車輛制造工藝學課程設計-相關資料2018

車輛制造工藝學課程設計-相關資料2018,車輛,制造,工藝學,課程設計,相關,相干,資料 一、 課程設計目的與要求：車輛制造工藝學課程設計需完成東風-12 手扶拖拉機變速箱殼體機械加工工藝規(guī)程的制定和專用夾具設計。學生應在教師的指導下，認真、有計劃地、按時完成設計任務。學生必須以負責的態(tài)度對待自己所作的技術決定、數據和計算結果，注意理論與實踐的結合，以期使整個設計在技術上是可靠的，在經濟上是合理的，在生產中是可行的。二、 設計課題：東風12 手扶拖拉機變速箱殼體機械加工工藝規(guī)程和專用夾具設計 （年產 2000 臺，備品率 6%） 三、 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（1） 選擇加工方法（2） 確定工序順序和內容（3） 選擇定位基準（4） 選擇各工序所用機床（5） 確定主要表面加工余量，計算工序尺寸： 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； 其他主要加工表面的總余量；5設計指定工序的專用夾具四、 課程設計參考進度19 月 3 日（周一）：集中輔導。29 月 4 日5 日（周二周三）：分析產品零件圖，確定生產類型，選擇毛坯；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；確定主要表面的加工余量，計算工序尺寸。39 月 6 日（周四）：審查工藝方案。49 月 7 日12 日（周五下周三）：專用夾具設計，畫出指定工序的夾具總圖。59 月 13 日（周四）：整理說明書，準備答辯。69 月 14 日（周五）：課程設計答辯。五、 主要參考資料教材：王寶璽. 汽車制造工藝學M. 北京：機械工業(yè)出版社，2007 參考書：1 王寶璽. 汽車拖拉機制造工藝學M. 北京：機械工業(yè)出版社，20002 曾東建. 汽車制造工藝學M. 北京：機械工業(yè)出版社, 20053 王先逵. 機械制造工藝學M. 北京：機械工業(yè)出版社, 20004 趙如福. 金屬機械加工工藝人員手冊M. 上海：上?？茖W技術出版社，20065 王光斗，王春福 . 機床夾具設計手冊M. 上海：上海科學技術出版社，2000河 北 工 業(yè) 大 學車輛制造工藝學課程設計說明書班 級 學生姓名 發(fā)題日期 完成日期 指導教師 第一章 工藝規(guī)程制定的相關問題一、分析零件的結構特點和技術要求參考資料：零件圖，課本（ 頁，箱體類零件加工，8-3）253P1、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。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（某一輪廓線沿體內某一軸線回轉而成，周向對稱的物體） ，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據的要求。2、分析被加工零件的技術要求（按大張零件圖逐一說明） 鑄件應消除內應力。 （進行時效處理） 軸線對、對、對、對、對、對、對平面 M以及對平面 的平行度 0.04。Q 軸線、必須位于直徑為 0.1mm、且分別平行于基準軸線、的圓柱面內。 平面 、 的平面度 0.03。NP 平面 、 的平行度 0.04。 平面 、 對平面 、 的垂直度 0.04。MS 軸線、對平面 、 的垂直度 0.06。NP 向視圖兩定位銷孔 軸心連線與平面 的平行度 0.04。H310Ga 軸線、上的兩孔之同軸度為 0.02，軸線、上的兩孔之同軸度為 0.05。 軸線、上各孔的幾何形狀誤差為其公差的一半。 面兩定位銷孔 、 向視圖兩定位銷孔 、 面定位銷M38GaH310GaP孔 以及 面、 面之定位銷孔 均由工藝保證與相連接箱體的相38GaPN10應定位銷孔同心。 尺寸 與內壁軸線的對稱度 0.5。即：尺寸 的中心平面必16.0 16.0須位于距離為 0.5mm、且相對內壁中心平面對稱配置的兩平行平面之間。 所有螺孔與未注中心距公差的孔的位置度 0.3。 軸線、兩端孔外側未注明倒角為 ，軸線451、兩端孔外側倒角為 。45.0 所有螺孔锪 錐孔至螺紋外徑。9 及以下各項與圖紙所寫相同。3、 審查被加工零件的機械加工結構工藝性首先要看懂零件圖，然后找出所有的加工表面。變速箱體零件的加工表面主要為軸承孔和平面。以下逐項舉例分析： 軸承孔和撥叉軸孔舉例：如第一孔 （ 、 兩平面尺寸相同，均為 ） 。它的含義：D62NPD62公稱直徑為 62mm，2 級精度第一種動配合的孔（基軸制的孔公差帶） 。 如按新標準應寫為 ，即 。這個公差由金屬機械加工工藝7H03.62人員手冊查得。新舊國標對照表可由機械加工工藝設計手冊查得。面 面PN其它： 孔 D80D627H7H03. 03.孔 D47D52H7H025. 03.其余的孔依次進行新舊標準對照，可查出相應的新標準值來。 主要加工平面： 、 、 、 、 ， （此外還有放油孔斜面 ）MSNPQ26 定位銷孔（裝配、定位的基準）如 面上 ，其含義：直徑為 8mm，3 級精度第一種過渡)8(3203.25Ga配合的孔，新標準 。N 螺紋孔（起連接作用，應找出各自的規(guī)格、數量等）如 平面上有 均布。 的含義是：外徑為 6mm 的粗牙普通螺紋。N63M寫成工序文字時，如下：鉆 N 面 螺紋底孔。63二、確定生產類型參考資料：課本（ 頁，表 7-3） ，根據如下公式計算：204P)1(baQnN零 件 零件的年生產綱領（件/年）零 件 產品的年生產綱領（臺/年） 每臺產品所含的零件數（件/臺）n 備品率（取 6%）a 廢品率（取 6%）b )(247%)61(20件零 件 N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。三、選擇毛坯參考資料：課本（ 頁，7-2）213P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40HT HT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。又由課本 頁表204P7-4 知，應選用金屬模鑄造。四、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、 選擇加工方法參考資料：課本（ 頁，7-3） ，并結合工藝實習時工廠的實際生產情況。216P任何復雜的表面都是由若干個簡單的幾何表面（外圓柱面、孔、平面及成行表面）組合而成的。零件的加工，實質上就是這些簡單幾何表面加工的組合。選擇加工方法應注意如下三方面內容： 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。