KCSJ-03萬向節(jié)滑動叉（撥叉）零件機械加工工藝規(guī)程及鉆花鍵底孔Φ43及锪沉頭孔Φ55車夾具設計【鉆花鍵底孔Φ43及锪沉頭孔Φ55車】【版本1】【含三維】
KCSJ-03萬向節(jié)滑動叉（撥叉）零件機械加工工藝規(guī)程及鉆花鍵底孔Φ43及锪沉頭孔Φ55車夾具設計【鉆花鍵底孔Φ43及锪沉頭孔Φ55車】【版本1】【含三維】,鉆花鍵底孔Φ43及锪沉頭孔Φ55車,版本1,含三維,KCSJ,03,萬向節(jié),滑動,零件,機械,加工,工藝,規(guī)程,花鍵,底孔,43,锪沉頭孔,55,夾具,設計,版本,三維
摘 要
萬向節(jié)滑動叉主要用于在兩個不同的心軸或有一定夾角的軸間傳遞動力，使用萬向節(jié)滑動叉可以簡化萬向傳動裝置的結構，因此對于萬向節(jié)滑動叉的研究具有深遠的意義。
本次設計的主要內容就是制訂萬向節(jié)滑動叉的相關工藝規(guī)程，并設計其中的專用夾具，運用三維軟件建立實體圖，導出二維圖并應用CAD修改。設計內容需要運用各方面的機械專業(yè)知識，是對我們學習成果的全面考察也是對專業(yè)軟件應用熟練程度的一次考驗。
總的來說本次設計是對四年專業(yè)知識學習的總結與提高，是一種知識層次的升華。
關鍵詞：萬向節(jié)滑動叉；工藝分析；專用夾具
Abstract
The cardan sliding fork is mainly used in two different spindle or power transmission angle between axes, structure using the cardan sliding fork universal transmission device can be simplified, so it has far-reaching significance for the study of the cardan sliding fork.
The design of the main content is to develop the universal joint slip fork of the relevant technical procedures, and design of the special fixture, use three-dimensional software to establish the entity diagram, export two-dimensional map, and apply CAD modify. Design content requires the use of all aspects of mechanical expertise, is a comprehensive review of our learning results, but also a test of proficiency in professional software applications.
Generally speaking, this design is a summary and improvement of the four years' study of professional knowledge, and it is a sublimation of knowledge.
Key words: universal joint slip fork; process analysis; special clamp
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2 國內外研究現狀與發(fā)展 1
1.3 汽車零部件企業(yè)存在的問題 2
1.4 研究目的和意義 2
1.5本課題的主要研究內容 2
第二章 零件的分析 4
2.1 零件的作用 4
2.2 零件的材料 4
2.3 零件的工藝分析 5
2.3.1 結構分析 5
2.3.2加工表面技術要求分析 5
第三章 工藝規(guī)程設計 7
3.1策劃零件工藝規(guī)程的規(guī)定以及技術指導 7
3.1.1工藝要求 7
3.1.2技術依據 7
3.2生產類型的確定 7
3.3確定毛坯的制造形式 7
3.4制定工藝路線及其方法 8
3.4.1加工方法的選擇 8
3.4.2基準的選擇 8
3.4.3制定工藝路線 9
3.5 機械加工余量，工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 18
3.6確定切削用量和基本工時 20
3.6.1加工條件 20
3.6.2計算切削用量 20
第四章 夾具設計 32
4.1 夾具設計的基本要求 32
4.2專用機床夾具的組成 32
4.3 專用夾具的設計方法和步驟 32
4.4 專用夾具設計方案 33
總 結 34
致 謝 35
參考文獻 36
III
第一章 緒論
1.1研究背景
在汽車工業(yè)高速發(fā)展的帶動下，我國汽車零部件產業(yè)有了飛速發(fā)展，在全球供應鏈中的地位明顯提高。目前，我國汽車零部件產品已經從售后配件市場開始進入OEM市場，從低附加值產品向高附加值產品轉變，特別是一些自主品牌產品開始進入國際采購體系。2006年，零部件出口連續(xù)第三年實現貿易額順差。汽車空調、車身零部件和空氣壓縮機的出口均實現了100%的增長速度，同時我國比較傳統(tǒng)的汽車零部件產品比如汽車輪胎、汽車玻璃和車輪零部件也有較高的增長速度。
