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1、天津工程师范学院成人教育毕业论文 天津工程师范学院 （成人教育） 毕 业 设 计 题 目 机械加工工艺及工装设计 副标题 汽车转向节机械加工工艺及工装设计 学生姓名 年 级 05级 函 授 站 重庆函授站(重庆五一高级技校 ) 专 业 机电一体化技术 指导教师 评定
2、成绩 目 录 一 引言……………………………………………………………3 二 零件分析…………………………………………………………… 3 (一) 零件的生产纲领及生产类型……………………………………………………… 3 （二）零件的类型及功用 ……………………………………………………………3 （三）零件的结构分析及工艺性审查……………………………………………… 3 （四）零件主要技术条件及技术关键问题……………………………………………… 3 三 工艺规程设计…………………………………………………………… 4 （一）确
3、定毛坯制造的形式……………………………………………………………4 （二）定位基准的选择 …………………………………………………………… 4 1粗基准的选择 ……………………………………………………… 4 2精基准的选择 ……………………………………………………… 4 （三）零件表面加工方法的选择 ………………………………………………… 4 （四）制定工艺路线 ……………………………………………………………… 5 四 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 …………………………………… 6 （一）确定机械加工余量 …………………………………………………………
4、6 （二）确定毛坯尺寸 ……………………………………………………………… 9 （三）设计毛坯图 ………………………………………………………………… 9 五 工序设计 …………………………………………………………………………… 10 （一）50工序粗车各外圆表面工序设计 ………………………………………… 10 （二）90工序铣两内侧面工序设计 ……………………………………………… 14 （三）170工序拉主销孔工序设计………………………………………………… 15 （四）250工序磨外圆轴颈工序设计……………………………………………… 15 （五）70工序半精车各外圆
5、表面数控车削工序设计（方案二）…………………16 六 专用夹具设计 ………………………………………………………………………18 （一）问题的提出……………………………………………………………………18 （二）定位方案选择 ……………………………………………………………… 18 1 定位基准的选择 …………………………………………………… 18 （三）定位误差分析及计算 ……………………………………………………… 18 1刀具、钻具、衬套的选择 ………………………………………… 19 2对刀误差 ……………………………………………………………
6、19 3角度误差 …………………………………………………………… 20 4 分度误差 …………………………………………………………… 20 （四）夹紧方案选择 ……………………………………………………………… 20 （五） 夹紧力计算 ………………………………………………………………… 20 1 确定轴向切削力 …………………………………………………… 20 2 确定夹紧力 ………………………………………………………… 20 （六）夹紧力方向与夹紧力作用点的选择 ……………………………………… 21 七 专用刀具设计 ………………………………………
7、……………………………… 21 八 专用量具的设计 …………………………………………………………………… 22 九 结束语 ……………………………………………………………………………… 23 一十 参考文献……………………………………………………………33 十一 致谢……………………………………………………………24 附件一：英文资料译文 附件二：汽车转向节机械加工工艺规程 附件三：汽车转向节零件图 附件四：汽车转向节毛坯图 附件五：钻主销孔夹具装配图及部分零件图 附件六：1：8锥孔加工铰刀设计图 附件七：工序170拉主销孔塞规设计图
