机械制造工艺学课程设计

目录序言 (2)1、零件的分析 (3)1.1零件的作用 (3)1.2零件的工艺分析 (3)2、工艺规程设计 (5)2.1毛坯设计 (5)2.2工艺设计 (5)2.3 制定工艺路线 (5)2.4 毛坯尺寸及其加工余量的确定 (9)2.5 确定各工序切削用量及基本工时 (10)3、夹具设计 (13)3.1定位方案的确定 (13)3.2 夹紧方案： (14)3.3 切削力与夹紧力的计算 (14)3.4 定位误差分析 (14)4、实习体会 (15)参考文献 (16)序机械制造技术课程设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。

因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将要从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力，为今后能够很好的从事机械工程设计、制造行业和参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

课程设计的目的学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。

它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。

其目的是：（1）培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。

（2）培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。

（3）培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。

（4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。

（5）培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。

2.1课程设计的内容课程设计题目通常定为：设计××零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具。

零件图样、生产纲领和生产条件是设计的主要原始资料，由指导教师提供给学生。

零件复杂程度以中等为宜，生产类型为成批生产。

学生根据教师设计任务书中规定的设计题目，分组进行设计，按照所给零件编写出相应的加工工艺规程，设计出其中由教师指定的一道重要工序（如：工艺规程中所要求的车、铣、钻夹具中的一种）的专用夹具，并撰写说明书。

学生在指导教师的指导下，参考设计指导书，认真地、有计划地、独立按时完成设计任务。

3.1课程设计的方法与步骤1、零件的分析1.1零件的作用该零件时客车车轮轮辐零件之一。

车轮作用是利用其滚动少摩擦，轮辐是保护车辆车轮的轮圈、辐条的装置，其特征是一对圆形罩板，罩板的直径大小和轮圈的直径大小相接近，罩板的中央有大于车轮转动轴的孔，在罩板接近边缘的部分有孔口，罩板的边缘有环形轮板，轮板的曲面能与轮圈的曲面紧密贴合。

一般的运动型车辆轮毂辐条数都为单数5、7等。

1.2零件的工艺分析该强力公司85-20-1轮辐的加工工艺主要分为以下几种，主要是零件的拉伸成型，轮辐孔的加工，外表面的加工，铰制孔的加工，各组加工面之间有较为严格的尺寸位置精度要求和一定的表面加工质量要求，特别是孔的加工，几乎都要保证12.5的外表面粗糙度，因此只需半精加工，现将主要加工面分述如下：1.21 零件的成型零件成型工艺主要包括成形方法有铸造、锻造、粉末冶金、冲压、焊接、非金属材料成形和快速成形等。

铸造是液态金属充填型腔后凝固成形的成形方法，要求熔融金属流动性好、收缩性好，铸造材料利用率高，适用于制造各种尺寸和批量且形状复杂尤其具有复杂内腔的零件，如支座、壳体、箱体、机床床身等；锻造是固态金属在压力下塑性变形的成形方法，要求金属的塑性较好、变形抗力小。

锻造方法适用于制造受力较大、组织致密、质量均匀的锻件，如转轴、齿轮、曲轴和叉杆等。

自由锻锻造工装简单、准备周期短，但产品形状简单，是单件生产和大型锻件的唯一锻造方法；胎模锻是在自由锻设备上采用胎模进行锻造的方法，可锻造较为复杂、中小批量的中小型锻件；焊接是通过加热和（或）加压使被焊材料产生共同熔池或塑性变形或原子扩散而实现连接的，要求材料在焊接时的淬硬倾向以及产生裂纹和气孔等缺陷的倾向较小。

适用于形状复杂或大型构件的连接成形，也可用于异种材料的连接和零件的修补；冲压是借助冲模使金属产生分离或变形的成形方法，要求金属塑性成形时塑性好、变形抗力小。

冲压可获得各种尺寸且形状较为复杂的零件，材料利用率和生产率高。

冲压广泛应用于汽车、仪表行业，是大批量制造质量轻、刚度好的零件和形状复杂的壳体的首选成形方法。

该零件属于薄壁形状较简单零件，因此综合以上零件成型工艺，我们可采用零件冲压拉伸成型工艺。

拉伸成形工艺主要分为三步：先采用组合模冲孔形成Φ278孔，然后已Φ278定位冲裁轮辐边沿的类椭圆孔；最后在拉深模里面拉深为轮辐的基本形状。

1.2.1孔的加工该零件需要要加工φ287mm的孔以及10个Φ26的铰制螺栓孔及轮辐边缘的充气孔需要半精加工，孔与其有位置尺寸度要求，因而是后续工序的主要精基准面，需精加工且尽早加工出来，另由于孔的表面粗糙度要求不高，只需半精加工（粗较）即可；图纸对螺柱孔有0.2的位置度要求，因此加工时需要对其定位误差进行计算；1.2.3圆弧充气孔的加工因充气孔在轮辐边缘上接近断面的位置，需要在铣床上铣出R40的圆弧充气孔。

