离合器体的设计说明书.doc

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1、航空制造工程学院机械制造工艺及装备课程设计课程名称： 机械制造工艺及装备课程设计设计课题： 离合器体零件机械加工工艺规程设计 （含机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡） 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 严彬 学号： 评分： 指导老师：（签字） 罗海泉 2012 年 11月 30 日南昌航空大学 航空制造工程学院机械设计制造及其自动化专业机械制造工艺及装备课程设计课题单班级 学生 严彬 课 题 离合器体 零件机械加工工艺规程及夹具设计 原始条件 离合器体零件图 生产纲领：大批量 设计要求 1.绘制离合器体零件图 2.编制离合器体零件机械加工工艺规程 （含机械加工工艺过程卡和机械加工

2、工序卡） 3.设计某一工序专用夹具一套 4.编写课程设计说明书 课题发给日期 2012年11月12日 课程设计完成日期 2012年11月30日 指导教师 罗海泉（签名） 目录一. 零件分析 11.1 零件作用 11.2零件的工艺分析 1二. 工艺规程设计 22.1确定毛坯的制造形式 22.2毛坯的设计22.3基面的选择 32.4制定工艺路线 42.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 52.6确定切削用量及基本工时6三 夹具设计 143.1问题的提出 143.2定位基准的选择143.3切削力及夹紧力计算143.4定位误差分析153.5钻套的设计153.6夹具设计及操作简要说明15总 结 1

3、8参考文献 19一、零件的分析1.1 零件的作用图1所示为离合器零件图图1离合器体就是起到分离与合闭的作用。也就是起到发动机与车轮传动装置的离合作用。分类分为几种，现在大型商用车，比如解放，东风，一般都是气顶油式，轿车以及微型车，都以油压，机械为主，至于原理，都是差不多1.2 零件的工艺分析离合器体有2组加工面他们有位置度要求。这2组加工面的分别为1：以左端面为基准的加工面，这组加工的包括中心孔，键槽，宽32槽，螺纹孔。2：一个是以中心孔为基准的加工面，这个主要是左端面和外圆和280端面二. 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为QT500-5，考虑到汽车，货车运行时经常需要挂倒档以倒

4、行或辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用球墨铸铁，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 毛坯的设计零件材料为QT500-5，硬度选用200HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，采用球墨铸铁， 2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 85mm的孔 因为孔只有85mm大，85孔的粗糙度为0.8需要粗车，精车，磨几道工序加工，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为3mm2. 离合器体左端面该离

5、合器体左端面都是1.6，进行一需要进行粗铣，精铣等加工才能满足光洁度要求。所以根据相关资料和经验可知，左端面的单边余量为2mm，符合要求。3. 右端面右端面的粗糙度为3.2，一次粗车即可满足要求 所以根据相关资料和经验可知右端面的单边余量为2mm根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和尺寸见图零件毛坯简图（图2）。图22.3 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

6、粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，零件还算比较规则，所以粗基准容易选择。为了保证前后端面的位置精度的要求，选择B面和底面作为作为粗基准，依照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。工件被放在夹具体，右端面与定位套接触限制3个自由度，定位套固定中心孔限制2个自由度，一挡销固定翻转式钻模板，这样就实现完全定位。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要

7、专门计算，此处不再重复。 2.4制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。方案一10：铸造20：时效处理30：全部粗车（外圆、端面）40：半精车（大端面、内孔、平面槽） 50：半精车（右端面）60：拉夹具内孔，大端面定位70：夹具装夹80：铣宽32H8槽90：精车外圆100：刨7H13x60阶110：钻2-M10孔和钻5x90孔120：去毛刺130：检验，封油入库方案二10：铸

