第四速及第五速变速叉的工艺规程及铣16槽夹具设计

CA10B 解放牌汽车变速叉工艺规程和工艺装备的设计学生姓名：学生姓名：指导教师：指导教师：所在学院：所在学院：工程学院专专 业：业：机械设计制造及其自动化2020 年 5 月 机械制造技术课程设计 - 1 -摘 要本次设计是汽车变速箱中变速叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。此变速叉零件的结构较为复杂，其加工的地方主要是孔和平面。本设计先加工孔后加工面。将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证它们的加工精度。基准选择以变速叉右面的最大的平面作为粗基准，来加工中间的通孔，然后以此加工过的孔作为精基准。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出顶平面和右侧平面以及下面的大孔的两平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工时是用镗床镗孔。最后以这两个孔为基准，分别加工右侧的槽和顶面的螺纹底孔。整个加工过程选用了钻床、铣床和镗床。工件在机床上定位夹紧选用专用夹具，夹紧方式为手动夹紧，夹紧可靠，操作方便。因此生产效率较高，适用于中批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词: 加工工艺 定位 夹紧 专用夹具全套图纸加扣全套图纸加扣 3346389411 或或 3012250582机械制造技术课程设计- 2 -AbstractThis design is a lather to become soon an appropriation for inside pulling out fork spare parts processing craft rules distance and some work prefaces tongs design.This pull out the construction of the fork spare parts than for complicacy, its the place that process is a peaceful in bore primarily.This design processes after processing first the bore.Process with flat surface the clear and definite dividing the line the bore the coarseness processes to process with the nicety the stage to guarantee their process the precise degree.The basis choice to pull out rough basis of conduct and actions of the biggest flat surface of the right in fork, process the in the center in general use bore, then be used as the precise basis with the bore that processed.Processing primarily work preface arrangement is first to process a flat surface with the center bore fixed position with the right side flat surface and below big bore of two flat surface, again with center bore the fixed position processes the big bore that carry down.While processing is to use the boring machine boring bore.Regard these two bores as the basis finally, process the right-hand slot respectively with the thread bottom bore of the a.Whole processes the process chose to use to the drill machine, miller with the boring machine .The tongs chooses to use the appropriation tongs, clipping tight way as to move to clip tight, clip tight and dependable, operation convenience.Therefore produce the efficiency higher, be 机械制造技术课程设计- 3 -applicable to the middle quantity measures, the flowing water is on-line to process.Can satisfy the design request.Keywords Process the craft，Fixed position，Clip tight，Appropriation tongs目录摘 要.- 1 -ABSTRACT.- 2 -1 序言.- 3 -1.1 机械制造工艺的目标.- 5 -1.2 工艺的任务.- 6 -1.3 工艺规程的基本要求.- 6 -2.零件的分析.- 9 -2.1 零件的作用.- 9 -2.2 零件的工艺分析.- 9 -3 工艺规程设计.