【文章內(nèi)容簡介】 用廠的技術后方能力。 萬向節(jié)滑動叉的工藝技術分析 零件技術參數(shù) 萬向節(jié)滑動叉的零件圖如圖 11所示： 圖 21 主要技術參數(shù)如下： 外圓 ： Ф 60及 Ф 62 的外圓粗糙度為 Rz200，沒有跳動等形位公差要求。 孔 ： Ф 43孔 表面 粗糙度為 Rz50, Ф 55孔的表面粗糙度為 。 螺紋孔 ： 武漢理工大學畢業(yè)論文 （設計） 第 頁 3 M8 ,它與 Ф 39 孔的同軸度為 ， 對稱度為 。 位置度 ： Ф 39孔 的上偏差為 +，下偏差為 ； Ф 43孔的上偏差為 0，下偏差為 ； 技術要求 7176。 207～ 241HBS R3 本次設計的任 務為擴 Ф 43 及 Ф 55， 其中 Ф 43 孔的表面粗糙度為 Rz50,位置度公差為上偏差 +，下偏差為 0。而 Ф 55 孔的表面粗糙度為 。 定位分析、基準選取及制定工藝路線 選擇工藝基面和夾壓部位是制定工藝方案的極其重要問題。工藝基面選擇的正確，將能實現(xiàn)最大程度的工序集中，從而減少機床臺數(shù)，也是保證加工精度的重要條件。 選擇工藝基面的原則有：（ a）應當盡量選用設計基面作為在組合機床上加工用的定位基面。（ b）選擇的定位基面應確保工件穩(wěn)定定位。（ c）選擇基面時要保證在一次安裝下，能對盡可能多的面進行加工。 （ d）統(tǒng)一基面的原則。（ e）選擇定位基面應考慮夾緊方便，夾具結構簡單。（ f）當被加工零件部具備理想工藝基面時，可在機床夾具上輔加 支承機構。 由于本道工序 的前一道工序已經(jīng)粗車了 Ф 60 及 Ф 62外圓， 因而可以選取它們作為定位基面，但 Ф 60 外圓長度太短，不具備夾壓穩(wěn)固的條件，不能作為定位基面， 而 Ф 62 外圓長度就足夠夾壓了。 對于曲軸、半軸等一類工件常常采用以 V形塊為主要定位元件的定位方法。當采用 V形塊定位時，對工件定位園的公差應有要求，同時 V形塊的角度亦應做的大一些，一般為90176。 ～ 120176。 ，以提高定位精度。 本次擴 Ф 43 及 Ф 55 孔工序， 由于孔的長度較長，采用一個長 V 形塊進行定位，以保證 穩(wěn)固牢靠， V形塊的角度則取為 90176。 加工 中間孔除繞中心軸線的轉動自由度不需要限制外，其余五個自由度都需被限制。 一個 V形塊限制四個自由度 ，此外在軸向加一定位銷擋住側面，從而使所有的自由度均被限制了。 萬向節(jié)滑動叉的中間孔徑為 Ф 41，從 Ф 41加工到 Ф 43 單邊加工余量只有 1mm，完全可以 一次擴完。采用一次性加工 Ф 43 及 Ф 55 孔。 組合機床切削用量的選擇 組合機床的正常工作與合理地選用切削用量有很大關系。切削用量選用得當，能使組武漢理工大學畢業(yè)論文 （設計） 第 頁 4 合機床以最少的 停車損失，最高的生產(chǎn)效率，最長的刀具壽命和最好的加工質(zhì)量，也就是多快好省地進行生產(chǎn)。 《組合機床設計》表 213 是用高速鋼擴孔鉆加工時的切削 用量。表 214 是鉸孔時的切削用量。 當用硬質(zhì)合金擴孔鉆加工鑄鐵 件時 速度 v=30～ 45 米 /分。 用硬質(zhì)合金擴孔鉆加工鋼件時速度 v=35～ 60米 /分。 在確定切削用量時應注意如下幾個問題：（ 1） 要盡可能達到合理的利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能。（ 2）復合刀具進給量應按復合刀具小直徑選用允許值的上限，切削速度則按復合刀具大直徑選用允許值的上限 ，由于整體復合刀具常常強度較低，切削用 量應稍為選低一些。 組合機床配置型式的選擇 組合機床有大型和小型兩種，大型組合機床主要有單工位組合機床和多工位組合機床兩大類。 考慮到擴 Ф 43孔及 Ф 55孔是零件的中間孔，并且是通孔，采用單面即可，可避免加工過程刀具相互碰撞。 另外在立式機床加工時，切削易落入下導向，影響機床加工精度，并加速導向的磨損，于是采用臥式單面組合機床 。從左自右依次為動力箱、多軸箱 、夾具。動力箱及多軸箱放置在液壓滑臺上隨液壓滑臺一起滑動。 組合機床 的總體設計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結 構方案的基礎上，進行方案 圖紙設計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工 示意圖，生產(chǎn)率計算卡片 ，機床聯(lián)系尺寸圖等。 