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1、车辆与交通工程学院课程设计说明书设计类型 设计题目变速叉第一档及倒车专业班级车辆1202班 学生姓名朱建华完成日期指导教师李水良 马心坦 目 录第一章 概述01第二章 机械加工工艺规程的制定07第一节 零件的分析08第二节 工艺过程的拟定 .10第三节 工艺文件的填写 12第三章 机床夹具设计 14第一章 概述机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。 一、课程设计的目的工艺课程设计是在学完了机械制造工艺学课程后，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环
2、节，其目的在于：1.培养学生运用机械制造工艺学及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。2.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。3.培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。4.进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。二、设计内容、技术条件和要求本次设计要求编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程，设计其中一道工序（同组不能重复）的专用夹具，并撰写设计说明书。具体内容如下：（1）毛坯图 1张（2）零件图
3、 1张（3）机械加工工艺过程卡 1套（4）机械加工工序卡 1张（5）机床夹具总装图 1张（6）机床夹具零件图 1张（7）课程设计说明书 1份四、课程设计进度安排按照教学计划，本课程设计时间为2周，其进度及时间安排分配如下（仅供参考）: 1.明确生产类型，熟悉零件及各种资料，对零件进行工艺分析约占0.5天。2.工艺设计（拟订工艺路线，选择加工设备与工艺装备，填写工艺过程卡片）约占1.5天。 3.工序设计（加工余量，切削用量，工序尺寸，时间定额，工序简图，填写工序卡片）约占1.5天。 4.夹具设计（总图、零件图）约占4.5 天 5.撰写设计说明书约占1.5天。6.答辩约占0.5 天。五、注意事项：
4、1、设计中制图按照标准、规范进行。标题栏、明细栏格式见附录。2、综合工艺过程卡、工序卡按照附录规定格式要求填写。3、工序简图应标注的四个部分：（1）定位符号及定位点数；（2）夹紧符号及指向的夹紧面；（3）加工表面，用粗实线画出加工表面，并标上加工符号，其中该工序的加工表面为最终工序的表面时，加工符号上应标注粗糙度数值。其他工序不标粗糙度数值；（4）工序尺寸及公差。定位、夹紧符号参见附录。第二章 机械加工工艺规程的编制第一节 零件的分析一、零件的分析(一)零件的作用题目所给的零件是变速叉第一档及倒车。它位于汽车变速机构中，主要起换档，使汽车按照驾驶员的要求挂档或倒车。(二)零件的工艺分析零件的材
5、料为20号结构刚，生产类型为大批量生产，毛坯制造方法为模锻。此零件形状不太复杂，重量较轻，模锻方便可行。以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的要求：1、叉头孔19以及与此孔相通的M10螺纹孔2、叉头内圆弧表面。3、叉头内圆弧上下平面。各个被加工表面粗糙度要求不高，形位要求无。对于叉头，须经热处理以保证强度要求。由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二、确定毛坯加工余量1、选择毛坯制造方法此次零件为2
6、0号结构用钢，生产类型为大批量，形状不太复杂，故采用模锻生产。2、确定毛坯余量。查毛坯余量表，确定各加工表面的总余量、毛坯的尺寸及公差。3、绘制毛坯图。毛坯轮廓用粗实线绘制，零件实体用双点画线绘制，比例尽量取1:1。毛坯图上应标出毛坯尺寸、公差、技术要求，以及毛坯制造的分模面、圆角半径和拔模斜度等。第二节 工艺路线的拟定一、定位基准的选择 1 粗基准的选择：以零件的叉头下端面为主要的定位粗基准，以叉头内圆上下表面为辅助粗基准。 2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，叉头上下表面为辅助的定位精基准。二
7、、制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。查机械制造工艺设计简明手册选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：1铣端面粗铣拨叉轴孔两端面2铣端面粗、精铣叉头上下端面5钻孔钻，扩，铰拨叉轴孔10倒角拨叉轴孔倒角15铣端面铣叉头内圆弧面20倒角叉头内圆弧端面倒角25铣平面铣叉口两内平面30钻孔钻紧固螺纹孔35攻丝攻丝紧固螺纹孔40去毛刺，清洗45热处理50去毛刺，清洗55终检检验各个尺寸三、机械加工余量、工序尺寸