- 10 -3.1 加工工艺过程.- 10 -3.2 确定各表面加工方案.- 10 -3.3 确定毛坯的制造形式.- 11 -3.4 基面的选择.- 11 -3.5 工艺路线的拟定.- 13 -3.6 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸确定.- 18 -3.7 确定切削用量及基本工时.- 20 -第四章 铣 16 槽夹具的设计.- 23 -4.1 问题的提出.- 23 -4.2 定位基准的选择.- 24 -4.3 切削力和夹紧力计算.- 24 -4.4 定位误差分析.- 25 -4.5 夹具设计及操作的简要说明.- 26 -参文考献 .- 28 -致谢 .- 29 -机械制造技术课程设计- 4 -1 序言课程设计是在大学全部基础课,技术基础课以及所有专业课完成以后进行的.这是我们在进行毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们大学四年的的学习中占有重要地位.为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。现代机械制造工艺设计是宽口径机械类专业学生在学完了机械设计制造基础等技术基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。其目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力。通过工艺规程及工艺装备设计，学生应达到：1、掌握零件机械加工工艺规程设计的能力；2、掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力；3、掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力；4、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、夹具总装图，标注必要的技术条件等。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对机械制造技术课程设计- 5 -于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在中批量生产中，常采用专用夹具。而本次对于 CA10B 解放牌汽车变速叉加工工艺及工艺规程的设计的主要任务是：(1) 完成变速叉零件加工工艺规程的制定；(2) 完成专用夹具的设计。通过对变速叉零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出变速叉加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。就我个人而言,希望能通过课程设计对自己即将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力.由于能力有限,设计尚有诸多不足之处,恳请各位老师多多指教.1.1 机械制造工艺的目标本次设计是汽车变速箱中变速叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。此变速叉零件的结构较为复杂，其加工的地方主要是孔和平面。本设计先加工孔后加工面。将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证它们的加工精度。基准选择以变速叉右面的最大的平面作为粗基准，来加工中间的通孔，然后以此加工过的孔作为精基准。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出顶平面和右侧平面以及下面的大孔的两平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工时是用镗床镗孔。最后以这两个孔为基准，分别加工右侧的槽和顶面的螺纹底孔。整个加工过程选用了钻床、铣床和镗床。工件在机床上定位夹紧选用专用夹具，夹紧方式为手动夹紧，夹紧可靠，操作方便。因此生产效率较高，适机械制造技术课程设计- 6 -用于中批量、流水线上加工。能够满足设计要求。1.1.1 机械制造工艺的目标机械制造工艺主要有以下几方面的目标：（1）设计结构应能够加工。在工件上应有足够的加工空间，以便刀具能够接近加工部位，如留有必要的退刀槽和越程槽等。（2）便于保证加工质量，并尽可能减少加工面积。如被加工孔的端面最好与孔加工刀具的轴线垂直；对于大的安装平面尽可能采取周边接触或四角接触的形式等。（3）要能提高劳动生产率。如加工表面尽可能地安排在同一平面或同一轴线上，以便采取多刀或多件加工的高效生产方法。（4）零件结构便于安装夹具。1.2 工艺的任务机械制造中的质量、生产效率和经济性三者具有密切的辩证关系和灵活性。在解决某一具体工艺问题时，需要全面的加以考虑。例如提高零件加工精度可以提高互换性，减少钳工修理的劳动量，但在采用新的工艺方法或装备时，必须牵涉到前后工序的平衡和机床的负荷率。又如改善零件的结构工艺可在相同的生产条件和质量要求下提高生产效率，但又涉及毛坯制造工艺和原设计零件结构形状的修改，这就需要工艺部门和设计部门进行商讨和协调。变速叉是一种辅助零件，通过变速叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动变速叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知，车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。工艺部门在完成一台机械的零件加工和装配工艺过程的全面分析和方案比较、抉择以后，最终将以工艺文件（卡片）的方式填写下来，通常称为工艺规程，供机械制造技术课程设计- 7 -生产准备和车间实施之用。