汽车制造工艺学课程设计指导___全

第一章工艺规程制定的相关问题一、分析零件的结构特点和技术要求参考资料：零件图，机械制造基础1、分析被加工零件的结构特点被加工零件变速箱属于箱体零件。

箱体零件是机器或部件的基础零件，它的作用是将有关零件连接成一个整体，并使这些零件保持正确的相对位置，彼此能协调工作。

对于汽车、拖拉机的箱体零件，按结构形状可分为两大类。

一类是回转体型的壳体零件（某一轮廓线沿体内某一轴线回转而成，周向对称的物体），如差速器壳体和汽车后桥壳体等；另一类是平面型箱体零件，如气缸体、变速箱壳体等。

箱体零件的结构都比较复杂，尺寸较大，壁厚较薄。

它需要加工的表面主要有平面和孔，且孔与平面的精度要求比较高故在加工中要采取相应的措施以保证达到零件图上各项指标和数据的要求。

2、分析被加工零件的技术要求（按大张零件图逐一说明）① 铸件应消除内应力。

（进行时效处理）② 轴线Ⅰ对Ⅱ、Ⅱ对Ⅲ、Ⅲ对Ⅳ、Ⅳ对Ⅴ、Ⅰ对Ⅴ、Ⅱ对Ⅳ(4)、Ⅰ对平面M 以及Ⅰ对平面Q 的平行度0.04。

③ 轴线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ必须位于直径为0.1mm 、且分别平行于基准轴线Ⅶ(7)、Ⅷ(8)、Ⅸ(9)的圆柱面内。

④ 平面N 、P 的平面度0.03。

⑤ 平面N 、P 的平行度0.04。

⑥ 平面N 、P 对平面M 、S 的垂直度0.04。

⑦ 轴线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ(6)对平面N 、P 的垂直度0.06。

⑧ H 向视图两定位销孔310Ga ϕ轴心连线与平面P 的平行度0.04。

⑨ 轴线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ(6)上的两孔之同轴度为0.02，轴线Ⅶ(7)、Ⅷ(8)、Ⅸ(9)上的两孔之同轴度为0.05。

⑩ 轴线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上各孔的几何形状误差为其公差的一半。

如第一孔D 62ϕ,D 按新标准应写为7H ，即03.062762+=ϕϕH ，该孔的几何形状误差为0.015。

⑪ M 面两定位销孔38Ga ϕ、H 向视图两定位销孔310Ga ϕ、P 面定位销孔38Ga ϕ以及P 面、N 面之定位销孔310Ga ϕ均由工艺保证与相连接箱体的相应定位销孔同心。

⑫ 尺寸16.0160+与内壁轴线的对称度0.5。

即：尺寸16.0160+的中心平面必须位于距离为0.5mm 、且相对内壁中心平面对称配置的两平行平面之间。

⑬ 所有螺孔与未注中心距公差的孔的位置度0.3。

⑭ 轴线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ两端孔外侧未注明倒角为451⨯，轴线Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ两端孔外侧倒角为 455.0⨯。

⑮ 所有螺孔锪 90锥孔至螺纹外径。

⑯ 及以下各项与图纸所写相同。

3、 审查被加工零件的机械加工结构工艺性首先要看懂零件图，然后找出所有的加工表面。

变速箱体零件的加工表面主要为轴承孔和平面。

以下逐项举例分析：① Ⅰ—Ⅸ 1-9孔（轴承孔和拨叉轴孔）举例：如第一孔D 62ϕ（N 、P 两平面尺寸相同，均为D 62ϕ）。

它的含义：公称直径为62mm ，2级精度第一种动配合的孔（基轴制的孔公差带）。

D 如按新标准应写为7H ，即03.062762+=ϕϕH 。

这个公差由«金属机械加工工艺人员手册»查得。

新旧国标对照表可由«机械加工工艺设计手册»查得。

P 面 N 面其它： Ⅱ孔 D 80φ D 62φ780H φ 762H φ03.0080+φ 03.0062+φⅢ孔 D 47φ D 52φ747H φ 752H φ025.0047+φ 03.0052+φ其余的孔依次进行新旧标准对照，可查出相应的新标准值来。

