《汽車制造工藝學(xué)》課程設(shè)計精

1、學(xué) 號：2010401201xx課 程 設(shè) 計題 目汽車零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用機(jī)床夾具設(shè)計教 學(xué) 院機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化(車輛工程方向班 級10車輛工程姓 名指導(dǎo)教師2013年6月20日20122013學(xué)年第二學(xué)期課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計名稱：汽車零件機(jī)械加工藝規(guī)程及專用機(jī)床夾具設(shè)計班級：10車輛地點： J4-309一、課程設(shè)計目的車輛制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在完成了車輛制造工藝學(xué)課程的理論教學(xué)后的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：通過該課程設(shè)計，使學(xué)生在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固汽車制造工藝知識，初步掌握汽車零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制方法，學(xué)會查閱有關(guān)資料；掌握工件在夾具中的定位夾緊原

2、理專用機(jī)床夾具的設(shè)計方法，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。二、課程設(shè)計內(nèi)容（含技術(shù)指標(biāo)）制定指定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程；設(shè)計指定工序的專用夾具。具體內(nèi)容如下：1對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析，畫零件圖（1）了解零件的性能、用途和工作條件；（2）分析零件各項技術(shù)要求；（3）分析零件的毛坯、材料、熱處理要求及機(jī)械加工的工藝性。（4）畫零件圖1張。2制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程（1）按基準(zhǔn)的選擇原則確定零件的定位基準(zhǔn)；（2）確定零件各表面的加工方法并劃分加工階段；（3）安排加工順序，擬定工藝路線；（4）初步選擇各工序所采用的設(shè)備；（5）填寫完整的機(jī)械加工工藝過程卡1份。3確定工序具體內(nèi)容（1）確定指定工序的加工余量、工序尺

3、寸和公差；（2）確定指定工序機(jī)床的規(guī)格、精度及刀、量具；（3）確定指定工序的切削用量；（4）計算指定工序的單件工時；（5）填寫完整工序卡片1張。4設(shè)計指定工序的專用夾具（1）確定工件的定位方案和刀具的對刀、導(dǎo)向方式；（2）確定夾緊方案；（3）確定夾具結(jié)構(gòu)；（4）繪制夾具裝配工作圖1張；（5）繪制夾具零件圖1張。5整理課程設(shè)計說明書1份。三、進(jìn)度安排1對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析，畫零件圖（1天）2制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程（2天）3確定工序具體內(nèi)容（1天）4設(shè)計指定工序的專用夾具（57天）5答辯（1天）四、基本要求1設(shè)計資料齊全；2工藝方案合理，工藝文件符合規(guī)定的工作量；3夾具結(jié)構(gòu)合理，圖樣數(shù)量符合

4、繪圖工作量；4圖樣規(guī)范，裝配圖和零件圖內(nèi)容完整，圖面質(zhì)量好，錯誤少，5設(shè)計說明書內(nèi)容完整，書寫規(guī)范，語句通順，層次分明。6答辯時自述清楚，能正確回答老師所提出的問題。車輛與交通系2013.4.26目 錄序 言 5一、零件的分析 5（一）零件的功用 5（二）零件的工藝分析 6二、工藝規(guī)程設(shè)計 6（一）確定毛坯的制造形式 6（二）基面的選擇 6（三）制定工藝路線 7（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的的確定 8（五）確定切屑用量及基本工時 9三、夾具設(shè)計 14（一）對機(jī)床夾具設(shè)計的要求 14（二）確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 15四、總 結(jié) 17參考文獻(xiàn) 19序 言這次的課程設(shè)計是在我們課程結(jié)束后進(jìn)行的

