前轮毂工艺装备设计毕业论文

1、前轮毂工艺装备设计目 录目录.2摘要.41 绪论.61.1 轮毂在车辆中的作用及国内外制造现状.61.2 轮毂的生产技术.71.2.1 铸造.71.2.2 锻造.72 工艺设计说明.8 2.1 零件分析.82.1.1 零件的作用.82.1.2 零件的工艺分析.9 2.2 工艺规程设计.102.2.1 确定毛坯的制造形式.102.2.2 基准的选择.102.2.3 制订工艺路线.112.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.162.2.5 切削用量及基本工时的确定.193 专用夹具设计说明.26 3.1 问题的提出及夹紧方案的确定.26 3.2 夹具设计.273.2.1 夹紧力的确定.

2、273.2.2 切削力及夹紧力的计算.283.2.3 定位基准的选择.283.2.4 各元件的选择.293.2.5 定位误差分析.303.2.6 夹具操作简要说明.304 总结与致谢.315 参考文献.32附录一 英文科技文献翻译.33附录二 毕业设计任务书.42附录三 夹具装配图及零件图.44附录四 机械加工工艺卡片.44 摘 要轮毂作为汽车最重要的安全部件，承受着汽车和载物质量作用的压力。汽车在行驶过程中转弯、凹凸路面、路面障碍物冲击等产生来自不同方向动态载荷产生的不规则交变受力以及车辆在启动、制动时动态扭矩都对轮毂的作用变形产生很大影响。轮毂的产品质量和可靠性不但关系到车辆和车上人员、物

3、资的安全性，还影响到车辆在行驶中的平稳性、操纵性、舒适性等性能，这就要求轮毂的尺寸和形状精度高、动平衡好、疲劳强度高、刚度和弹性好、质量轻、美观、材料可回收等。轮毂就材质来说可分为铁轮毂、钢轮毂以及新兴的铝轮毂，前两者在卡车或公交车用的较多，目前市面上的轮毂有99%是铸造的。 本文主要完成了汽车前轮毂的加工工艺装备的设计过程。其中包括机械加工工艺过程卡，工序卡的设计，机床专用夹具、刀具、量具的设计与选择。关键词：前轮毂；加工工艺；工艺装备设计；专用夹具设计abstract as the most important automotive safety components, hubs not

4、only bears the pressure of the automotive and the quality of contents,the vehicle starting and braking dynamic torque, but also bears during the turn, bump the road, the impact of road obstructions from different directions, such as dynamic load generated by alternating irregular force. hubs product

5、ion quality and reliability not only relates to vehicles and vehicle personnel, materials security, but also impact the stationarity of the traveling, maneuverability, comfort,and etc.this requires the hubs size and shape have high accuracy , good dynamic balancing,high fatigue strength, stiffness a

6、nd flexibility, and light quality, beautiful appearance , and use recyclable materials. the material of the hub can be divided into rail hub, steel hub. both of them are more likely used in the truck or bus, 99% of the current available hubs in the market are produced in casting. in this article, it

7、 completed the front-wheel hub of the truck in the processing technology and equipment design process. it includes to design machining process card, special machine tool fixtures, tools and measuring and how to choose them. keywords: front-wheel hub; processing technology processes; technique and eq

8、uipment design; dedicated fixture design前轮毂工艺装备设计 1 绪 论本次毕业设计是在我们学完了大学的全部课程之后进行的。这是我们在毕业进入工作岗位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实战演练。因此，它在我们四年的大学生活中占有及其重要的地位。我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作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。1.1 轮毂在车辆中的作用及国内外制造现状过去较长期以来，钢制车轮在使用中占主导地位。随着

9、技术的进步，人们对车辆安全、环保、节能的要求日趋严格，汽车的各项性能也不断提高。铝合金车轮以其美观、质轻、节能、散热好、耐腐蚀、加工性好等特点，正逐步代替钢车轮就成为最佳选择。据测算世界汽车铝合金车轮装车率在40左右，且覆盖了所有车型。 国外在20世纪20年代就开始用砂模铸造铝合金车轮，并在赛车上得到应用，二战以后，铝车轮用于普通轿车，1958年有了铸造整体铝合金车轮，不久，又有了锻造铝合金车轮，70年代起铝合金车轮逐步推广。我国于20世纪80年代中期开始研制，90年代进入发展时期。2002年至今，由于中国汽车制造业快速发展，汽车铝轮行业出现强劲增长势头。国外铝合金车轮制造业在20世纪70年代

