汽車制造工藝學,課程設計,課程設計的目的與要求,課程設計是本課程的一次綜合性練習，目的是將學習所獲得的知識加以鞏固和系統(tǒng)化，具體運用已獲得的理論知識和感性知識，鍛煉分析問題和解決問題的能力。 在課程設計過程中，學生可以得到使用技術參考書以及有關手冊資料的能力；得到工藝設計工作的基本訓練，從而深化和鞏固工藝知識。 要求參加設計的學生，要嚴肅認真，保證設計質量。在指導教師必要的輔導下，按時獨立完成設計任務。,設計課題,變速器箱體機械加工工藝規(guī)程 鏜孔夾具設計,設計內容,1、分析零件的結構特點及技術要求 2、確定生產類型 3、選擇毛坯 4、制定工藝規(guī)程 選擇加工方法 確定工序順序和內容 選擇定位基準 選擇各工序所用機床 確定主要表面加工余量，計算工序尺寸 a.所設計夾具的工序的加工表面總余量、各工序尺寸、公差和余量 b.其它主要加工表面的總余量,設計內容,5、設計指定工序的專用夾具 設計完成后應編寫說明書。說明書應包括: 、變速器箱體零件的技術要求。 、確定生產類型。 、選擇毛坯。 、確定典型工序加工余量。 、制定加工工藝規(guī)程。 、尺寸鏈換算。 、鏜孔夾具設計中相關說明與計算 。 圖紙為指定工序的夾具總圖及有關零件圖。,課程設計參考進度,1、第一周制定變速器箱體機械加工工藝規(guī)程。 2、第二、三周設計變速器箱體鏜孔工序專用夾具，并繪圖。,分析被加工零件的結構特點,被加工零件變速箱屬于箱體零件。 箱體零件是機器或部件的基礎零件，它的作用是將有關零件連接成一個整體，并使這些零件保持正確的相對位置，彼此能協(xié)調工作。,分析被加工零件的結構特點,對于汽車、拖拉機的箱體零件，按結構形狀可分為兩大類。 一類是回轉體型的殼體零件，如差速器殼體和汽車后橋殼體等； 另一類是平面型箱體零件，如氣缸體、變速箱殼體等。 箱體零件的結構都比較復雜，尺寸較大，壁厚較薄。它需要加工的表面主要有平面和孔，且孔與平面的精度要求比較高，故在加工中要采取相應的措施以保證達到零件圖上各項指標和數(shù)據(jù)的要求。,分析被加工零件的技術要求,分析被加工零件的技術要求,審查被加工零件的機械加工結構工藝性,確定生產類型,備品率,廢品率,產品的年生產綱領,每臺產品所含的零件數(shù),拖拉機屬小型機械，每年5005000臺屬中批生產，因此本設計中生產類型為中批生產,選擇毛坯,零件圖要求箱體材料為，20-最低抗拉強度，40-最低抗彎強度；具有較好的耐磨性、減震性、鑄造性和易切削性，比較適合作變速箱體。又由機械制造基礎知，應選用金屬模鑄造。,制定工藝規(guī)程,由于該變速箱的生產屬于中批生產，因此確定加工過程時應以通用機床為主，加之專用夾具。 1、選擇加工方法 不同零件的加工表面，應該采用不同的加工方法 。 例如同樣是平面，箱體零件平面多采用銑削加工；而盤狀、桿狀零件的平面通常用車削加工，這是由零件結構形狀和表面特點決定的。,某一相同表面的加工，其途徑不是唯一的，即：要達到某一加工面的精度要求，所選用的加工方法可以有多種。 如一個孔的加工可能有幾種方法： 鉆擴鉸； 鉆拉； 鉆粗鏜半精鏜精鏜 具體選擇哪種方案，可根據(jù)廠里設備情況，綜合生產效率和經濟性來決定加工方法。,所選用的加工方法要和生產類型相適應（采用通用機床，輔以專用夾具）,確定加工順序,加工順序的安排對保證加工質量，提高生產效率和降低成本都有重要的作用，是擬定工藝路線的關鍵之一。 切削加工順序的安排 先粗后精 先主后次 先面后孔 先基準后其它,確定加工順序時需注意如下問題,孔的倒角問題,一般應將孔的倒角安排在半精鏜之后、精鏜之前進行，所以在半精鏜時，可在鏜桿上同時裝上倒角刀，一次倒出。,至孔為鑄孔，其余都不是鑄孔，故安排加工時應注意。 至孔的加工順序問題 A、五個孔在同一工序中完成 B、五個孔不在同一工序中完成 推薦采用五孔分開加工的方法。,選擇定位基準,選擇定位基準時先要分析各個加工表面的設計基準，再遵循粗精基準的選擇原則來確定定位基準。必須注意：此零件上無工藝孔，如果采用一面兩孔定位，須提前加工定位孔（因增加了工序，不合適）?？