【正文】 1 / 48第一章 概述本次畢業(yè)設計的課題名稱是萬向節(jié)滑動叉機加工藝及工裝設計。萬向節(jié)滑動叉就是將萬向節(jié)叉和滑動花鍵副的一部分組合起來，使其成為一個零件，其特征是該萬向節(jié)滑動叉為采用管材制作的萬向節(jié)叉與滑動套為一體的整體式結構，其端部呈叉形結構，并設有兩個十字銷孔，用于安裝十字萬向節(jié)；在管內設有內花鍵，這種呈整體式結構的滑動叉，不僅加工容易、成本低，而且強度高，故其使用壽命與傳統(tǒng)的萬向節(jié)叉滑動套合件相比，有了成倍的提高。本課題的研究及論文的撰寫是在荊老師的悉心指導下完成的。通過本次畢業(yè)設計，使我對本專業(yè)有了更加深刻的了解，在以后的工作中也具有重要意義。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進的動力；二是當汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調整傳動軸的長短及其位置。零件 Φ65mm 外圓內為 Φ50mm 花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。 45 鋼調質后機械性能屈服強度 抗拉強度 延伸率 布氏硬度σ =550MN/ms2σb=750 MN/m 2δs=20% HB=235 零件的工藝分析 結構分析零件的結構分析主要包括以下三方面： (1)零件表面的組成和基本類型 盡管組成零件的結構多種多樣，但從形體上加以分析，都是由一些基本表面和特形表面組成的。在零件結構分析時，根據機械零件不同表面的組合形成零件結構上的特點，就可選擇與其相適應的加工方法和加工路線，例如外圓表面通常由車削或磨削加工；內孔表面則通過鉆、擴、鉸、鏜和磨削等加工方法獲得。在機械制造中，通常按零件結構和工藝過程的相似性，將各類零件大致分為軸類零件、套類零件、箱體類零件、齒輪類零件和叉架類零件等。 (3)零件的結構工藝性 所謂零件的結構工藝性是指零件在滿足使用要求的前提下，制造該零件的可行性和經濟性。所謂結構工藝性好，是指在現(xiàn)有工藝條件下，既能方便制造又有較低的制造成本。其技術要求包括下列幾個方面： （1）加工表面的尺寸精度、形狀精度和表面質量； （2）各加工表面之間的相互位置精度； （3）工件的熱處理和其它要求，如動平衡、鍍鉻處理、去磁等。因此，必須認真審查，以避免過高的要求使加工工藝復雜化和增加不必要的費用。加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和有無熱處理要求，決定了該表面的最終加工方法，進而得出中間工序和粗加工工序所采用的加工方法。表面間的相互位置精度，基本上決定了各表面的加工順序。所以在確定毛坯時，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環(huán)節(jié)中，降低零件的制造成本。目前鑄件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模機器造型。金屬模機器造型生產率高，鑄件精度高，但設備費用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量生產的中小鑄件。 (2)鍛件 機械強度要求高的鋼制件，一般要用鍛件毛坯。自由鍛造鍛件可用手工鍛打（小型毛坯） 、 機械錘鍛（中型毛坯）或壓力機壓鍛（大型毛坯）等方法獲得。 模鍛件的精度和表面質量都比自由鍛件好，而且鍛件的形狀也可較為復雜，因而能減少機械加工余量。 (3)型材 型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其它特殊截面的型材。熱軋的型材精度低，但價格便宜，用于一般零件的毛坯；冷拉的型材尺寸較小、精度高，易于實現(xiàn)自動送料，但價格較高，多用于批量較大的生產，適用于自動機床加工。 除此之外，還有沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金等其它毛坯。例如材料為鑄鐵和青銅的零件應選擇鑄件毛坯；鋼質零件形狀不復雜，力學性能要求不太高時可選型材；重要的鋼質零件，為保證其力學性能，應選擇鍛件毛坯。薄壁零件不宜用砂型鑄造；中小型零件可考慮用先進的鑄造方法；大型零件可用砂型鑄造。尺寸大的零件一般選擇自由鍛造；中小型零件可選擇模鍛件；一些小型零件可做成整體毛坯。 (4)現(xiàn)有生產條件 確定毛坯的種類及制造方法，必須考慮具體的生產條件，如毛坯制造的工藝水平，設備狀況以及對外協(xié)作的可能性等。 如精鑄、精鍛、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等在機械中的應用日益增加。