变速器二、三档换档叉轴课程设计说明书.doc

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1、本科生课程设计 汽车制造工艺学课程设计说明书院（系）名称汽车与交通工程学院专业名称车辆工程学生姓名学号指导教师2008年3月27日摘 要工艺过程是零件加工设计的重要部分，在实际生产中，是一个复杂而且重要的部分。它影响到产品生产的质量，速度，以及产品的经济性等相关数据，并且要求工艺设计人员有全面的知识，丰富的经验。对于工序的安排，设备的选用，夹具的设计更要能够深远的考虑，做到既省时，又节约的目的。这次课程设计就是一次很好的锻炼了我们在工艺设计方面的实际动手能力。结合着老师对理论知识的讲授，在实际产品的加工上加以运用，以丰富我们对工艺设计的相关知识的提高，巩固。这次课程设计涉及到的知识很全面，包括

2、汽车制造工艺学，金工实习，工程材料，机械制造基础，生产实习等已掌握的科目知识，对我们走向社会是至关重要的。此次课程设计的题目是：工艺规程。参照了东风朝阳机有限公司的生产条件，大批大量生产。对零件的设计内容如下：1）对零件进行工艺分析，画零件图。2）拟订工艺路线。3）选用各工序所采用的设备。4）确定工序的加工余量，工序尺寸和公差。5）确定指定工序的切削用量。6）计算代表性工序的单位工时。7）填写工艺文件。8）设计指定工序的专用夹具。9）撰写课程设计说明书。关键词：工艺，毛坯，夹具设计，误差，定位，夹紧。目 录第一章 前 言1第二章 零件工艺分析22.1零件图分析22.1.1零件的功用22.1.2

3、零件工艺分析22.2确定毛坯22.2.1确定毛坯制造方法22.2.2毛坯尺寸的确定2第三章 制定零件工艺规程33.1选择定位基准33.2拟订零件加工工艺路线33.3机械加工工序设计4第四章 夹具设计144.1 加工表面技术要求分析144.2相关计算14第五章 结 论16参考文献17致 谢18附 录19第一章 前 言汽车制造工艺学课程设计是综合运用有关课程内容,分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节。通过课程设计培养了我制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，我熟悉了有关标准和设计资料，学会了使用有关手册和数据。汽车制造工艺学课程设计的题目一般定为：

4、制定某一零件成批或大批生产加工工艺规程及夹具设计，也可针对一组零件进行成组工艺和成组夹具设计。设计内容为：1）制定指定零件（或零件组）的机械加工工艺规程，编制机械加工工艺卡片，选择所用机床、夹具、量具、辅具；2）对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算;3）确定毛坯制造方法主要表面的总余量;4）确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求;5）对主要工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量;6）设计某一工序的夹具，绘制夹具装备图和主要零件图;7）编写设计说明书。第二章 零件工艺分析2.1零件图分析2.1.1零件的功用：本零件为变速器二、三档换档叉轴。2.1.2零件工艺分析本

5、零件主要加工面是所有外圆表面。是加工工艺需要重点考虑的问题。2.2确定毛坯2.2.1确定毛坯制造方法零件材料为18CrMnTi钢，由于零件大批大量生产，为降低成本，在使用性能满足的条件下，采用棒料。2.2.2毛坯尺寸的确定 零件材料为18CrMnTi钢，毛坯重量为1.521Kg，生产类型为大批大量，采用25长为400棒料。第三章 制定零件工艺规程3.1选择定位基准粗基准选择，对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但是，粗基准不可以重复使用。精基准选择，精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题，以外圆作为粗基准，在两端面打中心孔作以轴线为精基准。3.2拟订零件加工工艺路线制订工艺路

6、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。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，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下降。工艺路线1）工序10 下料；2）工序20 铣两端面钻中心孔（铣钻组合机床）；3）工序30 粗车20外圆（车床CA6140，顶尖）；4）工序40 粗车18外圆（车床CA6140，顶尖）；5）工序50 粗车15外圆（车床CA6140，顶尖）；6）工序60 粗车半圆槽（车床CA6140，顶尖）；7）工序70 半精车20，18，15外圆（车床CA6140，顶尖）；8）

