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目錄
序言...........................................................3
一、 零件的分析....................... ........................3
1.1 零件的功用.................................................3
1.2 零件的工藝分析.............................................3
1.3 確定零件的生產(chǎn)類型.........................................3
二、確定繪制毛坯簡圖...........................................3
2.1毛坯的選擇..................................................3
2.2 制造毛坯尺寸及加工余量.....................................4
三、擬定零件的工藝路線.........................................4
3.1 基面的選擇.................................................4
3.2 定位基準選擇...............................................4
3.3 加工階段的劃分.............................................4
3.4 工序的集中與分散...........................................4
3.5 制定工藝路線...............................................5
四、工序尺寸及公差確定.........................................6
五、確定切削用量...............................................6
5.1 切削用量的計算.............................................6
5.2時間的定額輔助計算..........................................6
六 夾具的設(shè)計..................................................7
6.1 問題的提出.................................................7
6.2 夾具設(shè)計..................................................7
6.3 定位誤差分析..............................................7
6.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明..................................7
七 小結(jié).......................................................8
參考文獻......................................................8
序言
面對科技高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)依然有不可取代的地位。因此一次訓(xùn)練性的課程設(shè)計對我來說是一次重要的鍛煉機會。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程是一門專業(yè)的基礎(chǔ)課。學(xué)好這門課對以后專業(yè)課有很大的幫助，學(xué)會設(shè)計是社會的要求，也是社會的需要。因此設(shè)計需要認真的完成，學(xué)會查找和利用課本的資源。例如一些標準件。做一份好的設(shè)計需要看很多的書。通過這次設(shè)計能讓我再重新的去看以前的課本。能讓我回顧以前的知識。
總之面對社會的發(fā)展我們必須不無時無刻的充實自己。學(xué)好每一個課程。獨立認真的完成每次課程設(shè)計。為以后為國家做出奉獻打下基礎(chǔ)。
一.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1零件的作用
題目所給定的零件是解放牌汽車前剎車調(diào)整臂外殼。該外殼在制動時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用。因此受載荷較大，采用鑄件完成。
1.2零件的技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差
公差及精度等級
表面粗糙度
形位公差
小兩端面
IT7
6.3
大兩端面
IT7
6.3
φ30的端面
φ30
IT12
6.3
φ16的孔
?
IT7
1.6
φ13.8的孔
?
IT7
1.6
槽內(nèi)側(cè)面
IT12
6.3
φ60的孔
φ60
IT12
6.3
φ60的孔
φ60
IT12
6.3
1.3確定零件的生產(chǎn)類型
由老師指導(dǎo)確定為大批生產(chǎn)。所以生產(chǎn)類型不詳細計算
二.確定毛坯 繪制毛坯簡圖
2.1選擇毛坯
由于該前剎車調(diào)整臂外殼比較復(fù)雜，且要承受一定的載荷，故其毛坯采用鑄件。該調(diào)整臂外殼的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，為提高勞動生產(chǎn)率和鑄件的精度，宜采用砂型鑄造-機器造型的方法制造毛坯。
1、 確定鑄造工藝工藝參數(shù)
本零件材料采用了KT350，屬于鐵素體型可鍛鑄鐵，其最高抗拉強度為350Mpa。
⑴ 鑄件質(zhì)量
已知機械加工后前剎車調(diào)整臂外殼的重量為2.5kg，由此可初步估計機械加工前鑄件毛坯的重量為5kg。
⑵ 起模斜度
起模斜度大小取決于垂直臂高度和造型方法，一般在0.5～5之間，這里取2。