5、，經(jīng)過幾個月的學(xué)習(xí)也該是進(jìn)行實踐的時候了，用實踐檢驗自己的的能力，及所學(xué)的知識，還有就是通過此次的設(shè)計來學(xué)一些課外知識，這是在以后的工作中都要具備的，在學(xué)校的課程設(shè)計中體驗將來工作的過程，這是很有必要的，能讓我們更快的適應(yīng)社會和工作。由于能力有限，設(shè)計中上有許多不足之處，還望各位老師不吝賜教。一、零件的分析（一）零件的功用機(jī)械中的撥叉，一般分為撥叉爪子，撥叉軸和撥叉手柄座。主要是撥動滑移齒輪，改變其在齒輪軸上的位置，可以上下移動或左右移動，從而實現(xiàn)不同的速度?；騽t是機(jī)械產(chǎn)品中離合器的控制，比如端面結(jié)合齒的結(jié)構(gòu)，內(nèi)外齒的結(jié)構(gòu)，都需要用撥叉控制其一部分來實現(xiàn)結(jié)合與分離。 由于撥叉在改變檔位時是要承

6、受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件要具有足夠強(qiáng)度、剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。（二）零件的工藝分析撥叉2共有三組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：1.以m孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：H9的孔及其倒角和孔的兩端面。其中主要加工的面為H9的孔。2.以H的螺紋孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：鉆M10螺紋底孔、銑mm外端面和錐H的螺紋孔。其中主要加工面為H的螺紋。3.以R30的圓弧面為中心的加工表面這一組加工表面包括：R24和R30的兩個圓弧面以及兩圓弧面之間的階梯面。這三組加工表面有著一定的位置度關(guān)系，H9的孔與兩端面間的階梯面見的垂直度公差為0.05。由以上

7、分析可知，對于這三組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另兩組表面，并且保證他們之間的位置精度要求。二、工藝規(guī)程設(shè)計（一）確定毛坯的制造形式零件的材料為灰鑄鐵HT200。根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，而鑄造生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，故本零件毛坯采用鑄造方法?；诣T鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削。在制定加工工藝時應(yīng)考慮這些基本因素。（二）基面的選擇基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)劃設(shè)計中的重要工作之一，基準(zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題

8、百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，（2）精基準(zhǔn)的選擇。考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，（三）制定工藝路線擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機(jī)床，專用夾具，工序集中，以提

9、高效率，還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟(jì)性，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。1.工藝路線方案一工序 銑28mm外圓兩端面，粗基準(zhǔn)選擇以28mm的外圓。工序 鉆鉸19H9mm中心孔并倒角。工序 銑20mm外圓端面，以19H9的中心軸為基準(zhǔn)。工序 鉆M10螺紋底孔工序并攻螺紋。工序 銑R24mm的圓弧面及側(cè)面，以19H9的中心軸為基準(zhǔn)。工序 鏜R30mm的上下凸出端面。工序 檢查。2.工藝路線方案二工序 銑28mm外圓兩端面，粗基準(zhǔn)選擇以28mm的外圓。工序 鉆18.85H9mm中心孔。工序 鉸19H9mm中心孔并倒角。工序 銑

10、20mm外圓端面，以19H9的中心軸為基準(zhǔn)。工序 鉆M10螺紋底孔。工序 攻螺紋。工序 銑R24mm的圓弧面及側(cè)面，以19H9的中心軸為基準(zhǔn)。工藝 鏜R30mm的上下凸出端面。工序 檢查。3.工藝方案的比較及分析上述兩個工藝的特點在于：方案一是利用復(fù)合式機(jī)床，鉆、鉸19H9mm的中心孔在同一工藝步驟，減少不同工序拆裝工件的時間上浪費(fèi)，提高了加工工藝的效率；而方案二則與此相反，采用獨立式機(jī)床，保證了零件的加工質(zhì)量。兩相比較可以看出方案一將方案二中的工序和工序、工序和工序進(jìn)行整合，采用一個工序兩個工位。經(jīng)過整合后，在加工的時候只要進(jìn)行一次裝夾，這樣不僅可以減少裝夾加工時間也可以提高加工精度。因此，

11、最后的加工路線確定如下：工序 銑28mm外圓兩端面，粗基準(zhǔn)選擇以28mm的外圓。工序 鉆鉸19H9mm中心孔并倒角。工序 銑20mm外圓端面，以19H9的中心軸為基準(zhǔn)。工序 鉆M10螺紋底孔工序并攻螺紋。工序 銑R24mm的圓弧面及側(cè)面，以19H9的中心軸為基準(zhǔn)。工序 鏜R30mm的上下凸出端面。工序 檢查。以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝制造綜合卡片”。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的的確定“變速叉”零件材料為灰鑄鐵（HT200），生產(chǎn)型為大批量生產(chǎn)，采用手工砂型鑄造毛坯。根據(jù)上述資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸如下：1.外圓端面（28mm ）參