按照國際運行的標準，汽車行業(yè)整車與零部件規(guī)模比例應為1:1.7，由此可以推算，我國汽車零部件產業(yè)還有很大的提升空間，另據有關資料顯示，到2010年，世界汽車產品貿易總額將達到1.2萬億美元，跨國公司到2007年底前，計劃在低成本國家采購500億元的汽車零部件，其中70%瞄準中國企業(yè)。
1.2 國內外研究現狀與發(fā)展
目前世界上對萬向節(jié)滑動叉的研究還是比較成熟的，給汽車行業(yè)的飛速發(fā)展提供了一個很好的技術支撐。十字軸式剛性萬向節(jié)具有結構簡單，傳動效率高的優(yōu)點，但在兩軸夾角α不為零的情況下，不能傳遞等角速轉動。主要用于傳遞角度的變化，一般由突緣叉、十字軸帶滾針軸承總成、萬向節(jié)叉或滑動叉或花鍵軸叉、滾針軸承的軸向固定件等組成。萬向節(jié)叉是一個叉形零件，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件，也有采用中碳鋼的精密鑄造件。汽車工業(yè)的發(fā)展對高品質、低成本鍛件的需求不斷上升。
目前，國內各主要鍛造廠主要采用開式模鍛工藝進行生產，鍛件成形質量差，材料利用率低。因此迫切需要一種新的加工工藝，以提高成形質量，減少材料浪費，降低成本。在研究傳統(tǒng)無飛邊鍛造工藝和擠壓工藝的基礎上，開發(fā)了滑動叉無飛邊閉式模鍛新工藝，以滿足滑動叉的無飛邊鍛造的要求。
有限元模擬研究表明，與開式模鍛工藝相比，無飛邊和小飛邊閉式模鍛新工藝具有鍛件精度高、成形質量好、材料利用率高、所需設備噸位小等優(yōu)點，具有很好的工業(yè)應用前景。
0
1.3 汽車零部件企業(yè)存在的問題
目前，跨國零部件生產商正在進一步加大對中國的投資，在華進行汽車零部件生產的外商獨資或合資企業(yè)已經達到近1200家，在零部件一級供應商這條鏈上，外資企業(yè)占據主導地位，尤其是在最近，跨國汽車零部件企業(yè)明顯有把零部件的研發(fā)工作轉向中國的趨勢，隨著他們建廠規(guī)模的逐漸擴大和對中國市場的熟悉，本土零部件企業(yè)面對的壓力也將越來越大。
1.4 研究目的和意義
在工程機械和汽車的傳動裝置中，由于總體布置上的需要，都要用到萬向傳動裝置。它的功用主要是在兩軸不同心或有一定夾角的軸間傳遞動力，在工作中相對位置不斷發(fā)生變化的兩軸間傳遞動力。萬向傳動裝置一般是由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還要有中間支承，主要用于以下一些位置：發(fā)動機前置后輪驅動汽車的變速器與驅動橋之間。當變速器與驅動橋之間距離較遠時，應將傳動軸分成兩段甚至多段，并加設中間支承。
萬向節(jié)是實現變角度動力傳遞的機件，用于需要改變傳動軸線方向的地方。傳動軸是萬向傳動裝置的組成部分之一，這種軸一般長度較長，轉速高；并且由于所連接的部件（如變速箱與驅動橋）間的相對位置經常變化，因而要求傳動軸長度也要相應地有所變化，以保證正常運轉，這就要用到滑動花鍵副?；瑒踊ㄦI副由內、外花鍵組成，在工作時滑動副之間的伸縮運動來實現距離變化，用于傳遞長度的變化。
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。它的研究和使用可以簡化萬向傳動裝置的結構，也滿足功能要求，因此對萬向節(jié)滑動叉的研究有極大的實際意義。
1.5本課題的主要研究內容
1）繪制1：1比例的零件圖一張；
2）用三維軟件完成零件的三維圖構造；
3）研究零件的材料、加工精度、技術要求， 進行工藝路線分析，并制定多種工藝路線進行比較；
4）完成此零件從毛坯到成品全部生產過程的一份完整的工藝規(guī)程；
5）完成此零件生產過程中所用到的專用夾具2套，并繪制出夾具裝配圖；
6）用三維軟件完成所設計的專用夾具的三維造型；
7）完成畢業(yè)論文書寫。
第二章 零件的分析
2.1 零件的作用
萬向節(jié)滑動叉主要應用于工程機械和汽車傳動裝置上，主要作用是在兩個不同心軸或有一定夾角的軸間傳遞動力，零件如圖2-1所示。該部件的2個mm孔在2個叉頭上，為了起到萬向聯軸的功能，必須使?jié)L針軸承和十字軸接起來。把大小為55mm的外圓零件和大小為55mm的花鍵孔以及花鍵軸（在傳動軸的頂端）配合起來，連接起來，才能獲得足夠的傳遞動力。
圖2-1 萬向節(jié)滑動叉零件圖
2.2 零件的材料
萬向節(jié)滑動叉用的是45號鋼的材料，這種非常好的碳素鋼，在一系列加工后具有良好的工藝和機械性能，在滿足使用要求的前提下，選材還必須要符合材料的的經濟性能，這樣加工出來的工藝才是最合理的，而45號鋼恰恰非常滿足這樣的要求。
表2-1 45鋼調質后機械性能
屈服強度
σ=550MN/m
抗拉強度
σb=750 MN/m
延伸率
δs=20%
布氏硬度
HB=235
2.3 零件的工藝分析
2.3.1 結構分析
零件尺寸如圖2-2所示，由兩個叉頭以及一個圓套里面有花鍵孔的部件組成，它的具體功能如下：
1）零件的兩個叉頭部做有兩個mm孔，安裝滾針軸承和十字軸，起到萬向聯軸節(jié)的作用。
