汽车转向器壳体工艺及夹具设计工艺课程设计说明书

工艺课程设计说明书一 设计主要任务题目：EQ140汽车转向器壳体工艺及夹具设计 工作量要求：1. EQ140汽车转向器壳体零件图2. 零件毛坯图3. 机械加工工艺卡片一套4. 工艺装备设计——典型夹具结构装配图5. 工艺装备的主要零件图6. 设计说明书 内容要求： 1.拟定工艺方案2.画出8个典型工序的工序流程图3.针对某一典型工序设计一套夹具 精镗摇臂轴内孔具——尚智 陈方生产纲领：20000件/年二 零件分析1. 零件的作用分析题目所确定的零件是EQ140汽车转向器壳体。

图1显示了该零件的外形。

该零件的0.03060φ+mm 孔与两个转向器轴承的外圈相配合，用以支承固定转向操纵机构末端的一根传动轴。

0.039039φ+mm 孔则通过另一对轴承支承固定摇臂轴。

两轴在空间上互相垂直，并通过传动机构将传动轴的转动（即驾驶员对方向盘输入的转动）减速传给摇臂轴，摇臂轴的摆动又带动转向直拉杆、转向节臂和转向横拉杆运动，驱动前轮转向。

壳体底平面上4个M14mm 的螺纹孔用以和车架连结；底平面上6个M8mm 的螺纹孔和端面8个M10mm 的孔用以连结端盖，使转向器传动机构完全密封于壳体中，保持轴系部件与传动副的润滑。

图一：solidworks 条件下的图示2 零件的主要加工工作量该零件属壳体类零件，螺栓装配面与轴承支承孔是其主要加工表面。

具体说来有以下三组加工表面。

I.主轴孔及其端面这一组加工表面包括：两个0.03060φ+mm 的孔（D3、D4面）及其倒角；尺寸为242mm 的两端面（T1、T2面），其与主轴孔轴线有0.05/100的垂直度要求；还有在平面上的8个M10的螺纹孔。

II.摇臂轴孔这一组加工表面包括：两个0.039039φ+mm 的孔（D1面）及其倒角；0.05056φ+mm的孔（D2面）；以及距底平面150mm 的轴孔端面。

III.底平面这一组加工表面主要是底平面与其上的8个螺纹孔。

三组加工表面之间有一定的尺寸与位置要求，主要是：（1）主轴孔与摇臂轴孔中心线联线垂直度公差为0.05/100，轴线间距72±0.05mm ；（2）摇臂轴孔中心线与底平面垂直度公差为0.10/100； （3）底平面与主轴孔间距50±0.2mm 。

三 工艺方案的确定 （一）选择毛胚零件年产量为2万件，材料为铸铁（HT200），应选择为铸件毛胚。

又由于大批量生产，采用沙型机器造型，减少生产成本。

（二）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差a. 选取公差等级CT 由《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）表2.2-3，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT 范围8~10级，取为9级。

b. 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT ，由《工艺手册》表2.2-1查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。

c.求机械加工余量等级 由《工艺手册》表2.2-4可得CT9级对应有D~H 五个加工余量等级可供选择。

又参考《工艺手册》表2.2-5对于成批和大量生产的铸件机械加工余量级，按铸造方法为机器造型、铸件材料为灰铸铁，得对应的机械加工余量等级为G 级。

d. 求铸件加工余量 根据加工面的基本尺寸、铸件公差等级CT 和加工余量等级MA ，由《工艺手册》表2.2-5可以查出各待加工表面铸件加工余量，也就是各表面基本加工总余量。

e. 求毛坯基本尺寸 以0.03060φ+mm 二孔外端面（T1、T2面）为例，零件基本尺寸F=242mm ，对于双侧加工，铸件基本尺寸R=F+2MA=242+8=250mm 。

