汽车半轴加工工艺设计文档格式.doc
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3.4.1确定工序60的切削用量 15
3.4.2确定工序60的基本时间 16
第4章选择设备及制定工艺卡 17
4.1设备的选择 17
4.2工艺装备的选择 17
4.5夹具设计的基础 21
4.5.1夹具的作用 21
4.5.2夹具设计的分析 21
4.5.3定位原理 22
4.5.4绘制夹具装配图 23
结论 25
致谢 26
参考文献 27
第1章绪论
汽车产业是我国国民经济的重要支柱性、战略性产业，它与宏观经济环境有者非常密切的联系，产业链长、关联度高、就业面广、消费拉动大，在国民经济和社会发展发挥重要作用其对经济的拉动作用实际上比房地产更强。
汽车产业与房地产并驾齐驱名副其实地成为拉动消费的“三架马车”之一。
而汽车半轴是汽车的关键零部件，其制造质量直接影响汽车的性能。
它是是汽车的的轴类中承受扭矩最大的零件，是差速器和驱动轮之间传递扭矩的实心轴，汽车的半轴是传动轴。
汽车走动起来后需要转弯，两侧车轮的传动是不一样的，一侧快点、一侧慢点，这就要求传动轴上有个差速器。
差速器就是让两边的车轮转动起来速度不一样的装置，半轴就接在差速器上再接到车轮上。
汽车工业是技术密集型产业，在生产中应用了各种高技术。
在车工原材料进厂到产品出厂的整个生产过程中，都离不开工艺。
汽车制造工艺是企业的基础，它直接影响着产品的质量、生产效率、企业的有序运作和经济效益。
在保证汽车产品质量的前提下，降低生产成本，同时提高劳动生产率，是汽车制造工艺的出发点，也是汽车制造工艺人员的根本任务。
汽车制造工艺学是汽车制造工艺的核心，但并不是制造工作的全部。
我们不但要你数量地制定工艺，还要有相应的管理知识和能力；
偶遇相关专业的技术知识，即要有一定的铸造、锻压、热处理等专业知识，有工具、夹具设计与制造、机床维修及思数控技术等方面的知识，并能经常在生产中中总结。
每个半轴的两端分别于其侧的车轮和差速器相连，将差速器分配来的转矩及转速传递到车轮上，驱动车轮旋转。
一般工程机械如装载机、起重机等半轴上的传递传递来的转速还要经过轮边减速器进一步减速，以增大转矩，使车轮具有更强的驱动力。
轮边减速减速器就是行星齿轮减速器。
每个半轴的两端分别与其侧的车轮和差速器相连，将差速器分配来的转矩及转速传递到车轮上，驱动车轮旋转。
驱动轮使用两个半轴就是改善车辆转弯性能而设计的，通过对设计零件的分析可知，对该零件进行工装设计，由于半轴加工比较的特殊，所以我们采特殊的夹具和毛坯。
在论文中我们的任务主要有：
1.计算零件的生产纲领和确定生产类型2.分析产品图样和零件图样3.确定毛坯的类型、结构形状、制造方法等4.拟定工艺路线5.确定个工序的加工余量，计算工序尺寸及公差6.确定设备及工艺装备7.填写工艺文件。
第2章零件的分析
2.1零件的生产纲领及生产类型
生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量，在设计题目中半轴的生产纲领为较小。
生产类型为大批量生产，所以在制度工艺路线的时候应充分考虑其生产特点，制度合理的工业路线，选择合理的机床，刀具，量具，检具，以提高生产率，降低成本。
确定半轴的生产类型
该产品年产量为100000........件/年，结合生产实际，其设备品率10%，机械加工废品率为1%，根据零件生产纲领计算公式：
N=Qn*（1+a%+b%）注：
Q-汽车产品的年生产纲领（台/年）；
N-每台汽车产品中该零件的数量（件/台）；
a%-汽车零件的备品率，是指用于维修的备件数占装车件数的比例
b%-汽车的废品率，是指废品件数占投入生产件数的比例；
=100000*（1+10%+1%）
=111000
汽车半轴零件的年产量为11100件，现已知该产品属于轻型机械，根据机械制造工艺设计简明手册生产类型与生产纲领的关系表，可确定其生产类型为大批量生产。
2.2零件的作用
设计题目给定的零件，将其划定为轴类零件。
它是汽车的轴类中承受扭矩最大的零件，半轴是差速器和驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接，该零件在机械设备中具有传动性，故应具有足够的强度和刚度。
本次设计技术要求：
半轴零件图
某汽车半轴如图56所示，要求分析掌握汽车半轴的结构特点和技术要求，设计确定汽车半轴的生产工艺过程及工序夹具设计，本次的设计技术要求有：
半轴的年生产纲领为111000件；
1）半轴的废品率为1%；
2）半轴的毛坯件为锻造件，HRC52。
2.3对汽车半轴工艺设计的要求
由于机械加工工艺规程是指导生产的重要技术文件，要求制定的机械加工工艺规程必须满足如下要求。
1）应保证零件的加工质量，达到设计图纸上提出的各项技术要求。
在保证质量的前提下，尽量提高生产率并降低消耗。
同时要尽量减轻工人的劳动强度。
2）正在充分利用现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术。