为了培养担当这项任务的人才，机械制造工艺就要阐明编制工艺规程的原则、步骤和方法，还要通过一些常见的典型零件在不同批量的生产纲领下举出活生生的例子，传授思考方法、分析途径和决策要点。1.3 工艺规程的基本要求1.3.1 工艺规程的作用(1)工艺规程是指导生产的主要技术条件。(2)工艺规程是生产准备和生产管理的基本依据。(3)工艺规程是新建扩建工厂或车间时的基本资料。(4)工艺规程是工艺技术交流的主要文件形式。1.3.2 工艺规程的选择(1)生产规模是决定生产类型的主要因素，亦即是设备、用具、机械化与自动化程度等的选择依据；(2)制造零件所用的坯料或型材的形状、尺寸和精度。它是选择加工总余量和加工过程中头几道工序的决定因素；(3)零件材料的性质。它是决定热处理工序和选用设备及切削用量的依据；(4)零件制造的精度。包括尺寸公差、形位公差以及零件图上所指定或技术条件中所补充指定的要求；(5)零件的表面粗糙度是决定表面上粗精加工工序的类别和次数的主要因素；(6)特殊的限制条件，例如工厂的设备和用具的条件等；(7)编制的加工规程要在既定生产规模与生产条件下达到多、快、好、省的生产效果。1.3.3 工艺规程的编制(1)研究零件图及技术条件。(2)加工的粗基面和光基面确定后，最初工序和主要表面的粗、精加工的工序机械制造技术课程设计- 8 -已很清楚，就能编制零件加工的顺序。(3)分析已加工表面的粗糙度以后，在已拟的加工顺序中增添粗精加工工序。(4)然后视加工时的便利情况，确定并排列零件上不重要表面加工所需所有其余。(5)如果有限制加工工艺规程选择的特殊条件存在，通常要作补充说明，以修正加工的顺序。(6)确定每一工序所需的机床和工具，填写工艺卡和工序卡。(7)详细拟订工艺规程时，必须进行全部加工时间的标定和单件加工时间的结算，并计算每一工序所需的机床。(8)为了达到所编制的工艺规程符合具有最大经济性的要求，在确定了规程的全部项目以后，必须要检查对该零件的加工是否还可能作出同样完善而更为经济的工艺规程。1.3.4 工艺规程的设计准则(1)必须可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现。(2)在规定的生产纲领和生产批量下，能以最经济的方法获得所要求的生产效率和生产纲领，一般要求工艺成本最低。(3)充分利用现有生产条件，少花钱，多办事，并要便于组织生产。(4)尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全，创造良好，文明的生产条件。1.3.5 制定工艺规程的原始资料为编制工艺规程必须具备下列的原始资料：(1)产品的整套装配图和零件图；(2)产品质量验收标准；(3)产品的生产纲领和生产类型；(4)毛坯的情况；(5)工厂的生产能力和生产条件；机械制造技术课程设计- 9 -(6)了解国内外同种类型产品的生产技术状况，便于引进消化、吸收和创新，以保证生产出优质高效、低成本的产品；1.3.6 生产类型的工艺特征对于不同的生产类型，为获得最佳技术经济效果，其生产组织、车间布置、毛坯制造方法、夹具使用、加工方法及对工人的技术要求等各方面均不相同，及具有不同的工艺特征。例如，大批量生产采用高生产率的工艺及高效专用自动化设备，而单件小批量生产则采用通用设备及工艺设备。表 1-1 各种生产类型的工艺特征特征类型零件生产类型单件生产事先不决定是否重复生产成批生产周期地成批生产大量生产长时间连续生产2.零件的分析2.1 零件的作用题目所给定的零件是解放汽车第四速及第五速变速叉,此零件是重要零件且位于变速箱中,主要重用是拨动变速箱中的齿轮,使汽车达到变速的目的.也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同事使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。2.2 零件的工艺分析此变速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:2.2.1.以mm 孔为中心的加工表面.19045. 00这组加工表面包括: mm 孔及其倒角,孔上端尺寸为mm 的槽,19045. 0019045. 00机械制造技术课程设计- 10 -槽的外侧厚度为 10.8mm 的两个侧面, mm 孔的上端距其中心 12mm 的两19045. 00个端面,还有孔下端 M10 的螺纹孔.2.2.2.以mm 孔为中心的加工表面.2 .8210这组加工表面包括: mm 的孔及其倒角, mm 的孔的侧面,距2 .82102 .8210M10 螺纹孔中心线 63.7mm.这两组加工表面有着一定的位置要求,主要是: mm 孔与其外端面垂直度公差为 0.1mm.2 .8210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,然后借助专用夹具加工另一组表面,并保证他们之间的位置精度要求.3 工艺规程设计3.1 加工工艺过程由以上分析可知，该零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于变速叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。由上面的一些技术条件分析得知：变速叉的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。3.2 确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计拨叉的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生机械制造技术课程设计- 11 -产率的条件下，应选择价格较底的机床。3.2.1 影响加工方法的因素(1) 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。(2) 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。