我們在選擇毛坯時應給予充分考慮，在可能的條件下，盡量采用。零件和毛坯的主要差別，在于在零件需要加工的表面上，加上一定的機械加工余量，即毛坯加工余量。毛坯加工余量和公差的大小，直接影響機械加工的勞動量和原材料的消耗，從而影響產品的制造成本。毛坯加工余量和公差的大小，與毛坯的制造方法有關，生產中可參考有關工藝手冊或有關企業(yè)、行業(yè)標準來確定。下面僅從機械加工工藝的角度，分析確定毛坯的形狀和尺寸時應考慮的問題。工藝搭子只在裝夾工件時用，零件加工完成后，一般都要切掉，但如果不影響零件的使用性能和外觀質量時，可以保留。為了保證這類零件的加工質量和加工時方便，常做成整體毛坯，加工到一定階段后再切開。 圖 為 T815 汽車上的一個扁螺母。鉆孔的同時也就切成若干個單件。 在確定了毛坯種類、形狀和尺寸后，還應繪制一張毛坯圖，作為毛坯生產單位的產品圖樣。但繪制時還要考慮毛坯的具體制造條件，如鑄件上的孔、鍛件上的孔和空檔、法蘭等的最小鑄出和鍛出條件；鑄件和鍛件表面的起模斜度（拔模斜度）和圓角；分型面和分模面的位置等。 7 / 48 加工表面的技術要求分析萬向節(jié)滑動叉共有兩組加工表面，他們相互間 有一定的位置要求。其中，??工表面為 Φ mm 的兩個孔。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：(1) Φ mm 花鍵孔與 Φ mm 二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為5039.? ??100：；(2) Φ39mm 二孔外端面對 Φ39mm 孔垂直度公差為 ；(3) Φ mm 花鍵槽寬中心線與 Φ39mm 中心線偏轉角度公差為 2176。 表面處理內容及作用由于零件受正反向沖擊性載荷，容易疲勞破壞，所以采用表面噴砂處理，提高表面硬度，還可以在零件表面造成殘余壓應力，以抵消部分工作時產生的拉應力，從而提高疲勞極限。它既是指導零件生產的技術文件，也是新建或擴建零件機加工廠房的主要依據，同時也是現(xiàn)有生產方法和技術的總結。將工藝規(guī)程內容填入一定格式的卡片即成為生產準備和施工依據的工藝文件。 生產過程與工藝過程 生產過程 生產過程是指把原材料（半成品）轉變?yōu)槌善返娜^程。 機械產品的生產過程一般比較復雜，目前很多產品往往不是在一個工廠內單獨生產，而是由許多專業(yè)工廠共同完成的。因此，生產過程即可以指整臺機器的制造過程，也可以是某一零部件的制造過程。如毛坯的制造，機械加工、熱處理、裝配等均為工藝過程。同樣，將加工好的零件裝配成機器使之達到所要求的裝配精度并獲得預定技術性能的工藝過程，稱為裝配工藝過程。9 / 48 機械加工工藝過程的組成 機械加工工藝過程是由一個或若干個順序排列的工序組成的，而工序又可分為若干個安裝、工位、工步和走刀，毛坯就是依次通過這些工序的加工而變成為成品的。區(qū)分工序的主要依據，是工作地點（或設備）是否變動和完成的那部分工藝內容是否連續(xù)。如果將整批工件都是先進行鉆孔，然后整批工件再進行鉸孔，這樣鉆孔和鉸孔就分成兩個工序了。 通常把僅列出主要工序名稱的簡略工藝過程稱為工藝路線。工件(或裝配單元)經一次裝夾后所完成的那一部分工藝內容稱為安裝。工件加工中應盡量減少裝夾次數(shù)，因為多一次裝夾就多一次裝夾誤差，而且增加了輔助時間 。為完成—定的工序內容，一次裝夾工件后，工件 (或裝配單元)與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備固定部分所占據的每一個位置，稱為工位。 工步與走刀（1）工步 工步是指被加工表面(或裝配時的連接表面 )和切削(或裝配)工具不變的情況下所連續(xù)完成的那一部分工序。一般來說，構成工步的任一要素 (加工表面、刀具及加工連續(xù)性)改變后，即成為一個新工步。①對于那些一次裝夾中連10 / 48續(xù)進行的若干相同的工步應視為一個工步。② 為了提高生產率，有時用幾把刀具同時加工一個或幾個表面，此時也應視為一個工步。一個工步可以包括一次走刀或幾次走刀。(2) 工藝過程應具有較高的生產效率，使產品能盡快投放市場。(4) 注意減輕工人的勞動強度，保證生產安全。(2) 工藝規(guī)程是企業(yè)組織生產的指導性文件。 工藝規(guī)程設計所需原始材料設計工藝規(guī)程必須具備以下原始材料：(1) 產品裝配圖、零件圖。(3) 產品的年生產綱領。(5) 制造廠的生產條件，包括機床設備和工藝設備的規(guī)格、性能和當前的技 術狀態(tài)，工人的技術水平，工廠自制工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關資料。 工藝規(guī)程設計的步驟及內容(1)分析零件圖和產品裝配圖。