綜合課程設(shè)計(jì)說明書

1、-1-綜合課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書綜合課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書班班 級(jí)級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 073 班設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 者者： 尚妙吉 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)： 3070611109 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師：王曉軍 華順明 樓應(yīng)侯 -2-目目 錄錄第一篇 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂.31、引言.32、下萬向節(jié)滑叉的工藝分析 .32.1 萬向節(jié)滑叉的用途.32.2 零件的材料.32.3 零件的工藝分析.43 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).53.1 制定零件工藝規(guī)程的原則和技術(shù)要求.53.2 生產(chǎn)類型的確定.53.3 毛坯的制造形式及考慮因素.63.4 擬定工藝路線.63.4.5 工序簡(jiǎn)圖的繪.83.5 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 .83.6 銑削力

2、及銑削功率的計(jì)算.93.7 機(jī)械加工工序卡片.10第二篇 機(jī)床夾具設(shè)計(jì).121、定位元件的確定.121.1 撥叉的定位.121.2 對(duì)刀及導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì).121.3 夾緊裝置設(shè)計(jì).122、夾具體的設(shè)計(jì).12第三篇 設(shè)計(jì)小結(jié).13-3-第一篇第一篇 機(jī)械加工工機(jī)械加工工藝規(guī)藝規(guī)程的制程的制訂訂1、引言、引言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題名稱是萬向節(jié)滑動(dòng)叉機(jī)加工藝及工裝設(shè)計(jì)。萬向節(jié)滑動(dòng)叉位于傳動(dòng)軸的端部，主要作用之一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。萬向節(jié)滑動(dòng)叉就是將萬向節(jié)叉和滑動(dòng)花鍵副的一部分組合起來，使其成為一個(gè)零件，其特征是該萬向

3、節(jié)滑動(dòng)叉為采用管材制作的萬向節(jié)叉與滑動(dòng)套為一體的整體式結(jié)構(gòu)，其端部呈叉形結(jié)構(gòu)，并設(shè)有兩個(gè)十字銷孔，用于安裝十字萬向節(jié)；在管內(nèi)設(shè)有內(nèi)花鍵，這種呈整體式結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)叉，不僅加工容易、成本低，而且強(qiáng)度高，故其使用壽命與傳統(tǒng)的萬向節(jié)叉滑動(dòng)套合件相比，有了成倍的提高。它的研究和使用可以簡(jiǎn)化萬向傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，也滿足功能要求，因此對(duì)萬向節(jié)滑動(dòng)叉的研究有極大的實(shí)際意義。本課題的研究及論文的撰寫是在焦老師的悉心指導(dǎo)下完成的。焦老師在百忙中給我們講解論文中的細(xì)節(jié)以及論文中所涉及的工藝分析，還有他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度也是我學(xué)習(xí)的榜樣。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)本專業(yè)有了更加深刻的了解，在以后的工作中也具有重要意義。2、下萬

4、向、下萬向節(jié)節(jié)滑叉的工滑叉的工藝藝分析分析2.1 萬向萬向節(jié)節(jié)滑叉的用途滑叉的用途題目所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動(dòng)軸上的萬向節(jié)滑動(dòng)叉，它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè) mm 的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)2418.00軸節(jié)的作用。零件 65mm 外圓內(nèi)為 50mm 花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動(dòng)力之用。2.2 零件的材料零件的材料萬向節(jié)滑動(dòng)叉的材料選用 45 鋼，屬于優(yōu)等碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后有良好的綜合機(jī)械性能和加工工藝性

5、能，零件材料的選擇主要是考慮到滿足使用要求，同時(shí)兼顧材料的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，45 鋼滿足以上要求，所以選用 45 鋼。-4-屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度延伸率布氏硬度=550MN/ms2b=750 MN/m2s=20%HB=2352.3 零件的工零件的工藝藝分析分析2.3.1 結(jié)結(jié)構(gòu)分析構(gòu)分析該零件由兩個(gè)叉頭和一個(gè)圓套筒內(nèi)有的花鍵孔組成，類似套筒類零件： a.零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)直徑為 24H7mm 的孔，用以安裝滾針軸承和十字軸相聯(lián)，起萬向連軸節(jié)的作用；b.在叉頭和花鍵孔套筒相聯(lián)結(jié)的筋條起過渡聯(lián)結(jié)和加強(qiáng)零件剛性作用，防止零件受阻變形；c.外圓為 45mm，內(nèi)圓 24mm 花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相

