解放10B汽车转向节加工工艺及夹具设计

Southwest University of Science and Technology本科毕业设计（论文）题目名称：解放10B汽车转向节加工工及夹具设计学院名称专业名称学生姓名学号指导教师制造科学与工程学院机械设计制造及其自动化王涌锂5120154656李占峰tM：40CrclUI：2f力探今并电：a不图三2. 2确定零件生产类型1计划生产纲领该零件设计一年产量2000件大批量生产则Q=2000 (零件数)由机械加工课程设计指导书查得备品率成为3%到5%取备品率为4%另查到废品率为1%,最后根据生产纲领确定N=Q(l+a%+P%) =2000X1(1+4%+!%) =2120件N为零件年生产纲领，这些零件在一年时间内完成，假设工作时间为350天，一天工作八小时，则工作时间为：t=350X 8=2800 小时根据数据查到生产节拍二工作时间/计划产量(生产纲领)则：生产节拍=2800*60/2120 =79min 所以计算得出每件零件生产平均可得到79分钟的加工时间规划，所以在后续工序计算的时间之和要小于该时间。2.3确定零件毛坯的材料和形式首先毛坯的选择需要考虑毛坯的外形，合适的形式可以节约加工时间，增加效率,零件的作用将使得毛坯的材料不能乱选，零件机构和尺寸将毛坯的选择限制，材料的选取不能一味追求质量，现有生产能力以及企业经济条件，零件经济性也是一个重要影响。零件加工需要保证精度和性能，零件工艺性，满足图纸要求，这也是影响毛坯的一大关键毛坯的材料和形式值得认真考虑。转向节作为汽车车轮与轴的链接件，在工作过程中要承受很大的冲击力和载荷，因此轴部要有较强的抗弯曲能力。车轮旋转将不断摩擦轴部，所以轴还要有较大的耐磨性。材料要有良好的强度和良好的韧性二。所以选择满足这些要求的合金材料40mnB,在合适的工序中对零件进行淬火调质处理，使零件增强工艺性等。由于转向节一端为轴，一锻为双耳，结构有点复杂，而且还是大批量生产，制造效率和零件的精度需要得到提高，所以选择锻件毛坯。选择锻件毛坯相对于常见的铸件等毛坯还有几大好处：1. 锻件比铸件的质量高，能承受较大的冲击力和载荷，因此在需要力学性能好的毛坯时选择锻件，在需要承受压力大的零件都选择锻件。锻件质量好，但重量轻，锻件有良好的性能还能减轻机器的重量，这些在交通工具等方面是十分重要的，在性能更优的情况下选择更轻的材料对于汽车，飞机，轮船有着重要意义。2. 对比其他高碳钢，锻件比大多数高碳材料的物理性能好，而另外很多性能好的材料难以获取或者需要多次改锻，在时间方面有所影响，这是该零件的优势。节约材料，锻造毛坯时能相对节约更多的材料，这样还可以节约锻造时间，灵活性高,可以锻造出外形复杂的毛坯，适合加工转向节。3. 锻件生产时可以多个同时生产，这比铸件生产效率低，在考虑加工工艺时也要考虑毛坯的生产效率。4. 运用广泛，在市场上容易找到5. 成本相对于其他高碳钢较低，这是因为生产技术更加成熟。6. 性能不同，铸件金属液态成型的工序多，所以不好控制，因此组织疏松，晶粒大，不规则，存在膨胀，萎缩，气孔等确定，在加工过程中对精度有影响。2. 5基准的选择定位基准的选择正确与否对加工路线的安排，基准的选择可能影响到夹具的设计，进而影响加工时间和成本。定位基准还可能影响到零件的精度。因此定位基准的选择将是重要的一步。选择粗基准要遵循儿大原则，这些原则有：1. 选择粗加工的基准为定位基准时，要考虑加工余量，要保证有充足的加工余量,两个面的工序尺寸要选择好，要符合零件图上的标准，尽量保证零件的精度。选择零件中重要的位置作为粗基准，保证加工余量均匀，一般零件上加工精度高或者质量要求高的表面可以选择作为粗基准，像转向节端面，传动箱主轴孔，变速箱导轨面等，这些都符合这样的条件，可以选择作为粗基准，加工精度越高，位置度要求高的面可以优先选为粗基准面。2. 粗基准应尽量避免使用多次，在同方向上只能装夹一次，粗基准是毛坯面，精度不高，误差较大，多次使用该基准将造成较大误差，重复使用难以保证精确度，所以同一个面最多只能做为一次粗基准，避免造成较大误差。3. 选择不加工的面作为基准，该免没有加工过只能作为粗基准，若该面作为粗基准后又加工，这样可能造成精度的误差，这是需要考虑的。4. 尽量不要选着小平面作为粗基准，面积较小，工件定位不合适，容易造成过定位或者欠定位，选择大平面比较光滑的面作为粗基准，这样精度更高，定位更加容易。这样在夹具夹紧时也可以更加方便。5. 若每个平面都要加工，选择加工余量小的面，加工的面越大，刀具进给量越大,产生误差的可能性更大，在选择粗基准的同时也要尽量选择误差较小的方案。选择精基准也有几大原则，它们是：1. 选择精基准时避免设计基准和定位基准不重合，因为这样可能引起较大的误差，造成零件变成废品，所以要使设计基准和定位基准使用同一个基准，这是最重要的基准一致原则。2. 尽可能多的使用同一个精基准，因为这样可以优化工序路线的制定，可以保证更多位置的精度要求，使用同一个基准加工其他面，孔或轴。根据定位基准设计其他更多路线的定位方案，这有利于减少夹具的设计，夹紧方案的设定，减少工作时间，减少加工成木，减少辅动工作时间。使加工路线明朗化，机械加工更加流畅。这些是基准统一的优点和好处，是基准选择的一大原则。3. 