汽車輪轂夾具說明書

1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 300W.31.108前輪輪轂姓名：劉振鵬、劉政、劉肖飛、譚文志、宋強(qiáng)班級(jí): 車輛111指導(dǎo)教師：修玉峰目錄序言 1工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)過程 2一、 設(shè)計(jì)題目，計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)型 2二、 零件的分析 21、零件的作用 22、零件的工藝分析 2三、確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯的形狀 3四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 31、 定位基準(zhǔn)的選擇 31.1 、粗基準(zhǔn)的選擇 31.2 、精基準(zhǔn)的選擇 42、 零件表面加工方法的選擇 43、 制訂工藝路線 43.1、工藝路線方案一 53.2 、工藝路線方案二 53.3 、工藝路線方案的比較與分析 64 .確定機(jī)械加工余量、工序尺寸

2、及毛坯尺寸，設(shè)計(jì)、繪制毛坯圖64.1、確定毛坯余量 64.2、確定工序余量，工序尺寸及其公差5.確定各工序切削用量及基本工時(shí)五、夾具的設(shè)計(jì) 91、問題的提出 102 、夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 102.1 、定位基準(zhǔn)的選擇 102.2 、切削力及夾緊力計(jì)算 102.3 、定位誤差分析 113 、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡要說明 11六、結(jié)束語 14七、 致謝 1516八、參考資料工藝規(guī)程及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)過程一、設(shè)計(jì)題目：輪轂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及其鐲孔專用機(jī)床夾 具設(shè)計(jì)。計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型：該零件是輪轂，按照指導(dǎo)老師的要求，設(shè)計(jì)此零件為中批量生產(chǎn)。二、零件分析：1、零件的作用：輪轂是機(jī)器中的主要支

3、撐及連接件，可以承受輪胎的重力和整個(gè)車身的重 力。輪轂的直徑對(duì)行駛的影響和突出，因?yàn)檐囕喌闹睆绞枪潭ǖ?，輪轂直徑越?輪胎的胎壁就越扁平，在加速、殺U車、轉(zhuǎn)彎時(shí)輪胎的變形系數(shù)越小，行駛時(shí)就越 穩(wěn)定，萬一爆胎時(shí)輪子的直徑變化不是很大危害會(huì)有所降低。2、零件的工藝分析1、輪轂共有三組加工表面，它們之間有一定的位置要求(1) 車上端面B、下端面C、外圓表面D及外圓表面E(2) 鯉* 192mm內(nèi)圓柱孔(3) 以* 192mm內(nèi)圓柱孔為中心在 F端面上鉆8個(gè)巾12.5mm的孔并在C端面上鉆8個(gè)對(duì)應(yīng)的* 12.5mm的孔。2、位置要求：(1) ©12.5mm孔與其端面同軸度公差為©0

4、.4mm(2) M5螺紋孔與* 192mm圓柱孔的中心線同軸度公差為 0.3mm三、確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀：零件材料為45鋼，考慮到零件需加工表面少，精度要求不高，有強(qiáng)肋，且 工作條件差，既有交變載荷，乂屆丁持續(xù)工作，故選用金屆型鍛件，以滿足不加 工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)綱量要求。零件形狀簡單，因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，乂因內(nèi)孔很小，不 可鍛出。四、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)1、定位基準(zhǔn)的選擇：定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一， 定位基準(zhǔn)選擇 得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加 工工藝過程中會(huì)問題白出，更有其者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)

