汽車制造工藝學(xué)支架課程設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　序言2</b></p><p>　　一、 零件的分析2</p><p>　?。ㄒ唬┝慵淖饔?</p><p>　　（二）零件的工藝分析2</p><p>　　二、 工藝規(guī)程設(shè)計3</

2、p><p>　?。ㄒ唬┐_定毛坯的制造形式3</p><p>　?。ǘ┗娴倪x擇3</p><p>　?。ㄈ┲贫üに嚶肪€3</p><p>　?。?）工序II、III5</p><p>　　（3）工序IV、V5</p><p>　　（4）工序VI、VII、VIII5</p>

3、<p><b>　?。?）工序IX5</b></p><p><b>　?。?）工序X6</b></p><p>　　（7）工序XI、XII6</p><p>　?。?）工序XIII6</p><p>　　（六）切削用量的確定6</p><p>　?。?/p>

4、一）確定設(shè)計任務(wù)9</p><p>　　（二）選擇定位方式及定位元件9</p><p>　?。ㄈ┐_定對刀裝置9</p><p>　?。ㄋ模┐_定夾緊機(jī)構(gòu)10</p><p><b>　　四、設(shè)計體會10</b></p><p><b>　　序言</b></p&

5、gt;<p>　　汽車制造工藝學(xué)是車輛工程專業(yè)的一門主干專業(yè)課，內(nèi)容覆蓋金屬切削原理和刀具、機(jī)械加工方法及設(shè)備、互換性與測量技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)及工藝設(shè)備等，是一門實踐性和綜合性都很強(qiáng)的課程，必須通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)才能使我們對該課程的基礎(chǔ)理論有更深刻的理解，也只有通過實踐才能培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的能力和獨立完成工作的能力。因此，制造工藝學(xué)課程設(shè)計應(yīng)運而生，成為車輛工程專業(yè)的一門重要的實踐課程。</p><

6、p><b>　　零件的分析</b></p><p><b>　　（一）零件的作用</b></p><p>　　支架是機(jī)床上用于支撐軸的機(jī)構(gòu)，支架以Φ20的孔套在軸上。</p><p>　　本設(shè)計任務(wù)給定的零件——支架，即傳遞運動并保持其他零件正確工作方式，和保持相互之間的正確位置，其對加工平面、加工孔、垂直度等有一定

7、的要求。</p><p>　　（二）零件的工藝分析</p><p>　　該支架共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：</p><p>　　1. 以Φ35的外圓柱表面為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：一個Φ20的孔，一個Φ18、高度3的凸臺，間隙為3的鎖緊槽，一個Φ11的孔，一個M10-7H的螺紋孔。&

8、lt;/p><p>　　2. 以支架表面為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：長40寬82的支架表面，其表面粗糙度為3.2。兩個沉孔。</p><p>　　這兩組加工表面之間有一定的位置要求，主要是：</p><p>　?。?）孔的軸線與A表面的間距為80</p><p>　?。?）孔的軸線與支架表面的

9、間距為60</p><p>　　由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一表面，并且保證它們之間的位置精度要求。</p><p>　　該支架的主要技術(shù)要求為：</p><p>　　1. 未注明圓角半徑為2；</p><p>　　2. 底板A面與底面的垂直度允許誤差為0.05；</p>

10、<p>　　3. Φ20的孔的極限偏差為0~ +0.027mm，表面粗糙度為3.2。</p><p><b>　　工藝規(guī)程設(shè)計</b></p><p>　?。ㄒ唬┐_定毛坯的制造形式</p><p>　　毛坯材料是鑄鋼ZG 230-450。該支架零件的結(jié)構(gòu)形式較復(fù)雜以及大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定采用熔模鑄造方式生產(chǎn)，因此毛坯形狀可以與

11、零件的形狀盡量的接近，鑄造出肋板。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。毛坯尺寸可以通過加工余量后再決定。</p><p><b>　?。ǘ┗娴倪x擇</b></p><p><b>　?。?）粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。本題選擇Φ35圓柱面作