某些加工余量小的工序，选择加工表面作为精基准。这是互为基准原则。4. 基准的选择要便于安装，基准选择时要考虑机床刀具的进给，工件的夹紧。这是便于装夹原则。基准的选择十分重要，尽量遵循这些原则，保证加工的精度，节约时间，便于加工。2. 6转向节加工工艺分析由转向节零件图分析可知道将其分为多组加工。它们相互间有一定的位置要求。现各面公差等级和表面粗糙度如下：主要尺寸公差等级表面粗糙度640推IT7RaO. 8655搬IT7RaO. 8中89：需IT7RaO. 8饥40：需IT7RaO. 86 41履IT8Ra6. 3IT12Ra6. 3在同轴度，位置度等方面的要求有:两主销孔轴线与中轴线的垂线的方向有9度的要求，6 67孔有垂直度要求。节轴左端端面有0. 1的垂直度，4 89左端有0.03的垂直度要求，6140左端有0.05的垂直度要求，。89同轴度0. 05, 655, 640有0.01同轴度。粗糙度为0. 8,需要磨削。锥孔有0.3的位置度要求。2. 6零件表面加工方法根据各表面各孔和各表面的公差等级以及表面粗糙的的要求查阅手册机械制造工艺设计简明手册表得到各各表面以及各孔的加工方法，加工方法如下：(1) 640-0.009-0.025、轴加表面及端面的加工根据表标准公差数值确定，查阅资料查得加工方法：选择的加工方法：保证加工精度和原则，选择先粗车然后半精车在调质处理后磨削。(2) (1)55-0.010 -0.029加工时保证加工精度和原则，选择先粗车然后半精车在调质处理后磨削(3) 节轴各端面表面粗糙度Ra0.8um。选择的加工方法：先粗车然后半精车在调质处理后磨削。(4) 孔和螺纹孔。这几个孔无粗糙度要求，无公差，所以选择最基本的加工方法，选择加工方法先钻孔然后攻螺纹（5）主销孔、。67孔的加工641+0.039 0主销孔粗糙度要求不是太高，选择先粗钻孔，再拉削孔，以此达到要求。667+0.2 0在41空孔的基础之上，所以在41孔加公后采用骸孔的加工方法。（6）4XM8采用钻，攻螺纹。两耳上下两端面表面的加工比较简便。采用粗饨的方法。（7）1）29锥孔采用钻到加工方法，因为无粗糙度要求所以比较简便，直接钻孔，锥孔上的键槽采用拉的加工方法。（8）在适当的过程中淬火调质处理。2. 7制定工艺路线2. 7.1制定工艺路线的原则在制定工艺路线时要满足零件的各向指标，图纸上的技术要求，次零件为大批量生产，所以在满足尺寸要求，粗糙度要求，各轴之间同轴度要求，各表面的垂直度要求的同时也要考虑加工的工时，机床的选取，经济性的评估，考虑夹具的要求，以此来保证零件的加工成功。使工序更加集中，减少换件的辅动时间，增加劳动生产效率,减少成本，有好的经济性。2. 7. 2确定加工顺序的原则在各表面均未加工时选择其中一个面作为粗基准面，在车轴时先粗车，然后半精车，最后磨削。先加工主要表面，这样在后续的加工过程中可以选择该面作为定位基准，然后加工次要的表面。加工要作为基准面的面，然后加工其它面，加工完平面后加工该面上的孔。2. 7. 3基准选择的方法（1）粗基准的选择选择不加工的面作为基准，该免没有加工过只能作为粗基准，若该面作为粗基准后乂加工，这样可能造成精度的误差，这是需要考虑的。在加工两耳上孔时由于要限制轴的旋转，可能多次使用到侧面违背了粗基准的原则，所以尽量先加工四个孔，然后以此作为精基准加工，一面两销定位方案简便，集中。另外选择零件中重要的位置作为粗基准，保证加工余量均匀，一般零件上加工精度高或者质量要求高的表面可以选择作为粗基准，像转向节端面，传动箱主轴孔，变速箱导轨面等，这些都符合这样的条件，可以选择作为粗基准，加工精度越高，位置度要求高的面可以优先选为粗基准面。(2) 精基准选择的方法选择精基准时避免设计基准和定位基准不重合，因为这样可能引起较大的误差，造成零件变成废品，所以要使设计基准和定位基准使用同一个基准，这是最重要的基准一致原则。基准的选择要便于安装，基准选择时要考虑机床刀具的进给，工件的夹紧。这是便于装夹原则。轴部较长应避免刀具碰到轴，在钻孔的时候钻头很有可能碰到轴，尽量让刀具从另一端进入，这样夹具设计也相对简单。尽可能多的使用同一个精基准，因为这样可以优化工序路线的制定，可以保证更多位置的精度要求，使用同一个基准加工其他面，孔或轴。根据定位基准设计其他更多路线的定位方案，这有利于减少夹具的设计，夹紧方案的设定，减少工作时间，减少加工成本，减少辅动工作时间。使加工路线明朗化，机械加工更加流畅。这些是基准统一的优点和好处，是基准选择的一大原则。所以尽量选择孔加工后的一面两销定位方法。2. 7. 4工序制定在综合各大原则和各步骤的加工后做出两道工序如下:工序一工序1备料，模锻毛坯工序2毛坯正火工序3锐节轴断面，钻中心孔中心孔机床工序4粗车节轴各端面半精车 4)40, 6 30, 41,镣667孔专用组合机床工序10拉削主销孔6 41卧式拉床工序11钻攻4XM8螺纹孔专用组合机床工序12钻锥孔* 29专用组合机床钻注油孔并攻丝工序13拉键槽专用拉床工序14检查外观缺陷清洗包装(2).