单侧加工，R=F+MA 。

内腔加工，R=F-2MA 。

a.确定铸件圆角半径铸件的圆角半径按《工艺手册》表2.2-9计算。

由于零件壁厚不大，毛坯可以取到砂型铸造的最小圆角半径R3，b.确定铸件斜度对于砂型及硬型铸件常选3°，可以选择3°为铸件斜度。

c.分模位置的确定（四）选择加工方法，制定工艺路线1.定位基准的选择（1）精基准的选择考虑基准重合的问题，可以先加工第一部分所述的三组加工表面中一组，然后作为精基准加工另外两组。

例如可以先加工主轴孔，保证72±0.05mm的距离，加工出底平面，再保证50±0.2mm 的轴线间距与两个垂直度要求加工出摇臂孔。

但要保证摇臂孔轴线相对于主轴孔轴线与底平面同时达到垂直度要求，在定位上是比较困难的。

所以摇臂轴孔加工不应放在最进行。

先加工底平面，则符合先面后孔的加原则。

所以精基准大致按如下方案进行安排：先加工底平面，然后以它为精基准加工摇臂孔，再以底平面和摇臂孔为精基准加工主轴孔。

（2）粗基准的选择根据上面所选的精基准，粗基准应选择与第一道工序的加工表面——底平面有较高位置精度的不加工表面。

现选取主轴孔外圆的不加工表面为粗基准，利用一组共两个V 形块支承主轴孔外圆，消除四个自由度，再用一个定位销定位台阶面，再消除一个自由度，另外一个自由度对加工底平面没有太大意义，可以不完全定位。

2. 零件表面加工方法的选择本零件的加工面有（1）0.039039φ+mm 孔（D1面） 公差为IT8，表面粗糙度为a R 1.6μm ，根据《工艺手册》表1.4-7，需粗镗、半精镗、精镗。

（2）0.05056φ+mm 孔（D2面） 公差为IT8~9，表面粗糙度为a R 1.6μm ，查表得，需粗镗、半精镗、精镗。

（3）62φmm 外圆 未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度a R 3.2μm ，根据《工艺手册》表1.4-6，需粗车、半精车。

（4）底平面（T3面） 公差为IT13，表面粗糙度为a R 1.6μm ，根据《工艺手册》表1.4-8，需粗铣、精铣。

（5）0.05056φ+mm 孔端面 未注公差尺寸，未注表面粗糙度，粗车即可。

（6）0.03060φ+mm 孔（D3、D4面） 公差IT7，表面粗糙度a R 1.6μm ，查表得，需粗镗、半精镗、精镗。

（7）0.03060φ+mm 孔外端面（T1、T2面） 未注公差，公差等级按IT14，表面粗糙度为a R 3.2μm ，查表得，需粗铣、精铣。

3. 工艺路线的制定 方案a:1, 粗铣底平面2, 精铣底平面3, 粗铣主轴孔两端平面T1,T2。

4, 粗车摇臂轴端面到距底平面150mm ，精车、半精车摇臂轴外圆至φ62。

5, 粗镗D1孔，粗镗D2孔，并倒角1×45°。

6, 粗镗D3,D4孔，并倒角1×45°。

7, 半精镗D1,D2孔。

8, 精镗D1,D2孔.9, 半精镗、精镗D3,D4孔。

10, 精铣主轴孔两端平面T1,T2。

11，钻底平面上4个M14mm螺纹底孔并倒角，6个M8mm螺纹底孔并倒角。

12，攻螺纹M14mm，M8mm。

13，钻主轴孔两端面8个M10mm螺纹底孔并倒角。

14，攻螺纹M10mm。

15,清理，检验。

工艺分析：该加工路线符合先面后孔，粗精分开，先粗后精的原则，并且考虑到大批量生产(2万件/年)，采用底面及主轴孔作为统一基准来加工，且均能满足所要求的公差等级和精度。

但工序I为粗铣底平面，紧接着工序II就对底平面进行精铣，之后才是对主轴孔等进行粗加工，这样会使主轴孔等后加工的预留加工余量产生较大的误差，且在粗加工时产生的震动与夹紧力较大，会影响已经精加工过的底平面。

