【工装夹具类】CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉”机械加工工艺规程及其M10x1螺纹孔加工夹具设计【CAD图纸和说明书】
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【工装夹具类】CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉”机械加工工艺规程及其M10x1螺纹孔加工夹具设计【CAD图纸和说明书】,工装,夹具,ca10b,解放,汽车,第四,第五,变速,机械,加工,工艺,规程,及其,m10x1,螺纹,罗纹,设计,cad,图纸,以及,说明书,仿单
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工程学院机械加工工艺过程卡片产品型号831011 产品型号 共2 页产品名称解放汽车第四及第五变速叉零件名称解放汽车第四及第五变速叉第 1页材料牌号40Cr毛坯种类铸件毛坯外型尺寸218mmx92mmx161mm每毛坯件数1每台件数1备注 工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件00毛坯10铣粗铣16mm槽；金工XA6132型万能升降台铣床专用夹具，W18Cr4V立铣刀，游标卡尺0.29min20铣粗铣16mm槽的两侧面；金工XA6132型万能升降台铣床专用夹具，高速钢三面刃圆盘铣刀，卡板0.56min 30铣粗铣19mm孔上端两端面金工XA6132型万能升降台铣床专用夹具，高速钢镶齿三面刃铣刀，卡板0.11min40车16mm槽1.5*450倒角金工卧式车床C620-1专用夹具，高速钢车刀0.11min 50钻1、 钻孔18.5mm；2、 铰孔19mm；3、 19mm孔倒角1*450金工Z5125立式钻床专用夹具，高速钢钻头，高速钢绞刀，900锪钻0.95min 60钻钻M10螺纹孔并倒角1200金工Z5125立式钻床专用夹具，麻花钻，卡板0.24min 70攻螺纹攻螺纹M10；金工C620-1专用夹具，高速钢螺纹刀0.24min80铣粗铣82.2mm孔端面金工XA6132型万能升降台铣床专用夹具，高速钢圆柱铣刀，卡板0.75min90镗粗镗81.7mm孔；金工T740双面卧式金刚镗床专用夹具，双刃镗刀 0.96min100镗精镗82.2mm孔；金工T740双面卧式金刚镗床专用夹具，双刃镗刀0.64min110车82.2mm孔1*450倒角金工C620-1型车床专用夹具，外圆车刀0.96min120铣精铣82.2mm孔的两端面；金工XA6132型万能升降台铣床专用夹具，高速钢圆柱铣刀 1min130检验入库 标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字 设计（日期）审核（日期）会签（日期） 谢宝亭（2010.4） 2010届本科生毕业论文（设计）中期汇报表 专 业机械设计制造及其自动化学 院工程学院姓 名谢宝亭指导教师李宝玉论文（设计）题 目设计CA10B解放牌汽车变速叉的工艺规程及工艺装备任务书毕业论文（设计）前期工作小结经过了几周的学习和认识对课题有了更加深入的认识。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。在设计时遇到了很多学习时没有接触过的知识，但我在老师和同学的帮助下还是一步一步克服了缺乏相关的知识。在此次设计的中期，我主要是完成CA10B解放牌汽车变速叉的工艺工序设计阶段，填写加工工艺过程卡片和工序卡片并开始进行设计夹具。为最后顺利的完成设计任务打好基础。指导教师意见指导教师签名：填表日期：2010-5-01外文原文： is or to It in so on on of to be or is a in in so on If is to on to on in a do of he as on a to to is is to in a On be on if a to A to is to is to to to A of is an A of in it to a is at is a if to is to In to to of if in in of is to up of in in to s is to is an to to in is be to on In to to on on is is In to on to (1) is (2) (3) of is (4) is (5) is to be to to in on to on of to in to or to in to to in of or in in of is a a to to be In be to so on s to of In to or to s so on to on to In is by in to in to to to of is (a) (b) (c) In of is If is to or In of to to to be to If a in in of In to a up in of or on to so of in to in in be as as to if to to or is in is of is in is it to is on in by to to In is to to on be to In to to to in in on to to in to to to to be of in to to is on to to on of by in to in of In (a) or (b) to to to to be to to (c) as is in (d) is (e) is by to is to of to be to on of to to 译文： 机械设计理论 机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品来满足人类需求的应用技术科学。它涉及工程技术的各个领域，主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的基本构思，还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题。 进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者机械设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在 机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。 如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。 应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部 决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。 一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为 所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合 起来。 新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。 在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即绘制图纸之前被改正掉。只有这 样，才不致于堵塞创新的思路。通常，要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中，采用了某些未被接 受的方案中的一些想法。 心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。 另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。为了进行有效的交流 ，需要解决下列问题： （ 1） 所设计的这个产品是否真正为人们所需要？ （ 2） 此产品与其他公司的现有同类 产品相比有无竞争能力？ （ 3） 生产这种产品是否经济？ （ 4） 产品的维修是否方便？ （ 5） 产品有无销路？是否可以盈利？ 只有时间能对上述问题给出正确答案。但是， 产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行磋商。 