变速箱连接套设计工艺设计说明书.docx

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1、00理工学院毕 业 设 计论 文说 明 书题目变速箱连接套加工工艺及 夹 具 设 计学生李 志 华系别000专业班级00000 00000学号000000000指导教师聂 陶 荪10 0 0 学 院毕业设计论文任务书课题：变速箱连接套机械加工工艺规程及夹具设计起迄时间：2023 年 12 月2023 年 5 月指导教师：聂陶荪一、本课题应到达的目的1、训练学生综合应用所学的根本理论和根本技能，提高实践工作力量和创意识；2、通过设计使学生的查阅文献资料并进展综合分析与应用的力量；外文应用力量； 利用计算机设计和绘图的力量等机械设计的力量得到综合训练和提高。二、设计内容及要求1、设计内容：本课题主

2、要完成变速箱连接套机械加工工艺规程的设计；钻 2-M5-7H螺纹底孔的夹具设计。2、主要参数：1工件材料：HT300。（2） 生产类型：批量。（3） 工件精度：见零件图（4） 夹具精度：0.05mm3、设计要求1本课题完成变速箱连接套整套机械加工工艺规程设计。22-M5-7H 螺纹底孔承受可转位钻模加工；手工上、下料。三、设计成果要求：1、查阅与本课题有关的中外文献资料 15 篇以上，完成开题报告一份；2、翻译与课题有关的外文资料论文一篇中文字数不少于 3000；3、工艺规程卡一套，设计说明书 1 份；4、图纸工作量：装配图，零件图假设干张，共计不少于两张0 号幅面，其中利用计算机绘图不少于

3、1 张 1 号幅面；图纸上精度要求承受最国家标准标注。5、技术经济分析报告 1 份。四、主要参考文献1、张泰金. 钻孔夹具精度技术分析. 工业计量，199932、陈明龙. 一种可调等分孔通用夹具 .机械制造，2023103、马燕. 定位误差对分度精度影响的分析和计算. 机械工艺师，199714、哈尔滨工业大学，上海工业大学主编. 机床夹具设计.上海科技出版社，上海，1980五、工作进度打算1、13 年 12 月14 年 2 月查阅相关资料，提出初步方案、写开题报告2、2 月 17 日3 月 9 日共三周 毕业实习，写实习报告3、3 月 10 日3 月 23 日共二周 完成总体方案论证、设计，4

4、、3 月 24 日5 月 18 日 共八周 具体设计计算、绘图，写设计说明书，技术经济分析报告I5、5 月 19 日6 月 1 日共二周 指导教师批阅；修改。注：须借阅的资料：1、王先逵主编：机械制造工艺学上册；2、金属机械加工工艺手册；3、机床夹具设计；4、机床夹具设计手册；5、机床夹具设计图册等。承受 AutoCAD2023 绘图。II中文摘要零件的加工工艺编制，在机械加工中占有格外重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否到达质量要求；夹具的设计也是不行缺少的一局部，它关系到能否提高其加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。连接套零件的主要加工外表为

5、孔和外圆外表。外圆外表加工依据精度要要求可选择车削和磨削。孔加工方法的选择比较简单，需要考虑零件的构造特点、孔径大小、长径比、精度和粗糙度要求以及生产规模等各种因素。对于精度要求较高的孔往往还要承受几种不同的方法顺次进展加工。本次设计的连接套，为保证孔的精度和外表质量将先后经过粗车、半精车、精车和钻孔、铰丝等五道工序加工。在机床上对零件进展机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件在正确位置上固定不动，这一任务就是由机床夹具完成。对于单件、小批量生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产本钱。但是由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时

6、往往比较费时间，并且操作简单，生产效率低，也难以保证加工精度，为此需设计专用夹具。关键词：工艺设计、基准选择、切削用量、定位误差ABSTRCTIsthecomponentscraftestablishment,holdstheveryimportantstatusinthe machine-finishing, the components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the quality requirement finally; Jig”s design i

