汽车后桥壳体工艺卡具设计

汽车后桥壳体工艺卡具设计内容摘要：

的条件下，尽量使用专用机床和专用夹具来提高生产率。 工艺过程设计要满足产品质量要求，也要满足生产纲领要求，并要有较高的经济性，在设计 时尽量使工序集中，当然，也要注意经济效果，以便使生产成本下降，令产品在市场更具竞争力。 因此由以上分析考虑，制定以下两套工艺路线方案。 工艺方案 工艺路线方案一： 加工两端面、外圆、倒角 粗镗孔（套管孔）、倒角 半精镗、套管孔 中间检查 铣弹簧座平面 粗铣φ 340 法兰平面 粗铣φ 340 法兰另一平面 粗镗φ 340 孔 精镗孔（φ 340） 钻 8φ 14 孔 1钻孔、攻管螺纹 1钻法兰孔（ 12φ 12） 6φ 14 孔、攻丝 1清洗 1检验 工艺路线方案二： 粗车两端面外圆、倒角 毕业设计 课程设计有相应的资料和 CAD 图纸，有需要的联系 号； 1620812020. 7 粗镗孔、倒角 精车两端外圆 铣弹簧座平面 精镗 中间检查 粗镗孔、粗车平面、倒角 精镗孔、精车平面 铣平面、钻法兰孔 铣平面 1钻孔、攻管螺纹 1钻孔、攻丝 1清洗 1检验 工艺方案比较分析 上述两个 工艺方案不同点是： 方案一，后桥壳体外圆两端面粗精车放在一起再加工孔。 而方案二。 采用粗车外圆φ 200 法兰再粗镗套管孔，精车法兰外圆，再半精镗孔，显然方案二使粗、精加工分开，容易保证外圆与套管孔的同轴度要求。 方案一，φ 340 平面、孔分开加工。 而方案二则两工序合在一起，缩短 了时间，避免工件安装误差。 方案一，在半精镗、套管孔后铣弹簧座平面，铣削力大，对已加工的孔产生圆度误差变成椭圆。 综上分析比较，最后确定采用工艺方案二。 加工阶段的划分和检验工序的安排 对于精度和粗糙度要求比较高的部分，工艺上都安排了粗、精加工，如轴头和外圆，在第一道工序粗车，在第三道工序上精车。 轴孔在第二道工序粗镗，第五道工序精镗，φ 340  孔和端面是在第七道工序粗加工，在第八道精加工。 这毕业设计 课程设计有相应的资料和 CAD 图纸，有需要的联系 号； 1620812020. 8 样粗、精加工分开有利于消除残余应力影响和余量的合理分配，容易 保证加工精度和获得较高的生产率。 后桥壳体的加工 可分为两个阶段，第一个阶段为基准加工，即在第六道工序之前，完成轴头的外圆表面及套管孔的加工，为以后的各工序提供了精基准。 第二阶段是第七道工序之后，利用已加工好的基准完成其他边面的加工。 在第一阶段之后，安排了中间检查工序，检查基准加工的正确性，防止不良产品出现。 在后桥壳最后一道工序又安排一次检查，检查第二阶段加工各表面，根据重要程度和工艺装备可靠性确定各参数检查的次数。 这样安排，可以保证后桥壳体在压如套管之前发现不合格品，避免压如套管后反修。 毕业设计 课程设计有相应的资料和 CAD 图纸，有需要的联系 号； 1620812020. 9 4 加工余量、工序、毛坯尺寸的确定 汽车后桥 壳体材料为可锻铸铁，采用砂型铸造Ⅰ级精度。 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。 毛坯余量的确定： 查金属机械加工工艺人员手册可确定毛坯铸件的尺寸公差等级、余量等级分别为： CT10 底面侧面余量等级 MAG，顶面、铸孔加工余量等级为 MAH 确定各面加工余量及尺寸公差等级如表 所示： 表 加工余量及尺寸公差 各工序尺寸如表 所示： 表 各工序尺寸 工序名称 工序基本余量 工序精度 工序尺寸 工序尺寸 精车 2 IT7 φ 102 φ102  粗车 6 IT13 φ 102 20 φ 毛坯（车） 8 177。 φ 104 60 φ 110 177。 加工余量 公差等级 φ 340 法兰 上 下 177。 两端面（ 1556） 2 177。 弹簧座平面φ 130 30 2 3 177。 φ 200 法兰两面 /外圆 2 4 177。 φ 7175 孔 2 177。 φ 102φ 133φ 140 2 177。 φ 340 孔 2 177。 毕业设计 课程设计有相应的资料和 CAD 图纸，有需要的联系 号； 1620812020. 10 铣平面 3 IT13 65 65  毛坯（铣） 3 177。 65 30 68177。 半精镗 2 IT10 φ 13  φ  粗镗 IT13 φ 20 φ  毛坯（镗） 6 177。 φ  φ 79 毕业设计 课程设计有相应的资料和 CAD 图纸，有需要的联系 号； 1620812020. 