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1、- 1 - 序言汽车制造工艺学课程设计是在学完了汽车制造工艺学和大部分专业课，并且在进行生产实习的基础上进行的课程设计。这次设计使我们能综合运用汽车制造工艺学中的基本理论，并结合刚结束的生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，学会完成设计一个简单零件（杠杆）的工艺规程和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案。完成夹具结构设计，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望俩位指导老师多加以指导。- 2 - 第 1 章 设计目的汽车制造工艺学课程设计是综合运用汽车制造工艺学及有关课程内容相关课程
2、内容 , 分析和解决实际工程问题的一个重要的教学环节, 是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析问题的能力, 以及设计夹具的基本能力, 于此同时 , 培养学生在设计过程中熟悉运用机械加工工艺及夹具设计相关设计资料、标准等资源的能力。要图加扣扣 1781930178 - 3 - 第 2 章 设计要求设计要求：使用一般机械制图工具及利用计算机辅助设计软件，独立完成。一、制定零件的机械加工工艺过程（1）对制定零件进行工艺分析（结构分析和技术要求），抄画零件图一张1 、计算生产纲领，确定生产类型；2 、分析主要加工表面的尺寸形状及位置精度、光洁度
3、和设计基准；3 、对零件图上的技术要求进行分析；4 、零件的材质、质量、热处理及结构工艺性进行分析；（2）制定指定零件的机械加工工艺路线，填写工艺工程卡片，三道工序的工序卡片1 、制定工艺路线，选择几个方案比较；2 、选择定位基准，当基准不符合尚需进行尺寸链计算；3 、选择机床、夹具、量具和刀具；4 、确定加工余量和工序尺寸；5 、选择切削用量；6 、绘制填写工艺卡片等；二、完成工艺规程中的一道工序的夹具1 、分析被加工零件的结构特点、材料及本工序加工的方法及特点；2 、分析被加工零件的技术要求；3 、被加工零件本工序该限制的自由度分析；4 、限制相应自由度的定位元件选择；5 、选择合适的夹紧
4、机构；6 、根据各自的夹具选择确定刀具引导元件或对刀元件定位键等元件；7 、绘制构草图；8 、分析所设计夹具的加工精度；9 、评估所设计夹具的可靠性、生产效率、操作安全性；10 、指导教师审查后，绘制正式装配图一张。- 4 - 三、设计说明书一份，不少于5000 字：包括（1）设计目的； (2) 设计要求；（3）工艺设计，列出参考文献和计算公式来源;(4) 夹具设计，列出参考文献和计算公式来源； （5）参考文献。- 5 - 第 3 章 零件分析3.1 计算生产纲领，确定生产类型所给任务的零件是一个凿岩机注油器上的油阀座。假定该机器年产量为5000台，且每台机器中仅有一件，若取其备品率为5%，机
5、械加工废品率为2%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+5%)*(1+2%)件/年=5355 件/年。由上式可知，该零件的年产量为5355件，由零件的特征可知，它属于盘套类小零件，因此，可以确定其生产类型为单件中批量生产。3.2 零件的工艺性分析和零件图的审查（1）通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。但24.5 的孔要要求精度高要精镗，没有退刀槽，应该加上。由零件图可知，该零件结构简单，但技术要求多， 对基准的选择要求高， 零件选用材料 ZG45 ，该材料具有较高的强度， 韧性和塑性，切屑性能良好，结构工艺性好。阀门制造工艺有如下特点：阀门毛坯的制造