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖的作用 和要求 被加工零件工序圖是在被加工零件圖基礎上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要說明而繪制的。其主要內(nèi)容包括如下： 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本機床設計有關部位結構形狀和尺寸。 本工序選用的定位基準、夾緊部位及方向。 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術要求以及上道工序的技術要求。 注明加工零件的名稱、編號 、材料、硬度以及加工部位的余量。 擴 Ф 43 及 Ф 55 孔的工序圖如下： 武漢理工大學畢業(yè)論文 （設計） 第 頁 5 圖 31 繪制被加工零件工序圖的注意事項 1）本工序加工部位的位置尺寸應與定位基準直接發(fā)生關系。 2）對工件毛坯應有要求，對孔的加工余量應認真分析。 3）當本工序有特殊要求時必須注明。 加工示意圖 加工示意圖的作用和內(nèi)容： 加工示意圖是在工藝方案和機床整體方案初步確定的基礎上繪制的。是表達工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。它是繪制機床聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機床和刀具所必 需的重要技術文件。 加工示意圖，要反映機床的加工過程和加工方法，并決定浮動夾頭或接桿的尺寸，鏜桿 長度，刀具種類及數(shù)量，刀具長度及加工尺寸，主軸尺寸及伸出長度，主軸、刀具、導向 與工件間的聯(lián)系尺寸等。 選擇刀具、導向及有關計算 （ 1）刀具的選擇 工件材料為 45鋼， 選擇硬質(zhì)合金刀，用硬質(zhì)合金復合擴孔鉆。 （ 2）導向結構的選擇 選用固定式導套，其在夾具上時固定不動的，由于 擴孔鉆在鋼件上擴孔，導套在加工武漢理工大學畢業(yè)論文 （設計） 第 頁 6 過程中受切屑的沖擊，故采用 壓板壓緊的方式壓緊導套。 （ 3）接桿的選擇 除剛性主軸外，組合機床主軸與刀具間 常用接桿連接。根據(jù)選用原則選取特長可調(diào)接桿。 標注聯(lián)系尺寸 （ 5） 標注切削用量： 各主軸的切削用量應標注在相應主軸后端。其內(nèi)容包括：主軸轉速、相應刀具的切削速度、每轉進給量。 （ 6） 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運動到終了位置，又返回到原位的動作過程。 工作進給長度 L工 的確定 =+L L L L?工 12=155mm L工 ：工作進給長度 L1 ：切入長度 L ：加工長度 L2 ：切出長度 2）快速引進長度的確定：快速引進是指動力部件把刀具送到工作進給位置，其長度由具體情況確定。本工序選取快速引進長度為 55mm。 3）快速退回長度的確定：快速退回長度是快速引進長度和工作進給長度之和。本工序為 210mm。 4）動力部件總行程的確定：動力部件總行程為快退行程和前后 備量之和?？傂谐虨?00mm前備量為 20mm，后備量為 170mm。 圖 32 加工示意圖 武漢理工大學畢業(yè)論文 （設計） 第 頁 7 機床聯(lián)系尺寸圖 機床聯(lián)系尺寸圖作用和內(nèi)容： 機床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定專用部件的總體結構而繪制的。是用來表示機床的配置形式、主要構成及各部件安裝位置、相互關系、運動關系和操作方位的總體布局圖。 機床聯(lián)系尺寸總圖表示的內(nèi)容： 1）表示機床的配置形式和總布局。 2）完整齊全的反映各部件之間的主要裝配關系和聯(lián)系尺寸、專 用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的運動極限位置及滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后備量尺寸。 3）標注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機型號、功率及轉速，并標出機床分組編號及組件名稱，全部組件應包括機床全部通用及專用零部件。 