12、為粗基準(zhǔn)。</p><p><b>　?。?）精基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則，選擇精基準(zhǔn)面時，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問題，即可能的情況下，應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。本零件以的軸線作為定位基準(zhǔn)，使其為精基準(zhǔn)。</p><p><b>　　（三）制定工藝路線</b></p&g

13、t;<p>　　制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。</p><p>　　工序I 粗銑Φ35的圓柱兩端面。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： Φ35

14、圓柱面。</p><p>　　工序II 鉆、擴(kuò)Φ20的孔。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： Φ35圓柱面。</p><p>　　工序III 粗、半精鉸Φ20的孔。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： Φ35圓柱面。</p><p>　　工序IV 粗銑支架底面。</p><

15、p>　　定位基準(zhǔn)： Φ20孔中心。</p><p>　　工序V 精銑支架底面。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： Φ20孔中心。</p><p>　　工序VI 鉆2×Φ15的孔。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： 支架底面。</p><p>　　工序VII 锪Φ28深3m

16、m的沉孔。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： 支架底面。</p><p>　　工序VIII 粗銑凸臺上表面。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： Φ35圓柱面。</p><p>　　工序IX 粗銑3mm的鎖緊槽。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： 凸臺上表面。</p><p>　　

17、工序X 鉆Φ8的孔。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： 凸臺上表面。</p><p>　　工序XI 把鎖緊槽上半部分的Φ8锪至Φ11。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： 凸臺上表面。</p><p>　　工序XII 攻螺紋M10。</p><p>　　定位基準(zhǔn)： 凸臺上表面。</p

18、><p>　　工序XIII 檢查。</p><p>　　（四）加工余量和工序尺寸的擬定</p><p>　　工序余量是指相鄰兩工序的工序尺寸之差，也就是在一道工序中所切除的金屬層厚度，在確定工序間加工余量時，應(yīng)遵循兩個原則;</p><p>　　加工余量應(yīng)盡量小，以縮短加工時間；降低制造成本；延長機(jī)床刀具使用壽命。</p>&

19、lt;p>　　.加工余量應(yīng)保證按此余量加工后，能達(dá)到零件圖要求的尺寸、形狀、位置公差和表面粗糙度，工序公差不應(yīng)該超出經(jīng)濟(jì)的加工精度范圍；本工序的余量應(yīng)大于上工序的尺寸公差、形狀公差和表面缺陷厚度。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗法選擇毛坯公差取T=2mm。其余各工序尺寸及加工余量查《簡明機(jī)械加工工藝手冊》知：</p><p>　?。ㄎ澹┻x擇機(jī)床及其工藝裝備</p><

20、;p><b>　?。?）工序I</b></p><p>　　這道工序時加工圓柱Φ35兩端面，以達(dá)到要求的表面粗糙度及要求的尺寸。</p><p>　　根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表6-1，選用CA6140型臥式車床能滿足加工要求。</p><p>　?。?）工序II、III</p><p>　　這三道工序時把圓

21、柱孔擴(kuò)至Φ20并保證它的加工精度與表面粗糙度達(dá)到設(shè)計要求。</p><p>　　根據(jù)《簡明機(jī)械加工工藝手冊》表6-14，選用ZQ5035輕型圓柱立式鉆床能滿足加工要求。該鉆床工作臺面尺寸（840640mm）,主電動機(jī)功率為2KW，總功率為2.4KW。</p><p>　　根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表5-14，選用19.8的高速鋼擴(kuò)鉆能滿足加工要求。</p><p&

22、gt;<b>　?。?）工序IV、V</b></p><p>　　這兩道工序是加工指甲表面，以達(dá)到要求表面粗糙度及要求尺寸。</p><p>　　考慮到該零件是大批量生產(chǎn)，所以選用機(jī)床使用范圍較廣為宜，根據(jù)《簡明機(jī)械加工工藝手冊》表6-11，選用X61銑床能滿足加工要求。該銑床工作臺面尺寸選500mm,長1000mm，工作臺最大縱向行程620mm、橫向行程190mm、

23、升降行程330mm，主電動機(jī)功率為4KW。</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表9.2-1，選用鑲齒套式面銑刀，刀片材料選用硬質(zhì)合金鋼，牌號為YT15，查表9.2-8選用銑刀的規(guī)格尺寸為D=27。</p><p><b>　　夾具選用專用夾具。</b></p><p>　　（4）工序VI、VII、VIII</p><

