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1、学 号：2010401201xx课 程 设 计题 目汽车零件机械加工工艺规程及专用机床夹具设计教 学 院机电工程学院专 业机械设计制造及其自动化(车辆工程方向班 级10车辆工程姓 名指导教师2013年6月20日20122013学年第二学期课程设计任务书设计名称：汽车零件机械加工艺规程及专用机床夹具设计班级：10车辆地点： J4-309一、课程设计目的车辆制造工艺学课程设计是在完成了车辆制造工艺学课程的理论教学后的实践性教学环节。其目的是：通过该课程设计，使学生在理论教学的基础上进一步巩固汽车制造工艺知识，初步掌握汽车零件机械加工工艺规程的编制方法，学会查阅有关资料；掌握工件在夹具中的定位夹紧原
2、理专用机床夹具的设计方法，提高结构设计能力。二、课程设计内容（含技术指标）制定指定零件的机械加工工艺规程；设计指定工序的专用夹具。具体内容如下：1对零件进行结构工艺性分析，画零件图（1）了解零件的性能、用途和工作条件；（2）分析零件各项技术要求；（3）分析零件的毛坯、材料、热处理要求及机械加工的工艺性。（4）画零件图1张。2制定零件机械加工工艺规程（1）按基准的选择原则确定零件的定位基准；（2）确定零件各表面的加工方法并划分加工阶段；（3）安排加工顺序，拟定工艺路线；（4）初步选择各工序所采用的设备；（5）填写完整的机械加工工艺过程卡1份。3确定工序具体内容（1）确定指定工序的加工余量、工序尺
3、寸和公差；（2）确定指定工序机床的规格、精度及刀、量具；（3）确定指定工序的切削用量；（4）计算指定工序的单件工时；（5）填写完整工序卡片1张。4设计指定工序的专用夹具（1）确定工件的定位方案和刀具的对刀、导向方式；（2）确定夹紧方案；（3）确定夹具结构；（4）绘制夹具装配工作图1张；（5）绘制夹具零件图1张。5整理课程设计说明书1份。三、进度安排1对零件进行结构工艺性分析，画零件图（1天）2制定零件机械加工工艺规程（2天）3确定工序具体内容（1天）4设计指定工序的专用夹具（57天）5答辩（1天）四、基本要求1设计资料齐全；2工艺方案合理，工艺文件符合规定的工作量；3夹具结构合理，图样数量符合
4、绘图工作量；4图样规范，装配图和零件图内容完整，图面质量好，错误少，5设计说明书内容完整，书写规范，语句通顺，层次分明。6答辩时自述清楚，能正确回答老师所提出的问题。车辆与交通系2013.4.26目 录序 言 5一、零件的分析 5（一）零件的功用 5（二）零件的工艺分析 6二、工艺规程设计 6（一）确定毛坯的制造形式 6（二）基面的选择 6（三）制定工艺路线 7（四）机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的的确定 8（五）确定切屑用量及基本工时 9三、夹具设计 14（一）对机床夹具设计的要求 14（二）确定夹具的结构方案 15四、总 结 17参考文献 19序 言这次的课程设计是在我们课程结束后进行的
5、，经过几个月的学习也该是进行实践的时候了，用实践检验自己的的能力，及所学的知识，还有就是通过此次的设计来学一些课外知识，这是在以后的工作中都要具备的，在学校的课程设计中体验将来工作的过程，这是很有必要的，能让我们更快的适应社会和工作。由于能力有限，设计中上有许多不足之处，还望各位老师不吝赐教。一、零件的分析（一）零件的功用机械中的拨叉，一般分为拨叉爪子，拨叉轴和拨叉手柄座。主要是拨动滑移齿轮，改变其在齿轮轴上的位置，可以上下移动或左右移动，从而实现不同的速度。或则是机械产品中离合器的控制，比如端面结合齿的结构，内外齿的结构，都需要用拨叉控制其一部分来实现结合与分离。 由于拨叉在改变档位时是要承
6、受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件要具有足够强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。（二）零件的工艺分析拨叉2共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：1.以m孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：H9的孔及其倒角和孔的两端面。其中主要加工的面为H9的孔。2.以H的螺纹孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：钻M10螺纹底孔、铣mm外端面和锥H的螺纹孔。其中主要加工面为H的螺纹。3.以R30的圆弧面为中心的加工表面这一组加工表面包括：R24和R30的两个圆弧面以及两圆弧面之间的阶梯面。这三组加工表面有着一定的位置度关系，H9的孔与两端面间的阶梯面见的垂直度公差为0.05。由以上
7、分析可知，对于这三组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另两组表面，并且保证他们之间的位置精度要求。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件的材料为灰铸铁HT200。根据选择毛坯应考虑的因素，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而铸造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用铸造方法。灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。在制定加工工艺时应考虑这些基本因素。（二）基面的选择基准选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题