(3) 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。(4) 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。(5) 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为 IT6，表面粗糙度为 Ra0.63m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。3.3 确定毛坯的制造形式零件材料为 20 钢,零件经常拨动齿轮承受变载荷和冲击性载荷,因此应选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠.因为为中批量生产,且零件的轮廓尺寸不大,故采用模锻成型.这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的.3.4 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,它对零件的生产是非常重要的.机械制造技术课程设计- 12 -3.4.1.粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：(1) 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。该零件属于一般轴类零件，以外圆为粗基准就已经合理了（夹持长四点定位），为保证 A 面与花键孔轴线垂直，以便于保证以该两面为定位精基准时其它表面的尺寸精度加工要求，可以把 A 面与花键底孔放在一个工序中加工，因而该工序总共要消除 X，Y，Z，X，Y 五个自由度用三爪卡盘卡夹持外圆柱面。消除X，Y，X，Y 四个自由度，再用一个浮动支承顶住 B 面，消除 Z 自由度，达到定位要求。现选取mm 孔的外轮廓不加工面作为粗基准,利用一组共两个 V 形块夹19045. 00持外轮廓做为主要定位面,以消除自由度.机械制造技术课程设计- 13 -3.4.2.精基准的选择精基准的选择原则是：(1) 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。(2) 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。(3)互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证变速叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。主要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.3.5 工艺路线的拟定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的技术要求能得到合理的保证.生产纲领已确定为中批量生产的条件下,可以考虑采用万能性机床以及专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率.除此之外,还应当考虑机械制造技术课程设计- 14 -经济效果,以便使生产成本尽量降低. 对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。3.5.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：(1) 工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。(2) 工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含 0.4%1.1%苏8090 c打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。mg2003.5.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。机械制造技术课程设计- 15 -(1) 工序集中的特点工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。(2) 工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。3.5.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：(1) 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高机械制造技术课程设计- 16 -生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为 Ra80100m。(2) 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。(3) 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为 IT6IT7，表面粗糙度为 Ra101.25m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。3.5.4 工艺路线工序 粗铣mm 槽,以mm 孔定位.1624. 0019045. 00工序 粗铣mm 槽的两侧面,以mm 孔定位.1624. 0019045. 00机械制造技术课程设计- 17 -工序 粗铣距mm 中心 12mm 的两个端面,以mm 孔及19045. 0019045. 00mm 槽底为基准.1624. 00工序 mm 槽两端 1.5 450倒角.1624. 00工序 钻铰mm 孔并倒角.19045. 