10、得到快速发展。如北美轻型车铝车轮，1987年只占19，到2001年已占到58.5。日本轿车装车率超过45；欧洲超过50。一般企业最小生产规模不低于年产120万只，产量大的企业超过千万只。只有大的产量规模，才能有较高的经济效益，才能支撑其不断提高竞争力。1.2 轮毂的生产技术1.2.1 铸造 低压铸造是生产铝轮毂的最基本方法，也比较经济。低压铸造就是把熔化的金属浇铸在模子里成型并硬化。反压铸造是较为先进的铸造方法，用很强的真空把金属吸进模具，有利于保持恒温和排除杂质，铸件内没有气孔而且密度均匀，强度很高。高反压模铸（hcm）工艺生产的铝轮毂几乎与锻造的一样，德国名厂bbs的 rx/ry（15-2

11、0英寸）系列铝轮毂就是用hcm法铸造的。1.2.2 锻造 锻造是制造铝轮毂的最先进的方法，以62.3mn的压力把一块铝锭在热状态下，压成一个车轮毂。这种铝轮毂的强度是一般铝轮毂的3倍，而且前者比后者还轻 20%。有些造型美观且结构相对复杂的轮毂，往往不可能一次锻压成型。滚锻（也叫模锻）是锻造的一种，把一支轮毂的毛坯在滚动中锻造成型。滚锻出的轮毂在保持足够强度的同时，能大大减少厚度。用这种工艺制造的铝合金轮毂不仅密度均匀、表面平滑、圈壁薄、质量轻，而且可承受较大的压力。不过，由于这种产品需要较精良的生产设备，且成品率只有50%-60%，故制造成本稍高。2 工艺设计说明 2.1 零件分析2.1.1

12、 零件的作用零件名称：前轮毂； 零件材料：qt450-10 。其零件图如下 图2-1 前轮毂零件图前轮毂位于汽车前桥的两端，是连接车桥和轮辋的连接件。其主要作用是承受重力，若是四轮驱动的车辆，它还有一个作用就是传递扭矩，使汽车获得前进的动力。零件是回转类零件，是由铸件加工通孔完成。零件的一端有一个 90mm的孔，用以和前桥相连，起传递运动的作用；另一端钻了5个 19mm均布的通孔，与装轮胎的轮辋螺栓连接，可以承受重力。2.1.2 零件的工艺分析前轮毂为回转类零件，其主要加工表面均回转面，它们相互间有一定的位置要求。其需要加工的表面包括：99mm、156mm、246mm、145mm及 85mm

13、的台阶圆及其倒角；96mm环形槽及其倒圆角； 尺寸为 146mm与90mm孔的轴线相垂直的平面，平面上有5个与面垂直均布的19mm的通孔； 90mm、77mm、60mm、72mm、76mm和132mm的内圆孔。其中，主要加工表面为90mm和72mm的内圆以及 19mm的通孔。这些加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： 90mm 孔的轴线与 72mm孔的轴线之间的同轴度公差为0.06； 尺寸为 146mm的平面与72mm孔的轴线之间的垂直度公差为0.05； 5-19mm通孔的轴线与 72mm 孔的轴线之间的位置度公差为 0.2。 由以上分析可知，这些加工表面均可以同一基准进行加工，并且优先完成

14、72mm的加工，以保证其他加工表面与之相对的位置精度要求。2.2 工艺规程设计2.2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为qt450-10。考虑到该零件为汽车前轮从动件，承受的交变载荷或冲击性载荷并不大，对零件的工作可靠性要求不是太高。同时由于零件的年产量为9600件，达到大批量生产水平，而且零件的轮廓过渡较为平滑，故可采用铸造成型。这对提高生产率、保证加工质量也是有利的。2.2.2 基准的选择（1） 粗基准的选择。 对于回转类铸造零件,其中心留有通孔，一般可以将通孔中心做为粗基准，但是该零件的中心孔为需加工表面，若以此为基准可能导致加工尺寸有偏差。按照有关粗基准的选择原则，即当零件有不加工表面时

