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畢業(yè)設計（論文）開題報告 題目 萬向節(jié)滑動叉工藝及工裝設計 專 業(yè) 名 稱 機械設計制造及其自動化 班 級 學 號 118102117 學 生 姓 名 劉飛 指 導 教 師 焦 益 群 填 表 日 期 2015 年 5 月 25 日 1、 選題的依據(jù)及意義 制造是人類最主要的生產活動之一。他是指人類按照所需要目的，運用主管掌握的知識和技能，應用可利用的設備和工具，采取有效的方法，將原材料轉化為有利用價值的物資產品并投放到市場的全過程。 本次畢業(yè)設計的課題名稱是萬向節(jié)滑動叉加工藝及專用機床夾具設計。萬向節(jié)滑 動汽車后橋鋼板彈簧處在不同狀態(tài)時，由本零件可以調整傳動軸的長短及其位置。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。 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。 多軸驅動的汽車的分動器與驅動橋之間或驅動橋與驅動橋之間。由于車架 的變形，會造成軸線間相互位置變化的兩傳動部件之間。采用獨立懸架的汽車的與差 速器之間轉向驅動車橋的差速器與車輪之間。 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：制造是人類最主要的生產活動之一。他是指人類按照所需要目的，運用主管掌握的知識和技能，應用可利用的設備和工具，采取有效的方法，將原材料轉化為有利用價值的物資產品并投放到市場的全過程。 1、發(fā)動機前置后輪驅動汽車的變速器與驅動橋之間（見圖D－C4－1(a)）。 2、多軸驅動的汽車的分動器與驅動橋之間（見圖D－C4－1(b)）。 3、軸線間相互位置變化的發(fā)動機與變速器之間。（見圖D－C4－1(c)。 4、采用獨立懸架的汽車的與差速器之間（見圖D－C4－1(d)）。 5、轉向驅動車橋的差速器與車輪之間（見圖D－C4－1(e)）。 6、汽車的動力輸出裝置和轉向操縱機構中（見圖D－C4－1(f)）。 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。 二、國內外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）： 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。轉向萬向節(jié)滑動叉是一 個重要的汽車零件，其形狀復雜，尺寸精度和形位公差要求高，鍛造工藝性差。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。 滑動叉?zhèn)鹘y(tǒng)上采用的開式模鍛工藝生產，飛邊大，材料浪費嚴重且尺寸精度差。 為了降低鍛件成本，針對滑動叉的形狀特征，又提出了一些先進的工藝方案，比如一 種少無飛邊模鍛的新工藝，使預制毛坯在封閉的模膛內成形，實現(xiàn)鍛件近凈成形。根 據(jù)體積不變原則對計算毛坯進行處理得到預制毛坯。 滑動叉形狀復雜，而且叉桿部截面呈圓形，傳統(tǒng)的整體閉式模鍛工藝難以實現(xiàn)無 飛邊鍛造。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。 無飛邊鍛造工藝是一種先進的鍛造工藝，通常用于高品質鍛件的生產。與有飛邊 鍛造工藝相比，無飛邊鍛造工藝中鍛件在封閉的模腔內成形，不產生飛邊，節(jié)省材料， 成形精度高，可實現(xiàn)鍛件的近凈成形或凈成形。 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。 隨著科技的發(fā)展，機械加工工藝及夾具隨著制造技術的發(fā)展也突飛猛進，夾具是 機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向 發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。 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。轉向萬向節(jié)滑動叉是一個重要的汽車零件，其形狀復雜，尺寸精度和形位公差要求高，鍛造工藝性差。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。 滑動叉?zhèn)鹘y(tǒng)上采用的開式模鍛工藝生產，飛邊大，材料浪費嚴重且尺寸精度差。為了降低鍛件成本，針對滑動叉的形狀特征，又提出了一些先進的工藝方案，比如一種少無飛邊模鍛的新工藝，使預制毛坯在封閉的模膛內成形，實現(xiàn)鍛件近凈成形。根據(jù)體積不變原則對計算毛坯進行處理得到預制毛坯。 如圖1所示的滑動叉形狀復雜，而且叉桿部截面呈圓形，傳統(tǒng)的整體閉式模鍛工藝難以實現(xiàn)無飛邊鍛造。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。 無飛邊鍛造工藝是一種先進的鍛造工藝，通常用于高品質鍛件的生產。如圖2所示，與有飛邊鍛造工藝相比，無飛邊鍛造工藝中鍛件在封閉的模腔內成形，不產生飛邊，節(jié)省材料，成形精度高，可實現(xiàn)鍛件的近凈成形或凈成形。 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。 圖1 滑動叉鍛件 三、研究內容及實驗方案： 本次畢業(yè)設計的主要內容是繪制萬向節(jié)滑動叉零件圖并編制其機械加工工藝規(guī)程,對典型的工序設計專用夾具，并繪制專用夾具裝配圖和專用夾具的主要零件圖。 在說明書中詳細地說明了成批大量生產某解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉 的工藝規(guī)程的制定過程。 1．查閱資料，英文資料翻譯（5000字），開題報告 2．繪制萬向節(jié)滑動叉零件圖并編制其機械加工工藝規(guī)程一份 3．設計并繪制典型工序的專用夾具裝配圖2套 4．繪制夾具主要零件圖若干張 5．編寫設計計算說明書（畢業(yè)論文）一份 四、目標、主要特色及工作進度 （1）目標：在對萬向節(jié)滑動叉進行分析的同時，按照老師規(guī)定的技術要求，比較不同的工藝規(guī)程，總結出其中的優(yōu)點和不中之處，然后指定具體的改進方案，擬訂最佳方案。在老師的指導下，按時認真地完成畢業(yè)設計論文。 （2）主要特色：設計出自己的機械加工工藝和繪制典型的夾具裝配圖，并畫好零件圖。 （3）工作進度： 1.查閱資料，英文資料翻譯，撰寫開題報告 第一周到—第三周 2．繪制萬向節(jié)滑動叉零件圖一份 ，設計并繪制零件三維圖形 第四周—第六周 3．編制萬向節(jié)滑動叉機械加工工藝規(guī)程一份 第七周—第八周 4．設計并繪制典型工序的專用夾具裝配圖1～2套 第九周—第十二周 5．繪制夾具主要零件圖若干張 （以上合計A0圖兩張） 第十三周—第十四周 6．編寫設計計算說明書（畢業(yè)論文）一份 第十五周—第十六周 7．畢業(yè)設計審查、畢業(yè)答辯 第十七周 五、參考文獻 [1]．王先逵主編 機械制造工藝學，北京，機械工業(yè)出版社，1997.10 [2]．孟少農主編 機械加工工藝手冊，北京，機械工業(yè)出版社，1991 [3]．陳宏鈞，方向明，馬素敏主編 典型零件機械加工生產實例，北京，機械工業(yè)出版 社，2005.1 [4]．劉友才，肖繼德主編 機床夾具設計，北京,機械工業(yè)出版社，1991.5 [5]．Boyes W EJigs and FixturesAmerica，SME，1982 [6].趙志修 機械制造工藝學，北京：機械工業(yè)出版社，1985. [7].張世昌.機械制造技術基礎.天津：天津大學出版社，2002. [8].宋昭翔.機械制造基礎.北京：機械工業(yè)出版社，1998. [9].王先逵。機械制造基礎.北京：機械工業(yè)出版社，2002.