《汽车制造工艺学》_课程设计VIP

学 号： 2010401201 程 设 计 题 目 汽车零件机械加 工 工艺规程 及专用机床夹具设计 教 学 院 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 (车辆工程方向 ) 班 级 10 车辆 工程 姓 名 指导教师 2013 年 6 月 20 日 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 2 2012 2013 学年第 二 学期 课程设计任务书 设计名称： 汽车零件机械加工艺规程 及 专用机床 夹具设计 班级： 10车辆 地点： 、课程设计目的 车 辆制造工艺学课程设计是在完成了 车 辆 制造工艺学课程 的理论教学后 的实践性教学环节。其目的是：通过该课程设计，使学生 在理论教学的基础上进一步巩固汽车制造工艺知识，初步掌握汽车零件机械加工工艺规程的编制方法，学会 查阅有关资料；掌握工件在夹具中的定位夹紧原理专用机床夹具的设计方法，提高结构设计能力。 二、课程设计内容 （含技术指标） 制定指定 零件 的 机械加工工艺规程；设计指定工序的专用夹具。 具体内容如下： 1对零件进行结构工艺性分析，画零件图 （ 1）了解零件的性能、用途和工作条件； （ 2）分析 零件 各项技术要求； （ 3）分析 零件的 毛坯、 材料、热处理 要求 及机械加工的工艺性 。 （ 4）画零件图 1张。 2制定零件机械加工工艺规程 （ 1）按基准的 选择 原则确定零件的定位 基准 ； （ 2） 确定 零件各表面的加工方法并划分加工阶段； （ 3） 安排加工顺序，拟定工艺路线； （ 4）初步选择 各工序所采用的设备 ； （ 5）填写完整的机械加工工艺过程卡 1份。 3确定工序具体内容 （ 1）确定指定工序的加工余量、工序尺寸和公差； （ 2）确定指定工序机床的规格、精度及刀、量具； （ 3） 确定指定工序的切削用量 ； （ 4）计算指定 工序的单件工时 ； （ 5）填写完整工序卡片 1张。 4设计指定工序的专用夹具 （ 1）确定工件的定位方案和刀具的对刀、导向方式； 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 3 （ 2）确定夹紧方案； （ 3）确定夹具结构； （ 4） 绘制夹具装配工作图 1张； （ 5） 绘制 夹具零件图 1张。 5整理课 程设计说明书 1份。 三、进度安排 1对零件进行结构工艺性分析，画零件图（ 1天） 2制定零件机械加工工艺规程（ 2天） 3确定工序具体内容（ 1天） 4设计指定工序的专用夹具（ 5 7天） 5答辩（ 1天） 四、 基本要求 1 设计资料齐全； 2 工艺方案合理，工艺文件符合规定的工作量； 3 夹具结构合理，图样数量符合绘图工作量； 4 图样规范，装配图和零件图内容完整，图面质量好，错误少， 5 设计说明书内容完整，书写规范，语句通顺，层次分明。 6 答辩时自述清楚，能正确回答老师所提出的问题。 车辆与交通系 车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 4 目 录 序 言 . 5 一、零件的分 析 . 5 （一）零件的功用 . 5 （二）零件的工艺分析 . 5 二、工艺规程设计 . 6 （一）确定毛坯的制造形式 . 6 （二）基面的选择 . 6 （三）制定工艺路线 . 6 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的的确定 . 8 （五）确定切屑用量及基本工时 . 8 三、夹具设计 . 14 （一） 对机床夹具设计的要求 . 14 （二） 确定夹具的结构方案 . 14 四、总 结 . 17 参考文献 . 19 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 5 序 言 这次的课程设计是在我们课程结束后进行的，经过几个月的学习也该是进行实践的时候了，用实践检验自己的的能力，及所学的知识，还有就是通过此次的设计来学一些课外知识，这是在以后的工作中都要具备的，在学校的课程设计中体验将来工作的过程，这是很有必要的，能让我们更快的适应社会和工作。 由于能力有限，设计中上有许多不足之处，还望各位老师不吝赐教。 一、 零件的分析 （一） 零件的 功 用 机械中的拨叉，一般分为拨叉爪子，拨叉轴和拨叉手柄座。主要是拨动滑 移齿轮，改变其在齿轮轴上的位置，可以上下移动或左右移动，从而实现不同的速度。