15、，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。现在选择零件上端246外圆的不加工轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短v形块支承圆形外轮廓作主要定位面，以消除、四个自由度；再用一个自定心的三爪卡盘夹持在246外圆柱面上，用以消除、两个自由度，达到完全定位。此时，夹持 246外圆后要加工的零件表面有99mm、156mm台阶圆及其倒角；96mm环形槽及其倒圆角；90mm、77mm、60mm内圆孔。（2） 精基准的选择。 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。该零件的各精确尺寸均以

16、上述车出的156外圆及其端面为精基准。此时，夹持156外圆后要加工的零件表面有246mm、145mm及 85mm 的台阶圆及其端面倒角；76mm、72mm及132mm的内圆孔。2.2.3 制订工艺路线 由于生产类型为大批生产，故采用万能机床配以专用加工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应降低生产成本。(1) 工艺路线方案一: 工序1：粗车外圆156mm，99mm，96mm，端平面，圆角r1 工序2：粗车内孔90mm，77mm，60mm，端平面 工序3：精车156mm外圆，90mm内孔 工序4：端面及内孔倒角1.5*45 工序5：调换粗车246mm，145mm，85mm台阶圆，端平

17、面 工序6：粗车内孔132mm，76mm，72mm 工序7：精车内孔76mm，72mm 工序8：端面及内孔倒角1.5*45工序9：精车内孔76mm，72mm，90mm及内外端面，精车156mm外圆及平面 工序10：粗精车平面沟槽，车246mm及端面 工序11：钻5-19孔，孔口倒角 工序12：铰5-19孔，孔口倒角 工序13：终检（2）工艺路线方案二: 工序1：粗车外圆156mm，99mm，96mm，端平面，圆角r1 工序2：粗车内孔90mm，77mm，60mm，72mm，端平面 工序3：精车156mm外圆，90mm、72mm内孔 工序4：端面及内孔倒角1.5*45 工序5：调换粗车246mm

18、，145mm，85mm台阶圆，端平面 工序6：粗车内孔132mm，76mm 工序7：精车内孔76mm 工序8：端面及内孔倒角1.5*45 工序9：精车内孔72mm，76mm，90mm及内外端面，精车156mm外圆及平面 工序10：粗精车平面沟槽，车246mm及端面 工序11：钻5-19孔，孔口倒角 工序12：铰5-19孔，孔口倒角 工序13：终检（3）工艺方案的比较与分析。 上述两个工艺方案的特点在于：方案一的工序2、3加工只需一次装夹和走刀，中途不需要换夹具或刀头；方案二的工序2、3加工中需要两次更换刀头。由上述的零件工艺分析可知，该零件加工过程中需要优先保证内孔72mm的尺寸和位置精度，在

19、这方面方案二比方案一更易于实现，故决定采用方案二的加工工艺。具体工艺过程如下： 工序1：粗车外圆156mm，99mm，96mm，端平面，圆角r1 工序2：粗车内孔90mm，77mm，60mm，72mm，端平面 工序3：半精车156mm外圆，90mm、72mm内孔 工序4：端面及内孔倒角1.5*45 工序5：调换粗车246mm，145mm，85mm台阶圆，端平面 工序6：粗车内孔132mm，76mm 工序7：半精车内孔76mm 工序8：端面及内孔倒角1.5*45 工序9：精车内孔72mm，76mm，90mm及内外端面，精车156mm外圆及平面 工序10：粗精车平面沟槽，车246mm及端面 工序1

20、1：钻5-19孔，孔口倒角 工序12：铰5-19孔，孔口倒角 工序13：终检以上加工方案是合理的，但在加工过程中需注意优先保证72mm这一尺寸和位置精度作为精基准，同时保证其他各尺寸与之的相对位置公差。因此，加工路线确定如下：工序1：粗车外圆156mm，99mm，96mm，端平面，圆角r1。以零件上端90内圆孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，选用普通车床和夹具即可完成加工要求。 工序2：粗车内孔90mm，77mm，60mm，72mm，端平面。以99mm外圆为基准，选用普通车床和夹具完成。 工序3：半精156mm外圆，90mm、72mm内孔。选用普通车床和夹具。 工序4：端面及内孔倒角1.5*45