通常 ，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的更改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装箱外运前 的试验中才发现设计中的某种缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。 近些年来，工程材料的选择已经显得重要。此外，选择过程应该是一个对材料的连续不断的重新评价过程。新材料不断出现，而一些原有的材料的能够获得的数量可能会减少。环境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面经常会对材料选择附加新的限制条件。为了减轻重量或者节约能源，可能会要求使用不同的材料。来自国内和国际竞争、对产品维修保养方便性要求的提高和顾客的反馈等方面的压力 ，都会促使人们对材料进行重新评价。由于材料选用不当造成的产品责任诉讼，已经产生了深刻的影响。此外，材料与材料加工之间的相互依赖关系已经被人们认识得更清楚。因此，为了能在合理的成本和确保质量的前提下获得满意的结果，设计工程师的制造工程师都必须认真仔细地选择、确定和使用材料。 制造任何产品的第一步工作都是设计。设计通常可以分为几个明确的阶段：（ a）初步设计；（ b）功能设计；（ c）生产设计。在初步设计阶段，设计者着重考虑产品应该具有的功能。通常要设想和考虑几个方案，然后决定这种思想是否可行；如果可行，则应该对其中一个或几个方案作进一步的改进。在此阶段，关于材料选择唯一要考虑的问题是：是否有性能符合要求的材料可供选择；如果没有的话，是否有较大的把握在成本和时间都允许的限度内研制出一种新材料。 在功能设计和工程设计阶段，要做出一个切实可行的设计。在这个阶段要绘制出相当完整的图纸，选择并确定各种零件的材料。通常要制造出样机或者实物模型，并对其进行试验，评价产品的功能、可靠性、外观和维修保养性等。虽然这种试验可能会表明，在产品进入到生产阶段之前，应该更换某些材料，但是，绝对不能将这一点作为不认真选择材料的借口。应该结合产品 的功能，认真仔细地考虑产品的外观、成本和可靠性。一个很有成就的公司在制造所有的样机时，所选用的材料应该和其生产中使用的材料相同，并尽可能使用同样的制造技术。这样对公司是很有好处的。功能完备的样机如果不能根据预期的销售量经济地制造出来，或者是样机与正式生产的装置在质量和可靠性方面有很大不同，则这种样机就没有多大的价值。设计工程师最好能在这一阶段完全完成材料的分析、选择和确定工作，而不是将其留到生产设计阶段去做。因为，在生产设计阶段材料的更换是由其他人进行的，这些人对产品的所有功能的了解不如设计工程师。 在生 产设计阶段中，与材料有关的主要问题是应该把材料完全确定下来，使它们与现有的设备相适应，能够利用现有设备经济地进行加工，而且材料的数量能够比较容易保证供应。 在制造过程中，不可避免地会出现对使用中的材料做一些更改的情况。经验表明，可采用某些便宜材料作为替代品。然而，在大多数情况下，在进行生产以后改换材料要比在开始生产前改换材料所花费的代价要高。在设计阶段做好材料选择工作，可以避免多数这样的情况。在生产制造开始后出现了可供使用的新材料是更换材料的最常见的原因。当然，这些新材料可能降低成本、改进产品的性能。但是， 必须对新材料进行认真的评价，以确保其所有性能都满足要求。应当记住，新材料的性能和可靠性很少像现有材料那样为人们所了解。大部分的产品失效和产品责任事故案件是由于在选用新材料作为替代材料之前，没有真正了解它们的长期使用性能而引起的。 产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材料过程中，五个最常见的问题为：（ a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料；(b)未能预见和考虑擦黑年品可能的合理用途（如有可能，设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来的 许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）； (c)所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定，尤其是当其长期性能数据是如此的时候； (d)质量控制方法不适当和未经验证； (e)由一些完全不称职的人员选择材料。 通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现指明方向。尽管采用最好的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。 从以上的讨论可以看 出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解 . 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： 谢宝亭学 院： 工程学院专 业: 机械设计制造及其自动化学 号： 20064024629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： 李宝玉 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 - 学生姓名：谢宝亭 指导教师：李宝玉 设计内容 1. 零件的分析 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 . 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 . 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 . 19 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。 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。 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 攻螺纹 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 . 45110螺纹孔夹具的设计 利用本夹具主要用来钻攻 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。 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 表面粗糙度 钻、扩、粗铰、精铰以可满足其精度 谢各位老师及同学 黑龙江八一农垦大学毕业论文（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 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 2 - is a to an of is a in to to to of of of in in in be as is to a of is to as of to to to as to to be to is to 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 3 - 目录 摘 要 . - 1 - . - 2 - 1 序言 . - 5 - 械制造工艺的目标 . - 6 - 艺的任务 . - 7 - 艺规程的基本要求 . - 8 - .0 - 件的作用 .0 - 件的工艺分析 .0 - 3 工艺规程设计 . - 11 - 工工艺过程 . - 11 - 定各表面加工方案 . - 11 - 定毛坯的制造形式 .2 - 面的选择 .3 - 艺路线的拟定 .5 - 械加工余量 ,工序尺寸及毛坯尺寸确定 .0 - 定切削用量及基本工时 .1 - 4 夹具设计 .5 - 计思想 .5 - 位基准的选择 .5 - 削力及夹紧力的计算 .5 - 差分析与计算 .7 - 向方案及导向元 件的选择和设计 .7 - 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 4 - 具操作说明 .8 - 参文考献 .0 - 致谢 .1 - 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 5 - 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 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 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 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） - 6 - (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 . 