1、 黑龙江八一农垦大学毕业设计 I 摘 要 通过运用机械制造工艺学、数控加工课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位、夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定，数控编程等问题，保证零件的加工质量 .能够熟练的做出数控编程程序。 学会使用图表资料以及手册，掌握与本本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练运用。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。由于 能力有限，设计当中可能会有不足之处，恳请各位老师给予批
2、评指正。 关键词： 数控加工 工艺设计 夹具设计 黑龙江八一农垦大学毕业论文 II 黑龙江八一农垦大学毕业设计 III 目录 摘要 . I ABSTRACT . 错误 !未定义书签。 目录 . III 前言 . VI 1 设计的目的及内容 . 1 1.1 设计的选题意义 . 1 1.2 设计的主要内容 . 2 2 数控编程中的加工工艺分析及设计 . 2 2.1 零件的作用 . 2 2.2 零件的分析 . 2 2.3 零件的精度分析 . 2 2.4 表面粗糙度的分析 . 3 2.6 选择加工设备与刀具、夹具等 . 4 3 工艺规程的设计 . 5 3.1 基准与定位的分析 . 5 3.2 加工方法
3、的选择 . 5 3.2.1 内孔的加工方法 . 5 3.2.2 端面的加工方法 . 7 3.3 加工工序的划分 . 7 黑龙江八一农垦大学毕业设计 IV 3.4 工件的时效处理 . 7 3.5 辅助工序的安排 . 8 4 加工工序的设定 . 8 4.1 工序尺寸及公差的计算 . 8 4.2 切削用量的选择 . 8 4.3 加工时的对刀 . 8 4.3 工序的设定 . 9 5 夹具设计 . 18 5.1 机床夹具在机械加工中的作用 . 18 5.2 机床夹具的组成 . 19 5.3 夹具的作用和设计条件 . 19 5.4 专用夹具的设计 . 20 5.5 粗、精铣变速箱体底平面夹具设计 . 20
4、 5.6 设计夹具的基本要求 . 20 5.7 对夹具体的要求 . 21 5.8 定位误差的分析 . 22 5.9 夹紧力的计算及夹紧元件的强度校核 . 22 5.10 定位基准的选择 . 23 5.11 铣削力和夹紧力的计算 . 24 5.12 夹具体槽形与对刀装置设计 . 24 5.13 夹紧装置及夹具体设计 . 26 黑龙江八一农垦大学毕业设计 V 5.14 夹具设计及操作的简要说明 . 27 6 结论 . 38 参考文献 . 40 致 谢 . 41 附录 1 . 42 附录 2 . 43 黑龙江八一农垦大学毕业设计 VI 前言 数控机床的加工原理可简要概述为：在数控机床上加工零件时，要
5、是想根据零件的加工图样的要求确定零件的工艺过程、工艺参数和刀具参数，再按规定编写零件数控加工程序，然后通过手动数据输入方式或计算机通信等方式将数控加工程序送到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过分析处理与计算后发出相应的指令，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从 而控制机床进行零件的自动加工。 数控加工原理及加工过程：零件图阅读零件图工艺分析制定工艺数控编程程序传输数控机床数控编程的内容包括：分析零件图，确定工艺过程；数学处理；编写程序单；制作程序戒指并输入程序信息；程序校验。 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 7 - 1 设计的目的及内容 1.1 设计的选题意义 目前，国内外汽车和
6、发动机厂家的变速箱体生产大多数采用流水线专用组合机床，定位方式有所不同，有以凸台面定位的，国外大多数采用一面双销定位，轴承孔和拨叉孔等的加工一般采用粗镗 精镗来完成，国外也有较先进的采用先粗镗，再高速铰来加工，提高 了生产效率和精度，但需要更精密的机床和控制，技术难度比较大。毛坯一般都用铸件。 选择这样的一个题目来研究，可以促使我充分熟悉大学四年来学的大部分知识，并尝试将这些知识综合运用并和实践经验相结合，培养自觉查手册，设计遵循行业标准，生产不仅要考虑质量还要考虑经济性等一个工艺人员必须具备的素质。 1.2 设计的主要内容 此次设计主要分成两部分： 零件的数控加工工艺设计，各种类型的机械零件
7、，由于其结构形状、精度、表面质量、技术条件和生产数量等要求各不相同，所以针对某一零件的具体要求，在生产实际中要综合考虑机床设备、生 产类型、经济效益等诸多因素，确定一个合理的加工方案，并合理安排加工顺序，经过一定的加工工艺过程，才能制造出符合要求的零件。最后编写出合理简单的加工程序。 夹具设计部分，把工件迅速的固定在正确的位置上，完成切削加工、检验、装配、焊接、和热处理等工作所使用的工艺装备称为夹具。把机床上使用来完成工件装夹任务所使用的工艺装备称为机床夹具。在机械制造的切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工艺过程中，要使用大量的夹具来安装加工对象，黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 8 -
8、使其占有正确的位置，以保证零件和产品的加工质量，并提高生产率，从而提高其经济性。 2 数控 编程中的加工工艺分析及设计 2.1 零件的作用 变速箱是用来 “改变 ”速度的，因为任何发动机都有它的最佳工作范围，亦称动力区 (power band)，指该台发动机能发出的最大或接近最大功率及最大扭矩的转速 (rpm)范围。汽车变速箱功能 : 改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围， 在发动机旋转方向不变情况下，是汽车能倒退行驶； 利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。变速器是由变速传动机构和操纵机构组成，需要时，还可以加装动力输出器。在分类上有两种方式：
9、按传动比变化方式 和按操纵方式的不同来分。 2.2 零件的分析 本次我们要分析的箱体类零件是一汽车变速箱箱体零件，汽车变速箱箱体零件为典型的箱体类零件，生产规模为批量加工，零件的轨迹比较复杂，必须保证零件的尺寸精度。总体看起来箱体之间的结构是正确的，圆弧的大小合适，没有超过铣刀的要求；还有就是内孔的大小也比较合理，不过大也不过小。如果是内孔的直径过大，外圆柱段的壁厚就显得比较小，这时我们在数控铣床加工起来就比较的困难，还要考虑更多的问题来保证箱体的精度，因而我们的夹紧也就成了一个大的问题，但是在这里没有出现，也就说明作为典型的 箱体类零件的加工选择在数控铣床上加工的正确性，而且对于零件的表面粗
10、糙度的要求也不高，通过精铣基本上都能达到，也体现出了数控技术的精度高的特点。 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 9 - 2.3 零件的精度分析 零件的 加工精度 是指 零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。符合程度越高则加工精度就越高。 实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。 由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精 度是不同的。任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提
11、高，但这样会降低生产率，增加加工成本。由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统 (简称工艺系统 )会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式 (或扩大、或缩小 )反映为工件的加工误差。 工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差 等 。这些都会影响到零件的加工精度。 如图 1-3-2 就是我们本次要加工的箱体：在这次的数控铣削加工中，零件重要的加工部位有：中间两孔，端面，及各螺纹孔。零件其他加工部位相对容易加工。由上述尺寸可以确定零件的尺寸应该以零件左侧面为基准，这样才能保证零件的加工精度要求，零件其轴向加工部位要求较低。 2.4 表面粗糙度的分析 表面粗糙度反映的是零件加工表面的微观几何形状误差，即指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷不平度。它不同于宏观几何形状，也不同于表面波度。主要由加工过程 中刀具和零件表面的摩擦、切削分离时表面金属层塑性变形及工艺系统变频振动等原因而形成。