21、，选用普通车床和夹具。 工序5：调换粗车246mm，145mm，85mm台阶圆，端平面。选用普通车床和夹具加工，以72mm内孔定位。 工序6：粗车内孔132mm，76mm。选用普通车床和夹具加工。 工序7：半精内孔76mm。选用普通车床和夹具加工。 工序8：端面及内孔倒角1.5*45。选用普通车床和夹具加工。 工序9：精车内孔72mm，76mm，90mm及内外端面，精车156mm外圆及平面。选用数控车床和专用夹具加工。 工序10：粗精车平面沟槽，车246mm及端面。选用数控车床和专用夹具加工。工序11：钻5-19孔，孔口倒角。选用摇臂钻床和专用夹具。工序12：铰5-19孔，孔口倒角。选用摇臂钻

22、床和专用夹具。工序13：终检由以上工艺路线可知，具体加工内容如工序1、2、3、4可以集中为一个工序，工序5、6、7、8可以集中为一个工序。最终加工工序如下：工序1：粗车、半精车内外圆面，端面，倒角。选用普通车床和夹具。工序2：调换零件装夹，粗车、半精车内外圆面，端面，倒角。选用普通车床和夹具。工序3：精车内孔 72mm， 76mm， 90mm 及内外端面，精车156mm外圆及平面。选用数控车床和专用夹具加工。 工序4：粗精车平面沟槽，车246mm及端面。选用数控车床和专用夹具加工。 工序5：钻、铰5-19孔，孔口倒角。选用摇臂钻床和专用夹具。 工序6：终检 上述工序工步内容增加，但工序更为集中

23、，便于大批量生产制造。详细工艺过程见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“前轮毂”零件材料为qt450-10，毛坯重量约为6kg，生产类型为大批生产，采用在铸模中铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）外圆99mm表面。考虑其加工长度为12mm，与其连接的非加工外圆表面直径为107mm，为简化铸造毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为107mm。99mm表面为自由尺寸公差，没有具体表面粗糙度要求，只要求粗加工，此时直径余量2z=8mm已能满足加工要求。对于外圆表面沿轴线长度方向的

24、加工余量，查实用机械加工工艺手册表6-5，得长度方向的余量值为1.5mm。（2）外圆156mm表面。其仅需加工轴向圆面，端面不需加工，且加工长度不大，精度要求较高，表面粗糙度为ra=3.2m，需对其分步进行粗、半精和精加工，查工艺手册表6-9及6-11，得粗车余量为2.5mm，半精车余量为1.8mm，精车余量为0.4mm。（3）外圆246mm表面。其加工长度为22mm，表面粗糙度为ra=12.5m，查工艺手册表6-9，得加工余量为2.8mm。对于其一侧的端面，加工精度要求较高，且有相对垂直度公差，需进行精加工。查工艺手册表6-5和6-16，粗车余量为1.5mm，精车余量为1.0mm。（4）外圆

25、145mm表面。加工长度为7mm，表面粗糙度为ra=12.5m，查工艺手册表6-9，得加工余量为2.5mm。对于外圆表面沿轴线长度方向的加工余量，查工艺手册表6-5，得长度方向的余量值为1.5mm。（5）外圆85mm表面。其表面为自由尺寸公差，没有具体表面粗糙度要求，只要求粗加工，查工艺手册表6-5，得毛坯尺寸为90mm。（6）内圆孔77mm表面。其加工长度为7mm，表面粗糙度为ra=12.5m，精度要求不高，只需一次走刀，查工艺手册表6-20，得加工余量为1mm。（7）内圆孔60mm表面。其加工长度和精度要求同上一个孔，查工艺手册表6-20，得加工余量为1mm。（8）内圆孔76mm表面。其加