12、考機(jī)械加工工藝手冊，精度等級IT12，加工余量Z=3.5-5.0mm。2.通孔（19H9mm ）參考機(jī)械加工工藝手冊，精度等級IT11，加工余量Z=3.5-4.5mm，鉆孔18.85+0.045 0mm,鉸孔19+0.045 0mm。3.外圓端面（20mm ）參考機(jī)械加工工藝手冊，精度等級IT11，加工余量Z=3.5-4.5mm。4.R24圓弧面參考機(jī)械加工工藝手冊，精度等級IT12，粗銑加工，加工余量Z=3.5-5.0mm。5.R30圓弧面參考機(jī)械加工工藝手冊，精度等級IT12，粗銑加工，加工余量Z=3.5-5.0mm。由于設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工零件。因此在計算最大、

13、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。（五）確定切屑用量及基本工時第二速及第三速變速叉所使用的材料為灰鑄鐵HT200。工序 銑28mm圓端面1.加工條件 機(jī)床：功率P=4.5kw 的X61W型萬能銑床（查制造工藝表3.2）刀具：立式端銑刀刀片材料：硬質(zhì)合金，（查切屑用量簡明手冊查表3.1 ）2.選擇切屑用量查切屑用量表3.1 銑銷寬度de=2890mm,ap=34mm查切削用量表3.1-6 選YG6硬質(zhì)合金端銑刀直徑d=80mm 故齒數(shù)Z=10 且每齒進(jìn)給量fz=0.1mm/z由于加工余量不大，故一次銑完。則ap=5mm選fz=0.1mm/z故齒數(shù)Z=10 且每齒進(jìn)給量fz=0.1mm/

14、z由于加工余量不大，故一次銑完。則ap=5mm銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命根據(jù)切屑用量簡明手冊查表3.7 銑刀刀齒面最大磨損量為1.5mm由于銑刀直徑d0=80mm,故刀具壽命T=180min(簡切屑余量表3.8決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf根據(jù)切削用量查表3.16，當(dāng)d0=80mm,z=10,ap5mm,fz0.1mm時Vc=98mm/min ,n=388r/min,vf=311mm/min各修正系數(shù)為：= =1.42， = =1.0故 = =mm/min= =r/min= =mm/min 根據(jù)X61W型萬能銑床說明書，由切削用量查表3.30選擇 n=590r/min Vf=510mm/min因此

15、實際切削速度和進(jìn)給量為：=m/min5）校驗機(jī)床功率由表3.24 當(dāng)鑄鐵硬度在146至173之間時， =5mm=28 =510mm/min近似=2.7kw根據(jù)X61w型說明書，表3.30機(jī)床主軸允許功率為=4.5kwPc 因此所選切削用量可采用，即 =5mm，=510mm/min n=590r/min=148.2m/min =0.086mm/zl=28mm L=l+由表3.26得 =86）計算機(jī)基本工時s工序 鉆鉸19H9mm孔并倒角鉆孔18.85+0.045 0mm查切削用量表2-35 選取機(jī)床 Z525型立式機(jī)床選取刀具 鉆刀直徑18.85的直柄麻花鉆（特制刀具）由切削用量表2.35 得

16、f0.3(f=0.28 Zv=0.25 Cv=9.5 Xv=0 Yv=0.55 m=0.125 = (查工藝手冊表4.2-15 按機(jī)床選取nw=195r/min實際切削速度 V=計算切削加工工時 鉸孔19+0.045 0mm查切削用量表2-35 選取機(jī)床 Z525型立式機(jī)床查制造工藝表3.1-16 選取刀具 絞刀直徑19的直柄機(jī)用鉸刀（硬質(zhì)合金 特制刀具）、由切削用量表2.35 得 0.3 f0.5(f=0.24 Zv=0.25 Cv=9.5 Xv=0 Yv=0.55 m=0.125 查切削用量表2-25得切削深度 ap=0.06 0.15 =0.15mm 切削速度 Vc =812=10m/m