8、 汽车转向节机械加工工艺规程及工艺装备设计 作者 x x 一、 引言 毕业设计是我们大学期间的最后一个教学环节，是一个综合性的教学实践环节，是培养我们工程技术人员的主要教学环节之一，是对几年学习成效的综合性检验。通过这一环节培养我们综合运用所学知识解决问题的能力，提高我们开拓创新的能力。机械加工工艺设计和工装设计是机制专业学生的对口课题，同时又是一个有一定深度和难度的课题，是综合性和实践性较强的课题。 本次毕业设计选择在大批大量生产下，完成汽车转向节的机械加工工艺规程和工艺装备设计。详细讨论了汽车转向节从毛坯到成品的机械加工工艺过程，并制定了
9、相应的机械加工工艺规程，并分析总结了叉杆类零件的特点，分析出本叉杆类零件的主要加工为外圆表面和孔的加工，针对该零件的主要技术要求，设计了钻孔用的回转钻模，以完成该零件主销孔的钻削加工，达到相应的技术要求，并满足了生产率的要求。同时，设计了该零件制造过程所需要的其他的工艺装备，包括刀具和量具等。 二、零件分析 （一）零件的生产纲领及生产类型 汽车转向节的生产纲领为10万台/年，生产类型为大批大量生产，所以在制定工艺路线时应充分考虑大批大量生产的特点，制定合适的工艺路线，选择合适的机床、刀具、量具、检具，以便提高生产率，降低成本。 （二）零件的类型及功用 汽车转向桥（
10、即前桥）是利用转向节使前车轮可以偏转一定角度而使汽车转向的部件，同时也是汽车重要的前支承部件。转向节是汽车前桥上的一个关键零件。转向节叉形部分的主销孔用于插入主销，使转向节与前桥的前梁左右拳部连接为一体。转向节轴杆部分的两个外圆轴颈用于安装两个圆锥滚子轴承。两个圆锥滚子轴承的外圆则安装在前轮毂的轴承孔中，而前轮毂与前轮辐、前轮胎和前制动器是连接为一个整体的。由此可见，转向节是连接汽车前梁和前轮的一个必不可少的关键零件。因此，转向节的制造必须全面达到设计图样和各项技术条件的要求。 （三）零件的结构分析及工艺性审查 汽车转向节由尾柄、上下叉头及法兰盘组成。叉头与尾柄偏斜了一定的角度。该
11、零件既有叉杆类零件的特点，又有轴类零件的特点，以外圆表面和内孔为主要加工表面，且有较高的尺寸公差和形位公差要求。 对零件图的结构工艺性审查得知锥孔的加工有一定难度，叉头部分的两内表面槽底做成R120的圆弧形其工艺性不如平面形槽底好。 （四）零件主要技术条件及技术关键问题 汽车转向节的主要加工部分有：外圆表面的加工，孔的加工以及平面的加工，对这些加工部分的主要技术要求有： 1、轴线X-X与轴线Y-Y应在同一平面内，公差0.2 2、锥孔轴线L-L垂直于X-X和Y-Y轴线所成的平面，公差0.15：100 3、磨削前经磁力探伤，检验后退磁 本零件的技术关键为：
12、1）叉形主销孔加工，有很高的同轴度要求。 （2）轴杆上两主轴颈外圆加工，尺寸精度高、表面粗糙度值小、形位精度高。 （3）下叉处锥孔加工。 （4）尾柄上φ40mm的外圆表面与φ74mm的外圆表面相接处的过渡圆角R5应滚压，因为汽车转向节在工作过程中本连接处最易疲劳断裂，所以用滚压来提高疲劳强度。对于上述4处关键表面的加工，在制订工艺规程时必须充分重视、必须保证质量。 三、 工艺规程设计 （一）确定毛坯制造的形式 毛坯材料为40Cr。零件外形较复杂。考虑到汽车在运行中要经常左右转向，零件在工作过程中则经常受交变载荷及冲击载荷 ，因此应选用锻件毛坯，使零件材料内部形成金属纤维组织，
13、可提高承载能力，保证零件工作可靠。由于零件年生产量10000件，已达大批大量的生产类型，而且零件的尺寸不大，故可采用模锻成形，这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。 （二）定位基准的选择 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，可以使加工质量得以保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中将问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 1、粗基准的选择 本零件的尾柄部分是典型的轴类零件，故以外圆作为径向粗基准，以法兰盘端面作为轴向粗基准。 2、 精基准的选择 零件精基准的选择主要考虑因素是提高定位精度，减少定位误差