2） 為了不讓零件因為壓力改變形狀，必須要加強零件的剛性和連接強度，叉頭
和花鍵孔套筒相聯結的筋條起了這樣的作用。
3）為了使傳遞效果更合理，使內圓mm，外圓mm的花鍵孔和傳遞動力方向上的花鍵軸相互連接，相互配合。
圖2-2 萬向節(jié)滑動叉尺寸圖
2.3.2加工表面技術要求分析
對于萬向節(jié)滑動叉來說，有兩組加工表面上是有位置方面的要求的。具體如下：
1）以mm孔作為中心的加工表面
這樣一個加工表面主要由4個M8螺孔，2個mm的孔和它的倒角組成，并且還有大小為的孔和2個孔為mm兩兩垂直的面，這個過程中主要還是加工孔的大小為mm的表面。
2）以Φ50mm花鍵孔為中心的加工表面；
這一組加工表面包括：mm的16齒花鍵孔，尺寸為mm的階梯孔，再有外面大小為Φ65mm的表面，和外螺紋孔大小為M60×1mm的表面構成。
在這樣的2組加工表面對于其位置方面也是有要求的，具體的要求如下：
①與孔中心連線的垂直度公差必須達到100比0.2，關于mm的花鍵孔和mm的2個孔必須滿足如此指標。
②大小為mm的2個孔外端面必須和孔的大小為mm的孔比起來的垂直公差為0.1mm。
③大小為mm中心線和mm的花鍵槽寬中心線的偏轉角公差度數為2。
根據以上的分析看，當加工兩個表面時，可以先加工其中一個不太復雜的表面，然后再利用專用夾具加工其另外一個表面，并且保證它們之間的位置精確要求。
2.3.3.表面處理要求和功能
為了提高零件的疲勞極限，方法有如下兩種：
第一種采用表面噴砂處理的方法，因為工件自身容易受正反向沖擊性載荷的影
響而產生疲勞損裂，如此可以加強它的表面硬度。
第二種就是在零件的表面形成殘余壓應力，這樣可以和零件工作時造成的拉應
力進行抵銷。
第三章 工藝規(guī)程設計
3.1策劃零件工藝規(guī)程的規(guī)定以及技術指導
3.1.1工藝要求
加工一套優(yōu)秀的工藝品，必要要一套合理和正確的工藝過程，而零件的加工工藝
過程又是零件生產過程中一個非常重要的階段，而且一個零件可以用很多種工藝過程
加工處理，所以工藝過程很重要，也要滿足如下要求：
1）要使加工過程符合圖紙的要求
2）要保證技術要求才能有高質量的產品
3）不斷的改善生產條件和改良生產率
4）要注重經濟因素
3.1.2技術依據
1）產品的零件圖，裝配圖，技術要求
2）毛坯生產以及供應條件
3）年生產綱領
4）車間的一系列生產要求
5）技術要求方面的條件
3.2生產類型的確定
生產綱領公式： （3-1）
此零件的年產量Q＝5000件/年（產品的年產量）
n = 1件/輛（每輛汽車該零件的數量）
&=4 （零件的備品率）
β=1 （零件的廢品率）
根據該生產綱領決定成批生產該零件
3.3確定毛坯的制造形式
對于材質為45號的零件，要提高生產率和保證加工的質量，考慮到正向或者反向
行駛的汽車要受到交變載荷或者沖擊載荷的作用，而還要保證它的金屬纖維在這樣的
一個過程中不能被割斷，所以要選用鍛件這樣的材料。又考慮到該零件5252件的生產
量/每年，這個過程是多量生產的過程。而且零件又不太大，所以會采取用模鍛成型的
方法。
為什么要采取模鍛毛坯，考慮到如下幾個特點：
1）生產的時間較短。
2）生產效率高，產品的質量得以保證。
3）模鍛的輪廓外形大小和零件很相似，不需要大量材料。
3.4制定工藝路線及其方法
3.4.1加工方法的選擇
零件加工出來的質量以及零件生產過程需要的時間和資金都和零件的各個加工的表面的加工途徑有關系，加工的方法越合理，加工出來的產品性價比越高。根據零件表面的大小，精確程度，表面的狀況，還有它的粗糙程度以及零件的整體的結構造成等等，都跟零件的加工在同一個表面上不同的加工方法有關系。
對主要處理的工作面的工作方法的制定安排：
對于2個mm這樣的孔和它的倒角，將采用2套加工方法：
1）對于生產量不多的零件來說，要求它的加工過程便宜適用，不建議使用鉆和拉的方案。
2）對于零件的尺寸公差和表面粗糙度，它們沒有較大的要求，所以可以使用鉆和鏜的方法。
采用粗銑和磨的方法對于零件的尺寸外形要求垂直的兩個孔。（mm和孔mm）
對于mm的花鍵孔，選擇鉆-擴-拉的方法，這樣子就不需要先車后拉。
車削mm外圓和M60x1的外螺紋外觀就可以達到加工指標。
3.4.2基準的選擇
考慮到錯誤的基準的要求會造成零件大量的報廢，甚至沒有辦法正常運用。所以，做工藝的過程中，基準面的選擇很重要，一定要合理，生產出來的零件才不會有問題，質量上符合。
3.4.2.1粗基準的選擇
外圓為粗基準的軸類工件一般來說肯定是正確的。可是當加工這樣的零件時，把mm的的外圓設置為基準面，就會產生不對稱的情況，尤其是在零件的外圓住的表面和叉部的外形方面。采用粗基準的方法才加工這樣的零件，粗基準定為叉部位2個mm的孔的沒有生產的的表層，為了抵消 四個自由度，利用2個V形塊來抵住大小為mm的外部輪廓的定位面。同樣為了抵消 這2個自由度，還得利用自動定位的窄口卡爪，頂在外圓柱面上，這樣才能實現完全定位效果。
3.4.2.2精基準的選擇
想到基準重合的因素時，精基準為首選。如果制作過程中的基準和本來的工序的基準不能一致時，變換尺寸。
3.4.3制定工藝路線
暫定2種工藝的路線方法，主要還是考慮到零件的結構大小和技術層面的要求。如何制定工藝路線，必須要使零件在幾何大小，精度以及位置等因素都滿足要求，而且還得考慮到零件可能大量生產的情況，提高零件的生產效率。這樣的工藝路線才是最合理的。
3.4.3.1工藝路線一
