【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和低成本、合理化生產(chǎn)線(xiàn)，盡量實(shí)現(xiàn)大批量專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。對(duì)零部件生產(chǎn)，特別是轉(zhuǎn)向軸的生產(chǎn)，更表現(xiàn)突出 隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，現(xiàn)有的夾具設(shè)計(jì)已不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)必然向著自動(dòng)化、一體化方向發(fā)展，以節(jié)省時(shí)間、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，使企業(yè)獲得最大生產(chǎn)率潤(rùn)。為此計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)和數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化生產(chǎn)將會(huì)在軸類(lèi)零件生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。近20年來(lái)，隨著科學(xué)與技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，國(guó)外在發(fā)展自動(dòng)化方面也進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期，出現(xiàn)了許多新的工具和軟件。自動(dòng)化開(kāi)始向柔性化發(fā)展，進(jìn)入中小批量生產(chǎn)領(lǐng)域。 在制定工藝過(guò)程中，為便于組織生產(chǎn)、安排計(jì)劃和均衡機(jī)床的負(fù)荷，常將工藝劃分為若干個(gè)工序。劃分工序時(shí)有兩個(gè)不同的原則，即工序的集中和工序的分散。工序集中的特點(diǎn)是：一是有利于采用自動(dòng)化程度較高的高效率機(jī)床和工藝設(shè)備，生產(chǎn)效率高；二是工序數(shù)少，設(shè)備數(shù)少，可相應(yīng)減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積；三是工件的裝夾次數(shù)少不但縮短輔助時(shí)間，而且由于一次裝夾中可加工許多表面，有利于保證各表面之間的相互位置精度。工序分散的特點(diǎn)是:一是所用機(jī)床和工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，易于調(diào)整；二是對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高；三是工序數(shù)多，設(shè)備數(shù)多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。 對(duì)機(jī)床夾具的基本要求是：一是穩(wěn)定地保證工件的加工精度；二是提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率；三是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動(dòng)條件；三是應(yīng)能降低工件的制造成本。簡(jiǎn)而言之，設(shè)計(jì)夾具時(shí)必須使加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)條件和經(jīng)濟(jì)性等幾方面雖然現(xiàn)在的轉(zhuǎn)向軸已經(jīng)是向著多方面的發(fā)展，我們也知道，現(xiàn)在的很多轉(zhuǎn)向軸設(shè)計(jì)的可伸縮，課調(diào)整上下位置，從而減小了在發(fā)生意外時(shí)多駕駛員的傷害，所以對(duì)于我們，要想清楚的認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)向軸的工作原理和其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從其最基本的機(jī)械式轉(zhuǎn)向器進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)，是很重要的。當(dāng)我們清楚的認(rèn)識(shí)了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，才能更好的讓我們對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，從而達(dá)到滿(mǎn)意的轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)品。第2章 零件圖的工藝分析 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的功用特點(diǎn) 軸是組成機(jī)器零件的主要零件之一。一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如：齒輪，蝸輪等）都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此，軸的主要功用是支撐回轉(zhuǎn)零件并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 按照承受載荷的不同，軸可以分為轉(zhuǎn)軸，心軸，和傳動(dòng)軸三類(lèi)。工作中，既承受彎矩又承受扭矩的軸稱(chēng)為轉(zhuǎn)軸。這類(lèi)軸在各種機(jī)器中最為常見(jiàn)。只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱(chēng)為心軸。心軸又分為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸和固定心軸兩種。只能承受扭矩而不承受彎矩的軸叫傳動(dòng)軸。 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸零件是汽車(chē)中常見(jiàn)的一種零件，主要用于操縱轉(zhuǎn)向輪繞主銷(xiāo)偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向。本文所加工是轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸。 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的工藝分析 零件的材料為45鋼，45鋼廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好，45號(hào)鋼可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45鋼優(yōu)越的機(jī)械性能，常將45鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。由毛坯圖可知，它的外表面上有一系列圓柱面需要進(jìn)行加工。現(xiàn)分析如下： (1) 軸頸本身精度：軸孔mm、mm、mm、mm，；孔mm，；。(2) 軸頸間相互位置精度：軸孔mm、mm對(duì)軸孔mm、mm的同軸度mm。