6、工艺及检验工艺比较复杂。阀门的铸件毛坯是结构叫复杂的薄壁壳体件。其铸件要求表面光洁、铸字清晰，特别是要有致密的缺陷。为了满足上述要求，铸造时应采取一系列工艺措施，如选用高耐火度的造型材料并控制型砂水份、造型时应分层打实以保证砂型硬度，采用合理的浇帽口系统及严格控制浇注速度和温度等。由于技术要求较高，阀门毛坯的铸造工艺远较一般铸件复杂。此外，阀门毛坯除检查尺寸，位置精度及外观外，有的还有作金相组织、力学性能、耐腐蚀性能及无损探伤等多种检验，故阀门的检验工艺也较复杂。机械加工难度大由于阀门材料的各类繁多，除各种铸铁、碳素钢外，其大部分高强、耐腐蚀和高硬材料的切削性能都很差，很难使零件达到规定的加工
7、精度和表面粗糙度。而阀门密封面的几何型状精度和表面粗糙度的要求很高，因此更增加了阀门机械加工难度。同时，阀门材料的切削性能差，又给阀门的加工方法、刀具材料、切削用量、工艺装备等方面带来了很多新的问题。阀门零件在机床上安装比较困难阀门主要零件的结构、形状比较复杂，有些零件属壁薄、细长件，刚性差。在机床上加工时，定位和装夹都比较困难，因此往往需要复杂的专用夹具。有的阀门零件，定位基面的精度较低，表面粗糙度较高，有时甚至采用非加工表面定位。而被加工密封面等部位的精度和表面粗糙度要求都很高，故得难保证加工质量。 因此，为满足工艺上的需要， 往往须提高定位基面的精度和降低表面粗糙度，- 6 - 或在非加
8、工表面上加工出定位基面，这就增加了阀门制造工艺的复杂性。（2）该零件主要加工表面及技术要求分析：1、22 作为基准孔，而且孔径小，要钻出，同一道工序加工24.5mm 、63mm 、3mm 、5mm 、2mm 。同时保证22mm 与3mm 的距离 23.5mm和22mm 与2mm 的距离 22mm ，还有保证内孔和外圆同轴。2、上孔加工保证同轴，而且保证16mm 和右端面的距离 22mm 。上孔的加工基准为右端面。各段孔之间要求相互垂直都是通孔。图 1- 7 - 第 4 章 工艺设计4.1 零件表面加工方法的选择本设计任务给的零件需要加工的表面有：端面，外缘，内孔等，其加工方法如下：（1）右端面
9、采用粗车，半精车。（2）22 孔采用钻孔，粗镗， 24 孔采用粗镗，半精镗，精镗。（3）左端面采用粗车，半精车，倒角。（4）上端面及缺口采用粗铣，半精铣。（5）16 钻 IT11 粗糙度为 12.5 铰 IT9 粗糙度为 3.2 ，（6）2 钻3 钻 IT11 粗糙度为 2.5 （7）惚平 22 攻 Rc3/4 螺孔4.2 工艺路线的制订4.2.1 工艺方案的分析工艺路线的确定，本着先基准后其它，先孔后面，先主要表面后次要表面，和先粗后精的加工原则。首先以不加工面 32面作粗基准来粗加工右端面及63，这样能保证壁厚均匀及 22 与6. 的同轴度，以右端面为基准一侧限制一个移动自由度。以底面上一
10、支支撑钉配合心轴限制一个转动自由度，来精加工左端面倒角然后钻22 孔及攻螺纹，扩孔粗加工 24.5 。然后钻 2、3、5 孔，再以一长心轴在 22 孔中定位。钻孔 2、10.5 及精加工 16 ，然后铣平台。4.2.2 制定工艺卡序号工序工序内容设备工业装备10 铸造20 时效30 粗车，半精车粗车右端面，半精车右端面。粗车及半精车外圆63 CA6140 三爪自定心卡盘40 粗车，半精车粗车，半精车左端面，倒角CA6140 三爪自定心卡盘- 8 - 50 钻孔钻22 孔，倒角、攻螺纹CA6140 三爪自定心卡盘60 镗孔扩孔 24.5 ，精镗孔 24.5 CA6140 三爪自定心卡盘70 钻3
11、，5，2 孔立式钻床夹具 1 80 粗铣，半精铣粗铣，半精铣上表面卧式铣床夹具 2 90 钻孔钻 10.5 孔, 扩16 孔立式钻床夹具 2 100 铣铣16 孔下端面，铣上端面平台立式铣床夹具 2 110 钻孔钻2 孔立式钻床夹具 3 120 镗孔半精镗孔 16 卧式镗床夹具 4 130 检验140 入库表 1 4.3 选择毛坯根据零件材料 ZG45确定毛坯为铸件，为了保证孔22 的加工质量和便于加工，将整个工件铸成整体毛坯，分型面通过22 孔中心线，而且垂直16 孔的中心线，铸件进行人工时效后，送机加工车间加工，以免工件切开后发生较大的变形。4.3.1 铸件尺寸公差由于是中批量生产，毛坯制