7、s also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question. Therefore this both in the machine-finishing profession are the important links.Sleeve components main processing surface for hole and outer annulus surface. The outer annulus face work needs to request a

8、ccording to the precision to be possible to choose the turning and the grinding. The hole processing method”s choice is quite complex, needs to consider the components the unique feature, the aperture size, the length to diameter ratio, the precision and roughness request as well as the scale of pro

9、duction and so on each kind of factor. Often must use several different methods regarding the accuracy requirement high hole to carry on the processing in order. This design”s cylinder, will pass through half finished boring, the finished boring, the fine articulation and the trundle successively fo

10、r the guarantee hole”s precision and the surface quality and so on five working procedure processingsWhen the engine bed carries on the machine-finishing to the components, is guaranteedthat the work piece working accuracy, first needs to guarantee the work piece holds the correct position on the en

11、gine bed, then causes the work piece in the correct position through the clamp organization fixed motionless, this duty is completes by the engine bed jig. Regarding the single unit, the small batch production, should use the universal jig as far as possible, like this may reduce the work piece the

12、production cost. But because the universal jig is suitable each kind of work piece the attire to clamp, therefore time clamp often compares spends the time, and operates complex, the production efficiency is low, also guarantees the working accuracy with difficulty, for this reason must design the u

13、nit clamp.Key word: Craft, datum, cutting specifications, localization datum, position error.II 00 理工学院毕业设计名目中文摘要英文摘要概述1第一章 零件的分析31.1 零件的作用31.2 零件的工艺分析31.2.1 加工方法的选择31.2.2 保证连接套外表位置精度的方法31.2.3 防止连接套变形的工艺措施4其次章 工艺规程的设计52.1 确定毛坯的制造形式52.2 基准的选择52.2.1 粗基准的选择52.2.2 精基准的选择52.3 制定工艺路线52.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯确实定

14、62.5 确定切削用量及根本工时82.5.1 工序 1配料35 钢82.5.2 工序 2车82.5.3 工序 3深孔推车142.5.4 工序 4滚压孔162.5.5 工序 5车162.5.6 工序 6检查19第三章 夹具设计203.1概述203.2 车床夹具设计要则203.3 夹具设计203.3.1 问题的提出203.3.2导向套固定座的构造 . . .213.3.3导向套固定座的布置形式213.3.4钻头223.3.5 支架与底座233.3.6 导 向 套 固 定 座 与 钻 头 以 及 导 向 套 等 的 配 合 选择233.3.7 定位机构设计283.3.8 夹紧机构的设计283.4 夹

15、具工作原理及动作说明25第四章 结论26设计体会27参考文献28致谢29附录302概述一、 连接套零件的功用和构造特点连接套零件是机械加工中常常遇到的一种零件，它的应用范围很广。例如：支承旋转轴的各种形式的轴承、夹具上的导向套、内燃机的汽缸套以及液压系统中的连接套等。机器中的连接套零件起支承或导向作用。由于功用不同，连接套零件的构造和尺寸有很大的差异，但构造上仍有共同的特点：零件的主要外表为不同轴度要求较高的内、外旋转外表；零件壁的厚度较薄：零件的长度一般大于直径等。二、 连接套零件的技术要求连接套零件的主要外表是内孔和外圆，其主要技术要求如下：1、内孔内孔是连接套零件起支承作用或导向作用最主

16、要的外表，它通常与运动着的轴、刀具或活塞相协作。内孔直径的尺寸精度一般为 2 级，周密轴套有时取 1 级，连接套由于与其相配的活塞上有密封圈，故要求较低。内孔的外形精度，一般应掌握在孔径公差以内，有些周密轴套掌握在孔径公差的11，甚至更严。对于长的连接套除了圆柱度和同轴度外，还应留意孔轴线直线度的23要求。为保证零件的功能和提高其耐磨性，内孔外表粗糙度一般为 Ra3.2 Ra0.2 ，有的高达 R 0.05 以上。a2、外圆外圆外表一般是连接套零件的支承外表，常以静协作或过渡协作同箱体或机架沙锅内的孔相连接。外径的尺寸精度通常为23 级；外形精度掌握在外径公差以内；粗糙度一般为 Ra6.3 R