例如，加工一個直徑 ，表面粗糙度為 的孔，可有下列三種方m358.0Ra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）下面列舉各類型表面的加工方法：例 1：軸承孔 ， （新舊標準換算見附表 1）762H2.3Ra查閱機械加工工藝設計手冊中“孔加工精度”可知精鏜能達到 7 級精度，則孔 1 可按如下工序加工：粗鏜半精鏜精鏜，至孔均采用此方法。例 2：撥叉軸孔、 （ ） ，614D12.04H3.65Ra查閱課本 頁，表 7-9“孔的加工方案 ”確定加工方法：鉆鉸。218P例 3：平面 、 、 的加工精度均為 ， 、 面均為NM3.65RaQS5.4Ra先根據表面粗糙度選定一加工方案，或先根據加工的尺寸精度選擇一加工方案，然后再驗證是否能保證另一要求。由工藝手冊中各機械結構方法所能達到的零件表面粗糙度可確定平面的加工：粗銑精銑（ 面可只粗銑一次） 。S照此，我們能確定出所有加工表面的加工方法。2、 確定加工順序參閱課本 加工順序的安排。加工順序的安排對保證加工質量，提高生產效率20P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a) 先粗后精b) 先主后次c) 先面后孔d) 先基準后其它 確定加工順序時需注意如下問題a) 孔的加工問題：采用臥式鏜床（普通機床） ，配以專用夾具。（適用于中批）由于該箱體零件同軸線上孔的同軸度要求較高，故鏜孔時應采用前后雙導向鏜桿。 （見圖 1）由上圖可見，由于同一軸線上兩個孔的同軸度要求較高，故應在一次鏜削中加工出來兩個孔，但會出現如下兩個問題：圖一 前后雙導向鏜桿加工簡圖1、4 倒角刀 2、3 鏜刀 5 鏜模支架 6 鏜套 7 襯套 8 待加工零件前面的鏜刀必須能通過工件上后面的孔 。 （當 時）1D21鏜刀、必須都能穿過鏜套孔。解決問題的方法：A 設計工件的抬起機構，即在引進鏜桿之前，先讓工件抬起，使鏜桿的中心線相對低于工件孔的中心線，這樣可使鏜刀順利通過工件孔。當鏜刀引進到位后，再操縱抬起機構，使工件回到原始位置。B 設計伸縮式刀具，使鏜刀能伸能縮（設計結構復雜，應用較少） 。C 裝鏜桿時，先單獨將鏜桿伸進零件中，然后再與機床連接。 （中批生產中常用方法） 。解決問題的方法：A 在鏜套上開槽，使鏜刀刀桿引進時鏜刀正好從槽中通過。 （大批生產適用方法）B 鏜套做成快換式，裝鏜桿時，先將鏜桿伸進去，然后再裝鏜套。b) 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。c) 至孔為鑄孔，其余都不是鑄孔，故安排加工時應注意。d) 至孔的加工順序問題加工方法如下：A 五個孔在同一工序中完成，占用機床少、工序集中、投資小，且便于保證各孔之間的位置公差。B 五個孔不在同一工序中完成。這樣做有兩個好處，其一：克服了由于孔、距離太近，鏜模支架上相應孔之間的壁厚太小易影響加工精度的問題；其二：由于孔、在 、 兩平面上直PN徑不同，且遞增方向相反，即孔在 面為 ， 面為 ，而8062孔在 面為 ， 面為 。如果安排在一個工序里加工，就P47N52增加了確定鏜桿直徑時的難度，也就是說如果從一面將五個孔在一個工序中加工出來，將有一個孔的加工是從孔半徑小的一面引刀，此時，驗算鏜桿的通過性時許認真謹慎。推薦采用五孔分開加工的方法。e) 面的加工問題S由于此面不是敞露的面，加工時要注意機床的選擇和工件的位置，即要注意刀具的進給方向。3、 選擇定位基準可參閱課本 頁，7-3214P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） 。可以考慮用三個互相垂直的平面作定位時的精基準； 向視圖尺寸 內壁與 、 兩平面有對稱度要求，可以內壁作為粗基準。H16.0PN4、 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。5、 確定主要加工表面的加工余量和工序尺寸參閱金屬機械加工工藝人員手冊確定某一加工表面的加工余量時，首先要確定此加工面如下各項內容： 精度等級：每一個精度等級都有相應的機加工余量、尺寸偏差。同學查表之前，一定要閱讀有關說明。對于中批生產所用的灰鑄鐵件，一般為 2 級精度。1 級鑄件對尺寸精度及表面精度要求很高，適用于大批生產。 鑄件最大尺寸：只長、寬、高中的最大值（并不一定是零件圖上所標的最大尺寸） 。 公稱尺寸：零件圖上標出的兩個加工表面之間的最大距離，或從中心線、基準面至加工表面之間的尺寸。如在同一方向上有若干個尺寸，應取最大的作公稱尺寸。 （孔的公稱尺寸為孔的直徑） 澆注位置：該加工表面在澆注時所處的位置（包括頂面、側面和底面） ，本次設計的零件，澆注時 為底面， 、 為側面。MPN下面分別舉出平面和孔的加工余量及工序尺寸是如何確定的：例 1：確定 面加工余量和公差M鑄件最大尺寸：長 （根據主視、俯視、AA 剖5.397)1024(5.387視圖得出）公稱尺寸： （由 面及孔標出的尺寸 是兩加工面之間最大的尺19寸）澆注位置：底面由手冊可查得：公稱總余量為 ，尺寸偏差為m5.4m2.1 面的總余量為 M21MZ即鑄件毛坯 面至孔尺寸應為 。.03由手冊中“平面的铇、銑、磨、刮加工余量”查得精銑 面的加工余量為M，則粗銑 面后的加工余量=毛坯余量-精銑余量,即mZM0.51精面粗銑后要留有余量 。故粗銑 面由 至m5.1m2.1503，精銑 面由 至 。5.02 .029 面的加工余量及公差如下： m1.51.30精 銑粗 銑毛 坯例 2：確定孔 的加工余量和公差D8由手冊可查知：鑄孔的機械加工余量，不管其所在位置如何，均采用各級的頂面的加工余量。最大尺寸： 公稱尺寸：m5.397m82查得 （單邊） ，則直徑上應為 ；偏差為Z10m0.1 ，則毛坯孔直徑應為0.182 .7相應其它孔的毛坯直徑：孔 Z5262孔 8m010180孔 47mZm8.098.0347以上各孔均由毛坯經粗鏜、半精鏜、精鏜后達到圖紙標注的尺寸，各孔在各工序中的加工余量和公差由手冊查知： 0.30.24.0 66136 精 鏜半 精 鏜粗 鏜孔 毛 坯 0.30.24.0 879578702 精 鏜半 精 鏜粗 鏜孔 毛 坯 0.270.1743.0 4465.38 精 鏜半 精 鏜粗 鏜孔 毛 坯0.30.24.0 515543 精 鏜半 精 鏜粗 鏜孔 毛 坯面N同理，我們可以確定出其它各個加工表面的加工總余量、工序尺寸和偏差。