14、对于转向节的加工，应按工种基本原则选择精基准，即基准重合原则和基准统一原则。基准重合原则是将设计基准和工艺基准及测量基准相互重合。这样就可以避免由于基准不重合而产生的基准不重合误差。轴杆部分的设计基准是外圆轴线，而轴线是由轴两端的中心孔来体现的，故该零件选择两个中心孔作为第一组精基准。基准统一原则是加工过程中大多数工序采用相同的定位基准，这样也可减少定位误差。因此，两个轴颈外圆、法兰盘端面和一个φ10H7工艺孔作为第二组精基准。 （三） 零件表面加工方法的选择 零件的主要加工表面为外圆表面、孔和平面。考虑到各个表面的技术要求，各种加工方法的经济加工精度范围，各加工表面的形状和尺寸
15、大小，锻件材料（40Cr）的性质及可加工性和生产纲领与生产类型，选择各加工表面的加工方法如下： 1、φ25g6和φ40g6的外圆表面及轴颈φ74h10的端面：该外圆表面粗糙度为Ra1.6µm，同时考虑到生产率的问题，选择粗车——半精车——磨削的加工方法。 2、φ74h10外圆表面：该外圆表面粗糙度为Ra12.5µm，采用粗车——精车的加工方法。 （1） 螺纹外圆表面：该外圆表面粗糙度为Ra25µm，采用车削的加工方法。 （2） 右杆部外圆锥面：该外圆表面粗糙度为Ra25µm，采用车削的加工方法。 （3） 尾柄端面：该表面粗糙度为Ra25µm，故采用铣削的加工方法则可达到设计要求。
16、4） 主销孔φ30H9：其尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra6.3µm，圆度、圆柱度公差值为0.013，因尺寸公差、形位公差和表面粗糙度均有较高要求，又因加工后要压入衬套，故采用钻、扩、拉的加工方法。 （5） 孔4-φ10H11：其尺寸公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra12.5µm，位置度公差值为0.30，因尺寸公差、形位公差和表面粗糙度均有较高要求，故采用钻铰的加工方法。同时为了保证孔的位置度要求，以上工步必须在一次安装中完成。 （6） 主销孔φ32H11：其尺寸公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra12.5µm，故采用钻、扩及倒角的加工方法。 （7） 1：8锥孔φ28：其表面粗
17、糙度为Ra3.2µm，采用钻、扩、铰的加工方法。 （8） 转向节的叉形内、外端面：其表面粗糙度为Ra12.5µm，采用铣削的加工方法。 （9） 键槽：其表面粗糙度为Ra6.3µm，因是大批大量生产，故采用拉键槽。 （四）制定工艺路线 综合考虑各表面的加工方法，加工顺序及生产批量和经济性拟订汽车转向节的机械加工工艺过程如下： 1、工艺方案一： 表1 汽车转向节机械加工工艺过程简表 序号 工序内容 定位基准 设备 10 锻 坯 20 调 质 30 涂 漆 40 铣两端面、钻中心孔 毛坯外圆及法兰盘端面 铣端面、打中心孔
18、机床 50 粗车右端杆部各外圆 两端中心孔 车床 60 钻、铰N面工艺孔 两轴颈、法兰 盘端面N 钻床 70 半精车右端杆部各外圆 两端中心孔 车床 80 车右端面杆部外圆锥面 车床 90 铣左端叉部两内侧面 N端面、40h6外圆和10H7 工艺孔 铣床 100 铣上叉上平面 铣床 110 铣下叉下平面 铣床 120 铣下叉锥孔两端面 铣床 130 钻、铰N面4-φ13H11孔 钻床 140 锪平N面4-φ28圆柱坑 钻床 150 铰N面4-φ13H11孔 钻床 160 钻、扩叉形主销孔及倒角 钻床
19、170 拉主销孔 φ32孔 拉床 180 镗孔φ32H11 N端面、40h6、10H7 双面镗床 190 钻、铰下叉1：8锥孔 钻床 200 钻、攻上叉两侧M10x1螺孔 钻床 210 拉下叉锥孔键槽 锥孔 拉床 220 滚丝M22x1.5 φ22外圆 滚丝机 230 铣M22x1.5处小平面 轴颈、端面 铣床 240 磨φ40g6外圆及φ74 端面 两端中心孔 外圆磨床 250 磨φ25g6外圆 外圆磨床 260 滚压φ40g6外圆根部圆角 滚压机 270 磁力探伤及退磁 探伤机 280 钻杆部径向孔φ5
20、轴颈外圆及端面 钻床 290 φ5孔两端孔口倒角 钻床 300 M22x1.5外螺纹套丝 310 去毛刺锐边 320J 最终检验 2、 工艺方案二： 工序70即汽车转向节的右杆部的半精车过程，在数控车床上完成，以达到提高生产效率的目的，具体加工过程详见5.5，70工序半精车各外圆表面数控车削工序设计。 四、 确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图 （一）确定机械加工余量 机械加工余量的确定由很多因素决定。在此主要考虑工序的经济性及各工序的加工方法。具体如表2—表16所示： 表2 轴颈40g6的机械加工余量 工序工步名称 双
