汽車輪轂加工工藝的編制及鉆床夾具的設(shè)計

1、新 余 學(xué) 院機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任 務(wù) 書專 業(yè) 學(xué) 生 姓 名 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 教 研 室 主 任 起 止 日 期 新余學(xué)院機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書指導(dǎo)老師 學(xué)生姓名 專業(yè)機械設(shè)計制造及自動化課程設(shè)計題目 汽車輪轂加工工藝的編制及鉆床夾具的設(shè)計完成日期： 2012年1月4日課程設(shè)計內(nèi)容一、 課程設(shè)計內(nèi)容 圖一所示是汽車輪轂簡圖。毛坯材料為鑄鋼。中批量生產(chǎn)，采用通用機床進行加工。試完成該零件的機械加工工藝設(shè)計及加工612孔鉆床夾具設(shè)計。 設(shè)計 要 求、設(shè)計者必須發(fā)揮獨立思考能力，禁止抄襲他人成果,不允許雷同。積極主動與指導(dǎo)教師交流，每一進展階段至少與指導(dǎo)教師交流一次。、

2、設(shè)計成果：設(shè)計說明書一份；夾具裝配圖一張（A1或A2圖紙，可以用CAD畫）。設(shè)計說明書應(yīng)包括下列內(nèi)容：封面，目錄、摘要、關(guān)鍵詞、正文、注釋、參考文獻(xiàn)、致謝等。設(shè)計說明書的題目及各級標(biāo)題為四號以上字體并加黑，正文采用小4號字，注釋采用尾注形式。字?jǐn)?shù)應(yīng)在 字左右。、設(shè)計說明書的正文部分應(yīng)包括以下內(nèi)容：第一部分：零件的機械加工工藝設(shè)計 ）零件的分析）毛坯的選擇擬定工藝路線。） 確定各工序的加工余量及工序尺寸及公差。） 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。第二部分：鉆床夾具設(shè)計）鉆床夾具設(shè)計的必要性）夾具的設(shè)計思路）夾具的結(jié)構(gòu)原理。其中主要介紹夾具的定位裝置和夾緊裝置的設(shè)計及定位精度的計算。）夾具的操

3、作過程）該夾具的特點4、定稿完成后，將打印并裝訂好的論文文本同論文電子版一并交給指導(dǎo)教師，最后歸檔。設(shè)計進度一）、設(shè)計準(zhǔn)備工作（2012年11月24日25日）1、熟悉任務(wù)書，明確設(shè)計的內(nèi)容和要求；2、準(zhǔn)備參考資料和手冊。二）、機械加工工藝規(guī)程制定（2012年11月2612月2日）1、零件的分析；2、毛坯的確定；3、定位基準(zhǔn)的選擇；4、加工方法的選擇；5、工藝路線的制定；6、確定加工余量及毛坯尺寸；7、工序設(shè)計；8、確定切削用量和基本時間。三）、填寫機械加工工藝卡片（2012年12月312月4日）四）、夾具的設(shè)計（12月5日20日）1、確定定位方案、選擇定位元件；2、確定夾緊方案、設(shè)計夾緊機構(gòu)；

4、3、確定分度方案、設(shè)計分度裝置；4、確定導(dǎo)向、對刀方案，設(shè)計導(dǎo)向、對刀裝置；5、設(shè)計其他裝置；6、設(shè)計夾具體；7、夾具精度分析；8、繪制夾具裝配圖及必要的零件圖。四）、 撰寫計算說明書（12月21日12月28日）五）、準(zhǔn)備答辯（12月29日2013年1月4日）主要參考資料1、金屬切削加工手冊；2、機床夾具設(shè)計手冊；3、機械制造工藝學(xué)；4、金屬切削手冊；5、機械制造技術(shù)；6、機械制造基礎(chǔ)；7、機床夾具設(shè)計；8、機床夾具設(shè)計手冊；9、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書。機械加工工藝規(guī)程制定1、 零件的分析；1.1汽車后輪輪轂的功用輪轂是汽車車輪的重要組成部分，是連接制動鼓和半軸凸緣的重要零件，一般由圓錐

