课程说明书样本

1、农业装备工程学院工艺课程设计说明书设计类型 工艺课程设计设计题目 加工84+0.46夹具设计专业班级 农田131学生姓名 胡金鹏完成日期 指导老师 杜新武农业装备学院课程设计说明书 工艺课程设计任务书一、设计题目零件名称：离合器接合叉 零件代号：54.25.410-2加工84+0.46夹具设计1. 生产类型：大批量设计内容要求：1.编制机械加工工艺过程卡片 1份 2.绘制工序卡 1份 3.设计夹具装配图 1张 4.设计夹具零件图 4-5张 5.课程设计说明书 1份 内容包括 （1）零件的工艺性分析 （2）工艺规程设计 （3）夹具设计计算 指导教师：杜新武 2016.09.30 目录1. 零件的

2、工艺性分析 1.1.零件的作用 1.2零件的工艺性分析2 工艺规程设计 2.1毛坯的确定 2.2加工工艺过程 2.3定位基准选取 2.4工艺路线的拟定 2.5确定铣削端面的工艺设备参数三夹具设计 3.1工件的定位 3.2夹紧机构的确定 3.3夹具体的设计 3.4对刀块的设计 3.5夹具体与机床连接部分与定位四心得体会1. 零件的工艺性分析 1.1零件的作用  离合器是汽车中极为重要的部件，它的作用主要有：1.保证汽车平稳起步 ；2.实现平顺的换档 .在汽车行驶过程中，为适应不断变化的行驶条件，传动系经常要更换不同档位工作。实现齿轮式变速器的换档，一般是拨动齿轮或其他挂档机构

3、，使原用档位的某一齿轮副推出传动，再使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前必须踩下离合器踏板，中断动力传动，便于使原档位的啮合副脱开，同时使新档位啮合副的啮合部位的速度逐步趋向同步，这样进入啮合时的冲击可以大大的减小，实现平顺的换档。3、防止传动系过载 .当汽车进行紧急制动时，若没有离合器，则发动机将因和传动系刚性连接而急剧降低转速，因而其中所有运动件将产生很大的惯性力矩,对传动系造成超过其承载能力的载荷，而使机件损坏。有了离合器，便可以依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动以消除这一危险。因此，我们需要离合器来限制传动系所承受的最大扭距，保证安全。 其中，离合器结合叉主要用在操纵机

4、构中，比如改变车床滑移齿轮的位置，实现变速；或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。   1.2零件的工艺分析   该零件的材料为45，是强度较高的一种中碳优质钢，因淬透性差，一般以正火状态使用，机械性能要求较高时，采用调质处理。冷变形塑性中等，退火和正火的切削加工性比调质的好。拔叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，其加工内花键的精度要求较高，此外还有上端面要求加工，对精度要求也很高。其底槽侧面与花键孔中心轴有垂直度公差要求，上端面与花键孔轴线有平行度要求。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置

5、精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的二.工艺规程设计2.1 毛坯的确定工件尺寸较小，结构细密，能承受较大的压力，且生产批量为大批量生产，查（机加工工艺手册），取内端面加工余量为2mm。 查相关文献了解到毛坯的结构工艺要求 ：（1） 接合叉为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求： 铸件的壁厚应合适、均匀，不得有突然变化。 铸造圆角要适当，不得有尖棱、尖角。 铸件的结构要尽量简化。 加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。 铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。 （2） 设计毛坯形状、尺寸还应考虑到： 各加工面

6、的几何形状应尽量简单。 工艺基准以设计基准相一致。2.2 加工工艺过程 由以上分析可知。该结合叉零件的主要加工表面是平面和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证内花键的加工精度容易。因此，对于结合叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔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。 其加工有六组加工：铣叉子左端面；铣叉子外端面；车外圆,端面及倒角；铣叉子内端面，钻铰孔；铣键槽。 其中， （1） 圆柱端面的加工主要是为了后续工序中能有更好的定位面，确保后续加工所要求的精度，粗糙度在12.5即可。 （2）铣叉子外端面，保证粗糙度在12.5；车外圆及其端面，保证粗糙度6.3，提