7、工序80 去毛刺（专用设备）；9）工序90 清洗（清洗机）；10）工序90J 中间检验；11）工序100 精车20，18，15外圆；（车床CA6140，顶尖）；12）工序110 磨削半圆槽（磨床M114W，顶尖）；13）工序120 车螺纹部分（车床CA6140，顶尖）；14）工序130 铣削螺纹平面（铣床X53T，V型块专用夹具）；15）工序140 铣削一端方槽（铣床X53T，V型块专用夹具）；16）工序150 高频淬火（高频淬火炉）；17）工序160 清洗；18）工序170 终检；3.3机械加工工序设计工序号10工序名称：下料a.体积： b.质量：Kg工序号：20工序名称：铣端面，打中心孔

8、铣端面加工要求：粗加工后，保证=25，端面形状误差小，以备下道工序准备。刀具：采用YT15外圆车刀，刀杆1625切削用量：进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3mm，取=0.2 mm/r已知毛坯长度方向的加工余量为3mm，面粗加工余量为3mm一次加工3mm切削速度，主轴转速，取1.0m/s 764r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900r 1.17 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距4mm。 25 3 25+3+4=32mm 工时：=0.18min 打中心孔刀具：中心孔钻切削用量：进给量： 取=0.5 m

9、m/r背吃刀量 ：2mm切削速度，主轴转速，取1.5 1298r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 1400 r 1.53 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3mm。 7 3 7+3=10mm工时： 0.014min工序号：30工序名称：粗车20外圆加工要求：精度要求IT12，表面粗糙度=25，中心孔位置精度要求较高。刀具：采用YT15外圆车刀，刀杆1625切削用量：进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3mm，取=0.4 mm/r背吃刀量 ：1.6mm切削速度 ：主轴转速，取1.0 m/s 764r（查机械制

10、造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900 r 1.178 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 165.5 mm 3.6 mm 165.5+3.6+3=172.1 mm工时：0.478 min4. 工序号：40工序名称: 粗车18外圆切削用量：进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3mm，取=0.4 mm/r背吃刀量 ：2.6 mm切削速度 ：主轴转速，取1.0 m/s 764r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900 r 1.178 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当

11、有间距3 mm。 228.5 mm 4.6 mm 228.5+3+4.6=236.1 mm工时： 0.656 min5.工序号：50工序名称：粗车15外圆加工要求：加工表面粗车并保证加工精度为IT12，表面粗糙度=25。刀具：采用YT15外圆车刀，刀杆1625 进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3mm，取=0.3 mm/r背吃刀量 ：1.5 mm切削速度 ：主轴转速，取1.4 m/s 1350r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 1400 r 1.45m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 94.5

12、mm 3.5 mm 94.5+3.5+3=101 mm工时：0.24min6.工序号：60工序名称：粗车半圆槽进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3 mm，取=0.2mm/r背吃刀量 ：0.5 mm切削速度 ：主轴转速，取0.5 m/s 438 r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 500 r 5.7 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 5.25 mm 3 mm 5.25+3=8.25 mm工时： 0.0825 min7.工序号：70工序名称：半精车20，18，15外圆加工要求：精车加工余量小以保证

13、较好的加工精度。进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3mm，取=0.15 mm/r背吃刀量 ：0.45mm切削速度 ：主轴转速，取1.0 m/s 876r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900 r 1 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 152.5 mm 2.45 mm 152.5+2.45+3=158 mm工时：1.17 min8.工序号：80工序名称：去毛刺加工要求：去除粗加工产生的毛刺。9.工序号：90工序名称：清洗10.工序号：90J工序名称：中间检验工步内容：检验个表面径向跳动以及三个

14、槽的径向跳动11. 工序号：100工序名称：精车20，18，15外圆加工要求：精车加工余量小以保证较好的加工精度。进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3mm，取=0.15 mm/r背吃刀量 ：0.45mm切削速度 ：主轴转速，取1.0 m/s 876r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900 r 1 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 152.5 mm 2.45 mm 152.5+2.45+3=158 mm工时：1.17 min12. 工序号：110工序名称：磨削半圆槽进给量：（查机械制造工艺设计