6、配合，用以傳遞動(dòng)力。2.3.2 滑滑動(dòng)動(dòng)叉的技叉的技術(shù)術(shù)要求要求加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等級(jí)表面粗糙度Ra（um）加工方法叉腳孔 2424+ 0.0180IT73.2鉆擴(kuò)鉸及倒角叉腳左右端面200.1IT1312.5 粗銑花鍵孔 2424H8IT83.2鉆擴(kuò)鉸及倒角花鍵孔表面IT1312.5 粗銑沉頭孔30+ 0。10IT1312.5 鉆、鏜孔32 槽32IT1325 鏜孔注油孔表面IT1312.5 粗銑注油孔 M8M8 鉆、攻絲3mm 的槽301IT1312.5 銑12 階梯孔12+ 0.10IT1312.5鉆M10 螺紋孔M10鉆、攻絲45 鋼調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能-5-3、工、工藝規(guī)

7、藝規(guī)程程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)3.1 制定零件工制定零件工藝規(guī)藝規(guī)程的原程的原則則和技和技術(shù)術(shù)要求要求3.1.1 工工藝藝要求要求制定零件機(jī)械加工工藝過程是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的一個(gè)重要組成部分。一個(gè)零件可以采用不同的工藝過程制造出來，但正確與合理的工藝過程應(yīng)滿足以下基本要求：（1） 保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合圖紙和技術(shù)要求條件所規(guī)定的要求；（2） 保證提高生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件；（3） 保證經(jīng)濟(jì)性的合理。3.1.2 技技術(shù)術(shù)依據(jù)依據(jù) （1）.產(chǎn)品零件圖和裝配圖，技術(shù)條件； （2）.毛坯生產(chǎn)和供應(yīng)條件； （3）.年生產(chǎn)綱領(lǐng)； （3）.本車間生產(chǎn)條件（包括設(shè)備，工人技術(shù)等級(jí)，勞動(dòng)場(chǎng)合條件等）； （5）.工藝技術(shù)條件，手冊(cè)等

8、。3.2 生生產(chǎn)類產(chǎn)類型的確定型的確定計(jì)算零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的公式： N=Q*n(1+&%)(1+%)其中： Q=3000 輛/年（產(chǎn)品的年產(chǎn)量） n=1 件/輛（每輛汽車該零件的數(shù)量） &=3（零件的備品率） =0.5（零件的廢品率）則 N=3000 x1x(1+3%)x(1+0.5%)=3105（件）根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定該零件屬輕型零件，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。確定毛坯的種類和制造方法零件的材料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)確定，在制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，毛坯的選擇主要是選定毛坯的制造方法。3.3 毛坯的制造形式毛坯的制造形式及考及考慮慮因素因素零件材料為 45 鋼?？紤]到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及

9、正、反向行駛，零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維不-6-被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為 3105 件，已達(dá)中批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用砂型鑄造。這對(duì)提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。由于零件上孔都較小，且都有嚴(yán)格的表面精度要求，故都不鑄出，留待后續(xù)機(jī)械加工反而經(jīng)濟(jì)實(shí)用。提高毛坯制造質(zhì)量，可以減少機(jī)械加工勞動(dòng)量，降低機(jī)械加工成本，但往往會(huì)增加毛坯的制造成本。所以考慮的因素有以下幾點(diǎn)：1材料的工藝性能材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。鑄鐵等脆性材料不能鍛造與沖壓，由于可焊性很差，也不宜用焊接方法制造組合

10、毛坯，而只能用鑄造。2毛坯的尺寸、形狀和精度要求毛坯的尺寸大小與形狀復(fù)雜程度也是選擇毛坯的重要依據(jù)。尺寸很大的毛坯宜采用砂型鑄造，形狀復(fù)雜的毛坯可用鑄件。3（ 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)選擇的毛坯制造方法，只有與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，才能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)小，所以采用設(shè)備投資少的毛坯制造方法。3.4 擬擬定工定工藝藝路路線線工藝路線的擬定包括：定位基準(zhǔn)的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。3.4.1 選擇選擇定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)擬定工藝路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。為使所選的定位基準(zhǔn)能保證整個(gè)機(jī)械加工工藝過程順利進(jìn)行，通常應(yīng)先考慮如何選擇精基準(zhǔn)來加工各個(gè)

11、表面，然后考慮如何選擇粗基準(zhǔn)把作為精基準(zhǔn)的表面先加工出來。（1）精基準(zhǔn)選擇原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝夾方便。因此，選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循下列原則：1基準(zhǔn)重合原則2基準(zhǔn)統(tǒng)一原則3互為基準(zhǔn)原則4自為基準(zhǔn)原則（2）便于裝夾原則1粗基準(zhǔn)選擇原則選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)保證加工余量的均勻分配和加工面與非加工面的位置關(guān)系具有重要影響。因此，在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，一般遵循下列原則：2保證相互位置要求原則保證加工表面加工余量合理分配原則-7-便于工件裝夾原則粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只允許使用