24、;p>　　這兩道工序是加工孔Φ15和沉孔Φ28，以達(dá)到要求表面粗糙度及要求尺寸。</p><p>　　根據(jù)《簡明機(jī)械加工工藝手冊》表6-14，選用ZQ5035輕型圓柱立式鉆床能滿足加工要求。該鉆床工作臺面尺寸（840640mm）,主電動機(jī)功率為2KW，總功率為2.4KW。</p><p>　　根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表5-6和表5-14，分別選擇14.8的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆和2

25、7.8的高速鋼擴(kuò)孔鉆。</p><p><b>　　（5）工序IX</b></p><p>　　這道工序時加工凸臺的上表面，以達(dá)到要求表面粗糙度及要求尺寸。</p><p>　　根據(jù)《簡明機(jī)械加工工藝手冊》表6-8，選用X6012,型臥式升降臺銑床可以滿足加工要求。</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表9.2-

26、1，選用鑲齒式面銑刀可以滿足加工要求。</p><p><b>　?。?）工序X</b></p><p>　　這道工序時加工一條3mm寬的間隙，以滿足要求的表面粗糙度。</p><p>　　根據(jù)《簡明機(jī)械加工工藝手冊》表6-8，選用X6012,型臥式升降臺銑床可以滿足加工要求。</p><p>　　根據(jù)《實用金屬切削加工

27、工藝手冊》表8-7，選用粗齒鋸片銑刀633 GB/6120-1996型刀具能滿足加工要求。</p><p>　　（7）工序XI、XII</p><p>　　這道工序是加工Φ11孔，以達(dá)到要求表面粗糙度及要求尺寸。</p><p>　　根據(jù)《簡明機(jī)械加工工藝手冊》表6-14，選用ZQ5035輕型圓柱立式鉆床能滿足加工要求。該鉆床工作臺面尺寸（840640mm）,主電動

28、機(jī)功率為2KW，總功率為2.4KW。</p><p>　　根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表5-6和表5-14，分別選擇7.8的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆和10.8的高速鋼擴(kuò)孔鉆。</p><p><b>　?。?）工序XIII</b></p><p>　　這道工序是加工M10螺紋孔，以達(dá)到相應(yīng)的尺寸及形位公差要求。</p><p&g

29、t;　　根據(jù)《簡明機(jī)械加工工藝手冊》表6-14，選用ZQ5035輕型圓柱立式鉆床能滿足加工要求。該鉆床工作臺面尺寸（840640mm）,主電動機(jī)功率為2KW，總功率為2.4KW。</p><p>　　根據(jù)《簡明機(jī)械加工工藝手冊》表3-86，選用長柄機(jī)用絲錐能滿足零件加工要求。</p><p>　?。┣邢饔昧康拇_定</p><p><b>　　工序 IV

30、</b></p><p><b>　　（1）確定切削用量</b></p><p><b>　　a.確定背吃刀量</b></p><p>　　粗銑時，為提高切削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量，一個工作行程銑完。因為初銑的余量為0.3mm，一次走刀完成，所以選擇背吃刀量a=3.0mm</p>

31、<p><b>　　b.確定進(jìn)給量</b></p><p>　　根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表8-12確定每齒進(jìn)給量</p><p><b>　　c.初選切削速度</b></p><p>　　根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表8-12選擇切削速度</p><p>　?。?）確定機(jī)床主軸

32、轉(zhuǎn)速和切削速度</p><p>　　X61銑床的主軸轉(zhuǎn)速選擇，所以可確定實際切削速度</p><p><b>　?。?）計算切削工時</b></p><p><b>　　對稱式，主偏角時，</b></p><p>　　其中 得 </p><p><b>

33、　　取 </b></p><p><b>　　工序V</b></p><p><b>　?。?）確定切削用量</b></p><p><b>　　a.確定背吃刀量</b></p><p>　　精銑時一般為0.1~1mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量

