1. 研究目的与意义（文献综述）

1.目的及意义（含国外的研究现状分析）

1.1 研究的背景及意义

汽车是当今主流的交通工具之一，是现代工业发展水平的标志，它改变了人们的生活方式，拉近了人们空间上的距离。同时汽车产业也是一种批量大，精度高，产业关联度高，生产全球化的行业，以其资金密度、技术密度、人才密度、综合性强、经济效益高的特点，使世界各个工业发达的国家几乎无一例外地把汽车工业作为国民经济的支柱产业。汽车产品的研制、生产、销售、运营都与国民经济息息相关，对社会的经济发展和科学技术的进步起着重要作用。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1 研究的基本内容与目标

本次毕业设计为汽车转向节制动鼓安装孔加工工艺装备设计，在此次毕业设计中要完成对年产量100000件的转向节加工总体工艺方案设计、制动鼓安装孔加工工艺装备设计和制动鼓安装孔钻孔的夹具设计。并通过该毕业设计系统复习和掌握机械产品加工工艺设计的一般流程和方法，和《机械制造装备设计》中关于组合机床设计的相关知识。

本毕设以EQ140转向节为被加工件，依据转向节实际工作环境复杂多变，对刚度、精度要求较高的特点，结合相应零件图，分析其加工尺寸、精度等要求，制定出相应的工艺路线，具体内容如下：

（1）通过阅读零件图纸，结合现有转向节加工工艺路线，分析零件要加工的几何表面，尺寸精度、位置精度、表面粗糙 度、热处理要求等

（2）汽车转向节加工工艺方案设计；

（3）汽车转向节制动鼓安装孔的组合机床设计；

（4）汽车转向节制动鼓安装孔的夹具设计；

（5）撰写设计说明书。

2.2 研究拟采用的技术方案及措施

2.2.1零件工艺方案设计

2.2.1.1零件结构分析

转向节的形状较为复杂，它集合轴、套、盘环、叉架等四类零件的结构特点，主要由支承轴颈、法兰盘、叉架三部分组成。支承轴颈主要是回转体，其结构形状类似阶梯轴，主要由同轴的外圆柱面、圆锥面、螺纹面，以及与轴心线垂直的轴肩、过渡圆弧和端面组成；法兰盘主要由法兰面、均布的连接螺栓通孔和转向限位的螺纹孔组成；叉架是由转向节的上、下耳和法兰面构成的叉形支架形体。

2.2.1.2主要的技术要求及加工方法

支承轴颈部分：

（1）螺纹采用车削加工，少数不良品再辅以扳牙修正，尾部有退刀槽；

（2）加工键槽长度由加工者在加工过程中调整行程档块控制，宽度由专用铣刀保证；

（3）外圆柱面均为IT7级精度，表面粗糙度Ra0.8，这两个圆柱面初步车削成型，用磨削达到加工精度要求；同时两圆柱面之间同轴度要求由机床和夹具保证，两中心顶尖定位，依次加工；

（4）两圆柱面之间的过渡圆锥面，其表面粗糙度为Ra3.2，采用车削加工；

（5）在圆柱面与法兰面之间的过渡圆弧面需用专用滚压刀具加工保证；

（6）法兰面外轮廓精度为IT9-IT10级之间，表面粗糙度为Ra3.2，采用车削加工；

（7）圆柱面与法兰外轮廓之间的同轴度，用机床和夹具保证，采用两中心顶尖定位，依次加工。

叉架部分：

（1）在同一轴线上的两安装孔，内孔表面粗糙度为Ra3.2，应考虑精镗加工；

（2）两安装孔之间有同轴度要求，应采用夹具保证加工精度；（2）安装孔的同轴度通过夹具安装的定位保证；

（3）两安装孔关于基面的对称度由专用夹具保证；

（4）两安装孔中心线与基线的夹角用专用夹角保证；

（5）锥孔的表面粗糙度要求为Ra3.2，采用钻、扩、铰即可保证粗糙度要求，锥度用专用扩、铰刀实现；

（6）注油孔处在安装孔轴线线上，且基面，由专用夹具保证；

（7）零件的右端面外侧面和内侧面粗糙要求为Ra3.2，由专用铣刀加工进行保证。

法兰面部分：

（1）4个螺栓连接安装孔按位置度要求，遵循最大实体原则由专用钻模保证；

（2）盲孔与轴上键槽中心成10°夹角，由专用钻低空夹具保证；

（3）通孔有坐标尺寸要求，由专用钻底孔夹具保证。

转向节零件毛坯采用40Cr或40MnB进行调质，调质硬度为HB241-285。由于该零件生产批量大、且壁厚不均匀，所以不宜采用铸造，宜采用模锻，经劈叉、拔杆、预锻、终锻等工序完成毛坯生产。