00工序 钻距槽(mm)12mm 底面 M10 螺纹孔并倒角.1624. 00工序 攻螺纹 M10.工序 粗铣82.2mm 孔的两端面.10工序 粗镗82.2mm 孔.10工序 精镗82.2mm 孔.10工序 82.2mm 孔 1 450倒角10工序 精铣82.2mm 孔的两端面.10工序 终检.上述方案主要是以19mm 孔位基准,来加工 16mm 槽,M10 螺纹,槽的两045. 0024. 00侧面,这样可以修正由于基准不重合造成的加工误差,同时也照顾了加工路线方便的特点,因此最终确定如下:工序 粗铣 16mm 槽,以19mm 孔的外轮廓为粗基准定位,选用24. 00045. 00XA6132 型万能升降台铣床及专用夹具.工序 粗铣 16mm 槽的两侧面,以19mm 孔的外轮廓以及距槽底24. 00045. 0032mm 的面为基准,选用 XA6132 型万能升降台铣床及专用夹具.工序 粗铣19mm 孔上端两端面,以19mm 孔定位,选用 XA6132045. 00045. 00机械制造技术课程设计- 18 -型万能升降台铣床及专用夹具.工序 16mm 槽 1.5 450倒角,选用 C620-1 车床及专用夹具.24. 00工序 钻铰19mm 孔并倒角.以19mm 孔及端面定位,选用 Z5125045. 00045. 00立式钻床及专用夹具.工序 钻距槽(16mm)12mm 底面 M10 螺纹孔并倒角.以19mm 孔及24. 00045. 0016mm 槽底定位,选用 Z5125 立式钻床及专用夹具.24. 00工序 攻螺纹 M10.工序 粗铣82.2mm 孔的两端面.以19mm 孔定位,选用 XA6132 型10045. 00万能升降台铣床及专用夹具.工序 粗镗82.2mm 孔.以19mm 孔及距中心线 63.7mm 的面为基准,选10045. 00用 T740 双面卧式金刚镗床及专用夹具.工序 精镗82.2mm 孔. .以19mm 孔及距中心线 63.7mm 的面为基10045. 00准,选用 T740 双面卧式金刚镗床及专用夹具.工序 82.2mm 孔 1 450倒角.选用 C620-1 型车床及专用夹具.10工序 精铣82.2mm 孔的两端面. 以19mm 孔定位,选用 XA6132 型10045. 00万能升降台铣床及专用夹具.工序 终检.3.6 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸确定.3.6.1 毛坯的结构工艺要求变速叉为锻造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求：(1) 由于模锻件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。机械制造技术课程设计- 19 -(2) 为了使金属容易充满模膛和减少工序，模锻件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免模锻件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。(3) 模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构。(4) 模锻件的整体结构应力求简单。(5) 工艺基准以设计基准相一致。(6) 便于装夹、加工和检查。(7) 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。“变速叉”零件材料为 20 钢,毛坯重量约 1.5Kg,生产类型为中批量生产,采用锻锤上合模锻毛坯.3.6.2 确定各加工表面的机加工余量,工序尺寸根据上述资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量,工序尺寸如下:(1) 16mm 槽24. 00参照,因为其公差等级太低,可直接铣.(2) 16mm 槽的侧面24. 00参照表 3.1-56,其加工余量 Z=2mm.(3) 19mm 孔的两个上端面045. 00参照表 3.1-56, 其加工余量 Z=2mm.(4) 82.2mm 孔的两侧面,铣削公差-0.22mm. 10参照表 3.1-56, 其加工余量 Z=2mm.精铣余量:单边机械制造技术课程设计- 20 -0.7mm(见表 8-31),铣削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,锻件偏差mm。3 . 15 . 0由于设计规定的零件为中批量生产,应该采用调整法加工.因此在计算最大,最小加工余量时,应按调整法加工方式予以确定.(5) 19mm 孔045. 00参照, 其加工余量 Z=2mm.钻孔18.5mm,铰孔19045. 00mm.045. 00(6) 82.2mm 孔10参照, 其加工余量 Z=2.5mm.粗镗82.2mm,精镗1082.2mm.103.7 确定切削用量及基本工时工序 粗铣 16mm 槽,保证尺寸 16mm.24. 0024. 00rmmfz/18. 0 切削速度:参考有关手册,min/8 .22 mV 采用 W18Cr4V 立铣刀,则:3,16Zmmdw ns=dwv1000min/4541614. 38 .221000r min/6 .75420306. 0mmznffwzm 1222lllmm 12220.29min75.6mmllltf工序 粗铣 16mm 槽两侧面。24. 00rmmfz/12. 0 切削速度：参考有关手册，min/27mV 采用高速钢三面刃圆盘铣刀， ，80wdmm10Z 。min/5 .1078014. 32710001000rdvnws机械制造技术课程设计- 21 - min/108901012. 0mmznffwzm 1260lllmm 12600.56min108mmllltf工序 粗铣 19mm 孔上端两端面。045. 00rmmfz/12. 0 切削速度：参考有关手册，确定 V=27m/min。 