转向节(工艺)毕业设计说明书

第1章零件分析
1.1 转向节的功用
转向节（俗称羊角）是汽车转向桥上的主要零件之一。

转向节与前梁组装后构成铰链装置，利用该铰链装置使车轮可以偏转一定角度，从而实现汽车的转向行驶。

转向节是车轮和方向盘之间的联系纽带，通过方向盘的旋转，带动连杆，即开始调整车轮的高度，而车轮通过两个轴承与转向节配合，使他们连接在一起。

转向节锥孔与转向节臂配合，并和转向横拉杆连接。

转向节法兰面通过四个螺钉和制动盘连接在一起。

转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮转向。

在汽车的行驶状态下受到多变的冲击载荷。

转向节零件实体建模如图：
1.2 转向节的结构特点与技术要求
转向节（见下图）形式比较复杂，其结构兼具有轴类、盘类、叉架类等各种零件的特点。

根据其功用与结构特点，主要技术要求如下：
1.轴颈部分
转向节轴颈部分精度要求高的部位有：与轴承配合的两个支承轴颈，分别为Φ25和Φ40以及端面。

两支承轴颈对轴线的同轴度不大于Φ0.01mm，端面对轴线的垂直度不大于0.03mm。

圆角R5处是应力集中部位，Φ74轴颈端面易磨损，因此要求有高的强度和硬度。

在此区域采用高频淬火，淬火深度3-6mm，硬度为HRC53-58。

2.法兰面部分
法兰面上有均匀分布的4-Φ12mm的孔，法兰面背面有因锻造拨模角为斜面，为使孔端面与法兰面很好贴合，每个孔均锪有Φ15mm的沉孔。

3.叉架部分
转向节的上下耳和法兰面构成叉架体，精度要求高的部分有：注销孔为断续长孔，尺寸要求为Φ30mm，最大实体同轴度不大于Φ0.02mm,与轴线的位置度不大于Φ0.3mm。

锥孔大径为Φ28mm，锥度1：8。

第2章转向节的材料与毛坯制造
2.1 转向节的材料与毛坯制造
转向节的材料选取为40Cr，它是含碳量为0.37~0.45%的全多结构钢，并经调质淬火处理，以提高强度及抗冲击能力，使其具有较高的综合机械性能。

由于汽车在行驶过程中要经常转弯，故转向节在工作过程中要频繁的承受正反两个方向的冲击载荷，转向节毛坯一般采用锻造，锻造后的毛坯要求金属纤维的方向沿着轴颈轴线方向并与外形轮廓想适应，并且具有较高的抗拉、抗弯和抗扭的强度，以提高零件的强度。

根据生产类型的不同，可以采用不同的锻造方法。

由于转向节形状复杂，强度要求高，大批大量生产毛坯，所以在毛坯选择时候采用模锻，模锻的毛坯制造精度高，加工余量小，生产效率高。

2.2 毛坯的机械加工余量和外形尺寸
1.机械加工余量
（1）零件质量估计为3kg。

其中把零件分为轴的部分和另一部分，质量分别为1.2kg 和1.8kg。

m f1=1.2kg；m f1=1.8kg
（2）包容体质量m H=L bHρ
m H1=6.233kg
m H2=10.745kg
（3）锻件形状复杂系数S= m f/ m H
S= m f1/ m H1= 0.19，S= m f2/ m H2= 0.17。

由于锻件形状复杂系数0.15〈S3〈0.32，所以本零件复杂系数为S3级（较复杂）。

（4）锻件的材质系数为M1级，即钢的最高含碳量小于0.65%的碳刚或合金元素最高含量小于3.0%的合金钢。

根据以上来确定毛坯的机械加工余量：
厚度方向单边余量 1.7~2.2mm，水平方向单边余量 1.7~2.2mm。

（【1】中表3—45锻件内外表面加工余量）
2.锻件的尺寸公差
根据《实用机械加工工艺手册》陈宏钧主编机械工业出版社第190页钢质模锻件的公差及机械加工余量（GB12362—90）【1】。

