万向节叉机械加工工艺与车外圆专用夹具设计

摘要

本次的毕业设计的课题是万向节叉机械加工工艺与车外圆专用夹具设计。万向节叉是汽车后桥上的一个重要的零件，设计从零件的分析、工艺规程设计、及加工过程中部分夹具的设计三个方面，研究了万向节叉的设计与制造的全过程，尤其在工艺规程设计中，运用了大量的科学的加工理论及计算公式，确定了毛坯的制造形式，选择了定位基准，制定了工艺路线，确定了机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸，最后确定了切削用量及基本工时。汽车底盘传动轴上的万向节叉，它位于传动轴的端部。主要作用一是传递扭距,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ΦΦ34+0.027 -0.01mm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Φ40mm外圆内为Φ22mm孔与传动轴端部的花建轴相配合，用于传递动力之用。

在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中，使用着大量的夹具。所谓夹具就是一切用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或者检测的装置。在机械制造中采用大量的夹具，机床夹具就是夹具中的一种。它装在机床上，使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置，并能承受切削力的作用。

夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。专用夹具是指专为某一工件的某道工序的加工而专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速、方便等优点。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计和制造，适用于产品固定且批量较大的生产中。

关键词：万向节叉；工艺路线；加工余量；工序尺寸；夹具；设计

ABSTRACT

The universal joint glide fork is on automobile rear axle of car important components, it has the transmission torque, adjusts the driv e shaft the function, thus causes the automobile to obtain the power in the advance, and enables between the components to achieve a better coordin

This article from components analysis, craft specification design, and in processing process partial jig design three aspects, elaborated the universal joint glide forks the design and the manufacture entire process, in the technological process design, we has especially utilized the massive science processing theory and the formula, had determined the semifinished materials manufacture form, has chosen the basic plane, formulated the craft route to determine the machining allowance, the working procedure size and the semifinished materials size, finally have determined the cutting specifications and the basic man-hour

Assigns the components are on the liberation trademark motor car chassis drive shaft universal joint glide fork, it is located the drive shaft the nose.Mainly affects one transmits the pitch of strand, causes the automobile to obtain the advance the power; Two is when the automobile rear axle of car spring occupies the different condition, may adjust the drive shaft by this components the length and the position.In the components two jaw spot has two holes, with installs rolls the real bearing and is connected with the cross axle, plays the rotary shaft coupling role.In the components Φ 40mm outer annulus constructs the axis for Φ the 22mm flower key hole and the drive shaft nose flower to coordinate, to use in transmitting using of the power

Keyword ：Joint sliding fork design and production; technological process; allowance for finish; working procedure finish size; cutting

第1章零件的分析 5

1.1零件的作用 5

1.2零件的材料 5

1.3零件的工艺分析 5

1.3.2 加工表面的技术要求分析 6

1.3.3 表面处理内容及作用 6

第2章工艺规程设计 7

2.1制定零件工艺规程的原则和技术要求 7

2.1.1工艺要求 7

2.1.2 技术依据 7

2.2 生产类型的确定 7

2.3确定毛坯的制造形式 8

2.4制定工艺路线及方法 8

2.4.1加工方法的选择 8

2.4.2 基准的选择 9

2.4.3. 制定工艺路线 9

2.5机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 13

2.6确定切削用量及基本工时 13

2.6.1加工条件 13

2.6.2计算切削用量 14

第3章夹具设计 22

3.1 问题的提出 22

3.2夹具设计 22

3.2.1定位基准的选择 22

3.2.2切削力及夹紧力计算 22

3.2.3 定位误差分析 22

3.2.4.铣床夹具设计及操作的简要说明 23

总结 25

参考文献 26

致谢 27

第1章零件的分析

1.1零件的作用

题目所给定的零件是汽车底盘传动轴上的万向节叉，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ΦΦ34+0.027 -0.01mm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。

1.2零件的材料

万向节叉的材料选用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。
45钢调质后机械性能

屈服强度	抗拉强度	延伸率	布氏硬度
σ=550MN/m	σb=750 MN/m	δs=20%	HB=235

1.3零件的工艺分析

1.3.1 结构分析

该零件是由两个叉头和一个圆套筒内的Φ22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Φ34mm的孔，用以安装滚针轴承和十字轴相联，起着万向连轴节的作用；
b. 在叉头和Φ22+0.033 0孔套筒相联结的筋条起过渡联结和加强零件刚性作用，防止零件因受阻变形；

1.3.2 加工表面的技术要求分析

万向节叉一共有两组加工表面，他们相互间有着一定的位置要求。现分述如下：
a.  以Φ34mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：两个Φ34+0.027 -0.01mm的孔及其倒角，尺寸为Φ1050 -0.07mm的平面与两个Φ34+0.027 -0.01mm孔相垂直的平面，还有在平面上的四个M8螺孔。其中，主要加工表面为Φ34+0.027 -0.01mm的两个孔。
b.   以Φ22mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：Φ22+0.033 0mm孔，以及Φ30mm的外圆表面
这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：
(1) Φ22+0.033 0mm孔与Φ34+0.027 -0.01mm二孔中心联线的垂直度公差为0.1；
(2) Φ34mm二孔外端面对Φ34mm孔垂直度公差为0.1mm；
(3) Φ22mm中心线与Φ34mm中心线偏转角度公差为2°。
由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中的一组表面，然后再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确要求。

1.3.3 表面处理内容及作用

由于零件受正反向冲击性载荷，容易产生疲劳破坏，所以采用表面喷砂处理，从而提高表面硬度，还可以在零件表面造成残余压应力，以抵消工作时产生的部分拉应力，从而提高疲劳极限。

参考文献

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