5、無法正常進(jìn)行。、粗基準(zhǔn)的選擇：該零件屆丁一般軸類零件，以外圓為粗基準(zhǔn)就已經(jīng)合理了（夾持 長四點(diǎn)定位），為保證B面與孔軸線垂直，以便丁保證以該兩面為定 位精基準(zhǔn)時(shí)其它表面的尺寸精度加工要求，可以把 B面與孔放在一個(gè) 工序中加工，因而該工序總共要消除 X, Y,乙X, Y五個(gè)自由度（建 立空間坐標(biāo)系為：以孔軸線方向?yàn)?Z軸，垂直孔軸線，平行槽、花鍵、 肋板對(duì)稱線并且從槽180+0.012指向80+0.03的方向?yàn)閄軸，同時(shí)垂 直丁 X軸、Z軸的方向?yàn)閅軸，取坐標(biāo)原點(diǎn)為孔軸線與 A面的交點(diǎn)為原 點(diǎn)），用三爪卡盤卡夾持外圓柱面。消除 X, Y, X, Y四個(gè)自由度，再 用一個(gè)浮動(dòng)支承頂住端面，消除 Z

6、自由度，達(dá)到定位要求。、精基準(zhǔn)的選擇: 主要考慮基準(zhǔn)重合問題。2、零件表面加工方法的選擇：本零件的加工面有端面、內(nèi)孔、外圓表面、均布小孔等，材料為 45鋼，參 考機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊（以下簡稱工藝手冊）表1.4-7、表1.4-8 及表1.4-17其加工方法選擇如下：、端面B、C及外圓表面D、E:根據(jù)GB1800-79規(guī)定毛坯的公差等級(jí)為IT13,表面粗糙度為Ra12.5um要 達(dá)到零件的技術(shù)要求，公差等級(jí)為IT9，表面粗糙度為Ra3.2um需要經(jīng)過車。、192圓柱內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度為Ra6.3um,毛坯已經(jīng)沖出孔，故采用鯉、端面上的小孔：零件技術(shù)要求表面粗糙度達(dá)到 Ra1

7、2.5,鉆即可滿足要求3、制定工藝路線：制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、 位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中 批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具并盡量使工序集中來提 高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。、工藝路線方案一：工序I :車上端面B工序皿：車下端面C工序用：車外圓表面D工序W:車外圓表面E工序V:鯉192圓柱內(nèi)孔，鯉5X 45°錐孔及鯉220的孔工序鉆上端面12.5孔工序鉆下端面12.5孔工序Vffl:去毛刺工序IX:終檢、工藝路線方案二：工序I :車上端面B工序

8、皿：車下端面C工序用：車外圓表面D工序車外圓表面E工序V :鉆下端面12.5孔工序鉆上端面12.5孔工序時(shí) 鯉192圓柱內(nèi)孔，鯉5X 45°錐孔及鯉220的孔工序Vffl:去毛刺工序IX:終檢、工藝方案的比較與分析:上述兩工藝方案的特點(diǎn)在?。悍桨敢还ば騃、皿是以外圓表面為粗基準(zhǔn)，用 車床粗車B端面，然后再以B端面為基準(zhǔn)鉆孔。方案二在該兩工序中的定位加工 方法也是相同的，只是在加工A端面時(shí)將鐵床改用車床來加工，兩個(gè)方案的定位 方法都可以達(dá)到加工要求，但是從零件結(jié)構(gòu)可知用銖床來加工在裝火時(shí)較困難， 而用車床來加工在裝火時(shí)較方便。另外，工藝路線一中是在完成前面 4道工序后，才以外圓表面D、

9、E及端面 C及初外圓表面為定位基準(zhǔn)來加工192圓柱內(nèi)孔，能較好的保證大孔的位置尺 寸精度，而在工藝路線方案二中，先鉆均布的 16個(gè)小孔然后才鯉192圓柱內(nèi) 孔，這樣就是重復(fù)采用粗基準(zhǔn)定位，就不保證小孔與大孔的位置精度和對(duì)稱中心， 最終達(dá)不到零件技術(shù)要求，甚至?xí)斐善钸^大而報(bào)廢，這是重復(fù)利用粗基準(zhǔn)而 造成的后果。通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析，最后確定工藝路線方案一為該零件 的加工路線。該工藝過程詳見表 2和表3,機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工 序卡片。4、確定機(jī)械加工余雖、工序尺寸及毛坯尺寸，設(shè)計(jì)、繪制毛坯圖、確定毛坯余量（機(jī)械加工總余量），毛坯尺寸及其公差、設(shè)計(jì)、繪制毛坯圖:鑄鐵模鑄