2.3 转向节结构工艺分析
1.转向节轴颈轴线和主销孔轴线及两轴线交点为零件的设计基准，在加工中应以轴颈轴线和加工后的支承轴颈及主销孔作为定位基准。

2.轴颈与法兰面的过渡圆角处是受力集中部位，油封轴颈端面易磨损，一般最多采用高频淬火以提高强度和硬度，但由于区域大，淬火层深，易产生淬火裂纹。

多采用冷压工艺，由于冷压产生的塑性变形，使零件抗疲劳强度、耐磨性和抗腐蚀性都有显著的提高。

3.法兰面上的均布3个孔，其轴线的位置度和法兰面对轴颈轴线的垂直度要求较高，垂直度误差将导致制动时的摩擦片与制动鼓贴合性差，影响制动性能。

因此，在加工时候应以加工后的支承轴颈为定位基准来钻孔。

第3章加工工艺过程设计
3.1 工艺规程的设计原则
（1）必须可靠保证零件图纸上所有技术要求的实现：即保证质量，并要提高工作效率。

（2）保证经济上的合理性：即要成本低，消耗要小。

（3）保证良好的安全工作条件：尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全，创造良好的工作环境。

（4）要从实际出发：所制订的工艺规程应立足于本企业实际条件，并具有先进性，尽量采用新工艺、新技术、新材料。

（5）所制订的工艺规程随着实践的检验和工艺技术的发展与设备的更新，应能不断地修订完善。

影响转向节的机械加工工艺过程的因素很多，其中主要是生产类型，同时还要考虑企业现有设备的情况。

对于成批生产，虽然按流水线的生产方式进行，但没有严格的节拍，生产中以普通机床为主进行机械加工，也采用部分专用机床和专业夹具。

对于大量，加工过程按比较严格的节拍在流水生产线上进行或在自动生产线上进行。

对于我国来说，转向节的生产量很大，其机械加工工艺过程如下：
3.2 工艺过程
方案一：
工序：1 锻造
2 铣上下耳内外端面
3钻扩主销孔
4拉主销孔
5铣端面钻中心孔
6车轴颈、台肩及端面
7粗磨轴颈及端面
8钻扩法兰面上的孔
9锪沉孔攻螺纹
10清洗
11淬火
12铣耳环侧面
13钻铰锥孔
14拉键槽
15精铣上耳内侧面
16中间检验
17清洗中心孔
18精磨轴颈及端面
19钻轴上孔攻螺纹
20铣端扁柄
21车螺纹
22去毛刺、修罗纹
23清洗
24最终检查
方案二：
工序：1锻造
2铣端面钻中心孔
3车轴颈、台肩及端面
4钻扩法兰面上的孔
5清洗
6中频淬火
7铣平面
8铣上下耳内外端面
9铣下耳侧面
10钻扩主销孔
11拉主销孔
12锪上耳沉孔
13锪下耳沉孔
14钻铰锥孔
15拉键槽
16精铣上耳内侧面17锪法兰面上沉孔18中间检验
19清洗中心孔
20粗磨轴颈及端面21精磨轴颈及端面22钻轴上孔攻螺纹23铣端扁柄
24车螺纹
25去毛刺、修罗纹26清洗
27最终检查
第4章转向节加工工艺分析
4.1 定位基准的选择
在工艺规程设计中，正确选择定位基准，对保证零件技术要求、合理安排加工顺序有着至关重要的影响。

定位基准有精基准和粗基准之分。

用毛坯上未经加工的表面做定位基准，这种定位基准为粗基准。

用加工过的表面作定位基准，这种定位基准称为精基准。

在选择定位基准时要先根据零件的加工要求选择精基准，然后再考虑选用哪一组表面作为粗基准才能把精基准加工出来。

4.1.1粗基准的选择原则
1.保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则。

2.合理分配加工余量的原则。

3.便于装夹的原则。

4.粗基准一般不得重复使用的原则。

对于转向节的粗基准选择而言，以转向节支承轴颈的毛坯表面作粗基准来加工端面和中心孔，再以中心孔为基准，来加工轴颈和端面，符合基准不重复使用的原则，所以，转向节支承轴颈的毛坯表面为粗基准。

4.1.2精基准的选择原则
1.基准重合原则应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。

2.统一基准原则应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的加工表面，以保证各加工表面之间的相对位置关系。

3.互为基准原则当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准反复加工的方法。

4.自为基准原则一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准。

在加工过程中，是以转向节支承轴颈的毛坯表面作粗基准来加工中心孔和端面，并
且是以中心孔为统一的基准来进行其他表面的加工，因此可以选择中心孔作为统一的基准，即可以作为精基准。

