汽车轮毂工艺工装设计说明

1百手起驾 整理为您汽车轮毂工艺工装设计摘要：本次毕业设计以中等复杂程度的盘套类零件汽车轮毂的机械加工为主要内容，讨论了汽车轮毂在大批大量生产条件下的机械加工工艺规程，制定了详细的机械加工工艺规程。通 过阅读和参考多种文献和资料，编写了一份关于 轮毂加工制造技术 的综合性文献，即文献 综述。为了达到相应的设计技术要求，保证零件加工 质量、提高生 产率和降低制造成本，这就要求合理的选择机械加工机床，选择合适的刀具、量具以及切削参数。本文分析和总结了盘套类零件的特点，对盘套类零件进行了工艺技术分析， 针对该零件的主要技术要求，进行综合分析和综合考虑，设计了一套比较合理的机械加工工艺规程和所需的专用工艺装备，并设计分析了几个比较关键的工序。 为了达到综合锻炼的目的，在本次 设计过程中还设计了关键 工序的工艺装备（包括夹具、刀具、量具等）。关键词：汽车轮毂 机械加工工艺过程 工艺装备 大批大量2百手起驾 整理为您文 献 综 述1 概 述1.1 轮毂的定义及功 用轮毂是支持轮胎的重力和整个车身的重力的重要部分。轮毂的材质分为铁轮毂、钢轮毂这两者在卡车和公交车用的较多。轿车普遍使用铝轮毂。轮毂的表面处理分为涂装(油漆) 、电镀、抛光（无保护层） 。轮毂的直径对行驶的影响，车轮的直径是固定得，轮毂直径越大轮胎的胎壁就越扁，在加速、刹车、过弯时轮胎的变形越小，行驶越稳定。因此有必要对轮毂进行工艺工装设计。培养学生正确的设计思想方法、严谨的科学态度和良好得工作作风，树立自信心；培养学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及素质；培养学生获取信息和综合处理信息的能力，提高文字和语言表达能力。1.3 轮 毂 加 工 的 现 状 和 发 展 趋 势轮 毂 是 工 业 生 产 中 的 重 要 基 础 零 件 ， 其 加 工 技 师 和 加 工 能 力 反 映 一 个 国 家的 工 业 水 平 。 现代轮毂技术已达到；轮毂直径由 1 毫米150 米；传递功率可达十万千瓦；转速可达十万转/分；最高的圆周速度达 300 米/秒。实 现 轮 毂 加 工 数 控 倾 和 自 动 化 、 加 工 和 检 测 的 一 体 化 是 目 前 轮 毂 加 工的 发 展 趋 势 。 未来轮毂正向重载、高速、高精度和高效率等方向发展，并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。而轮毂理论和制造工艺的发展将是进一步研究轮齿损伤的机理，这是建立可靠的强度计算方法的依据，是提高轮毂承载能力，延长轮毂寿命的理论基础；发展以圆弧齿廓为代表的新齿形；研究新型的轮毂材料和制造轮毂的新工艺；研究轮毂的弹性变形、制造和安装误差以及温度场的分布，进行轮齿修形，以改善轮毂运转的平稳性，并在满载时增大接触面积，从而提高轮毂的承载能力。摩擦、润滑理论和润滑技术是 轮毂研究中的基础性工作，研究弹性流体动压润滑理论，推广采用合成润滑油和在油中适当地加入极压添加剂，不仅可提高齿面的承载能力，而且也能提高传动效率。 2 轮 毂 加 工 机 床轮毂加工机床是加工各种轮毂的机床。轮毂加工机床的品种规格繁多，有加工几毫米直径轮毂的小型机床，加工十几米直径轮毂的大型机床，还有大量生产用的高效机床和加工精密轮毂的高精度机床。3百手起驾 整理为您1 引言毕业设计是我们大学期间的最后一个教学实践环节，是一个综合性的教学实践环节，是培养工程技术人员的主要教学环节之一，是对我们过去学习成效的综合性检验。通过这一环节培养我们综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高我们开拓创新的能力，增强我们的动手能力。机械加工工艺设计和工装设计是我们机械设计制造及其自动化专业学生的对口课题，同时又是一个有深度和难度的课题，是综合性和实践性较强的课题。本次毕业设计选择在大批大量生产下，完成汽车轮毂的机械加工工艺规程和工艺装备设计，详细讨论了汽车轮毂从毛坯到成品的机械加工工艺过程，并制定了相应的机械加工工艺规程，分析总结了盘套类零件的特点，分析出盘套类零件的主要加工外表面的加工、孔的加工、以及上下端槽的加工，针对该零件的主要技术要求，设计了汽车轮毂铣夹具以完成加工，达到相应技术要求，并满足了生产率的要求。