1、精選優質文檔-傾情為你奉上1.設計任務1.1題目：EQ140汽車轉向器殼體工藝及夾具設計1.2產品批量：2萬件/年1.3任務要求:EQ140汽車轉向器殼體零件圖;毛坯圖;機械加工工藝卡片一套;工藝裝備設計典型夾具結構裝配圖;工藝裝備的主要零件圖;設計說明書。2.零件的分析2.1零件的作用采用動力轉向系統的汽車轉向所需的能量，在正常情況下，只有小部分是駕駛員提供的體能，而大部分是發動機(或電機)驅動的油泵(或空氣壓縮機)所提供的液壓能(或氣壓能)。用以將發動機(或電機)輸出的部分機械能轉化為壓力能，并在駕駛員控制下，對轉向傳動裝置或轉向器中某一傳動件施加不同方向的液壓或氣壓作用力，以助駕駛員施力

2、不足的一系列零部件，總稱為動力轉向器。而汽車轉向器殼體是汽車轉向器的一個重要組成部分。殼體的三維圖如下：2.2零件的工藝分析汽車轉向器一共有五個重要的加工表面，這些表面不僅要滿足自身的精度等級和粗糙度等級，同時他們之間也有一定的位置要求。 2.2.1底面T3 底面的粗糙度要求是：Ra的最大允許值為1.6m。 采用的加工工藝方法是：粗銑半精銑精銑。 2.2.2側面T1、T2側面的粗糙度要求是：Ra的最大允許值為3.2m。 采用的加工工藝方法是：粗銑半精銑精銑。 2.2.3主軸孔D3、D4 主軸孔的尺寸為600+0.03，公差等級為IT7；主軸孔的粗糙度要求是：Ra的最大允許值為1.6m。 采用的

3、加工工藝方法是：粗鏜半精鏜精鏜。 2.2.4搖臂軸孔D1、D2 靠內搖臂軸孔D1的尺寸為390+0.039，公差等級為IT8；靠內搖臂軸孔的粗糙度要求是：Ra的最大允許值為1.6m。采用的加工工藝方法是：粗鏜半精鏜精鏜。 靠外搖臂軸孔D2的尺寸為560+0.05，公差等級為IT8；靠外搖臂軸孔的粗糙度要求是：Ra的最大允許值為3.2m。采用的加工工藝方法是：粗鏜半精鏜精鏜。D1對D2的表面跳動量為0.10。 2.2.5搖臂軸外圓 搖臂軸外圓的基本尺寸是62；搖臂軸外圓的粗糙度要求是：Ra的最大允許值為6.3m。 采用的加工工藝方法是：粗車半精車。 2.2.6 T1、T2對D3、D4垂直度0.0

4、5/100; T3對D1軸線的垂直度0.10/100; D1軸線和D3、D4軸線的垂直度0.05/100; T1 、T2同T3垂直度0.05/100; 2.2.7 62和39同軸度用工藝保證，即采用一次裝夾加工成型的方法來進行。3.工藝規程設計 3.1確定毛坯的制造方式 零件材料是HT200。由于零件年產量為20000件，已達大批生產的水平，采用砂型機器造型的方法生產毛坯。 3.2基準的選擇 基準選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 定位基準有粗基準和精基準之分。工件加工的第一道工序中，只

5、能用毛坯上未經加工的表面作為定位基準，這種定位基準為粗基準；在以后的工序中則使用經過加工的表面作為定位基準，這種定位基準稱為精基準。 3.2.1粗基準的選擇 粗基準的選擇有以下幾條原則： （1）若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選擇該表面為粗基準； （2）在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應該以加工余量最小的表面作為粗基準；（3）在與上項相同的前提條件下，若零件上有的表面不需加工，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準；（4）選用粗基準的表面應盡量平整光潔，不應有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷。現選取主軸孔的不加工外輪廓表

6、面作為粗基準，利用一組共兩個短V形塊支撐主軸孔的外輪廓表面作主要定位面，以消除四個自由度，再用一個支撐釘支撐在搖臂軸外圓的臺階面上 ，再消除一個自由度。由于這是要完成粗銑底面的加工，所以限制五個自由度就可以滿足加工要求了。 3.2.2精基準的選擇 精基準的選擇要遵循以下一些原則： （1）“基準重合”原則； （2）“基準統一”原則； （3）“互為基準”原則； （4）“自為基準”原則。 所以在本零件加工中，選擇已加工的底面作為精基準。3.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機

7、床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 3.3.1工藝路線方案一 工序1 粗銑底面 工序2 轉M8螺紋的的孔；倒角，攻絲 工序3 轉M14螺紋的的孔；倒角，攻絲 工序4 粗車搖臂軸外圓 工序5 粗鏜主軸孔工序6 粗鏜搖臂軸56孔；粗鏜搖臂軸39孔，倒角工序7 粗銑兩側面，倒角工序8 轉兩側面M10螺紋的的孔；倒角，攻絲工序9 半精銑底面工序10 精銑底面工序11 半精車搖臂軸外圓工序12 半精鏜主軸孔工序13 精鏜主軸孔；主軸孔兩端倒角工序14 半精鏜搖臂軸56孔；半精鏜搖臂軸39孔工序15 精鏜搖臂軸56孔；精鏜搖臂軸39孔工序1