00 車M60×1mm的螺紋， 車外圓尺寸為62mm和60mm
05 2次鉆孔，并且擴花鍵大小為43mm的底孔，锪尺寸mm的沉頭孔。
10 倒角5×60°。
15 鉆Rc1/8的底孔
20 拉花鍵孔
25 粗銑mm的2個孔端面
30 精銑mm的2個孔端面
35 擴，鉆孔，粗精鉸2個mm的孔并達到圖案的大小以及锪倒角度
40 鉆大小為8mm孔的尺寸，底孔大小是6.7毫米,倒角大小尺寸為120度。
45 需要攻螺紋大小為8mm，底孔大小為6.7mm，倒角為120度。
50 沖箭頭。
55 檢查
3.4.3.2工藝路線二
00 粗銑mm二孔端面。
05 精銑mm二孔端面。
10鉆mm二孔。
15鏜mm二孔。
20 精鏜大小為39的2個孔，倒角大小為度。
25 車外圓大小分別為62毫米，60毫米的尺寸,車螺紋大小尺寸為M毫米。
30 鉆，鏜大小為43mm的孔，锪大小為55mm的沉頭孔。
35 倒角度
40 鉆Rc1/8的底孔。
45 拉一下花鍵孔
50 鉆大小為8mm的螺紋底孔和大小為6.7的孔，倒角大小為120度
55 攻螺紋的大小為8mm底孔大小為6.7mm,倒角大小為120度。
60 沖箭頭
65 檢查。
3.4.3.3 工藝路線方案三
00 車端面并且車大小為62毫米,60毫米的外圓，車尺寸為Mmm的螺紋。
05 鉆，擴花鍵尺寸為43毫米的底孔，锪尺寸為55毫米的沉頭孔。
10 內花鍵孔大小為度的倒角。
15 鉆錐螺紋大小為Rc1/8的底孔。
20 拉花鍵。
25 粗銑大小為39mm的2孔端面。
30 鉆，擴大小尺寸為39毫米的2個孔和倒角。
35 精，細鏜大小為39mm的孔。
40 磨大小尺寸為39毫米的二孔端面，他們的大小尺寸為1180-0.07毫米。
45 鉆叉部4個大小為8mm的螺紋底孔和它的倒角。
50 攻大小尺寸為4-M8毫米，Rc1/8如此的的螺紋。
55 沖箭頭。
60 終檢。
3.4.3.4分析和比較工藝方案
比較一下上面提到的2種方案的優(yōu)缺點：
第一種方案: 首先加工的是按花鍵孔作為最主要的的表面，接下再按這樣加工出來的面作為基準面加工大小為39mm的孔。
第二種方案：首先加工大小為39mm的孔，接下來按此2個孔為基準處理花鍵孔和它的外層表面。
比較：先處理花鍵孔，再用花鍵孔來定位處理大小為39mm的2個孔，這樣可以確保位置的精確，使用起來也較方便。
但會發(fā)現在第一種方案中35道工序在替換到第二種方案中的10,15,20縮短了裝夾的數量?？墒侨邕@樣在一道工序中就得完成很多的步驟，會造成加工方面的困擾。
如依據第二種計劃的要求處理，大小尺寸為39毫米的2個孔中心線要和大小尺寸為55毫米的花鍵孔的中心線互相垂直，則加工大小為39mm的孔的時候，就得以花鍵孔為基準。在如此場景下策劃基準就能和工藝基準一致了，達到了加工指標。在制定的工藝途徑中沒有按照上述這樣做，則無形中違背了基準重合，造成加工方面的誤差。而方案三卻可以合理解決這些問題，所以最后確定了如下加工路線：
00 車大小尺寸分別為62毫米，60毫米的外部圓和端面，車削M毫米的螺紋，把2個叉耳外輪廓以及大小尺寸為65毫米的外圓設置為粗基準，如此過程中裝夾的選定采用專門夾具，和型號為C620-1的臥式車床。具體見表3-1。
表3-1 工序卡1
05 鉆，增添大小尺寸為43毫米的花鍵孔，锪大小尺寸為55毫米的沉頭孔，把大小尺寸為62毫米的外圓設置為基準，選型號C365L的轉嗒車床。
10 內花鍵孔度的到角。選用型號C620-1車床加專們夾具。具體見表3-2。
表3-2 工序卡2
15 鉆底孔大小為Rc1/8的錐螺紋。如此進程中用型號Z525立式轉床和專們鉆模。這里考慮到要為下一步拉花鍵抵消回轉自由度，從而安排一個定位基準，所以安排鉆Rc1/8底孔的步驟。具體見表3-3。
表3-3 工序卡3
20 拉花鍵孔。這里將利用L6120臥式拉床進行處理。定位選用花鍵內底孔，大小為55mm的端面和Rc1/8的錐紋。具體見表3-4。
表3-4 工序卡4
25 粗洗大小尺寸為39毫米的2孔端面，定位是花鍵孔。這里出來是用型號X63臥式洗床。具體見表3-5。
表3-5 工序卡5
30 鉆，擴大小尺寸為39毫米的2個孔。定位是花鍵孔和端面。利用型號為Z550立式專床處理。具體見表3-6。
表3-6 工序卡6
35 精，細鏜大小為39mm的2個孔。加工的方法為利用夾具和T740型臥式金剛鏜床，定位為花鍵內孔和端面。具體見表3-7。
表3-7 工序卡7
40磨大小為39mm的2個孔端面，確保它的尺寸為1180-0.07 mm ，定位為大小為39mm的孔和花鍵孔，這里用M7130的平面磨床和專用夾具處理。具體見表3-8。
表3-8 工序卡8
45 鉆叉部4個M8毫米的螺紋底孔并且倒角。這里選用型號為Z4012立式和專們夾具處理，定位為花鍵孔和大小尺寸為39毫米的孔。具體見表3-9。
表3-9 工序卡9
50 攻螺紋 4-M8mm，Rc1/8。具體見表3-10。
表3-10 工序卡10
55 沖箭頭。具體見表3-11。
表3-11 工序卡11
60 終檢。
3.5 機械加工余量，工藝尺寸及毛坯尺寸的確定
開始萬向節(jié)滑動叉的材質設為45號鋼，它的硬度要求選為：207到241HBS，與此同時毛坯重量大概定為6kg,處理毛坯的方式為模鍛，因為該類型需要大批量生產。
下面分別來確定加工余量，和工序尺寸以及毛坯的尺寸
1.外圓表面（mm及M60×1mm）