5、滾子軸承套在軸管或軸向節(jié)軸頸上，按輪輻的結(jié)構(gòu)形式可以分為輻板式車輪輪轂和輻條式車輪輪轂兩種。 汽車行駛性能的好壞與車輪和車胎有密切的關(guān)系。車輪和車胎是汽車行駛系中重要部件，汽車通過車輪與車胎直接與地面接觸在道路上行駛。車輪的主要功能是： 1.承載汽車的總質(zhì)量，吸收與緩和汽車行駛時所受到的路面沖擊和震蕩，保證輪胎與路面良好的附著性能，以提高汽車的動力性、制動性和通過性。 2.產(chǎn)生平衡汽車轉(zhuǎn)向行駛的同時，通過輪胎產(chǎn)生的自動回正力矩，使汽車保持直線行駛。 車輪不但是安裝輪胎的骨架，也是講輪胎和車軸連接起來的旋轉(zhuǎn)部件。1.2 汽車后輪輪轂的結(jié)構(gòu)特點和工藝性汽車輪轂屬盤套類零件，零件的外表面為階梯，階梯

6、下半部分輪轂，內(nèi)表面為階梯孔，其中一部分為內(nèi)花鍵，零件的上下端面均開有槽，零件屬于典型的盤套類零件，又兼有軸類零件的特征，以輪轂及上下端為主要加工表面，且有較高的尺寸公差和形位公差要求。對零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性審查得知內(nèi)花鍵的加工要達(dá)到設(shè)計要求具有一定加工難度，加工以后需多次對話鍵孔進行校正加工，以保證其精度要求。零件內(nèi)孔的加工不如外圓表面的加工工藝性好。1.3 主要加工表面及技術(shù)要求 1.零件組成表面：外圓表面,內(nèi)圓表面，型孔，兩端面，臺階面，退刀槽，內(nèi)、外倒角。 2.主要加工表面：套類零件的主要表面為內(nèi)孔。內(nèi)孔的加工方法很多?？椎木?、光度要求不高時，可采用擴孔、車孔、鏜孔等；精度要求較小的可

7、采用鉸孔；尺寸較大時，可采用磨孔、滾壓孔；生產(chǎn)批量較大時，可采用拉孔（無臺階阻擋）。 3.主要技術(shù)要求：孔與外圓一般具有較高的同軸度要求；端面與孔軸線的垂直度要求；內(nèi)孔表面本身的尺寸精度、形狀精度及表面粗糙度要求；外圓表面本身的尺寸、形狀精度及表面粗糙度要求等。2、毛坯的確定；毛坯材料為HT250鋼。零件外形較復(fù)雜。汽車輪轂裝在軸上，傳遞動力或是切斷動力，工作中存在沖擊，由于機車功率一般不大，故沖擊力不大，因此，可選用毛坯鑄造的方法。由于零件年生產(chǎn)為5000件，已達(dá)大批大量的生產(chǎn)類型，而且零件的尺寸不大，故可采用砂型鑄造。3、定位基準(zhǔn)的選擇； 本零件是帶有階梯孔的典型的軸類零件，根據(jù)該零件的實

8、際設(shè)計和加工要求，選擇以毛坯的外圓為徑向粗基準(zhǔn)，以零件毛坯的180mm的外圓端面為軸向粗基準(zhǔn)。3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)的選擇；應(yīng)從零件的加工精度、特別是加工表面的相互位置精度來考慮，以提高定位精度，保證零件定位準(zhǔn)確，減少定位誤差；同時也要照顧到裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。對于汽車輪轂的加工，應(yīng)該按照工種基本原則選擇定位基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則?；鶞?zhǔn)重合原則是指應(yīng)該盡量將設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)及測量基準(zhǔn)相互重合。基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是指應(yīng)該盡可能選擇加工工件多個表面時都能使用的定位基準(zhǔn)做為精基準(zhǔn)。對于該汽車輪轂零件，輪轂端面部分設(shè)計基準(zhǔn)為內(nèi)孔，輪轂軸線的設(shè)計也是以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，根據(jù)基準(zhǔn)重合