17、a0.8 。1） 内外圆之间的同轴度当内径的最终加工系将连接套装入机座后进展时，连接套内外圆间的同轴度要求较低；假设最终加工是在装配前完成时要求较高，一般为 0.010.05mm。2） 孔轴线与端面的垂直度连接套的端面包括凸缘端面如工作中承受轴向载荷，或虽不承受载荷但加工中是作为定位面时，与孔轴线的垂直度要求较高，一般为 0.020.05mm。三、 连接套零件的材料与毛坯连接套零件一般都是用钢、铸铁、青铜或黄铜等材料制成。有些滑动轴承承受双金属机构，即用离心铸造法在钢或铸铁套的内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料，这样既可节约贵重的有色金属，又能提高轴承的寿命。连接套零件的毛坯选择与其材料、构造和

18、尺寸等因素有关。孔径较小如d20mm的连接套一般选择热轧或冷拉棒料，也可以承受实心铸件。孔径较大时，承受无逢钢管或带孔的铸件和锻件。大量生产时可以承受冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺，既提高生产率又节约金属材料。2第一章 零件的分析1.1 零件的作用液压缸又称为连接套，它是液压系统中的一种执行元件，其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。缸筒是液压缸的重要组成局部。1.2 零件的工艺分析1.2.1 加工方法的选择连接套零件的主要加工外表为孔和外圆外表。外圆外表加工依据精度要要求可选择车削和磨削。孔加工方法的选择比较简单，需要考虑零件的构造特点、孔径大小、长径比、精度和粗糙度要求以及生

19、产规模等各种因素。对于精度要求较高的孔往往还要承受几种不同的方法顺次进展加工。本次设计的连接套，为保证孔的精度和外表质量将先后经过粗车、半精车、精车和滚压等四道加工零件毛坯为 HT300。1.2.2 、保证连接套外表间位置精度的方法由连接套零件的技术要求知，连接套零件内外外表间的同轴度以及端面与孔轴线的垂直度一般均有较高要求。为保证这些要求通常可承受以下方法：1. 在一次安装中完成内外外表及端面的全部加工。这种方法除了工件的安装误差，所以可获得很高的相对位置精度。但是，这种方法的工序比较集中，对于尺寸较大尤其是长径比较大连接套也不便与安装，故多用于尺寸较小轴套的车削加工。2. 连接套主要外表加

20、工分在几次安装中进展，先终加工孔，然后以孔为精基准最终加工外圆。这种方法由于所用夹具心轴机构简洁，且制造和安装误差小，因此可保证较高的位置精度，在连接套加工中一般多承受这种方法。连接套主要外表加工在几次安装中进展，先终加工外圆，然后以外圆为精基准最终加工内孔。承受这种方法时工件装夹快速牢靠，但因一般卡盘安装误差较大，加工后工件的位置精度较低。假设欲获得较小的同轴度，则必需承受定心精度高的夹具，如弹性膜片卡盘、液体塑料夹头和经过修磨的三爪卡盘等。对于较长的连接套零件，为保证位置精度，往往以外圆定位，承受一端夹持，另一端用中心夹支托来最终加工内孔。对于本次设计加工零件的工艺不承受第一章零件的分析这

21、种方法,是由于加工内孔时,安装工件需要 88 工艺外圆,只有当内孔加工完后, 才可能车去工艺螺纹,进而车出与内孔有较小不同轴度的外圆外表 82d,故承受上述其次种方法,以内孔作为校正基准.1.2.3 、防止变速箱连接套同心度不良的工艺措施连接套零件的构造特点是两侧孔需要二次装夹，加工中常因夹紧力、切削力和切削热等因素的影响而产生同心度偏差大。防止同心度超差应留意以下几点：1. 为削减切削力和切削热的影响，粗、精加工应分开进展。粗加工产生的变形在精加工中可以得到订正。2. 为削减夹紧力的影响，工艺上可实行以下措施：1.承受轴向夹紧的夹具。例如本次设计中的零件加工。两端想车出的 88 外圆,即为加