注意：設計說明書中的工藝規(guī)程形式應按如下表格制訂序號 工序和工步名稱 定位基準機床名稱（型號）工序 工步附表 1：表面精度新舊標準對照表（ 值一般分兩個系列，應優(yōu)選第一系列，如表中所列）Ra新Ra100 50 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 0.1 0.05 0.025 0.012舊 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14第二章 專用夾具設計專用夾具是指專門為某一種工件的某一工序設計、制造的夾具。它一般不考慮通用性，以便所設計的夾具結構簡單、緊湊、操作迅速和維修方便。在產品固定和工藝過程穩(wěn)定的大、中批生產中廣泛使用。在設計東風12 手扶拖拉機變速箱精鏜軸承孔工序的專用夾具時，應注意以下幾個問題：一、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，并進行適當的布置，決不允許出現欠定位。1、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，其上無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。2、適當的布置，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。二、定位元件的選擇定位元件的結構形狀必須與工件定位面的形狀相適應，即定位元件要合適。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：可以參看教材，夾具手冊 P271 和工藝手冊 P506。支承板：可以參看教材，夾具手冊 P272 和工藝手冊 P507。如用“一面雙孔”定位，則參看夾具手冊 P20，P261-264，工藝手冊 P500-503。注：1 此處所說的教材指的是機械制造基礎 、 汽車拖拉機制造工藝學 ，夾具手冊指的是機床夾具設計手冊 上?？茖W技術出版社 第二版，工藝手冊指的是金屬機械加工工藝人員手冊 上?？茖W技術出版社 1979 年出版，下同。2 有關鏜床夾具設計的資料很多，大家也可以參看其它有關的資料。三、導向元件的選擇根據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。關于鏜模加工的例子，大家可參看教材或其他資料。鏜模的構造及組成，可參看夾具手冊，鏜套是標準件，可參看夾具手冊 P301-302，應用圖例可參看夾具手冊 P465。為保護支架上孔的導向精度，鏜套外應加襯套，襯套也是標準件，可參看夾具手冊P309。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?。?，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。有關固定式鏜套的結構及其布置，參看夾具手冊。鏜套的壓緊螺釘，參看夾具手冊P311。如鏜套的壓緊螺釘不合適，也可選其它形式的螺釘（如階形螺釘） ，也可自己設計。階形螺釘已標準化，參看夾具手冊 P348。四、夾緊機構的設計夾緊機構是夾具中的一個很重要的組成部分，類型很多，根據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 P52-70，根據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。有關螺旋壓板夾緊機構各元件的標準，可參看夾具手冊 P324-414，應用圖例可參看夾具手冊 P465-474，應盡量選用標準件，當然，如標準件不合適，應自行設計。如把夾緊機構布置在鏜模支架上，則應考慮在支架上設置適當數量的加強筋，以提高其剛性，保證鏜套的導向精度。五、鏜桿關于鏜桿的結構、材料、與主軸的連接等問題，可參看有關資料，在這里主要介紹一下確定其直徑時應注意的問題。1、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 ，初步定出 ，其中 為鏜桿直徑， 為鏜孔直徑。(0.68)dD:dD然后用鏜套內徑的標準系列尺寸進行圓整。參考有關表格確定，如夾具手冊 P640 T3-4-3。但一般情況下鏜桿直徑應大于25mm，特殊情況下不得小于 15mm，直徑大于 80mm 時，應制成空心的。2、注意事項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。六、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 P642-643。七、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，除了選取適當的壁厚以外，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 P642-643。除此之外，還有以下幾點提請注意：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 形槽距離的整數倍，否則不能安裝。有關機床工作臺面 T 形槽的參數可參看夾具手冊 P707。4、必要時，在底座上應設置供起吊用的吊環(huán)螺釘或起重螺栓。八、輔助支承如果為了提高定位的穩(wěn)定性用輔助支承的話，可參看教材。輔助支承的應用圖例，參看夾具手冊 P464，各種元件，參看夾具手冊 P288-295。九、夾具總圖及零件圖繪制夾具總圖和零件圖的方法可參看教材，需要注意和說明的是1、按 的比例繪制總圖。零件圖可根據情況確定，最好用 的比例。:2 1:2、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。9、主要技術要求夾具設計中，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） 。在夾具總圖上應標注哪些技術要求呢？大家可參看夾具手冊P235-245。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?。ㄒ娤旅嫱扑]值） 。對于此鏜床夾具，建議寫以下幾方面技術要求：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。定位面 A 對 B（B 為夾具的安裝基面，見圖一所示）的平行度公差0.02/100。鏜套軸線對定位元件定位面 A（見圖一）的平行度公差為（建議取工件相應公差的 1/5-1/2，具體取多少，在此范圍內由大家自行決定，當然，應是某一具體數值） 。所謂工件的相應公差乃指與該鏜套相對應的被加工孔對定位基面的平行度或垂直度公差。例如，鏜軸承孔，若選 M 面（見零件圖）為定位基準，由技術要求知，對平面 M的平行度公差為 0.04/100，那么，加工軸承孔的鏜套軸線對定位元件所確定的定位面 A的平行度公差應取 0.04/100 的 1/5-1/2，例如，取 0.04/100 的 1/4 時，則此項技術要求可寫為：鏜套軸線 對定位面 A 的平行度公差為 0.01/100。