4.1.3转向节加工工序的选择
转向节形状比较复杂，加工过程中不易定位，同时其尺寸精度、形状精度以及表面粗糙度要求都很高，因此给机械加工带来很多困难。

定位基准的选择对保证精度和技术要求都是很重要的。

由于转向节轴颈轴线和主销孔轴线及两轴线交点是零件的设计基准，在加工过程中应以轴线和支承轴颈及主销孔作为定位基准。

以上两种方案的比较：
1.以转向节上下耳侧面、法兰面为粗基准加工上下耳内外端面；以上下耳侧面与顶面为粗基准加工主销孔；以主销孔及上下耳外端面为基准加工中心孔，在以中心孔定位加工各轴颈及端面，其他各部位加工均以轴颈和主销孔作为定位基准。

如上述工艺过程方案一。

这个定位基准的选择，不同的粗基准用了两次，不符合基准的选择原则，显然，定位精度不高。

2.以转向节支承轴颈的毛坯表面作粗基准铣端面打中心孔：以中心孔为精基准加工轴颈及端面，然后以经过加工的轴颈作为定位基准加工主销孔，其他各部位的加工均以轴颈和主销孔作为定位基准。

如上述工艺过程方案二。

这个定位基准的选择，符合基准统一原则和互为基准原则，很容易保证有关的位置精度要求，所以在加工过程中，选择工艺过程方案二。

4.2 加工阶段划分与工序顺序的安排
4.2.1加工阶段的划分
根据表面粗糙度的要求来分：粗加工的表面有轴颈、上下耳内外端面、主销孔、锥孔、键槽，轴头扁柄等。

精加工的表面有上耳内端面，轴颈等。

4.2.2主要表面的加工顺序
端面的加工顺序为：粗铣—精铣。

轴颈的加工顺序为：车削—粗磨—精磨。

主销孔的加工顺序为：钻—扩—拉。

4.3 主要表面的加工
1. 铣上下耳内外端面的加工
在立式铣床上同时加工两耳内外端面，由刀具保证加工尺寸，因此容易保证工序尺寸和有比较高的生产率。

2.车削轴颈的加工
转向节尺寸精度和位置精度要求均较高，因此轴颈的车削加工分为车轴颈锥体、车轴颈，在仿行车床上加工。

为磨削加工达到图纸要求做好准备。

3.磨削加工
对转向节三处轴颈端面磨削，可以对转向节轴颈磨削加工采用双砂轮端面外圆磨床，一次装夹定位，同时磨出各轴颈外圆及端面，以及外圆与端面的连接圆角。

4.主销孔的加工
转向节上的主销孔，为断续长孔，首先在毛坯上进行钻孔和扩孔加工，为后面的加工作好准备。

拉主销孔，采用专用同轴孔拉夹具。

生产效率高，适应于大量生产。

第5章 工序尺寸的确定及切削用量
5.1 工序尺寸的确定
根据《实用机械加工工艺手册》 陈宏钧 主编 机械工业出版社
第259页 各种加工方法能达到的尺寸经济精度（表4—16~表4—28）。

【1】
工序1：锻造：毛坯外形。

工序2：铣端面，钻中心孔
分别铣两侧端面达到尺寸165mm ，按【1】表4-25平面加工经济精度要求查表可确定工序尺寸为0
26.0165-mm 。

工序3：车轴颈台阶及端面
车轴颈直径至Φ22.2，Φ25.2，Φ40.2，按【1】表4-25 外圆表面加工经济精度要
求可确定工序尺寸为0
14.02.22-Φmm 、014.02.25-Φmm 、014.02.40-Φmm 。

