汽车制造工艺学课程设计

总图上应标注的尺寸
• ①夹具的轮廓尺寸。一般是指夹具最大外形 轮廓尺寸，当夹具上有可动部分时，应包括 可动部分处于极限位置时所占的空间尺寸。 • ②配合尺寸。如镗套与衬套、衬套与衬套座 孔、支承钉、定位销与夹具体的配合尺寸等。
总图上应标注的尺寸
• ③安装尺寸。是指确定有关部分之间的正确 位置，如镗模支架与夹具体之间的位置，夹 具在机床上的正确位置的尺寸。 • ④检验尺寸。夹具装在机床的工作台上后， 要进行检验，主要是检验各导向元件之间以 及导向元件与定位元件之间的尺寸是否能满 足零件图的尺寸要求。
主要技术要求 –夹具图
• 夹具设计中，除了规定有关尺寸精度外，还 要制订有关元件之间，各元件的有关表面之 间的相互位置精度，以保证整个夹具的工作 精度。这些相互位置精度要求，习惯上称为 技术要求（或技术条件）。
主要技术要求 –夹具图
• 对于夹具图的技术要求，凡与工件加工要求 有直接关系者，其位置公差应取工件加工技 术要求所规定数值的1/5-1/2，若与工件加工 要求无直接关系，可在有关夹具设计手册中 推荐的值中选取
镗模的构造
• 常用的镗套结构有固定式和回转式两种，由 于是中批生产，且夹具外形尺寸不大（因工 件较小），以采用固定式为宜，因轴承孔之 间的尺寸精度及同一轴线上孔的同轴度要求 较高，以采用前后双导向为佳。
镗套的压紧螺钉
夹紧机构的设计
• 根据中批生产的工艺特点并考虑到夹紧稳定、 可靠、简单，可以考虑使用手动的螺旋夹紧 机构，其典型构造可参看夹具手册P52-70， 根据零件的结构特点及加工时放置的可能位 置，建议使用螺旋压板夹紧机构。
• 1、底座的壁厚一般取20-25mm，十字筋厚一般取 15-20mm，十字筋高度一般取壁厚的0.7-0.9倍， 筋条间距一般为100*100，对于我们所设计的夹具， 因比较小，故壁厚、筋厚可取下限值。 • 2、应有找正基面。定向精度要求高的夹具和重型 夹具，不宜用定位键，而是在夹具体上加工出一窄 长平面作为找正基面，来校正夹具的安装位置。 • 3、底座上与机床工作台面相邻T形槽垂直方向两座 耳间的距离一定为机床工作台面两相邻T形槽距离 的整数倍，否则不能安装。有关机床工作台面T形 槽的参数可参看夹具手册。
确定加工顺序
• 加工顺序的安排对保证加工质量，提高生 产效率和降低成本都有重要的作用，是拟 定工艺路线的关键之一。 切削加工顺序的安排
– – – – 先粗后精 先主后次 先面后孔 先基准后其它
•
确定加工顺序时需注意如下问题
孔的倒角问题
• 一般应将孔的倒角安排在半精镗之后、精镗 之前进行，所以在半精镗时，可在镗杆上同 时装上倒角刀，一次倒出。
尺寸换算
• 无论是五个大轴承孔在一道工序还是将五个 大轴承孔分成几道工序来加工，都必须进行 尺寸链的计算，重新确定有关尺寸的公差， 以满足设计尺寸的要求。 • 在制定工艺规程时已对五个大轴承孔的加工 进行了划分，今以加工Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ为一道工 序，加工Ⅱ、Ⅳ为另一道工序，且工件以M、 Q、P（或N）三个互相垂直的面为定位基准 面为例，讨论有关尺寸链的计算问题。
镗杆直径的确定
• 确定镗杆直径时，应考虑到镗杆的刚度和镗 孔时镗杆和工件孔之间应留有足够的容屑空 间。可按以下任意一种方法确定 • ①按经验公式 d (0.6 0.8) D • ②参考有关手册确定
