機械製造工藝學
課程設計說明書
設計題目 300w.31.108前輪輪轂
姓名 : 劉振鵬、劉政、劉肖飛、譚文志、宋強
班級 : 車輛111
指導教師 : 修玉峰
目錄序言1
工藝規程與夾具設計過程2
一、設計題目,計算生產綱領及生產型2
二、零件的分析2
1、零件的作用2
2、零件的工藝分析2
三、確定毛坯的製造方法,初步確定毛坯的形狀3
四、工藝規程設計3
1、定位基準的選擇3
1.1、粗基準的選擇3
1.2、精基準的選擇4
2、零件表面加工方法的選擇4
3、制訂工藝路線4
3.1、工藝路線方案一5
3.2、工藝路線方案二5
3.3、工藝路線方案的比較與分析6
4．確定機械加工餘量、工序尺寸及毛坯尺寸，設計、繪製毛坯圖 ………………6
4.1、確定毛坯餘量6
4.2、確定工序餘量，工序尺寸及其公差7
5．確定各工序切削用量及基本工時9
五、夾具的設計9
1、問題的提出10
2、夾具設計的有關計算10
2.1、定位基準的選擇10
2.2、切削力及夾緊力計算10
2.3、定位誤差分析11
3、夾具結構設計及操作簡要說明11
六、結束語14
七、致謝15
八、參考資料16
工藝規程及工具機夾具設計過程
一、設計題目：輪轂零件的機械加工工藝規程及其鏜孔專用工具機夾具設計。
計算生產綱領，確定生產型別：
該零件是輪轂，按照指導老師的要求，設計此零件為中批量生產。
二、零件分析：
1、零件的作用：
輪轂是機器中的主要支撐及連線件，可以承受輪胎的重力和整個車身的重力。輪轂的直徑對行駛的影響和突出，因為車輪的直徑是固定的，輪轂直徑越大輪胎的胎壁就越扁平，在加速、剎車、轉彎時輪胎的變形係數越小，行駛時就越穩定，萬一爆胎時輪子的直徑變化不是很大危害會有所降低。
2、零件的工藝分析
1、輪轂共有三組加工表面，它們之間有一定的位置要求
（1）車上端麵b、下端麵c、外圓表面d及外圓表面e
（2）鏜192mm內圓柱孔
（3）以192mm內圓柱孔為中心在f端面上鑽8個12.5mm的孔並在c端面上鑽8個對應的12.5mm的孔。
2、位置要求：（1）12.5mm孔與其端麵同軸度公差為0.4mm
2) m5螺紋孔與192mm圓柱孔的中心線同軸度公差為0.3mm
三、確定毛坯的製造方法，初步確定毛坯形狀：
零件材料為45鋼，考慮到零件需加工表面少，精度要求不高，有強肋，且工作條件差，既有交變載荷，又屬於持續工作，故選用金屬型鍛件，以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產綱量要求。
零件形狀簡單，因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內孔很小，不可鍛出。
四、工藝規程的設計
1、定位基準的選擇：
定位基準的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一，定位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。
1、 粗基準的選擇：
該零件屬於一般軸類零件，以外圓為粗基準就已經合理了（夾持長四點定位），為保證b面與孔軸線垂直，以便於保證以該兩面為定位精基準時其它表面的尺寸精度加工要求，可以把b面與孔放在乙個工序中加工，因而該工序總共要消除x，y，z，x，y五個自由度（建立空間座標係為：以孔軸線方向為z軸，垂直孔軸線，平行槽、花鍵、肋板對稱線並且從槽180+0.012指向80+0.
03的方向為x軸，同時垂直於x軸、z軸的方向為y軸，取座標原點為孔軸線與a面的交點為原點），用三爪卡盤卡夾持外圓柱面。消除x，y，x，y 四個自由度，再用乙個浮動支承頂住端麵，消除z 自由度，達到定位要求。
⑵、精基準的選擇：
主要考慮基準重合問題。
2、零件表面加工方法的選擇：
本零件的加工面有端麵、內孔、外圓表面、均布小孔等，材料為45鋼，參考《機械製造工藝設計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表1.4-7、表1.4-8及表1.