2.2.1.2零件的加工工艺分析

支承轴颈部分：先在转向节的两端加工出中心孔作为后面的工艺基准，支承轴颈部分是回转体，其螺纹、外圆、圆锥面、台阶外圆等可通过数控车削一道加工完成，磨削需要以中心孔为基准，分两道工序加工。

叉架部分：孔加工可通过钻、镗等加工方法实现，圆锥孔可先用标准麻花钻再用锥孔钻、扩、铰完成。安装孔两侧面根据其粗糙度Ra3,2的要求，可通过组合专用铣刀两次铣削完成，注油孔用普通台式钻床配上专用夹具即可完成钻、攻加工。

法兰面部分：轴向大端面上的4个螺栓联接孔在普通立式钻床上配以专用钻夹具，可实现其加工。注意到4孔之间位置度要求，钻孔夹具要求保证钻孔时彼此的位置度，还要考虑工件在夹具上的定位、加紧操作方便。通孔与盲孔应分两道工序用不同夹具定位，进行钻孔。

2.2.2汽车转向节机械加工工艺路线方案拟定

工艺过程和生产线的形式取决于生产纲领的大小。本任务书中转向节年产量要求100000件/年，考虑到生产效率及本任务要求加工设备为组合机床，加工过程按流水生产线排列，转向节大批量生产的工艺路线如下：

根据上述工艺路线及转向节的原始资料，需分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。同时将各工序的切削用量、工时定额等计算结果连同其他的加工数据一并确定后，完成机械加工工艺过程综合卡片。

2.2.3汽车转向节制动鼓安装孔工艺分析

2.2.3.1组合机床

转向节零件结构较为复杂且不同部位需要的加工要求，根据工艺路线，加工过程中涉及铣削、车削、磨削、钻孔、扩孔、攻螺纹等加工方法，单靠单一机床难以完成对其加工，组合机床作为一种以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动的专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。在通用部件已经标准化和系列化的当下，能缩短设计和制造周期。因此此处宜采用组合机床对转向节进行加工。

根据本任务要求是针对转向节制动鼓安装孔的加工工艺进行设计，确定出组合机床的类型为卧式钻床；后续进一步确定出组合机床的动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件及其配置形式以及总体结构方案等；绘制出零件加工示意图、机床尺寸联系图、多轴箱布局图等并合理设计出主轴箱的传动系统。

2.2.3.2专用夹具

钻制动鼓安装孔为转向节加工的中间工序，之前已进行轴颈与叉架部分的部分加工，同时制动鼓安装孔有相应的同轴度、加工精度的要求，在本次加工过程中宜采用轴颈部分的圆柱面与叉架部分的主销孔作为定位基准。在之前的工序中两圆柱面已完成精加工，且与被加工孔有同轴度要求，满足基准统一原则，主销孔也经过钻、镗、拉等工序，本身精度高，适合作为定位基准。其具体定位方案如下图。

图3 转向节安装孔加工定位方式

转向节叉架部分的主销孔采用定位销定位，限制工件X、Y方向移动、旋转自由度，转向节轴颈部分的两个圆柱面采用V形块定位，限制工件Z方向旋转、移动自由度，从而实现工件的完全定位。

3. 研究计划与安排

3.进度安排

第1—3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案，完成开题报告；完成英文文献翻译；

第4—6周：完成转向节整体加工工艺装配设计；

4. 参考文献（12篇以上）

4.参考文献

[9]Amir Shamloo,Maysam Z. Pedram,Hossein Heidari,Aria Alasty. Computing the blood brain barrier (BBB) diffusion coefficient: A molecular dynamics approach[J]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials,2016,:.

[10]桑瑶烁,汪韶杰,李旗号. 整体式汽车转向节夹具结构设计[J]. 组合机床与自动化加工技术,2013,(08):127-129 132.

[11]高博,阎艳,丁洪生,张发平,王国新. Case-based retrieval approach for machining fixture design utilizingontology[J]. Journal of Beijing Institute of Technology,2014,(03):352-357.