17、inns= (查工藝手冊表4.2-15 按機(jī)床選取nw=195r/min實際切削速度 V=計算切削加工工時 工序 銑20的端面查制造工藝表3.2 選擇X61W型萬能銑床 功率P=4.5kw（灰鑄鐵HT200 硬度172182 ）查制造工藝表3-16 選硬質(zhì)合金端銑刀選擇粗銑加工余量查切削用量表8-96 加工余量ap=3.5 4.5=3.5mm 粗銑銑削寬度 ae=2090 ap=3.55mm直徑d=80mm 齒數(shù)z=10 每齒進(jìn)給量fz=0.1mm/z銑刀磨鈍加工余量查制造工藝表3.7得 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5由于銑刀直徑d0=80mm 查制造工藝表3.8 得 T=180min查表制

18、造工藝得 Vc=109m/min n=436r/min Vf=349mm/min采用不對稱銑削工序 鉆M10孔并錐螺紋鉆孔9.153mm查切削用量表2-35 選取機(jī)床 Z525型立式機(jī)床選取刀具 鉆刀直徑9.153的直柄麻花鉆（特制刀具）、由切削用量表2.35 得 f0.3(f=0.19 Zv=0.25 Cv=9.5 Xv=0 Yv=0.55 m=0.125 查切削用量2-12 T=35min 查切削用量2-33 kv=1.0ns= (查工藝手冊表4.2-15 按機(jī)床選取nw=960r/min實際切削速度 V=計算切削加工工時 錐M10x1-6H 螺紋孔 查切削用量表2-35 選取機(jī)床 Z52

19、5型立式機(jī)床選取刀具 鉆刀直徑10的粗柄機(jī)用絲錐計算切削加工工時 查制造工藝表3.1-4.7得螺距p=1，d=8，l=20,L=76,a=6.3 f=1 n=200r/minl1=(12pl2=(0.52pTj=0.79min工序 銑R24mm的圓弧面及側(cè)面。查制造工藝表3.2 選擇X61W型萬能銑床 功率P=4.5kw（灰鑄鐵HT200 硬度172182 ）查制造工藝表3-16 選硬質(zhì)合金端銑刀選擇粗銑加工余量查切削手冊表8-96、8-97得0.3fz1(取fz=0.5mm/r 20Vc35(取Vc=25m/min dw=48mm (查切削手冊校驗（3）計算加工工時工序 鏜R30的圓弧斷面粗

20、鏜R30的圓弧斷面查切削手冊表8-86得背吃刀量 ap=5mm, 進(jìn)給量 f=0.2 0.3mm/r查切削手冊表8-87 粗鏜鑄鐵件應(yīng)使用高速鋼刀頭 f=0.3 0.8=0.6mm/r Vc=0.42 0.66=0.5m/s加工工時計算 半精鏜R30的圓弧端面查切削手冊表8-86得 背吃刀量 ap=5mm查切削手冊表8-87粗鏜鑄鐵件高速鋼刀頭 f=0.2 0.6=0.4mm/r Vc=0.5 0.66=0.6m/s三、夾具設(shè)計按照設(shè)計任務(wù)要求，設(shè)計一鉆床夾具。選擇鉆的螺紋底孔的專用夾具設(shè)計。根據(jù)圖紙分析，螺紋孔的位置精度不高，以19H19mm孔中心為設(shè)計基準(zhǔn)。工件材料為灰鑄鐵HT200，毛胚