工序4：钻法兰面上孔及攻螺纹
钻法兰面上孔至4X Ф12。

工序5：清洗
工序6：中频淬火
工序7：铣平
铣平至尺寸41mm ，按【1】表4-25平面加工经济精度要求可确定工序尺寸为0
17.041-mm 。

工序8：铣上下耳内外侧面至尺寸41和40，按【1】表4-25平面加工经济精度要
求查表可确定工序尺寸为0
17.041-mm 、017.040-mm 。

工序9：铣下耳侧面
铣下耳侧面至标准，按【1】表4-25平面加工经济精度要求查表可确定工序尺寸为0
17.036-mm 。

工序10：钻扩主销孔
钻扩主销孔至Φ29.7，按【1】表4-17 孔加工经济精度要求可确定工序尺寸为28.007.29+Φmm 。

工序11：拉主销孔
拉主销孔至标准，按【1】表4-17 孔加工经济精度要求可确定工序尺寸为045.0030+Φmm 。

工序12：锪上耳沉孔
锪上耳沉孔至标准，按【1】表4-17 孔加工经济精度要求可确定工序尺寸为14.0032+Φmm 。

工序13：锪下耳沉孔
锪下耳沉孔至标准，按【1】表4-17 孔加工经济精度要求可确定工序尺寸为14.0032+Φmm 。

工序14：钻铰锥孔
钻铰锥孔至标准。

工序15：拉键槽
拉键槽至标准。

工序16：精铣上耳内侧面
精铣上耳内侧面至标准，按【1】表4-25平面加工经济精度要求查表可确定工序尺寸为0
1.040-mm 。

工序17：锪法兰面上沉孔
锪法兰面上沉孔至标准。

工序18：中间检验
工序19：清洗中心孔
工序20：粗磨颈台阶及端面
粗磨颈台阶及端面至尺寸Φ25.1，Φ40.1，按【1】表4-25 外圆表面加工经济精度
要求可确定工序尺寸为0
045.01.25-Φmm 、005.01.40-Φmm 。

工序21：精磨颈台阶及端面
精磨颈台阶及端面至标准。

工序22：钻轴上孔及攻螺纹
钻轴上孔至标准。

工序23：铣端扁柄
铣端扁柄至标准，按【1】表4-25平面加工经济精度要求查表可确定工序尺寸为0
14.022-mm 。

工序24：车螺纹
车螺纹至标准。

工序25：去毛刺、修螺纹
工序26：清洗
工序27：最终检验
5.2 确定切削用量
根据《机械加工工艺师手册》 杨叔子 主编 机械工业出版社。

【2】 根据《机械制造工艺设计手册》 王绍俊 主编 机械工业出版社。

【3】 工序1：锻造
工序2：铣端面，钻中心孔，HRC50，σ=980Mpa 。

1.工件材料：40Cr ，不大于HB207。

机床：中心孔钻床
加工刀具： 圆柱铣刀，d 0=50mm.,z=6
B5中心钻
2确定铣削用量
根据【3】中表3-29查得a p =2mm.， a f =0.15mm/z ，根据表3-30查得v=0.7m/s 。

进给量r mm z a f f /9.0615.0=⨯=⨯= 加工转速s r d v n s /45.450
14.37.010*******=⨯⨯==π 取s r n w /5.4=，则 切削速度s m n
d v /72.01000
5.45014.310000=⨯⨯==π 3.确定铣削时间
s i f l l l f L
T MZ MZ j 8.5125
.49.038.102621=⨯⨯++=++== s T T j j 36.108.512.0%20=⨯==
4.确定钻削用量
根据【3】中表3-53查得切削用量f=0.06mm/r ，a p =2.5mm, v=0.2m/s 。

加工转速s r d v n s /7.125
14.32.010*******=⨯⨯==π 取s r n w /2.13=，则
切削速度s m n
d v /207.01000
2.13514.310000=⨯⨯==π 5.钻削时间的确定
s fn l l l fn L T j 29.542
.1306.040321=⨯+=++== s T T j j 86.1029.542.0%20=⨯==
工序3：车轴颈台阶及端面
1.工件材料：40Cr 。