8、造20：时效处理30：铣左端面40：车右端面和外圆50：粗车85孔60：精车85孔70：拉键槽80：车280端面90：铣宽32H8槽100：钻2-M10孔110：钻90锥孔5孔120：检验130：入库工艺方案一和方案二的区别在于方案二先车右端面和外圆，后粗车85孔，这样不利于保证钻孔时的定位，而方案一粗车85孔后，再车右端面和外圆，这样可以利用85孔作为定位基准，进行车右端面和外圆，更好地保证了工件的加工精度，综合考虑我们选择方案一具体的工艺路线如下方案一10：铸造20：时效处理30：全部粗车（外圆、端面）40：半精车（大端面、内孔、平面槽） 50：半精车（右端面）60：拉夹具内孔，大端面定位

9、70：夹具装夹80：铣宽32H8槽90：精车外圆100：刨7H13x60阶110：钻2-M10孔和钻5x90孔120：去毛刺130：检验，封油入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为QT500-5生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、 离合器体的左右端面因为离合器体左右端面没有精度要求，粗糙度要求也不高，其加工余量为2mm。2、离合器体的中心孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为22.6 确定切削用量及基本工时工序30 粗车外圆、端面：加工条件：工件材料：QT500，抗拉强度600MPa，147-241H

10、BS。加工要求：粗车85mm的孔，粗车外圆320mm,粗车端面。机床为C6140卧式车床，工件装夹在车床夹具上。确定切削用量：切削用量的确定全部采用查表法。车内径各部尺寸，留加工余量2MM。1） 选取刀具：选择內圆车刀，选取刀杆尺寸为1625mm刀片厚度为4.5mm；粗车锻件毛坯QT500选择YW1刀具材料，选择车刀几何形状等。2） 确定切削用量：a)确定背吃刀量ap 由于单边余量Z=2mm，可一次走刀完成即 ap=2mmb)确定进给量f： 在加工材料QT500，车刀刀杆尺寸为16*25mm，ap3mm，工件直径为120mm以上时的f 范围再按CA6140 车床说明书可查得纵向进给量取： f=

11、0.75mm/rc)选择车刀磨钝标准及耐用度：车刀后刀面磨损量为1mm，焊接车刀耐用度T=60mind)确定切削速度Vc：当用YW1硬质合金车刀纵车加工HT200时材料，ap3mm，f0.75mm/r时，切削速度为Vc=135235mm/min。由于实际车削过程使用条件的改变，切削速度的修正系数为Ktv=1,Kmv=1,ksv=0.8,ktv=0.65,kkv=1,kkrv=1故 Vc=2000.80.651111=104mm/min N=1000Vc/(120)=276(r/min)按CA6140车床的转速选择与276r/mm相近的机床转速为：N=320r/mm则实际的切削速度为：Vc=nd

12、/1000=320130=111mm/min最后确定的切削用量为：ap=asp=2.5mm,f机=0.46mm/r,n=320r/mm,vc=111m/min (e)效验机床功率:车削时的功率Pc，当抗拉强度=600Mpa,HBS=190207,ap3mm,f0.6mm/r,Vc200m/min时切削功率Pc5KW。由于实际车削过程使用条件的改变，切削功率的修正系数为：kkrfc=kkrpc=1,krp=krf=1,故实际切削时的功率为： P=Pc115KW根据CA6140车床说明书车床主轴允许功率Pe=7.5KW，因PcPe，故所选择的切削用量可在CA6140车床上进行。(f)效验机床进给机

13、构强度：车削时的进给力Ff可知当=600Mpa，p3mm,f0.6mm/r,Vc200m/min时进给力Ff=850N 由于实际车削过程中使用条件的改变，据切削手册车削时的修正系数为krf=kkrf=1,krsf=1；故实际进给力为： F=850111=850N据CA6140车床的说明书，进给机构的进给力Fmax=2000N(横走刀)因F实Fmax,故所选择的f机=0.46mm/r的进给量可用2. 粗车右端面，保证工件总长为110mm。1）选择刀具：选外圆车刀，选取刀杆尺寸为16*2刀片厚度为4.5mm；粗车锻件毛坯HT200选择YW1刀具材料，选择车刀几何形状等。2）确定切削用量：(a)确定

