　　　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

Abstract

　　　This 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 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

摘要1

Abstract2

1序言4

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7

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

4夹具设计23

4.1钻床夹具设计（1）23

4.2钻床夹具设计（2）27

5结论30

参考文献32

致谢33

1序言

　　　毕业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,希望能通过毕业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

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。

CA10B解放牌汽车变速叉零件图.gif

CA10B解放牌汽车变速叉毛坯图.gif

工序十二.gif

工序一.gif

工艺过程卡.gif

钻19孔夹具体.gif

钻19孔装配图.gif

内容简介：: 机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计（论文）开题报告书黑龙江八一农垦大学本科毕业设计(论文)开题报告姓名：学院：工程学院专业: 机械设计制造及其自动化学号：课题名称：设计CA10B解放牌汽车变速叉的工艺规程及工艺装备任务书指导教师：研究起止日期：2010 年 3月2010年6月一、论文选题的目的和意义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。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。2、国内外研究现状及发展趋势：工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物，从英国莫里斯的“工艺美术运动”，到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿，探索，形成，发展百余年的历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研究体系。 1980年国际工业设计协会理事会（ICSID）给工业作了明确定义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练，技术知识，经验及视觉感受，而预示材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工，装饰以新的品质和规格，叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作，而且需要工业设计师对包装、宣传、展示，市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴。材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。任何设计都是时代的产物，它的不同的面貌，不同的特征反映着不同历史时期的科学技术水平。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。三、研究的主要内容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。四、研究方法及技术路线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。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。五、课题的研究进度第一阶段（2010年3月10-2010年3月31）材料的搜集整理查阅相关资料；本阶段需要完成与课题相关的调研工作，并对相关的文章进行搜集、整理，选出与设计有关的资料备用，说明其优点所在，绘制零件图，选出最佳方案。第二阶段（2010年4.1-2010年5月10）方案设计，总体布置设计。本阶段主要清楚的表达出相关方案设计，总体布置设计.如果有不合适的地方应进行修改，计算，使之满足生产要求。第三阶段 (2010年5月11-2010年6月10) 绘制装配图撰写设计说明书本阶段主要完成与方案相符合的文章的撰写，包括摘要、前言、设计步骤、内容、参考文献等。图纸的绘制、装配图、零件图。六、预期结论而本次对于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,希望能通过毕业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.七、参考文献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。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指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师：年月日所在专业审查意见：负责人：年月日- 5 -CA10B解放牌汽车变速叉的工艺规程和工艺装备的设计学生姓名指导教师设计内容 1 零件的分析2 确定毛坯的制造形成3 零件的工艺分析4 基面的选择5 工艺规程设计6 工艺路线的拟定7 夹具的设计 1 零件的分析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车达到变速的目的 2 确定毛坯的制造形成零件材料为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 3 零件的工艺分析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1 以mm孔为中心的加工表面2 以mm孔为中心的加工表面 4 基面的选择 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 2 精基准的选择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 5 工艺规程设计 1加工工艺过程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 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变速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产率的条件下应选择价格较底的机床 6 工艺路线的拟定粗铣槽粗铣槽的两侧面粗铣孔上端两端面槽倒角钻铰孔并倒角钻M10螺纹孔并倒角攻螺纹M10 粗铣孔的两端面粗镗孔精镗孔孔倒角精铣孔的两端面终检 7 夹具的设计 7 1攻钻M10螺纹孔夹具的设计利用本夹具主要用来钻攻M10 x1螺纹孔加工时要满足粗糙度要求为了保证技术要求最关键是找到定位基准 7 2孔的加工夹具的设计本夹具主要用来对孔进行加工这个孔尺寸精度要求为H7 表面粗糙度Ra1 6 钻扩粗铰精铰以可满足其精度感谢各位老师及同学学士学位毕业设计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中国大庆20010 年 5 月黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 0 -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黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 1 -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 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目录目录黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 2 -摘摘要要.1 1ABSTRACTABSTRACT.2 21 1 序言序言 .4 41.11.1 机械制造工艺的目标机械制造工艺的目标 .5 51.21.2 工艺的任务工艺的任务 .6 61.31.3 工艺规程的基本要求工艺规程的基本要求 .7 72.2.零件的分析零件的分析.9 92.12.1 零件的作用零件的作用 .9 92.22.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 .9 93 3 工艺规程设计工艺规程设计 .1 10 03.13.1 加工工艺过程加工工艺过程.1 10 03.23.2 确定各表面加工方案确定各表面加工方案 .1 10 03.33.3 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 .1 11 13.43.4 基面的选择基面的选择 .1 11 13.53.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 .1 13 33.63.6 机械加工余量机械加工余量, ,工序尺寸及毛坯工序尺寸及毛坯尺尺寸确定寸确定. . .1 18 83.73.7 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 .2 20 04 4 夹具设计夹具设计 .2 23 34.14.1 钻床夹具设计（钻床夹具设计（1 1） .2 23 钻床夹具设计（钻床夹具设计（2 2） .2 27 75 5 结论结论 .3 30 0参考文献参考文献.3 32 2致谢致谢.3333 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 3 -1 序言毕业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：黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 4 -(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,希望能通过毕业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，以便刀具能够接黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 5 -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。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 6 -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。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 7 -(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；(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；黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 8 -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. 