机床：仿形车床
加工刀具： 90。

车刀，d 0=76mm.
2. 车轴颈台阶及端面
根据【3】中表3-19查得a p =1mm ，f=0.4mm/r ，v=1.5m/s 。

加工转速min /29.676
14.35.1100010000r d v n s =⨯⨯==π 取s r n w /3.6=，则 切削速度s m n
d v /503.11000
3.6761
4.310000=⨯⨯==π 4. 车削时间的计算
s i fn l l l fn L T j 02.12323
.64.04414721=⨯⨯++=++== s T T j j 6.2402.1232.0%20=⨯==
工序4：钻法兰面上孔，攻螺纹
1.工件材料：40Cr
机床：Z515摇臂钻床
加工刀具：钻孔—12Φmm 、10Φ标准麻花钻
2. 确定钻削用量
根据【3】中表3-44查得
a p =6mm ，f=0.4mm/r ，v=1.5m/s 加工转速s r d v n s /8.3912
14.35.1100010000=⨯⨯==π
取s r n w /40=，则 切削速度s m n
d v /54.91000
407614.310000=⨯⨯==π 4.确定钻削加工时间
=++==fn l l l fn L T j 21s 25.140
4.03413=⨯++ s T T j j
5.025.12.0%20=⨯==
工序5：清洗
工序6：中频淬火
工序7：铣平
1.工件材料：40Cr
机床：立式铣床
加工刀具：立铣刀，d 0=40mm.,z=6
2.确定铣削用量
根据【3】中表3-28查得a f =0.08mm/z
根据【3】中表3-30查得v=1m/s
进给量r mm z a f f /48.0608.0=⨯== 加工转速s r d v n s /96.740
14.31100010000=⨯⨯==π 取s r n w /8=，则 切削速度s m n
d v /01.11000
84014.310000=⨯⨯==π 3.确定铣削时间
=++==i f l l l f L
T MZ MZ j 21s 33.168
48.047.1048=⨯++ s T T j j 27.333.162.0%20=⨯==
工序8：铣上下耳内外端面
1.工件材料：40Cr
机床：立式铣床
加工刀具：立铣刀，d 0=40mm.,z=6
2.确定铣削用量
根据【3】中表3-28查得a f =0.08mm/z
根据【3】中表3-30查得v=1m/s
进给量r mm z a f f /48.0608.0=⨯== 加工转速s r d v n s /96.740
14.31100010000=⨯⨯==π 取s r n w /8=，则 切削速度s m n
d v /01.11000
84014.310000=⨯⨯==π 3.确定铣削时间
=++==i f l l l f L
T MZ MZ j 21s 33.168
48.047.1048=⨯++ s T T j j 27.333.162.0%20=⨯==
工序9：铣下耳侧面
1.工件材料：40Cr
机床：立式铣床
加工刀具：立铣刀，d 0=40mm.,z=6
2.确定铣削用量
根据【3】中表3-28查得a f =0.08mm/z
根据【3】中表3-30查得v=1m/s
进给量r mm z a f f /48.0608.0=⨯== 加工转速s r d v n s /96.740
14.31100010000=⨯⨯==π 取s r n w /8=，则 切削速度s m n
d v /01.11000
84014.310000=⨯⨯==π 3.确定铣削时间
=++==i f l l l f L
T MZ MZ j 21s 33.168
48.047.1048=⨯++ s T T j j 27.333.162.0%20=⨯==
工序10：钻扩主销孔28.007.29+Φmm
1.工件材料：40Cr
机床：Z535立式钻床
加工刀具：钻孔—28Φmm 标准麻花钻
扩孔—7.29Φmm 标准扩孔钻
2.确定钻削用量
（1）确定进给量f 根据【2】表28—10可查出f 表= 0.47~0.57mm/r ，查Z535立式
钻床说明书，取f=0.43 mm/r 。

根据【2】表28—8，钻头强度所允许的进给量f>1.75 mm/r 。

由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N(由机床说明书查出)，根据【2】表28—9，允许的进给量f>1.8 mm/r 。

由于所选进给量f 最小，故所选f 可用。

（2）确定切削速度v 、轴向力F 、转矩T 及切削功率P m ，根据【2】表28—15，有插入法得：
v 表=18m/min ，F 表=4732N ，T 表=51.69Nm ，P m 表=1.25kw
对所得结果进行修正。

由【2】表28—3 ，K Mv =0.88，K lv =0.75,故
v 表=18m/minX0.88X0.75=11.22m/min
m in /16222m in /22.1110001000r mm mm d
v n =⨯⨯==ππ表 查Z535机床说明书，取n=195r/min 。

实际切削速度为
min /141000min
/195281000m r mm dn
v =⨯⨯==ππ
由【2】表28—5，
K MF = K MT =1.06，故
N N F 501606.14732=⨯=
m N m N T •=⨯•=8.5406.169.51
3.确定扩削用量
（1）确定进给量f 根据【2】表28—31可查出f 表=（0.7~0.8）X0.7=0.49~0.56 mm/r ，查Z535立式钻床说明书，取f=0.57 mm/r 。

（2）确定切削速度v 及n ，根据表28—33，
取v 表=25 m/min 。

修正系数：
K mv =0.88，)9.05.1/2
227.24(02.1=-==p pr
v a a a k pb 故min /22.1102.188.0min /25,m m v =⨯⨯=表
min /286)/(1000,,r d v n ==π表
查机床说明书，取n=275r/min 。