② 主要加工平面：M 、S 、N 、P 、Q ，（此外还有放油孔斜面26ϕ）③ 定位销孔（装配、定位的基准）如M 面上)8(382003.0025.0---φφGa ，其含义：直径为8mm ，3级精度第一种过渡配合的孔，新标准88N φ。

④ 螺纹孔（起连接作用，应找出各自的规格、数量等）如N 平面上有63M -均布。

6M 的含义是：外径为6mm 的粗牙普通螺纹。

写成工序文字时，如下：钻N 面63M -螺纹底孔。

二、确定生产类型参考资料：机械制造基础，根据如下公式计算：)1)(1(b a Qn N ++=零件零件N —— 零件的年生产纲领（件/年）Q —— 产品的年生产纲领（台/年）n —— 每台产品所含的零件数（件/台）a —— 备品率（取6%）b —— 废品率（取6%）)(2247%)61%)(61(12000件零件=++⨯⨯=∴N拖拉机属小型机械，每年500—5000台属中批生产，因此本设计中生产类型为中批生产。

三、选择毛坯参考资料：机械制造基础零件图要求箱体材料为4020-HT ，20—最低抗拉强度，40—最低抗弯强度；HT 具有较好的耐磨性、减震性、铸造性和易切削性，比较适合作变速箱体。

又由《机械制造基础》知，应选用金属模铸造。

四、制定工艺规程由于该变速箱的生产属于中批生产，因此确定加工过程时应以通用机床为主，加之专用夹具。

1、 选择加工方法参考资料：机械制造基础，并结合工艺实习时工厂的实际生产情况。

任何复杂的表面都是由若干个简单的几何表面（外圆柱面、孔、平面及成行表面）组合而成的。

零件的加工，实质上就是这些简单几何表面加工的组合。

选择加工方法应注意如下三方面内容：① 不同零件的加工表面，应该采用不同的加工方法例如同样是平面，箱体零件平面多采用铣削加工；而盘状、杆状零件的平面通常用车削加工，这是由零件结构形状和表面特点决定的。

② 某一相同表面的加工，其途径不是唯一的，即：要达到某一加工面的精度要求，所选用的加工方法可以有多种。

例如，加工一个直径mm 35φ，表面粗糙度为8.0Ra 的孔，可有下列三种方法：ⅰ 钻—扩—铰； ⅱ 钻—拉； ⅲ 钻—粗镗—半精镗—精镗具体选择哪种方案，可根据厂里设备情况，综合生产效率和经济性来决定加工方法。

③ 所选用的加工方法要和生产类型相适应（采用通用机床，辅以专用夹具）下面列举各类型表面的加工方法：例1：轴承孔Ⅰ762H φ，▽2.36Ra = （新旧标准换算见附表1）查阅«机械加工工艺设计手册»中“孔加工精度”可知精镗能达到7级精度，则孔1可按如下工序加工：粗镗—半精镗—精镗，Ⅰ至Ⅴ孔均采用此方法。

例2：拨叉轴孔Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ 614D φ（12.0141114+=φφH ），▽3.65Ra =查阅资料---“孔的加工方案”，确定加工方法：钻—铰。

例3：平面P 、N 、M 的加工精度均为▽3.65Ra =，Q 、S 面均为▽5.124Ra =先根据表面粗糙度选定一加工方案，或先根据加工的尺寸精度选择一加工方案，然后再验证是否能保证另一要求。

由工艺手册中各机械结构方法所能达到的零件表面粗糙度可确定平面的加工：粗铣—精铣（S 面可只粗铣一次）。

照此，我们能确定出所有加工表面的加工方法。

2、 确定加工顺序参阅《机械制造基础》加工顺序的安排。

加工顺序的安排对保证加工质量，提高生产效率和降低成本都有重要的作用，是拟定工艺路线的关键之一。

① 切削加工顺序的安排a) 先粗后精b) 先主后次c) 先面后孔d) 先基准后其它② 确定加工顺序时需注意如下问题 a) 孔的加工问题：采用卧式镗床（普通机床），配以专用夹具。

（适用于中批）由于该箱体零件同轴线上孔的同轴度要求较高，故镗孔时应采用前后双导向镗杆。

（见图1）由上图可见，由于同一轴线上两个孔的同轴度要求较高，故应在一次镗削中加工出来两个孔，但会出现如下两个问题： ⅰ前面的镗刀3必须能通过工件上后面的孔1D 。