梢钥紤]用三個互相垂直的平面作定位時的精基準； H向視圖尺寸內壁與P、N兩平面有對稱度要求，可以內壁作為粗基準。,選擇機床,參閱金屬機械加工工藝人員手冊或機械加工工藝設計手冊，寫出各個工序加工時的機床名稱和型號。,確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冊查知,上述工作完成后，制定該變速器箱體的機械加工工藝規(guī)程。-各工序、工步的加工內容、定位基準、加工用的設備即機床。 這是本次課程設計的第一部分內容。 下面是第二部分內容：為變速器箱體加工中的一道工序設計專用夾具-鏜床夾具。,專用夾具設計,限制自由度的問題 為了保證零件圖的設計要求，在對工件進行機械加工之前，必須限制工件的某些乃至全部自由度，也就是說，設計某一指定工序的專用夾具時，先要根據(jù)這一工序的加工要求確定需要限制的自由度，進而選擇合適的定位方式和定位元件，并進行適當?shù)牟贾?，決不允許出現(xiàn)欠定位。,合適的定位方式,主要指的是定位基準的選擇。就箱體零件而言，常用的定位方式有兩種：“一面雙孔”定位和“三面”定位。對于此箱體，其上沒有機加工時定位用的工藝孔，故最好用三個互相垂直的平面作定位基準面。,適當?shù)牟贾?指的是主要定位基準面（第一定位基準面）布置定位元件后要限制三個自由度；導向定位基準面（第二定位基準面）要限制兩個自由度，且最好有一轉動自由度；點定位基準面（第三定位基準面）只限制一個移動的自由度。,1、2、3點：4、5點： 6點：,定位元件的選擇,定位元件多已標準化。 如選擇三個互相垂直的平面作定位基準面時，可以選以下定位元件： 支承釘 支承板,支承釘,支承板,導向元件的選擇,根據(jù)中批生產的工藝特點及零件的結構特點（孔多，且孔本身的尺寸精度及孔與孔之間、孔與面之間的位置精度要求高），主要孔的加工應在鏜床上進行，即用通用鏜床配以專用夾具（鏜模）對主要孔進行加工,鏜模的構造,鏜套,襯套,常用的鏜套結構有固定式和回轉式兩種，由于是中批生產，且夾具外形尺寸不大（因工件較小），以采用固定式為宜，因軸承孔之間的尺寸精度及同一軸線上孔的同軸度要求較高，以采用前后雙導向為佳。,前后雙導向,鏜套的壓緊螺釘,夾緊機構的設計,根據(jù)中批生產的工藝特點并考慮到夾緊穩(wěn)定、可靠、簡單，可以考慮使用手動的螺旋夾緊機構，其典型構造可參看夾具手冊，根據(jù)零件的結構特點及加工時放置的可能位置，建議使用螺旋壓板夾緊機構。,鏜桿直徑的確定,確定鏜桿直徑時，應考慮到鏜桿的剛度和鏜孔時鏜桿和工件孔之間應留有足夠的容屑空間?？砂匆韵氯我庖环N方法確定 按經驗公式 參考有關手冊確定,鏜孔直徑,若采用預先調整好幾把單刃刀具鏜削同一軸線上直徑相同的兩孔或鏜削同一軸線上直徑不同，但相差不大的兩個孔時，應驗算前面的鏜刀能否通過后面的襯套內孔及零件上的底孔，其驗算公式參看有關資料。 對于同軸線上不同直徑的兩孔（如、軸承孔），加工直徑相差較大，則可考慮采用階梯鏜桿。階梯鏜桿結構較復雜，故一般情況下應盡量避免使用。 夾具總圖上不畫鏜桿。,鏜模支架,支架是鏜模上的關鍵元件，是非標件，要求有足夠的強度和剛度，有較高的精度以及精度的長期穩(wěn)定性，材料多為鑄鐵（一般為HT200）。設計時可參看夾具手冊,底座（夾具體）,鏜模底座也是非標件，該零件要承受夾具上所有元件的重量以及加工過程中的切削力。為了提高其剛度和強度，除了選取適當?shù)谋诤褚酝?，還要合理布置加強筋，以減小變形。加強筋常采用十字形，并使筋與筋之間的距離相等，以易于鑄造。設計時，可參看夾具手冊,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，筋條間距一般為100*100，對于我們所設計的夾具，因比較小，故壁厚、筋厚可取下限值。 2、應有找正基面。定向精度要求高的夾具和重型夾具，不宜用定位鍵，而是在夾具體上加工出一窄長平面作為找正基面，來校正夾具的安裝位置。 3、底座上與機床工作臺面相鄰T形槽垂直方向兩座耳間的距離一定為機床工作臺面兩相鄰T形槽距離的整數(shù)倍，否則不能安裝。