12、一次的原則3機(jī)械加工定位與夾緊符號(hào)定位、夾緊符號(hào)，常用裝置符號(hào)和定位、夾緊符號(hào)與裝置符號(hào)綜合標(biāo)注示例見書表 1-5。定位符號(hào)、定位點(diǎn)的表示方法、圖形比例見圖 1-1。定位、夾緊符號(hào)線按機(jī)械制圖規(guī)定的圖線寬度 b/2-2b/3，符號(hào)高度 h 應(yīng)和工藝圖中數(shù)字高度一致。3.4.2 表面加工方法的表面加工方法的選擇選擇工件上的加工表面往往需要通過粗加工、半精加工、精加工等才能逐步達(dá)到質(zhì)量要求，加工方法的選擇一般應(yīng)根據(jù)每個(gè)表面的精度要求，先選擇能夠保證該要求的最終加工方法，然后再選擇前面一系列預(yù)備工序的加工方法和順序。可提出幾個(gè)方案進(jìn)行比較，再結(jié)合其他條件選擇其中一個(gè)比較合理的方案。選擇表面加工方法時(shí)

13、應(yīng)考慮的因素（1）所選擇的加工方法能否達(dá)到加工表面的技術(shù)要求（2）零件材料的性能和熱處理要求（3）零件的生產(chǎn)類型（4）本廠現(xiàn)有設(shè)備狀況和技術(shù)條件（5）典型表面加工方案及其加工的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度（6）典型表面的主要加工方案及其所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度（見表 1-6到表 1-11）。（7）常用加工方法所能達(dá)到的形狀與位置經(jīng)濟(jì)精度（見表 1-12 到表 1-16）。（8）常用機(jī)床的形狀、位置加工經(jīng)濟(jì)精度（見表 1-17 到表 1-19）。（9（各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度（見表 1-20）。3.4.3 加工加工階階段劃分段劃分零件的加工質(zhì)量要求較高或結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜時(shí)，一般工藝路線較少，工序較多

14、，通常在安排工藝路線時(shí)，將其分成幾個(gè)階段。根據(jù)精度要求的不同，加工階段可劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段、精整合光整加工階段。3.4.3.1 工序集中與分散工序集中與分散工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，究竟按何種原則確定工序數(shù)量，要根據(jù)生產(chǎn)類型、機(jī)床設(shè)備、零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求等進(jìn)行綜合分析后選用。3.4.3.2 工序工序順順序的安排序的安排在安排工序順序時(shí)，不僅要考慮機(jī)械加工工序，還應(yīng)考慮熱處理工序和輔助工序。（1）機(jī)械加工工序的安排-8-在安排機(jī)械加工工序時(shí)，應(yīng)根據(jù)加工階段的劃分、基準(zhǔn)的選擇和被加工表面的主次來決定，一般應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：1.先基準(zhǔn)后其他2.先粗后精3.先主后次4.先面

15、后孔（2）熱處理工序及表面處理工序的安排機(jī)械零件中常用的熱處理工藝有退火、正火、調(diào)質(zhì)、時(shí)效、滲氮等。熱處理工序在工藝過程中的安排是否恰當(dāng)，是影響零件加工質(zhì)量和材料使用性能的重要因素。熱處理的方法、次數(shù)和在工藝過程中的位置，應(yīng)根據(jù)材料和熱處理的目的而定。1.為改善工件材料切削性能和消除毛坯內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序。2.為消除切削加工過程中工件的內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序。3.為改善工件材料力學(xué)性能而采用的熱處理工序。4.為提高工件表面耐磨性、耐蝕性而采用的鍍鉻、鍍鋅等熱處理工序。5.輔助工序的安排6.檢驗(yàn)工序7.去毛刺和清洗8.特殊需要的工序3.4.4 確定工確定工藝藝路路線線在綜上考慮上述工序順

16、序安排原則的基礎(chǔ)上，將支架的工藝路線填入下表。支架工支架工藝藝路路線線及其及其設(shè)備設(shè)備、工裝的、工裝的選選用用工序號(hào)工 序 名 稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1粗銑叉腳兩端AB面X63 臥式銑床面銑刀游標(biāo)卡尺2鉆、擴(kuò)、鉸孔24mmx2 立式鉆床525Z 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)3粗銑花鍵端孔面臥式銑床60X面銑刀游標(biāo)卡尺4鉆、擴(kuò)、鉸孔、24mm倒角立式鉆床525Z麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、锪鉆卡尺、塞規(guī)5鏜 30mm 的孔T740 型臥式金剛鏜床鏜刀卡尺、塞規(guī)6鏜 32mm 槽T740 型臥式金剛鏜床鏜刀卡尺、塞規(guī)7銑注油孔端面-2立式銑床 X51面銑刀游標(biāo)卡尺8鉆、攻絲 M8 螺紋孔立式鉆床525Z麻