8、6 半精銑兩側面工序17 精銑兩側面工序18 去毛刺，清洗工序19 終檢 3.3.2工藝路線方案二 工序1 粗銑底面 工序2 轉M8螺紋的孔；倒角，攻絲 工序3 轉M14螺紋的孔；倒角，攻絲工序4 粗銑兩側面，倒角工序5 轉兩側面M10螺紋的孔；倒角，攻絲工序6 粗鏜主軸孔工序7 粗鏜搖臂軸56孔工序8 粗車搖臂軸外圓；粗鏜搖臂軸39孔，倒角工序9 半精銑底面工序10 精銑底面工序11 半精銑兩側面工序12 精銑兩側面工序13 半精鏜主軸孔工序14 精鏜主軸孔工序15 半精鏜搖臂軸56孔工序16 精鏜搖臂軸56孔工序17 半精車搖臂軸外圓；半精鏜搖臂軸39孔工序18 精鏜搖臂軸39孔工序19

9、去毛刺，清洗工序20 終檢 3.3.3兩種工藝方案的比較與分析 上述兩種方案的最大區別在于：方案一中是先加工孔面再加工兩側面，方案二中是先加工兩側面再加工表面。而擬定工藝路線的基本原則中包含這樣兩條：先面后孔；先基準面后其他功能面。兩側面在精加工階段可能會做輔助基準，所以應該是先加工兩側面再加工孔面。 方案一中將39孔和56孔的加工合到一個工序中，而方案而中則將此分為兩個工序。由于鑄造工藝的限制，在鑄造毛坯時，39孔和56孔初始值是一樣的，那么在后續加工過程中56孔的加工次數將多于39孔，那么將這兩到工序分開則更為合理。其次62孔和39孔的同軸度需要用工藝保證，所以應該在一次裝夾中完成對這兩個

10、面的加工。 鑒于以上原因，方案二較方案一更符合此零件的加工要求。 3.4毛坯尺寸、機械加工余量及工序尺寸的確定 3.4.1鑄件毛坯的加工余量 以下所查表均來自實用機械制造工藝設計手冊（機械工業出版設）。根據AQ140汽車轉向器殼體的使用要求和現有參考資料的情況，轉向器殼體材料定為HT200。由于要求的是每年生產2萬件，所以采用砂型機器造型。查表2-3可知鑄件的尺寸公差是CT9級，加工余量等級MA為G。鑄件底面的基本尺寸是242mm，查表2-4可知其加工余量為5.5mm；側面的基本尺寸是91mm, 查表2-4可知兩側面分別的加工余量為2.5mm;主軸孔的基本尺寸是其長度為242mm，查表2-4可

11、知其單側加工余量是4.0mm ;對于搖臂軸孔，考慮到鑄造的便宜性,在鑄造時，搖臂軸僅有兩種孔徑，即中間不加工孔和兩端需加工的孔。需加工孔的基本尺寸是其長度45mm，查表2-4可知其單側加工余量是2.5mm。搖臂軸外圓的基本尺寸是其直徑62mm，查表2-4可知其單側加工余量是2.5mm。 3.4.2機械加工余量及工序尺寸 （a）搖臂軸外圓 工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經濟精度/mm表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度m精車2h10-0.1200Ra6.36262-0.1200Ra6.3半精車3h12-0.30Ra12.56464-0.30Ra12.5毛坯IT14（0.7

12、4）6767-0.34+0.40 （b）底面加工（此時的尺寸指的是底面與另一端的尺寸）工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經濟精度/mm表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度m精銑0.3IT8Ra1.6150150-0.10+0.10Ra1.6半精銑1.0IT11（0.25）Ra6.3150.3150.3-0.125+0.125Ra6.3第二次粗銑1.7IT12（0.40）Ra12.5151.3151.3-0.20+0.20Ra12.5第一次粗銑2.5IT13（0.63）Ra25153153-0.30+0.33Ra25毛坯IT14（1.00）155.5153-0.50+0.50

13、 （c）兩側面加工（此時的尺寸指的是某側面與中心線之間的距離，余量是單邊余量） 工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經濟精度/mm表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度m精銑0.3IT7Ra3.2121121-0.10+0.10Ra3.2半精銑0.7IT11（0.25）Ra6.3121.3121.3-0.125+0.125Ra6.3粗銑1.5IT13（0.63）Ra12.5122122-0.30+0.33Ra12.5毛坯IT14（1.00）123.5123.5-0.50+0.50 （d）39孔加工工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經濟精度/mm表面粗糙度/m尺

