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万向节滑动叉零件的机械加工工艺规程装备设计[][]
万向节滑动叉零件的机械加工工艺规程设计
摘 要
本次设计是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孔,是用来安装滚针轴承并且与十字轴相连,起万向节轴节的作用。而零件外圆内的花键孔与传动轴端部的花键轴相配合,用于传递动力之用。而这次的夹具也是用于装夹此零件,而夹具的作用也是为了提高零件的劳动生产率、保证加工质量、降低劳动强度。而夹具的另一个目的也是为了固定零件位置,使其得到最高的效率。
设计说明
一、计算生产纲领,确定生产类型
设计题目为汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉,可知该产品为大批量生产。
二.零件的分析
1零件的作用
汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉位于传动轴的端部。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由两个Φ39+0.027-0.010mm的孔,用已安装滚针轴承并与十字轴相连,起万向联轴节作用。零件Φ65mm外圆内为Φ50mm 与传动轴端部的花键轴相配合,用于传递动力之用。
1.2零件的工艺分析
万向节滑动叉共有两组加工表面,它们之间是由一定的位置要求。现分析如下:
以孔为Φ39mm心的加工表面。
这一组加工表面包括:两个Φ39mm的孔及其倒角,尺寸为118 mm的与两个孔Φ39mm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Φ39 mm二孔中心联线的垂直度公差为100:0.2;
Φ39mm二孔外端面对Φ39mm孔垂直公差度为0.1mm。
Φ50mm花键槽宽中心线与Φ39mm中心线偏转角度公差为2°
由上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具加工另一组表面,并且保证它们之间的位置精度要求。
三、确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯的形状
零件材料是45钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反向行驶,零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷,因此应该选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作可靠性。由于零件属于中或者大批量生产,而且零件的尺寸不大,故可采用模锻成型。这对提高生产率、保证加工质量也是有利的。
零件的形状并不复杂,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近,各内孔不锻出。
毛坯的尺寸通过确定加工余量后决定,那是再设计、绘制毛坯图。
四、工艺规程设计
1.定位基准的选择
定位mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用一组共两个V形块支承这两个Φ39 mm的外轮廓作主要定位面,以消除X移动、X转动、Y移动、Y转动四个自由度;再用一对自动定心的窄口卡爪夹持在Φ65mm外圆柱面上(夹持短),用以消除Z移动Z转动两个自由度,达到完全定位。
(2)精基准的选择:精基准的选择主要应该考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算。
2.零件表面加工方法的选择
本零件的加工表面有外圆、内孔、端面、内螺纹等,材料为45钢。参考《机械制造工艺设计手册》(以下简称《工艺手册》)表1.4-6、表1.4-7、表1.4-8、表1.4-14、表1.4-17等,其加工方法选择如下:
(1)Φ62mm外圆面 为标注公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT13;表面粗糙度为Rz200μm相当于Ra50μm,只需进行粗车(表1.4-6)
(2)M60×1-6h外螺纹 普通螺纹,精度等级为中等级,表面粗糙度为Ra3.2,需进行粗、精车削(表1.4-1、表1.4-14、表1.4-17)
M60×1-6h端面 端面至Φ39mm孔轴线长度为185mm,为未标注公差尺寸,按IT12级;表面粗糙度为Rz200μm相当于Ra50μm,只需进行粗车(表1.4-8)
(4)Φ43mm花键底孔 公差等级为IT11;表面粗糙度为Rz50μm(相当于Ra12.5μm),毛坯为实心,未冲出孔。采用钻孔(扩)钻孔扩孔(表1.4-7)
(5)Φ55mm沉头孔 为未标注公差尺寸,按IT12级;表面粗糙度为Ra6.3μm,在加工Φ43mm花键底孔后,锪Φ55mm沉头孔即达要求(表1.4-7)
(6)花键孔 要求花键孔为外径定心,表面粗糙度为Ra1.6μm,故采用拉削加工(表1.4-17)
(7)Φ39mm两孔(叉部) 公差等级介于IT7-IT8:表面粗糙度为Ra3.2μm,毛坯为实心,未冲出孔。采用钻孔(扩)钻孔扩孔半粗镗精镗(表1.4-7)
(8)Φ39两孔外端面 两孔外端面之间长度尺寸
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