或则是机械产品中离合器的控制，比如端面结合齿的结构，内外齿的结构，都需要用拨叉控制其一部分来实现结合与分离。 由于拨叉在改变档位时是要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件要具有足够强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。 （二） 零件的工艺分析 拨叉 2 共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 9 m 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 19 孔及其倒角和孔的两端面。其中主要加工的面为 19 110 M H 的螺纹孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：钻 纹底孔、铣 20 端面和锥 6110 M H 的 螺纹孔。其中主要加工面为 6110 M H 的螺纹。 30 的圆弧面为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 两 个圆弧面以及两圆弧面之间的阶梯面。这三组加工表面有着一定的位置度关系， 19 孔与两端面间的阶梯面见的垂汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 6 直度公差为 由以上分析可知，对于这三组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另两组表面，并且保证他们之间的位置精度要求。 二、 工艺规 程 设计 （一） 确定毛坯的制造形式 零件的材料为 灰铸铁 根据选择毛坯应考虑的因素，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而铸造生产成本低，设备简单，故本零件 毛坯采用铸造 方法 。 灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。在制定加工工艺时应考虑这些基本因素。 （二） 基面的选择 基 准 选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，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，使生产无法正常进行。 （ 1） 粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则， （ 2）精基准的选择。考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则， （三） 制定工艺路线 拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 7 状 、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保 证。 工 序 铣 28圆两端面，粗基准选择以 28外圆 。 工 序 钻铰 19心孔并倒角 。 工 序 铣 20 19中心轴为基准 。 工 序 钻 纹底孔 工 序并 攻螺纹。 工 序 铣 圆弧面及侧面， 以 19中心轴为基准 。 工 序 镗 上下凸出端面 。 工 序 检查 。 工 序 铣 28圆两端面，粗基准选择以 28外圆。 工 序 钻 心孔。 工 序 铰 19心孔并倒角。 工 序 铣 20 19中心轴为基准。 工 序 钻 纹底孔。 工 序 攻螺纹 110 。 工 序 铣 圆弧面及侧面， 以 19中心轴为基准。 工艺 镗 上下凸出端面。 工 序 检查。 上述两个工艺的特点在于：方案一是利用复合式机床，钻、铰 19中心孔在同一工艺步骤，减少不同工序拆装工件的时间上浪费，提高了加工工艺的效率；而方案二则与此相反，采用独立式 机床，保证了零件的加工质量。两相比较可以看出 方案一将方案二中的 工序和工序、 工序和工序 进行整合，采用一个工序两个工位。经过整合后，在加工的时候只要进行一次装夹，这样不仅可以减少装夹加工时间也可以提高加工精度。因此，最后的加工路线确定如下： 工 序 铣 28圆两端面，粗基准选择以 28外圆。 工 序 钻铰 19心孔并倒角。 工 序 铣 20 19中心轴为基准。 工 序 钻 纹底孔工 序并 攻螺纹。 工 序 铣 圆弧面及侧面， 以 19中心轴为基准。 工 序 镗 上下凸出端面。 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 8 工 序 检查。 