实际切削速度为
min /3.2110min /2757.291033m r mm dn v =⨯⨯⨯=⨯=--ππ
4.确定钻削加工时间
s fn l l l fn L T j 93.2195
43.041722521=⨯++=++== s T T j j 59.093.22.0%20=⨯==
5.确定扩削加工时间
s fn l l l fn L T j 2.3195
43.044022521=⨯++=++== s T T j j 64.02.32.0%20=⨯==
工序11：拉主销孔至标准
1.工件材料：40Cr 。

机床：卧式内拉床
加工刀具： 圆柱拉刀，d 0=30mm
2. .确定拉削用量
根据【3】中表3-88查得v=0.05m/s 加工转速s r d v n s /53.030
14.305.010*******=⨯⨯==π 取s r n w /6.1=，则 切削速度s m n
d v /15.01000
6.13014.310000=⨯⨯==π
3. .确定拉削时间
s i v l l l T p j 67.215
.01000519520010002
=⨯++=++= s T T j j 54.067.22.0%20=⨯== 工序12：锪上耳沉孔
1.工件材料：40Cr
机床：Z535立式钻床
加工刀具：平底锪钻，d 0=32mm ，z=6
2. 确定钻削用量
根据【3】中表3-44查得
a p =1mm ，f=0.13mm/r ，v=0.20m/s 加工转速s r d v n s /99.13214.320.010*******=⨯⨯==π 取s r n w /12.2=，则 切削速度s m n
d v /24.01000
12.23214.310000=⨯⨯==π 3.确定钻削加工时间
s fn l l l fn L T 88.1012.213.001221=⨯++=++== s T T j j 2.288.102.0%20=⨯== 工序13：锪下耳沉孔
1.工件材料：40Cr
机床：Z535立式钻床
加工刀具：平底锪钻，d 0=32mm ，z=6
2. 确定钻削用量
根据【3】中表3-44查得
a p =1mm ，f=0.13mm/r ，v=0.20m/s 取s r n w /12.2=，则
切削速度s m n
d v /24.01000
12.23214.310000=⨯⨯==π 3.确定钻削加工时间
s fn l l l fn L T 88.1012.213.001221=⨯++=++== s T T j j 2.288.102.0%20=⨯== 工序14：钻铰锥孔
1.工件材料：40Cr
机床：中心孔机床
加工刀具：标准麻花钻，d=22mm 1：8锥度铰刀
2. 确定钻削用量
根据【3】中表3-44查得
a p =11mm ，f=0.32mm/r ，v=0.208m/s 加工转速s r d v n s /01.32214.3208.010*******=⨯⨯==π 取s r n w /3=，则 切削速度s m n
d v /207.01000
32214.310000=⨯⨯==π 3. 确定钻削加工时间
s fn l l l fn L T 5.62332.03124521=⨯++=++== s T T j j 5.125.622.0%20=⨯==
4. 确定铰削用量
根据【3】中表3-52查得
a p =1.5mm ，f=0.5mm/r ，v=0.3m/s 加工转速s r d v n s /07.45.2314.33.010*******=⨯⨯==π 取s r n w /25.4=，则
切削速度s m n
d v /31.01000
25.42314.310000=⨯⨯==π 5. 确定铰削加工时间
s i fn l L i fn L T P 6.2125
.45.02441=⨯+=+== s T T j j 32.46.212.0%20=⨯==
工序15：拉键槽
1.工件材料：40Cr
机床：卧式内拉床
加工刀具：键槽拉刀
2. 确定拉削用量
根据【3】中表3-88查得v=0.05m/s
3. .确定拉削时间
s i v l l l T p j 34.105
.010005441810002
=⨯++=++= s T T j j 27.034.12.0%20=⨯==
工序16：精铣上耳内侧面
1.工件材料：40Cr
机床：立式铣床
加工刀具：立铣刀，d 0=40mm.,z=6
2.确定铣削用量
根据【3】中表3-28查得a f =0.08mm/z
根据【3】中表3-30查得v=1m/s
进给量r mm z a f f /48.0608.0=⨯== 加工转速s r d v n s /96.740
14.31100010000=⨯⨯==π 取s r n w /8=，则 切削速度s m n
d v /01.11000
84014.310000=⨯⨯==π
3.确定铣削时间
=++==i f l l l f L
T MZ MZ j 21s 33.168
48.047.1048=⨯++ s T T j j 27.333.162.0%20=⨯==
工序17：锪法兰面上沉孔
1.工件材料：40Cr
机床：Z515摇臂钻床
加工刀具：平底锪钻，d 0=20mm ，d 0=28mm
2. 确定锪削用量
（1）d 0=20mm
根据【3】中表3-44查得
a p =5mm ，f=0.32mm/r ，v=0.208m/s 加工转速s r d v n s /31.320
14.3208.010*******=⨯⨯==π 取s r n w /35.3=，则 切削速度s m n
d v /21.01000
35.32014.310000=⨯⨯==π （2）d 0=28mm
根据【3】中表3-44查得
a p =8mm ，f=0.45mm/r ，v=0.217m/s 加工转速s r d v n s /47.228
14.3217.010*******=⨯⨯==π 取s r n w /5.2=，则 切削速度s m n
d v /22.01000
5.22814.310000=⨯⨯==π 3. 确定钻削加工时间
s fn l l l fn L T j 73.335
.332.02221=⨯+=++== s T T j j 75.073.32.0%20=⨯==
s fn l l l fn L T j 55
.232.02221=⨯+=++== s T T j j 152.0%20=⨯==
工序18：中间检验
工序19：清理中心孔
工序20：粗磨轴颈台阶及端面
1.工件材料：40Cr
机床：外圆磨床
加工刀具：成型砂轮
2. 确定磨削用量
根据【3】中表3-106查得
a p =0.1mm ，颈向进给量f=0.02mm/r ，进给速度v=0.04m/s
砂轮转速v s =35m/s ，光磨次数为1。