9、原則和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，選擇內(nèi)孔作為第一組精基準(zhǔn)，選擇零件上下端面為第二組精基準(zhǔn)4、加工方法的選擇；零件的主要加工表面為孔、外圓表面、端面?？紤]到各個表面的技術(shù)要求，各種加工方法的經(jīng)濟加工精度范圍，各加工表面的形狀和尺寸大小，鑄件材料（HT250）的性質(zhì)及可加工性和生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型，選擇各加工表面的加工方法如下：（1） 135mm、136mm、23mm、20mm和12.2mm的孔：該孔的內(nèi)表面粗糙度為Ra6.3，同時考慮到生產(chǎn)效率的問題，選擇粗鏜半精鏜的加工方法。（2） 336mm外圓表面、180外圓表面、214外圓表面和155mm外圓表面：表面粗糙度為Ra6.3，同時考慮到生產(chǎn)效率，采用粗車半

10、精車的加工方法。5、工藝路線的制定；綜合考慮各表面的加工方法、加工順序及生產(chǎn)批量和經(jīng)濟性擬訂汽車輪轂機械加工工藝過程如下備坯去應(yīng)力處理孔加工粗加工孔半精加工基準(zhǔn)面加工外圓等粗加工外圓等半精加工基準(zhǔn)面加工安裝孔加工去毛刺零件最終熱處理清洗終檢表1 汽車輪轂機械加工工藝過程簡表工序號 工 序 名 稱設(shè)備名稱及編號夾輔具及編號切削工具及編號量具及編號 1 備料 2 鑄造毛坯 3 退火 4鏜：粗鏜軸承孔188。粗鏜軸承孔189。粗鏜軸承孔216。粗鏜軸承孔217。半精鏜軸承孔191.5。半精鏜軸承孔219.5。精鏜 鏜床 專用夾具 鏜刀 塞規(guī)5鏜：粗鏜孔216。粗鏜孔217。半精鏜孔219.5。精鏜。

11、 鏜床 專用夾具 鏜刀 塞規(guī) 6車：粗車上端面。粗車上端面四分之一圓弧。粗車外圓。半精車上端面。半精車上端面四分之一圓弧。半精車外圓。 立式車床 專用夾具 車刀 游標(biāo)卡尺 7車：粗車下端面。半精車下端面。倒角。 立式車床 專用夾具 車刀 游標(biāo)卡尺 8 銑：粗銑上端面不規(guī)則孔。精銑上端面不規(guī)則孔。 銑 床 專用夾具 立銑刀 游標(biāo)卡尺 9鉆：鉆50孔。絞50孔，倒角。 鉆 床 專用夾具 麻花鉆 絞孔鉆 卡尺，塞規(guī) 10鉆：鉆6孔，攻螺紋。 鉆 床 專用夾具 麻花鉆 塞規(guī) 11 去毛刺及所有的銳邊倒鈍 12清洗零件（退火處） 13表面淬火保證硬度為HBS120-163 14探傷：保證熱處理部位無裂紋

12、等缺陷 15清洗零件 16最終檢查6、確定加工余量及毛坯尺寸；6.1確定加工余量6.1 .1 加工余量的選擇原則： 1) 加工余量的選擇原則應(yīng)完全保證圖紙的全部精度，光潔度等技術(shù)要求。 2） 為了縮短工時，降低成本，應(yīng)盡量采用最小的加工余量。 3） 決定余量應(yīng)考慮變形等帶來的尺寸變化。 4） 綜合考慮機床與夾具的精度及變形。 5） 加工零件的尺寸大小及剛性好壞。6.1.2 確定加工余量的方法： 1） 查表法。 2） 經(jīng)驗估算法：常用于單件小批量生產(chǎn)。 3） 分析計算法：材料十分貴重或少數(shù)大批量生產(chǎn)的工廠采用。 所以：車削加工余量Z0=Z1+Z2，Z1=3，Z2=1，Z0=4.6.24.2 確定毛坯的尺寸 汽車輪轂零件材料為HT250鋼，調(diào)質(zhì)硬度為HRC4050，強度極限=600MPp，生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，毛坯生產(chǎn)采用鑄造方法。由于零件內(nèi)孔直徑然而若采用不同直徑的型心，則會使起模困難，不便于型心的取出，故零件毛坯內(nèi)孔應(yīng)該采用同一直徑。由于零件外圓直徑尺寸相差較大，考慮到加工效率和加工的經(jīng)濟性，鑄造型心外圓采用不同的直徑，以減少切削用量，提高加工效率。 說明：由于汽車輪轂屬盤套類零件，零件全長僅為236mm，而且零件外形比較復(fù)雜，內(nèi)孔且為階梯孔，階梯孔長度較小，零件毛坯采用HT250