考慮到要在模鍛進程中簡化毛坯的外在，雖說加工的長度大小為90毫米，但和它相接是直徑大小為65毫米的非加工表層，所以這里還是定它的外圓表面直徑的大小為65mm。表層的無拘束尺寸的共差的大小定為62毫米，它的表層粗糙度大小尺寸指標為Rz200μm，這里選=的是粗加工的方法，直徑剩余量2Z等于3mm，所有都能符合加工的需要。
2.外圓表面的加工剩余量和共差（這里在軸線方向上—端面：M毫米）
通過查相關資料，可以設定鍛件的6kg重量，S1為其繁雜外形系數，M1為其材質指數，輪廓的大小尺寸應該需符合大于180-315毫米。
通過查手冊定其余量大小為2.0mm。
3.兩叉部內孔大小為39mm
毛坯設定實心，不沖出孔。所以2個類孔精度安排在IT7到IT8之間。
下面核定工序尺寸和余量：
鉆孔：mm
鉆孔：mm 2Z大小尺寸為12毫米
擴鉆：mm 2Z大小尺寸為1.7毫米
精鏜：mm 2Z大小尺寸為0.2毫米
細鏜：mm 2Z大小尺寸為0.1毫米
4. 花鍵孔 （）
這里要求拉削加工（花鍵孔—外徑定心）
定內孔的尺寸大小為： mm，孔的加工余量如下：
鉆大小為25mm的孔， 鉆大小為41mm的孔，擴鉆大小為42的孔
拉花鍵孔（）
查找手冊，暫定拉削時的處理余量為2Z為1毫米。外徑定心—花鍵孔。
5.定大小為mm的2個外端面的加工余量計算長度：1180-0.07mm
1) 參照手冊定加工過程中精度為F2，S3為鍛件復雜系數，鍛件的重量設為6kg，如此合計下來，在2孔外端面，它的單邊加工余量大概在2.0到3.0之間，Z的大小為2mm。
定M1為材質系數，S3為復雜系數。
2) 磨削余量：單側為0.2mm，磨削公差定為：-0.07mm。
3) 銑削余量：單邊的銑削公差余量為Z=2-0.2=1.8mm。
洗削公差：在粗洗的進程中定IT11級為加工過程的精度，從而定-0.22mm為該加工過程的處理公差。
因為在每一道工步和毛坯的處理過程中都存在加工公差，所以把這里的加工余量只是名義上的。而在實際操作中是有最小和最大加工余量的區(qū)別的。
這里考慮到零件是多量生產，應選用合理的加工方法去計算最大和最小的加工余量。
毫米兩孔外端面尺寸加工余量和加工過程中的工序間余量和公差安排如圖3-1所示：
圖3-1 工序間余量和公差安排
根據圖可以計算出：
毛坯名義尺寸大小為：=122毫米
毛坯的最大尺寸大小為： =124.6毫米
毛坯最小尺寸大?。?=120.6毫米
粗銑后最大尺寸大?。?=118.4毫米
粗銑后Min尺寸大小為:118.4-0.22=118.18毫米
由此得出磨后大小和零件圖大小一樣都是1180-0.07mm。
3.6確定切削用量和基本工時
在第15道工序：車削端面和外圓以及螺紋。這里的切削用量多少由計算的方法而定。
3.6.1加工條件
工件材質：給45號剛進行正火處理，σb等于0.60gpa、模鍛。
加工安排：第一粗車毫米，第二斷面和大小尺寸分為60毫米,62毫米的外圓，，Rz200μm，第三車大小尺寸為M毫米的螺紋。
選用C620-1的臥式車床
選材質為YT15的刀片，刀桿的大小為mm，，
r0大小為15度，а0大小為12度，為0.5mm。選用60度的螺紋車刀，刀片的材質為W18Cr4V。
3.6.2計算切削用量
1.粗車端面（Mmm）
1）核定毛坯在跨越年度方向的最大處理余量為7.5毫米（這里因為毛坯長度方向的處理余量為毫米，參照7度的模鍛拔模斜度），但是現實處理過程中還得考慮為了空出一個尺寸大小為40毫米的心部，之后鉆花鍵底孔時處理掉，并且不用全部處理掉，所以實際的端面最大處理余量設為5.5毫米，并且用2道工步搞定，аp=3mm。利用IT12級作為長度加工公差，為-0.46毫米
2）當刀桿尺寸為以及工件直徑為60mm時，
進給量f=0.5mm/r
3）參照手冊計算切削速度
這里：
參照手冊修正系數Kv如下：
因此：
4） 確定機床主軸轉速
參照手冊機床轉速為每分鐘532轉，和它靠近的分別是每分鐘480轉和每分鐘600轉，而當，會造成速度損失，所以選用。
這樣實際的切削速度為122m/Min。
5） 切削工時，根據手冊
2. 粗車大小為62mm的外圓，同刻還得檢驗機床功率和進給機構強度。
1）切削深度 定Z為1.5mm的單邊余量，只需一次切除。
2）根據手冊采用f為0.5mm/r的的進給量。
3）計算切削速度 : =116(m/min)
4）確定主軸的轉速為:
因為之前的機床轉速n選為每分鐘600轉。
因此加工過程中切削速度為:
5）根據機床功率 按機床手冊得主要加工切削力公式：
=0.94
=1012.5N
所以切削加工時消耗的功率Pc為2.06Kw(FcVc除以)
綜上所述選用功率為7.8KW的型號為C620-1主電動機，而且主軸轉速每分鐘600轉時，主軸傳送的最大功率會達到5.5KW,達到加工指標。
6） 校核機床進給系統(tǒng)強度
主切削力設定
根據手冊徑向切削力
這里
=0.897
=195N
切削力(軸向)：
=0.923
切削力（軸向）：=480N
考慮到磨合系數為0.1（導軌和床鞍），進給部分在縱向前進方向上獲得的切削力大小為：=480+0.1（1012.5+195）=600N
結合手冊，3530N為機床縱向進給部分能夠接受的最大縱向力，因此機床可以正常運轉。
7） 切削工時
因此
3. 車大小為60mm的外圓柱面
根據手冊 =1mm f=0.5mm/r Ra=6.3μm刀夾圓弧半徑rs為1.0mm
