毕业设计-万向节滑动叉加工工艺与专用机床夹具设计.doc

万向节滑动叉加工工艺与专用机床夹具设计

The Graduation Thesis for Bachelor's Degree

Gimbal sliding fork processing and special fixture design machine tools

Candidate：Zhang Ran
Specialty：Vehicle Engineering
Class：06-7
Supervisor：Professor. ShiMeiYu

Heilongjiang Institute of Technology
2010-06·Harbin

本科生毕业设计

摘 要

万向节滑动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，研究了万向节滑动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滑动叉，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Φ mm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Φ65mm外圆内为Φ50mm花键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： 万向节滑动叉；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 65mm outer annulus constructs the axis for Φ the 50mm 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

II

目 录

摘要 ………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论……………………………………………………………………………1
1.1 选题的依据及意义…………………………………………………………2
1.2 国内外研究概况及发展趋势……………………………………………2
1.3 研究内容…………………………………………………………………………5
第2章 零件的分析…………………………………………………………6
2.1零件的作用……………………………………………………………………6
2.2零件的工艺分析…………………………………………………………………6
2.3结构分析……………………………………………………………………6
2.4加工表面的技术要求分析………………………………………………………7
2.5表面处理内容及作用……………………………………………………………7
2.6本章小结……………………………………………………………………7
第3章 工艺规程设计…………………………………………………………………9
3.1工艺要求……………………………………………………………………9
3.2技术依据……………………………………………………………………9
3.3生产类型的确定…………………………………………………………………9
3.4确定毛坯的制造形式……………………………………………………………9
3.5确定基面……………………………………………………………………9
3.6制定工艺路线……………………………………………………………………10
3.7机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………………13
3.8确定切削用量及基本工时……………………………………………………16
3.9本章小结……………………………………………………………………28
第4章 粗铣Φ39二孔的两个端面夹具设计……………………………29
4.1问题的指出……………………………………………………………………29
4.2夹具设计……………………………………………………………………29
4.3夹具设计及操作的简要说明……………………………………………………31
4.4本章小结……………………………………………………………………32
第5章 镗Φ39孔的夹具设计…………………………………………………33
5.1问题的指出……………………………………………………………………33
5.2夹具设计……………………………………………………………………33
5.3家具设计及操作的简要说明………………………………………………35
5.4本章小结……………………………………………………………………35
结论………………………………………………………………………………………36
参考文献 ………………………………………………………………………………37
致谢………………………………………………………………………………………38
附录A………………………………………………………………………………………39
附录B………………………………………………………………………………………45