3. 确定磨削时间
s f nf K LZ T t B b j 19.1402
.053544.125.0138=⨯⨯⨯⨯== s T T j j 83.219.142.0%20=⨯==
工序21：精磨轴颈台阶及端面
1.工件材料：40Cr
机床：外圆磨床
加工刀具：成型砂轮
2. 确定磨削用量
根据【3】中表3-107查得
a p =0.1mm ，颈向进给量f=0.015mm/r ，进给速度v=0.02m/s
砂轮转速v s =35m/s ，磨削次数为1。

3. 确定磨削时间
s f nf K LZ T t B b j 71.19015
.05355.125.0138=⨯⨯⨯⨯== s T T j j 94.371.192.0%20=⨯==
工序22：钻轴端上孔、攻螺纹
1.工件材料：40Cr
机床：Z35摇臂钻床
加工刀具：钻孔—5Φm 标准麻花钻
2. 确定钻削用量
根据【3】中表3-42查得
a p =2.5mm ，f=0.25mm/r ，v=0.3m/s 加工转速s r d v n s /1.195
14.33.010*******=⨯⨯==π 取s r n w /2=，则 切削速度s m n
d v /03.01000
2514.310000=⨯⨯==π 3. 确定钻削加工时间
s fn l l l fn L T j 592
25.025.22521=⨯++=++== s T T j j 12592.0%20=⨯==
工序23：铣端扁柄
1.工件材料：40Cr
机床：立式车床
加工刀具：立式铣刀，d 0=18mm.,z=6
2.确定铣削用量
根据【3】中表3-28查得a f =0.08mm/z
根据【3】中表3-30查得v=1m/s
进给量r mm z a f f /48.0608.0=⨯== 加工转速s r d v n s /69.1718
14.31100010000=⨯⨯==π 取s r n w /18=，则 切削速度s m n
d v /02.11000
181814.310000=⨯⨯==π
3.确定铣削时间
s i f l l l f L
T MZ MZ j 81.418
48.026.63321=⨯++=++== s T T j j 96.081.42.0%20=⨯==
工序24：车螺纹
1.工件材料：40Cr
机床：螺纹车床
加工刀具：螺纹车刀
2.确定车削用量
根据【3】中表3-57查得
行程次数为4，v=0.6m/s ，f=0.5mm 加工转速s r d v n s /68.822
14.36.010*******=⨯⨯==π 取s r n w /5.8=，则 切削速度s m n
d v /59.01000
5.82214.310000=⨯⨯==π 3. 确定车螺纹加工时间
s i fn l l l i fn L T j 94.3245
.85.0113321=⨯⨯++=++== s T T j j 58.694.322.0%20=⨯==
工序25：去毛刺修螺纹
工序26：清洗
工序27：最终检验
第6章转向节加工中易出现的质量问题解决措施
6.1 磨削烧伤
转向节轴颈部分采用成型砂轮切入式磨削，由于端面和过度圆角处散热条件差，易产生表面烧伤，其烧伤形式有回火烧伤、二次淬火烧伤及退火烧伤。