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。 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 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 7 - 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。 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 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 8 - 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。 艺规程的基本要求 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。 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。 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 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 9 - 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。 (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。 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。 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； 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 10 - (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； 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 种生产类型的工艺特征 特征 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 零件生产类型 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。 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 : 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 11 - 9 为中心的加工表面 . 这组加工表面包括 : 19 及其倒角 ,孔上端尺寸为 19 槽 ,槽的外侧厚度为 19 2还有孔下端 螺纹孔 . 10为中心的加工表面 . 这组加工表面包括 : 10 10距纹孔中心线 主要是 : 10 与其外端面垂直度公差为 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 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。 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 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 12 - 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。 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，要求公差为面粗糙度为 m，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。 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 且零件的轮廓尺寸不大 ,故采用模锻成型 保证加工精度上考虑 ,也是应该的 . 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 13 - 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 . 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， 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 14 - 达到定位要求。 现选取 19 的外轮廓不加工面作为粗基准 ,利用一组共两个 V 形块夹持外轮廓做为主要定位面 ,以消除自由度 . 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 . 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 15 - 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 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 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。 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 80 90 c 的含 打及 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 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 16 - 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 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。 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 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 17 - 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糙度为 100 m。 (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 面粗糙度为m。 (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 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 面粗糙度为 m。 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。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 18 - 艺路线 工序 粗铣 16 ,以 19 定位 . 工序 粗铣 16 的两侧面 ,以 19 定位 . 工序 粗铣距 19 心 12两个端面 ,以 19 及16 底为基准 . 工序 16 两端 450倒角 . 工序 钻铰 19 并倒角 . 工序 钻距槽 (16 2面 纹孔并倒角 . 工序 攻螺纹 工序 粗铣 的两端面 . 工序 粗镗 . 工序 精镗 . 工序 1 450倒角 工序 精铣 的两端面 . 工序 终检 . 上述方案主要是以 19 位基准 ,来加工 16 ,纹 ,槽的两侧面 ,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 16 ,以 19 的外轮廓为粗基准定位 ,选用万能升降台铣床 及专用夹具 . 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 19
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