7、供精基准；钻铰孔 ；铣内端面，保证粗糙度6.3 ； （3） 最后一步精铣槽 2.2.1 确定各个表面加工方案 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，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于设计接合叉的加工工艺来说，应选择能够满足内花键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。 2.2.2 选择加工方法 （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

8、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。 （3） 考虑被加工材料的性质。 （4） 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选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法。 2.2.3 端面的加工 左侧面的加工主要是为后续加工做准备，因此，在选择加工方法上可以选用一次性铣面，表面粗糙度为12.5。上端面的查参考文献3表2.1

9、-12可以确定，一次性铣面，保证粗糙度12.5；拨叉内端面的加工方案为：粗铣精铣（79级精度）粗糙度为Ra=6.30.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。 2.2.4 孔的加工 加工孔9.5 查参考文献3，由于预制孔的精度为H9，所以确定预制孔的加工方案为：一次钻孔，由于在过程中才能保证孔表面精度， 加工方案定为：钻，铰。 2.25 槽的加工 查参考文献3表2.1-12可以确定，槽的加工方案为：粗铣，保证粗糙度12.5。 2.3 确定定位基准 2.3.1 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

10、表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。 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

11、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。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拔叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从接合叉零件图分析可知，选择叉子左端面作为拔叉加工粗基准。 2.3.2 精基准选

12、择的原则 （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。

13、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，能保证拔叉在整 个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准确。

14、 因此，从接合叉零件图分析，选择孔的中心轴线以及左端轴的中心轴线作为精基准。2.4 工艺路线的拟定 对于大批量生产的零件，一般都是首先加工出统一的基准，拨叉的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是：先加工轴左端面，再加工叉子外端面，车外圆及倒角，加工孔，铣叉子内端面，最后铣槽。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。2.4.1 工序的合理组合 确定加工方法以后，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

15、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

16、清洗干净。清洗是在8090c°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。保证零件内部基本无杂质、铁屑、2.4.2 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余的金属，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

17、度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra=80100m。 （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Ra=101.25m。 （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。 （4）

18、光整加工阶段 对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5IT6,表面粗糙度为Ra1.250.32m。 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

19、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。2.4.3加工工艺路线方案的拟定 在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订如下的工艺方案1. 铣叉子左端面，保证粗糙度12.5，采用卧式铣床X622. 铣叉子外端面，保证粗糙度12.5，采用卧式铣床X623. 车直径25h11的外圆，保证粗糙度为6.3，采用六角车床C635L4. 钻5. 铣叉子内端面，保证6.3，保证垂直度要求，采用卧式铣床X626. 铣键槽，宽7 0.360,12.

20、5，保证深度要求，采用卧式铣床X627. 清理，去毛刺，手工锉刀8. 清洗，清洗并吹净9. 检验，按图纸要求检验2.5确定铣叉子内端面的余量、切削速度、进给量等参数 （1）机械加工余量：机械加工工艺手册表3.1-56已查出厚度方向余量为1.5-2.0mm，所以叉子端面单边余量取2mm。 （2） 切削用量、工时计算：此工序为铣叉子内端面，可在卧式铣床X62上进行铣削。 fz=0.08mm/齿（参考切削用量简明手册表3.3）， 切削速度：参考有关手册，确定V=0.43m/s，即25.8m/min ； 采用高速钢三面刃铣刀dw=110mm，齿数Z=4。则： ns= dw*v*1000 =110 X5

21、.8 2X1000=75r/min 现采用X62卧式铣床，根据机床使用说明书（见机械制造工艺设计简明手册表4.2-39），取nw=75r/min，故实际切削速度为 V = 1000dw *nw * =1000 x75 x110x=25.9m/min 当nw=75r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为 fm= fz*z*nw=0.08X4X75=24mm/min . 查机床说明书，fm =23.5mm/min。 切削工时：机动工时tm= (L1+L2+L)/fm+=6min3、 夹具设计3.1工件的定位 在零件加工时，需要考虑的重要问题之一，就是如何将工件正确的装夹在机床上或者夹具中。裝夹有