26、工精度要求较高，需分步进行粗、精加工。查工艺手册表6-20和6-22，得粗车余量为1mm，精车余量为0.1mm，镗孔前偏差+0.12mm，粗镗偏差+0.046+0.074mm。(9) 内圆孔72mm表面。其加工长度为32mm，表面粗糙度为ra=3.2m，加工精度要求较高，需分步进行粗、半精、精加工。查工艺手册表6-21和6-22，得粗车余量为1mm，半精车余量为0.3mm，精车余量为0.1mm，镗孔前偏差+0.12mm，粗镗偏差+0.046+0.074mm。（10）内圆孔90mm m表面。其加工长度为33.7mm，表面粗糙度为 ra=3.2m，加工精度要求较高，需分步进行粗、半精、精加工。查工

27、艺手册表6-21和6-22，得粗车余量为1.4mm，半精车余量为0.3mm，精车余量为0.1mm，镗孔前偏差+0.14mm，粗镗偏差+0.054+0.087mm。其径向端面与内圆孔 72mm径向端面轴向距离有较高公差要求，查工艺手册表6-16得两端面余量均为0.8mm。（11）5-19孔及平面沟槽。孔加工深度为22mm，尺寸公差精度要求较高，同时对孔72mm有位置度要求，需进行钻、扩、铰多次加工，查工艺手册表6-21得钻孔余量2mm，扩孔余量0.2mm，铰孔余量0.04mm。 对于平面沟槽，其加工深度及轴向端面有精度要求，需要粗车之后再精车一刀，查工艺手册表6-16和6-19，得深度方向余量为

28、0.4mm，轴向端面余量各为1mm。由上述分析得出毛坯尺寸如下图 图2-2 前轮毂零件毛坯图2.2.5 切削用量及基本工时的确定 工序1：粗车、半精车内外圆面，端面，倒角。本工序采用计算法确定切削用量。(1) 加工条件工件材料：qt450-10，硬度hb150-180，铸造。加工要求：粗车外圆156mm，99mm，96mm，内孔90mm，77mm，60mm，72mm，端平面，圆角，表面粗糙度ra=12.5m；半精车156mm外圆，90mm、72mm内孔，端面及内孔倒角1.5*45，表面粗糙度ra=12.5m。 机床：c6140卧式车床。 刀具：90端面内孔车刀，45端面外圆车刀，90外圆车刀，

29、刀片材料yt15，刀杆尺寸16mm*25mm，=15，=12，r=0.5mm。（2）计算切削用量 粗车外圆158.2mm。切削深度：外圆单边余量为1.25mm，可一次切除。进给量：根据切削用量简明手册表1.27，选用f=0.8mm/r。计算切削速度：查切削用量简明手 册表1.27和1.28，寿命选t=60min = = 134 m/min确定主轴转速： = 270 r/min按机床选取n= 300 r/min。所以实际切削速度 v= 150 m/min检验机床功率：主切削力f按切削用量简明手册表所示公式计算 f=caf式中：c= 900，= 1.0，= 0.75，= 0， 所以 900*1.2

30、5*0.8*134*1 = 951.6 n 切削时消耗功率p = 2.1 kw 由切削用量简明手册表1.31 中ca6140机床说明书可知，ca6140主电动机功率为 7.5kw ，当主轴转速为 400 r/min时，主轴传递的最大功率为 5.9 kw ，所以机床功率足够，可以正常加工。 切削工时： 式中， 10 ， 0，0 ，所以 0.03min 其余粗车加工参数计算过程同上，具体见工序过程卡片。 半精车156.4mm外圆。f = 0.4mm/r ， mm， 128 m/min ， 246r/min ，v = 120m/min ， 0.01min 其余精车加工参数同上，具体见工序过程卡片。

31、端面及内孔倒角1.5*45。 f = 0.4mm/r , 1.5，142m/min ， 232r/min ， v = 123m/min ， 0.15min 工序2： 调换零件装夹，粗车、半精车内外圆面，端面，倒角。车床、夹具及刀具的选择同上。（1）加工要求：粗车外圆246mm，145mm，85mm，内孔132mm，75.2mm，端平面，表面粗糙度ra=12.5m；半精车 75.8mm内孔，端面及内孔倒角1.5*45，表面粗糙度 ra=12.5m。（2） 计算切削用量粗车75.2mm 内圆孔f = 0.8mm/r , 3.1，查切削用量简明手 册表1.27和1.28，寿命选t=60min。得13