43第3章 毛坯的確定圖 31 生產(chǎn)批量的確定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，該轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的年產(chǎn)量為15000件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于60件。 毛坯材料的選擇和制造方法的確定根據(jù)零件材料確定毛坯為鍛件。毛坯的制造方法選用鍛壓機(jī)制造。此外，為消除殘余應(yīng)力，鍛造后應(yīng)安排人工時(shí)效。 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量該種鍛件的尺寸公差等級(jí)CT為810級(jí)，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)。故去CT為10級(jí)，MA為G級(jí)。用查表法確定各表面的總余量如表31所示。表31 各加工表面總余量加工表面基本尺寸值（cm）加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值(cm)軸左端面G5軸右端面G526G5G5 可得鍛件主要尺寸的公差，如表32所示表32 主要毛坯尺寸及公差（cm）主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT軸左端面5軸右端面5265315第4章 工藝規(guī)程的編制 定位基準(zhǔn)的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下要求：（1）、保證各重要平面的加工余量均勻；（2）、保證裝入轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的零件與箱體保持正確的安裝位置。為了滿(mǎn)足上述要求，應(yīng)選擇轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的主要平面作為主要基準(zhǔn)。即以轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸軸頸外圓面作為粗基準(zhǔn)。也就是以轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸兩軸頸外圓面作為主要基準(zhǔn)以限制工件的五個(gè)自由度，再以轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸一端面定位限制一個(gè)自由度。由于是以轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸兩軸頸外圓面作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸兩軸頸外圓面時(shí)，加工余量一定是均勻的。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸左軸頸面的位置與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸右軸頸面的位置是同一型模鍛出的。因此，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸左軸頸面的余量均勻也就間接保證了各面的相對(duì)位置。 精基準(zhǔn)的選擇為保證轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸各圓柱面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸零件圖分析可知，它的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸兩軸頸圓柱中心線(xiàn)，適于作精基準(zhǔn)使用。但用圓柱中心線(xiàn)定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的六點(diǎn)定位方法，則可以滿(mǎn)足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。 擬定加工工藝路線(xiàn)制定工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 選擇表面加工方法由于生產(chǎn)類(lèi)型為小批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床。其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專(zhuān)用夾具為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線(xiàn)。工件在各機(jī)床間的傳送均由人工完成。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸加工方案，應(yīng)選擇能夠滿(mǎn)足平面加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿(mǎn)足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。根據(jù)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸零件圖所示的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在車(chē)床上加工圓柱面較為適宜。車(chē)床主要用車(chē)刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車(chē)削加工的機(jī)床。在車(chē)床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車(chē)床主要用于加工軸、盤(pán)、套類(lèi)和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠(chǎng)中使用最廣的一類(lèi)機(jī)床。 是指以工件旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，車(chē)刀移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)加工回轉(zhuǎn)表面的機(jī)床。它可用于加工各種回轉(zhuǎn)成型面，例如：內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外螺紋以及端面、溝槽、滾花等。它是金屬切削機(jī)床中使用最廣，生產(chǎn)歷史最久，品種最多的一種機(jī)床。采用C6140車(chē)床、車(chē)刀、專(zhuān)用夾具、游標(biāo)卡尺。鉆孔。選擇可調(diào)鉆床、麻花鉆、絲錐。采用專(zhuān)用夾具及游標(biāo)卡尺。 工序順序安排對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸外圓面定位粗加工轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸兩端中心孔。第二個(gè)工序是以轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸兩端中心孔定位精加工轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸各圓柱面。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸兩端中心孔加工完成后一直到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸加工完成為止，都要用作定位基準(zhǔn)。