸緣支承在其中一個套筒的端面上。工件又以法蘭盤上的一個工藝孔為基準(zhǔn)裝在削邊銷上。兩套筒限制四個不定度，端面限制一個不定度，削邊銷限制一個不定度，實現(xiàn)工件的完全定位。（三） 定位誤差分析及計算 如圖1所示，工件采用套筒定位，故工件尾柄外圓軸線為第一定位基準(zhǔn)，工件上的端面和法蘭盤上的孔為第二和第三基準(zhǔn)。工件上作為第一定位基準(zhǔn)的外圓軸線，由于零件有角度傾斜，故有角度誤差，鉆頭對工件有對刀誤差以及鉆模分度后還會存在分度誤差。 削邊銷的尺寸及公差為10g6mm，對應(yīng)銷孔尺寸及公差為10H7mm。圖1 工件定位示意圖1、刀具、鉆具、襯套的選擇（1）直柄麻花鉆25，1號擴孔鉆28（2）鉆套的選擇 快換鉆套，配用螺釘為M8，對應(yīng)襯套， 擴套，配用螺釘為M8，對應(yīng)襯套，2、對刀誤差（1）TL夾： （2）（3）（4） （5）E 其中h=5mm，B=40mm E=0.08x（75/2+5+40）/75=0.088mm 由零件圖可得同軸度為0.5mm 3、角度誤差 軸頸25mm與套筒的配合為H7/g6 軸頸40mm與套筒的配合為H7/g6 4、分度誤差 L=1+2+e=0.136/2+0.08+0.018+0.003=0.169mm通過以上計算可以得出，該夾具滿足工序要求，可以使用。（四）夾緊方案選擇 本零件屬于大批大量生產(chǎn)，所以在選擇夾緊方案時除首先保證夾緊可靠外，還應(yīng)考慮如何保證較高的生產(chǎn)率。因本零件形狀較復(fù)雜，為了降低制造成本，使用通用機床，使工件裝卸方便，所以選用手動螺旋夾緊。（五）夾緊力計算1、確定軸向切削力 由參考文獻7，表2.7可得進給量f=0.39-0.47mm/r,再由鉆床Z535得f=0.32mm/r 由參考文獻7，表2.32可得鉆孔時軸向力、扭矩的計算公式：軸向力： 其中 ， ， ， 扭矩： 其中 ， ， ，2、 確定夾緊力 工件受力圖及壓板受力圖（如圖2所示） 鉆削時產(chǎn)生的扭矩由夾緊力和軸向力所產(chǎn)生的摩擦力矩來平衡。 靜力矩方程： 由參考文獻4，可取安全系數(shù)K=3實際夾緊力 由參考文獻4，可知 其中 由參考文獻3可確定星形輪處的螺栓為M16（a）工件受力 （b）壓板受力圖2 工件受力及壓板受力示意圖（六）夾緊力方向與夾緊力作用點的選擇 按夾緊力方向應(yīng)朝向?qū)ΡＷC工件精度影響最大的定位面，應(yīng)使工件變形最小，選擇夾緊力方向水平，作用點選擇在工件法蘭盤的中心，這樣就保證了工件定位時已獲得的正確位置。七、專用刀具設(shè)計 專用刀具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計的重要組成部分。在本次設(shè)計中選擇190工序鉆鉸錐孔中所用的1：8錐度鉸刀為設(shè)計內(nèi)容。鉸刀材料為高速鋼W18Cr4V，硬度為HRC60-65。在立式鉆床Z535進行加工由參考文獻5中可得D=29.5mm，d=22.50.1mm。（一）鉸刀的幾何角度 1.鉸刀切削部分呈錐形，其錐角2kr的大小主要影響被加工孔的質(zhì)量和餃削時軸向力的大小。切削錐角：切削錐角的大小通常影響鉸刀參加工作的長度和切屑厚薄以及各分力間的比值，對加工質(zhì)量有較大影響，機用鉸刀工作時，為提高切削效率，其導(dǎo)向和進給由機床保證在鉸制剛件時kr=1215。 2.前角和后角：由于鉸刀切下的切屑很薄，切屑和前后刀面的的接觸長度很短，前角的作用不顯著，為制造方便，在精加工時，常取=0，而后角值應(yīng)較大，但考慮到鉸刀重磨后徑向尺寸不至于變化過大，故一般取=610。刃磨后角時切削部分的刀齒必須磨尖而不留刃帶，校準(zhǔn)部分必須留有0.0050.3mm的刃帶，以拋光和校準(zhǔn)孔徑，并便于制造和檢驗鉸刀。 3. 軸向刃傾角：直槽硬質(zhì)合金鉸刀為便于制造，一般取=0，為避免切屑檫傷已加工表面也可取=-（35）（二） 錐柄的選擇 鉸刀錐柄選用莫氏2#錐度。（三）齒數(shù)：鉸刀的加工余量小，容屑槽淺，所以齒數(shù)可以做得少，為了測量教導(dǎo)的直徑，齒數(shù)一般選擇偶數(shù)，根據(jù)孔徑選擇4個齒。機用鉸刀通常采用等距分布。故本鉸刀采用等距分布的4齒錐柄餃刀。（四）中心孔的選擇 中心孔選B2（GB14585）。其余尺寸和技術(shù)要求見附件六。八、專用量具的設(shè)計 量具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計的重要組成部分。在機械加工中經(jīng)常用到專用量具，所以工藝人員需要經(jīng)常根據(jù)實際設(shè)計專用量具。本次設(shè)計工序170拉削30孔后檢驗孔徑的專用塞規(guī)。 