這里=242 m=0.2 =0.15 =0.35 =1.44 =0.81
則
參照說明書 n為770r/Min
切削工時
其中：
因此
4. 車螺紋Mmm
1)參照手冊核算切削過程中速度，定T為60Min的刀具壽命（高速螺紋車刀），粗車螺紋 аp =0.08，走刀次數為2次。
這里=11.8 m=0.11 =0.70 =0.3 螺距t=1
kM計算出來為：
因此粗車螺紋時：
精車螺紋時
2)確定主軸轉速
粗車螺紋時
n1計算出：
參照機床說明書得
所以加工的切削速度便為每分鐘34米
3) 切削過程中 切入長度
粗車螺紋工時
精車螺紋
因此車螺紋需要的時間便為兩者就和為t=0.93（m/Min）
5.鉆孔mm
f=0.41mm/r (參照切削手冊)
v=12.25m/Min
考慮到工藝手冊中對機床的要求，這里定n每分鐘136轉
因此實際加工過程中切削速度：
切削工時
得出l1=10mm，l2=4mm l=150mm
6. 鉆孔mm
根據有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為：
式中f鉆、v鉆----切削用量（加工實心孔）
參照手冊可以：
F鉆=每轉0.56毫米，V鉆為每分鐘19.25米
而且使F=1.35時，F鉆為每轉0.76毫米，按機床選為每轉0.76毫米
V的大小為：0.4v鉆=7.7m/Min
按機床選
因此實際切削速度v的大小為：每分鐘7.47米（）
在切削的過程中l(wèi)1=7mm，l2=2mm，l=150mm
7. 擴花鍵底孔 mm
根據手冊可以定擴孔鉆擴大小尺寸為43毫米的孔的時候，它的進給量可以定為每轉1.24毫米。
切削速度：v=0.4v鉆
就是一樣的實芯孔當磚頭用時的切削速度
所以
nS 的大小為：
參照機床選nW為58r/Min
切削工的切入進程中 l1為毫米，切出時的進程中 l2為1.5毫米
所以得出：
t的值為：
8. 锪圓柱式沉頭孔
參照材料 锪沉頭孔時的前進量和切削速度為鉆孔時的二分之到三分之一
參照機床設為0.21mm/r
按機床選取，所以實際切削速度：
在切削的過程中
在這道工序中，要處理大小尺寸為55毫米的沉頭孔的測量大小，考慮到工藝的基準和策劃的基準不一樣，所以要進行大小的代換，確保加工好的尺寸大小為45毫米。
詳細的尺寸鏈如下，尺寸大小為45毫米的尺寸為終結環(huán)，已經給的是185毫米和45毫米的大小尺寸，但考慮到基準不一樣，處理的過程中要使尺寸大小定為A。
A=185-45=140（mm）
因為終結環(huán)的公差是各個組成環(huán)公差的總和，所以
對于簡單的尺寸鏈來說，可以用等公差法。這里為45mm的尺寸所以
公差等級為IT16，T（45）=1.6mm
9. 孔深的尺寸換算
第25道 利用型號為C620-1的臥式車床加工大小為45mm的內孔倒角（5×30°）?？紤]到之后加工的切寬度會很大，所以用成形車削的方法來頂進給量。
參照手冊 f為0.08mm/r
當為一般的材質時，就高速鋼車刀加工，切削速度v為16m/Min
因此ns的大小為
參考說明書nW為每分鐘120轉，所以切削速度v的大小為：每分鐘16.2米
切削工時
l=5mm l1=3mm
10. 鉆底孔為Rc1除以8的錐螺紋
參照手冊 f= 0.11mm/r、V= 25m/Min
因此n的大小為：
參照機床選nW=680r/Min
加工過程中的切削速度
v的大小為
切削工時
l=11mm，l1=4mm，l2=3mm
t=（l+l1+l2）/nWf=0.24(Min)
11. 拉花鍵孔
單面齒升：結合相關資料，定花鍵拉刀單面齒生：0.06毫米(拉花鍵孔) 拉銷的速度定為每分鐘3.6米。
切削工時
為：一面余量3.5毫米（）
l為：140mm的表面拉銷長度。
η為部分校核的值為1.2的長度系數。
k這里取1.4，理解到機床往返進程的指數
v為拉削速度的大小
fZ 指的是拉刀單面的齒升；
z=1/p，作為拉刀的工作齒數（同時）
p—拉刀齒距。 P的大小在1.25到1.5范圍內，=1.35 =16mm
因此 計算拉刀的工作齒數（同時）
z的大小為：l/p=140/16≈9
因此
12. 粗銑大小尺寸為118.40-0.22mm的2孔端面（mm）
參照手冊， fz定為0.08mm/齒
定切削時的速度為每分鐘25mm
這里使用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數z=20。
這樣計算出ns的大小為38 r/Min（）
參照手冊nW的大小為每分鐘37.5r。并且還得選用型號為X63的臥式銑床進行加工。
因此計算得出切削過程中的速度v為26.5m/Min，同時當nW的大小為每分鐘37.5r時，加工過程中的進給量通過計算得出
通過相關資料，得出60m/min符合要求。
因為在整個加工的過程中，用的是粗銑，所以沒有必要把整個工件都銑一遍，所以可以利用作圖的方式得到銑刀的過程為l,l1,l2的總和為105mm，所以：
機動的時間：
13. 鉆、擴Φ39mm二孔及倒角。
1） 鉆孔Φ25mm
根據手冊來說，可得進給量f的大小在0.39到0.47mm/r之間。但考慮到實際加工孔的時候，孔的材質為低剛度的，所以進給量應該為f乘以0.75就符合了，計算下來得f在0.29到0.35之間（0.39～0.47×0.75）。
參照說明書，可知f的大小為0.25mm/r。