如果零件圖上未提零件的1O孔到定位面的位置要求，夾具圖上也要標注，具體值可按以下推薦值中的第（2）條選取。注：如果工件圖上沒有標注有關要求的公差時，可按以下推薦值進行標注。鏜模的主要技術要求，一般應包括以下幾個方面：（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） 。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） 。對于專用夾具中非標零件的公差和技術要求可參看 GB2259-80 或 GB/T2259-91 修訂標準中的具體規(guī)定；夾具標準零件及部件的技術要求可參看 GB/T2148-2258，GB/T2262-2269中的具體規(guī)定。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） 。例如，、軸承孔之間的平行度公差為 0.04，那么，、鏜套軸線之間的平行度公差應小于 0.04 的（1/5-1/2） 。例如，取 0.04 的 1/2 時，則此項技術要求可寫為：鏜套軸線、之間的平行度公差為 0.02：100。對于未提出兩鏜套之間平行度要求的，則應按第（5）條確定，取為 0.01-0.02mm。兩端鏜套的同軸度公差為（根據零件圖第 9 條技術要求確定，可取相應孔同軸度公差的 1/5-1/2。圖二 夾具總圖示意10、總圖上應標注的尺寸（5 類）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。究竟采用何種配合，大家可參看夾具手冊 P230-235。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。比如，鏜套軸線之間，鏜套軸線與夾具體上定位元件（或與定位元件所確定的定位面）之間的尺寸就屬于檢驗尺寸。檢驗尺寸的公稱尺寸可由零件圖上直接查到或經過簡單的三角計算就可確定，但其公差，有些可由零件圖確定，有些則要經過尺寸鏈的計算，無論是通過什么途徑得出的公差，檢驗尺寸的公差應取零件相應公差的 1/5-1/2，最常用的是 1/3-1/2。如果零件圖上的尺寸為自由尺寸，則與自由尺寸相對應的檢驗尺寸的公差一般取自由尺寸公差的 1/5。圖一中示出了設計精鏜、孔工序的專用夾具時，如采用如圖所示的定位方案，則； ； ； 即為部分檢驗尺寸，其中，1/2LT2/L3/2LT4/L應取零件相應公差的 1/5-1/2。1234,特征尺寸。如鏜套的直徑尺寸或畫出鏜桿以后標出配合尺寸等。注：（1）夾具設計中不論工件尺寸公差是單向還是雙向分布，都應改為中間尺寸作為基本尺寸和雙向對稱分布的公差。這個改后的中間尺寸，就作為夾具上相應的基本尺寸，然后根據工件要求，規(guī)定夾具的制造公差。例如，工件尺寸公差為 ，應改為0.85； 應改為 ； 應改為 。如工件兩孔中心距尺50.40.827.5030.2569.61寸為 ，設計夾具時，先將此尺寸改為 ，250.5 作為夾具上的基本尺寸，.1公差取 的 1/3，即 ，則夾具上應標注的尺寸為 。1250.（2）由于誤差的分析計算還很不完善，因此在制訂這類夾具公差時，不能采用分析計算法，而多數仍用經驗公式來確定，即一般取夾具的公差為工件相應工序尺寸公差的 1/5-1/2。在具體選取時，則必須結合工件的加工精度要求、批量大小以及工廠在制造夾具方面的生產技術水平等因素進行細致分析和全面考慮。通常有下列規(guī)律可循。當工件的加工精度要求較高時，若夾具公差取得過小，將造成夾具難以制造，甚至無法制造。這時可使夾具公差所占比例略大些。反之，當工件加工精度低時，夾具公差所占比例可適當取小些。當工件的生產批量大時，為了保證夾具的使用壽命，這時夾具公差宜取小些，以增大夾具的磨損公差；而當工件的生產批量小時，此時夾具使用壽命問題并不突出，為了便于制造，夾具公差可取大些。若工廠制造夾具的技術水平較高，則夾具公差可取小些。凡與工件技術要求有關的夾具技術要求，其公差數值，同樣按工件相應技術要求公差的 1/5-1/2 選取。若工件沒有指出具體技術要求時，可參考下列數值選?。和黄矫嫔系闹С嗅敾蛑С邪宓钠矫娑裙顬?0.02mm；定位面對夾具安裝基面的平行度或垂直度在100mm 內公差為 0.02mm。11、明細表表的格式按機械制圖的規(guī)定格式。表中，要包括零件號、數量、名稱、材料、標準號等（標準件要寫出標準代號，非標準件也要注明自制或外協(xié)等） 。十、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。大家在制定工藝規(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。我們先將各軸承孔之間的相對位置以簡圖示出。圖三 軸承 孔位置簡圖MQXY1997847.5078.5078.5068R.9870.9R6R61.8由于是兩道工序，即用兩個鏜模來加工，所以我們無法確定鏜套中心與之間的尺寸，必須通過直接保證鏜套中心、分別與 Q 面的尺寸來間接保證和孔中心距的設計要求，即直接保證、與定位基準面的尺寸來間接保證、之中心距的要求。由圖三， 是間接保證的設計尺寸，故以 為封閉環(huán)，可得尺寸鏈XX(1)其中 和 是組成環(huán)。由極值法，封閉環(huán)公差是所有組成環(huán)公差之和，即X，按等公差分配，則 ，所以0.16T 0.8XT47.52X由于孔是在第一道工序加工的，與之間的尺寸也是間接保證的，故又可得以X 為封閉環(huán)的尺寸鏈(2)同理，由極值法， 按等公差分配，我們分別以其余間接保證的設計尺寸為封閉環(huán)，列出其余尺寸鏈如下（在每個尺寸鏈中，帶“”的尺寸為封閉環(huán)） 。(3) (4) (5) (6) (7) (8)(9) (10) (11)(12) (13) (14)分別解從（3）（14）12 個尺寸鏈，加之從尺寸鏈（1） 、 （2）解出的結果，共計可解出多個 T 值，分別取各個 TX值中最小值.例如解出了 2 個 ，但標注檢驗尺寸時，其公XT差只能取 2 個 中的小者的 1/5-1/2，只有這樣，才能同時滿足兩個尺寸鏈的要求。其余XTX值的取法也是如此。即，將來在工序圖上標注工序尺寸時，只能取 2 個 TX中的小者，在夾具圖上標注檢驗尺寸時，檢驗尺寸的公差只能取 TX中小者的 1/5-1/2。由于孔、在同一直線上，故必須從解出的 3 個 TY值中取最小者。注：（1）將五個軸承孔分成幾道工序加工時，分法不同，所需計算的尺寸鏈的個數也不同，不要丟掉應計算的尺寸鏈。（2）計算時，其結果保留三位小數。封面后，按順序包括以下內容：目錄、任務書、產品零件圖、正文、參考資料。