30孔的上下偏差分別為：ES=0.045mm，EI=0mm。由參考文獻12、16、21選通用IT7級精度，尺寸為30的量規(guī)的制造公差T=0.0024mm，Z=0.0034mm，則T/2=0.0012 畫量規(guī)公差帶圖：計算量規(guī)的工作尺寸：塞規(guī)通端的基本尺寸：塞規(guī)通端的標(biāo)注尺寸：塞規(guī)止端的基本尺寸：塞規(guī)止端的標(biāo)注尺寸：塞規(guī)材料選擇40鋼，對通端和止端表面進行氮化處理，工作面硬度HRC5865，其余表面硬度略低。塞規(guī)結(jié)構(gòu)采用裝配式結(jié)構(gòu)，通端和止端用1：50錐軸與塞規(guī)手柄桿裝配成一體。設(shè)計圖樣見附件六。九、結(jié)束語 歷時兩個多月，本次畢業(yè)設(shè)計順利完成。在這次設(shè)計中我得到了以下幾點體會：1、作為科技工作者和工程技術(shù)人員必須培養(yǎng)求真、務(wù)實和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，必須培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、鉆研創(chuàng)新與實事求是相結(jié)合的工作作風(fēng)。2、必須培養(yǎng)獨立工作與團隊協(xié)作的能力與意識，使個人的能力在整個團隊中充分發(fā)揮作用。3、 必須重視基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，只有在牢固的基礎(chǔ)上才能有創(chuàng)新和發(fā)展。本著力求能指導(dǎo)生產(chǎn)的指導(dǎo)思想，本次畢業(yè)設(shè)計基本達到了綜合運用基本理論知識，解決實際生產(chǎn)問題的目的。但由于實踐經(jīng)驗少、時間短等原因，本設(shè)計中存在許多不足和欠缺，望各位老師和同學(xué)指正，指出其中的不足和錯誤，提出改進建議。參 考 文 獻1吳善元主編.現(xiàn)代制造技術(shù)J.揚州大學(xué)工學(xué)院，2004年10月14日2吳宗憲、羅圣國主編.機械設(shè)計課程設(shè)計M.北京：高等教育出版社，19993東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、第一汽車制造廠職工大學(xué)編.機床夾具設(shè)計手冊（第二版）M.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，19984王啟平主編.機床夾具設(shè)計（修訂本）M.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，19965顧宗銜等編.機械制造工藝學(xué)（第二版）M.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，19906鄧文英主編.金屬工藝學(xué)（上下冊）M.高等教育出版社，19907艾興、肖詩綱主編.切削用量簡明手冊M.機械工業(yè)出版社，19938李益民主編.機械制造工藝簡明手冊.機械工業(yè)出版社，19939趙家齊主編.機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書M.機械工業(yè)出版社，199410南京市機械研究所主編.金屬切削機床夾具圖冊（第一版）M.機械工業(yè)出版社，198411王小華主編.機床夾具圖冊M.機械工業(yè)出版社，199212李碩根、吳駿等主編.互換性與技術(shù)測量（第二版）M.中國計量出版社，199113樂兌謙主編.金屬切削刀具M.機械工業(yè)出版社，199314劉華明主編.金屬切削刀具設(shè)計簡明手冊M.機械工業(yè)出版社，199515大連理工大學(xué)工程教研室編.機械制圖M.高等教育出版社，199316任嘉卉主編.公差與配合手冊（第二版）M.機械工業(yè)出版社，200017成大先主編.機械設(shè)計手冊（第三版）M.化學(xué)工業(yè)出版社，199318李華主編.機械制造技術(shù)M.機械工業(yè)出版社，199719國家自然科學(xué)基金委員會編.機械制造科學(xué)M.科學(xué)出版社，199520葉元烈主編.機械現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)M.中國計量出版社，200021李云主編.機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊M.機械工業(yè)出版社，1997.822 孟少慶主編.