工序二工序1备料，模锻毛坯工序2毛坯正火工序3铢节轴断面，钻中心孔中心孔机床工序4粗车节轴各断面ca6140工序5调质处理淬火炉工序6磨削节轴及端面磨床工序7铢主销孔两端面到225卧式铁床工序8粗钻主销孔441, 4)67孔专用组合机床工序9拉削主销孔中41专用组合机床工序10钻，攻4XM8螺纹孔专用钻床工序11钻锥孔29钻注油孔并攻丝专用组合机床工序12拉键槽专用拉床工序13钻4XR16孔专用钻床工序14检查外观缺陷清洗包装2.7.41艺方案的分析与比较原则上要有经济性，操作难度，时间，经过分析第一套方案有以下优点:1，采用高效专用设备和工艺设备，有利于减少更换时间，节省辅助时间，提高生产效率。2. 减少了设备的数目。3. 减少安装工件的次数可缩短辅助时间并轻松确保相对位置，这将影响零件的加工精度。4. 生产设备使用少，简化了取件次数，减少了生产面积，优化了生产5. 先加工四个R16孔，之后的工序以这些孔作为定位基准,提加工精度。综上所述，在分析生产率，设备，安装次数及加工工艺路线加工精度等方面进行全面分析，决定采用第一套方案加工零件。2. 9机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定转向节零件部分材料为40Cr,硬度180-220,年产量为2000,单班生产，生产类型为批量生产，所以制定加工余量表。零件尺寸单面余量锻件尺寸3. 25043. 25巾55饕3. 25中 58. 25中89露3. 25中 92. 25中140*膘3. 250143. 252255230根据原始数据以及查阅资料，取各加工面的加工余量，计算锻件尺寸分别确定,余量，公差等级及工序尺寸如下：零件尺寸工序名称公差等级工序尺寸巾40皤粗车转向节轴5IT12中 41. 5。55一需粗车转向节轴5TT11中 56. 5中89饕粗车转向节轴5IT11090. 56 40次精车1IT8040.56 55睛精车1IT8055.5中89就精车1IT8089. 5M0驾柔磨削0.5IT7M0饕、岫5鬻磨削0.5IT76 55瞿中89：需磨削0.5IT7中89驾*016钻16IT120162255IT11225041钻39.5IT1239.5M6钻5.5IT115.5M6攻0.5IT126041拉削1.5IT124)41*谶029钻29IT1202906727.5IT1267；2根据图表分析得出；(1)铢转向节轴端面及钻两个中心孔由工艺简明查得转向节节轴端面单边余量2. 5 3. 2nim.端.确定工序尺寸及余量为：Z=2.5e(1)粗车转向节轴各部外圆端面从工艺简册来看，转向部分轴端的单边缘为2. 5-3. 2响。直径方向的单边距为2. 5-3mm。过程大小和余量确定为：2Z = 5(3) 半成品车030,半成品车040, 055, 085及上下端面。考虑到加工表面的最大表面粗糙度为RaO. 8um,同轴度为0.01,垂直度为0. 03-0. 05,后续工艺为精磨。根据“机械加工技师手册”表2. 3-5, 2Z = 1可以满足要求。(4) 磨削040, 055, 085和端面考虑到加工表面的最大表面粗糙度为Ra0.8um,同轴度为0.01,垂直度为0. 03-0. 05,后续工艺为精磨。根据“加工工艺手册表2.3-5, 2Z = 0. 5可以满足要求。(4) 磨削040, 055, , 085及端面考虑其加工面表面粗糙度要求为RaO. 8um,同轴度0. 01,垂直度0. 03-0. 05,所以后面的工序在精磨。根据机械加工工艺手册表2. 3-5,取2Z=0. 5mm己能满足要求。(5) 钻 4-016 孔根据机械加工工艺手册表2. 3-5,钻 016 孔：2Z=16mm(6) 铢主销孔外侧两端面到225由工艺简明查得转向节端面单边余量2.5-3. 2mm.确定工序尺寸及余量为：2Z=5 mm(7) 铢主销孔内侧两端面由工艺简明查得转向节端面单边余量2.5-3. 2mm.确定工序尺寸及余量为：2Z=5 mm(8) 粗钻041主销孔,067孔，钻4-M6螺纹孔根据机械加工工艺手册表2. 3-5,粗钻 041 孔：2Z=39. 5mm镣 067 孔：2Z=67-39. 5=27. 5mm钻 M6 底孔：2Z=5. 5mm攻 M6： 2Z=0. 5mm(9) 拉削041主销孔根据机械加工工艺手册表2. 3-5,拉削 041 孔：2Z=lmm(10) 钻锥孔，2-M6注油底孔及螺纹孔根据机械加工工艺手册表2. 3-5,钻m6孔时先加工成5. 5mm之后攻螺纹攻成6mm的孔。2.10切削用量及基本工时的计算工序3钻左端轴部端面的的中心孔工件的材料使用合金钢，模锻出品。工序加工的机床为饨端钻中心孔机床XZ21.4 ,夹具使用专用夹具，量具使用卡规，刀具是铢刀，钻头。(1).铢端面刀具饨削的深度为，则广2. 5mm根据机械加工工艺手册表查到铁刀的铢削深度为af,令四=O.O8e/Z根据机械加工工艺手册表查到铢刀的铢削速度为V,使V = (5512O)/n/min ,查阅资料找到机床主轴转速公式，钻速为m =史竺笊doO年 月解放10B汽车转向节加工工艺及夹具设计摘要：这次设计的是转向节的加工工艺规程及其夹具设计。这是一个技术设计项目，需要包括零件图，毛坯图，装配图两张，机械加工工艺卡片和操作卡。首先需了解零件，这有利于我们制定方案，转向节零件的主要加工表面是转向节轴表面，端面，主销孔及键槽，螺纹孔加工。根据零件特性制定相关加工余量，由加工工艺原则可知，在保证零件的精度和基准的同时，节约成本编短加工周期提高生产效率。