21、边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 磨 0.5 IT6 0.016 φ40 φ40 半精车 2.0 IT8 0.039 φ40.5 φ40.5 粗车 2.5 IT12 0.25 φ42.5 φ42.5 毛坯面 IT16 1.6 φ45 φ45 表3 轴颈φ25g6的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 磨 0.5 IT6 0.013 φ25 φ25 半精车 3
22、 IT8 0.033 φ25.5 φ25.5 粗车 16.5 IT12 0.21 φ28.5 φ28.5 毛坯面 IT16 1.6 φ45 φ45 表4 轴颈螺纹部分的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 精车 3 IT9 0.052 φ22 φ22 粗车 20 IT12 0.21 φ25 φ25 毛坯面 IT16 1.6 φ45 φ45 表5 φ74h10的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工
23、序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 精车 1 IT10 0.12 φ74 φ74 粗车 5 IT12 0.3 φ75 φ75 毛坯面 IT16 1.9 φ80 φ80 表6 φ74h10端面的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 磨 0.5 IT6 0.008 5 5 半精车 1.5 IT8 0.018 5.5 5.5 粗车 3 IT12 0.15 7 7 毛坯面
24、 IT16 0.9 10 10 表7 法兰盘端面的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 精车 1.5 IT8 0.022 9 9 粗车 7.5 IT12 0.18 10.5 10.5 毛坯面 IT16 1.1 18 18 表8 上叉外侧面的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 铣 4 IT12 0.25 40 40 毛坯
25、面 IT16 1.6 44 44 表9 下叉外侧面的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 铣 4 IT12 0.25 40 40 毛坯面 IT16 1.6 44 44 表10 下、下叉两内侧面的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 铣 8 IT12 0.2 76 76 毛坯面 IT16 1.6 84 84 表
26、11 锥孔部分两端面的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 铣 4 IT11 0.16 36 36 毛坯面 IT16 1.6 40 40 表12 4-φ10H7的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 铰 0.2 IT11 0.11 φ12 φ12 钻 11.8 IT12 0.18 φ11.8 φ11.8 表13 主销孔φ30的机械
27、加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 拉 2 IT9 0.052 φ30 φ30 扩 3 IT10 0.084 φ28 φ28 钻 25 IT12 0.21 φ25 φ25 表14 主销孔φ32的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 扩 7 IT11 0.16 φ32 φ32 钻 25 IT12 0.21 φ25 φ25 表15 螺