14、背吃刀量ap：由于单边余量Z=2.5mm，可一次走刀完成即ap=2.5mm(b)确定进给量f：在加工材料QT500，车刀刀杆尺寸为1625mm，ap600MPa，147241HBS。加工要求：粗车85mm的孔，精车外圆320mm。机床为CA6140卧式车床，工件装夹在车床夹具上。1.粗车85孔1）刀具选择选择45弯头内孔车刀，选取刀杆尺寸为16*25mm刀片厚度为4.5mm；粗车锻件毛坯QT500选择YW1刀具材，料选择车刀几何形状等2)确定切削用量：(a)确定背吃刀量ap 由于单边余量Z=2.5mm，可一次走刀完成即ap=2.5mm(b)确定进给量f：在加工材料QT500，车刀刀杆尺寸为16

15、25mm，ap3mm，工件直径为130mm以上时的f 范围再按CA6140 车床说明书可查得纵向进给量取： f=0.2mm/r(c)选择车刀磨钝标准及耐用度：取车刀后刀面磨损量为1mm，焊接车刀耐用度T=60min(d)确定切削速度Vc：当用YW1硬质合金车刀纵车加工HT200时材料，ap3mm，f0.75mm/r时，切削速度为Vc=135235mm/min。由于实际车削过程使用条件的改变，切削速度的修正系数为Ktv=1,Kmv=1,ksv=0.8,ktv=0.65,kkv=1,kkrv=1；故： Vc=2000.80.651111=104mm/min N=1000Vc/(130)=253(r

16、/min)按CA6140车床的转速选择与253r/mm相近的机床转速为： N机=230r/mm则实际的切削速度为：Vc=nd/1000=230130=100mm/min最后确定的切削用量为：ap=asp=2.5mm,f机=0.2mm/r,n=230r/mm,vc=100m/min2.精车320mm的外圆：1）选择刀具：选外圆车刀，选取刀杆尺寸为16*2刀片厚度为4.5mm；粗车锻件毛坯HT200选择YW1刀具材料，选择车刀几何形状等。2）确定切削用量：(a)确定背吃刀量ap：由于单边余量Z=2.5mm，可一次走刀完成即ap=2.5mm(b)确定进给量f：在加工材料QT500，车刀刀杆尺寸为16

17、*25mm，ap3mm，工件直径为190以上时的f再按CA6140 车床说明书可查得纵向进给量取： f=0.2mm/r(c)选择车刀磨钝标准及耐用度：取车刀后刀面磨损量为1mm，焊接车刀耐用度T=60min(d)确定切削速度Vc：当用YW1硬质合金车刀纵车加工QT500时材料，ap3mm，f0.75mm/r时，切削速度为Vc=135235mm/min。由于实际车削过程使用条件的改变，切削速度的修正系数为Ktv=1,Kmv=1,ksv=0.8,ktv=0.65,kkv=1,kkrv=1故 Vc=2000.80.651111=104mm/min N=1000Vc/(*194)=160(r/min)

18、按CA6140车床的转速选择与160r/mm相近的机床转速为： N=160r/mm则实际的切削速度为：Vc=nd/1000=160194=100mm/min最后确定的切削用量为：ap=asp=2.5mm,f机=0.2mm/r,n=160r/mm,vc=100m/min工序50 半精车：夹320大圆，车左端面，保证工件总长110mm：1）选择刀具：选外圆车刀，选取刀杆尺寸为16*2刀片厚度为4.5mm；粗车锻件毛坯QT500选择YW1刀具材料，选择车刀几何形状等。2）确定切削用量：(a)确定背吃刀量ap：由于加工单边余量Z=3mm，可一次走刀完成即ap=3mm(b)确定进给量f：在加工材料QT5

19、00，车刀刀杆尺寸为1625mm，ap3mm，工件直径为270以上时的f 范围再按CA6140 车床说明书可查得横向进给量取： f=0.2mm/r(c)选择车刀磨钝标准及耐用度：取车刀后刀面磨损量为1mm，焊接车刀耐用度T=60min(d)确定切削速度Vc：当用YW1硬质合金车刀横车加工QT500时材料，ap=3mm，f0.54mm/r时，切削速度为Vc=135235mm/min。由于实际车削过程使用条件的改变，切削速度的修正系数为Ktv=1,Kmv=1,ksv=0.8,ktv=0.65,kkv=1,kkrv=1故 Vc=2000.80.651111=104mm/min N=1000Vc/(2