11 5 工时定额 完成 零件加工一个工序的时间定额，称为单件时间定额，单件时间定额可由下式来计算出来 [1]： Td=Tj+Tf+(Tj+Tf)α /100+(Tj+Tf)β /100+(Tj+Tf)γ /100 （ ） =( Tj+Tf)﹝ 1+(α +β +γ /100)﹞ = Tj+Tf+Tfu+Tfv+Tx 公式中： Td—— 单间时间 Tj—— 基本时间 Tf—— 辅助时间 Tfu—— 工作地点技术服务时间 Tfv—— 工作地点组织服务时间 Tx—— 休息及生理需要时间 α —— 工作地点技术服务时间对工序时间比值的百分数 β —— 工作地点组织服务时间对工序时间比值的百分数 γ —— 休息及生理需要时间对工序时间比值的百分数 工序六的工时定额 T0=L/fMi （ ） L=l+l1+l2+l3 （ ） fM=fzzn （ ） 式中： T0—— 机动时间 L—— 工作台的行程长度 mm l—— 加工长度 mm l1—— 切入长度 mm l2—— 超出长度 mm l3—— 附加长度 mm fM—— 工作台的每分钟进给量 mm/min 毕业设计 课程设计有相应的资料和 CAD 图纸，有需要的联系 号； 1620812020. 12 f —— 铣刀的每转进给量 mm/r fz —— 铣刀的每齿进给量 mm z —— 铣刀齿数 n —— 铣刀每分钟的转数 r/min i —— 行程次数 B—— 铣削宽度 主偏角 Kr l1=(D BD )+α p/ tgKr+(~3)= （ ） (150 110150 )++2=(150102)+2=26mm l2=2 T0=(90+26+2) 1/250= Tf= α +β +γ = Td=(Tj+Tf)﹝ 1+(α +β +γ )/100﹞ (+)(1+%)= （ ） 工序十三的工序定额 T0=L/fn （ ） L=l+l1+l2 （ ） 式中： f —— 主轴每转刀具的进给量 mm/r N —— 机床主轴每分钟的转数 r/min l=16 l1=(Dd1)/2ctgKr+(1~3)=(1200)/2ctg60+2= （ ） l2=2 T0=(16++2)/ 480= Tf= α +β +γ = （ ） Td=(Tj+Tf)﹝ 1+(α +β +γ )/100﹞ =(+)(1+3%)= （ ） 毕业设计 课程设计有相应的资料和 CAD 图纸，有需要的联系 号； 1620812020. 13 6 夹具设计 铣床夹具设计 本夹具 是用来铣后桥壳体两侧面的 110 90 平面，对本工件性能要求影响不大，因而主要考虑 提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度要求不是很严格，基于以上分析开始设计本套专用夹具。 工件的加工工艺分析 工件属于壳体类零件 ，工件比较长而且比较重。 而本工序在两端同时铣削，工件振动较大。 零件在此工序前已加工完成φ 200  的外圆，φ  内孔等表面的加工。 本工序同时铣四个弹簧座平面，保证尺寸 110 90， 13030 和 65  ，表面粗糙度为 R50，一次铣削可达到要求，依靠夹具来保证的加工要求有： （ 1） 被加工平面的长宽尺寸 110 90 （ 2） 平面到壳体回转轴线的距离 65  （ 3） 两平面的间距 130 （ 4） 两平面的平行度 （ 5） 平面的平面度 定方案，设计定位元件 被铣削 面为平面，因而沿平面延伸方向的移动可以不限制。 由于弹簧座平面有平面度和平行度要求，必须限制平面沿 X 轴和 Z 轴方向的旋转，又因为有尺寸130 30 和 65  的 要求，所以需要限制工件沿平面法线方向的移动，并以设计基准—— 壳体回转轴线为基准，使得基准重合，以避免基准不重合产生误差。 综上所述，需要限制一个移动自由度和两个转动自由度，故可按不完全定位设计夹具 [4]。 设计定位元件时，可以用外圆或内孔和平面组合定位，若以 72T8 内孔和φ 340端面组合定位，基准重合。 同样，若以外圆φ 200 和φ 340 端面或以壳体两端的锥体部分（毛坯面）和φ 340 端面组合定位，均符合基准重合且满足工序要求。 考虑到本工序需要四面同时铣削，工件受力比较大，以及装夹方便等因素，采用以壳体两锥面（毛坯 面），φ 340 端面和内孔定位。 由于加工时工件处于悬臂状态，铣削振动又大，故采用辅助支撑，以增加其刚性。 毕业设计 课程设计有相应的资料和 CAD 图纸，有需要的联系 号； 1620812020. 14 确定夹紧方式和设计夹紧结构 本夹具选用 手动压板夹紧结构，采用回转压板和螺栓夹紧，在φ 200 外圆上夹紧，使压板与外圆顶部上一短圆弧连接，这种压板虽不能起增大或扩大夹紧行程的作用。 但由于压板和螺栓都可绕其自身一端旋转，便于实现快速装卸工件，从而减轻工人劳动强度，提高效率。 夹紧力的计算： Fz= p∑ KFz=3994N （ ） 水平分力： F=(1~)Fz==4393N （ ） 垂直分力： Fv==1198N （ ） 因而能够引起工件沿安装轴线方向的最大铣削力为： F=Fr+Fv=5591N （ ） 由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下式： P=KF （ ） K=K1K。