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后槽的原則。先粗加工各圓柱面，再粗加工孔系。螺紋加工如切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。%—%%—%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。根據(jù)以上分析過(guò)程，現(xiàn)將轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸加工工藝路線(xiàn)確定如下：工序1：用V形塊和輔助支承調(diào)整裝夾工件后壓緊,銑轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸兩端面，鉆中心孔。選用臥式鏜床T68和V形塊。工序2：夾右端頂左端中心孔,車(chē)軸頸左端外圓mm到180mm、車(chē)外圓65mm到55mm。選用車(chē)床CA6140和兩頂尖。工序3：夾左端180mm頂右端中心孔,車(chē)軸頸右端外圓mm到270mm；車(chē)外圓145mm到105mm；鉆孔30mm。選用車(chē)床CA6140和兩頂尖。工序4：夾右端105mm頂左端中心孔,車(chē)軸頸左端外圓車(chē)外圓55mm到45mm。選用車(chē)床CA6140和兩頂尖。工序5：夾左端180mm頂右端中心孔,車(chē)軸頸右端外圓270mm到mm；車(chē)外圓105mm到95mm；車(chē)外錐面；車(chē)內(nèi)錐面。選用車(chē)床CA6140和兩頂尖。工序6：銑左端180mm到130mm。銑床X62K和專(zhuān)用夾具。工序7：銑左端180mm到105mm。銑床X62K和專(zhuān)用夾具。工序8：鉆、鉸孔mm。鉆床Z512和專(zhuān)用夾具工序9：銑左端槽mm。銑床X62K和專(zhuān)用夾具。工序10：鉆、鉸孔3xmm。鉆床Z512和專(zhuān)用夾具工序11：在所有孔口處拋光棱邊，去毛刺并吹凈。工序12：檢驗(yàn)。工序13：入庫(kù)。以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片（附表1）。當(dāng)然，所采用的加工設(shè)備不同，工藝路線(xiàn)也不盡相同。 加工余量、工序尺寸及公差的選擇“轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸”零件材料采用鍛鐵制造。材料為45，硬度HBS為240—300，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。表41 各加工表面總余量加工表面基本尺寸（cm）加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值(cm)軸左端面 G5軸右端面G526G5G5由參考文獻(xiàn)可得鍛件主要尺寸的公差，如表42所示表42 主要毛坯尺寸及公差（cm）主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT軸左端面5軸右端面5265315 切削用量的計(jì)算和確定 工序1:銑端面銑轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸兩端面，鉆中心孔機(jī)床：臥式鏜床T68和V形塊刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）銑削深度取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： (式31) 式中：n機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速 V銑削速度 工件的直徑取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取 工件的直徑得,取實(shí)際銑削速度： (式32) 式中: 實(shí)際銑削速度 工件的直徑 主軸的轉(zhuǎn)速 得進(jìn)給量： (式33) 式中: 進(jìn)給量 每齒進(jìn)給量 齒數(shù)根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取 取齒數(shù) 得工作臺(tái)每分進(jìn)給量：機(jī)動(dòng)時(shí)間： (式34) 式中 被切削層長(zhǎng)度 刀具切入長(zhǎng)度 刀具切出長(zhǎng)度 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 由毛坯尺寸可知 精銑時(shí) 取 走刀次數(shù)為1 得鉆中心孔切削深度進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取根據(jù)式31得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取根據(jù)式32實(shí)際切削速度：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1根據(jù)式34機(jī)動(dòng)時(shí)間得銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取根據(jù)式31機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取根據(jù)式32實(shí)際銑削速度根據(jù)式33進(jìn)給量工作臺(tái)每分進(jìn)給量被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1根據(jù)式34機(jī)動(dòng)時(shí)間鉆中心孔切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取根據(jù)式31機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取根據(jù)式32實(shí)際切削速度被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 (式35) 式中 第一道工序所用的時(shí)間 第二道工序所用的時(shí)間 第三道工序所用的時(shí)間 第四道工序所用的時(shí)間 得 工序2：車(chē)外圓，鉆中心孔夾右端頂左端中心孔,車(chē)軸頸左端外圓mm到180mm、車(chē)外圓95mm到55mm。機(jī)床：車(chē)床CA6140刀具：硬質(zhì)合金車(chē)刀切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取根據(jù)式31機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取根據(jù)式32實(shí)際切削速度被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1根據(jù)式34機(jī)動(dòng)時(shí)間：粗車(chē)工件外圓外圓mm到180mm切削深度：進(jìn)給量：，取切削速度：，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取實(shí)際切削速度：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1根據(jù)式34機(jī)動(dòng)時(shí)間：粗車(chē)95mm到55mm切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)[15]，取根