综合课程设计说明书

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

目录

第一篇机械加工工艺规程的制订 (3)

1、引言 (3)

2、下万向节滑叉的工艺分析 (3)

2.1万向节滑叉的用途 (3)

2.2零件的材料 (3)

2.3零件的工艺分析 (4)

3工艺规程设计 (5)

3.1 制定零件工艺规程的原则和技术要求 (5)

3.2 生产类型的确定 (5)

3.3毛坯的制造形式及考虑因素 (5)

3.4拟定工艺路线 (6)

3.4.5工序简图的绘 ............................................ 错误！未定义书签。

3.5切削用量、时间定额的计算 (9)

3.6铣削力及铣削功率的计算 (10)

3.7机械加工工序卡片 (10)

第二篇机床夹具设计 (12)

1、定位元件的确定 (12)

1.1拨叉的定位 (12)

1.2对刀及导向装置设计 (12)

1.3夹紧装置设计 (12)

2、夹具体的设计 (12)

第三篇设计小结 (13)

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。

2、下万向节滑叉的工艺分析

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

2418.00 mm的孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联轴部位上有两个Φ

节的作用。零件Φ65mm外圆内为Φ50mm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。

45钢调质后机械性能

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Φ24H7mm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.外圆为Φ45mm，内圆Φ24mm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

200.1

301

3、工艺规程设计

3.1 制定零件工艺规程的原则和技术要求

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+β%)

其中：Q=3000辆/年（产品的年产量）

n=1件/辆（每辆汽车该零件的数量）

&=3（零件的备品率）

β=0.5（零件的废品率）

则N=3000x1x(1+3%)x(1+0.5%)=3105（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。

3.4.3.2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。

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=2.5mm。

进给量的确定由表5-19，按机床动力（铣头）在510kw之间，取零件夹具系统刚度为中等，背吃刀量mm，该工序的每齿进给量取为0.080.1mm/z。

铣削速度的计算由表5-17，按d110

=，槽宽=3,

z40z

m m f取为

z

f=0.03mm/z。切

削深度为20mm，则铣削速度v=54.6m/min。由公式（5-1），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/min。

3.5.2时间定额的计算

1.基本时间计算

由表5-43锯齿铣刀铣槽公式

其中,l=20mm,

，/min。

=14.8s

所以。

2.辅助时间的计算

3.其他时间的计算

4.单件时间

3.6铣削力及铣削功率的计算

3.6.1 铣削圆周力的计算

铣削圆周力的计算公式：

，，B=2，

，Z=12,D=200mm，n=300r/min,

查资料表9得，其中HB=190，

3.6.2铣削扭矩的计算

根据公式

式中mm代入公式得

M=706.55 N.M

3.6.3铣削功率的计算

根据公式=22 KW

3.7机械加工工序卡片

-11-

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，刀具与对刀面不应直接接触，所以在安装对刀块时应该和加工面间差一个塞尺的距离。选择表9-3直角对刀块，选择塞尺厚度为2mm。保证对刀面与短圆柱销定位中心的尺寸

为900.1mm

，与加工面之间保证。保证对刀面与定位轴心线的平行度公差为0.02mm。

1.3夹紧装置设计

根据夹紧原则，选用表10-15所示的移动压板，结合自行的夹具设计方案，以保证其预紧力符合要求。

2、夹具体的设计

根据表12-2卧式铣床X60的通用工作台T形槽尺寸，选择T型槽中心距为45mm，T型槽宽度为14mm，与T型槽相配的定位键尺寸为长×宽×高=20×14×8选择夹具体座耳结构尺寸参照表11-2，定位键参照表12-1的A型。

第三篇设计小结

通过这次对夹具体的总体理论设计，使我对夹具充分的了解并且也掌握了不少有关夹具设计的知识。在设计的过程中，我遇到过很多的难题，比如标准件的选用问题，夹具体的结构是否合理，精度是否达到要求等。但是，在不断摸索，不断尝试，经过了问老师，问同学，相互之间的共同探讨之后，我把一个个问题都解决了。当然，这次的夹具体设计不是太完美，但是这个过程是相当的充实的，从自己茫然道了解，从了解到掌握，过程中有抱怨，也有辛酸，但是，在完成的那一刻，我是感觉到相当的兴奋。此次设计涉及了很多的知识，虽然在这短短的时间里，并不能完全掌握它，但是我想这次经历肯定在我以后的道路上成为我的基石，有了这个基础，今后如果从事工艺类的工作肯定收益匪浅。我相信这只是个基础的开始，今后要更加努力的把它学精学透，毕竟这是一门技术，正所谓“一技在手，万事不愁”。