32、7m/min ， 272r/min ， v = 146m/min ， 0.04min 其余粗车加工参数计算过程同上，具体见工序过程卡片。半精75.8mm内圆孔f = 0.4mm/r , 0.3，查切削用量简明手册表1.27和1.28，寿命选t=60min。得109m/min ， 217r/min ， v = 142m/min ， 0.04min 其余精车加工参数同上，具体见工序过程卡片。 端面及内孔倒角1.5*45。 f = 0.4mm/r , 1，117m/min ， 243r/min ， v = 120m/min ， 0.15min 工序3：精车内孔 72mm， 76mm， 90mm 及内

33、外端面，精车156mm外圆及平面。 （1）加工要求：各孔间有相对位置要求，以72mm孔为基准，各表面粗糙度ra=3.2m。 机床：数控车床ck6136b。 刀具：与机床配套的机夹刀片。（2） 计算切削用量 半精镗71.7孔。 单边余量为0.15mm，可以一次切除，0.15mm，进给量 f = 0.2mm/min。 查机床有关数据，确定机床的切削速度为v =180m/min，则 795r/min 切削工时： =32mm，0.8mm， 0 ，则 = 0.56min 精镗72mm孔。 0.1mm，f = 0.2mm/min，v =180m/min，795 r/min，t = 0.56min 其余孔的

34、半精镗及精镗各参数计算同上, 具体见工序过程卡片。 精车156mm外圆及平面。0.2mm，f = 0.15mm/min，v =220m/min，448r/min，t = 0.15min 工序4：粗精车平面沟槽，车246mm及端面。 （1）加工要求：沟槽深度尺寸要求较高，在其垂直面内的最大与最小尺寸需保证。 机床：数控车床ck6136b。 刀具：与机床配套的机夹刀片。（2） 计算切削用量 粗车平面沟槽。 单边余量4.5mm，需两次切除,2.25mm, f = 0.2mm/min， v =100m/min，138r/min，t = 1.8min 精车平面沟槽。 单边余量0.25mm，可一次切除，0

35、.25mm,f = 0.2mm/min，v=100m/min，138r/min，t = 1.8min 车246mm及端面。 单边余量2.8mm，可一次切除,2.8mm,f=0.25mm/min，v=100m/min，130r/min，t =0.32min 工序5：钻、铰5-19孔，孔口倒角。 加工条件：孔加工精度较高，同时有相对位置要求。 机床：摇臂钻床z3025。 刀具：标准圆柱锥柄麻花钻16.5、20.5；标准圆柱锥柄扩孔钻18.5；锥柄机用铰刀19，材料为硬质合金。（2）计算切削用量 查切削用量简明手册表2.30，钻、扩、铰孔的切削速度的计算公式为 钻5-17孔。 17/2 = 8.5m

36、m，f = 0.25mm/min，v=10.4m/min，195r/min， t =（l+0.3d）/（f）= （22+0.3*17）/（0.25*195）= 0.56min，加工5个孔，t= 0.56min * 5 = 2.8min 扩5-18.6孔。 （18.6-17）/2 = 0.8mm，f = 0.25mm/min，v=11.6m/min，199r/min，t = 0.55min，t= 2.75min 铰5-19孔，孔口倒角。 铰孔：（19-18.6）/2 = 0.2mm，f = 0.2mm/min，v=5.4m/min，90r/min，t = 1.54min，t= 7.7min 倒角

37、：1.5*45，由手动完成。 工序6：终检 主要检验以上各工序加工后的尺寸，重点检测各相对位置公差。 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程卡片中，见附录四。 3 专用夹具设计说明 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师与我们协商，决定设计第5道工序钻、铰 5-19mm孔的钻床夹具。本夹具将用于z3025摇臂钻床。刀具为两把标准麻花钻，一把标准扩孔钻，一把机用铰刀，分步对工件的5个孔进行加工。3.1 问题的提出及夹紧方案的确定本夹具主要用来进行孔加工，这些孔表面精度较高，对上道工序加工出的72mm内孔有位