28、孔M22x1的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 钻 8.5 IT12 0.15 φ8.5 φ8.5 表16 1：8锥孔的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 铰 0.2 IT9 0.12 φ29.9 φ29.9 扩 1.8 IT10 0.084 φ27.8 φ27.8 钻 26 IT12 0.21 φ26 φ26 表17 销孔φ5
29、的机械加工余量 工序工步名称 双边余量 mm 工序的经济精度 基本尺寸 mm 工序尺寸及公差值mm 公差等级 公差值mm 钻 5 IT12 0.12 φ5 φ5 （二） 确定毛坯的尺寸 汽车转向节零件材料为40Cr，调质硬度为HRC30～35，强度极限σb=980Mpa，生产类型为大批大量生产，采用在锻模上合模模锻毛坯。因零件上所有孔径均较小，所以在毛坯中均不锻出。由参考文献[8]及表2.2—14得该锻件各对应面加工余量如下表所示： 表18 各表面加工余量 加工表面 加工余量mm 基本尺寸mm 说明 轴 5 φ40 双边余量
30、 节臂内、外端面 4 40 双边余量 锥孔端面 4 36 双边余量 （三）设计毛坯图 根据上述所确定的加工总余量和毛坯尺寸来绘制毛坯图，毛坯轮廓用粗实线绘出，零件的实际尺寸用双点划线绘制，尺寸如表19所示。 同时在图中标出毛坯尺寸、公差、技术要求、圆角半径和模锻斜度等。具体见附件三。 表19 各表面加工余量 加工表面 加工余量mm 基本尺寸mm 说明 轴 5 φ45 双边余量 节臂内、外端面 4 44 双边余量 锥孔端面 4 40 双边余量 五、 工序设计 （一）50工序粗车各外圆表面工序设计 1、加工设备与工艺装备 加工设备：
31、卧式车床CA6140 工艺装备：刀具：由参考文献[7]，根据表1.2 选择YT15硬质合金刀片，刀杆尺寸，， ， ， ，刀具为偏头外圆车刀。 夹辅具：顶尖、拔盘 量具：游标卡尺 0.02 0～200 2、 确定工序尺寸 见表2～表7 3、 确定切削用量及计算基本时间 （1） 车φ27mm外圆表面 计算切削用量： 切削深度 。 确定进给量：由参考文献[7] 表1.4 当刀杆尺寸为，，工件直径20—40mm，f=0.3—0.5mm/r，按CA6140，f=0.41mm/r。 选择车刀磨钝标准及刀具使用寿
32、命：由参考文献[7] 根据表1.9 车刀后刀面最大磨损量为1.0mm，车刀寿命 T=60min。 确定切削速度：由参考文献[7] 根据表1.10，当使用YT15硬质合金车刀加工的钢料，， 切削速度。 切削速度的修正系数：， ， ， ， ， 根据CA6140车床说明书，选择 实际切削速度vc为 由参考文献[7]，根据表1.27 ， ， ， 故选择，与查表结果相同，这时 校验功率： ， ， ， ， ， ， ， 故实际切削功率为， ，由此可见，所选切削用量可以采用。 所以切削用量为： ， ， ， 计算基本工时：
33、 式中， ， 根据参考文献[7]表1.26，车削时的切入量及超切量为 。则，故 式中：KTV——切削速度的修正系数 VC——实际切削速度（m/min） Tm——切削时间（min） ap——切削深度（mm） n——机床主轴转速（r/min） f——进给量（mm） L——刀具或工作台行程长度（mm） （2） 车φ40mm外圆表面 计算切削用量： 切削深度 。 确定进给量：由参考文献[7] 表1.4 当刀杆尺寸为，，工件直径20—40mm，f=0.3—0.5mm/r，按CA6140，f=0.41mm
34、/r。 选择车刀磨钝标准及刀具使用寿命：由参考文献[7] 根据表1.9 车刀后刀面最大磨损量为1.0mm，车刀寿命 T=60min。 确定切削速度：由参考文献[7] 根据表1.10，当使用YT15硬质合金车刀加工的钢料，， ，切削速度。 切削速度的修正系数：， ， ， ， ， 根据C6140车床说明书，选择 实际切削速度vc为 由参考文献[7]，根据表1.27 ， ， ， 故选择，与查表结果相同，这时 校验功率： ， ， ， ， ， ， ， 故实际切削功率为， ， 由此可见，所选切削用量可以采用。 所选切削用量为
35、 ， ， 计算基本工时： 式中， ， 根据参考文献[7]表1.26，车削时的切入量及超切量。则，故 （3） 车φ24mm外圆表面 计算切削用量： 切削深度 。 确定进给量：由参考文献[7] 表1.4 当刀杆尺寸为，，工件直径20—40mm，f=0.3—0.5mm/r，按CA6140，f=0.41mm/r。 选择车刀磨钝标准及刀具使用寿命：由参考文献[7] 根据表1.9 车刀后刀面最大磨损量为1.0mm，车刀寿命 T=60min。 确定切削速度：由参考文献[7] 根据表1.10，当使用YT15硬质合金车刀加工的钢料，， 切削速度。 切削速度的修正系
