机械制造技术课程设计-轮毂加工工艺及车外圆夹具设计.docx

第1章绪论11.1前言11.2机械加工工艺规程制订11.3 机械加工工艺规程的组成11.4 制订机械加工工艺规程的原始资料2第2章零件的分析32.1 零件的作用32.2 零件的工艺分析3第3章工艺规程设计43.1 确定毛坯的制造形式43.2 基面的选择43.3 制订工艺路线53.4 机械加工余量的确定73.6 确定切削用量及基本工时8第4章车床夹具设计303.7 1问题的提出304.2 定位基准的选择304.3 3定位元件的设计304.4 4定位误差分析304.5 切削力的计算与夹紧力分析314.6 6夹具设计及操作简要说明31谢辞32参考文献33第1章绪论Ll前言制定轮毂的加工工艺，设计车外圆和铳端面的夹具设计，运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。1. 2机械加工工艺规程制订1、工艺规程规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。2、制订工艺规程的原则保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率,技术先进，经济效益高，劳动条件良好。3、制订工艺规程的原始资料4、制订工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型；分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查；确定毛坯的种类、形状、尺寸及精度；拟订工艺路线（划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序、选择机床设备等）；进行工序设计（确定各工序加工余量、工序尺寸及公差，选择工艺装备，计算时间定额等；确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。1. 3机械加工工艺规程的组成工艺过程由若干个按着一定顺序排列的工序组成。工序是工艺过程的基本单元,也是生产组织和计划的基本单元。工序又可细分为若干个安装、工位及工步等。1、工序一个或一组人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的一部分工艺过程。2、安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序3、工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分相对刀具或设备的固定部分占据每一位置所完成的那部分工序。4、工步在加工表面和加工工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序1.4制订机械加工工艺规程的原始资料产品装配图及零件图；产品质量的验收标准；产品的生产纲领及生产类型；原材料及毛坯的生产水平；现场生产条件（机床设备与工艺装备、工人技术水平等）；国内外有关工艺、技术发展状况。第2章零件的分析2.1 零件的作用题目所给的零件是轮毂，轮毂是轮胎内廓支撑轮胎的圆桶形的、中心装在轴上的金属部件。又叫轮圈、钢圈、粘辘、胎铃。轮毂根据直径、宽度、成型方式、材料不同种类繁多。2.2 零件的工艺分析轮毂共有二组加工表面，其相互有一定关联要求，具体分析如下：1、以146.8（基准A）为中心的一组加工表面这一组加工表面有：314端面、180端面、420左端面、314端面、146.8孔、锥孔、420右端面、379端面、2×M12螺纹端面、420外圆、379外圆、180夕卜圆、340孑L等。2、以尺寸82.7为中心的一组加工表面这一组加工表面包括：宽30槽、2XM12螺纹等这两组加工表面有一定的关联要求、即第二组尺寸和第一组尺寸相关联要求。由上面分析可知，加工时应先加工第一组面，再以第一组加工表面为基准加工另外一组加工面。第3章工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为40Cr,40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性,考虑到中碳调质钢的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点，因此应该选用锻件，以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠.由于零件年产量为中批量，已达到成批生产的水平，而且模锻，免除了砂模和制模的设备，以及减少了锻工车间的面积，生产成本就有了降低，这样得来的锻件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用模锻,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。3.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。一：粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1） 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。二：精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（6） “基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（7） “基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（8） “自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（9） “互为基准”原则当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（10） 选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。（11） 订工艺路线制定工艺路线的出发点，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。再生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。处此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。拟订两个方案进行选择，选出一个在保证质量的情况下，效率比较高的方案：工艺路线方案一：工序01：备料工序02：调质处理工序03：粗铳、精铳314端面工序04：粗铳、精铳180端面工序05：粗车、半精车420左端面、314端面工序06：粗车、半精车146.8孔、锥孔工序07：粗车、半精车420右端面、379端面、2M12螺纹端面工序08：粗车、半精车420外圆、379外圆、180外圆、340孔；倒角工序09：粗铳、精铳宽30槽工序10：钻、攻2XM12螺纹工序11：磨146.8孔、锥孔工序12：钳工去毛刺工序13：检验至图纸要求并入库工艺路线方案二：工序Ol：备料工序02：调质处理工序03：粗铳314端面工序04：粗铳180端面工序05：粗车420左端面、314端面工序06：粗车146.8孔、锥孔工序07：粗车420右端面、379端面、2M12螺纹端面工序08：粗车、420外圆、379外圆、180外圆、340孔工序09：精铳314端面工序10：精铳180端面工序IL半精车420左端面、314端面工序12：半精车146.8孔、锥孔工序13：半精车420右端而、379端面、2M12螺纹端面工序14：半精车420外圆、379外圆、180外圆、340孔；倒角工序09：粗铳、精铳宽30槽工序10：钻、攻2XM12螺纹工序IL磨工6.8孔、锥孔工序12：钳工去毛刺工序13：检验至图纸要求并入库确定工艺路线以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：工序集中与工序分散各有特点，由于生产类型为中批量生产，生产规模不大，所以决定选择方案一。（12） 械加工余量的确定工序间加工余量的选用原则及应考虑的因素一：选用原则1）为缩短加工时间，降低制造成本，应采用最小的加工余量；2）加工余量应能保证获得图样所规定的加工精度和表面粗糙度；3）工序公差不应超出经济加工精度的范围；4）本工序余量应大于上工序留下的表面缺陷层厚度；5）本工序的余量必须大于上工序的尺寸公差和几何形状公差。二；考虑因素1）上工序加工后各表面相互之间位置的空间偏差（如表面间的方向和位置误差等）；2）本工序的装夹误差，包括定位找正误差和夹紧误差；3）本工序的设备精度和加工过程中可能产生的变形；4）零件热处理时的变形；5）工件的大小，工件越大，加工余量越大；6）加工方法所产生的误差。因工件的长度为82.7,最大直径为720,查机械加工余量手册中的（表4-13）可知，工件的端面加工余量（单边余量）为3.0-4.5mm,外圆的加工余量（单边余量）为4.0-6.0mm孔的加工余量（单边余量）为6.0mm；由于其余加工表面尺寸不大，毛坯为实心。3.6确定切削用量及基本工时工序03：粗铳、精铳314端面工步一：粗铳314端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铳刀，刀片采用YG8,ap=4.0%,J0=SOmm,v=l202min,z=6。2.决定铳削用量1）决定铳削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3,要求不高，故可在一次走刀内铳完，则ap=4.0mm其功率为为7.5kw,中等系统刚度。则1000x1202）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铳床说明书，根据表查出f=0.2/齿，100Ov，=48rmind%X80按机床标准选取”.=475r/min 119.4m minTidnw_X80X475T-100OSn.=475rmin时fm=Jfmw0.2×6×475=570nnIr按机床标准选取工=600"mr3)计算工时切削工时：Ix=432mm,I2=2.0三,I3=则机动工时为4 +4tf432+2.0 + 3475×0.2× 12 min 55.453 min工步二：精铳314端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铳刀，刀片采用YG8,%)=0.5mm,d°=80mm,U=I60)/min,Z=6。2 .决定铳削用量1)决定铳削深度因为加工余量不大,且表面粗糙Ra3.2,要求不高，故可在一次走刀内铳完，则=0.5mn2)决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出工=0.16嵇%/齿，则100Ov=l()()0