综合课程设计说明书

1、沪沪*挈步波理工学院Ningbo Institute of Technologyr Zhejiang University综合课程设计设计说明书班 级：机械设计制造及自动化 073班 设计者：尚妙吉学 号： 3070611109指导老师:王晓军华顺明楼应侯-5-第一篇机械加工工艺规程的制订 41、引言4.2、下万向节滑叉的工艺分析 52.1万向节滑叉的用途52.2零件的材料5.2.3零件的工艺分析 .5.3工艺规程设计 7.3.1制定零件工艺规程的原则和技术要求 73.2生产类型的确定 73.3毛坯的制造形式及考虑因素 83.4拟定工艺路线93.4.5工序简图的绘错误！未定义书签3.5切削用量

2、、时间定额的计算 143.6铣削力及铣削功率的计算153.7机械加工工序卡片1.6第二篇 机床夹具设计 191、定位元件的确定 191.1拨叉的定位19191.2对刀及导向装置设计1.3夹紧装置设计202、夹具体的设计20第三篇设计小结20第一篇机械加工工艺规程的制订1、引言本次毕业设计的课题名称是万向节滑动叉机加工艺及工装设计。万向节滑动叉位于传动轴的端部，主要作用之一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力；二是当汽 车后桥钢板弹簧处在不同状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。 万向 节滑动叉就是将万向节叉和滑动花键副的一部分组合起来，使其成为一个零件，其特征是该万向节滑动叉为采用管材制作

3、的万向节叉与滑动套为一体的整体式结构， 其端部呈叉形结构，并设有两个十字销孔，用于安装十字万向节；在管内设有内花 键，这种呈整体式结构的滑动叉，不仅加工容易、成本低，而且强度高，故其使用 寿命与传统的万向节叉滑动套合件相比， 有了成倍的提高。它的研究和使用可以简 化万向传动装置的结构，也满足功能要求，因此对万向节滑动叉的研究有极大的实 际意义。本课题的研究及论文的撰写是在焦老师的悉心指导下完成的。焦老师在百忙中 给我们讲解论文中的细节以及论文中所涉及的工艺分析， 还有他严谨的治学态度也 是我学习的榜样。通过本次毕业设计，使我对本专业有了更加深刻的了解， 在以后 的工作中也具有重要意义。沪沪*挈

4、步波理工学院Ningbo Institute of TechnolcigyZhejiang University2、下万向节45钢调质后机械性能滑叉的工艺分析2.1万向节滑叉的用途题目所给定的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉， 它位于传动轴 的端部。主要作用一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力；二是当汽车后桥钢板弹 簧处在不同的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。 零件的两个叉头-0. 18部位上有两个24 mm的孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连， 起万向联轴 节的作用。零件65mm外圆内为50mm花键孔与传动轴端部的花键轴相配合， 用于传递动力之用。2.2零件的材料万向节

5、滑动叉的材料选用45钢，属于优等碳素结构钢，经调质处理后有良好的综合机械性能和加工工艺性能，零件材料的选择主要是考虑到满足使用要求，同时兼顾材料的工艺性和经济性，45钢满足以上要求，所以选用45钢。屈服强度抗拉强度延伸率布氏硬度cs =550MN/m 2ob=750 MN/m2SS=20%HB=2352.3零件的工艺分析2.3.1结构分析该零件由两个叉头和一个圆套筒内有的花键孔组成，类似套筒类零件：a. 零件的两个叉头部位上有两个直径为24H7mr1的孔，用以安装滚针轴承和十字轴相联，起万向连轴节的作用；b. 在叉头和花键孔套筒相联结的筋条起过渡联结和加强零件刚性作用，防止零件受阻变形；c.

6、外圆为45mm内圆24mm花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用以传递动力。2.3.2滑动叉的技术要求加工表面尺寸及偏差公差及精度等表面粗糙度加工方法(mm)级Ra (um)叉脚孔242 4十仇叽0IT73.2钻扩铰及倒角叉脚左右端面20-0.1IT1312.5粗铳花键孔2424H8IT83.2钻扩铰及倒角花键孔表面IT1312.5粗铳沉头孔3。育1IT1312.5钻、镗孔32槽32IT1325镗孔注油孔表面IT1312.5粗铳注油孔M8M8钻、攻丝3mm的槽301IT1312.5铳12阶梯孔12J01IT1312.5钻M10螺纹孔M10钻、攻丝3、工艺规程设计3.1制定零件工艺规程的原则和技术