關于正文，原則上要參照任務書上的一、二、三來寫，設計內容中所列各項要有論證或計算。一、 課程設計目的與要求：車輛制造工藝學課程設計需完成東風-12 手扶拖拉機變速箱殼體機械加工工藝規(guī)程的制定和專用夾具設計。學生應在教師的指導下，認真、有計劃地、按時完成設計任務。學生必須以負責的態(tài)度對待自己所作的技術決定、數據和計算結果，注意理論與實踐的結合，以期使整個設計在技術上是可靠的，在經濟上是合理的，在生產中是可行的。二、 設計課題：東風12 手扶拖拉機變速箱殼體機械加工工藝規(guī)程和專用夾具設計 （年產 2000 臺，備品率 6%） 三、 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（1） 選擇加工方法（2） 確定工序順序和內容（3） 選擇定位基準（4） 選擇各工序所用機床（5） 確定主要表面加工余量，計算工序尺寸： 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； 其他主要加工表面的總余量；5設計指定工序的專用夾具四、 課程設計參考進度19 月 3 日（周一）：集中輔導。29 月 4 日5 日（周二周三）：分析產品零件圖，確定生產類型，選擇毛坯；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；確定主要表面的加工余量，計算工序尺寸。39 月 6 日（周四）：審查工藝方案。49 月 7 日12 日（周五下周三）：專用夾具設計，畫出指定工序的夾具總圖。59 月 13 日（周四）：整理說明書，準備答辯。69 月 14 日（周五）：課程設計答辯。五、 主要參考資料教材：王寶璽. 汽車制造工藝學M. 北京：機械工業(yè)出版社，2007 參考書：1 王寶璽. 汽車拖拉機制造工藝學M. 北京：機械工業(yè)出版社，20002 曾東建. 汽車制造工藝學M. 北京：機械工業(yè)出版社, 20053 王先逵. 機械制造工藝學M. 北京：機械工業(yè)出版社, 20004 趙如福. 金屬機械加工工藝人員手冊M. 上海：上?？茖W技術出版社，20065 王光斗，王春福 . 機床夾具設計手冊M. 上海：上?？茖W技術出版社，2000河 北 工 業(yè) 大 學車輛制造工藝學課程設計說明書班 級 學生姓名 發(fā)題日期 完成日期 指導教師 第一章 工藝規(guī)程制定的相關問題一、分析零件的結構特點和技術要求參考資料：零件圖，課本（ 頁，箱體類零件加工，8-3）253P1、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。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（某一輪廓線沿體內某一軸線回轉而成，周向對稱的物體） ，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據的要求。2、分析被加工零件的技術要求（按大張零件圖逐一說明） 鑄件應消除內應力。 （進行時效處理） 軸線對、對、對、對、對、對、對平面 M以及對平面 的平行度 0.04。Q 軸線、必須位于直徑為 0.1mm、且分別平行于基準軸線、的圓柱面內。 平面 、 的平面度 0.03。NP 平面 、 的平行度 0.04。 平面 、 對平面 、 的垂直度 0.04。MS 軸線、對平面 、 的垂直度 0.06。NP 向視圖兩定位銷孔 軸心連線與平面 的平行度 0.04。H310Ga 軸線、上的兩孔之同軸度為 0.02，軸線、上的兩孔之同軸度為 0.05。 軸線、上各孔的幾何形狀誤差為其公差的一半。 面兩定位銷孔 、 向視圖兩定位銷孔 、 面定位銷M38GaH310GaP孔 以及 面、 面之定位銷孔 均由工藝保證與相連接箱體的相38GaPN10應定位銷孔同心。 尺寸 與內壁軸線的對稱度 0.5。即：尺寸 的中心平面必16.0 16.0須位于距離為 0.5mm、且相對內壁中心平面對稱配置的兩平行平面之間。 所有螺孔與未注中心距公差的孔的位置度 0.3。 軸線、兩端孔外側未注明倒角為 ，軸線451、兩端孔外側倒角為 。45.0 所有螺孔锪 錐孔至螺紋外徑。9 及以下各項與圖紙所寫相同。3、 審查被加工零件的機械加工結構工藝性首先要看懂零件圖，然后找出所有的加工表面。變速箱體零件的加工表面主要為軸承孔和平面。以下逐項舉例分析： 軸承孔和撥叉軸孔舉例：如第一孔 （ 、 兩平面尺寸相同，均為 ） 。它的含義：D62NPD62公稱直徑為 62mm，2 級精度第一種動配合的孔（基軸制的孔公差帶） 。 如按新標準應寫為 ，即 。這個公差由金屬機械加工工藝7H03.62人員手冊查得。新舊國標對照表可由機械加工工藝設計手冊查得。面 面PN其它： 孔 D80D627H7H03. 03.孔 D47D52H7H025. 03.其余的孔依次進行新舊標準對照，可查出相應的新標準值來。 主要加工平面： 、 、 、 、 ， （此外還有放油孔斜面 ）MSNPQ26 定位銷孔（裝配、定位的基準）如 面上 ，其含義：直徑為 8mm，3 級精度第一種過渡)8(3203.25Ga配合的孔，新標準 。N 螺紋孔（起連接作用，應找出各自的規(guī)格、數量等）如 平面上有 均布。 的含義是：外徑為 6mm 的粗牙普通螺紋。N63M寫成工序文字時，如下：鉆 N 面 螺紋底孔。63二、確定生產類型參考資料：課本（ 頁，表 7-3） ，根據如下公式計算：204P)1(baQnN零 件 零件的年生產綱領（件/年）零 件 產品的年生產綱領（臺/年） 每臺產品所含的零件數（件/臺）n 備品率（取 6%）a 廢品率（取 6%）b )(247%)61(20件零 件 N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。三、選擇毛坯參考資料：課本（ 頁，7-2）213P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40HT HT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。又由課本 頁表204P7-4 知，應選用金屬模鑄造。四、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、 選擇加工方法參考資料：課本（ 頁，7-3） ，并結合工藝實習時工廠的實際生產情況。216P任何復雜的表面都是由若干個簡單的幾何表面（外圓柱面、孔、平面及成行表面）組合而成的。零件的加工，實質上就是這些簡單幾何表面加工的組合。選擇加工方法應注意如下三方面內容： 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。