15、指导90页） 取=0.05mm/r切削速度 ：主轴转速，取1 m/s 955 r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 1100 r 1.15 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距4 mm。 0.3 mm 4 mm 0.3+4=4.3 mm工时： 0.078 min13.工序号：120工序名称：车螺纹进给量：（查机械制造工艺设计指导90页） 取=1.5mm/r切削速度 ：主轴转速，取0.67 m/s 636 r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 710 r 0.67 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm

16、。 16 mm 16+3=19 mm 工时： 0.1 min14.工序号：130工序名称：铣螺纹端面进给量：=0.05 mm/r背吃刀量 ：2.6 mm切削速度 ：主轴转速，取1 m/s 1061r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 1120 r 1.06 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时 12.66mm 11 mm 12.66+11=23.66 mm工时： =0.38 min（查机械制造工艺设计指导138页）15.工序号：140工序名称：铣一端方槽进给量：=0.05 mm/r背吃刀量 ：3 mm切削速度 ：主轴转速，取0.25 m/s 1592r（查机械制造工艺设

17、计指导155页，表8-12）主轴取 1600 r 0.2512 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时 20mm 3.5 mm 23.5 mm工时： 1.4 min16.工序号：150工序名称：高频淬火工步内容：淬火所需要部分并达到要求17.工序号：160工序名称：清洗18.工序号：170工序名称：终检工步内容：检验所有图纸要求尺寸第四章 夹具设计4.1 加工表面技术要求分析轴上螺纹部分铣平面，没有精度要求，一般粗铣即可达到要求。(1) 定位元件设计的夹具是为铣削螺纹上平面的夹具，其设计目的为实现完成加工该零件时能可靠的夹紧。为限制并以18外圆为定位基准的轴径的自由度，采用V型块定位。(2

18、) 夹紧机构设计由于设计该夹具的目的是铣削平面，所以采用的夹紧机构为V型块加夹紧螺钉。中部为夹具体，通过旋转螺母来夹紧或放松工件。4.2相关计算1） 夹紧力的计算由于工件采用V型块定位夹紧，加之工件的端面定位在限位块的端面上，所以，工件所需夹紧力只要大于或等于切削力即可。计算过程如下：铣削力的计算：根据机械加工工艺手册p9-109表9.4-10查出 力的 CF=61.2 ZF=1YF=0.7 扭矩的 CM=0.0311 ZF=2 YF=0.8 KF=1.05 最大扭矩的计算公式 N/mf1=f2=0.1 r=0.005Q1=K=K1K2K3K4=2夹紧力的计算：Q=Q1K=190由于夹紧力大于

19、铣削力所以定位可靠。2） 定位误差的计算加工时的定位误差为:=0.0085第五章 结论此次工艺卡片的设计中我初步学会了综合运用汽车制造工艺学、机械制造的知识，实际解决一些问题，工艺课设也是检验对专业课知识的学习和掌握情况，另外也为毕业设计打下了夯实的基础。通过这次课程设计我基本掌握了夹具结构以及如何根据被加工零件的要求设计出高效、省力且能保证加工质量的夹具，做到理论与实践的完美结合。 由于是第一次参与工艺性设计，所以在所难免会出现很多错误或是走很多弯路，但在导师的细心监督下得到改正与完善，获益良多！参考文献1唐金松.简明机械设计手册第2版.上海科学技术出版社.2000年10月:2杨叔子.机械加

20、工工艺师手册第1版.机械工业出版社.2003年1月3林文焕,陈本通.机床夹具设计第1版.国防工业出版社.1987年8月4张世昌,李旦,高航.机械制造技术基础第1版.北京高等教育出版社.2001年8月 5马正远,吴玉厚,杨春发,王凡.机械设计工艺指导. 东北大学出版社.1995年2月6 沈其文、徐鸿本主编机械制造工艺禁忌手册7 黎桂英主编最新实用机械加工手册上册致 谢首先，由衷感谢李贵远老师对我的指导和教诲在本次课程设计中，我从李贵远老师那里学到了很多东西。从一开始确定设计方案，老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实际绘图中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高，这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导，帮助我解决了许多的难点。 再多华丽的言语也显苍白。再次谨向李贵远老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。附 录19