采用高速钢三面刃圆盘铣刀，Z=10。80wdmm min/1088014. 32710001000rdvnws min/108901012. 0mmznffwzm 1212lllmm 12120.11min108mmllltf工序 16mm 槽 1.5 450倒角,选用卧式车床 C620-1,24. 000.08/zfmm r 当采用高速钢车刀时,切削速度:min/16mmV min/5371614. 32710001000rdvnws min11. 0108121mwmfnllt工序 钻铰19mm 孔,并倒角 1 450两端.045. 00 1.钻孔18.5mm045. 00 0.35 0.430.35/zfmm r ,.18.5wdmmmin/17mmV 采用高速钢钻头, min/2935 .1814. 31710001000rdvnws mmlll4021 min39. 035. 02934021mwmfnlllt 2.铰孔19mm.045. 000.7/zfmm r 采用高速钢绞刀,min/7 .14 mV min/2461914. 37 .1410001000rdvnws机械制造技术课程设计- 22 - min56. 07 . 02504521mwmfnlllt 3. 19mm 孔倒角 1 450两端.045. 00 采用 900锪钻,为缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与铰孔相同. 246 /minsnr工序 钻 M10 螺纹孔并倒角 12000.1/zfmm r 采用麻花钻，min/20mV min/6371014. 32010001000rdvnws min24. 01 . 06371521mwmfnlllt工序 攻螺纹 M10. min/6mV min/6371014. 32010001000rdvnws min24. 011951621mwmfnlllt工序 粗铣82.2mm 孔端面.10 0.2/zfmm r 采用高速钢圆柱铣刀,100wdmmmin/20,10mVZ min/7 .6310014. 32010001000rdvnws min046. 0100652 . 06060wwZmdnft工序 粗镗82.2mm 孔101.0/zfmm r 采用双刃镗刀,min/40mV min/1567 .8114. 34010001000rdvnws 0.96minmt 工序 精镗82.2mm 孔.100.6/zfmm r V=35m/min min/13614. 32 .823510001000rdvnws 0.64minmt 工序 82.2mm 孔 1 450倒角.10机械制造技术课程设计- 23 - 0.08/zfmm r min/16mV min/6214. 32 .821610001000rdvnws min96. 06508. 05mt工序 精铣82.2mm 孔的两端面10 r0.06/zfmm 采用高速钢圆柱铣刀，min/31mV 100wdmm10z min/9914. 31003110001000rdvnws 601min58.8mt 工序 终检。最后,将以上各工序切削用量，公式的计算结果,连同其他数据,填入机械加工工艺卡片.第四章 铣 16 槽夹具的设计设计工序：铣 16 槽的夹具的设计4.1 问题的提出本夹具要用于铣 16 槽的设计夹具精度等级为 IT12 级，粗糙度为 12.5。本道工序只精铣一下即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证铣 16槽的设计夹具设计的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。机械制造技术课程设计- 24 -4.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。19 的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 19 孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的 19 孔的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。4.3 切削力和夹紧力计算（1）刀具： YG6 铣刀机床： 铣床 由3 所列公式 得 FVFzFwqueyzXpFndzafaCF0查表 9.48 得其中： 修正系数0 . 1vk 30FC83. 0Fq0 . 1FX z=24 65. 0Fy83. 0Fu8Pa0Fw 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=4321KKKK其中：为基本安全系数 1.51K 为加工性质系数 1.12K 为刀具钝化系数 1.13K机械制造技术课程设计- 25 - 为断续切削系数 1.14K 所以 NKFF7 .1775（2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由FKffN21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取25. 021 ff F=+G G 为工件自重zP NffFN4 .355121夹紧螺钉： 公称直径 d=20mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级 MPaB1006MPaBs480108螺钉疲劳极限： MPaB19260032. 032. 01极限应力幅：MPakkkma76.511lim许用应力幅： MPaSaaa3 .17lim螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 ss s=2.54 取s=4 得 MPa120 满足要求 8 . 