例如，加工一個直徑 ，表面粗糙度為 的孔，可有下列三種方m358.0Ra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）下面列舉各類型表面的加工方法：例 1：軸承孔 ， （新舊標準換算見附表 1）762H2.3Ra查閱機械加工工藝設計手冊中“孔加工精度”可知精鏜能達到 7 級精度，則孔 1 可按如下工序加工：粗鏜半精鏜精鏜，至孔均采用此方法。例 2：撥叉軸孔、 （ ） ，614D12.04H3.65Ra查閱課本 頁，表 7-9“孔的加工方案 ”確定加工方法：鉆鉸。218P例 3：平面 、 、 的加工精度均為 ， 、 面均為NM3.65RaQS5.4Ra先根據表面粗糙度選定一加工方案，或先根據加工的尺寸精度選擇一加工方案，然后再驗證是否能保證另一要求。由工藝手冊中各機械結構方法所能達到的零件表面粗糙度可確定平面的加工：粗銑精銑（ 面可只粗銑一次） 。S照此，我們能確定出所有加工表面的加工方法。2、 確定加工順序參閱課本 加工順序的安排。加工順序的安排對保證加工質量，提高生產效率20P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a) 先粗后精b) 先主后次c) 先面后孔d) 先基準后其它 確定加工順序時需注意如下問題a) 孔的加工問題：采用臥式鏜床（普通機床） ，配以專用夾具。（適用于中批）由于該箱體零件同軸線上孔的同軸度要求較高，故鏜孔時應采用前后雙導向鏜桿。 （見圖 1）由上圖可見，由于同一軸線上兩個孔的同軸度要求較高，故應在一次鏜削中加工出來兩個孔，但會出現如下兩個問題：圖一 前后雙導向鏜桿加工簡圖1、4 倒角刀 2、3 鏜刀 5 鏜模支架 6 鏜套 7 襯套 8 待加工零件前面的鏜刀必須能通過工件上后面的孔 。 （當 時）1D21鏜刀、必須都能穿過鏜套孔。解決問題的方法：A 設計工件的抬起機構，即在引進鏜桿之前，先讓工件抬起，使鏜桿的中心線相對低于工件孔的中心線，這樣可使鏜刀順利通過工件孔。當鏜刀引進到位后，再操縱抬起機構，使工件回到原始位置。B 設計伸縮式刀具，使鏜刀能伸能縮（設計結構復雜，應用較少） 。C 裝鏜桿時，先單獨將鏜桿伸進零件中，然后再與機床連接。 （中批生產中常用方法） 。解決問題的方法：A 在鏜套上開槽，使鏜刀刀桿引進時鏜刀正好從槽中通過。 （大批生產適用方法）B 鏜套做成快換式，裝鏜桿時，先將鏜桿伸進去，然后再裝鏜套。b) 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。c) 至孔為鑄孔，其余都不是鑄孔，故安排加工時應注意。d) 至孔的加工順序問題加工方法如下：A 五個孔在同一工序中完成，占用機床少、工序集中、投資小，且便于保證各孔之間的位置公差。B 五個孔不在同一工序中完成。這樣做有兩個好處，其一：克服了由于孔、距離太近，鏜模支架上相應孔之間的壁厚太小易影響加工精度的問題；其二：由于孔、在 、 兩平面上直PN徑不同，且遞增方向相反，即孔在 面為 ， 面為 ，而8062孔在 面為 ， 面為 。如果安排在一個工序里加工，就P47N52增加了確定鏜桿直徑時的難度，也就是說如果從一面將五個孔在一個工序中加工出來，將有一個孔的加工是從孔半徑小的一面引刀，此時，驗算鏜桿的通過性時許認真謹慎。推薦采用五孔分開加工的方法。e) 面的加工問題S由于此面不是敞露的面，加工時要注意機床的選擇和工件的位置，即要注意刀具的進給方向。3、 選擇定位基準可參閱課本 頁，7-3214P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； 向視圖尺寸 內壁與 、 兩平面有對稱度要求，可以內壁作為粗基準。H16.0PN4、 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。5、 確定主要加工表面的加工余量和工序尺寸參閱金屬機械加工工藝人員手冊確定某一加工表面的加工余量時，首先要確定此加工面如下各項內容： 精度等級：每一個精度等級都有相應的機加工余量、尺寸偏差。同學查表之前，一定要閱讀有關說明。對于中批生產所用的灰鑄鐵件，一般為 2 級精度。1 級鑄件對尺寸精度及表面精度要求很高，適用于大批生產。 鑄件最大尺寸：只長、寬、高中的最大值（并不一定是零件圖上所標的最大尺寸） 。 公稱尺寸：零件圖上標出的兩個加工表面之間的最大距離，或從中心線、基準面至加工表面之間的尺寸。如在同一方向上有若干個尺寸，應取最大的作公稱尺寸。 （孔的公稱尺寸為孔的直徑） 澆注位置：該加工表面在澆注時所處的位置（包括頂面、側面和底面） ，本次設計的零件，澆注時 為底面， 、 為側面。MPN下面分別舉出平面和孔的加工余量及工序尺寸是如何確定的：例 1：確定 面加工余量和公差M鑄件最大尺寸：長 （根據主視、俯視、AA 剖5.397)1024(5.387視圖得出）公稱尺寸： （由 面及孔標出的尺寸 是兩加工面之間最大的尺19寸）澆注位置：底面由手冊可查得：公稱總余量為 ，尺寸偏差為m5.4m2.1 面的總余量為 M21MZ即鑄件毛坯 面至孔尺寸應為 。.03由手冊中“平面的铇、銑、磨、刮加工余量”查得精銑 面的加工余量為M，則粗銑 面后的加工余量=毛坯余量-精銑余量,即mZM0.51精面粗銑后要留有余量 。故粗銑 面由 至m5.1m2.1503，精銑 面由 至 。5.02 .029 面的加工余量及公差如下： m1.51.30精 銑粗 銑毛 坯例 2：確定孔 的加工余量和公差D8由手冊可查知：鑄孔的機械加工余量，不管其所在位置如何，均采用各級的頂面的加工余量。最大尺寸： 公稱尺寸：m5.397m82查得 （單邊） ，則直徑上應為 ；偏差為Z10m0.1 ，則毛坯孔直徑應為0.182 .7相應其它孔的毛坯直徑：孔 Z5262孔 8m010180孔 47mZm8.098.0347以上各孔均由毛坯經粗鏜、半精鏜、精鏜后達到圖紙標注的尺寸，各孔在各工序中的加工余量和公差由手冊查知： 0.30.24.0 66136 精 鏜半 精 鏜粗 鏜孔 毛 坯 0.30.24.0 879578702 精 鏜半 精 鏜粗 鏜孔 毛 坯 0.270.1743.0 4465.38 精 鏜半 精 鏜粗 鏜孔 毛 坯0.30.24.0 515543 精 鏜半 精 鏜粗 鏜孔 毛 坯面N同理，我們可以確定出其它各個加工表面的加工總余量、工序尺寸和偏差。注意：設計說明書中的工藝規(guī)程形式應按如下表格制訂序號 工序和工步名稱 定位基準機床名稱（型號）工序 工步附表 1：表面精度新舊標準對照表（ 值一般分兩個系列，應優(yōu)選第一系列，如表中所列）Ra新Ra100 50 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 0.1 0.05 0.025 0.012舊 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14第二章 專用夾具設計專用夾具是指專門為某一種工件的某一工序設計、制造的夾具。