22、工内孔时实现轴向夹紧用的工艺外圆,内孔加工后马上它车去。2.在工件上做出增加径向刚性的关心凸边，加工后将凸边切去。4 00 理工学院毕业设计其次章 工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 HT300，由于对材料要求无太高要求，故应中选用铸件就能保证零件工作牢靠。由于零件为中或大批量生产，故可承受砂型铸造，从提高生产率、保证加工精度的要求上考虑，也是适宜的。2.2 基准的选择基面选择是工艺规程设计中的工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，甚至会造成零件的大批报废，使生产无法正常进展。2.2.1 粗基准的选择对于零件而言，尽

23、可能选择不加工外表作为粗基准。而对有假设干个不加工外表的工件，则应以与加工外表要求相对位置精度较高的不加工外表作粗基准。对于较长的连接套零件，为保证位置精度，往往以外圆定位，承受一端夹持，另一端用中心夹支托来最终加工内孔。依据这个原则，本零件选取铸铁 HT300 外圆88 为粗基准。工件一端用三爪卡盘夹持一端，另一端则用大头顶尖顶住另一端。承受这种方法时工件装夹快速牢靠，但因一般卡盘安装误差较大，加工后工件的位置精度较低。为了获得较小的同轴度，须承受定心精度高的夹具，如弹性膜片卡盘、液体塑料夹头和经过修磨的三爪卡盘等。2.2.2 精基准的选择2、精基准的选择：依据精基准的选择原则：基准重合原则

24、，基准不变原则，互为基准，反复加工原则。可选零件的下外表为精基准。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的动身点应当是使零件的几何外形、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定的状况下，可以考虑承受万能机床以及专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产本钱尽量下降。工艺路线方案：工序 1、毛坯HT300f 88190 ：工序 2、车：车88 到尺寸87工艺用；车端面及倒角；调头车88 到尺寸87工艺用；工序 3、车孔： 粗车内孔留量单边 1.5； 调头粗精车孔单边流量 1.5；全部内孔半精车单边留量 0.5； 精车内孔；掉头精车内孔66；

25、工序 4、车芯轴。工序 5、套芯轴，半精车外圆到85.5。工序 6、精车外圆85 及64。工序 7、精车 190 长度。工序 8、钻孔10。工序 9、钻孔 M8 底孔。工序 10、钻床，使用工装夹具组合钻孔 2-M5 深 12工序 11、铰丝工序 12、检查。 00 理工学院毕业设计2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定“变速箱连接套”：零件材料为 HT300，生产类型大批量，毛坯形式：f 88190 。依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工外表的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。2.4.1 两端外圆外表：两外圆 88mm外表一端加工长度为 60mm，与其联接的非加工外圆外表直径为

26、 88mm，现取其外圆外表直径为 88mm。 82mm 外表尺寸公差-0.02，外表粗糙度值 3.2，要求半精车；精车，加工直径余量 2Z=1.5mm.由于本设计规定零件是大批生产，应当承受调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。 82dmm 的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布见图 2-1。图 2-1 82d 外圆工序间尺寸公差分布图调整法 由图可知：8毛坯名义尺寸：85+3=88mm毛坯最大尺寸：85+1.52=88mm 毛坯最小尺寸：85-0.52=84mm半精车后最大尺寸：85+0.52=86mm 半精车最小尺寸：82-0.02=85.5mm精车后尺寸和

27、零件图尺寸一样，即 85mm.最终，将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表 2-1。工序寸加工余量单最大1.750.271.75边最小1.60.23加工公差单+0.17-0.5-0.4/2-0.12/2边表 2-1加工余量计算表加工尺HT300圆88 寸及公差半精车外圆精车外圆加工 最大8885前最小尺6764寸加工 最大91.68382.02后最小尺8881.9881.982.4.2 工件内孔加工毛坯为 HT300 8914，内孔直径 61，参照工艺手册表2.3-9 确定工序尺寸及余量为：粗车孔： 66mm 半精车孔： 68mm 精车： 69.5mm精铰浮动车刀： 700.20mm2.5 确定