7、要求3.1.1工艺要求制定零件机械加工工艺过程是生产技术准备工作的一个重要组成部分。一个零件可以采用不同的工艺过程制造出来，但正确与合理的工艺过程应满足以下基本要 求：(1) 保证产品的质量符合图纸和技术要求条件所规定的要求；(2) 保证提高生产率和改善劳动条件；(3) 保证经济性的合理。3.1.2技术依据(1) 产品零件图和装配图，技术条件；(2) 毛坯生产和供应条件；(3) 年生产纲领；(3) 本车间生产条件(包括设备，工人技术等级，劳动场合条件等)；(5).工艺技术条件，手册等。3.2生产类型的确定计算零件生产纲领的公式:N=Q* n(1+ &%)(1+B%)其中：Q=3000辆/年(产

8、品的年产量)n=1件/辆（每辆汽车该零件的数量） &=3 （零件的备品率） 戶0.5 (零件的废品率)则 N=3000x1x(1+3%)x(1+0.5%)=310(件)根据生产纲领确定该零件属轻型零件，生产类型为中批生产。确定毛坯的种类和制造方法零件的材料在产品设计时已经确定，在制定零件机械加工工艺规程时，毛坯的 选择主要是选定毛坯的制造方法。3.3毛坯的制造形式及考虑因素零件材料为45钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反向行驶，零件在 工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维 不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为3105件，已达中批生产的水平， 而

9、且零件的轮廓尺寸不大，故可采用砂型铸造。这对提高生产率、保证加工质量也 是有利的。由于零件上孔都较小，且都有严格的表面精度要求，故都不铸出，留待后续机 械加工反而经济实用。提高毛坯制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会 增加毛坯的制造成本。所以考虑的因素有以下几点：1 材料的工艺性能材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。铸铁等脆性材料不能锻造与冲压，由于可焊性很差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能用铸造2 毛坯的尺寸、形状和精度要求毛坯的尺寸大小与形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。尺寸很大的毛坯宜 采用砂型铸造，形状复杂的毛坯可用铸件3. 零件的生产纲

10、领选择的毛坯制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效 益。由于生产纲领小，所以采用设备投资少的毛坯制造方法。3.4拟定工艺路线工艺路线的拟定包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。3.4.1选择定位基准拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。为使所选的定位基准能保证整个机械 加工工艺过程顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面， 然后考虑 如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。(1) 精基准选择原则。选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差， 保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。因此，选择精基准

11、一般应遵循 下列原则：1. 基准重合原则2. 基准统一原则3. 互为基准原则4自为基准原则(2) 便于装夹原则1粗基准选择原则选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供 精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面的位置关系 具有重要影响。因此，在选择粗基准时，一般遵循下列原则:2.保证相互位置要求原则保证加工表面加工余量合理分配原则便于工件装夹原则粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则3.机械加工定位与夹紧符号定位、夹紧符号，常用装置符号和定位、夹紧符号与装置符号综合标注示例见书表1-5。定位符号、定位点的表示方法、图形比例见图1-1。定位、夹

12、紧符号线按机械制图规定的图线宽度b/2-2b/3，符号高度h应和工艺图中数字高度一致。3.4.2表面加工方法的选择工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质 量要求，加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求， 先选择能够保证该要求 的最终加工方法，然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。可提出几个 方案进行比较，再结合其他条件选择其中一个比较合理的方案。选择表面加工方法时应考虑的因素（1）所选择的加工方法能否达到加工表面的技术要求（2）零件材料的性能和热处理要求（3）零件的生产类型（4）本厂现有设备状况和技术条件（5）典型表面加工方案及其加工的经济精度和表面粗

13、糙度（6）典型表面的主要加工方案及其所能达到的经济精度和表面粗糙度（见表1-6 到表 1-11）。（7）常用加工方法所能达到的形状与位置经济精度（见表 1-12到表1-16）（8）常用机床的形状、位置加工经济精度（见表 1-17到表1-19）。（9） 各种加工方法的加工经济精度（见表1-20）。3.4.3加工阶段划分零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线较少，工序较多， 通常在安排工艺路线时，将其分成几个阶段。根据精度要求的不同，加工阶段可划 分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、精整合光整加工阶段。3.4.3.1工序集中与分散工序集中与工序分散各有特点，究竟按何种原则确定工

14、序数量，要根据生产类 型、机床设备、零件结构和技术要求等进行综合分析后选用。3432工序顺序的安排在安排工序顺序时，不仅要考虑机械加工工序，还应考虑热处理工序和辅助工 序。(1)机械加工工序的安排在安排机械加工工序时，应根据加工阶段的划分、基准的选择和被加工表面的 主次来决定，一般应遵循以下几个原则:1先基准后其他2. 先粗后精3. 先主后次4. 先面后孔(2)热处理工序及表面处理工序的安排机械零件中常用的热处理工艺有退火、正火、调质、时效、渗氮等。热处理工 序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因 素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据材料和热处理的