10、造的機(jī)械加工余量按 GB/T11351-89確定。確定時(shí)根據(jù)零件重量來 初步估算零件毛坯鑄件的重量，加工表面的加工精度，形狀復(fù)雜系數(shù)，由工藝 手冊表2.2-3，表2.2-4，表2.2-5查得，除孔以外各內(nèi)外表面的加工總余量（毛坯余量）,孔的加工總余量由表2.3-9查得，表2.3-9中的余量值為雙邊余 量。本零件輪轂材料為45鋼，毛坯重量估算約為20kg，生產(chǎn)類型為中批量生 產(chǎn)，采用金屆型鍛造毛坯。 、8 C端面毛坯余量:加工表面形狀簡單，由鍛件重量為20kg ,加工精度R12.5 ,保證長度尺寸 為200mm,查工藝手冊表2.2-4得單邊加工余量為5.5mm，另查表1.4-24 得長度尺寸公差

11、范圍為土 0.27，即長度方向毛坯尺寸為205.5 土 0.27mm 、外圓表面D、E毛坯余量：由毛坯重20kg，加工精度為3.2,加工表 面形狀簡單，從孔的中心線到端面的長度尺寸為 27mm查工藝手冊表2.2-4 得單邊余量為Z=5.5,另查表1.4-24得長度方向尺寸公差為土 0.195,即長度方 向毛坯尺寸為32.5 土 0.195 mm 、孔12.5mm均為實(shí)心，未鑄造出來。、確定工序余量，工序尺寸及其公差：確定工序（或工步）尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序（或工步） 往前推算，最后工序（或工步）的工序（或工步）尺寸只與工序（或工步）的加 工余量有關(guān)。前面已經(jīng)根據(jù)有關(guān)資料查出零件

12、各加工表面的加工總余量（即毛坯余量）， 將加工總余量分配給各工序（或工步）加工余量，然后由后往前計(jì)算工序（或工 步）尺寸。表1各加工表面的工藝路線、工序（或工步）、工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度（未注單位： mm加工表面工序（或 工步） 名稱工序（或 工步）余 量工序（或 工步） 基本 尺寸工序（或工步）經(jīng)濟(jì)精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（um工序基本尺寸公差等級(jí)公差值B面半精車Z=0.5mm181IT90.074Ra3.2181粗車Z=5181.5IT110.22Ra6.3181.5毛坯Z=5.5186.5IT130.54Ra12.5186.5C面半精車Z=0.5181IT

13、110.28Ra6.3181粗車Z=5181.5IT120.37Ra12.5181.5毛坯Z=5.5186.5IT130.54Ra12.5186.5B端倒角2X45°0.21C端倒角2X45°0.39外圓表面D半精車2Z=1221IT90.084Ra3.2221粗車2Z=10222IT110.15Ra6.3222毛坯2Z=11232IT120.39Ra12.5232外圓表面E半精車2Z=1310IT90.084Ra3.2310粗車2Z=10312IT110.15Ra6.3312毛坯2Z=11322IT120.39Ra12.5322鯉192圓柱孔粗鯉2Z=6192IT90.0

14、43Ra6.3192毛坯2Z=7186IT120.18Ra12.5186鯉200圓柱孔粗鯉2Z=6200IT80.023Ra6.3200毛坯2Z=7192IT110.28Ra12.51925、確定切削用雖及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。切削用量指：背吃刀量asp（即切削深度ap）、進(jìn)給量f及切削速度Vc（2）確定方法是：確定切削深度一一 確定進(jìn)給量一一 確定切削速度(3)具體要求是： 由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率機(jī)床上一次走刀 ap可達(dá)810mm 按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量：對(duì)粗加工工序或工步按加工表面