28、切削用量及根本工时2.5.1 工序 1：铸铁HT300 钢，f 89 14 切断，取总长 687mm2.5.2 工序 2：车削，本工序承受计算法确定切削用量。1、加工条件工件材料：HT300，f 88190 ，sb车端面及倒角；车88 到尺寸86工艺用；车端面及倒角取总长 191mm余 1mm 机床：C630-1 卧式车床= 530MP；a刀具：刀具材料为 YT15，刀杆尺寸 16mm25mm，k= 90o ,gr0= 15o , a0= 120 , rR= 0.5mm 。2、计算切削用量、车88 到87切削深度a：p88 - 88a=p2= 0.5进给量 f：依据切削用量简明手册第三版以下简

29、称切削手册表 1.4，当刀杆尺寸为 16mm25mm, a 3 以及工件直径为 100mm 时：f=0.60.9。p按 CA6140 车床的说明书见切削手册表 1.30取 f=0.7。计算切削速度： 按切削手册表 1.27，切削速度的公式为寿命选T=60min：vv =ckfvvcT ma xyvm/min式中，cv=242， xv=0.15， yvP=0.35，m=0.2。修正系数kv见切削手册表1.28，即： k=1.44， kmvsv=0.8， k=1.04， k=0.81， k=0.97。kvkrvBv所以： v =c2421.44 0.8 1.04 0.81 0.97600.2 0.

30、50.15 0.50.35=123.8(m/min)确定主轴转速n ：s1000vn =csp dw10= 1000 123.8 3.14 90 438(r/min)与 438 r/min 相近的机床转速为 500 r/min，。现选取nw= 500 ，所以实际切削速度 v = 1 4 1 . 3m/min.检验机床功率：主切削力 Fc按切削手册表 1.29 所示公式计算acF = cxFcFPcf yFcnFc k cFvc1式中： cFC= 2795, xFc= 1.0, yFc= 0.75, nFc= -0.15n snF 530 0 . 7 5k= b = = 0.86M p 650

31、650 k=0.89kr所以： Fc= ca xFcFPcf yFcnFc k cFvc= 2795 3.5 0.70.75 141.3-0.15 0.86 0.89=784N切削时消耗功率 p 为：c=F vpc cc61 04= 784 141.36 104=1.85 (kw)由切削手册表 1.30 中 CA6140 机床说明书知，CA6140 主电动机功率为7.5kw，故机床功率足够，可以正常工作。校验机床进给系统强度：主切削力Fc= 791 N，径向力Fp按切削手册表 1.29 所示公式计算F= cpFpa xFp f y Fpvpcn FkpFp式中： cFp= 1940, xFp=

32、 0.9, yFp= 0.6,nFp= -0.3 snF 530 1 . 3 5k= b = = 0.76M p 650 k= 0. 5kr 650 所以： Fp= caFppxFp f yFp vcnFp kFp=1940 0.50.9 0.50.6 141.3-0.3 0.76 0.5=116.9N轴向切削力 Ff= ca xFf Fpff y Ffv ncFkfFf式中 cFf= 2 8 8 0x,=Ff1. y0 , =Ff0n.Ff5=, - ：= skbnF1 . 0= 530 = 0.82m 650 k= 1. 1 7r 650 所以： Ff= ca xFf Fpff yFf v

33、cnFf kFf= 2880 1 0.50.5 141.3-0.4 0.82 1.17=267N取机床导轨与床鞍系数 m =0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：F = Ff+ m (Fc+ F )P=267+0.1784+116.9=357.09 357N而机床进给机构可承受的最大纵向力为 3530N见切削手册表 1.30，故机床进给系统可以正常工作。l + l + l切削工时： t =12nf1式中： l = 60mm , l60 + 3.5= 3.5 , l2= 0,所以： t =2500 0.7=0.36min12、车工艺外圆：计算切削速度： 按切削手册表 1.27，切削