2242cHdF MPadNc1543 . 12经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力4.4 定位误差分析该夹具以一面一销两左右调节支撑定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。机械制造技术课程设计- 26 -gwj与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：j MjjjWDADZWj由参考文献5可得：定位销的定位误差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm， 1min0mm2min0.034mm 0.063D Wmm .0.0032J Wmm 夹紧误差 ： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值： 1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 查5表 1215 有。 10.004,0.0016,0.412,0.7RazHBKKCn cos0.0028j jymm 磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0 夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：0.0850.3jwmmmm 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.5 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为镗床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为精铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。机械制造技术课程设计- 27 -本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。5 结论课程设计就是我和老师合作的过程,使我们的设计成果短短的时间就渐渐呈现在我们的眼前。看着眼前的手工图纸、CAXA 图和设计计算的手稿，设计过程一幕幕浮现在眼前。课程设计让我学到了很多东西。这次设计可以说是四年的课程学习所掌握的所有机械工程学科的基础知识的融会贯通，因为我们以前曾经学得不是很好，虽然都是理论的东西，学习了马克思主义哲学之后，终于知道理论联系实际才使我们有了更进一步的体会。通过这次课程设计，使我对零件制造过程、加工工艺和夹具设计都有了更进一步的认识，也加深了对大学四年中所学基础知识的学习和理解。课程设计是理论联系实际的最有效方法。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，在实际中往往存在各种问题。这样，在设计时就必须考虑所设计的机构是否合理，在实际运用中能否正常工作，而不仅仅考虑理论上的可行性，课程设计使我学会了从实际出发加工零件和设计夹具。在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。在本次设计中，我学会的如何设计、如何计算，更重要的是我学会了合作，我懂得了有问题就问的重要性。同时，得到了我的指导老师李宝玉老师的大机械制造技术课程设计- 28 -力支持。此外还有同学们的大力帮助，在此表示感谢！由于我们水平所限，设计中难免有错误和不妥之处在此还诚，请指导老师批评指正。无论怎样，这次的课程设计使我获益良多，是我在学校的最后一次答卷，也是我成功迈向社会的第一步。参文考献1 傅水根。机械制造工艺基础M .第二版 北京:清华大学出版社，2004.2 王贵成.机械制造学M。北京：机械工业出版社，2001.3 邓文英。金属工艺学M。第四版。北京：高等教育出版社，2000。4 袁国定，朱洪海。机械制造技术基础M。南京：东南大学出版社，2000.5 许晓静，王宏宇。机械制造基础M.北京：化学工业出版社，2004。6 罗阳，刘胜青。现代制造系统概论M。北京：北京邮电大学出版社，2004。7 周宏甫。机械制造技术基础M.北京：高等教育出版社，2004。8 卢秉恒。机械制造技术基础M.北京：机械工业出版社，1999。9 魏康民。机械制造技术基础M.重庆：重庆大学出版社，2004。10 宋续丁。机械制造设计基础M.西安：西北工业大学出版社，2000。11 李凯岭，宋强。机械制造设计基础M.济南：山东科学技术出版社，2005。12 王先逵。机械制造工艺学M.北京：清华大学出版社，2000。机械制造技术课程设计- 29 -13 张福润。机械制造技术基础M.武汉：华中科技大学出版社，2000。14 任家隆。机械制造技术M.北京：机械工业出版社，2000。15 袁哲俊。精密和超精密加工技术M.北京：机械工业出版社，1999.16（德）Bruno lotter。西德工业产品装配技术。付参力，刘增译。沈阳：沈阳冶金机械专科学校，1990.17（美）Paul Kenneth Wrigh 著。21 世纪制造。冯常学译。北京：清华大学出版社，2004致谢四年的大学生活就这样结束了，在这四年中我要感谢我的老师和我的同学们，谢谢老师们和同学们在大学中给予我的关怀和支持，在我需要关心和帮助的时候你们都伸出了友谊的手，谢谢老师们传授给我基础知识让我能用自己的方法去看问题研究问题，谢谢老师们传授给我专业知识让我能对所学专业更深刻的了解。师恩永不忘！我还要感谢我的父母，是他们在学习和生活上一直支持着我并且给了我无限的帮助，也给了我很多的空间。还要感谢 06 设计 6 班的所有老师、同学们，和你们在一起的四年的时间我永远都不会忘记，和你们一起的日子我是最幸福的！最后，很感谢阅读这篇课程设计（论文）的老师们。感谢您们抽出宝贵的时间来阅读这篇课程设计（论文） 。