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1、1课 程 设 计 任 务 书一、题 目： 机械加工工艺规程及夹具设计 二、时 间 ： 自 年 月 日至 年 月 日止三、要 求： 1.编制零件的加工工艺过程卡、检验卡和各道的工序卡。 2.绘制零件图一张。 3.绘制夹具装配图一套及夹具体零件图一张。 4.编写课程设计说明书一份。 指导教师 ： 下达 时间： 年 月 日2前 言本课题主要研究主离合器分离叉的机械加工工艺并设计出一套主要工序的专用夹具。机械加工工艺过程，是指在生产过程中，利用机械加工方法直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置与性质等，使其成为成品或半成品的过程。而规定产品或零部件制造过程和操作方法的工艺文件称为工艺规程。机械加工工艺
2、规程及夹具的设计对产品制造质量具有十分重要的意义。生产出来的产品的质量需要靠优良的制造技术来保证。它不仅是组织车间生产的主要技术文件，也是生产准备与计划调度的主要依据，还是新建工厂、车间的基本技术文件。机床夹具的使用不仅可以确保工件、机床与刀具的相对位置，还可以降低对工人技术水平的要求，减少装卸工件的时间等等。因此机床夹具使用相当广泛。本课题中分离叉主要用于离合器和减速器中，起拔动作用。只有设计出正确、合理的工艺规程及相应夹具，才能使分离叉的各技术参数达到设计要求，保证分离叉功能满足要求。因此，设计出正确、合理的机械加工工艺规程及专用夹具对于制造出合格的分离叉来说具有重要意义。3第一章 绪论1
3、.1 机械制造工艺的现状及发展趋势1.1.1 机械制造工艺发展现状机械制造工艺不断发展到今天，其概念和内涵也在不断拓展。相较于传统“工艺”热加工、冷加工、装配三大部分外，现代“工艺”演变成了一个包含物质流、信息流和能量流的完整制造技术体系，并以整个制造过程为服务对象。对于传统的机械制造工艺，外圆表面的加工一般可以采取车削、成形车削、旋转拉削、铣削外圆、横磨、研磨、普通外圆磨、无心磨、车铣和滚压等方式。内圆表面加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、拉孔、镗孔、磨孔、挤孔等等。平面加工方法有刨销、铣削、插削、车削、磨削、拉削等。目前，我国制造业正处于发展阶段，一些高科技技术如自动化控制技术、电磁技术、纳米技
4、术、激光技术等等已经在制造领域得到应用。目前我国工艺发展重点是创新设计、并行设计、改性技术与现代成形、材料成型过程仿真与优化等。先进制造工艺的应用，使工艺流程中辅助工序、辅助工装以及材料的配套发展得到重视，并注重搬运、贮存、检验和包装过程，积极采用先进的信息技术和管理办法。计算机辅助工艺设计（CAPP ）作为产品设计与制造的桥梁，已经逐渐得到开发与运用。1.1.2 机械制造工艺发展趋势现代机械制造技术将会向着满足日益增长的加工质量、经济、环保要求方向发展。先进制造技术相对于传统制造不仅精度高，而且重视技术与管理的结合，机械制造工艺也将越来越多地采用先进制造技术来保证生产质量与效率。工艺过程将做
5、到“绿色”、“快速”、“高效”、“节省”。机械制造方法将朝着自动化、精密化、信息化、智能化的方向发展。自动化技术已经并将继续融入到机械制造技术当中。计算机辅助工装设计（CATD）与计算机集成制造系统（CIMS）就是典型的例子。信息技术的应用，如 CAD、CAE、CAPP 等技术，使研发、制造周期更短，效率更高。随着数控技术的广泛应用，工艺过程将会更加精密，纳米技术、激光加工技术等一些先4进制造技术将会使加工过程实现精密化。“智能化”要求机械制造过程具有强大的自我判断和自我纠错能力，是机械制造工艺应该也必须努力发展的“前景”。1.2 机床夹具的现状及发展趋势1.2.1 机床夹具的发展现状夹具作为
6、机械加工中不可缺少的部件应用十分广泛。夹具一般由定位元件、夹紧装置、对刀、引导元件或装置、连接元件、其它装置或元件、夹具体几个部分组成。常见的定位元件包括支承钉、支承板、定位销、心轴、锥销、锥套、V 型块、定位套、半圆孔、顶尖等。典型的夹紧机构有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、圆偏心夹紧机构、定心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构等等。夹紧动力装置可以采用机械式、气动、液动、真空夹紧、电磁夹紧等多种方式。定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具最重要也是最基本的组成部分。随着近年来数控机床、加工中心 FMS 等的广泛应用，夹具的制造水平要求也越来越高。最早的夹具是专用夹具模式，不过随着制造技术的发展，组
7、合夹具、通用夹具越来越普遍。数控装备的广泛使用更是暴露了专用夹具生产周期长、保存占地面积大的缺点。随着夹具从专用化向通用化、标准化方向的发展，组合夹具应运而生。近年来出现的组合夹具是在槽系和孔系组合夹具上发展而来，往往集中了通用夹具与专用夹具的主要功能，多在数控机床和加工中心上使用。近年来，计算机辅助夹具设计（CAFD ）发展成为 CAD/CAM 集成技术的一个重要组成部分。但目前 CAFD 技术从理论到实践还有比较长的路要走，它现在还只处于元件图形库和交互式阶段，仍未出现相应的商品化软件。1.2.2 机床夹具的发展趋势当前机床夹具呈现出精密化、高效化、标准化、柔性化、主动化的发展方向。加工质