21、為鑄件，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，選用Z5125立式機(jī)床。 對機(jī)床夾具設(shè)計的要求保證工件加工的各項技術(shù)要求專用機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)與其用途和生產(chǎn)類型要適應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化夾具夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度，強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性、保證使用安全和方便具有良好的工藝性 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案（1）確定定位元件 定位元件是根據(jù)六點定位原理和加工要求來確定的，本夾具采用定位銷與工件19H19mm的孔相配合；支撐釘與工件20mm的槽配合；支撐釘與R30上或下斷面相接觸，此組合即限制了6個自由度（2）確定導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套，對刀裝置等，由于都是標(biāo)準(zhǔn)件，因此按標(biāo)準(zhǔn)選擇。（3）確定夾緊機(jī)構(gòu) 由

22、于采用工作工件以外圓定位，機(jī)床夾具設(shè)計手冊，見表2-28 f1,f3取0.8 f2,f4取0.3f1:工件與壓板間的圓周方向摩擦系數(shù)f2:工件與V型塊的間的圓周方向的摩擦系數(shù)f3:工件與壓板間的軸向摩擦系數(shù)f4:工件與V型塊間的軸向摩擦系數(shù)防止工件轉(zhuǎn)動 =防止工件移動 （不考慮）又因為 一般在粗加工時取K=2.53 (取k=2.5經(jīng)計算解得 =966.10 =1469.7N鉆孔時的軸向力、扭矩，功率的計算查切削用量手冊表2.32軸向力（N） 扭矩（N·M） 功率（KW） 查切削用量手冊表2.32得=420 =1.0 =0.8 =0.206 =2.0 =0.8f=0.28 修正系數(shù)k=

23、1.0=420··0.09681·0.94=716.625N=0.206··0.09681·0.94=6.59N/m=2.27kw定位誤差的分析 28（h11h13） 取 即=0.230 mm繪制夾具裝配圖樣繪制夾具裝配圖，并在其上標(biāo)注相關(guān)尺寸，配合和位置公差等技術(shù)要求。四、總 結(jié)進(jìn)行了維期兩周的課程設(shè)計，就象往年這個時候一樣，我們設(shè)計的是拔叉II，以及其夾具的設(shè)計，雖說和以往一樣按部就班，但如果工藝學(xué)沒學(xué)好，完成這場設(shè)計還真不是一時半會的事，當(dāng)然也不是兩周可以解決的，確實通過這次課程設(shè)計，課上那些沒領(lǐng)悟的知識的畢露無疑，因為有時候一

24、個知識點不過關(guān)，可能設(shè)計的時候就會卡住，或者突然對設(shè)計中的一些疑問感到莫名其妙，茫然無措，設(shè)計的內(nèi)容包含甚廣，像求定位公差，選工藝基準(zhǔn)等，這樣就只有邊進(jìn)行課程設(shè)計，一邊惡補(bǔ)，然后對前面的數(shù)據(jù)再次進(jìn)行分析，拔叉的工藝設(shè)計花了一周，另一周便花在了夾具的設(shè)計上，其大部分時間都花在了查手冊上面，因為工藝有很多，所以其標(biāo)準(zhǔn)也是非常的多，數(shù)據(jù)量很大，我們要查的手冊就有四本，其中包括課程設(shè)計指導(dǎo)手冊，切削用量，加工余量，夾具設(shè)計手冊而每本的內(nèi)容多又繁雜。因此，開始設(shè)計的時候查手冊感覺就像是大海撈針一樣，對著設(shè)計的手冊就像面對了一本深奧的理論，自己就是一個初學(xué)者，什么也不懂，什么也不會，后來惡補(bǔ)的多了，查的次數(shù)漸漸多了，自己也漸漸的得心應(yīng)手，在哪個手冊上査哪些用量，這些都可以基本把握住，比如說銑個端面，首先就要確定起加工余量，所以得查加工余量里的表，然后選擇是立銑還是端銑，再在切削用量手冊上選擇銑刀的型號，銑床的功率及型號等，之后便是對各種量的及加工時間的計算。本次的課程設(shè)計事在酷熱的環(huán)境中完成，因此此次考驗我們的不僅僅是老師，還有上天，那些天是基本沒下過雨，那些天號稱有史以來最熱的，正應(yīng)了一首詩“赤日炎炎似火燒，野田禾稻半枯焦。農(nóng)夫心內(nèi)如湯煮，王孫公子把扇搖。”，現(xiàn)在是學(xué)