34、即a=1.0mm</p><p><b>　　b.確定進(jìn)給量</b></p><p>　　根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表8-12，確定每齒進(jìn)給量</p><p><b>　　c.初選切削速度</b></p><p>　　根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表8-12，選擇切削速度</p>

35、<p>　　（2）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和切削速度</p><p>　　X61銑床的主軸轉(zhuǎn)速選擇210，所以可確定實際切削速度為52.7m/min</p><p><b>　?。?）計算切削工時</b></p><p><b>　　工序VI </b></p><p><b>　　

36、鉆?15孔</b></p><p><b>　　查表 </b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　機(jī)床選322r/min 得 </p><p><b>　　工序VII</b></p><p><b

37、>　　锪?28沉頭孔</b></p><p>　　機(jī)床選0.09min/r</p><p>　　機(jī)床選58r/min 得</p><p><b>　　三、夾具的設(shè)計</b></p><p>　　機(jī)床夾具（簡稱夾具）是在機(jī)械加工中使用的一種工藝裝備，它的主要功能是實現(xiàn)對被加工工件的定位和定緊。通過定

38、位，使各被加工工件在夾具中占有一個正確的加工位置；通過夾緊，克服加工中存在的各種作用力，使這一正確的位置得到保證，從而使加工過程得以順利進(jìn)行。</p><p>　　專用夾具是針對某一種工件機(jī)械加工工藝過程中的某一工序而專門設(shè)計的。由于不需要考慮通用性，因此夾具的結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。按實際需要可采用各種省力機(jī)構(gòu)、動力裝置、分度裝置等。因此，專用夾具可以保證較高的加工精度和勞動生產(chǎn)率。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求

39、自行設(shè)計與制造，它的設(shè)計與制造周期較長。當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品或工藝變更時，往往無法繼續(xù)使用，故此類夾具只適合在生產(chǎn)固定工藝過程穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)中使用。</p><p>　　夾具設(shè)計是工藝設(shè)計與制造中的一項重要內(nèi)容，它對機(jī)床性能的發(fā)揮與延伸、生產(chǎn)率的高低、生產(chǎn)成本的控制、工件的加工質(zhì)量都有很大的影響，在其設(shè)計時應(yīng)特別注意以下幾個問題：</p><p>　　1、 所設(shè)計的專用夾具，應(yīng)當(dāng)既能保證工序的加

40、工精度又能保證工序的生產(chǎn)節(jié)拍。特別對于大批量生產(chǎn)中使用的夾具，應(yīng)設(shè)法縮短加工的基本時間和輔助時間。</p><p>　　2、夾具的操作要方便、省力和安全。若有條件，盡可能采用氣動、液壓以及其他機(jī)械化自動化的夾緊機(jī)構(gòu)，以減輕勞動強(qiáng)度。同時，為保證操作安全，必要時可設(shè)計和配備安全防護(hù)裝置。</p><p>　　3、能保證夾具一定的使用壽命和較低的使用成本。夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)

41、，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)采用氣動、液壓等高效夾緊機(jī)構(gòu)；而小批量生產(chǎn)中則宜采用較簡單的夾具結(jié)構(gòu)。</p><p>　　4、適當(dāng)提高夾具的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度，選用標(biāo)準(zhǔn)化元件，特別應(yīng)選用商品化的標(biāo)準(zhǔn)元件，以縮短夾具的制造周期，降低夾具成本。</p><p>　　5、應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于夾具的制造和維修。</p><p><b>　?。ㄒ唬┐_定設(shè)計任務(wù)<

42、/b></p><p>　　本夾具用來加工工序V，此表面垂直度要求0.05，表面粗糙度3.2。本夾具將應(yīng)用于該機(jī)床。主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。</p><p>　?。ǘ┻x擇定位方式及定位元件</p><p>　　支架底面采用三個支撐釘定位，限制三個自由度（Z移動、X旋轉(zhuǎn)、Y旋轉(zhuǎn)）。支架后面采用兩個支撐釘定位，限制兩個自由度（X移動、Z旋轉(zhuǎn)）。