22、两个含义，即定位与夹紧。定位是指确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，通常可以理解为工件相对于切削刀具或者磨具的一定位置，以保证加工和形位精度的要求。夹紧是指工件在定位后将其固定，使其在加工过程中能够承受重力，切削力等保持定位位置不变的的操作。定位方式的依据一般为六点定位原理：当工件在不受任何条件约束时，其位置是任意的不确定的。由理论力学可知，在空间处于自由状态的钢体，具有六个自由度，即沿着X、Y、Z三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴转动的自由度。六个自由度是工件在空间位置不确定的最高程度。定位的任务，就是要限制工件的自由度。在夹具中，用分别适当的与工件接触的六个支撑点，来限制工件六个自

23、由度的原理，称为六点定位原理。根据图纸要求，本夹具主要用来粗、精铣叉子内端面，满足两端面尺寸以及垂直度要求。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 由零件图可知：叉子两内端面对轴中心线有尺寸要求要求，其设计基准为圆柱头的中心线。对孔有垂直度要求，因此定位基准为孔的中心轴线。综合考虑采用一面一削的定位方式，采用支撑板接触轴左端面，短圆柱销定位孔的中心轴线，满足定位要求。3.2夹紧机构的确定 在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。因此，设计夹紧装置应遵循以下原则：（1）工件不移动原则夹紧过程中，应不改变工件定位后所占据的正确位置。（2）工件不变

24、形原则夹紧力的大小要适当，既要保证夹紧可靠，又应使工件在夹紧力的作用下不致产生加工精度所不允许的变形。（3）工件不振动原则 对刚性较差的工件，或者进行断续切削，以及不宜采用气缸直接压紧的情况，应提高支承元件和夹紧元件的刚性，并使夹紧部位靠近加工表面，以避免工件和夹紧系统的振动。（4）安全可靠原则 夹紧传力机构应有足够的夹紧行程，手动夹紧要有自锁性能，以保证夹紧可靠。（5）经济实用原则 夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应，在保证生产效率的前提下，其结构应力求简单，便于制造、维修，工艺性能好；操作方便、省力，使用性能好。 综合考虑，采用压板、螺母、弹簧的联动夹紧机构，这种机构减少装夹时间

25、，从一处施力，可同时在几处对一个或几个工件进行装夹。该夹紧机构两个夹紧点力的方向相同，成为平行联动夹紧机构，夹紧力的大小可以根据浮动杠杆的杠杆L1和L2的长度来调节。3.3夹具体的设计夹具体设计的基本要求  （1）应有适当的精度和尺寸稳定性     夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。 （2）应有足够的强度和刚度     

26、为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。 （3）应有良好的结构工艺性和使用性  夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。 （4）应便于排除切屑  在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对

27、于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。 3.4对刀块设计要求夹具在机床上安装完毕，在进行加工之前，尚需进行夹具的对刀，使刀具相对夹具定位元件处于正确位置。对刀的方法通常有三种：试切法对刀，调整法对刀，用样件或对刀装置对刀。不管采用哪种对刀方法，都涉及到对刀基准和对刀尺寸。通常是以与工年定位基准重合的定位元件上的定位面作为对刀基准，以减少基准变换带来的误差。铣床夹具的对刀尺寸是从对刀基准到刀具切削表面之间的位置尺寸，和对刀块位置尺寸差一个塞尺厚度。本夹具结构采用侧装对刀快。3.5夹具体与机床连接部分与定位铣床夹具在铣床工作台上的安装位置直接影响被加工表面的位置精度，因而在设计时必须考虑其安装方法，一般是在夹具底座下面装两个定位键，定位键的结构尺寸标准化，在按铣床工作台的T形槽尺寸选定，它和夹具底座以及工作台T形槽的配合为H7h6、H8h8.两定位键的距离应力求最大，以利于提高安装精度。作为定位健的安装是夹具通过两定位键嵌入到铣床工作台的同一条T形槽中，再用T形槽螺栓和垫圈、螺母将夹具体紧固在工作台上，所以在夹具体上还需要提供两个T形螺栓耳座。如果夹具较大时，可以同侧设置两个耳座，两耳座的距离要和铣床工作台