通過查表可得切削速度v的大小為每分鐘18m,
ns的大小為：
參照相關資料，當nW的大小為每分鐘195r的時候，加工過程中的切削速度可以計算得出為每分鐘15.3m。
切削工時
L=19mm l1=9mm l2=3mm
tW1=
以上為鉆一個孔時的機動時間。故本工序的機動工時為
2） 擴鉆Φ37mm孔
在這道工序中用鉆頭(Φ37mm)對 大小為25mm的孔實以擴鉆，
而參照相關資料，可知切削用量在擴鉆和鉆孔時可以= 一樣
因此 f的大小等于1.2到1.8個f鉆
也就可以計算出大概范圍在0.585到0.87之間
這里再參照說明書，得f的大小為0.57mm/r
v=（1/2～1/3）v鉆=（1/2～1/3）×12
=6～4（m/min）
因此得到主軸轉速在51.6到34r/min之間，同時參照說明書得nW的大小為每分鐘68轉。
所以加工過程中的切削速度v的大小為15.3m/Min()
在切削的過程中：l=19mm， l1=6mm， l2=3mm
所以t1的大小為：（19+6+3）/nWf=0.72(min)
當擴鉆兩個孔時，機動工時為
t=0.72×2=1.44（min）
3） 擴孔Φ38.7mm
首先要擴這樣一個孔要選用專用擴孔鉆。
參照手冊可以計算得出進給量f的大小在0.63到0.84min/r之間
(0.9～1.2）×0.7
參照說明書，f的大小=0.72mm/r
因此機床的主軸轉速可以定為每分鐘68r，切削速度則為每分鐘8.26m。
機動工的過程中 l=19mm， l1=3mm， l2=3mm
t1的大小為:(19+3+3)/nf=0.51(min)
當加工兩個孔時
4） 倒角2×45°雙面
采用90度的锪鉆
在這樣一個為了減少用時過程中，擴孔時的轉速可以和倒角的過程中一樣 n=68r/Min，都是為手動進給。
14. 采用型號為T740的金剛躺床精，細鏜大小為mm的兩個孔
（1）在精鏜孔的過程中，首先保證單邊的余量為0.1mm，并精鏜孔到Φ38.9mm，在這樣的過程要把所有余量全部鏜去。
аp=0.1mm。
參照相關資料可以得知，金剛鏜床在切削過程中的切削速度為每分鐘100m
所以：
的大小為
由于T740金剛鏜床主軸轉速為無級調速，故以上轉速可以作為加工時使用的轉速。
切削工時：當加工一個孔時
t1的大小為：（l+l1+l2）/nWf=0.32（min）
因此加工兩個孔時的機動時間t為:
(2)在細鏜孔的過程中，把尺寸控制到mm。并且在加工的過程中使用同一鏜桿（精，細鏜孔），因此使用金剛鏜床工作時細鏜和精鏜在切削用量和工時都基本一樣。
mm；
mm/r；
;
15. 在確保尺寸大小在1180-0.07mm的前提下，磨大小為mm2孔端面
(1)選擇砂輪。 參照手冊選出的磨料為：WA46KV6P350×40×127， 具體的意思是：材質：白鋼玉 粒度：46，硬度：中軟1級 組織為6號， 平型的砂輪 大小尺寸： 350×40×127（D×B×d）。
（2）切小用量的選擇。參照相關資料得：砂輪的轉速為每分鐘1500r, v砂的大小為27.5m/s 軸向進給量為0.5。工作速度為10分鐘每米，徑向進給量的大小為0.015/雙航程
（3）切削工時。當加工一個表面時，參照工藝手冊，t1的大小為：t1=
L代表加工長度的意思，大小為73mm
b代表加工寬度，大小為68mm
代表單面加工余量的意思，大小為0.2mm
K代表1.10的系數
V代表移動速度（工作臺）
代表工作臺往返一次砂輪軸向進給量
代表工作臺往返一次砂輪徑向進給量
t1=2×73×68×1.1/1000×10×20×0.015=920/3000=3.64（min）
當加工兩端面的時候：
16. 鉆大小為4- mm的螺紋底孔，并且倒120度的角
參照手冊得：f=0.2×0.50=0.1mm/r，v的大小為每分鐘20m，
所以 ns的大小為每分鐘960轉(1000v/∏D=1000×20/∏×6.7)
參照機床得nW的大小為每分鐘960r，v的大小為每分鐘20.2米。
切削工時（4個孔）l=19mm， l1=3mm， l2=1mm
tm=（l+l1+l2）/nWf=22.08（min）
倒角仍然每分鐘960轉。過程中為手動進給。
17. 攻Rc1/8和4-M8mm的螺紋
這里切削用量按加工M8進行處理（公制和錐螺紋的外徑差不多） v=0.1m/s=6m/min
因此 ns=238r/min
這里參照機床得當nW為每分鐘195轉時，v的速度為每分鐘4.9m
機動過程中
當攻M8的孔的時候 ，tm1的大小為
在攻Rc1/4孔的時候，l=11mm， l1=3mm， l2=0mm
因此的大小為
結合之前的所有數據包括切削用量，工作時間以及計算的結果，我都在工藝卡片中作了詳細的解釋，可以參照。
第四章 夾具設計
4.1 夾具設計的基本要求
夾具設計必須滿足下列基本要求：
1. 保證工件加工的各項技術要求。
2. 具有較高的生產效率和較低的制造成本。
3. 盡量選用標準化部件：這樣可以縮短夾具的設計制造周期，提高夾具設計質量和降低夾具制造成本。
4. 夾具操作方便安全、省力。
5. 夾具應具有良好的結構工藝性：所設計的夾具應便于制造、檢驗、裝配、調整和維修。
4.2專用機床夾具的組成
夾具一般由下列元件或裝置組成：
1. 定位元件，它是用來確定工件正確位置的元件。
2. 夾緊裝置，它是工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置。