14、寸公差/mm表面粗糙度m精鏜0.3H80+0.039Ra1.639390+0.039Ra1.6半精鏜1H100+0.10Ra3.238.738.70+0.10Ra3.2第二次粗鏜1.5H120+0.25Ra6.337.737.70+0.25Ra6.3第一次粗鏜2.2H130+0.39Ra12.536.236.20+0.39Ra12.5毛坯IT14-0.35+0.273434-0.35+0.27（e）60孔加工工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經濟精度/mm表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度m精鏜0.4H70+0.03Ra1.660600+0.03Ra1.6半精鏜1.0H1

15、00+0.12Ra3.259.659.60+0.12Ra3.2第三次粗鏜2.0H120+0.30Ra6.358.658.60+0.30Ra6.3第二次粗鏜2.3H130+0.46Ra12.556.656.60+0.46Ra12.5第一次粗鏜2.3H130+0.46Ra12.554.354.30+0.46Ra12.5毛坯IT14-0.42+0.325252-0.42+0.32（f）56孔加工出于鑄造工藝可行性的考慮，56孔鑄造所得到的毛坯孔的尺寸與39孔的一樣，即為34-0.25+0.27，所以在加工56孔之前，先經過一系列的粗鏜，這些加工結束后只要保證孔的尺寸為52.5-0.42+0.32即可

16、，無粗糙度要求。然后再開始下面的加工。工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經濟精度/mm表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度m精鏜0.4H80+0.046Ra3.256560+0.046Ra3.2半精鏜1.0H100+0.12Ra6.355.655.60+0.12Ra6.3粗鏜2.1H120+0.30Ra12.554.654.60+0.30Ra12.5毛坯IT14-0.42+0.3252.552.5-0.42+0.32 （d）螺紋孔的加工 此零件的所有螺紋孔均采用粗牙普通螺紋，則攻螺紋前的鉆孔直徑如下：螺紋孔鉆孔直徑（mm）M1411.9M108.5M86.8注：以上數據均查

17、自實用機械制造工藝設計手冊（機械工業出版設）第七章。 3.5確定切削用量及基本工時 這里我僅考慮具有代表性的一道工序，此工序所耗時間也基本上是最大的。我選擇分析精鏜主軸孔這道工序來進行分析。 精鏜主軸孔之前的尺寸是59.60+0.12，表面粗糙度是Ra3.2。 精鏜之后所要得到的尺寸要求是600+0.03，表面粗糙度要求是Ra1.6。孔的長度為242mm。 3.5.1機床選擇 選用臥式銑鏜床TX618，其主要技術參數如下： 主軸直徑：200mm 最大鏜孔直徑：200mm 主軸轉速：級數是14，范圍是81000r/min 工作臺行程：縱向是1100mm，橫向是850mm 工作精度：表面粗糙度為R

18、a1.6m 電動機功率：5.5kw 3.5.2刀具選擇 這里道具材料是硬質合金，刀具類型是鏜刀塊，鏜桿以鏜套支撐。 3.5.3切削用量選擇 查實用機械制造工藝設計手冊中表8-15可知： 切削速度vc=0.4m/s，進給量f=2.5mm/r，被吃刀量ap=0.4mm（直徑上） 3.5.4有關量的計算 a）轉速的驗算假設鏜刀塊的旋轉直徑d是鏜床主軸直徑，即d=200mm。 則轉速為由上可知，主軸轉速：級數是14，范圍是81000r/min。所以所選擇的機床是可以滿足加工要求的。 b）時間的驗算 精鏜主軸孔的加工余量是0.4mm（直徑上），而被吃刀量ap=0.4mm（直徑上），所以只需要走刀一次即可

19、完成加工。 而主軸孔的長度是l=242mm，考慮到鏜刀塊的旋轉直徑大于鏜床主軸直徑，取轉數n=35r/min，則單件加工時間為： 一年按生產300天計算，每天的工作時間是8小時，由于零件加工是流水線作業，則年生產能力是： 由此可見，此種零件加工的工藝安排是可以滿足加工能力要求的。4.夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 老師布置的任務是設計精鏜搖臂軸孔夾具的設計。本夾具將用于臥式銑鏜床TX618。刀具為硬質合金的鏜刀塊。 4.1問題的提出 本夾具主要用來精鏜搖臂軸內39孔，39孔是主要的工作面，尺寸精度和表面質量要求高。本到工序是此孔加工的最后一道工序，所以在本道工序加工時，應主要考慮如何滿足精度和表面質量要求，同時兼顧一下勞動生產率和勞動強度。 4.2夾具設計 4.2.1定位基準及夾緊方式的選擇 由零件圖可知所要加工孔的軸線與底面和主軸孔的軸線均有垂直度要求，其設計基準是所加工孔的中心線。為了與其他加工工序相對應，還是選擇底面為主定位基準，其約束三個自由度；再在主軸孔兩端放兩個在底面垂直方向上削邊的短銷，其約束另外三個自由度。這樣六個自由度就被完全被約束，零件完全定位。 由于主軸孔兩邊短銷的放置采用了手動的方法，所以為了提高勞動生產率、完成所要求的加工量，夾緊時采用