17、花鉆、絲錐卡尺、塞規(guī)、螺紋塞規(guī)9銑 3mm 的槽X60 立式銑床鋸齒銑刀游標(biāo)卡尺-9-10鉆階梯孔、攻絲 M10的螺紋孔立式鉆床525Z麻花鉆、絲錐卡尺、塞規(guī)11去毛刺鉗工臺(tái)平銼12清洗清洗機(jī)13終檢卡尺、塞規(guī)等3.5 切削用量、切削用量、時(shí)間時(shí)間定定額額的的計(jì)計(jì)算算3.5.1 切削用量的切削用量的計(jì)計(jì)算算（1）工序 9粗銑撥叉腳兩斜面背吃刀量的確定 取=2.5mm。進(jìn)給量的確定 由表 5-19，按機(jī)床動(dòng)力（銑頭）在 5 10kw 之間，取零件夾具系統(tǒng)剛度為中等，背吃刀量mm，該工序的每齒進(jìn)給量取為 0.08 0.1mm/z。 30銑削速度的計(jì)算 由表 5-17，按取為。切d110=，槽寬=3

18、,z40zm m fzf =0. 03m m/ z削深度為 20mm，則銑削速度 v=54.6m/min。由公式（5-1）， 可求得該n = 1000v/工序銑刀轉(zhuǎn)速 n=86.94r/min。參照表 4-18 的 X60 臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速可選 90r/min。代入公式（5-1）可求出該工序的實(shí)際銑削速度 v=56.52m/min。3.5.2 時(shí)間時(shí)間定定額額的的計(jì)計(jì)算算1.基本時(shí)間 計(jì)算由表 5-43 鋸齒銑刀銑槽公式 = + 1+ 2其中,l=20mm, = 11= 0.5（ 2 2） +(13)= 3.4，/min。2= 13 取2 = 190 =14.8s= + 1+ 2所以。= 1

19、14.8 = 14.82.輔助時(shí)間的計(jì)算=（0.150.2）= 0.15 14.8 = 2.23.其他時(shí)間的計(jì)算+ = 6% (120 + 18)= 1 4.單件時(shí)間= 14.8 + 2.2 + 1 = 18-10-3.6 銑銑削力及削力及銑銑削功率的削功率的計(jì)計(jì)算算3.6.1 銑銑削削圓圓周力的周力的計(jì)計(jì)算算銑削圓周力的計(jì)算公式：=.。料= 7065.5 ，B=2，查資料表8得 = 30， = 17.5 = 0.83 = 0.1，= 0.85，= 1Z=12,D=200mm，n=300r/min,= 0.63，= 0。查資料表 9 得 ，其中 HB=190，料= (100)= 1.9= 1。

20、3.6.2 銑銑削扭矩的削扭矩的計(jì)計(jì)算算根據(jù)公式 =。2 1000 .式中 mm 代入公式得= 7065.5, = 200M=706.55 N.M3.6.3 銑銑削功率的削功率的計(jì)計(jì)算算根據(jù)公式 =22 KW =。6120= 7065.53 ./3.7 機(jī)械加工工序卡片機(jī)械加工工序卡片-11-產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱零件名稱撥叉共1頁第1頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)9粗銑撥叉腳斜面ZG45#毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄 件103mm*104mm*59.5mm11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)臥式銑床X601夾具編號(hào)夾具名稱切削液粗銑撥叉腳

21、夾具工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào)工位器具名稱準(zhǔn)終單件0146.28s主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度工步工時(shí)工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備r/minm/minmm/zmm進(jìn)給次數(shù)機(jī)動(dòng) 輔助1銑斷 3mm 槽鋸齒銑刀9056.520.033160s9s 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期）-12-記處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期-13-第二篇第二篇 機(jī)床機(jī)床夾夾具具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)考慮到需要兩個(gè)工部才能夠把兩個(gè)互成角度的面給加工出來，所以選擇分度機(jī)構(gòu)。1、定位元件的確定、定位元件的確定1.1 撥撥叉的定位叉的定位根據(jù)第 6 道工序的定位方案，分別用一個(gè)短圓柱銷（限制兩個(gè)自由度），一個(gè)底面（限制三個(gè)自由度）以及一個(gè)固定支承（限制一個(gè)自由度）來限定撥叉的六個(gè)自由度。1.2 對(duì)對(duì)刀及刀及導(dǎo)導(dǎo)向裝置向裝置設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用對(duì)刀裝置對(duì)刀時(shí)，為防損壞刀刃或造成對(duì)刀塊過早磨損，刀具與