15、目的而定1为改善工件材料切削性能和消除毛坯内应力而安排的热处理工序。2为消除切削加工过程中工件的内应力而安排的热处理工序。3. 为改善工件材料力学性能而采用的热处理工序。4为提高工件表面耐磨性、耐蚀性而采用的镀铬、镀锌等热处理工序。5. 辅助工序的安排6. 检验工序7. 去毛刺和清洗8. 特殊需要的工序3.4.4确定工艺路线在综上考虑上述工序顺序安排原则的基础上，将支架的工艺路线填入下表。支架工艺路线及其设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣叉脚AB两端面X63卧式铣床面铣刀游标卡尺2钻、扩、铰24mm孔x2立式钻床Z525麻花钻、扩孔钻、铰刀卡尺、塞规3粗铣花键端孔面卧式铣床X

16、60面铣刀游标卡尺4钻、扩、铰24mm孔、倒角立式钻床Z525麻花钻、扩孔钻、铰刀、锪钻卡尺、塞规5镗30mm的孔T740型卧式金刚镗床镗刀卡尺、塞规6镗32mm槽T740型卧式金刚镗床镗刀卡尺、塞规7铣注油孔端面-2立式铣床X51面铣刀游标卡尺8钻、攻丝M8螺纹孔立式钻床Z525麻花钻、丝锥卡尺、塞规、螺纹塞规9铣3mm的槽X60立式铣床锯齿铣刀游标卡尺10钻阶梯孔、攻丝M10的螺纹孔立式钻床Z525麻花钻、丝锥卡尺、塞规11去毛刺钳工台平锂12清洗清洗机13终检卡尺、塞规等3.5切削用量、时间定额的计算3.5.1切削用量的计算（1） 工序9粗铣拨叉脚两斜面背吃刀量的确定取坏!=2.5mm。

17、进给量的确定由表5-19，按机床动力（铣头）在5 10kw之间，取零件夹具系统刚度为中等，背吃刀量 吒麺mm，该工序的每齿进给量取为0.08後0.1mm/z。d 110铣削速度的计算 由表5-17,按-二 ，槽宽=3 m,f z取为fz=0.03mm / z。切z 40削深度为20mm，则铣削速度v=54.6m/min。由公式（5-1），n = lOOOv/ird可求得该工序铣刀转速n=86.94r/min。参照表4-18的X60卧式铣床主轴转速可选 90r/min。代入公式（5-1 ）可求出该工序的实际铣削速度 v=56.52m/min3.5.2时间定额的计算1.基本时间.计算由表5-43锯

18、齿铣刀铣槽公式-if._其中二 一,l=20mm,厂“二.讥刖一V，仁广1碘枷肝。* J-=14.8sf-THZ2辅助时间的计算 tc = (0,150.2) = 0,15 X 14.3s = 2.2s 3.其他时间的计算tb + =6%X(120 f 18= 154. 单件时间二丄-.； -i =“3.6铣削力及铣削功率的计算3.6.1铣削圆周力的计算-18-铣削圆周力的计算公式：C川0毗叮陥二7065占ND叶n p，Z=12,D=200mm,二一二.一 _，其中 HB=19Q 厂-查资料表9得B=2,1 n=300r/min,一 -3.6.2铣削扭矩的计算根据公式碗巨2 WM式中-:工mm

19、代入公式得M=706.55 N.M363铣削功率的计算根据公式，二-m2 kw3.7机械加工工序卡片沪尸/哼步波理工学院Ningbo Institute of Technology, Zhejiang University-20-产品型号机械加工工序卡片产品名称零件图号零件名称拨叉共1页第1页车间工序号工序名称材料牌号9粗铳拨叉脚斜面ZG45#毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件103mm*104mm*59.5mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铳床X601夫具编号夹具名称切削液粗铳拨叉脚夹具工位器具编号工位器具名称工序工时（分）准终单件溯沪羽寺波理工学院Ningbo I

20、nstitute of Technology, Zhejiang University0146.28s工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/zmm机动辅助1铣断3mm槽锯齿铳刀9056.520.033160s9s设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）记处数更改文件号签 字日期标记处数更改文件号签字日 期-21-沪尸/哼步波理工学院Ningbo Institute of Technology! Zhejiang University第二篇机床夹具设计考虑到需要两个工部才能够把两个互成角度的面给加工出来， 所以选择分度 机构。1、定位元件的确定1.1拨叉的定位根据第6道工序的定位方案，分别用一个短圆柱销（限制两个自由度），一 个底面（限制三个自由度）以及一个固定支承（限制一个自由度）来限定拨叉的 六个自由度。1.2对刀及导向装置设计采用对刀装置对刀时，为防损坏刀刃或造成对刀块过早磨损，刀具与对