20、70)=115(r/min)按CA6140车床的转速选择与130r/mm相近的机床转速为： N=160r/mm则实际的切削速度为：Vc=nd/1000=160270=135mm/min最后确定的切削用量为：ap=3mm,f机=0.2mm/r,n=160r/mm,vc=135m/min工序60 ：拉内孔拉夹具内孔，大端面定位，拉削22键槽至图样尺寸，保证90+0.20的高度尺寸，工艺装备：C6140 专用夹具工序70：夹具装夹以内孔85为基准，22键位槽定位，控制方孔与85H8孔中心距88+-0.05，预转、扩铰32H7方孔31.5H8圆孔、Ra为3.2 工艺装备：Z5040，专用夹具工序80：

21、铣32H8槽以85+0.0540内孔及大端面为基准，22键槽定位，铣32H槽 刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取375 当375r/min时，按机床标准选取3） 计算工时切削工时： ，则机动工时为工艺装备：X51立式铣床，专用夹具工序90：精车外圆280软卡爪夹住320外圆，车削外圆280长30、保证320外圆的长度为15，车外圆210长65+0.120，倒2x45、3x45至图样尺

22、寸 L6120 专用夹具选择刀具：选外圆车刀，选取刀杆尺寸为162刀片厚度为4.5mm；粗车锻件毛坯QT500选择YW1刀具材料，选择车刀几何形状等。由于实际车削过程使用条件的改变，根据切削手册切削速度的修正系数为Ktv=1, Kmv=1, ksv=0.8, ktv=0.65, kkv=1, kkrv=1故Vc=2000.80.651111=104mm/minN=1000Vc/(194)=160(r/min)按CA6140车床的转速选择与160r/mm相近的机床转速为：N=160r/mm则实际的切削速度为：Vc=nd/1000=160194=100mm/min最后确定的切削用量为：ap= 2.

23、5mm,f=0.2mm/r,n=160r/mm,vc=100m/min工序100：刨7H13x60-0.2-0.3的阶台至图样尺寸 工艺装备：B6050刨床，专用夹具工序110：钻孔：用钻模一方孔为基准定位，钻2M10x1.5和5x90锥孔工步1：钻2- M10螺纹底孔底孔9mm确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步2：攻丝 按机床选取，则 机动时， 攻M6孔三、 夹

24、具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计第10道工序钻2-M10螺纹孔。3.1 问题的提出 本夹具主要用于钻2-M10螺纹孔，精度要求因为后面还有精加工，因此本道工序加工精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工

25、精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采用已加工的左端面和85孔为定位基准，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。3.3 切削力及夹紧力计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。钻削力 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.4 定位误差分析 本工

26、序选用的工件以圆孔在定位套上定位，定位套为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下。式中 定位副间的最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 定位销外圆直径公差（mm）。3.5钻套设计M10的加工需钻，然后攻丝，因为钻后还要攻丝，为了我们钻后能及时的的攻丝，我们切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：。即先用8.8的麻花钻钻孔，根据GB114184的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为9。再用标

27、准M10丝锥攻丝，3.6 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了螺母夹紧方式。本工序为切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。装配效果如图（3）夹具体如图（4）. 图3图4总 结课程设计结束了，时间虽然只有三个星期但是它对我来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们

28、不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。通过这次课程设计，使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们设计完成的更出色的关键一步。参 考 文 献1 艾 兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.机械工业出版社，2002.2 李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，1994.3 郭宗连，秦宝荣主编.机械制造工艺学.中国建材工业出版社，1997.4 孙 恒，陈作模，葛文杰主编.机械原理.高等教育出版社，2006. 5 黄鹤汀主编.机械制造装备.机械工业出版社，2009.6孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，1991.7王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，1987.8张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导. 机械工业出版社，1999.