毕业设计(论文)-汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉机械加工工艺规程.doc
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1、 四川信息职业技术学院毕业设计说明书摘 要本次毕业设计在明确设计要求的前提下,对零件的作用以及工艺进行了认真分析;分析确定了毛坯的制造形式,分析各工序定位基准并对定位基面进行选择,制定工艺路线方案并进行分析比较确定最优工艺路线,对各工序机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸进行计算和确定,计算确定各工序的切削用量以及基本工时;在这些工作的基础上完成了机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片等机械加工工艺规程文件,同时完成了零件图和毛坯图的设计。关键词:工艺规程 工艺路线 切削用量 第1章 零件的分析1.1 零件的作用 题目所给定的零件是汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉(见零件图),它位于传动轴的端部。主
2、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的孔,用以安装滚针轴承并与十字轴相连,起万向联轴节的作用。零件外圆内为花键孔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这个零件从零件图上可以看出,它一共有两组加工表面,而这两组加工表面之间有一定的位置要求。现将这两组加工表面分析如下:1.以孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:两个的孔及其倒角,尺寸为的与两个孔相垂直的平面,还有在平面上的四个螺孔。其中,主要加工表面为的两个孔,这是用来装配滚针轴承以便安装十字轴的
3、。2.以花键孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:十六齿方齿花键孔,阶梯孔,以及外圆表面和的外螺纹表面。这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:(1)花键孔与二孔中心联线的垂直度公差为0.2:100;(2)二孔外端面对孔垂直度公差为0.1mm;(3)花键槽宽中心线与中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,然后借助于专用加具加工另一组表面,并且保证它们之间的位置精度要求。第2章 工艺规程设计2.1 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
4、,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。由于零件年产量为5000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。这从提高生产率、保证加工精度上考虑,也是应该的。2.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理,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。2.2.1 粗基准的选择对万向节滑动叉这样的零件来说,选择好粗基准是至关重要的。对于一般的轴类零件而言,以外圆作为基准是完全合理的。但对本零件来说,如果以外圆(或外圆)表面作基准(四点定位),则可能造成这一组内外
5、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(即当零件有不同加工表面时,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,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准),现选取叉部两个孔的不加工外轮廓表面作为基准,利用一组共两个短V形块支承这两个外圆轮廓作主要定位面,以消除四个自由度,再用一对自动定心的窄口卡爪,夹持在外圆柱面上,用以消除两个自由度,达到完全定位。2.2.2 精基准的选择对于精基准而言,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。2.3 制订工艺路线制订工艺路线的出发点,应当是使
6、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。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,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。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。2.3.1 工艺路线方案一工序 车外圆,车螺纹。工序 两次钻孔并扩钻花键底孔,锪沉头孔。工序 倒角。工序 钻底孔。工序 拉花键孔。工序 粗铣二孔端面。工序 精铣二孔端面。工序 钻、扩、粗铰、精铰两个孔至图样尺寸并锪倒角。工序 钻底孔,倒角120。工序 攻螺纹,。工序 冲箭头。2.3.2 工艺路线方案二工序 粗铣二孔端面。工序 精铣二孔端面。工序 钻二孔。(不到尺寸)工序 镗二孔
7、。(不到尺寸)工序 精镗二孔,倒角 245。工序 车外圆,车螺纹。工序 钻、镗孔,并锪沉头孔。工序 倒角 560。工序 钻底孔。工序 拉花键孔。工序 钻底孔,倒角120。工序 攻螺纹,。工序 冲箭头。工序 检查。2.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于: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二孔;而方案二则与此相反,先是加工孔,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二孔,这时的位置精度较易保证,并且定位及装夹都比较方便。但方案一中的工序虽然代替了方案二中的工序、,减少了装夹次数,但在一道工序中要完成这么
8、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,只能选用转塔车床,利用转塔头进行加工。而转塔车床目前大多选、用于粗加工,用来在此处加工二孔是不合适的,因此决定将方案二中的工序、移入方案一,改为两道工序加工。具体工艺过程如下:工序 车外圆,车螺纹,粗基准的选择如前所述。工序 两次钻孔并扩钻花键底孔,锪沉头孔,以外圆为定位基准。工序 倒角560。工序 钻锥螺纹底孔。工序 拉花键孔。工序 粗铣二孔端面,以花键孔及其端面为基准。工序 精铣二孔端面。工序 钻孔两次并扩孔,孔至图样尺寸并锪倒角245。工序 精镗并细镗二孔,倒角245,工序、的定位
9、基准均与工序相同。工序 钻底孔,倒角120。工序 攻螺纹,。工序 冲箭头。工序 检查。以上加工方案大致看来还是合理的。但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,就会发现仍有问题,主要表现在两个孔其端面加工要求上。图样规定:二孔中心线应与花键孔垂直,垂直度公差为0.2:100;二孔与其外端面应垂直,垂直度公差为0.1mm。由此可以看出:因为二孔的中心线要求与花键孔中心线相垂直,因此,加工及测量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,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
10、的工艺路线中没有这样做:孔加工时,以花键孔定位(这是正确的);而孔的外端面加工时,也是以定位的。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(这是很难的)。那么由于种种原因二孔中心线与花键孔仍有0.2:100的垂直度公差,则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。为了解决这个问题,原有的加工路线可仍大致保持不变,只是在二孔加工完了以后,再增加一道工序:以孔为基准,磨二孔外端面。这样做,可以修正由于基准不重合造成的
11、加工误差,同时也照顾了原有的加工路线中装夹较方便的特点。因此,最后的加工路线确定如下 :工序 车端面及外圆,并车螺纹,以两个叉耳外轮廓及外圆为粗基准,选用C620-1普通车床并加专用夹具。工序 钻、扩花键孔,并锪沉头孔,以外圆为基准,选用C365L转塔车床。工序 内花键孔530倒角,选用C620-1车床加专用夹具。工序 钻锥螺纹底孔,选用Z525立式钻床及专用钻模。这里安排钻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 拉花键孔,利用花键内底孔、端面及Rc1/8锥螺纹底孔定位,选用L6120卧式拉床加工。工序
12、 粗铣二孔端面,以花键孔定位,选用X62铣床加工。工序 钻、扩二孔及倒角,以花键孔及端面定位,选用Z535立式钻床加工。工序 粗、精镗二孔,选用T740型卧式金刚镗床及专用夹具加工以花键内孔及其端面定位。工序 磨二孔端面,保证尺寸,以孔及花键孔定位,选用M7130平面磨床及专用夹具加工。工序 钻叉部四个螺纹底孔并倒角。选用Z4112-2台式钻床及专用夹具加工,以花键孔及孔定位。工序 攻螺纹及。工序 冲箭头。工序 检查。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程卡片”。2.4 机械加工余量、工序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HB207241,毛坯重量约,生产类型为成批生产。
13、采用在锻锤上合模模锻毛坯,3级精度组(成批生产)。根据原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1.外圆表面(及)考虑其加工长度为,与其联结的非加工外圆表面直径为,为简化模锻毛坯的外形,现直接取其外圆表面直径为。表面为自由尺寸公差,表面粗糙度要求为(相当于),只要求粗加工,此时直径余量已能满足加工要求。2.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量(端面)长度余量及公差取为见“机械制造工艺手册”表1-52。模锻斜度为7(图纸要求)。3.两内孔(叉部)毛坯为实心,不冲出孔。两内孔精度要求界于之间,参照“机械制造工艺手册”表1-29及表1-34确定工序尺寸及余量为:钻孔:
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