那么就要制定合理的工艺路线和合适的夹具。在工艺的安排下不紧考虑合理的加工要求，还要考虑操作者及加工机械的安全。同时夹具的设计也要考虑拆卸的方便及安全和夹具的合理性。所以这是是解决问题的关键。同时还要反复的调整，制定多种路线进行方案比对。来寻求一个最好的方案。这样才能保证工件的加工精度及生产节拍。从中巩固和加深技术基础和专业知识，联系实际，锻炼自己解决问题的能力，为后续工作打下基础。关键词：加工工艺，夹具，基准，方案对比取V近似值为100, d=100,带入上述公式得到:1000x100/n = 318.47 r/ min3.14xl(X)根据机械工艺手册取n为整让n=300r/min计算机床加工时铢刀的实际铢削速度V，.根据公式得到:机床铁刀铢削速度皿八溢罕窘皿队根据机械加工工艺手册表查到工作台的进给量按每分钟计算，表示为fm,公式：设定=0.08 Z = 5,么二 = 300代入公式得：fm = 0.08 x5x3OO = 120 mm/ min取九= 120/min ,所以该工步的进给量为120mm/mino根据机械加工工艺手册计算加工用时。根据毛坯选择时的选择，取毛坯尺寸为31,则机床的铁刀切入深度为L 4=7机床铢刀的切出长度匕：h=2mm , 一共走刀次数为1次。查阅表格和公式机床的机器加工时间为:机床的机动时间: % = / nJ m取1=31,4=7 4=2,兀=120代入公式r;I = (31+7+2)/120=0. 33min所以铢端面的加工时间为0. 33分钟。(2)中心孔工件的材料使用合金钢，模锻出品。工序加工的机床为铢端钻中心孔机床XZ21.4 ,夹具使用专用夹具，量具使用卡规，刀具是钻头。查阅书籍表格找到钻中心孔的进给量f,其存在取值范围，取较特殊的值f = 0.25mnj/r。切削速度为V,参考表格令V = 0.43,n/5o根据公式计算主轴钻速3.14x7.25n=1000V = 1000x0.43x601133r/m.nw 3.14x7.25,取特殊值，这样机器容易达到目的 =1150min所以公式中的dw是钻头直径。根据这些数据运用公式算出所以、， 7vdwn 3.14x6x800 ，由，.实际切削速度V ： Vz =a 15.072m/ min10001000钻孔过程中切削的长度1; l=9mm,机床的刀具切入长度4：/, = ctgkr + (1 2) = c/g 120 +1 q 2.72mm22机床的刀具切出长度A： 4=。，走刀次数一共为一次。所以计算机器的机动时 0.21 min,/ + /,+/2_ 9 + 2.7272 - - 1150x0.05该工步的加工时间为t=0. 21min该次工序的总加工时间为T=2* (tl+t2) =1. 16min工序4粗车各节轴及端面工序加工的机床为卧式车床Ca6140 ,夹具使用，量具使用卡规，刀具为高速钢成形车刀(W18G4V)。首先车各节轴，根据机械加工工艺手册表2. 4查的进给量f=0. 7mm/r，单边切削深度为1. 5mm,由各节轴加工时间较短,故节轴平均直径取d0=(31. 5+41. 5+56. 5+86. 5) /4=54. 5机床的走到次数1,车削的工序根据表格查V的数据，根据公式算出机床主轴转速 ：n = 1脸片=816r/min,取 =800/7min计算出机床的实际车削速度V：地 2.311000然后算出进给量 fl： fl=fn=0. 7*800/60=9. 22min机床的进给量h=fn =0.7x80060= 9.33?？/s根据计算出来的数据:4=210mm /2 = 4mml3 = 4mm所以 L =210+4+4=218mm钟。2 x=x 1 = 0.39 min0.7 x 800粗车轴的时间为0. 39分接下来粗车端面:根据机械加工工艺手册表2. 43查的进给量f=0.7mm,铁刀铁的深度为2. 5-1 = 1. 5mm,机床刀具走刀次数为一次，根据机械加工工艺手册表查到车削的切削速度V=2.26m/s,根据机床的主轴钻速公式算出n；:1OOOV 1000x2.26x60 3.14x 140 308.5r/min ,取近似的特殊钻速n=300r/min根据多组数据计算主轴的实际车削速度V： *尚=亨畿绑=29mf=fn = Wx，00 = 3.5mm/ s进而计算进给量6()t = 46,5 x 1 = 0.22 min现在 11, 12, 13 已知计算 L=11+12+13=46. 5mm 所以 0.7x300所以此处加工的时间为0. 22分钟。最后精车030,精车040, 055, 085及上下端面，车床依然是ca6140,刀具换成高速成型车刀根据机械加工工艺手册表和机械加工课程设计查的进给量f=0. 3mm/r ,单边切削深度为1. 5-0. 5=1. mm,由各节轴加工时间较短，故节轴平均直径取d=(30. 5+40. 5+55. 5+85. 5)/4=51.875,机床的走到次数1,查到表中切削速度取V=2. 26m/s ,综合数据计算机床精车过程中的主轴钻速为：1000V 1000x2.26x60，树) 3.14x51.875 = =832.47/7mm = 8(X)min ,根据主轴钻速计算,取整实际车削速度广=地！ = 34x51.875x800 = 2m/s1000 x 60头部IT网及 10001000 x 60,查表计算进给量冬虹4160现在现在11, 12, 13己知计算L=ll+12+13=218mm,机器加工时间为:2 Q4=X1 = 0.90 min3x800,所以精车轴部的时间为0.9分钟。进行精车085上下端面的计算:查表得进给量f=0. 3mm,深度为车端面的深度为1mm,走刀次数依然为1次，之后查阅车削的切削速度为V=2. 26m/s,根据公式计算主轴钻速n：3.14x140n = 1 = 1*2.26x60 308.5/7min，取整数便于操作取 n=300r/mino 自然得履01000 x 60出实际的机床刀具车削速度4端=等调虬2皿气刀具进给量2 x 7()()片2 =顶一= lE/s /. =(140-55)/2 = 42.5，而 g, 13g 所以L=46. 5mm,计算出时间为:46 5广沼= 0.51min工序6磨削040, 055, , 085及上下端面工序加工的机床为外圆磨床M115W,夹具使用专用夹具，量具使用卡规，刀具为砂轮。首先计算磨削时的切削余量，根据机械加工工艺手册表和网上资料查到ap=0. 25mm （分二次磨削），砂轮的钻速为2200转每分钟，所以线速度为1000,=也=3.14x300x220() = 2073.3 min10001000o另外选择机床主轴转速为450r/min,计算出d0=60mm ,综合以上数据得到最终的机床磨削速度为：1000x60r = = 3J4x60x450 = 14bzz/y1000之后计算机床的加工时间，根据资料中公式要求找到关键数据有砂轮的长度,磨削系数，工件进给速度，磨削深度，加工余量共加工两次，根据公式T, = i顿d得到：f =0. 0092, f0. 6B=0. 6x40=24mmTn =- i=* 2 = 0.23 min(04O 处)nfifrd 450X0.0092X24*翁=器*2 =。.5。55处）= LZi= 16X0.25X1.4 %2 = 0 12min(055处)nffrd 450X0.0092X24最后得到的加工时间为2. 69分钟。工序7加工4-016孔工序加工的机床为专用组合机床，夹具使用专用设计夹具，量具使用塞规，刀具直柄复合钻016。查阅书籍表格找到钻中心孔的进给量f,其存在取值范围，取较特殊的值f = 025mm”。切削速度为v,参考表格令V = 0.43m/5o根据公式计算主轴钻速1000V 1000x0.43x60 .n =a 513.5 尸/ min叭 3.14x16取特殊值，这样机器容易达到目的所以 = 500min所以公式中的dw是钻头直径。根据这些数据运用公式算出实际切削速度八八端=誓斋迎淄2心烦钻孔过程中切削的长度1; / = 15.5/7?/?,机床的刀具切入长度4：/ =ctgkr + (1 2) =-cig 120 +1 5.2mm22机床的刀具切出长度匕：，2=，钻四个孔，每次走刀次数一共为一次。所以计算机器的机动时间戏建罗=湍慕血该工步的加工时间为t=0. 165min,所以机器加工该工序是机动时间为0. 165*4=0. 66min。工序8铢主销孔上下两次两端面工序加工的机床为欧式铢床X6132,夹具使用专用设计夹具，量具使用塞规，刀具为YT15 75双面铁刀。首先确定饨削深度根据机械加工工艺手册表查到铁刀的饨削深度为af=2. 5mm,每一齿的进给量为令af=0.0Smm/Z根据机械加工工艺手册表查到铢刀的铳削速度为V,使V = (55120)/n/min,查阅资料找到机床主轴转速公式，钻速为n： =坝也，取整V=100, d=100,计算得到：展。=击而a 318 mm根据机械工艺手册取n为整让EOOr/min计算机床加工时铁刀的实际钦削速度V，.根据公式得到：机床铳刀锐削速度V：广=也 = 314xl00x300a94.2/min1OOO 1000根据机械加工工艺手册表查到工作台的进给量按每分钟计算，表示为fm,公式：= Ew 设定=0.08 f：f Z = 5, = n = 300代入公式得：fm = 0.08x5 x 300 = 120mm/min取九=120仰/min ,所以该工步的进给量为120mm/mino根据机械加工工艺手册计算加工用时。根据毛坯选择时的选择，取毛坯尺寸为80,则机床的铢刀切入深度为妃4=20,机床铢刀的切出长度匕：，2=2顷,一共走刀次数为1次。查阅表格和公式机床的机器加工时间为：机床的机动时间小：J ni取 1=80, /, =20 4=2, .4=120 代入公式/., = (80+20+2)/120=0. 85min之后铢主销孔内侧两端面工序加工的机床为欧式铁床X6132,夹具使用专用设计夹具,量具使用塞规，刀具为YT15 75双面铢刀。首先确定钦削深度根据机械加工工艺手册表查到锐刀的铢削深度为af=2. 5mm,每一齿的进给量为令=0.08w/Z根据机械加工工艺手册表查到铁刀的铢削速度为V,使V = (5512()m/min,查阅资料找到机床主轴转速公式，钻速为n： =四竺，取整V=100, d=100,计算得到：勿n = l(X)xlOO a318.47min根据机械工艺手册取n为整让n=300r/min计算机床3.14x100加工时铢刀的实际铢削速度V，.