同时，设计了该零件设计过程中所需要的其他工艺装备，包括刀具和量具等。2 零件分析2.1 零件的生产纲领及零件的生产类型汽车轮毂的生产纲领为 5000 件/年，生产类型为大批大量生产，所以在设计制造工艺路线时应充分考虑大批大量生产的特点，制定合格的工艺路线，选择合适的机车、刀具、量具、检具，以提高生产效率，降低生产成本，提高经济效益。2.2 零件的类型及功用汽车轮毂为盘套类零件，装在车床传递动力的花键轴上.汽车轮毂装在车床主轴和动力源（电动机）之间，连接电动机与车床主轴，通过改变汽车轮毂的位置，控制汽车轮毂的汽车，可以断开和接通车床的动力传输，实现在电动机正常工作和转速不变的情况下控制机床主轴的停和转。在汽车轮毂断开与接通动力传输的瞬间，存在有较大的冲击。车床工作过程中，工作状况可能会不断变化，需要不断控制车床主轴的停止和转动，若每次都要靠控制电动机的停止和转动状况来控制车床主轴的停止和转动，则会带来很大的不便，影响加工效率，降低经济效益。而汽车轮毂的运用则解决了这种矛盾，在不需改变电动机转速的情况下，通过控制汽车轮毂的4百手起驾 整理为您位置变化，即可实现动力传输路径的断开与接通，实现在电动机转速不变的情况下控制车床主轴的停止和转动。因此，汽车轮毂是车床的一个不可缺少的关键零件，汽车轮毂的制造必须全面达到设计图样和各项技术条件的要求。2.3 零件的结构分析及工艺性审查汽车轮毂属盘套类零件，零件的外表面为阶梯，阶梯下半部分轮毂，内表面为阶梯孔，其中一部分为内花键，零件的上下端面均开有槽，零件属于典型的盘套类零件，又兼有轴类零件的特征，以轮毂及上下端为主要加工表面，且有较高的尺寸公差和形位公差要求。对零件图的结构工艺性审查得知内花键的加工要达到设计要求具有一定加工难度，加工以后需多次对话键孔进行校正加工，以保证其精度要求。零件内孔的加工不如外圆表面的加工工艺性好。3 工艺规程设计3.1 确定毛坯制造形式毛坯材料为 HT250 钢。零件外形较复杂。汽车轮毂装在轴上，传递动力或是切断动力，工作中存在冲击，由于机车功率一般不大，故冲击力不大，因此，可选用毛坯铸造的方法。由于零件年生产为 5000 件，已达大批大量的生产类型，而且零件的尺寸不大，故可采用砂型铸造。3.2 定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得以保证，加工效率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，加工成本大大提高，产品质量很难保证，更糟糕的是还会造成零件的大批报废，使生产难以进行，经济效益大大降低。3.2.1 粗基准的选择本零件是带有阶梯孔的典型的轴类零件，根据该零件的实际设计和加工要求，选择以毛坯的外圆为径向粗基准，以零件毛坯的 180mm 的外圆端面为轴向粗基准。3.2.2 精基准的选择基准的选择；应从零件的加工精度、特别是加工表面的相互位置精度来考虑，以提高定位精度，保证零件定位准确，减少定位误差；同时也要照顾到装夹方便，夹具结构简单。对于汽车轮毂的加工，应该按照工种基本原则选择定位基准，即5百手起驾 整理为您“基准重合”原则和“基准统一”原则。基准重合原则是指应该尽量将设计基准和工艺基准及测量基准相互重合。基准统一原则是指应该尽可能选择加工工件多个表面时都能使用的定位基准做为精基准。对于该汽车轮毂零件，轮毂端面部分设计基准为内孔，轮毂轴线的设计也是以内孔为基准，根据基准重合原则和基准统一原则，选择内孔作为第一组精基准，选择零件上下端面为第二组精基准。3.3 零件表面加工方法的选择零件的主要加工表面为孔、外圆表面、端面。考虑到各个表面的技术要求，各种加工方法的经济加工精度范围，各加工表面的形状和尺寸大小，铸件材料（HT250）的性质及可加工性和生产纲领与生产类型，选择各加工表面的加工方法如下：（1） 135mm、 136mm、 23mm、 20mm 和 12.2mm 的孔：该孔的内表面粗糙度为 Ra6.3 ，同时考虑到生产效率的问题，选择粗镗半精镗的加工方法。m（2） 336mm 外圆表面、 180 外圆表面、 214 外圆表面和 155mm 外圆表面：表面粗糙度为 Ra6.3 ，同时考虑到生产效率，采用粗车半精车的加工方法。