3. 對刀元件（導向元件），它是指夾具中用于確定（或引導）刀具相對于夾具定位元件具有正確位置關系的元件。
4. 鏈接元件，是指用于確定夾具在機床上具有正確位置并與機床鏈接的元件。
5. 其他元件及裝置。
6. 夾具體，是指用于連接夾具元件和有關裝置使之成為一個整體的基礎件，夾具通過夾具體與機床連接。
4.3 專用夾具的設計方法和步驟
1. 明確設計要求，收集和研究有關資料。
2. 確定夾具的結構方案：在確定夾具結構方案的過程中，應提出幾種不同的方案進行比較分析，選取其中最為合理的結構方案。
3. 繪制夾具的裝配草圖和裝配圖：夾具總圖繪制比例出特殊情況外，一般均應按1:1繪制，以使所設計夾具有良好的直觀性。
4. 確定并標注有關尺寸、配合及技術要求。
5. 繪制夾具零件圖：繪制裝配圖中非標準零件的零件圖，其視圖應盡可能與裝配圖上的位置一致。
6. 編寫夾具設計說明書。
4.4 專用夾具設計方案
考慮到零件的加工過程中要高效率，所以我設計出一套專用夾具，這樣不僅可以確保加工質量沒有問題，而且可以使勞動強度降低。
通過和朱老師商量，我做如下夾具：
車床夾具：鉆擴花鍵底孔mm及锪沉頭孔mm。見圖4-1
在20道工序里，用型號為C365L的車床，小鉆頭刀具。
圖4-1 車床夾具
總 結
這次畢業(yè)設計可以說是我大學中花時間最長的一次設計課程。但我學到了很多專業(yè)知識，熟練了對CAD軟件和Solid works的運用。更加了解如何去定位自己要做的夾具，知道如何定位才是最合理的，當然也了解了萬向節(jié)在汽車制造中的重要作用。
這這次夾具的設計過程中，我主要根據零件圖繪制了萬向節(jié)的三維圖形，了解了其內部構造，知道了它的具體作用，主要是接下來的夾具制作。我選做了2 道工序進行加工，設計了2套夾具分別是：鉆擴花鍵底孔Φ43mm及锪沉頭孔Φ55mm車床夾具和粗銑Φ39mm二孔端面的銑床夾具。這兩套夾具中既包括了車削又包括了銑削，對之后在單位的夾具有很大幫助，因為車削和銑削是最常見的夾具設計。怎么簡化夾具是三維創(chuàng)作中必須要考慮的地方，要合理的選擇定位的面，這樣做出來的夾具才能投入到生產過程中，減少材料和資金的流失。
當然二維圖中的粗糙度和位置度，還有公差配合都是我繪制過程出現的問題，需要及時改正，在之后的工作中避免出現類似的問題。并且在這次的設計中我知道了作為一個工科生要有嚴謹的態(tài)度，每一張圖紙都很重要，繪圖者一定要用心，不然會對操作者造成很大困難，論文的書寫過程也有很大問題，希望老師和同學們及時指點和批評，我會積極改正。
致 謝
本次畢業(yè)設計我非常感謝我的指導老師，因為老師作為學科帶頭人，平時的工作就會很繁忙，但每次我在設計過程中遇到的問題，她都會及時的給我講解，給我指出論文和設計中出現的問題，讓我及時修改，基本上每周老師都會抽時間給我看一下最近的進展，也在老師的幫助下，我更好的完成自己的設計，更了解做夾具過程中的知識好運用到之后的工作。
另外也感謝這一路幫助過我的同學和師長，在即將畢業(yè)的時候，我祝你們以后的工作越來越順利！
參考文獻
1. 邊學邊用AutoCAD2007中文版機械設計. 北京： 人民郵電出版社, 2007.
2. 徐龍祥, 歐陽祖行主編. 機械設計（修訂第2版）[M]. 北京: 航空工業(yè)出版社, 1999.
3.于俊一. 機械制造技術基礎[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2004.
4. 陳永輝，李興發(fā)編著. UG NX 6.0 200實用設計技巧[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社, 2010.
5. 王啟平，機床夾具設計[M]. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005.07
6. 王先逵 機械制造工藝[M]. 機械工業(yè)出版社 2007.02
7. 陳鴻韻. 實用機械加工工藝手冊（第2版）[M]. 北京： 機械工業(yè)出版, 2005.
8. 徐鴻本, 機床夾具設計手冊[M]. 遼寧科學技術出版社, 2004.
9. 劉品， 李哲主編. 機械精度設計與檢測基礎[M]. 哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2003.
10. 鄒青主編. 機械制造技術基礎課程設計指導教程[M]. 北京： 機械工業(yè)出版社， 2004.
11. 崇凱主編. 機械制造技術基礎課程設計指南[M]. 北京： 化學工業(yè)出版社， 2007.
12. 王光斗, 王春福主編. 機床夾具設計手冊[M]. 上?？茖W技術出版社, 2002.
13. 侯放主編. 機床夾具圖冊[M]. 北京： 中國勞動社會保障出版社，2007.
14. 李旦， 邵東向等著. 機床專用夾具圖冊[M]. 哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2005.
15. 李錦標，李成國，UG NX 6.0產品模具設計[M].北京：清華大學出版社；2009.06
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