3）工艺规程的内容应正确、完整、统一清晰。
工艺规程的编写应规范化、标准化。
工艺规程的格式与填写方法以及所用的术语、符号、代号等应符合相应标准规定。
2.4对夹具设计的基本要求
本次设计的夹具除应满足工艺要求、有利实现优质、高产、低耗和改善劳动条件以外，还应满足以下要求。
1）所设计夹具必须结构性能可靠、使用安全、操作方便。
2）所设计夹具应具有良好的结构工艺性，便于制造、维修，且便于切屑的清理及排除。
3）应尽量提高夹具零部件的标准化、通用化和系列化得程度。
4）夹具设计必须保证图纸清晰、完整、正确、统一。
2.5毛坯的类型、结构形状和制造方法
由于半轴为批量加工，零件毛坯采用锻造成形，所以轮廓外的车削余量不均匀，在切削过程中会产生变形。
考虑到锻造毛坯余量的不均匀性，因此应该先进行常规粗车加工，然后进行精加工。
半轴的正火硬度为HB133-201，在长度B范围内感应加热表面淬火，其表面硬度不低于HRC52，花键处允许降低三个硬度单位。
2.5.1基准的选择
⑴粗基准的选择
本零件是轴类零件，以外圆作为粗基准是完全合理的。
但是对本零件来说，如果以外圆表面作基准。
由于此表面的粗糙度比较大，所以会让加工出来的零件表面尺寸严重不满足要求，由于本零件非常的特殊，我们车削外圆表面的时候可以选择半轴两端的顶尖作为粗基准，钻孔的时候以圆盘的台阶面为基准。
⑵精基准的选择
在这主要考虑基准重合问题，也要考虑经济性等。
2.5.2确定零件毛坯图（结构形状）
半轴毛坯（模锻部分尺寸）
零件尺寸
单面加工余量
锻件尺寸
Φ58
2
Φ62
Φ137
2.2
Φ141.4
R15.5
R17.5
Φ45
1.75
Φ48.5
8.3
2及1.7
12
51.2
53
表3-1
半轴毛坯（模锻部分）尺寸允许偏差
偏差
根据
+1.4
-0.6
机械制造工艺设计简明手册表2.2-13
Φ141
+1.7
-0.8
R19.5
+1.2
+0.9
-0.3
机械制造工艺设计简明手册表表2.2-16
-0.4
表3-2
综上所述，绘制汽车半轴毛坯图，如图所示：
第3章零件的工艺分析及拟定
3.1零件的工艺分析
半轴共有2个加工表面，他们之间有的有一定的位置关系。
现在分述如下：
1.以轴线为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
半轴的左端面和半轴左端的花键加工，以及、和的外圆表面和和的两个台阶面。
2.以半轴右边圆盘上的台阶面为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
6个均匀分布的的孔，和一个M6的螺孔以及一个的孔。
这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有：
⑴6个孔与表面F和G的位置度公差为；
⑵的外圆表面的跳动公差相对基准A为1.0；
⑶半轴圆盘的跳动公差相对基准A为0.8。
3.2零件表面加工方法的选择
零件的主要加工表面为外圆表面和孔。
考虑到各个表面的技术要求，各种加工方法的经济加工精度范围，各加工表面的形状和尺寸大小，锻件材料的性质及可加工性和生产纲领与生产类型，选择各加工表面的加工方法如下
⑴的外圆表面,该外圆表面的粗糙度为6.3,采用粗车——半精车——精车进行加工。
⑵花键加工：
花键的最大的直径为38.100，采用铣花键加工。
⑶圆盘的台阶面因为它的粗糙度为3.2，所以选择粗车半精车，的台阶面由于粗糙度要求不是很高，所以就只进行粗车。
⑷孔6-，表面粗糙度为3.2，故采用钻铰孔加工。
⑸M6×
1.0-6H，先进行钻孔，然后绞孔，即可以满足要求。
错误！
未找到引用源。
键槽加工，由于表面粗糙度为12.5，所以采用铣键槽。
3.3制订工艺路线
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精确及位置精度等技术要求得到合理的保证。
在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。
表4-1汽车半轴机械加工工艺路线
工序号
工序名称
工序内容
05
锻造
锻造（自由锻、模锻）
10
热处理
热处理（正火）
15
辅助工序
校直
20
锯
锯右小端面
25
钻削
钻右小端中心孔
30
车削
粗车台阶轴、R19大圆弧及φ141.4法兰内表面
35
钻、车削
调头钻φ50工艺孔及车合R15过渡圆弧
40
钻左端中心孔，平端面粗车φ62外圆柱段及法兰外表面、φ141.4法兰外圆柱段
45
平小端端面、再加工一次中心孔
50
55
精车台阶轴各圆柱段、R19大圆弧及φ141.4法兰的内表面
60
铣削
铣花键
65
热处理（中频淬火、退火）
70
修研杆头中心孔
75
80
精车φ62外圆及φ141.4外圆柱及法兰外表面、取总长
85
钻6xφ14孔
90
铰削
孔倒角C0.5、铰6xφ14孔
95
磨削
磨φ35外圆、R0.5圆角
100
磁力探伤
105
入库清洗
3.4汽车半轴的加工余量