第1章 绪 论

1.1选题的依据及意义
本次毕业设计的课题名称是万向节滑动叉加工艺及专用机床夹具设计。万向节滑动叉位于传动轴的端部，主要作用之一是传递扭矩，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状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。万向节滑动叉就是将万向节叉和滑动花键副的一部分组合起来，使其成为一个零件，其特征是该万向节滑动叉为采用管材制作的万向节叉与滑动套为一体的整体式结构，其端部呈叉形结构，并设有两个十字销孔，用于安装十字万向节；在管内设有内花键，这种呈整体式结构的滑动叉，不仅加工容易、成本低，而且强度高，故其使用寿命与传统的万向节叉滑动套合件相比，有了成倍的提高。它的研究和使用可以简化万向传动装置的结构，也满足功能要求，因此对万向节滑动叉的研究有极大的实际意义。
在工程机械和汽车的传动装置中，由于总体布置上的需要，都要用到万向传动装置。它的功用主要是在两轴不同心或有一定夹角的轴间传递动力，在工作中相对位置不断发生变化的两轴间传递动力。万向传动装置一般是由万向节和传动轴组成，有时还要有中间支承，主要用于以下一些位置：发动机前置后轮驱动汽车的变速器与驱动桥之间。当变速器与驱动桥之间距离较远时，应将传动轴分成两段甚至多段，并加设中间支承。 多轴驱动的汽车的分动器与驱动桥之间或驱动桥与驱动桥之间。由于车架的变形，会造成轴线间相互位置变化的两传动部件之间。采用独立悬架的汽车的与差速器之间转向驱动车桥的差速器与车轮之间。
汽车的动力输出装置和转向操纵机构中，万向节是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的地方。传动轴是万向传动装置的组成部分之一，这种轴一般长度较长，转速高；并且由于所连接的部件（如变速箱与驱动桥）间的相对位置经常变化，因而要求传动轴长度也要相应地有所变化，以保证正常运转，这就要用到滑动花键副。滑动花键副由内、外花键组成，在工作时滑动副之间的伸缩运动来实现距离变化，用于传递长度的变化。
万向节滑动叉就是将万向节叉和滑动花键副的一部分组合起来，使其成为一个零件，其特征是该万向节滑动叉为采用管材制作的万向节叉与滑动套为一体的整体式结构，其端部呈叉形结构，并设有两个十字销孔，用于安装十字万向节；在管内设有内
花键，这种呈整体式结构的滑动叉，不仅加工容易、成本低，而且强度高，故其使用寿命与传统的万向节叉滑动套合件相比，有了成倍的提高。它的研究和使用可以简化万向传动装置的结构，也满足功能要求，因此对万向节滑动叉的研究有极大的实际意义。
1.2国内外研究概况及发展趋势
十字轴式刚性万向节具有结构简单，传动效率高的优点，但在两轴夹角α不为零的情况下，不能传递等角速转动。主要用于传递角度的变化，一般由突缘叉、十字轴带滚针轴承总成、万向节叉或滑动叉或花键轴叉、滚针轴承的轴向固定件等组成。万向节叉是一个叉形零件，一般采用中碳钢或中碳合金钢的锻造件，也有采用中碳钢的精密铸造件。
汽车工业的发展对高品质、低成本锻件的需求不断上升。转向万向节滑动叉是一个重要的汽车零件，其形状复杂，尺寸精度和形位公差要求高，锻造工艺性差。目前，国内各主要锻造厂主要采用开式模锻工艺进行生产，锻件成形质量差，材料利用率低。因此迫切需要一种新的加工工艺，以提高成形质量，减少材料浪费，降低成本。
滑动叉传统上采用的开式模锻工艺生产，飞边大，材料浪费严重且尺寸精度差。为了降低锻件成本，针对滑动叉的形状特征，又提出了一些先进的工艺方案，比如一种少无飞边模锻的新工艺，使预制毛坯在封闭的模膛内成形，实现锻件近净成形。根据体积不变原则对计算毛坯进行处理得到预制毛坯。
滑动叉形状复杂，而且叉杆部截面呈圆形，传统的整体闭式模锻工艺难以实现无飞边锻造。在研究传统无飞边锻造工艺和挤压工艺的基础上，开发了滑动叉无飞边闭式模锻新工艺，以满足滑动叉的无飞边锻造的要求。
无飞边锻造工艺是一种先进的锻造工艺，通常用于高品质锻件的生产。与有飞边锻造工艺相比，无飞边锻造工艺中锻件在封闭的模腔内成形，不产生飞边，节省材料，成形精度高，可实现锻件的近净成形或净成形。
有限元模拟研究表明，与开式模锻工艺相比，无飞边和小飞边闭式模锻新工艺具有锻件精度高、成形质量好、材料利用率高、所需设备吨位小等优点，具有很好的工业应用前景。
随着科技的发展，机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进，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。
1.高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。
2.高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1～2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。
3.模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。
4.通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。
1.3研究内容
本次毕业设计的主要内容是绘制万向节滑动叉零件图并编制其机械加工工艺规程,对典型的工序设计专用夹具，并绘制专用夹具装配图和专用夹具的主要零件图。
在说明书中详细地说明了成批大量生产汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉的工艺规程的制定过程及夹具设计方案。
1.查阅资料，英文资料翻译，开题报告；
2.绘制万向节滑动叉零件图并编制其机械加工工艺规程一份；
3.设计并绘制典型工序的专用夹具装配图2套；
4.绘制夹具主要零件图若干张；
5.编写设计计算说明书（毕业论文）一份。