36、数：， ， ， ， ， 根据CA6140车床说明书，选择 实际切削速度vc为 由参考文献[7]，根据表1.27 ， ， ， 故选择，与查表结果相同，这时 校验功率： ， ， ， ， ， ， ， 故实际切削功率为， ，由此可见，所选切削用量可以采用。 所选切削用量：， ， ， 计算基本工时： 式中， ， 根据表1.26，车削时的切入量及超切量。则，故 （4） 车轴颈φ74mm端面 计算切削用量： 切削深度 。 确定进给量：由参考文献[7] 表1.4 当刀杆尺寸为，，工件直径60—100mm，f=0.6—
37、1.0mm/r，按CA6140，f=0.7mm/r。 选择车刀磨钝标准及刀具使用寿命：由参考文献[7] 根据表1.9 车刀后刀面最大磨损量为1.0mm，车刀寿命 T=60min。 确定切削速度：由参考文献[7] 根据表1.10，当使用YT15硬质合金车刀加工的钢料，， ，切削速度。 切削速度的修正系数：， ， ， ， ， 根据C6140车床说明书，选择 实际切削速度vc为 由参考文献[7]，根据表1.27 ， ， ， 故选择，与查表结果相同，这时 校验功率： ， ， ， ， ， ， ， 故实际切削功率为， ，由此可
38、见，所选切削用量可以采用。 所选切削用量为：， ， ， 计算基本工时： 式中， ， 根据表1.26，车削时的切入量及超切量。则，故 （5） 车法兰盘端面 计算切削用量： 切削深度 。 确定进给量：由参考文献[7] 表1.4 当刀杆尺寸为，，工件直径100—600mm，f=0.8—1.4mm/r，按CA6140，f=1mm。 选择车刀磨钝标准及刀具使用寿命：由参考文献[7] 根据表1.9 车刀后刀面最大磨损量为1.0mm，车刀寿命 T=60min。 确定切削速度：由参考文献[7] 根据表1.10，当使用YT15硬质合金车刀加工的钢料，， ，切削速度。
39、 切削速度的修正系数：， ， ， ， ， 根据CA6140车床说明书，选择 实际切削速度： 由参考文献[7]，根据表1.27 ， ， ， 故选择，与查表结果相同，这时 校验功率： ， ， ， ， ， ， ， 故实际切削功率为， ，由此可见，所选切削用量可以采用。 所选切削用量为：， ， ， 计算基本工时： 式中， ， 根据表1.26，车削时的切入量 。则，故 （二）90工序铣两内侧面工序设计 1、选择加工设备与工艺装备 加工设备：卧式铣床X62 工艺装备：刀具：由参考文献[7]，根据
40、表1.2 选择YT15硬质合金刀片，根据表3.1 故应根据铣削宽度 由于采用标准硬质合金端铣刀，由参考文献[7]，表3.13得 齿数Z=4。 夹辅具：铣夹具 量具：游标卡尺 0.02 0～200 2、 确定工序尺寸 见表8、表9、 表10。 3、确定切削用量及计算基本时间 （1） 计算切削用量： 切削深度 。 （2） 确定每齿进给量： 由参考文献[7] 表3.5 当使用YT15铣床，功率为7.5kw，，由于采用对称铣，故取 （3） 选择铣刀磨钝标准及刀具使用寿命： 根据表3.7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0mm，由于铣刀直径 故刀具
41、寿命 T=180min （4） 确定切削速度和进给量： 切削速度可根据表3.27中的公式计算，也可直接查表。根据表3.13 当各修正系数：0.69，0.76 故 =80.76m/min n=nt.kn=391×0.69×0.76 =205.04r/min vf=vf.kvf=188×0.69×0.76 =98.59m/min 根据X62说明书，选择 ne=190r/min
42、 vfc=150m/min 因此 实际切削速度和每齿进给量为 =143.18m/min =0.1974 mm/z （5）校验机床功率 根据表 3.23 当 ，近似为，根据X62说明书，机床主轴允许的功率为，故 ，因此所选的切削用量可以采用。 所选切削用量为： 143m/min 0.2mm/z 计算基本工时 式中 根据表3.26 则 所以 （三） 170工序拉主销孔工序设计 1、 选择加工设备与工艺装备 加工设备：卧式内拉