工序尺寸一般方法是确定，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的尺寸按零件图样的要求标注，当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关，当准备不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。
圆柱面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。
前面根据有关资料已查出本零件各外圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将总加工余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。
中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。
本零件生产为大批量生产，以工厂生产实践和实验研究积累的经验为基础，参考机械制造工艺设计简明手册，机械制造工艺与机床夹具课程设计设计指导教程，确定汽车半轴零件的各加工面的工序加工余量、工序尺寸及公差如表4-2所示：
表4-2半轴各加工表面加工余量、工序尺寸和公差
加工表面
工序余量
工序精度
工序基本尺寸
工序尺寸及偏差
Φ38外圆
0.4
IT5（0.011）
φ38.0
Φ38（）
精车
1.3
IT9（0.062）
φ38.4
Φ38.4（）
粗车
3.3
IT11（0.16）
φ39.7
Φ39.7（）
毛坯
5.0
Φ43.0
Φ35外圆
Φ35.0
φ35.0（）
3.7
φ36.3
φ36.3（）
6.0
Φ41
Φ48.5外圆
Φ48.50
φ48.8（）
Φ49.8
φ49.8（）
3.5
Φ52
Φ141.4外圆
IT9（0.1）
Φ141.4（）
3.1
IT11（0.25）
Φ142.7
Φ142.7（）
4.4
Φ145.8
R19圆弧
R19.0
R19.0（）
2.7
R20.3
R20.3（）
4.0
R23.0
Φ62外圆
IT7（0.03）
Φ62.0
Φ62.0（）
IT11（0.19）
Φ63.3
Φ63.3（）
φ66.0
轴向尺寸
粗加工后均预留0.5mm作为半精加工所用
3.4.1确定工序60的切削用量
1.确定工件每转滚刀进给量f。
根据机械加工工艺手册查用花键滚刀滚切花键轴的进给量表可知
f=1.5～5mm/r
按Y6110进给量，选择
f=2.5mm/r=15mm/min
2.确定切削速度v
切削速度可根据公式计算，也可直接从表中查出。
现采用计算法确定切削速度。
根据半轴的材料、加工形式、刀具材料及进给量，查机械加工工艺手册用花键滚刀滚切花键轴的切削用量表知
V=10m/min
查机械加工工艺手册用花键滚刀滚切花键轴表可知滚花键切削速度的修正系数为
Kv=1.3*1.5=1.95
故实际的切削速度v=10*1.95=19.5m/min
n=1000v/πd0=207.0r/min
按Y6110的转速，选择
n=200r/min=3.3r/s
3.4.2确定工序60的基本时间
根据机械制造工艺设计简明手册滚切花键的机动时间计算公式可知
Tj=（L+L1+L2）N/nfK=L/Vf（5-11）
L—刀架行程总长度（mm）
N—花键轴的键数
K—滚刀头数
n—滚刀转速（r/s）
f—工件每转的滚刀切线进给量（mm/r）
—花键长度（mm）
—滚刀切入长度（mm）L1=+（1～2）mm（5-12）
—滚刀切出长度（mm），一般取3～5mm；
—滚刀每分钟进给量（mm/min）；
由零件图（详见附录）及上述工序切削用量的计算可知
=35.63mm，N=22，K=1,f=2.5mm/r，n=3.33r/s
h=3.0mm，=3.0mm，D=60mm
L1=+（1～2）mm=+1=14.7mm
则Tj=（35.63+14.07+5）×
22/3.3×
2.5×
1=145.87s
第4章选择设备及制定工艺卡
4.1设备的选择
在选择铣床时，应遵循以下几项原则。
1）铣床的尺寸规格应与汽车半轴尺寸相适应。
2）铣床的加工精度应与汽车半轴加工精度相适应。
3）铣床的选用要节省投资和适当考虑生产的发展。
4）要充分利用现有设备。
根据某汽车半轴的材料、结构特点、外形尺寸、生产类型和加工质量要求等，汽车半轴的铣花键工序60加工设备：
Y6110型花键轴铣床。
4.2工艺装备的选择
（1）夹具的选择工序使用通用夹具即可。
（2）刀具的选择花键的加工根据加工材料，可选择45度压力角渐开线花键滚刀。
（3）量具的选择汽车半轴零件属成批生产，一般均采用通用量具，即千分尺。
4.3编写某汽车半轴工艺过程卡
（工厂）
机械工艺过程卡片
产品型号
零件图号
01
产品名称
零件名称
汽车半轴
材料牌号
40Cr
毛坯种类
锻件
毛坯外形尺寸
没毛坯可制作数
每台件数
1
工时
车间
设备
工艺装备
准终
单件
金工
校直机
百分表
锯床
V型块、三爪卡盘
Z8Z10A
中心钻
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