15、粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī) 構(gòu)強(qiáng)度 可用查表法或計(jì)算法得出切削速度 Vc查，用公式 換算出查表或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實(shí)際的切削速度 Vc機(jī)填入工藝文件中。對(duì)粗加工， 選取實(shí)際切削速度Vc機(jī)、實(shí)際進(jìn)給量f機(jī)和背吃刀量asp之后，還要校驗(yàn)機(jī)床功率 是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。五、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)成本，需要設(shè)計(jì)專用夾具。按指導(dǎo)老師的布置，設(shè)計(jì)第V道工序鯉 192圓柱內(nèi)孔，鯉5X 45°錐 孔及鯉220的孔。本夾具將用丁 CA6140刀

16、具為YG6®質(zhì)合金鯉刀，對(duì)工件內(nèi) 孔進(jìn)行加工。1、問題的提出：本夾具主要用丁第V道工序鯉 192圓柱內(nèi)孔，鯉5X 45°錐孔及鯉220的孔, 由丁該孔精度要求高，所以，在本道工序加工時(shí)，應(yīng)該考慮其精度要求，同時(shí)也 要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。2、夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算:、定位基準(zhǔn)的選擇:由零件圖可知，192圓柱內(nèi)孔中心線有平行度要求，與 B端面有垂直度要 求。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以端面為定位基準(zhǔn)的夾具。但這種定心火 具在結(jié)構(gòu)上將過丁復(fù)雜，因此這里只選用以外圓表面主要定位基面。、切削力及夾緊力計(jì)算：刀具：YG6硬質(zhì)合金端鐵刀(見切削手冊表3.28)其中：C=54.5 , a

17、p=4.5 , Xf=0.9 , fz=0.18 , Yf=0.74 , ae=28, U=1.0 , 4=100, qF=1.0, n=255, W=0, Z=10F=54.5 X 4.50.9 X 0.180.74 X 28 X 10/(100 X 255,166.1(N)水平分力:Fh=1.1F 實(shí) q 182.7(N)垂直分力：Fv=0.3F 實(shí) 49.8(N)在計(jì)算切削力時(shí)，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)：K=KiKKK4。其中：Ki=1.5 k=1.1 K 3=1.1 K 4=1.1 Fz=KF= (1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 ) X 182.7=364.8 (N)

18、實(shí)際加緊力為 F加=KFh/ (U1*U2 =364.8/0.5=729.6 (N)其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025螺母選用M16X1.5細(xì)牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為W=2M/D2tg(a+655)+0.66(D 3- d 3 )/ (D- d 2)其中：M=19000 N.M D2=14.8mm a=2 029 D=23mm d=16mm解得： W=1O405 (N)此時(shí)螺母的加緊力W巳大丁所需的729.6的加緊力F加，故本夾具可安全 工作。心軸取材料為Q235查表得Q235的許用彎曲應(yīng)力為：158Mpa彎曲應(yīng)力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=9

19、9.4X32X0.028/3.14X(0.022)2=2.67<<許用彎曲應(yīng)力158Mpa(3)定位誤差分析由丁槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。 即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。且工件 是以內(nèi)孔在心軸上定位，A端面靠在定位塊上，該定位心軸的尺寸及公差一現(xiàn)規(guī) 定為與零件內(nèi)孔有公差相同，就是 220.28mm因?yàn)閵A緊與原定位達(dá)到了重合， 能較好地保證了車端面D所得到的尺寸和孔中心線的尺寸和公差要求。3、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡要說明：如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，

20、應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此，在螺母夾緊時(shí)采 用開口墊圈，以便裝卸，火具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái) 上有正確的安裝位置，以利丁銖削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。結(jié)束語機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在完成了大學(xué)的全部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事 專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約 能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn) 安全、技術(shù)檢測和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)， 也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平, 加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。然而夾具乂是制

21、造系統(tǒng)的重要組成部 分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的火 具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率， 保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可 以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。 當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求，企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高 的要求。在設(shè)計(jì)中，需要對(duì)零件加工工藝方案和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，在確定加工工藝方案 時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。 在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，可能因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工 的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)由丁機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理， 而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn) 生翻轉(zhuǎn)。所以在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)制訂多套方案， 以供比較選擇