4-17其加工方法選擇如下：
⑴、端麵b、c及外圓表面d、e：
根據gb1800-79規定毛坯的公差等級為it13，表面粗糙度為ra12.5um，要達到零件的技術要求，公差等級為it9，表面粗糙度為ra3.2um，需要經過車。
⑵、φ192 圓柱內孔：
公差等級為it12，表面粗糙度為ra6.3um，毛坯已經衝出孔，故採用鏜
⑶、 端面上的小孔：
零件技術要求表面粗糙度達到ra12.5，鑽即可滿足要求
3、制定工藝路線：
制定工藝路線的出發點，應當是使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批量生產的條件下，可以考慮採用通用工具機配以專用夾具並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。
⑴、工藝路線方案一：
工序ⅰ：車上端麵b
工序ⅱ：車下端麵c
工序ⅲ：車外圓表面d
工序ⅳ：車外圓表面e
工序ⅴ：鏜φ192 圓柱內孔，鏜5×45°錐孔及鏜φ220的孔
工序ⅵ：鑽上端麵φ12.5孔
工序ⅶ：鑽下端麵φ12.5孔
工序ⅷ：去毛刺
工序ⅸ：終檢
⑵、工藝路線方案二：
工序ⅰ：車上端麵b
工序ⅱ：車下端麵c
工序ⅲ：車外圓表面d
工序ⅳ：車外圓表面e
工序ⅴ：鑽下端麵φ12.5孔
工序ⅵ：鑽上端麵φ12.5孔
工序ⅶ：鏜φ192 圓柱內孔，鏜5×45°錐孔及鏜φ220的孔
工序ⅷ：去毛刺
工序ⅸ：終檢
⑶、工藝方案的比較與分析：
上述兩工藝方案的特點在於：方案一工序ⅰ、ⅱ是以外圓表面為粗基準，用車床粗車b端麵，然後再以b端麵為基準鑽孔。方案二在該兩工序中的定位加工方法也是相同的，只是在加工a端麵時將銑床改用車床來加工，兩個方案的定位方法都可以達到加工要求，但是從零件結構可知用銑床來加工在裝夾時較困難，而用車床來加工在裝夾時較方便。
另外，工藝路線一中是在完成前面4道工序後，才以外圓表面d、e及端麵c及初外圓表面為定位基準來加工φ192 圓柱內孔，能較好的保證大孔的位置尺寸精度，而在工藝路線方案二中，先鑽均布的16個小孔然後才鏜φ192 圓柱內孔，這樣就是重複採用粗基準定位，就不保證小孔與大孔的位置精度和對稱中心，最終達不到零件技術要求，甚至會造成偏差過大而報廢，這是重複利用粗基準而造成的後果。
通過以上的兩工藝路線的優、缺點分析，最後確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見表2和表3，機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。
4、確定機械加工餘量、工序尺寸及毛坯尺寸，設計、繪製毛坯圖
⑴、確定毛坯餘量（機械加工總餘量），毛坯尺寸及其公差、設計、繪製毛坯圖：
鑄鐵模鑄造的機械加工餘量按gb/t11351-89確定。確定時根據零件重量來初步估算零件毛坯鑄件的重量，加工表面的加工精度，形狀複雜係數，由《工藝手冊》表2.2-3，表2.
2-4，表2.2-5查得，除孔以外各內外表面的加工總餘量（毛坯餘量），孔的加工總餘量由表2.3-9查得，表2.
3-9中的餘量值為雙邊餘量。
本零件輪轂材料為45鋼，毛坯重量估算約為20kg，生產型別為中批量生產，採用金屬型鍛造毛坯。
①、b、c端麵毛坯餘量：
加工表面形狀簡單，由鍛件重量為20kg ，加工精度r12.5 ，保證長度尺寸為200mm ，查《工藝手冊》表2.2-4得單邊加工餘量為5.
5mm ，另查表1.4-24得長度尺寸公差範圍為±0.27，即長度方向毛坯尺寸為205.
5±0.27mm。
②、外圓表面d、e毛坯餘量：由毛坯重20kg ，加工精度為3.2，加工表面形狀簡單，從孔的中心線到端麵的長度尺寸為27mm，查《工藝手冊》表2.
2-4得單邊餘量為z=5.5，另查表1.4-24得長度方向尺寸公差為±0.
195，即長度方向毛坯尺寸為32.5±0.195mm。
③、孔φ12.5mm均為實心，未鑄造出來。
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