機械加工工藝手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1991.23李慶芬主編.機電工程專業(yè)英語M.哈爾濱工程大學(xué)出版社，2001.624王麗娜主編.科技英語選讀M.北京：北京外文出版，1999.925潘春旭主編.雙面電弧焊接技術(shù)及其冶金學(xué)特征J. 四川：材料科學(xué)與工程研究新進展學(xué)術(shù)交流會論文集，2002年8月13-17日26潘春旭主編.AA4343/AA3003鋁合金薄板釬焊接頭的顯微組織特征J.中國有色金屬學(xué)報，2002年12月3日27陳浩、潘春旭、潘鄰等主編.金屬熱處理J.中國有色金屬學(xué)報，2002年5月，第27卷，第9期，pp.5-1028肖金生、劉杰、潘春旭等主編.陶瓷/金屬梯度熱障涂層的熱沖擊性能研究J.武漢理工大學(xué)學(xué)報, 2002年11月14日 28維普數(shù)據(jù)庫.http:/202.202.121.8/vip29陳家瑞主編.汽車構(gòu)造（第四版M）.北京：人民交通出版社，2002.2致 謝本次畢業(yè)設(shè)計是在李華英老師的悉心指導(dǎo)下完成的，如果沒有李老師的指導(dǎo)和幫助，本論文不會順利完成，她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富的實踐經(jīng)驗和教學(xué)經(jīng)驗使我受益匪淺，在此致以衷心的感謝，還有就是要特別感謝周國玉老師和同組同學(xué)對我?guī)椭椭笇?dǎo)，她不但耐心的給我們解答設(shè)計中遇到的問題，還為我們提供了很多設(shè)計中需要的參考資料。在此表示衷心的感謝。 四年的大學(xué)生活，有過失敗，有過成功，能夠順利的畢業(yè)，有賴于院系領(lǐng)導(dǎo)和老師的關(guān)懷、照顧以及同學(xué)的熱心幫助，在此我表示衷心的感謝！湖北汽車工業(yè)學(xué)院機械工程系機 械 加 工 工 藝 過 程 卡第 頁共 頁零件名稱軸承蓋年產(chǎn)設(shè)計鋼領(lǐng)10000材 料HT150毛坯種類盤類工序號工 序 名 稱設(shè) 備 名 稱設(shè) 備 型 號設(shè)備數(shù)量作業(yè)時間min工時定額min設(shè)備負荷率%備 注1粗車臺階面、62g6外圓柱表面以及左端面和退刀槽臥式車床C6127121.22粗鏜31內(nèi)孔表面、內(nèi)臺階面以及50內(nèi)孔表面臥式鏜床T61614.63鉆4個臺階孔立式鉆床Z525116.84粗銑平面及圓弧面臥式銑床X6015精銑平面臥式銑床X6011.96半精鏜31內(nèi)孔表面、內(nèi)臺階面以及50內(nèi)孔表面臥式鏜床T616122.17精鉸4個臺階孔立式鉆床Z525173.28半精車臺階面、62g6外圓柱表面以及倒角臥式車床C61271209半精車左端面臥式車床C612715.410精磨62g6外圓柱表面萬能磨床M12019.1班級T813-5學(xué)號組號姓名批 閱成績?nèi)掌跈C械加工工藝過程卡填寫說明湖北汽車工業(yè)學(xué)院機械工程系機 械 加 工 工 藝 過 程 卡共（1）頁第（2）頁零件名稱（3）年生產(chǎn)鋼領(lǐng)（4）材料（5）毛坯種類（6）每坯件數(shù)（7）工序號工 序 名 稱設(shè) 備 名 稱設(shè) 備 型 號設(shè)備數(shù)量作業(yè)時間min工時定額min設(shè)備負荷率%備 注（8）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（15）（16）班級組號成員批閱組成績?nèi)掌冢?）過程卡和工序卡的總頁數(shù)；（2）當(dāng)前頁頁序；（3）按零件圖填寫；（4）按設(shè)計任務(wù)書填寫，包括了備品率和廢品率；（5）按零件圖填寫；（6）填寫“鑄件”、“鍛件”、“圓鋼”、“板鋼”等；（7）每毛坯可加工同一零件的數(shù)量；（8）工序號，可依自然數(shù)連續(xù)或不連續(xù)編號；（9）工序名稱如“鉆孔”、“粗銑面”、“攻螺紋”等；（10）填寫設(shè)備名稱如“立鉆”；（11）填寫設(shè)備型號如“Z5125A”；（12）填寫該工序所需設(shè)備數(shù)量；（13）基本時間tm和輔助時間ta之和，也稱為操作時間?；緯r間取自工序卡。輔助時間按工序卡所表明的工序操作動作，查各動作的時間定額標(biāo)準(zhǔn)并累加得到（未見占基本時間百分比數(shù)據(jù)）；（14）工時定額tt按公式tt=（tm+ta）1+（+）計算。其中布置工作地時間、休息和生理需要時間按它們占作業(yè)時間的百