万向节滑动叉φ39孔端面铣削组合机床设计
摘 要
万向节滑动叉是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了万向节滑动叉的加工工艺及其夹具设计。万向节滑动叉的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而万向节滑动叉的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。
关键词: 万向节滑动叉 变形 加工工艺 夹具设计
The connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod. The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .
Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device
目 录
摘要 3
第一章 万向节滑动叉加工工艺 4
1.1 万向节滑动叉的结构特点 4
1.2 万向节滑动叉的主要技术要求 4
1.2.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度 5
1.2.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 5
1.2.3 大、小头孔中心距 5
1.2.4 万向节滑动叉大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度 5
1.2.5 大、小头孔两端面的技术要求 5
1.2.6 螺栓孔的技术要求 6
1.2.7 有关结合面的技术要求 6
1.3 万向节滑动叉的材料和毛坯 6
1.4 万向节滑动叉的机械加工工艺过程 8
1.5 万向节滑动叉的机械加工工艺过程分析 10
1.5.1 工艺过程的安排 10
1.5.2 定位基准的选择 11
1.5.3 确定合理的夹紧方法 12
1.5.4 万向节滑动叉两端面的加工 12
1.5.5 万向节滑动叉大、小头孔的加工 12
1.5.6 万向节滑动叉螺栓孔的加工 13
1.5.7 万向节滑动叉体与万向节滑动叉盖的铣开工序 13
1.5.8 大头侧面的加工 13
1.6 万向节滑动叉加工工艺设计应考虑的问题 13
1.6.1 工序安排 13
1.6.2 定位基准 13
1.6.3 夹具使用 13
1.7 切削用量的选择原则 14
1.7.1 粗加工时切削用量的选择原则 14
1.7.2 精加工时切削用量的选择原则 15
1.8 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 15
1.8.1 确定加工余量 15
1.8.2 确定工序尺寸及其公差 16
1.9 计算工艺尺寸链 17
1.9.1 万向节滑动叉盖的卡瓦槽的计算 17
1.9.2 万向节滑动叉体的卡瓦槽的计算 18
1.10 工时定额的计算 19
1.10.1 铣万向节滑动叉大小头平面 19
1.10.2 粗磨大小头平面 19
1.10.3 加工小头孔 20
1.10.4 铣大头两侧面 21
1.10.5、扩大头孔 21
1.10.6 铣开万向节滑动叉体和盖 21
1.10.7 加工万向节滑动叉体 22
1.10.8 铣、磨万向节滑动叉盖结合面 24
1.10.9 铣、钻、镗万向节滑动叉总成体 26
1.10.10 粗镗大头孔 27
1.10.11 大头孔两端倒角 27
1.10.12精磨大小头两平面 28
1.10.13 半精镗大头孔及精镗小头孔 28
1.10.14精镗大头孔 28
1.10.16 小头孔两端倒角 29
1.10.17 镗小头孔衬套 29
1.10.18 珩磨大头孔 29
1.11 万向节滑动叉的检验 30
1.11.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度 30
1.11.2 万向节滑动叉大头孔圆柱度的检验 30
1.11.3 万向节滑动叉体、万向节滑动叉上盖对大头孔中心线的对称度的检验 30
1.11.4 万向节滑动叉大小头孔平行度的检验 30
1.11.5 万向节滑动叉螺钉孔与结合面垂直度的检验 31
第二章 夹具设计 31
2.1 铣剖分面夹具设计 31
2.1.1问题的指出 31
2.1.2 夹具设计 31
1) 定位基准的选择 31
2) 夹紧方案 31
3) 夹具体设计 31
4) 切削力及夹紧力的计算 32
5) 定位误差分析 32
2.2 扩大头孔夹具 33
2.2.1 问题的指出 33
2.2.2 夹具设计 33
1) 定位基准的选择 33
2) 夹紧方案 33
3) 夹具体设计 34
4) 切削力及夹紧力的计算 34
5) 定位误差分析 35
第三章 内圆磨具的设计
结束语： 36
参考文献: 37
致谢 38
毕业设计(论文)任务书 39
毕业设计(论文)指导教师评语 41
毕业设计(论文)评阅人评语 42
毕业设计(论文)答辩小组评语 43
外文原文及译文 44
机械加工工艺卡片 59
第一章 万向节滑动叉加工工艺
1.1 万向节滑动叉的结构特点
万向节滑动叉是汽车发动机中的主要传动部件之一，它在柴油机中，把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。万向节滑动叉在工作中承受着急剧变化的动载荷。万向节滑动叉由万向节滑动叉体及万向节滑动叉盖两部分组成。万向节滑动叉体及万向节滑动叉盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，万向节滑动叉的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。在万向节滑动叉体大头和万向节滑动叉盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。万向节滑动叉小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。
在发动机工作过程中，万向节滑动叉受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，万向节滑动叉除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小万向节滑动叉自身的质量，以减小惯性力的作用。万向节滑动叉杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各万向节滑动叉的质量不能相差太大，因此，在万向节滑动叉部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。万向节滑动叉大、小头两端对称分布在万向节滑动叉中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，万向节滑动叉大、小头的厚度相等(基本尺寸相同)。在万向节滑动叉小头的顶端设有油孔(或油槽)，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑万向节滑动叉小头衬套与活塞销之间的摆动运动副。
万向节滑动叉的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力。因此，万向节滑动叉的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映万向节滑动叉精度的参数主要有5个：（1）万向节滑动叉大端中心面和小端中心面相对万向节滑动叉杆身中心面的对称度；（2）万向节滑动叉大、小头孔中心距尺寸精度；（3）万向节滑动叉大、小头孔平行度；（4）万向节滑动叉大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）万向节滑动叉大头螺栓孔与接合面的垂直度。