38、置度要求，并且彼此在一个圆周上均布。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何保证加工质量，其次才是提高劳动生产率，降低劳动强度。其主要有以下几个夹紧方案：（1） 采用胀块式自动定心心轴；（2） 采用过盈配合心轴；（3） 采用小锥度心轴；（4） 采用液塑心轴； （5） 采用螺栓压板带定位块夹紧。根据经验，方案1定位精度不高，难以满足工序要求。方案2和3虽可满足工序要求，但工件装夹不方便，影响加工效率。方案4可满足工序要求，但夹具制造较困难。方案5可行，即可满足工序要求，装夹又很方便。故决定采用方案5，用螺栓压板带定位块夹紧。 3.2 夹具设计 3.2.1 夹紧力的确定(1) 夹紧力方向的确定确定原

39、则：夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面；夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形；夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。本次设计采用与工件端面垂直方向为夹紧力方向。（2）夹紧力作用点的选择选择原则：夹紧力的作用点应与支承点对应，或在支承点确定的区域内；夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位；夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位本次设计的夹紧力作用点靠近零件轴线均匀分布，满足要求。（3）夹紧力大小的确定在计算夹紧力时，将夹具和工件看作一个刚性系统，易切削力的作用点、方向和大小处于最不利于夹紧时的状况为工件受力状况

40、。根据切削力、夹紧力以及夹紧机构具体尺寸，列出工件的静力平衡方程式，求出理论夹紧力，再乘以安全系数，作为实际所需夹紧力。本次设计的夹紧力由计算得出。3.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：标准圆柱锥柄麻花钻16.5，查切削用量简明手册表2.32和2.33，得轴向力 扭矩 式中：= 410，= 16.5mm， = 1.2，f =0.25mm ，= 0.75，= 0.94； = 0.117， = 2.2， 0.8，= 0.94所以 =3939 （n） 0.117*16.5*0.25*0.9417.3 （nm）计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数 式中 -基本安全系数，1.5 -加工性质系数，粗加

41、工时为1.2 -刀具钝化系数，1.2 -断续切削系数，连续切削时为1 则 f= k = 1.5*1.2*1.2*1*3939 = 8508.24 （n） 夹紧力在此夹具中，只是为了防止工件在加工过程中的振动和转动，因此可以很小。 3.2.3 定位基准的选择由零件图可知，5-19mm孔的中心对72mm内孔中心有位置度要求，同时其圆心在以该内孔中心为圆心的圆周上均匀分布，其设计基准即为72mm内孔的中心线。为了使定位误差为零，应该选择以该孔定位的自动定心夹具。但这种自动定心夹具在结构上将过于复杂，因此这里只选用以该孔和246mm外圆端面为主要定为基准。3.2.4 各元件的选择为了提高加工效率，现决

42、定用钻模对5个孔同时进行加工。同时，为了缩短辅助时间，应设计一个可以快速更换工件的夹紧装置，考虑到工厂的实际加工条件，现准备采用螺栓压板夹紧。查实用机械加工工艺手册表8-44，选用在钻模上装配快换钻套。查表8-64、8-66，选用标准快换钻套和衬套。钻套标准为 jb/t 8045.3-1995，d=26；衬套标准为jb/t 8045.4-1995，d=35,a型,极限偏差n6，与之相配孔的极限偏差为h7，即35；配用的钻套螺钉标准为gb/t2268 m5*16。钻模其余元件按与之装配的要求制作，具体尺寸见零件图。由于156外圆与72圆孔有同轴度要求，可以设计一块支承板套在156外圆面上同时作为

43、定位板。夹具体与支承板由定位销保证位置，用螺钉将其与支承板拧紧。夹具体底板中心位置开一螺孔，在支承板上放上工件，用一双头螺柱和六角螺母连接夹具体与钻模并夹紧，使工件定位。考虑到夹具的强度和刚度，螺柱规格为gb/t953 m20*240mm，螺母规格分别为gb/t6170 m20和gb/t41 m20，定位销规格为gb/t119.2 6m6*35，查金属切削手册表2-5、2-7，与之配合的销孔公差为h7，即6。另支承定位板与夹具体的配合按h7/n6，查工艺手册表14-34及14-46得公差见装配图，其余各零部件尺寸详见零件图。3.2.5 定位误差分析定位尺寸公差的确定。工件的主要公差要求为同轴度