第2章 零件的分析

2.1零件的作用
题目所给定的零件是汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉，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Φ39mm的孔，用以安装滚真轴承并与十字轴相连，起万向联轴节的作用。零件Φ65mm外圆内为Φ50mm花键孔与传动轴端部的花建轴相配合，用于传递动力之用。
2.2零件的工艺分析
万向节滑动叉共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下。
1.以Φ39mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：两个Φ mm孔及其倒角，尺寸为mm的与两个孔Φ mm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Φ mm的两个孔。
2.以Φ50mm花键孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：Φmm十六齿方齿花键孔，Φ55mm阶梯孔，以及Φ65mm的外圆表面和M60×1mm的外螺纹表面。
这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：
(1)Φmm花键孔与Φ mm二孔中心联线的垂直度公差为100：0.2；
(2)Φ39mm二孔外端面对Φ39mm孔垂直度公差为0.1mm；
(3)Φmm花键槽宽中心线与Φ39mm中心线偏转角度公差为2º。
由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后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度要求。
2.3结构分析
该零件由两个叉头和一个圆套筒内有的花键孔组成，类似套筒类零件，各部分作用如下：
1.零件的两个叉头部位上有两个直径为39mm的孔，用以安装滚针轴承和十字轴相联，起万向连轴节的作用；
2.在叉头和花键孔套筒相联结的筋条起过渡联结和加强零件刚性作用，防止零件受阻变形；
3.外圆为Φ65mm，内圆Φ50mm花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用以传递动力。
2.4加工表面的技术要求分析
万向节滑动叉共有两组加工表面，他们相互间 有一定的位置要求,现分述如下.
1.以Φ39mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：两个Φmm的孔及其倒角，尺寸为的与两个孔Φmm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Φ的两个孔。
2.以Φ50mm花键孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：Φmm十六齿方齿花键孔，Φ55mm阶梯孔，以及Φ65mm的外圆表面和M60×1mm的外螺纹表面。
这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：
(1) Φmm花键孔与Φmm二孔中心联线的垂直度公差为100：0.2；
(2) Φ39mm二孔外端面对Φ39mm孔垂直度公差为0.1mm；
(3) Φmm花键槽宽中心线与Φ39mm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，可以先加工其中一组表面，然后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。
2.5表面处理内容及作用
由于零件受正反向冲击性载荷，容易疲劳破坏，所以采用表面喷砂处理，提高表面硬度，还可以在零件表面造成残余压应力，以抵消部分工作时产生的拉应力，从而提高疲劳极限。
2.6 本章小结
本章对万向节滑动叉零件进行了分析，首先,分析了零件的作用: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;其次,对零件的工艺进行了分析，确定要加工的表面及花键孔等;然后,对零件的结构进行分析，该零件由两个叉头和一个圆套筒内有的花键孔组成，类似套筒类零件;再后，对零件的加工表面的技术要求进行了分析；最后，研究了万向节滑动叉表面处理内容及作用，通过加工手段最终达到设计要求。