11 / 48(2) 對零件圖和裝配圖進行工藝審查。(4) 確定毛坯。(5) 擬定工藝路線。(7) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。(9) 確定各工序的切削用量和工時定額。 工藝要求制定零件機械加工工藝過程是生產技術準備工作的一個重要組成部分。 技術依據 （1）. 產品零件圖和裝配圖，技術條件； （2）. 毛坯生產和供應條件； （3）. 年生產綱領 （4）. 本車間生產條件（包括設備，工人技術等級，勞動場合條件等） ； （5）. 工藝技術條件，手冊等。%)(1+β%)其中： Q=5000 輛/年（產品的年產量） n=1 件/輛（每輛汽車該零件的數(shù)量）12 / 48 amp。 確定毛坯的制造形式零件材料為 45 鋼。由于零件年產量為 5252 件，已達大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。模鍛毛坯具有以下特點：1. 其輪廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量減少；2. 其制造周期短，生產率高，保證產品質量。同一表面的加工可以有不同的加工方法，這取決于表面形狀，尺寸，精度，粗糙度及零件的整體構型等因素。（2） 尺寸為 mm 的兩個與孔 Φ mm 相垂直的平面根據零件外形及1807.???尺寸的要求，選用粗銑磨得方案（3） Φ50mm 花鍵孔因孔徑不大，所以不采用先車后拉，而采用鉆擴拉方案?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。粗基準的選擇對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。按照有關粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準） ，現(xiàn)選擇叉部兩個Φ mm 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩個短 V ??兩個 Φ mm 的外輪廓作主要定位面，以消除 四個自由度， x??y一對自動定心的窄口卡爪，夾持在 Φ65mm 外圓柱面上，用以消除 兩個自由度，z??達到完全定位。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。由于生產類型為大批生產，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。根據零件的結構形狀和技術要求，現(xiàn)初步制定兩種工藝路線方案：工藝路線方案一工序 00 車外圓 Φ62mm，Φ60mm，車螺紋 M601mm。工序 10 倒角 560176。工序 20 拉花鍵孔。工序 30 精銑 Φ39mm 二孔端面。工序 40 鉆 M8mm 底孔 ，倒角 120176。工序 50 沖箭頭。工藝路線方案二工序 00 粗銑 Φ39mm 二孔端面。工序 10 鉆 Φ39mm 二孔（不到尺寸） 。工序 20 精鏜 Φ39mm 二孔，倒角 245176。工序 35 倒角 560176。工序 45 拉花鍵孔。工序 55 攻螺紋 M8mm 底孔 ，倒角 120176。工序 65 檢查。工序 05 鉆、擴花鍵底孔 Φ43mm，并锪沉頭孔 Φ55mm。倒角。工序 20 拉花鍵。15 / 48工序 30 鉆、擴 Φ39mm 二孔及倒角。工序 40 磨 Φ39mm 二孔端面，保證尺寸 。工序 50 攻螺紋 4M8mm，Rc1/8。工序 60 終檢。兩相比較可以看出，先加工花鍵孔后再以花鍵孔定位加工 Φ39mm 二孔，這時的位置精度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。而轉塔車床目前大多適用于粗加工，用來在此處加工 Φ39mm 二孔是不合適的。圖樣規(guī)定：Φ39mm二孔中心線應與 Φ55mm 花鍵孔垂直，垂直公差為 100：；Φ39mm 二孔與其外端面應垂直，垂直度公差為 。這樣做，能保證設計基準與工藝基準相重合。同理，Φ39mm 二孔與其外端面的垂直度（）的技術要求在加工與測量時也應遵循上述原則。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基準重合的原則，造成了不必要的基準不重合誤差。這就是由于基準不重合而造成的惡果。以兩個叉耳外輪廓及 Φ65mm 外圓為粗基準，選用 C6201 臥式車床，專用夾具裝夾。以 Φ62mm 外圓為基準，選用 C365L 轉塔車床。倒角。工序 15 鉆錐螺紋 Rc1/8 底孔。這里安排鉆 RC1/8 底孔主要是為了下道工序拉花鍵時消除回轉自由度而設置的一個定位基準。工序 20