43、床L6120 工艺装备：刀具：圆孔拉刀φ30D80—120 夹辅具：拉夹具 量具：光滑塞规 2、确定工序尺寸 见表12 3、 确定切削用量及计算基本时间 （1） 计算切削用量：切削深度 （2） 确定进给量 由参考文献[17] 表8—6 得f=0.02mm （3） 计算工时 其中， ， ， ， （四） 250工序磨轴颈外圆φ25g6工序设计 1、 选择加工设备与工艺装备 加工设备：外圆磨床M1432A 工艺装备：砂轮
44、1-500×50×203WA60L50V-35m/s 夹辅具：双顶尖、拔盘 量具：片形双头卡规 2、确定工序尺寸 见表3 3、确定切削用量及计算基本时间 （1） 计算切削用量：切削深度 （2） 确定进给量：由参考文献[17] 表12—25 可得 （3） 计算工时： 由参考文献[17] 得， 由参考文献[7] 表6.2—9，得k=1.5 （五） 70工序半精车各外圆表面数控车削工序设计（方案二） 1、 加工设备：CK0630数控车床 工艺装备：刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸
45、 25×25mm，， ，，刀具为偏头外圆车刀，记为T1。T2为切槽刀，宽2mm，T3为螺纹车刀。 夹辅具：双顶尖、拔盘 量具：游标卡尺 0.02 0～200 根据CK0630数控车床的说明书，考虑到零件的材料及加工余量选 主轴转速： S=1000r/min 进给速度： F=50m/min 2、零件加工尺寸如图所示： 3、 数控加工程序如下： N001 G90 N002 G54 X150 Z10 N003 M03 S1000 N004
46、 M06 T1 N005 G00 X9.5 Z2 N006 G01 Z0 F50 N007 G01 X22 Z-1.5 N008 G01 Z-25 N009 G01 X25.484 N010 G01 Z-52 N011 G01 X40.481 Z-102 N012 G01 Z-141.5 N013 G01 X73.994 N014 G01 Z-147 N015 G01
47、X130 N016 G28 N017 G29 N018 M06 T2 N019 G00 X25 Z-25 N020 G01 X20 F50 N021 G01 X25 N022 G28 N023 G29 N024 M06 T3 N025 M03 S200 N026 G00 X22 Z2 N027 G91 N028 G33 D22 I19.8 X0.3 P1.5
48、 L-23 Q0 NO29 G54 N030 G00 X25 N031 G28 N032 G29 N033 M05 N034 M02 六、专用夹具设计 专用的机床夹具设计是机械制造工艺装备设计的一部分，夹具的优劣对零件加工精度、生产效率、制造成本、生产安全、劳动生产条件等都起着重要的作用。它用来确定工件与刀具的相对位置，将工件定位并夹紧。根据汽车转向节的技术要求，设计160工序钻、扩主销孔预孔φ28H10的钻床夹具。本夹具用于立式钻床，刀具为锥柄麻花钻和锥柄扩孔钻。 （一）问题的提出 本夹具主要用来钻、扩主
49、销孔30H9的预孔28H10，以达到零件图上的有关技术要求。其中两孔有圆度、圆柱度和同轴度要求，还有距离尺寸要求和位置度要求。其中两孔的圆度和圆柱度要求由拉孔工序保证，其余要求由本工序的工艺及夹具保证。因此，本工序加工时，故本工序加工时，首先应考虑的是精度的问题，其次是如何提高生产率、降低劳动强度。 （二）定位方案选择 1、 定位基准的选择 如图1所示 为保证定位的精度，同时尽量减少与工件定位表面的接触面积，保证工件定位可靠，采用以工件尾柄在两套筒中定心，并以凸缘支承在其中一个套筒的端面上。工件又以法兰盘上的一个工艺孔为基准装在削边销上。两套筒限制四个不定度，端面限制一个不定
50、度，削边销限制一个不定度，实现工件的完全定位。 （三） 定位误差分析及计算 如图1所示，工件采用套筒定位，故工件尾柄外圆轴线为第一定位基准，工件上的端面和法兰盘上的孔为第二和第三基准。工件上作为第一定位基准的外圆轴线，由于零件有角度倾斜，故有角度误差，钻头对工件有对刀误差以及钻模分度后还会存在分度误差。 削边销的尺寸及公差为10g6mm，对应销孔尺寸及公差为10H7mm。 图1 工件定位示意图 1、刀具、钻具、衬套的选择 （1）直柄麻花钻25，1号扩孔钻28 （2）钻套的选择 快换钻套，，，配用螺钉为M8，对应衬套，， 扩套，，，
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