8、量要求的提高促使机床夹具精度不断提高，以使工件装夹、定位更加精准，同时也提高夹具引导刀具的精度。减少工件加工周期与辅助时间是提高生产效率的重要途径。因此，夹具的高效化也是一种必然趋势。当前最5常见的高效化夹具有高速化夹具、自动化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。夹具的标准化有利于减少生产成本，缩短生产准备周期。现代化夹具的一个主要发展方向就是夹具柔性化。机床夹具柔性化主要是通过组合、调整等方式来适应工艺的可变因素。夹具的主动化表现为夹具主动夹紧工件，以防止夹具突然松开现象的出现，使工件夹持可靠。计算机辅助夹具设计作为应用组合夹具的一项关键技术，需要突破自动化、智能化程度低这一难关，需提高其智能反馈
9、应用功能。1.3 本课题研究的主要内容本课题研究的主要内容分为离合器分离叉的机械加工工艺规程设计与重要工序机械加工专用夹具设计两部分。1.3.1分离叉机械加工工艺规程设计（1）分离叉零件的工艺性分析。分析分离叉的技术要求，重点分析分离叉的结构工艺性，掌握制定工艺规程时应解决的主要问题。（2）毛坏的选择。毛坯选择是否合理，对零件质量、金属消耗、机械加工质量、加工过程和生产效率等都有直接的影响。毛坯的选择包括毛坯材料、毛坯制造形式的选择与毛坯形状的确定。（3）工艺路线的制定。在这一部分要选择合理的定位基准，划分加工阶段并拟定工艺路线，确定各工序的加工余量和总余量，还要确定主要工序的切削用量与基本工
10、时。本课题分离叉的机械加工拟采用传统加工方法。如车削外圆面，钻床钻孔，镗内孔，铣、磨平面等等。安排分离叉的机械加工工序时，主要遵循基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的几个原则。选择加工方法时由后一道工序往前一道工序考虑。根据分离叉的生产批量大小来确定工序组合是采用工序集中原则还是工序分散原则。1.3.2分离叉专用夹具设计这一部分要确定工件的定位方式，选择合理的定位元件，确定夹紧方式，选择夹紧元件，确定导向装置及其他装置，并确定夹具的总体结构及各部件的关系。设计好专用夹具后还要分析该夹具能否满足加工要求。6当前经济和技术的发展很快，夹具是机械加工不可缺少的部件。在机床向高速、高效、高精密复合
11、智能环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块化、灵活组合、通用、经济的方向发展， 同时也随着机床加工精度的提高为了降低误差，越来越多的厂家对夹具制造的精度要求更高，其中杰根斯公司展出的球锁快速装夹系统，一分钟就能将夹具定位及锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具起到缩短停机时间提高生产效率的作用。由此可见国内外的发展差距。7第 2 章 主离合器分离叉加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目所给的零件是主离合器的分离叉。它位于发动机与手动变速箱之间的离合器系统中，主要起锁定并支撑分离轴承，并与离合器拉线或与随动油缸推杆的一端连接，当离合器踏板的移
12、动通过拉线或推杆传递至分离叉时，分离叉旋转，推压分离轴承因而压下膜片弹簧，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2 零件的工艺分析零件的材料为 HT200，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：(1) 中心圆孔 。以分离叉右端面和外圆柱面为基准进行钻、扩，)(2518.06保证尺寸。(2) M10 的螺纹孔与 11 的孔垂直于中心孔，其中心与端面的距离为 18。以分离叉左端面和 25 圆孔以及键槽为基准进行先钻削加工，再在加工的孔上用丝锥进行攻丝，保证尺寸精度。(3) 拨
13、叉底部键槽：键槽宽度为 6mm，其上偏差为 0.120，下偏差为0.025，键槽与与中心孔垂直，深为 。以分离叉右端面以及 25 圆孔)(8.274.01自定位，以键槽拉刀拉削的方式进行加工保证尺寸精度。(4) 半孔 R7 底端面与中心孔有 的位置关系，其宽为 与中心04. )(1608.孔垂直。由上面分析可知，可以先加工分离叉中心孔，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，并且此分离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。2.2 毛坯的选择2.2.1 毛坯结构选择工艺要求（1） 零件为铸
14、造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：81）铸件的壁厚应合适、均匀，不得有突然变化。2）铸造圆角要适当，的得有尖棱、尖角。3）铸件的结构要尽量简化。4）加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。5）铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。（2） 设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：1）各加工面的几何形状应尽量简单。2）工艺基准以设计基准相一致。3）便于装夹、加工和检查。4）结构要统一，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2.2.2 毛坯的确定本次设计零件材料为 HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为中批生产，故选择金属型铸造毛坯。2.3.选择定位基准2.3.1 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、位置符合图纸要求。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