第3章 工艺规程设计

3.1 工艺要求
制定零件机械加工工艺过程是生产技术准备工作的一个重要组成部分。一个零件可以采用不同的工艺过程制造出来，但正确与合理的工艺过程应满足以下基本要求：
1.保证产品的质量符合图纸和技术要求条件所规定的要求;
2.保证提高生产率和改善劳动条件;
3.保证经济性的合理。
3.2 技术依据
1.产品零件图和装配图；
2.毛坯生产；
3.假设年生产纲领；
4.工艺技术条件，手册等。
3.3生产类型的确定
计算零件生产纲领的公式：
N=Q*n(1+&%)(1+β%)
式中 假设，Q=5000辆/年（产品的年产量）；
n=1件/辆（每辆汽车该零件的数量）；
&=4（零件的备品率）；
β=1（零件的废品率）。
则
N=5000x1x(1+4%)x(1+1%)=5252（件）
根据生产纲领确定该零件为成批生产。
3.4确定毛坯的制造形式
零件材料为45钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反向行驶，零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件未批量生产，已达到大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。
3.5定位基准的选择
基面选择是工艺设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺工程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
1.粗基准的选择
对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对本零件来说，如果以Φ65mm外圆(或Φ62mm外圆)表面作基准(四点定位)，则可能造成这一组内外圆柱表面与零件的叉部外形不对称。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现选取叉部两个Φmm孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短V形块支承这两个Φmm的外轮廓作主要定位面，以消除 四个自由度．再用一对自动定心的窄口卡爪，夹持在Φ65mm外圆柱面上，用以消除 两个自由度，达到完全定位。
2.精基准的选择
主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
3.6制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当适时零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。由于生产类型为大批生产，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。根据零件的结构形状和技术要求，现初步制定三种工艺路线方案：
1.工艺路线方案一
工序I:车外圆Φ62mm，Φ60mm，车螺纹M60×1mm。
工序II:两次钻孔并扩钻花键底孔Φ43mm，锪沉头孔Φ55mm。
工序III:倒角5×30°。
工序Ⅳ:钻Rc1/8底孔。
工序Ⅴ:拉花键孔。
工序Ⅵ:粗铣Φ39mm二孔端面。
工序Ⅶ:精铣Φ39mm二孔端面。
工序Ⅷ:钻、扩、粗铰、精铰两个Φ39mm孔至图样尺寸并锪倒角2×45°。
工序Ⅸ:钻M8mm底孔Φ6.7mm，倒角120°。
工序Ⅹ:攻螺纹M8mm底孔Φ6.7mm，倒角120°。
工序Ⅺ:冲箭头。
工序XII:检查。
2.工艺路线方案二
工序I:粗铣Φ39mm二孔端面。
工序II:精铣Φ39mm二孔端面。
工序III:钻Φ39mm二孔（不到尺寸）。
工序Ⅳ:镗Φ39mm二孔（不到尺寸）。
工序Ⅴ:精镗Φ39mm二孔，倒角2×45°。
工序Ⅵ:车外圆Φ62mm，Φ60mm，车螺纹M60×1mm
工序Ⅶ:钻、镗孔Φ43mm，并锪沉头孔Φ55mm。
工序Ⅷ:倒角5×30°。
工序Ⅸ:钻Rc1/8底孔。
工序Ⅹ:拉花键孔。
工序Ⅺ:钻M8mm螺纹底孔Φ6.7mm孔，倒角120°。
工序XII:攻螺纹M8mm底孔Φ6.7mm，倒角120°。
工序XIII:冲箭头。
工序XIV:检查。
3.工艺路线方案三
工序I:车端面及外圆Φ62mm，Φ60mm，车螺纹M60×1mm。
工序II:钻、扩花键底孔Φ43mm，并锪沉头孔Φ55mm。
工序III:内花键孔5×30°倒角。
工序Ⅳ:钻锥螺纹Rc1/8底孔。
工序Ⅴ:拉花键。
工序Ⅵ:粗铣Φ39mm二孔端面。
工序Ⅶ:钻、扩Φ39mm二孔及倒角。
工序Ⅷ:精、细镗Φ39mm二孔。
工序Ⅸ:磨Φ39mm二孔端面，保证尺寸1180-0.07mm。
工序Ⅹ:钻叉部四个M8mm螺纹底孔并倒角。
工序Ⅺ:攻螺纹4-M8mm，Rc1/8。
工序XII:冲箭头。
工序XIII:终检。
工艺方案的比较与分析
上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工以花键孔为中心的一组表面，然后以此为基面加工Φ39mm二孔；而方案二则与此相反，先是加工Φ39mm孔，然后再以此二孔为基准加工花键孔及其外表面。两相比较可以看出，先加工花键孔后再以花键孔定位加工Φ39mm二孔，这时的位置精度较易保证，并且定位及装夹等比较方便。但方案一中的工序35虽然代替了方案二中的工序10、15、20，减少了装夹次数，但在一道工序中要完成这么多工作，除了选用专门设计的组合机床（但在成批生产时，在能保证加工精度的情况下，应尽量不选用专用组合机床）外，只能选用转塔机床。而转塔车床目前大多适用于粗加工，用来在此处加工Φ39mm二孔是不合适的。
