万向节滑动叉材料

2.1 零件的作用题目所给定的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉，它位于传动轴的端部。主要作用一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个mm的孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联轴节的作用。零件65mm外圆内为50mm花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递动力之用。2.2 零件的材料万向节滑动叉的材料选用45钢，属于优等碳素结构钢，经调质处理后有良好的综合机械性能和加工工艺性能，零件材料的选择主要是考虑到满足使用要求，同时兼顾材料的工艺性和经济性，45钢满足以上要求，所以选用45钢。2.3 零件的工艺分析2.3.1. 结构分析该零件由两个叉头和一个圆套筒内有的花键孔组成，类似套筒类零件，各部分作用如下： a. 零件的两个叉头部位上有两个直径为mm的孔，用以安装滚针轴承和十字轴相联，起万向连轴节的作用；b. 在叉头和花键孔套筒相联结的筋条起过渡联结和加强零件刚性作用，防止零件受阻变形；c. 外圆为65mm，内圆50mm花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用以传递动力。2.3.2 加工表面的技术要求分析万向节滑动叉共有两组加工表面，他们相互间 有一定的位置要求。现分述如下：a. 以39mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：两个mm的孔及其倒角，尺寸为的与两个孔mm相垂直的平面，还有在平面上的四个M8螺孔。其中，主要加工表面为mm的两个孔。b. 以50mm花键孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：mm十六齿方齿花键孔，55mm阶梯孔，以及65mm的外圆表面和M601mm的外螺纹表面。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：(1) mm花键孔与mm二孔中心联线的垂直度公差为100：0.2；(2) 39mm二孔外端面对39mm孔垂直度公差为0.1mm；(3) mm花键槽宽中心线与39mm中心线偏转角度公差为2。2.3.3. 表面处理内容及作用由于零件受正反向冲击性载荷，容易疲劳破坏，所以采用表面喷砂处理，提高表面硬度，还可以在零件表面造成残余压应力，以抵消部分工作时产生的拉应力，从而提高疲劳极限。3.4制定工艺路线及方法3.4.1加工方法的选择零件各表面加工方法的选择，不但影响加工质量，而且也要影响生产率和成本。同一表面的加工可以有不同的加工方法，这取决于表面形状，尺寸，精度，粗糙度及零件的整体构型等因素。 主要加工面的加工方法选择：（1） 两个mm孔及其倒角可选用加工方案如下：a) 该零件的批量不是很大，考虑到经济性，不适用于钻-拉方案b) 该零件除上述因素外，尺寸公差及粗糙度要求均不是很高，因此只需采用钻-镗方案。（2） 尺寸为mm的两个与孔mm相垂直的平面根据零件外形及尺寸的要求，选用粗铣-磨得方案（3） 50mm花键孔因孔径不大，所以不采用先车后拉，而采用钻-扩-拉方案。（4） 65mm外圆和M60x1外螺纹表面均采用车削即可达到零件图纸的要求（2）细镗孔至mm。由于细镗与精镗孔共用镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精镗相同p=0.05mm；f=0.1mm/r；nW=816r/min，v=100m/min；t=0.64min工序55：磨39mm二孔端面，保证尺寸1180-0.07mm（1）选择砂轮。见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为 WA46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46#，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为35040127（DBd）。（2）切小用量的选择。砂轮转速n砂=1500r/min（见机床说明书），v砂=27.5m/s。轴向进给量fa=0.5B=20mm（双行程）工作速度vW=10m/min径向进给量fr=0.015mm/双行程（3）切削工时。当加工一个表面时 t1=2LbZbk/1000v fa fr (见工艺手册表6.2-8) 式中L-加工长度73mm； b-加工宽度，68mm； Zb-单面加工余量，0.2mm； k-系数，1.10； v-工作台移动速度（m/min）； fa-工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）； fr-工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）。 t1=273681.1/100010200.015 =10920/3000=3.64（min）当加工两端面时 tm=3.642=7.28（min）工序60：钻螺纹底孔4-6.7mm 并倒角120。 f=0.20.50=0.1（mm/r） （切削手册表2.7） v=20m/min （切削手册表2.13及表2.14）所以 ns=1000v/D=100020/6.7=950（r/min）按机床取nW=960r/min，故v=20.2m/min。切削工时（4个孔） l=19mm， l1=3mm， l2=1mm tm=（l+l1+l2）/nWf= 倒角仍取n=960r/min。手动进给。工序65：攻螺纹4-M8mm及Rc1/8由于公制螺纹M8mm与锥螺纹Rc1/8外径相差无几，故切削用量一律按加工M8选取 v=0.1m/s=6m/min所以 ns=238r/min按机床选取nW=195r/min，则v=4.9m/min。机动工时 l=19mm， l1=3mm， l2=3mm攻M8孔 tm1=（l+l1+l2）*2/nf*4=1.02(min)攻Rc1/4孔 l=11mm， l1=3mm， l2=0mm tm2=（l+l1+l2）/nf*2=0.15(min)4.2.2切削力及夹紧力计算刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀，225mm，z=20 F= CFFFFFZ/dFF（见切削手册表3.28）其中：CF=650，ap =3.1mm，xF=1.0，fz=0.08mm，yF=0.72，e=40mm（在加工面上测量的近似值）uF=0.86，d0=225mm，qF=0.86，wF=0，z=20所以 F=6503.10.080.72400.8620/2250.86 =1456（N）当用两把刀铣削时，F实=2F=2912（N）水平分力：FH=1.1F实=3203（N）垂直分力：Fv=0.3F实=873（N）在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数K=K1K2K3K4。其中：K1为基本安全系数1.5； K2为加工性质系数1.1； K3为刀具钝化系数1.1； K4为断续切削系数1.1。所以 F=KFH=1.51.11.11.13203=6395（N）选用气缸-斜楔夹紧机构，楔角=10，其结构形式选用型，则扩力比i=3.42。为克服水平切削力，实际夹紧力N应为 N（f1+f2）=KFH所以 N=KFH/（f1+f2）其中f1及f2为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f1=f2=0.25。则 N=6395/0.5=12790（N）气缸选用100mm。当压缩空气单位压力p=0.5MPa时，气缸推力为3900N。由于已知斜楔机构的扩力比i=3.42，故由气缸产生的实际夹紧力为 N气=3900i=39003.42=13338（N）此时N气已大于所需的12790N的夹紧力，故本夹具可安全工作。