• ①若采用预先调整好几把单刃刀具镗削同一 轴线上直径相同的两孔或镗削同一轴线上直 径不同，但相差不大的两个孔时，应验算前 面的镗刀能否通过后面的衬套内孔及零件上 的底孔，其验算公式参看有关资料。 • ②对于同轴线上不同直径的两孔（如Ⅱ、Ⅲ 轴承孔），加工直径相差较大，则可考虑采 用阶梯镗杆。阶梯镗杆结构较复杂，故一般 情况下应尽量避免使用。 • ③夹具总图上不画镗杆。
分析被加工零件的技术要求
分析被加工零件的技术要求
审查被加工零件的机械加工结构工艺 性
确定生产类型
Hale Waihona Puke Baidu
N零件 Qn(1 a)(1 b)
N零件 2000 1 (1 6%)(1 6%) 2247(件)
选择毛坯
• 零件图要求箱体材料为，20—最低抗拉强度， 40—最低抗弯强度；具有较好的耐磨性、减 震性、铸造性和易切削性，比较适合作变速 箱体。又由《机械制造基础》知，应选用金 属模铸造。
• Ⅰ至Ⅴ孔为铸孔，其余都不是铸孔，故安排 加工时应注意。 • • • • Ⅰ至Ⅴ孔的加工顺序问题 A、五个孔在同一工序中完成 B、五个孔不在同一工序中完成 推荐采用五孔分开加工的方法。
选择定位基准
• 选择定位基准时先要分析各个加工表面的设 计基准，再遵循粗精基准的选择原则来确定 定位基准。必须注意：此零件上无工艺孔， 如果采用一面两孔定位，须提前加工定位孔 （因增加了工序，不合适）。可以考虑用三 个互相垂直的平面作定位时的精基准；H向 1600.16 内壁与P、N两平面有对称度 视图尺寸 要求，可以内壁作为粗基准。
镗模的主要技术要求
• （1）定位面对夹具安装基面的平行度或垂直度 （一般取0.01mm）。 • （2）镗套中心线对定位面的平行度或垂直度（一 般取0.01-0.02mm）。 • （3）镗套轴线对找正基面的平行度或垂直度（一 般取0.01-0.02mm）。 • （4）同轴线镗套的同轴度（精镗时为0.0050.01mm；粗镗时为0.01-0.02mm）。 • （5）各镗套间的平行度或垂直度（一般为0.010.02mm）。 • （6）定位面的直线度、平面度或位置精度要求 （一般为0.01mm）。
选择机床
• 参阅«金属机械加工工艺人员手册»或«机械 加工工艺设计手册»，写出各个工序加工时 的机床名称和型号。
确定主要加工表面的加工余量和工序 尺寸
各孔在各工序中的加工余量和公差由 手册查知
专用夹具设计
• 限制自由度的问题 • 为了保证零件图的设计要求，在对工件进行 机械加工之前，必须限制工件的某些乃至全 部自由度，也就是说，设计某一指定工序的 专用夹具时，先要根据这一工序的加工要求 确定需要限制的自由度，进而选择合适的定 位方式和定位元件，并进行适当的布置，决 不允许出现欠定位。
制定工艺规程
• 由于该变速箱的生产属于中批生产，因此确 定加工过程时应以通用机床为主，加之专用 夹具。 • 1、选择加工方法 • ①不同零件的加工表面，应该采用不同的加 工方法 。 • ②某一相同表面的加工，其途径不是唯一的， 即：要达到某一加工面的精度要求，所选用 的加工方法可以有多种。 • ③所选用的加工方法要和生产类型相适应 （采用通用机床，辅以专用夹具）
夹具总图及零件图
• 1、按的比例绘制总图。零件图可根据情况 确定，最好用的比例。 • 2、是否画草图由大家自行决定。 • 3、总图的主视图，一般应以操作时操作者 对着的方向为主视图方向，如选其它方向作 为主视图方向也可以。除主视图外，再适当 配置其它视图，视图的数目应尽量少，但必 须将结构表达清楚。