根据公式得到：机床靴刀铁削速度E = 器虬94En根据机械加工工艺手册表查到工作台的进给量按每分钟计算，表示为fin,公式：九=力2”.设定二勺=0.08人，Z = 5,叫尸 二 300代入公式得：:n = 0.08 x5x3(X) = l 20mm/ min取=120/m/min ,所以该工步的进给量为I20mm/niino根据机械加工工艺手册计算加工用时。根据毛坯选择时的选择，取毛坯尺寸为102,则机床的饨刀切入深度为：匕=20,机床铁刀的切出长度A：一共走刀次数为1次。查阅表格和公式机床的机器加工时间为:机床的机动时间七：七=+ )+2,最后得出时间花费为1.03min。J m工序9粗钻041主销孔，铭067孔，钻4-M6螺纹孔该工序加工机床选择使用专用组合机床，刀具使用麻花钻，便于加工，首先粗钻到039,根据书上所述机器的切削速度为0.43m/s,进给量为0.45mm/r,根据这两1000V 1000x0.43x60.n = 210.68/* / min个数据计算出机床主轴转速：71奴,3.14x39,取 = 200/7min整数便于加工操作。之后计算实际速度，在这计算中需要使用到计算出来的数据，切削速度，机器钻头直径，最后得出实际切削速度广:八地= 3.14x39x200“4.5z/min1()(X)1000在毛坯的规划中预定了切削长度为114mm,计算刀具的切入长度为/)39/( = ctgkr + ( - 2) = ctg 120 +1 12.3mm 机床的切出长度为2mm,加工走刀一次完成。所以综合所有数据计算出机械加工时间为_Mi=114 + 12.3 + 2al42n.nfn200 x 0.45在粗钻出主销孔后镣067孔，需要使用到锥柄镣钻，钻头直径67mm,进给量有0.23到0.35的范围，为了计算方便选择0. 25mm/ro查表得到规定值切削速度0. 43m/s,根据这些数据计算出机器钻头的主轴钻速1000V 1000x0.43x60,n =:= 122.63r/min心 3.14x67,取整为ioor/min，紧接着八也= 34x67xl(%2038min100100()。依照毛坯选择切入深度为10mm,进入的距离为1.5mm,取出为0.加工过程走刀一次，所以加工时间为:=/+ = 10 + 15 + 0 a 0.46min71 fn 100x0.25工序10拉削。41主销孔在粗钻后拉削该孔根据相同公式和数据计算得出时间为机动时间。：tj =0.22 min工序11钻4-M6螺纹孔、钻4-05. 5底孔加工这道工序使用直柄麻花钻，机床使用专用的钻攻组合机床，夹具使用专用夹具，量具有塞规。进给量有0. 23到0. 35的范围，为了计算方便选择0. 25mm/r查表得到规定值切削速度0. 43m/s,根据这些数据计算出机器钻头的主轴钻速:3.14x5.5= 詈 =1。*。口 799.07 min，取 =75。 min进而算出实际的速度*制=些穿在计算加工用时时需要用到加工长度,1000刀具进出的K度和次数，这些在毛坯的制定和工序的制定时已经固定，所以切入/. = ctgk, + (1 2) = ctg 120 +1 2.59mm22,加工长度为20mm最后计算加工时间:机动时间上1： o = W = 20 + 2.59 Lo nmin印 八 | fn 750x0.25这个工步的时间为0. 12*4=0. 48min。加工完孔后要加工螺纹，这次使用机钢机动丝锥M6-2H 7J具，夹具不变。经过翻阅资料攻螺纹时的进给量为0.5顾/r,机器移动的速度为7.2m/min。所以可以算出主轴的钻速： =1V = 1 *7 2 r 382.16min，为了加工的简便使钻速取为 350r/min,兀 d、v3.14x6让攻丝的丝锥回转转速。：取=750min,利用这些数据计算出实际的速度咋地= 3.14x6x35（、659m/min10001000接下来进行机械加工机器的时间，从毛坯的表找到加工的长度为15mm,刀具进出一次，进1. 5mm,出0.所以机械加工时间为，3, = *+2= 15 + L5 Q0（）95rninfn 0.5x350故本工序的机动时间为0. 095*2=0. 18min工序12钻锥孔d）29,锥度1/8拉键槽，钻注油孔并攻丝。这道工序得使用专用组合机床，先钻锥孔，使用专用的夹具，量具使用塞规，刀具是标准圆柱锥柄柄麻花钻。加工的深度为14mm,查找到进给量/ = 0.45侦/尸，钻这个孔时的速度为1000V24mm/min所以主轴的旋转速度为=兀如1000x24一 3.14x28=272.9r/min,速度取可以操作的 250r/min , 所以实际的刀具的切削速度为：八也= 3.14x28x25（、29/min1（XX）1000。因为被加工长度为50顾，进入15面膜，出去3mm,刀具一次通过,所以机加工时间为0. 6*2=1. 2min。工序13钻攻注油孔该工序和上面的钻孔工序一样使用直柄麻花钻，组合机床，夹具是专用的夹具，量具塞规，该步骤和第11步工序一样，所以两个孔的加工时间为0. 12*2=0. 24min,计算的数据和11工序相同，在攻螺纹的时候加工时间为：0.095*2=0. 