磨削时，磨削表面在高温作用下将会产生氧化膜，所形成的氧化膜是不稳定、不连续的，与基体结合不牢固，有空隙和裂纹且易脱落。

使得外界腐蚀介质很容易进入基体，引起腐蚀和氧化，使材料的抗腐蚀性和抗疲劳性强度大大下降。

一般来说，我们采用如下措施来减少并消除磨削烧伤：
一、正确选择砂轮
在砂轮的选择上，选用不易黏附磨屑，因此不易堵塞砂轮、磨刃锋利的磨料；在能保证表面质量的前提下，尽量选用粒度大的一些；采用组织教疏松的大气泡砂轮；砂轮的硬度可稍微低些，这样可以减小摩擦。

所以正确地选用砂轮是减少磨削烧伤的有效措施。

二、合理地选择磨削用量
在条件允许的情况下，一般适当的减小进给量和磨削深度；增大工件的速度来减少烧伤。

三、增强冷却效果
可以在冷却液中加入适当的活性添加剂，这样可以减小摩擦系数，减少热量的产生；另一个就是采用双向二次挡风板，可以阻挡住高速砂轮表层附着的告诉气流，并顺利导出，使切削区形成局部瞬时真空，喷注的冷却液被吸附到切削区，起到良好的冷却效果，同时也能减少磨屑的黏附，降低磨削温度。

四、及时正确地修整砂轮
在磨削过程中，磨粒变钝，砂轮表面被堵塞，均会增大磨削力，使磨削温度增高而产生磨削烧伤，因此必须及时正确地修整砂轮，以去除钝化磨粒和被堵塞的砂轮表层，保持砂轮处于良好地磨削状态。

在处理烧伤问题中，我们可以选择砂轮硬度稍微低些的来减少摩擦，减小进给量和磨削深度，在冷却液中加入活性剂的方法来减少烧伤。

6.2 磨削表面粗糙度达不到要求
磨削是安装轴承和油封的轴颈及端面的最后加工工序，在磨削时，有时磨削表面的表面粗糙度达不到规定要求。

为降低表面粗糙度植，达到表面质量完整性的要求，可以采用如下措施：
1.增大砂轮速度采用高速磨削是降低表面粗糙度植的有效途径，且能提高生产效率。

2.合理选用工件转速为减少磨削烧伤和提高磨削效率，在粗磨时可以选用较高的工件转速，而在精磨和无火花磨削时降低工件的转速，以提高表面质量。

3.适当增加无火花磨削次数无火花磨削次数增加，会显著提高表面质量。

4.合理修整砂轮砂轮表面粗糙度将会复映到磨削表面上，因此，必须精细地修整砂轮。

5.选用粒度较细和硬度较高的砂轮。

6.很好的净化磨削液。

因此，在避免烧伤的条件下，我们用增大砂轮速度，合理修整砂轮和选择较好的净化磨削液的方法来使磨削表面粗糙度达到要求。

第7章夹具设计
7.1 机床夹具
在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对象使之占有正确位置，以便接受施工的工艺装备，统称为夹具。

在机械加工、装配、检查以及焊接等工艺中，都大量地采用夹具，而在机械加工中应用在金属切削机床上的夹具，将其成为机床夹具。

机床夹具是在金属切削加工中用以准确地确定工件的位置，并将其夹紧，从而保证工件与刀具之间正确的相对位置的工艺装备。

机床夹具是工艺装备设计中的一个重要的组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。

7.1.1机床夹具在机械加工中起着重要的作用，总的说来有以下几个方面
1.保证产品的加工质量在机械加工中采用夹具，工件各加工表面的尺寸精度和位置精度主要是由夹具来保证的，特别是在成批大量生产时，能比较容易地保证工件的互换性。

2.提高劳动生产率
3.减轻工人劳动强度工件装在夹具中，可以省去劳动量较大的划线工序。

工件安装时候也不用找正。

如在夹具中采用气动、液压夹紧和其他扩力机构，可以大大减轻工人的劳动强度。

7.1.2专用夹具的组成
1.定位装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置。

2.夹紧装置其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受外力作用而产生位移，同时防止或减小振动。

3.对刀—引导装置它的作用是确定夹具相对于刀具的位置，或引刀具进行加工。

4.其他元件及装置是根据夹具特殊功用需要设置的一些装置。

5.夹具体用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，并与机床有关部件连接，以确定夹具相对于机床的位置。