• 4、绘制总图的顺序是，先用双点划线绘出 工作的轮廓外形和主要表面，围绕工件的几 个视图依次绘出定位元件、导向元件、夹紧 机构、支架及其它元件、装置，最后绘制出 夹具体及连接件，把夹具的各组成元件、装 置连成一体。（工件应看作是“透明体”， 所画的工件轮廓线与夹具的任何线条彼此独 立，不相互干涉）。
镗床夹具技术要求
• ①各支承板工作表面（如使用支承板的话）应该在 同一平面内，允差≤0.02mm。 • ②镗套轴线×××对定位元件定位面A（见图一） 的平行度公差为×××（建议取工件相应公差的 1/5-1/2 • ③各镗套轴线与找正基面的平行度或垂直度公差应 为0.01mm（或0.02mm）。 • ④镗套轴线之间的平行度公差为×××（取技术要 求中相应孔之间平行度公差的（1/5-1/2）。 • ⑤两端镗套的同轴度公差为×××（根据零件图第 9条技术要求确定，可取相应孔同轴度公差的1/51/2。
封闭环公差是所有组成环公差之和
TX TX TX 0.16
按等公差分配
X 47.5 0.04
X 126 0.04
汽车制造工艺学
课程设计
分析被加工零件的结构特点
• 被加工零件变速箱属于箱体零件。箱体零件 是机器或部件的基础零件，它的作用是将有 关零件连接成一个整体，并使这些零件保持 正确的相对位置，彼此能协调工作。
分析被加工零件的结构特点
• 对于汽车、拖拉机的箱体零件，按结构形状 可分为两大类。一类是回转体型的壳体零件 （某一轮廓线沿体内某一轴线回转而成，周 向对称的物体），如差速器壳体和汽车后桥 壳体等；另一类是平面型箱体零件，如气缸 体、变速箱壳体等。箱体零件的结构都比较 复杂，尺寸较大，壁厚较薄。它需要加工的 表面主要有平面和孔，且孔与平面的精度要 求比较高，故在加工中要采取相应的措施以 保证达到零件图上各项指标和数据的要求。
定位元件的选择
• 定位元件多已标准化。 • 如选择三个互相垂直的平面作定位基准面时， 可以选以下定位元件： • 支承钉 • 支承板
支承钉
支承板
导向元件的选择
• 根据中批生产的工艺特点及零件的结构特点 （孔多，且孔本身的尺寸精度及孔与孔之间、 孔与面之间的位置精度要求高），主要孔的 加工应在镗床上进行，即用通用镗床配以专 用夹具（镗模）对主要孔进行加工
• 5、夹紧元件要画出夹紧、松开两个极限位 置（夹紧时用实线画，松开时用双点划线 画）。 • 6、总图和零件图中所有符号、数字、线条 一定要符合机械制图标准的规定。 • 7、尽量使用标准元件和机构，以降低成本， 缩短制造周期。 • 8、尺寸相同的结构（如尺寸相同的导向部 分）可以只剖一处，但必须剖一处。
镗模支架
• 支架是镗模上的关键元件，是非标件，要求 有足够的强度和刚度，有较高的精度以及精 度的长期稳定性，材料多为铸铁（一般为 HT200）。设计时可参看夹具手册
底座（夹具体）
• 镗模底座也是非标件，该零件要承受夹具上 所有元件的重量以及加工过程中的切削力。 为了提高其刚度和强度，除了选取适当的壁 厚以外，还要合理布置加强筋，以减小变形。 加强筋常采用十字形，并使筋与筋之间的距 离相等，以易于铸造。设计时，可参看夹具 手册
合适的定位方式
• 主要指的是定位基准的选择。就箱体零件而 言，常用的定位方式有两种：“一面双孔” 定位和“三面”定位。对于此箱体，其上无 机加工时定位用的工艺孔，故最好用三个互 相垂直的平面作定位基准面。
适当的布置
• 指的是主要定位基准面（第一定位基准面） 布置定位元件后要限制三个自由度；导向定 位基准面（第二定位基准面）要限制两个自 由度，且最好有一转动自由度；点定位基准 面（第三定位基准面）只限制一个移动的自 由度。