44、，同轴度的误差主要由钻套和衬套的不同同轴度引起的,衬套的同轴度小于0.05,钻套的同轴度小于0.05，而零件要求的最大同轴度为0.01。夹具的主要定位元件是一根圆筒状定位心轴，该定位心轴的尺寸与公差现定与本零件在工作时与其相配的轴的尺寸与公差相同，查金属切削手册表2-5，72孔基本偏差为p7。查表2-9，与之配合的基轴制轴的基本偏差为h6，查表2-3，即为72。定位心轴与零件的最大间隙为max=-0.025-(-0.019)=-0.006mm而零件要求的最小偏差为min=-0.050-0=-0.050mm因此最大间隙满足精度要求。 3.2.6 夹具操作简要说明 如前所述，本道工序的钻床夹具选择

45、了螺栓夹紧方式。夹具体通过t形块固定在摇臂钻床的工作台上，在加工时，先松掉螺栓，取下钻模，将工件穿过双头螺柱放在支承板上，工件筋板靠在支承板凸起处，再套上钻模，找准位置，拧紧螺栓，将钻头对准钻套进行加工，即可加工出孔。然后取下快换钻套和衬套，换上扩孔钻或铰刀，即可进行扩孔和铰孔的加工了。加工完成后松掉螺栓，取下钻模，即可取出加工好的工件，同时准备下一个工件的加工。 夹具装配图及相关零件图见附图。4总结与致谢本次毕业设计我做的是前轮毂工艺装备以及钻孔夹具的设计，即设计加工前轮毂的各加工参数及工艺装备，同时对其中钻孔工序进行夹具设计。为了完成这次设计，我参考了多本相关方面的资料，并且不断复习之前课

46、本上所学的知识，以及利用学校网络进行资料搜集，同时通过多种途径进入工厂进行实地参观学习。通过这些努力，我基本上了解并掌握了机械零件加工工艺装备设计的方法和流程，在进行毕业设计论文的撰写时随时用工具书查询相关信息，使这些知识得到强化。在遇到问题时，我的指导老师及时给我解惑指导，使我受益匪浅，在此对她们表示衷心的感谢，同时感谢此间给过我帮助的同学与朋友。通过这次的设计，我在大学四年所学到的知识得到了复习，温故而知新，使我对机械加工有了更深的认识。在做设计的这段时间里，不管是在理论还是实践上，我都得到了良好的锻炼。这样的锻炼正是我们在校大学生所欠缺的，我相信，这样的设计锻炼为我们在以后走上工作岗位并

47、作出一番成绩打下了坚实的基础。所以，也要感谢学校和院里的领导给了我们这样一个机会。我相信我们会努力做好，不辜负学校和老师们的期望。5 参考文献1. 实用机械加工工艺手册（第2版） 陈宏钧主编 机械工业出版社 2003.12机械制造工艺学 王启平主编 哈尔滨工业大学出版社 1999.93. 机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛主编 北京冶金工业出版社 20054金属切削原理与刀具 (第4版) 陆剑中、孙家宁主编 机械工业出版社 2005.15. 机械制造技术基础 曾志新主编 武汉理工大学出版社 2001版6. 机械制造装备设计（第2版） 冯辛安主编 机械工业出版社 2005.127. 切削用量

48、手册 艾兴、肖诗纲 编 机械工业出版社 19858. 金属切削手册 上海市金属切削技术协会编 上海科学技术出版社 1984 9. 机床夹具和辅具速查手册 王健石 主编 机械工业出版社 2007.410. 机床及夹具 杨峻峰 主编 清华大学出版社 2005.3 11. 机械加工工艺手册（软件版）r1.0 12. 机械设计手册 （软件版）v3.0待添加的隐藏文字内容2 附录一 英文科技文献翻译 英文原文： machining process planning andprocess documentsabstract: in this paper, the author machinery manu

49、facturing enterprises in the years of experience, a point of order on the machining process and the importance of process documents are described. and specifically cited the relevant file formats and procedures.keywords: document process technologyour factory is the old machinery manufacturing enterprises. for machine firearms manufacturers , the machining process is extremely important to the technical documents. 1 machining process machining process planning is to provide additional mechanical p