8、及公差的确定经查毛坯余量表，确定各加工表面的总余量、毛坯的尺寸及公差如下表：四、确定切削用量及时间定额：工序 铣叉头内圆弧面1. 加工条件工件材料：20号结构用钢,热处理前HB =130170，热处理后Rc=5863。模锻;加工要求：钻扩铰拨叉轴孔，使其达到直径19，上偏差0.045，下偏差为0.机床：M1-25立式钻床；刀具：GB1440-85锥柄加长麻花钻，GB1141-84整体高速钢锥柄扩孔钻，GB4252-84硬质合金锥柄机用铰刀。加工要求：钻17.5孔，扩孔达到18.7，铰刀铰到19H8，粗糙度要求为Ra3.2； 2.计算钻削用量工步一： 钻孔至17.5孔1） 确定进给量f：根据简明
9、机械加工工艺手册表11-10，查得d0=17时进给量为f= 0.35-0.43mm/r，L/d=35/19=1.84，乘以修正系数0.5；根据金属机械加工工艺人员手册表8-31取进给量f=0.200mm/r；2） 确定切削深度 ：切削深度=/2=20/2=10mm3） 确定切削速度 ：根据简明机械加工工艺手册表11-12，查得v=0.25m/s,根据 = =6.7r/s=402r/min,4） 机动工时：由机械加工工艺手册表10.4-43查得钻孔机动工时为： 其中-机动时间； -工件切削部分长度；-切入量； -超出量， f-进给量； n-工件或刀具转速；-工件已加工表面直径； -工件待加工表面
10、直径；-刀具主偏角；= ； =2-4mm；取45，取0，=35mm，=0mm，=3mm，机动工时tm=(35+0+3)/(402*0.2)=0.47min 工步二：扩孔到18.75mm利用钻头将17.5mm孔扩大至18.75mm, 根据简明机械加工工艺手册表11-15查得：1）切削深度：0.05D =0.05*19=0.95mm;2）进给量f ：（2.2-2.4） f=2.3*0.2=0.46mm;3）切削速度v：（- ） v=*0.4=0.2m/s。（其中D为加工孔径，为钻孔进给量，钻孔切削速度）=3.35r/s=201r/min4） 机动工时：由机械加工工艺手册表10.4-43查得扩孔机动
11、工时为： =；=2-4mm，取45=35mm，=3.6mm，=4mm，机动工时tm=(35+3.6+4)/(201*0.46)=0.46min工步三:铰孔到19H8 1）进给量f ：根据简明机械加工工艺手册表11-16查得f=0.30-0.40mm.取f=0.35mm/r；2）切削深度：由于精铰的切削深度为0.06-0.20，故取=0.20mm；3）切削速度v：根据简明机械加工工艺手册表11-17查得得v=0.275m/s =4.67r/s=280r/min根据金属机械加工工艺人员手册表8-3可得，故实际切削速度为280r/min。4） 机动工时：由机械加工工艺手册表10.4-43查得钻孔机动
12、工时为： =；=10-45mm，取15=35mm，=5.15mm，=20mm，机动工时tm=(35+5.15+20)/(280*0.35)=0.51min第三章 夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。经过小组讨论，我负责第5工序：钻，扩，铰19孔的钻床夹具。所用机床为M1-25型立式钻床，大批量生产。4.1问题的提出 本夹具主要用于钻19孔，来夹紧工件，使之在进行钻孔加工时保证其正确位置不改变。由于是大批量生产，且要保证加工的精度，所以，本道工序加工时，主要应该考虑如何提高精度，在此基础上在一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。4.2定位基准的选择 本道工
13、序加工19孔，采用拨叉下端面为基准定位，既可以提供精基准，又可以限制3个自由度；在拨叉外轴最大处加上V型块可以限制2个自由度，即满足定位。压紧机构采用移动压板。4.3切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成22孔的钻孔加工，根据简明机械加工工艺手册得 1钻削力 = 833.85*19*0.200.7*0.75=3851.45N其中数据根据简明机械加工工艺手册查表11-14得：=833.85，=19，=1,f=0.200, 45钢=500MPa,= （/735）0.75 =（500/735）0.75=0.75,2钻削力矩 =333.59*191.98*0.200.8*0.75=18.57(N.M)其中数据根据简明机械加工工艺手册查表11-14得：=333.54,=19,=1.9,=0.8,f=0.200, 45钢=500MPa,= （/735）0.75 =（500/735）0.75=0.75,3钻削功率=2*3.14*18.75*6.70*0.0001=0.78Kw 由于本道工序加工工艺孔时,夹紧力方