34、速度的公式为寿命选T=60min，承受高速钢外圆车刀，规定aP=0.25，走刀次数 i=5，则vv =cktvvcT ma xyvm/minP1式中， cv=11.8， xv0.637=0.70， yv=0.30，m=0.11，。k= ()1.75 =1.11kM0.6K= 0.75所以： v =c11.81.11 0.75600.11 0.250.7 1.50.3=32.8(m/min)确定主轴转速 n ：s1000vn =csp dw= 1000 32.8 3.14 90 116 (r/min)按机床说明书取n=96r/min， 所以实际切削速度 v = 27 m/min.由切削手册表 1

35、.30 中 CA6140 机床说明书知，CA6140 主电动机功率为 7.5kw，故机床功率足够，可以正常工作。计算切削工时：l + l +切削工时： t =1nf式中： l =60, l1= 2 ,所以： t =60 + 2 296 1.5=0.086min、车端面及倒角：确定端面最大加工余量：毛坯长度方向的加工余量为 2mm确定进给量 f：依据切削手册表 1.4，当刀杆尺寸为 16mm25mm, a 3p以及工件直径为 100mm 时：f=0.60.9。按 CA6140 车床的说明书见切削手册表 1.30取 f=0.7。计算切削速度： 按切削手册表 1.27，切削速度的公式为寿命选T=60

36、min：vv =ckfvvcT ma xyvm/minP式中，cv=242， xv=0.15， yv=0.35，m=0.2。修正系数kv见切削手册表1.28，即： kmv=1.44， ksv=0.8， kkv=1.04， kkrv=0.81， kBv=0.97。所以： vc=2421.44 0.8 1.04 0.81 0.97 600.2 10.15 0.50.35=125.8(m/min)确定主轴转速n ：s1000vn =csp dw= 1000 125.8 3.14 90 445 (r/min)与 445 r/min 相近的机床转速为 500 r/min，。现选取nw= 500 ，所以实

37、际切削速度 v = 1 4 1 . 3m/min.检验机床功率：主切削力 Fc按切削手册表 1.29 所示公式计算F = cxF f y Fv n FkaccccFPcFcc14式中： cFC= 2795, xFc= 1.0, yFc= 0.75, nFc= -0.15 1n snF 530 0 . 7 5k= b = = 0.86M p 650 650 k=0.89kr所以： Fc= ca xFcFPcf yFcnFc k cFvc= 2795 1 0.70.75 141.3-0.15 0.86 0.89=768N切削时消耗功率 p 为：cF vp=c cc6 1 04= 768 141.3

38、6 104=1.81 (kw)由切削手册表 1.30 中 CA6140 机床说明书知，CA6140 主电动机功率为7.5kw，故机床功率足够，可以正常工作。计算切削工时：l + l + l切削工时： t =12nf式中： l =89 - 61214 + 2=14, l1= 2 , l2= 0,所以： t =2500 0.7=0.091min、车82 到尺寸88 及； 同、88 外圆工艺用、车端面及倒角取总长 686mm(余量 1mm)同2.5.3 工序 3：深孔推车：粗车孔到61mm；半精车孔到68mm； 精车孔到68.85mm;精铰浮动车刀孔到62H6(+ 0 . 0)1R =3.2 m。0粗糙度m a车孔是常用的孔加工方法，可以作为粗加工，也可以作为精加工，加工范围很广。对于小批量生产中的非标准孔、大直径孔、准确的短孔及盲孔、有色金属孔等一般多承受车孔。车孔可以在车床、铣床和数控机床上进展，能获得的尺寸精度为 13 级，粗糙度为Ra6.3mm Ra0.8mm 。车孔刀具钻头与车刀因受孔径尺寸的限制特别是小直径深孔，一般刚性较差，车孔时简洁产生振动，生产率低。但是由于不需要专用的尺寸刀具绞刀，车刀机构简洁，又可以在各种机床上进展车孔，故单件、小批生产中，车孔是较经济的方法。此外，车孔能