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺制造综合卡片”。 （四） 机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的的确定 “变速叉”零件材料为灰铸铁（ 生产型为大批量生产， 采用手工砂型铸造毛坯 。 根据上述资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机加工余量、 工序尺寸及毛胚尺寸如下： 28 参考机械加工工艺手册，精度等级 工余量 Z= 19 参考机械加工工艺手册，精度等级 工余量 Z=钻孔 孔 19+ 20 参考机械加工工艺手册，精度等级 工余量 Z= 参考机械加工工艺手册，精度等级 铣加工，加工余量Z= 参考机械加工工艺手册，精度等级 铣加工，加工余量Z= 由于设计规定的零件为大批量生产，应该采用 调整法加工零件。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。 （五） 确定切屑用量及基本工时 第二速及第三速变速叉所使用的材料为灰铸铁 工序 铣 28端面 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 9 机床：功率 P= 制造工艺表 刀具： 立式端铣刀 刀片材料 ： 硬质合金， 50,30,60,103,10 （ 查 切屑用量简明手册查表 查切屑用量表 铣销宽度 8 90mm, 4切削 用量表 选 d=80 故齿数 Z=10 且每齿进给量 z 由于加工余量不大，故一次铣完。则 z 故齿数 Z=10 且每齿进给量 z 由于加工余量不大，故一次铣完。则 铣刀磨钝标准及寿命 根据切屑用量简明手册查表 刀刀齿面最大磨损量为 于铣刀直径 0刀具寿命 T=180切屑余量表 决定切削速度 f 根据切削用量 查表 0mm,z=10,5mm,8mm/n=388r/11mm/修正系数为： = mm/n = = 03 8 r/ = 13 1 mm/ 根据 切削用量查表 择 n =590r/ =510mm/此实际切削速度和进给量为： m/10 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 10 5）校验机床功率 由表 当铸铁硬度在 146 至 173 之间时，mm 28 510mm/似 据 说明书，表 床主轴允许功率为 c此所选切削用量可采用，即 510mm/n=590r/z l=28 L=l+ y 由表 y =8 6）计算机基本工时 Lt s 工序 钻铰 19并倒角 钻孔 切削用量表 2取机床 立式机床 选取刀具 钻刀直径 制刀具） 由切削用量表 f 0.3(f= m= m 9 50 (查工艺手册表 机床选取95r/实际切削速度 V= m nw m计算切削加工工时 m 67421 n w f 11 铰孔 19+ 切削用量表 2取机床 立式机床 查制造工艺表 选取刀具 绞刀直径 19的直柄机用铰刀（硬质合金 特制刀具）、 由切削用量表 f 0.5(f= m=查切削用量表 2切削深度 削速度 812=10m/m (查工艺手册表 机床选取95r/实际切削速度 V= m 0dw nw m计算切削加工工时 m 6 562221 n w fw 铣 20 的端面 查制造工艺表 选择 功率 P=铸铁度 172182 ） 查制造工艺表 3 选硬质合金端铣刀 选择粗铣加工余量 查切削用量表 8加工余量 粗铣 铣削宽度 0 90 5径 d=80齿数 z=10 每齿进给量 z 铣刀磨钝加工余量 查制造工艺表 铣刀刀齿后刀 面最大磨损量为 于铣刀直径 0查制造工艺表 得 T=180表制造工艺得 09m/n=436r/49mm/用不对称铣削 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 12 工序 钻 并锥螺纹 钻孔 切削用量表 2取机床 立式机床 选取刀具 钻刀直径 制刀具）、 由切削用量表 f 0.3(f= m=查切削用量 2T=35查切削用量 2.0 工艺手册表 机床选取 60r/实际切削速度 V= m nw m计算切削加工工时 m 0 252721 n w f 纹孔 查切削用量表 2取机床 立式机床 选取刀具 钻刀直径 10的粗柄机用丝锥 计算切削加工工时 m 67421 n w f 造工艺表 螺距 p=1， d=8， l=20,L=76,a= f=1 n=200r/12)p )p Tj= 21=序 铣 圆弧面及侧面 。 