4)標明機床驗收標準及安裝規(guī)程。 繪制機床尺寸聯(lián)系總圖之前應確定的內(nèi)容： （ 1）選擇動力部件 動力部件的選擇主要是確定動力箱和動力滑臺。根據(jù)已定的工藝方案 和機床配置形式并結合使用及修理因素，確定機床為臥式單工位組合機床，選用配套的動力箱驅動多軸箱擴 孔。動 力箱規(guī)格與滑臺要匹配 ，其驅動功率主要依據(jù)是根據(jù)多軸箱所傳遞的 功率來選用。本機床 多軸箱 采用 ITD40A 型動力箱（ qn =720r/min。電動機選Y132M4 型，功率為 ） 根據(jù)選定的切削用量，計算總的進給力，根據(jù)所需的最小進給速度、工作行程、結合多軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用 1HY25 型液壓滑臺，以及相配套的側底座（ 1CC251型）。查《組合機床簡明設計手冊》 P91表 51 滑鞍寬度： B=250mm 滑鞍長度： L2=500mm 行 程： L=400mm 滑座長度： L1=940mm 高 度： H=250mm （ 2）確定機床裝料高度 H 裝料高度是指工件安裝基面至地面的垂直距離?？紤]上述剛度結構功能和使用要求等因素選取計算： 側底座高度： 560mm 滑臺高度： 250mm 據(jù)相關計算得 H= （ 3） 確定夾具輪廓尺寸 參照夾具設計。 武漢理工大學畢業(yè)論文 （設計） 第 頁 8 （ 4）確定中間底座尺寸 中間底座尺寸在長度和寬度上滿足夾具的安裝要求。他在加工方向上的尺寸，實際已由加工示意圖確定。裝料高度和夾具底座高度確定后，中間底座高度已確定為 760mm。 （ 5）確定多軸箱輪 廓尺寸 標準通用鉆類多軸箱厚度是一定的， 臥式 為 325mm。因此，確定多軸箱，主要是確定多軸箱的寬度和高度及最低主軸高度 。 圖 33 機床聯(lián)系尺寸圖 “ 萬向節(jié)滑動叉 ” 擴 Ф 43 孔組合機床夾具設計分析 基本定位原理分析： 這里討論 6 點定位中， 6個自由度的消除，以便找出較合適的定位夾緊方案．一個物體在空間可以有 6個獨立的運動，即沿 X、 y、 Z軸的平移運動，分別記為 X Y Z1；繞X、 Y、 Z 軸的轉動，記為 x 、 y 、 z ，習慣上，把上述 6個獨立運動稱作 6個自由度．如果采 用一定的約束措施，消除物體的 6個自由度，則物體被完全定位． 夾緊力“兩要素”，方向與作用點： 夾緊力方向應朝向定位元件，并使所需的夾緊力最?。_定夾緊力作用點的位置時應不破壞定位．夾緊力作用點的位置應盡可能靠近加工部位，以減小切削力繞夾緊力作用點的力矩，防止工件在加工過程中產(chǎn)生轉動或震動．應保證夾緊變形不影響加工精度．夾緊力作用點數(shù)目應使工件在整個接觸面上受力均勻，接觸變形?。? 武漢理工大學畢業(yè)論文 （設計） 第 頁 9 定位 夾 緊方 案的確定 如圖 21所示，該零件為一軸類零件，采用一個長 V形塊進行定位，以保證穩(wěn)固牢靠，V形塊的角度則取 為 90176。加工中間孔除繞中心軸線的轉動自由度不需要限制外，其余五個自由度都需被限制。 該長 V形塊限制四個自由度，此外在軸向加一定位銷擋住側面，從而使所有的自由度均被限制了 。夾緊用 一個 浮 動壓塊進行壓緊。 刀具選擇及切削用量的選取 刀具選擇 影響刀具選擇的因素有：工件的加工 精度、光潔度、加工尺寸、臺階孔加工、切削排除以及生產(chǎn)效率 等。 刀具有很多種類，如車刀，鉆頭，鏜刀，銑刀，擴孔鉆等，此次任務是要求擴 Ф 43及 Ф 55 孔，因而選用復合擴孔鉆。刀具材料為硬質(zhì)合金。 切削用量的選取 在采用多軸加工 的組合機床的切削用量和切削速度要低一些。根據(jù)現(xiàn)有組合機床使用情況，多軸加工的切削用量比通用機床單刀加工的切削用量約 30%左右。 查閱《金屬機械加工工藝人員手冊》： 加工直徑： d1 =43， d2=55 切削速度： v=59m/min， n=437r/min 進給量： f1=， f2= 導向裝置的選擇及工作行程的確定 （ 1） 選取導向裝置 導向裝置的作用在于 ：保證刀具對于工件的正確位置；保證各刀具相互間的正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 導向裝置大致分為兩類：第一類導向裝置和第二類導 向裝置。此次設計過程中選用的 是第一類的固定式導套。 查《組合機床