3.4 制定工艺路线综合考虑各表面的加工方法、加工顺序及生产批量和经济性拟订汽车轮毂机械加工工艺过程如下：（一） 工艺方案：6百手起驾 整理为您表 1 汽车轮毂机械加工工艺过程简表工序号 工序名称 工序内容1 备料 铸造毛坯2 热处理 进行人工时效处理3 车端面 粗车下端面车上端面至尺寸4 车端面 车 H 端面至尺寸车 G 端面至尺寸5 镗内孔 镗内孔 135 -0.058-0.028， 135 -0.068-0.0286 镗内孔 倒角 2*45，镗内孔 136 00.25， 135 0+0.267 镗内孔 镗内孔 136 0+0.58 镗斜面 倒角 4*30，斜面 5 度9 钻孔 钻孔 8-20H810 钻孔 钻孔 23，倒角 0.5*45，4*4511 钻孔 钻孔 10，攻丝 M1212 钻孔 钻孔 12.213 检验14 入库4 确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图4.1 确定机械加工余量机械加工余量的确定有很多因素决定。再此，主要考虑工序的经济性及各工序的加工方法。具体如表 2 所示：7百手起驾 整理为您表 2 孔 135 mm 工序尺寸028.5工序的经济精度工序步骤名称双边余量mm 公差等级 公差值 mm基本尺寸mm工序尺寸及公差值 mm半精镗 1 IT7 0.028 135102 028.5粗镗 1 IT10 0.140 134 134 14.0毛坯 IT14 0.87 133 133 0.435表 3 孔 136 mm 工序尺寸25.0工序的经济精度工序步骤名称双边余量mm 公差等级 公差值 mm基本尺寸mm工序尺寸及公差值 mm半精镗 1 IT8 0.25 136136 25.0粗镗 1 IT10 0.140 135 135 14.0毛坯 IT14 0.74 134 134 8.6表 4 孔 136 mm 工序尺寸5.0工序的经济精度工序步骤名称双边余量mm 公差等级 公差值 mm基本尺寸mm工序尺寸及公差值 mm半精镗 1 IT7 0.035 136136 5.0粗镗 1 IT10 0.140 135 135 14.0毛坯 IT14 0.74 134 134 8.68百手起驾 整理为您表 5 孔 20H8 工序尺寸工序的经济精度工序步骤名称双边余量mm 公差等级 公差值 mm基本尺寸mm工序尺寸及公差值 mm扩 1 IT7 H8 2020 H8钻 19 IT10 19 19毛坯 IT14 0表 6 孔 23 工序尺寸工序的经济精度工序步骤名称双边余量mm 公差等级 公差值 mm基本尺寸mm工序尺寸及公差值 mm扩 1 IT7 2323 钻 22 IT10 22 22毛坯 IT14 0表 7 钻孔 10，攻丝 M12 工序尺寸工序的经济精度工序步骤名称双边余量mm 公差等级 公差值 mm基本尺寸mm工序尺寸及公差值 mm攻 IT7 M12 M12钻 10 IT10 1010毛坯 IT14 09百手起驾 整理为您表 8 236 mm 工序尺寸06.工序的经济精度工序步骤名称双边余量mm 公差等级 公差值 mm基本尺寸mm工序尺寸及公差值 mm半精车 1 IT10 0.4 236 236 06.粗车 1 IT13 0.54 237 237 54.0毛坯 IT14 1.00 238 238 78.24.2 确定毛坯的尺寸汽车轮毂零件材料为 HT250 钢，调质硬度为 HRC4050，强度极限 =600MPp，b生产类型为大批大量生产，毛坯生产采用铸造方法。由于零件内孔直径然而若采用不同直径的型心，则会使起模困难，不便于型心的取出，故零件毛坯内孔应该采用同一直径。由于零件外圆直径尺寸相差较大，考虑到加工效率和加工的经济性，铸造型心外圆采用不同的直径，以减少切削用量，提高加工效率。说明：由于汽车轮毂属盘套类零件，零件全长仅为 236mm，而且零件外形比较复杂，内孔且为阶梯孔，阶梯孔长度较小，零件毛坯采用 HT250 钢铸造成型，为简化毛坯铸造工艺，可以牺牲少量材料为代价， “牺牲材料，简化工艺” 。零件外形和内孔部分尺寸采用较大的切削余量，可多次走刀完成加工，以简化毛坯铸造工艺。4.3 设计毛坯图根据上述所确定的加工总余量和毛坯尺寸来绘制毛坯图，毛坯轮廓用粗实线绘出，零件的实际尺寸用双点画线绘制，尺寸如表 14 所示。同时在图中绘出毛坯尺寸、公差、技术要求、圆角半径和铸造斜度等。具体见毛坯图。10百手起驾 整理为您5 工序设计5.1 工序 3 、4 粗车端面至尺寸工序设计5.1.1 加工设备与工艺装备加工设备：卧式车