8、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。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，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粗基准。根据这个基准选择原则，（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，（三）制定工艺路线拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提
9、高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。制定工艺路线的出发点，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。1.工艺路线方案一工序 铣28mm外圆两端面，粗基准选择以28mm的外圆。工序 钻铰19H9mm中心孔并倒角。工序 铣20mm外圆端面，以19H9的中心轴为基准。工序 钻M10螺纹底孔工序并攻螺纹。工序 铣R24mm的圆弧面及侧面，以19H9的中心轴为基准。工序 镗R30mm的上下凸出端面。工序 检查。2.工艺路线方案二工序 铣28mm外圆两端面，粗基准选择以28mm的外圆。工序 钻18.85H9mm中心孔。工序 铰19H9mm中心孔并倒角。工序 铣
10、20mm外圆端面，以19H9的中心轴为基准。工序 钻M10螺纹底孔。工序 攻螺纹。工序 铣R24mm的圆弧面及侧面，以19H9的中心轴为基准。工艺 镗R30mm的上下凸出端面。工序 检查。3.工艺方案的比较及分析上述两个工艺的特点在于：方案一是利用复合式机床，钻、铰19H9mm的中心孔在同一工艺步骤，减少不同工序拆装工件的时间上浪费，提高了加工工艺的效率；而方案二则与此相反，采用独立式机床，保证了零件的加工质量。两相比较可以看出方案一将方案二中的工序和工序、工序和工序进行整合，采用一个工序两个工位。经过整合后，在加工的时候只要进行一次装夹，这样不仅可以减少装夹加工时间也可以提高加工精度。因此，
11、最后的加工路线确定如下：工序 铣28mm外圆两端面，粗基准选择以28mm的外圆。工序 钻铰19H9mm中心孔并倒角。工序 铣20mm外圆端面，以19H9的中心轴为基准。工序 钻M10螺纹底孔工序并攻螺纹。工序 铣R24mm的圆弧面及侧面，以19H9的中心轴为基准。工序 镗R30mm的上下凸出端面。工序 检查。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺制造综合卡片”。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的的确定“变速叉”零件材料为灰铸铁（HT200），生产型为大批量生产，采用手工砂型铸造毛坯。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、工序尺寸及毛胚尺寸如下：1.外圆端面（28mm ）参
12、考机械加工工艺手册，精度等级IT12，加工余量Z=3.5-5.0mm。2.通孔（19H9mm ）参考机械加工工艺手册，精度等级IT11，加工余量Z=3.5-4.5mm，钻孔18.85+0.045 0mm,铰孔19+0.045 0mm。3.外圆端面（20mm ）参考机械加工工艺手册，精度等级IT11，加工余量Z=3.5-4.5mm。4.R24圆弧面参考机械加工工艺手册，精度等级IT12，粗铣加工，加工余量Z=3.5-5.0mm。5.R30圆弧面参考机械加工工艺手册，精度等级IT12，粗铣加工，加工余量Z=3.5-5.0mm。由于设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工零件。因此在计算最大、
13、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。（五）确定切屑用量及基本工时第二速及第三速变速叉所使用的材料为灰铸铁HT200。工序 铣28mm圆端面1.加工条件 机床：功率P=4.5kw 的X61W型万能铣床（查制造工艺表3.2）刀具：立式端铣刀刀片材料：硬质合金，（查切屑用量简明手册查表3.1 ）2.选择切屑用量查切屑用量表3.1 铣销宽度de=2890mm,ap=34mm查切削用量表3.1-6 选YG6硬质合金端铣刀直径d=80mm 故齿数Z=10 且每齿进给量fz=0.1mm/z由于加工余量不大，故一次铣完。则ap=5mm选fz=0.1mm/z故齿数Z=10 且每齿进给量fz=0.1mm/
14、z由于加工余量不大，故一次铣完。则ap=5mm铣刀磨钝标准及寿命根据切屑用量简明手册查表3.7 铣刀刀齿面最大磨损量为1.5mm由于铣刀直径d0=80mm,故刀具寿命T=180min(简切屑余量表3.8决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf根据切削用量查表3.16，当d0=80mm,z=10,ap5mm,fz0.1mm时Vc=98mm/min ,n=388r/min,vf=311mm/min各修正系数为：= =1.42， = =1.0故 = =mm/min= =r/min= =mm/min 根据X61W型万能铣床说明书，由切削用量查表3.30选择 n=590r/min Vf=510mm/min因此实际切削速度和进给量为：=m/min5）校验机床功率由表3.24 当铸铁硬度在146至173之间时， =5mm=28 =510mm/min近似=2.7kw根据X61w型说明书，表3.30机床主轴允许功率为=4.5kwPc 因此所选切削用量可采用，即 =5mm，=510mm/min n=590r/min=148.2m/min =0.086mm/zl=28mm L=l+由表3.26得 =86）计算机基本工时s工序 钻铰19H9mm孔并倒角钻孔18.85+0.045 0mm查切削