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 9 -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，黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 10 -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.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。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 11 -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.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。这样可以避免定黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 12 -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。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 13 -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。(1) 工序集中的特点黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 14 -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，使得工件产生的内黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 15 -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工序粗铣距mm 中心 12mm 的两个端面,以mm 孔及19045. 0019045. 00 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 16 -mm 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 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 17 -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。(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。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 18 -(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0.7mm(见表 8-31),铣削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,锻件偏差黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 19 -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 min/108901012. 0mmznffwzm 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 20 - 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 min56. 07 . 02504521mwmfnlllt 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 21 - 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 0.08/zfmm r min/16mV 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 22 - 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.4 夹具设计4.1 钻床夹具设计（1）4.1.1 设计思想利用本夹具主要用来钻攻 M10x1 螺纹孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.1.2 定位基准的选择由零件图可知：在对槽进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔进19行了钻、扩、铰加工，进行了粗、精镗加工。因此，定位、夹紧方案有：2 .82方案：选底平面、工艺孔和大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，19夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面钻孔，以便刀具能加工工件上的小孔。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 23 -方案：选一孔两面定位方式，工艺孔用圆柱销，端面和凸侧面为定位19基准，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压块来夹紧。分析比较上面二种方案：方案中的心轴夹紧、定位是不正确的，孔端19是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。心轴上的开孔也不利于排销。通过比较分析只有方案满足要求，，而保证其尺寸公差要求。图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择端平面和凸侧面和一孔为定位基准来设计钻模，从而满足孔的加工要求。工件定位用两面和一孔定位限制 5 个自由度。4.1.3 切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：立式钻床 Z5125，刀具用高速钢刀具。由参考文献14查表可得：721切削力公式： 1.20.7667fPFDfK式中 mmD100.22/fmm r查表得： 8210.75()736bpK其中： 0.6b0.0048pK 即：955.08()fFN实际所需夹紧力：由参考文献14表得：1 2 1212KFKW有：120.7,0.16安全系数 K 可按下式计算有：6543210KKKKKKKK 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 24 -式中：为各种因素的安全系数，见参考文献14表可得： 60 KK1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 955.08 1.561489.92()KfWK FN由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用圆偏心夹紧机构。取，1.56K 10.720.16查参考文献141226 可知夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：)(210tgtgQLWz式中参数由参考文献14可查得： 6.22 2.76zr 90105922 29其中： 33()Lmm)(80 NQ 螺旋夹紧力：04748.2()WN由上述计算易得： 0KWW因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.1.4 误差分析与计算该夹具以两面一孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为 12.5。该孔次性加工即可满足要求。由参考文献14可得：夹紧误差： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值：1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 25 -由参考文献14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. 04.1.5 导向方案及导向元件的选择和设计导向方案的选择由于零件的生产类型为大批生产，考虑钻套磨损后可以更换，选择标准结构的可换钻套。根据参考文献14，钻套至工件表面的距离按（11.5）d = 57.5 mm 选取，考虑本工序加工时钻头较细，防止切削把钻头憋断，应有足够的排屑空间，钻套至工件表面的距离取 6mm。导向元件的设计根据参考文献14，衬套与钻模板的配合可以选 H7/n6，钻套与衬套的配合可以选 F7/m6。根据参考文献14，确定可换钻套。根据参考文献14，确定衬套。定位误差的计算根据参考文献14，导向误差为：1/ )(.2/ )(2/ )(1123bhddpddKddKT式中:d可换钻套内孔最大直径；mmd022. 5d1钻头最小直径，根据 GB3136-85 ；d2可换钻套外径最小直径d3固定衬套内孔最大直径e可换钻套内外径轴线的偏心量l 可换钻套导向长度 h钻套至工件之间的距离；b钻孔深度黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 26 -K配合间隙的概率系数m可换钻套安装偏心的概率系数；p钻头偏斜的概率系数将以上各个参数代人上式得：T = 0.035mm1/3 X 0.2mm,可以保证位置度要求。偏心轮兼有定心和夹紧的作用，能保证槽面与偏心轮接触良好，定位误差小，而且结构简单，操作方便。4.1.6 夹具操作说明本夹具用于在钻床上加工 M10x1 螺纹孔。工件以端平面、凸侧面一孔为定位基准，在带台肩心轴和支撑板上实现完全定位。采用圆偏心机构推动压块夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。4.2 钻床夹具设计（2）4.2.1 设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为 H7，表面粗糙度19Ra1.6，钻、扩、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。4.2.2 定位基准的选择据参考文献4知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工H7 孔时，采用孔及端面1919作为定位基准。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 27 -4.2.3 切削力及夹紧力的计算钻孔切削力：查参考文献14P70 表 3-6，得钻削力计算公式： HBSDP6 . 09 . 06 .70式中 P钻削力t钻削深度, 40mmS每转进给量, 0.35mmD麻花钻直径, mm5 .18HB布氏硬度，140HBS 所以HBSDP6 . 09 . 06 .70 =800（N）钻

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