1.2.4面的加工该零件只有2个面要加工：即轮辐大圆端面及轮辐外表面，其表面粗糙度要求为12.5，要求不高，但考虑直接车削加工雨量较大，故大圆端面采用在切边机上切边之后，半精加工即可；由于外圆表面精度要求不高，但因为外表面有10度的锥度要求，故只需在立车上粗车即可。

1.2.4螺纹孔的加工M10mm螺纹孔的加工，同时中心线与孔定位尺寸位置要求。

由以上分析可知，该零件的加工应先粗车轮毂内孔，然后精加工内孔，再以端面为基准加工作为后续工序，进而以该孔为精基准加工出所有的孔，面，槽，螺纹孔等。

2、工艺规程设计2.1毛坯设计零件材料为Q235b，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体表面积较大，形状较简单，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，零件采用冲压成型获得，Q235b有较好的力学性能，及切削加工性能。

多用于制作轮毂、轧辊、轮、等零件。

由于零件φ281.3的孔较大，且10- 26的孔有位置度要求，故φ281需要在落料时直接冲出而另外的孔留待以后加工，故毛坯已冲裁过的直径为565mm的圆形板料。

2.2工艺设计2.2.1基准的选择基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

1）粗基准的选择：粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于该零件毛坯需要拉深成型，成型时以φ287为基准拉深，拉伸后已外圆为基准扩内孔，故只能以拉深后的外圆面为粗基准，以外圆表面为基准加工内孔，以保证尺寸与位置精度。

2）精基准的选择：精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，故以扩后的内孔为基准车端面，钻10个等分孔，车削外端面，铣充气孔等，才能保证等分孔以及外圆表面的尺寸位置精度等。

2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。

考虑到先面后孔的加工原则，合理具体加工工艺如下：2.3.1加工方法的选择零件的主要加工表面为孔、外圆表面、端面。

考虑到各个表面的技术要求，各种加工方法的经济加工精度范围，各加工表面的形状和尺寸大小，成型材料（Q235b）的性质及可加工性和生产纲领与生产类型，选择各加工表面的加工方法如下：（1）5-110的类椭圆孔：该孔的内表面粗糙度没有要求，同时考虑到生产效率的问题，直接冲裁加工即可满足工艺要求。

μ，同时考虑到生产效率，采用冲孔（2）φ281.3mm内表面，表面粗糙度为Ra12.5m——镗的加工方法。

μ，有0.2的位置度要求，综合生产（3）10- φ26的螺栓孔，表面粗糙度为Ra12.5m效率的问题，采用在组合模钻上加工加工。

μ，大圆端面可采（4）大圆端面、外表面及充气孔的加工，其表面粗糙度为Ra12.5m用切边—半精车加工即可；外圆表面有10度的锥度要求，故直接在立式车床上半精车即可满足；考虑到充气孔形状及所处位置较为特殊，故采用铣床上铣削加工加工较为方便，，采用铣削工艺。

2.3.2制定工艺路线综合考虑各表面的加工方法、加工顺序及生产批量和经济性拟订汽车轮毂机械加工工艺过程如下冲孔备料——板料拉深成形处理——检修、热处理——基准面加工——铣充气孔——螺栓孔加工——切边与大圆端面加工——外圆车削加工——铣底面——去毛刺——零件最终热处理——清洗——终检2.3.3方案二：2.4 毛坯尺寸及其加工余量的确定2.4.1毛坯材料选用强力车轮公司轮辐零件材料为Q235b,。

由于零件的形状是由拉深工艺得道，根据拉深特性特性，选孔毛坯为直径565的圆板材料，板料厚度为15mm ，考虑到冲裁落料的复杂性，在冲裁毛坯件时可在组合模具上直接将φ281.3内孔冲裁出来，留3.3的余量，故毛坯可选外圆为565mm ，内孔为278的环形材料即可。

加工余量由查表确定。

2.4.2φ281.3mm 毛坯尺寸及扩孔加工余量计算根据工序要求，φ281.3mm 为板料冲裁后的基本尺寸，表面粗糙度为Ra12.5m μ 根据《加工工艺手册》零件的实际形状，加工该孔的工艺为：扩孔因此查《机械加工实用手册》表5.3.7得其孔的加工余量为2～4mm ，我们取为3.3mm 。

，故内孔的工序尺寸为278mm 。

2.4.3切边及端面车削尺寸及加工余量计算根据工序要求，大圆端面在切边机上切边后在车床上半精加工得道，查表可得切边的加工余量为2—4故切边时余量为3mm ，工序尺寸为76mm ，工序要求该表面的零件表面粗糙度为12.5，故大断面的车削加工余量查表可得1mm ，工序尺寸为75mm2.4.4轮辐外表面的工序尺寸及加工余量根据工序要求，零件的表面粗糙度Ra12.5m μ，锥度为10度，该工序的加工工艺为车削，粗车的工序尺寸，最大直径为472.5，查《机械加工实用手册》表5.3.2得半精车的余量为0.5mm ，故半精车的工序尺寸为472。