43、支架側(cè)面采用一個支撐釘定位，限制一個自由度（Y移動），屬于完全定位。然后通過夾具夾緊零件。</p><p><b>　?。ㄈ┐_定對刀裝置</b></p><p>　　本工序支架底面的加工精度要求較高，兩次裝夾完成粗銑-精銑兩個工步，才能最終達(dá)到規(guī)定的加工要求，故采用鑲齒套式面銑刀。在此夾具中使用直角刀塊。</p><p><b>　

44、?。ㄋ模┐_定夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　夾緊機(jī)構(gòu)是夾具設(shè)計的一個重要內(nèi)容，它直接影響到夾具的效率及工人的勞動強(qiáng)度。本次夾具設(shè)計采用手動夾緊方案。其工作原理為支架零件先由6個支撐釘限制相關(guān)的自由度。由于在本工序中，銑削產(chǎn)生銑削力較大，并由此產(chǎn)生傾覆力矩，所以用夾緊力來平衡此力矩。</p><p><b>　　四、設(shè)計體會</b></p>

45、<p>　　短暫的課程設(shè)計就要結(jié)束了，在這次設(shè)計中，我感受頗深。首先，這次設(shè)計綜合應(yīng)用了我們所學(xué)的專業(yè)知識，培養(yǎng)了我們自己動手與團(tuán)結(jié)合作的能力，將理論與實踐結(jié)合起來，讓我們對自己所學(xué)的理論知識有了更加清晰、更加深刻的認(rèn)識。其次，在設(shè)計過程中我們遇到了很多的困難，出現(xiàn)了很多的錯誤，但是這并不影響我們的斗志，不經(jīng)歷風(fēng)雨怎能見彩虹，錯誤是難免的，但挫折是短暫的，只要認(rèn)真努力，一切都會好的。同時，我也懂得設(shè)計人員的艱辛，也對他們的

46、付出表示敬意。</p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計,使得我們對《車輛制造工藝學(xué)》知識及《互換性與測量技術(shù)》、《機(jī)械制圖》、《金屬工藝學(xué)》、《機(jī)械工程材料》等輔助學(xué)科之間的聯(lián)系有了一個較為全面的認(rèn)識，加深了對所學(xué)知識的設(shè)計思想，訓(xùn)練了綜合運用機(jī)械設(shè)計和相關(guān)課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展了有關(guān)機(jī)械設(shè)計方面的知識。通過制定設(shè)計方案，正確選取零件的基準(zhǔn)面、確定加工余量和選擇材料熱

47、處理方式，合理選擇加工工藝路線，以及較全面的考慮制造工藝、使用和維護(hù)要求，之后進(jìn)行工藝流程的設(shè)計，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件、機(jī)械加工的設(shè)計過程和方法，對如計算、繪圖、熟練和運用設(shè)計資料(包括手冊、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等)以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、進(jìn)行經(jīng)驗估算和處理數(shù)據(jù)等方面的能力進(jìn)行了一次全面的訓(xùn)練。</p><p>　　因為本課程的主要目標(biāo)是培養(yǎng)我們具有基本能力的技術(shù)專業(yè)課，因此通過課程設(shè)計的實踐，使我們了解到機(jī)械工藝流程以

48、及夾具設(shè)計的基本要求、基本內(nèi)容和一般程序，掌握了機(jī)械零件常用的設(shè)計準(zhǔn)則。針對課程設(shè)計中出現(xiàn)的問題查閱資料，大大擴(kuò)展了我們的知識面，提高了我們自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)了我們在機(jī)械工業(yè)方面的興趣及實際動手能力，對將來我們在機(jī)械方面的發(fā)展起到了一個重要的作用。本次課程設(shè)計是我們對所學(xué)知識的一次綜合運用，使我們在機(jī)械知識學(xué)習(xí)方面是一次有意義的實踐。</p><p>　　最后，我要衷心感謝指導(dǎo)老師一直以來的關(guān)心和幫助。<

49、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]簡明機(jī)械加工工藝手冊/陳宏鈞主編.–北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.11</p><p>　　[2]簡明機(jī)床夾具設(shè)計手冊/吳拓編著.-北京：化學(xué)工業(yè)出版社，</p><p><b>　　2010,2</b></p>&l