18min,所以这道工序的总用时为0. 18+0. 24=0. 42mino工序14拉削锥孔内键槽该工序使用卧式拉床，量具塞规，专用夹具，键槽拉刀加工这两个锥槽。经过计算机加工时间为0. 37min,所以该工序的时间为0. 37*2=0. 74min。2. 11本章小结本章主要是对转向节的零件作用，工艺路线分析，工序路线规划和比对，余量的分析和选择，工序尺寸，加工用时的计算，首先明确零件的作用，转向节的主要作用是使汽车获得获得正常的灵活转向，所以该零件的精度和强度要求都很高，在加工工艺规划中有些许困难。在老师的指导下按要求-步步做下去，制定定位方案，制定加工工序和加工机床和刀具，然后对这几套方案进行分析比较，选择最优方案之后确定了部件的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，最后进行时间定额计算及生产安排，经过计算，在估算出辅助加工时间后，总加工时间远小于预定的加工用时，所以可以在规定的时间内完成。判断加工用时是否符合要求，优良的加工工艺是能否生产出合格，加工工艺的设计十分重要，设计时要反复比较，选择最优方案。按照顺序，将该工作制定完毕，过程中对自身能力有很大的考验。锻炼了思维，和都工作的态度。这部分内容对个人能力是一个巨大的考验，在同学的帮助和老师的指导下逐渐完善。Liberation 10B automobile steering knuckle processingtechnology and fixture designABSTRACT: This time, the design of the steering knuckle and its fixture design weredesigned. This is a technical design project that requires a part drawing, a blank drawing,two assembly drawings, a machining process card and an operating card. First of all, weneed to understand the parts, which is beneficial to our development. The main machiningsurfaces of the knuckle parts are the knuckle shaft surface, the end face, the main pin holeand the keyway, and the threaded hole machining. According to the characteristics of theparts, the relevant machining allowance is determined. According to the principle of themachining process, while ensuring the accuracy and benchmark of the parts, the cost isreduced and the processing cycle is improved to improve the production efficiency. Then itis necessary to develop a reasonable process route and suitable fixtures. Under thearrangement of the process, reasonable processing requirements are not considered, and thesafety of the operator and the processing machine is also considered. At the same time, thedesign of the fixture should also consider the convenience and safety of lhe disassemblyand the rationality of the fixture. So this is the key to solving the problem. At the sametime, it is necessary to make repeated adjustments and formulate multiple routes forprogram comparison. Come to find the best solution. This ensures the machining accuracyand production cycle of the workpiece. Consolidate and deepen the technical foundationand professional knowledge, connect with reality, and exercise your ability to solveproblems, laying the foundation for follow-up work.Key words : processing technology, fixture, benchmark, scheme comparison第三章夹具的设计3.1概述加工工件时，为了满足多方面的要求，夹具和工件要处于合适的位置，既要便于刀具加工也要便于夹具和零件的结合。