（当21D D 时） ⅱ镗刀2、3必须都能穿过镗套孔。

解决问题ⅰ的方法： A ． 设计工件的抬起机构，即在引进镗杆之前，先让工件抬起，使镗杆的中心线相对低于工件孔的中心线，这样可使镗刀顺利通过工件孔。

当镗刀引进到位后，再操纵抬起机构，使工件回到原始位置。

B ． 设计伸缩式刀具，使镗刀能伸能缩（设计结构复杂，应用较少）。

C ． 装镗杆时，先单独将镗杆伸进零件中，然后再与机床连接。

（中图一 前后双导向镗杆加工简图 1、4 倒角刀 2、3镗刀 5 镗模支架 6 镗套 7 衬套 8 待加工零件批生产中常用方法）。

解决问题ⅱ的方法： A ． 在镗套上开槽，使镗刀刀杆引进时镗刀正好从槽中通过。

（大批生产适用方法） B ． 镗套做成快换式，装镗杆时，先将镗杆伸进去，然后再装镗套。

b) 孔的倒角问题 一般应将孔的倒角安排在半精镗之后、精镗之前进行，所以在半精镗时，可在镗杆上同时装上倒角刀，一次倒出。

c) Ⅰ至Ⅴ孔为铸孔，其余都不是铸孔，故安排加工时应注意。

d) Ⅰ至Ⅴ孔的加工顺序问题 加工方法如下： A ． 五个孔在同一工序中完成，占用机床少、工序集中、投资小，且便于保证各孔之间的位置公差。

B ． 五个孔不在同一工序中完成。

这样做有两个好处，其一：克服了由于孔Ⅰ、Ⅱ距离太近，镗模支架上相应孔之间的壁厚太小易影响加工精度的问题；其二：由于孔Ⅱ、Ⅲ在P 、N 两平面上直径不同，且递增方向相反，即孔Ⅱ在P 面为80φ，N 面为62φ，而孔Ⅲ在P 面为47φ，N 面为52φ。

如果安排在一个工序里加工，就增加了确定镗杆直径时的难度，也就是说如果从一面将五个孔在一个工序中加工出来，将有一个孔的加工是从孔半径小的一面引刀，此时，验算镗杆的通过性时许认真谨慎。

推荐采用五孔分开加工的方法。

e) S 面的加工问题 由于此面不是敞露的面，加工时要注意机床的选择和工件的位置，即要注意刀具的进给方向。

3、 选择定位基准可参阅《机械制造基础》选择定位基准时先要分析各个加工表面的设计基准，再遵循粗精基准的选择原则来确定定位基准。

必须注意：此零件上无工艺孔，如果采用一面两孔定位，须提前加工定位孔（因增加了工序，不合适）。

可以考虑用三个互相垂直的平面作定位时的精基准；H 向视图尺寸16.0160+内壁与P 、N 两平面有对称度要求，可以内壁作为粗基准。

4、 选择机床参阅«金属机械加工工艺人员手册»或«机械加工工艺设计手册»，写出各个工序加工时的机床名称和型号。

5、 确定主要加工表面的加工余量和工序尺寸参阅«金属机械加工工艺人员手册»确定某一加工表面的加工余量时，首先要确定此加工面如下各项内容：① 精度等级：每一个精度等级都有相应的机加工余量、尺寸偏差。

同学查表之前，一定要阅读有关说明。

对于中批生产所用的灰铸铁件，一般为2级精度。

1级铸件对尺寸精度及表面精度要求很高，适用于大批生产。

② 铸件最大尺寸：指长、宽、高中的最大值（并不一定是零件图上所标的最大尺寸）。

③ 公称尺寸：零件图上标出的两个加工表面之间的最大距离，或从中心线、基准面至加工表面之间的尺寸。

如在同一方向上有若干个尺寸，应取最大的作公称尺寸。

（孔的公称尺寸为孔的直径）④ 浇注位置：该加工表面在浇注时所处的位置（包括顶面、侧面和底面），本次设计的零件，浇注时M 为底面， P 、N 为侧面。