万向节滑动叉加工工艺及夹具设计

机械 加工工艺 汽车 夹具设计

序 言

机械制造工艺学课程设计是在学完了大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。

由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

一. 零 件 的 分 析

（一）零件的作用

题目所给的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉（见附图1），它位于传动轴的端部。主要作用一是传递扭矩；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，由于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_0.010mm的孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联节的作用。零件 65mm外圆内为 50mm花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递动力之用。 （二）零件的工艺分析

万向节滑动叉共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1以 39mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：两个 39 0.010mm的孔及其倒角，尺寸为118 0.07mm的与两个 39 0.010mm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 39 0.010mm的两个孔。

2.以 50mm花键孔为中心的加工表面 （1） 这一组加工表面包括：

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50

0.039

mm 十六齿方齿花键孔，的外圆表面和的外螺纹表面。

55mm阶梯孔，以及 65mm

花键孔与二孔中心联线的垂直度公差为100:0.2;

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（2） 39mm二孔外端面对孔垂直度公差为0.1mm; （3） 500

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度要求

二.工 艺 规 程 设 计

（一）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。由于零件年产量为4000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。

（二）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。

（1）

粗基准的选择。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准完全合理的。但对本零件来说，如果以 65mm外圆（或

62mm外圆）表面作基准

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mm花键槽宽中心线与 39mm中心线偏转角度公差为

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 39 0.010mm孔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 39 0.010mm的外轮廓作主要定位面，以消除xxy四个自由度，再用一对自动定心的窄口卡

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爪，夹持在 65mm外圆柱面上，用以消除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，应该进行尺寸转算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

（三）制订工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、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，可以考虑采用数控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。

1. 工艺路线方案一

工序Ⅰ 车外圆 62mm， 60mm，车螺纹M60×1mm. 工序Ⅱ 两次钻孔并扩钻花键底孔 43mm，锪沉头孔 55mm。 工序Ⅲ 倒角5×30°。 工序Ⅳ 钻Rel/8底孔。 工序Ⅴ 拉花键孔。

工序Ⅵ 粗铣 39mm二孔端面。 工序Ⅶ 精铣 39mm二孔端面。

工序Ⅷ 钻、扩、粗铰、精铰两个 39mm孔至图样尺寸并锪倒角2×45°。 工序Ⅸ 钻M8mm底孔 6.7mm，倒角120°。 工序Ⅹ 攻螺纹M8mm，Rel/8。 工序Ⅺ 冲箭头。 工序Ⅻ 检查。 2. 工艺路线方案二

工序Ⅰ 粗铣 39mm二孔端面。 工序Ⅱ 精铣 39mm二孔端面。 工序Ⅲ 钻 39mm二孔（不倒尺寸）。 工序Ⅳ 镗 39mm二孔（不倒尺寸）。

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工序Ⅴ 精镗 39mm二孔，倒角2×45°.

工序Ⅵ 车外圆 62mm， 60mm，车螺纹M60×1mm. 工序Ⅶ 钻，镗孔 43mm，并锪沉头孔 55mm。 工序Ⅷ 倒角5×30°。 工序Ⅸ 钻Rel/8底孔。 工序Ⅹ 拉花键孔。

工序Ⅺ 钻M8mm底孔 6.7mm，倒角120°。 工序Ⅻ 攻螺纹M8mm，Rel/8。 工序XIII冲箭头。 工序XIV 检查。

3. 工艺方案的比较与分析。

上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工一花键孔为中心的一组面， 让后以此为基面加工 39mm二孔；而方案二则与此相反，先是加工 39mm孔，然后在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，先加工花键孔定位加工 39mm二孔，这时的位置精度较易保证，并且定位及装夹等都比较方便。但方案一中的工序Ⅷ虽然代替了方案二中的工序Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，减少装夹次数，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，利用转塔头进行加工。而转塔机床目前大多使用于粗加工，用来在此处加工 39mm二孔是不合适的，因此决定将方案耳中的工序Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ移入方案一，改为两道工序加工。具体工艺过程如下：

工序Ⅰ 车外圆 62mm， 60mm，车螺纹M60×1mm.粗基准的选择如 前所述。

工序Ⅱ 两次钻孔并扩钻花键底孔 43mm，锪沉头孔 55mm，以 62mm 外圆为定位基准

工序Ⅲ 倒角5×30°。

工序Ⅳ 钻Rel/8底孔。 工序Ⅴ 拉花键孔。

工序Ⅵ 粗铣 39mm二孔端面，以花键孔及其端面为基准。

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工序Ⅶ 精铣 39mm二孔端面。 工序Ⅷ 钻孔两次并扩孔 39mm。

工序Ⅸ 精镗 39mm二孔，倒角2×45°.工序Ⅶ，Ⅷ，Ⅸ的定位基准均与工序Ⅵ相同。

工序Ⅹ 钻M8mm螺纹底孔，倒角120°。 工序Ⅺ 攻螺纹M8mm，Rel/8。 工序Ⅻ 冲箭头。 工序XIII 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及可能采用的加工手段之后，就会发现仍存在问题，主要表现在 39mm两个孔及其端面加工要求上。图样规定： 39mm二孔中心线应与 55mm垂直，垂直度公差为100：0.2， 39mm二孔与其外端面应垂直，垂直度公差为0.1m …… 此处隐藏：8533字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……