方案b:结合对各表面加工方法的讨论确定工艺路线如下：1：以主轴孔外圆与台阶面定位，粗铣底平面。

2：以主轴孔外圆与台阶面定位，粗镗主轴孔。

3：以主轴孔外圆与台阶面定位，粗铣主轴孔端面。

4：以主轴孔外圆与台阶面定位，钻绞底面定位销孔。

5：以底平面与主轴孔定位，粗车摇臂轴端面到距底平面150mm，粗车、半精车摇臂轴外圆至φ62。

6：以底平面与主轴孔定位，粗镗φ39孔，粗镗φ56孔，并倒角1×45°。

7：以底平面与主轴孔定位，半精镗、精镗φ39孔，半精镗、精镗φ56孔。

8：以底平面与摇臂轴孔定位，半精镗、精镗主轴孔，并倒角1×45°。

9：以底平面与摇臂轴孔定位，精铣主轴孔两个端面。

10：以主轴孔与摇臂轴孔定位，精铣底平面。

11：以主轴孔与摇臂轴孔定位，钻底平面上4个M14mm螺纹底孔并倒角，6个M8mm螺纹底孔并倒角。

12：攻螺纹M14mm，M8mm。

13：以底平面与摇臂轴孔定位，钻主轴孔两端面8个M10mm螺纹底孔并倒角。

14：攻螺纹M10。

15：钳工去毛刺。

16：检查。

工艺分析：此工艺路线满足基面先行，粗精分开，先粗后精的原则，也适当地考虑了工序集中的原则，较好的保证了质量和生产率的要求。

根据以上两种方案的分析，为了优质，高产，低消耗地完成规定的年产纲领，本设计采用第二种工艺方案。

四，制定工序1.选择加工设备与工艺装备（1）机床的选择工序1、3、9、10是用圆柱铣刀粗铣及精铣平面，应卧式铣床。

选用X62型铣床能满足加工要求。

工序5是粗车、半精车。

各工序的工步数不多，选卧式车床就能满足要求。

该工序加工尺寸不大，精度要求不是很高，因此选用C620-1卧式车床。

工序2、6是粗镗并倒角，可以在车床上完成，选用C620-1卧式车床。

工序7、8是半精镗、精镗，要求精度高，需要用到导向套，选用T740型卧式金刚镗床。

工序10、12钻孔采用Z525立式钻床加工。

（2）夹具的选择本零件各工序均使用专用夹具。

（3）刀具的选择铣削工序按《工艺手册》表3.1-27选高速钢圆柱铣刀。

铣削加工余量不会超过5mm，根据《工艺手册》表3.1-28,铣刀的直径应为60~75mm，根据《工艺手册》表3.1-38，选择d=63mm，L=80，齿数为Z=10（细齿）。

车削工序在车床上的工序，一般都选用硬质合金车刀。

加工铸铁零件彩YG类硬质合金，粗加工、半精加工用YG6。

为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀。

根据《设计指南》表5-112，由于C620-1车床的中心高为200mm（《工艺手册》表4.2-7），故选刀杆尺寸B×H=16mm×25mm。

镗削工序镗刀也选用硬质合金刀具，选用YG6、直径为20mm的圆形镗刀。

倒角采用90°锪钻（《工艺手册》表3.1-12），装于车床尾座。

钻孔采用高速钢麻花钻。

攻螺纹采用高速钢机动丝锥W18Gr4V。

2.确定工序尺寸（1）底平面（T3面，加工尺寸为50±0.2mm ）的工序尺寸参照《工艺手册》表2.3-21与表1.4-8确定工序尺寸、表面粗糙度及工序余量为：粗铣：00.7451-mm （入体原则，以下均同），Z=2.0mm ，aR 6.3μm精铣：50±0.2mm ，Z=1.0mm ，a R 1.6μm（2）0.05056φ+mm 孔端面的工序尺寸只要求粗加工，工序加工余量等于铸件加工余量，即 3.5mm 。