通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现方案二还有其他问题，主要表现在Φ39mm两个孔及其端面加工要求上。图样规定：Φ39mm二孔中心线应与Φ55mm花键孔垂直，垂直公差为100：0.2；Φ39mm二孔与其外端面应垂直，垂直度公差为0.1mm。由此可以看出：因为Φ39mm二孔的中心线要求与Φ55mm花键孔中心线相垂直，因此，加工及测量Φ39mm孔时应以花键孔为基准。这样做，能保证设计基准与工艺基准相重合。在上述工艺路线制订中也是这样做了的。同理，Φ39mm二孔与其外端面的垂直度（0.1mm）的技术要求在加工与测量时也应遵循上述原则。但在已制订的工艺路线中却没有这样做：Φ39mm孔加工时，以Φ55mm花键孔定位（这是正确的）；而Φ39mm孔的外端面加工时，也是以Φ55mm花键孔定位。这样做，从装夹上看似乎比较方便，但却违反了基准重合的原则，造成了不必要的基准不重合误差。具体来说，当Φ39mm二孔的外端面以花键孔为基准加工时，如果两个端面与花键孔中心线已保证绝对平行的话（这是很难得），那么由于Φ39mm二孔中心线与花键孔仍有100：0.2的垂直公差，则Φ39mm 孔与其外端面的垂直度误差就会很大，甚至会造成超差而报废。这就是由于基准不重合而造成的恶果。因此综合上述三个方案，进行优化设计，最后的加工路线确定如下：
工序I:车端面及外圆Φ62mm，Φ60mm并车螺纹M60×1mm。以两个叉耳外轮廓及Φ65mm外圆为粗基准，选用C620-1卧式车床并加专用夹具。
工序II:钻、扩花键底孔Φ43mm，并锪沉头孔Φ55mm。以Φ62mm外圆为基准，选用C365L转塔车床。
工序III:内花键孔5×30º倒角。选用C620-1车床加专用夹具。
工序Ⅳ:钻锥螺纹Rc1/8底孔。选用Z 525立式钻床及专用钻模。这里安排Rc1/8底孔主要是为了下道工序拉花键孔时为消除回转自由度而设置的一个定位基准。本工序以花键内底孔定位，并利用叉部外轮廓消除回转自由度。
工序Ⅴ:拉花键孔.利用花键内底孔、Φ5mm端面及Rc1/8锥螺纹底孔定位，选用L6120卧式拉床加工。
工序Ⅵ:粗铣Φ39mm二孔端面，以花键孔定位，选用X 63卧式铣床加工。
工序Ⅶ:钻、扩Φ39mm二孔及倒角。以花键孔及端面定位，选用Z 550立式钻床加工。
工序Ⅷ:精、细镗Φ39mm二孔，选用T740卧式金刚镗床及专用夹具加工，以花键内孔及其端面定位。
工序Ⅸ:磨Φ39mm二孔端面，保证尺寸118mm，以Φ39mm孔及花键孔定位，选用M7130平面磨床及专用夹具加工。
工序Ⅹ:钻叉部四个M8mm螺纹底孔并倒角。选用Z4012立式钻床几专用夹具加工，以花键孔及Φ39mm孔定位。
工序Ⅺ:钻螺纹4-M8mm及Rc1/8。
工序XII:冲箭头。
工序XIII:终检。
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，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下降。
3.7机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“万向节滑动叉”零件材料为45钢，硬度207～241HBS，毛坯重量约为6kg，生产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下.
1.外圆表面（Φ62mm及M60 ×1mm）
考虑其加工长度为90mm，与其联结的非加工外圆表面直径为Φ65mm，为简化模锻毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为Φ65mm。Φ62mm表面为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为Rz200μm，只要求粗加工，此时直径余量2Z=3mm已能满足加工要求。
2.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差（M60×1mm端面）
查《机械制造工艺设计简明手册》，其中锻件重量为6kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件材质系数M1，锻件轮廓尺寸（长度方向）>180-- 315mm,故长度方向偏差为180。
长度方向的余量查《工艺手册》，其余量值规定为2.0 --2.5mm，现取2.0mm。
3.两内孔Φ（叉部）
毛坯为实心，不冲出孔。两内孔精度要求界于IT7 --IT8之间，参照《机械加工工艺师手册》确定工序尺寸及余量为：
钻孔：Φ25mm；;
钻孔：Φ37mm,2Z=12mm；
扩钻：Φ38.7mm,2Z=1.7mm；
精镗：Φ38.9mm,2Z=0.2mm；
细镗：Φ39mm,2Z=0.1mm。
4.花键孔（16-Φmm × Φmm × mm）
要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。
内孔尺寸为Φmm，参照《工艺手册》确定孔的加工余量分配：
钻孔：Φ25mm；
钻孔：Φ41mm；
扩钻：Φ42mm。
拉花键孔（16-Φmm × Φmm × mm）： 花键孔要求外径定心，拉削时的加工余量参照《工艺手册》取2Z=1mm。
5.Φ mm二孔外端面的加工余量（技工余量的计算长度为mm）
(1)按照《工艺手册》，取加工精度F2 ，锻件复杂系数S3，锻件重6kg，则二孔外端面的单边加工余量2.0--3.0mm，取 Z=2mm。锻件的公差按照《工艺手册》，材质系数取M1 ，复杂系数S3 ，则锻件的偏差为。
(2)磨削余量：单边0.2mm（见《工艺手册》），磨削公差即零件公差-0.07mm。
(3)铣削余量：铣削的公称余量（单边）为：Z = 2.0--0.2=1.8 (mm)。
铣削公差：现规定本工序（粗铣）的加工精度为IT11级，因此可知本程序的加工公差为-0.22mm（人体方向）。
由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应该调整法家方式予以确定。
所以毛坯名义尺寸：118+2×2=122(mm)；
毛坯最大尺寸：122+1.3×2=124.6(mm)；
毛坯最小尺寸：122-0.7×2=120.6(mm)；
粗铣后最大尺寸：118+0.2×2=118.4(mm)；
粗铣后最小尺寸：118.4–0.22=118.18(mm)；
磨后尺寸与零件图尺寸应相符,即mm。
最后，将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表3.1。

表3.1加工余量计算表

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