查制造工艺表 选择 功率 P=铸铁度 172182 ） 查制造工艺表 3 选硬质合金端铣刀 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 13 选择粗铣加工 余量 查 切削手册 表 881(取 r) 20 35(取 5m/ 8mm m 1648 251000 mi n/831665.0 sf (查切削手册校验 ) （ 3）计算加工工时 m 441 n 工序 镗 圆弧断面 粗镗 查切削手册表 8 背吃刀量 进给量 f= r 查切削手册表 8粗镗铸铁件 应使用 高速钢刀头 f= r s 0 0 d 0 0 加工工时计算 2 半精镗 圆弧端面 查切削手册表 8 背吃刀量 切削手册表 8镗铸铁件 高速钢刀头 f= r s s f 1000 d 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 14 三 、夹具设计 按照设计任务要求，设计一钻床夹具。选择钻 1 的螺纹底孔的专用夹具设计。根据图纸分析，螺纹孔的位置精度不高，以 19中心为设计基准。工件材料为灰铸铁 胚为铸件，生产类型为大批量生产，选用式机床。 对机床夹具设计的要求 保证工件加工的各项技术要求 专用机床夹具的结构与其用途和生产类型要适应 尽量选用标准化夹具 夹具结构应具有足够的刚度，强度和良好的稳定性、 保证使用安全和方便 具有良好的工艺性 确定夹具 的结构方案 （ 1）确定定位元件 定位元件是根据六点定位原理和加工要求来确定的，本夹具采用定位销与工件 19孔相配合；支撑钉与工件 20撑钉与 或下断面相接触，此组合即限制了 6个自由度 （ 2）确定导向装置 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套，对刀装置等，由于都是标准件，因此按标准选择。 （ 3）确定夹紧机构 由于采用工作工件以外圆定位， 机床夹具设计手册，见表 2 f1, f2, 0.3 件与压板间的圆周方 向摩擦系数 件与 V 型块的间的圆周方向的摩擦系数 件与压板间的轴向摩擦系数 件与 V 型块间的轴向摩擦系数 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 15 防止工件转动 防止工件移动 43 2s j （不考虑） 又因为0一般在粗加工时取 K= (取 k=经计算解得22 i i =孔时的轴向力 、 扭矩，功率的计算 查切削用量手册表 向力（ N） 扭矩（ N M） 功率（ ff mm 030 查切削用量手册表 20 .8 f= 修正系数 k=1.0 20 m 30C =位误差的分析 28（ 取 3.016 45s 制夹具装配图样 绘制夹具装 配图，并在其上标注相关尺寸，配合和位置公差等技术要求。 汽车零件加工工艺规程及专用机床夹具设计 17 四、总 结 进行 了维期两周的课程设计，就象往年这个时候一样，我们设计的是拔叉 及其夹具的设计，虽说和以往一样按部就班，但如果工艺学没学好，完成这场设计还真不是一时半会的事，当然也不是两周可以解决的，确实通过这次课程设计，课上那 些没领悟的知识的毕露无疑，因为有时候一个知识点不过关，可能设计的时候就会卡住，或者突然对设计中的一些疑问感 到莫名其妙，茫然无措，设计的内容包含甚广，像求定位公差，选工艺基准等，这样就只有边进行课程设计，一边恶补，然后对前面的数据再次进行分析，拔叉的工艺设计花了一周，另一周便花在了夹具的设计上，其大部分时间都花在了查手册上面，因为工艺有很多，所以其标准也是非常的多，数据量很大，我们要查的手册就有四本，其中包括课程设计指导手册，切削用量，加工余量，夹具设计手册而每本的内容多又繁杂。因此，开始设计的时候查手册感觉就像是大海捞针一样，对着设计的手册就像面对了一本深奥的理论，自己就是一个初学者，什么也不懂 ，什么也不会，后来恶补的多了，查的次数渐渐多了，自己也渐渐的得心应手，在哪个手册上査哪些用量，这些都可以基本把握住，比如说铣个端面，首先就要确定起加工余量，所以得查加工余量里的表，然后选择是立铣还是端铣，再在切削用量手册上选择铣刀的型号，铣床的功率及型号等，之后便是对各种量的及加工时间的计算。 本次的课程设计事在酷热的环境中完成，因此此次考验我们的不仅仅是老师，还有上天，那些天是基本没下过雨，那些天号称有史以来最热的，正应了一首诗“赤日炎炎似火烧，野田禾稻半枯焦。农夫心内如汤煮，王孙公子把扇摇。”，现在是学生心内如汤煮啊，电扇全开也无用了，何谈摇扇，对这首诗我现在才算是深有感触，教室成了蒸笼，自己是取经的和尚，要被妖怪蒸吃的是我们