它一般不考慮通用性，以便所設計的夾具結構簡單、緊湊、操作迅速和維修方便。在產品固定和工藝過程穩(wěn)定的大、中批生產中廣泛使用。在設計東風12 手扶拖拉機變速箱精鏜軸承孔工序的專用夾具時，應注意以下幾個問題：一、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，并進行適當的布置，決不允許出現欠定位。1、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，其上無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。2、適當的布置，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。二、定位元件的選擇定位元件的結構形狀必須與工件定位面的形狀相適應，即定位元件要合適。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：可以參看教材，夾具手冊 P271 和工藝手冊 P506。支承板：可以參看教材，夾具手冊 P272 和工藝手冊 P507。如用“一面雙孔”定位，則參看夾具手冊 P20，P261-264，工藝手冊 P500-503。注：1 此處所說的教材指的是機械制造基礎 、 汽車拖拉機制造工藝學 ，夾具手冊指的是機床夾具設計手冊 上海科學技術出版社 第二版，工藝手冊指的是金屬機械加工工藝人員手冊 上?？茖W技術出版社 1979 年出版，下同。2 有關鏜床夾具設計的資料很多，大家也可以參看其它有關的資料。三、導向元件的選擇根據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。關于鏜模加工的例子，大家可參看教材或其他資料。鏜模的構造及組成，可參看夾具手冊，鏜套是標準件，可參看夾具手冊 P301-302，應用圖例可參看夾具手冊 P465。為保護支架上孔的導向精度，鏜套外應加襯套，襯套也是標準件，可參看夾具手冊P309。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?。?，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。有關固定式鏜套的結構及其布置，參看夾具手冊。鏜套的壓緊螺釘，參看夾具手冊P311。如鏜套的壓緊螺釘不合適，也可選其它形式的螺釘（如階形螺釘） ，也可自己設計。階形螺釘已標準化，參看夾具手冊 P348。四、夾緊機構的設計夾緊機構是夾具中的一個很重要的組成部分，類型很多，根據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 P52-70，根據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。有關螺旋壓板夾緊機構各元件的標準，可參看夾具手冊 P324-414，應用圖例可參看夾具手冊 P465-474，應盡量選用標準件，當然，如標準件不合適，應自行設計。如把夾緊機構布置在鏜模支架上，則應考慮在支架上設置適當數量的加強筋，以提高其剛性，保證鏜套的導向精度。五、鏜桿關于鏜桿的結構、材料、與主軸的連接等問題，可參看有關資料，在這里主要介紹一下確定其直徑時應注意的問題。1、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。可按以下任意一種方法確定：按經驗公式 ，初步定出 ，其中 為鏜桿直徑， 為鏜孔直徑。(0.68)dD:dD然后用鏜套內徑的標準系列尺寸進行圓整。參考有關表格確定，如夾具手冊 P640 T3-4-3。但一般情況下鏜桿直徑應大于25mm，特殊情況下不得小于 15mm，直徑大于 80mm 時，應制成空心的。2、注意事項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。六、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 P642-643。七、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，除了選取適當的壁厚以外，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 P642-643。除此之外，還有以下幾點提請注意：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 形槽距離的整數倍，否則不能安裝。有關機床工作臺面 T 形槽的參數可參看夾具手冊 P707。4、必要時，在底座上應設置供起吊用的吊環(huán)螺釘或起重螺栓。八、輔助支承如果為了提高定位的穩(wěn)定性用輔助支承的話，可參看教材。輔助支承的應用圖例，參看夾具手冊 P464，各種元件，參看夾具手冊 P288-295。九、夾具總圖及零件圖繪制夾具總圖和零件圖的方法可參看教材，需要注意和說明的是1、按 的比例繪制總圖。零件圖可根據情況確定，最好用 的比例。:2 1:2、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。9、主要技術要求夾具設計中，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） 。在夾具總圖上應標注哪些技術要求呢？大家可參看夾具手冊P235-245。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?。ㄒ娤旅嫱扑]值） 。對于此鏜床夾具，建議寫以下幾方面技術要求：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。定位面 A 對 B（B 為夾具的安裝基面，見圖一所示）的平行度公差0.02/100。鏜套軸線對定位元件定位面 A（見圖一）的平行度公差為（建議取工件相應公差的 1/5-1/2，具體取多少，在此范圍內由大家自行決定，當然，應是某一具體數值） 。所謂工件的相應公差乃指與該鏜套相對應的被加工孔對定位基面的平行度或垂直度公差。例如，鏜軸承孔，若選 M 面（見零件圖）為定位基準，由技術要求知，對平面 M的平行度公差為 0.04/100，那么，加工軸承孔的鏜套軸線對定位元件所確定的定位面 A的平行度公差應取 0.04/100 的 1/5-1/2，例如，取 0.04/100 的 1/4 時，則此項技術要求可寫為：鏜套軸線 對定位面 A 的平行度公差為 0.01/100。