这些位置相对于机床和夹具，夹具稳固牢靠，不能让写件因为加工而受到干扰，移动。这样能够有效保证精度尺寸要求，也能够保障安全，转向节在汽车转向功能中十分重要，材料和精度要求高。汽车转向节的生产类型是批量生产，需要针对某些道路。用于加工过程设计的专用夹具。根据毕业设计的任务，需要完成两套专用夹具的设计。完成设计的过程中还要符合以下原则1. 在夹紧定位过程中，工件要稳固牢靠，避免事故的发生；2. 材料要有足够的强度或夹景=紧装置有合适夹紧力，以确保工件在夹具上的施工过程的安全和稳定；3. 在取件和装配过程重要快速，节约时间，时间也是重要的一环；4. 易损部件必须是可以快速更换的结构。在钻孔的工序中要用到可换钻套，钻套用螺丝链接，当钻套受损时可以及时更换；5. 尽可能使夹具简单，这样操作简单，经济性好；6. 尽量选用标准件或市场上容易获取的零件；7. 遵循国际标准尺寸和规定，统一化；8. 形成公司产品结构的产业化和标准化。3. 2方案设计的原则方案设计是最开始的一环这对于夹具设计来说，但也是夹具设计的重要的一环。方案设计将影响到多个方面，可能刀具难以进刀，可能不便于取件，又或者经济性不够。最重要的是稍有疏忽就会使加工精度达不到设计要求。因此在设计时必须仔细考虑是否合适。这样才能保证精度和在规定时间内完成进度。拟定设计方案的原则1、定位装置要保证定位符合标准，不能过定位也不能欠定位，要可靠精准2、加工要保证零结的精度要求，因为一点小的误差可能积累成一个大的误差，所以精度要求的把控也很重要。3、夹具在符合定位要求时尽量简单化，这样有利于工人拆卸零件，便于取件，节约时间，提高效率，同时可以节约成本，满足机械加工的经济性。3. 3钻4XR16孔夹具设计3. 3. 1定位方案的分析和定位基准的选择本夹具主要用来钻4X016孔，需保证各孔的位置度和孔的精度，因为该孔将作为之后工序的定位点，所以精度保证及其重要。本道工序为转向节加工的第7道工序,这道工序加工要保证孔中心的位置，在之后的过程中将采用一面两销的定位使用这些孔，在之后的步骤中将作为定位基准，所以该步骤至关重要。设计过程中也要注意提高劳动生产率，减小工人的劳动强度，夹紧装置不能太复杂，同时注意轴的长度，考虑刀具进刀的方向，因为孔的方向和轴向一致，所以刀具可能碰到轴，产生事故，选择从两耳端进刀，更好的避免事故的发生。由装配图可以看出，应尽量设计基准作为加工的定位基准，当选择加工该道工序的加工定位基准的时候，。因此定位基准应选择节轴。55外圆和040放在v型块上，主要定位基准限制工件的4个自由度，节轴小端面限制一个自由度，以止转销限制一个自由度。两个v型块限制y, z方向的移动和旋转，小端面限制x方向的移动。完全定位采用3个压板夹紧.操作方便简单，实用。图四r x图五3. 3. 2切削力的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成孔的四个钻加工，。所以主要计算切削力。由切削力手册得到公式：钻削力F = 26 Qf。彻。*式(1)钻削力矩t = iod,7O8hbO6式(2)式中.D = 16mmHB =-HBmin） = 220-1（220-180）= 206.7f = 0.32mm 代入公式（1）和（2）得F = 26 x 16 x 0.32 8 x 206.7 & = 4096.5NT = 10x16I9x 0.32 & x 2O6.706 = 19013.15N zwn在此过程中加工孔的时候，拉刀的工序余量为1. 5 mm。夹紧力方向和切削力方向垂直，所以这计算的数据对零件的分析不大好。因此只需要定位件夹紧件的材料强度和刚度能得到保障即可，以满足加工要求。3. 3. 3定位误差当使用机床上的夹具进行定位加工时，机床，夹具，工件，等形成一个整体。它们互相连接，最终在工件和工具之间形成正确的位置关系，这样使得加工使存在误差。因此，在夹具设计中，当确定结构方案时，应该执行设计夹具的精度和误差计算，现在分析误差a、首先没有基准不重合误差，所以为0b、其次由于活动夹套配合0104黑为间隙配合，故存在定位基准相对限位基准的单向移动，所以基准位移误差AY为：AY= 0. 022-(-0. 027) +an9 =0. 008mm D= B+ Y=0+0. 008=0. 008mm2) 对刀误差AT假定钻套导向孔尺寸为。16h9钻头尺寸为M6h9则有对刀误差AT T=)Ucos9 15 =(0. 050+0. 062)3) 夹具的安装误差AA无安装误差AA=04) 夹具误差AJXnil=0. 030+0. 019=0. 049AJ=(0. 0525+0. 049)tan9 15 =0. 0165mm5) 加工方法误差AGA G= =0. 083mm336) 总加工误差ZA = a/aD24-A724-M2+A72+