有關機床工作臺面T形槽的參數(shù)可參看夾具手冊。,夾具總圖及零件圖,1、按的1：2比例繪制總圖。零件圖可根據(jù)情況確定，最好用1：1的比例。 2、是否畫草圖由大家自行決定。 3、總圖的主視圖，一般應以操作時操作者對著的方向為主視圖方向，如選其它方向作為主視圖方向也可以。除主視圖外，再適當配置其它視圖，視圖的數(shù)目應盡量少，但必須將結構表達清楚。,4、繪制總圖的順序是，先用雙點劃線繪出工作的輪廓外形和主要表面，圍繞工件的幾個視圖依次繪出定位元件、導向元件、夾緊機構、支架及其它元件、裝置，最后繪制出夾具體及連接件，把夾具的各組成元件、裝置連成一體。（工件應看作是“透明體”，所畫的工件輪廓線與夾具的任何線條彼此獨立，不相互干涉）。,5、夾緊元件要畫出夾緊、松開兩個極限位置（夾緊時用實線畫，松開時用雙點劃線畫）。 6、總圖和零件圖中所有符號、數(shù)字、線條一定要符合機械制圖標準的規(guī)定。 7、盡量使用標準元件和機構，以降低成本，縮短制造周期。 8、尺寸相同的結構（如尺寸相同的導向部分）可以只剖一處，但必須剖一處。,主要技術要求 夾具圖,夾具設計中，除了規(guī)定有關尺寸精度外，還要制訂有關元件之間，各元件的有關表面之間的相互位置精度，以保證整個夾具的工作精度。這些相互位置精度要求，習慣上稱為技術要求（或技術條件）。,主要技術要求 夾具圖,對于夾具圖的技術要求，凡與工件加工要求有直接關系者，其位置公差應取工件加工技術要求所規(guī)定數(shù)值的1/5-1/2，若與工件加工要求無直接關系，可在有關夾具設計手冊中推薦的值中選取,鏜床夾具技術要求,各支承板工作表面（如使用支承板的話）應該在同一平面內，允差0.02mm。 鏜套軸線對定位元件定位面的平行度公差為（建議取工件相應公差的1/5-1/2 各鏜套軸線與找正基面的平行度或垂直度公差應為0.01mm（或0.02mm）。 鏜套軸線之間的平行度公差為（取技術要求中相應孔之間平行度公差的（1/5-1/2）。 兩端鏜套的同軸度公差為（根據(jù)零件圖第9條技術要求確定，可取相應孔同軸度公差的1/5-1/2。,鏜模的主要技術要求,（1）定位面對夾具安裝基面的平行度或垂直度（一般取0.01mm）。 （2）鏜套中心線對定位面的平行度或垂直度（一般取0.01-0.02mm）。 （3）鏜套軸線對找正基面的平行度或垂直度（一般取0.01-0.02mm）。 （4）同軸線鏜套的同軸度（精鏜時為0.005-0.01mm；粗鏜時為0.01-0.02mm）。 （5）各鏜套間的平行度或垂直度（一般為0.01-0.02mm）。 （6）定位面的直線度、平面度或位置精度要求（一般為0.01mm）。,總圖上應標注的尺寸,夾具的輪廓尺寸。一般是指夾具最大外形輪廓尺寸，當夾具上有可動部分時，應包括可動部分處于極限位置時所占的空間尺寸。 配合尺寸。如鏜套與襯套、襯套與襯套座孔、支承釘、定位銷與夾具體的配合尺寸等。,總圖上應標注的尺寸,安裝尺寸。是指確定有關部分之間的正確位置，如鏜模支架與夾具體之間的位置，夾具在機床上的正確位置的尺寸。 檢驗尺寸。夾具裝在機床的工作臺上后，要進行檢驗，主要是檢驗各導向元件之間以及導向元件與定位元件之間的尺寸是否能滿足零件圖的尺寸要求。,尺寸換算,無論是五個大軸承孔在一道工序還是將五個大軸承孔分成幾道工序來加工，都必須進行尺寸鏈的計算，重新確定有關尺寸的公差，以滿足設計尺寸的要求。 在制定工藝規(guī)程時已對五個大軸承孔的加工進行了劃分，今以加工、為一道工序，加工、為另一道工序，且工件以M、Q、P（或N）三個互相垂直的面為定位基準面為例，討論有關尺寸鏈的計算問題。,封閉環(huán)公差是所有組成環(huán)公差之和,按等公差分配,、兩個孔加工時都控制其與Q面的距離，這樣、兩個孔間的距離就是間接保證的，是封閉環(huán)。,要求計算出、孔在加工時需控制的公差。,總的要完成的工作,一、變速器箱體加工的工序 里面涉及到加工余量的確定等內容 二、鏜床夾具圖 里面涉及到尺寸鏈的計算,