如果零件圖上未提零件的1O孔到定位面的位置要求，夾具圖上也要標注，具體值可按以下推薦值中的第（2）條選取。注：如果工件圖上沒有標注有關要求的公差時，可按以下推薦值進行標注。鏜模的主要技術要求，一般應包括以下幾個方面：（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） 。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） 。對于專用夾具中非標零件的公差和技術要求可參看 GB2259-80 或 GB/T2259-91 修訂標準中的具體規(guī)定；夾具標準零件及部件的技術要求可參看 GB/T2148-2258，GB/T2262-2269中的具體規(guī)定。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） 。例如，、軸承孔之間的平行度公差為 0.04，那么，、鏜套軸線之間的平行度公差應小于 0.04 的（1/5-1/2） 。例如，取 0.04 的 1/2 時，則此項技術要求可寫為：鏜套軸線、之間的平行度公差為 0.02：100。對于未提出兩鏜套之間平行度要求的，則應按第（5）條確定，取為 0.01-0.02mm。兩端鏜套的同軸度公差為（根據零件圖第 9 條技術要求確定，可取相應孔同軸度公差的 1/5-1/2。圖二 夾具總圖示意10、總圖上應標注的尺寸（5 類）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。究竟采用何種配合，大家可參看夾具手冊 P230-235。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。比如，鏜套軸線之間，鏜套軸線與夾具體上定位元件（或與定位元件所確定的定位面）之間的尺寸就屬于檢驗尺寸。檢驗尺寸的公稱尺寸可由零件圖上直接查到或經過簡單的三角計算就可確定，但其公差，有些可由零件圖確定，有些則要經過尺寸鏈的計算，無論是通過什么途徑得出的公差，檢驗尺寸的公差應取零件相應公差的 1/5-1/2，最常用的是 1/3-1/2。如果零件圖上的尺寸為自由尺寸，則與自由尺寸相對應的檢驗尺寸的公差一般取自由尺寸公差的 1/5。圖一中示出了設計精鏜、孔工序的專用夾具時，如采用如圖所示的定位方案，則； ； ； 即為部分檢驗尺寸，其中，1/2LT2/L3/2LT4/L應取零件相應公差的 1/5-1/2。1234,特征尺寸。如鏜套的直徑尺寸或畫出鏜桿以后標出配合尺寸等。注：（1）夾具設計中不論工件尺寸公差是單向還是雙向分布，都應改為中間尺寸作為基本尺寸和雙向對稱分布的公差。這個改后的中間尺寸，就作為夾具上相應的基本尺寸，然后根據工件要求，規(guī)定夾具的制造公差。例如，工件尺寸公差為 ，應改為0.85； 應改為 ； 應改為 。如工件兩孔中心距尺50.40.827.5030.2569.61寸為 ，設計夾具時，先將此尺寸改為 ，250.5 作為夾具上的基本尺寸，.1公差取 的 1/3，即 ，則夾具上應標注的尺寸為 。1250.（2）由于誤差的分析計算還很不完善，因此在制訂這類夾具公差時，不能采用分析計算法，而多數仍用經驗公式來確定，即一般取夾具的公差為工件相應工序尺寸公差的 1/5-1/2。在具體選取時，則必須結合工件的加工精度要求、批量大小以及工廠在制造夾具方面的生產技術水平等因素進行細致分析和全面考慮。通常有下列規(guī)律可循。當工件的加工精度要求較高時，若夾具公差取得過小，將造成夾具難以制造，甚至無法制造。這時可使夾具公差所占比例略大些。反之，當工件加工精度低時，夾具公差所占比例可適當取小些。當工件的生產批量大時，為了保證夾具的使用壽命，這時夾具公差宜取小些，以增大夾具的磨損公差；而當工件的生產批量小時，此時夾具使用壽命問題并不突出，為了便于制造，夾具公差可取大些。若工廠制造夾具的技術水平較高，則夾具公差可取小些。凡與工件技術要求有關的夾具技術要求，其公差數值，同樣按工件相應技術要求公差的 1/5-1/2 選取。若工件沒有指出具體技術要求時，可參考下列數值選?。和黄矫嫔系闹С嗅敾蛑С邪宓钠矫娑裙顬?0.02mm；定位面對夾具安裝基面的平行度或垂直度在100mm 內公差為 0.02mm。11、明細表表的格式按機械制圖的規(guī)定格式。表中，要包括零件號、數量、名稱、材料、標準號等（標準件要寫出標準代號，非標準件也要注明自制或外協(xié)等） 。十、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。大家在制定工藝規(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。我們先將各軸承孔之間的相對位置以簡圖示出。圖三 軸承 孔位置簡圖MQXY1997847.5078.5078.5068R.9870.9R6R61.8由于是兩道工序，即用兩個鏜模來加工，所以我們無法確定鏜套中心與之間的尺寸，必須通過直接保證鏜套中心、分別與 Q 面的尺寸來間接保證和孔中心距的設計要求，即直接保證、與定位基準面的尺寸來間接保證、之中心距的要求。由圖三， 是間接保證的設計尺寸，故以 為封閉環(huán)，可得尺寸鏈XX(1)其中 和 是組成環(huán)。由極值法，封閉環(huán)公差是所有組成環(huán)公差之和，即X，按等公差分配，則 ，所以0.16T 0.8XT47.52X由于孔是在第一道工序加工的，與之間的尺寸也是間接保證的，故又可得以X 為封閉環(huán)的尺寸鏈(2)同理，由極值法， 按等公差分配，我們分別以其余間接保證的設計尺寸為封閉環(huán)，列出其余尺寸鏈如下（在每個尺寸鏈中，帶“”的尺寸為封閉環(huán)） 。(3) (4) (5) (6) (7) (8)(9) (10) (11)(12) (13) (14)分別解從（3）（14）12 個尺寸鏈，加之從尺寸鏈（1） 、 （2）解出的結果，共計可解出多個 T 值，分別取各個 TX值中最小值.例如解出了 2 個 ，但標注檢驗尺寸時，其公XT差只能取 2 個 中的小者的 1/5-1/2，只有這樣，才能同時滿足兩個尺寸鏈的要求。其余XTX值的取法也是如此。即，將來在工序圖上標注工序尺寸時，只能取 2 個 TX中的小者，在夾具圖上標注檢驗尺寸時，檢驗尺寸的公差只能取 TX中小者的 1/5-1/2。由于孔、在同一直線上，故必須從解出的 3 個 TY值中取最小者。注：（1）將五個軸承孔分成幾道工序加工時，分法不同，所需計算的尺寸鏈的個數也不同，不要丟掉應計算的尺寸鏈。（2）計算時，其結果保留三位小數。封面后，按順序包括以下內容：目錄、任務書、產品零件圖、正文、參考資料。關于正文，原則上要參照任務書上的一、二、三來寫，設計內容中所列各項要有論證或計算。