12、造选方法采用砂型机器型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为 CT10 ，选取铸件错箱值为1.0 mm。4.3.2 铸件机械加工余量对于批量生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得选取MA 为 G级， 各表面的总余量见下表1，由工艺人员手册查得铸件主要尺寸见表2。加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明上表面39.6 G 2+0.4 单侧加工 63 63 H 5+1 轴降 1 级双侧加工端面55 G 3.5+0.5 双侧加工- 9 - 表 2 主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差 CT 16 与右端面尺寸22 2 24 一般公差 -c 63 轴63 4 67 一般公差 -c 22 与上表面尺寸
13、39.6 2.4 42 一般公差 -c 左端面与右端面尺寸55 4 59 一般公差 -c 表 3 图 24.4 定位基准的选择（1）精基准的选择： 22 为第一个加工孔，已孔为定位基准，故选择其作为加工其它有关表面的统一精基准。另外右端面也是加工左端面和钻16 孔精基准。（2）粗基准的选择： 粗基准应为一些非加工面， 为了保证壁厚均匀及 22 孔的位置精度，故选30 轴面作为粗基准。- 10 - 4.5 机床的选择由于是中批量生产，故加工设备以通用机床为主，其生产方式以通用机床专用夹具为主，工件在个机床上的装卸及个机床间的传送均由工人完成。（1）车右端面，考虑到工件的定位加紧方案等问题，选用C
14、A6140车床，端面车刀。（2）车63、钻22 孔，外圆车刀， 22 麻花钻。（3）车左端面、倒角、攻螺纹，端面车刀。（4）铣上端面，升降台式铣床。（5）钻10.5 孔、16 孔、2 孔，16 麻花钻，用 Z525立式钻床，惚平 16 平台，用立式升降台铣床。4.6 选择刀具(1) 在铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀，工序中有粗铣和精铣，在粗铣后，要留有一定的加工余量，供精铣工序加工。(2) 钻孔有 2，3，5，10.5, 16 三种孔，需要留一定的加工余量，可用麻花钻直接钻出来。(3) 镗孔需要镗两个种孔半精镗孔16，粗镗和半精镗孔 24.5 ，粗加工可用 YT15,精加工可
15、用YT30 。4.7 选择量具本零件是单件大批量生产，故采用的是通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。在这里选的是第一种方法。4.7.1 选择平面的量具由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为0.2mm ，选用分度值为 0.02mm ，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺就行了，因为其不确度为0.02mm ，显然满足要求。4.7.2 选择内孔的量具此零件对孔的精度要求较高，其中例如I 孔的下偏差要求在0.013 之内，故可选用分度值为 0.01mm ，测量范围为 0-150mm 的内径百分尺，其不确定度
16、为0.008，满足测量精度的要求。4.8 加工余量计算表工序加工位置毛坯(mm) 粗加工(mm) 半精加工 (mm) 精加工(mm) 总加工余量(mm) - 11 - 上表面13.5 11.5 11 25 上端面12.5(双面 ) 10.5(双面 ) 78（双面）37 下端面8.5(双面 ) 2 前端面19(双面 ) 17(双面 ) 14（双面）3 后端面15（双面）2 10 孔0 9 100.049 0.0136 孔0 5 5.7 60.049 0.0139 孔0 9 表 4 4.9 确定工序尺寸确定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的尺寸按零件图样的要求标注，当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序的加工余量有关，有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。4.1. 工序 60 设计基准与工序基准不重合，应该算工艺尺寸链，如图：L1 为L1=5. 0 5 .06.39 L2=25.0 25.