⑶ 機械加工余量
對前剎車調(diào)整臂外殼零件圖的分析計算，大致可以確定該鑄件外廓包容體的長度、寬度和高度，即l＝85mm，b＝158mm，h＝32mm（詳見毛坯簡圖）；
凡是零件圖上標注粗糙度符號的表面均應(yīng)考慮機加工余量，故該零件需要用機械加工的表面有：的左右端面、16mm的左右端面、φ60m的內(nèi)圓面和其它相關(guān)孔由于該零件承受較大的載荷，根據(jù)條件，該零件采用鍛件完成。
由于本零件的表面精度要求不高也沒有特殊要求的表面，故對所有需要加工的表面只需規(guī)定一個加工余量值。
根據(jù)零件采用可鍛鑄鐵KT350，且是砂型鑄造（機械造型），查表2-5選用機械加工余量等級為F級；再由零件的最大尺寸為158查表2-4可確定機械加工余量為1.5mm。
2.2鑄造毛坯尺寸及機械加工余量
項目
機械加工余量
機械加工余量等級
鑄造公差
鑄造公差等級
mm的左右端面
1.5
F級
4.4~5
CT10
16mm的左右端面
1.5
F級
4.4~5
CT10
φ60mm的內(nèi)圓面
2
F級
4.4~5
CT10
左右小端面
1.5
F級
4.4-5
CT10
3、繪制鑄造毛坯簡圖（詳見毛坯圖）
三 擬定零件的工藝路線
3.1 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率提高。
（1）粗基準的選擇。 于一般的零件而言,以外面作為粗基準是完全合理的.但對本零件來說,必須以Φ60m孔為基準才可起到工序集中,基準統(tǒng)一。
（2）精基準的選擇。主要應(yīng)該考慮基準重合的問題.當設(shè)計基準與工序基準不重合時,應(yīng)該進行尺寸換算
工序集中和分散：
工序集中是零件的加工工步內(nèi)容集中在少數(shù)工序內(nèi)完成，整個工藝路線中工序數(shù)較少。工序分散是零件的加工工步內(nèi)容分散在各個工序內(nèi)完成，整個工藝路線中工序數(shù)較多。本零件的工藝簡單，所以選擇工序集中的原則。
3.2.定位基準的選擇
定位基準的選擇是工藝規(guī)程制定中的一項十分重要的任務(wù)，它直接影響到各表面加工順序的先后，影響到工序數(shù)目的多少，夾具的結(jié)構(gòu)及零件的精度是否易于保證等問題。
（1）粗基準的選擇
采用怎樣的毛坯表面來用作定位基準，會影響到各加工表面的加工余量的分配，影響到加工表面與不加工表面間位置關(guān)系。
因此粗基準的選擇是：
所有端面的加工：現(xiàn)選取有Φ60m的孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一個V形塊支承這Φ60m的外輪廓作主要定位面，以消除兩個自由度，再用三個支承釘，定住底面，用以消除三個自由度，一共限制五個自由度，達到不完全定位。
（2）精基準的選擇
運用粗基準加工出Φ60m的一端面為精基準加工出孔Φ60后以Φ60作為精基準。
3.3加工階段的劃分
該零件的加工一般分為粗加工、半精加工、精加工、光整加工等四個加工階段。第一階段粗加工的主要目的是盡快去掉鑄件上的大部分余量；第二階段的半精加工則是為了去掉由于粗加工造成的表面缺陷以及由于鑄造和粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力所引起的零件變形；通過第三階段的精加工應(yīng)得到零件圖紙規(guī)定的尺寸要求；最后通過光整加工和處理達到表面粗糙度和質(zhì)量的要求。
3.4工序的集中與分散
選用工序集中原則安排零件的加工工序。由于該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用普通機床進行加工，但夾具都采用專用的夾具進行裝夾，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求，例如表面的跳動位置誤差。
輔助時間的安排
在該零件的機械加工過程中，中間檢驗、洗滌、去毛刺、刻字、最終檢驗以及入庫等工序的安排都是在一個加工階段或在一個重要工序之后。其中特種檢驗工序如超聲波探傷一般應(yīng)在粗加工或半精加工之后進行，熒光檢驗等最終監(jiān)獄安排在精加工之后進行。
3.5 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點, 工藝過程的制定關(guān)系到零件的加工質(zhì)量。由于零件的工作條件、結(jié)構(gòu)形式、尺寸精度各不相同，因而工藝過程的制定也就有所不同。應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證.在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為小批量產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高尺寸精度和位置精度.除此之外,還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降.
（1） 工藝路線方案
工序1 粗車大端兩端面；半精車大端兩端面；粗鏜φ60孔；C620車床使用專用夾具；
工序2 鉆、擴、鉸φ12孔，采用立式鉆床Z518 ；
工序3 一面兩銷，拉方槽，使用L5520拉床
工序4 銑方槽倒角;
工序5 銑Φ30的兩凸臺
工序6 銑寬12的兩端面
工序7 鉆、擴Φ13.8、Φ13孔和Φ16沉孔
工序8 銑M10凸臺
工序9 鉆、攻M10螺紋孔
工序10 一面兩銷，鉆、擴5×φ4.3；
工序11 攻Rc 1/8錐孔；
工序12 去毛刺，檢驗。
四 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
本零件需要計算的是:
加工(Φ13.8mm和Φ16mm)
(1)確定加工路線
由圖紙要求Φ13.8mm,粗糙度Ra1.6的要求查表,確定工藝路線.
孔直徑Φ13.8mm,其T=0.12,公差等級為IT7
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，刀具：莫氏錐柄麻花鉆H—15GB/T 1438.1-1996
粗鉆時do=15mm，總長l=212mm 溝槽長度l1=114mm ° ° °
由表1-7《指導(dǎo)教程》可以查出:鉆－粗鉸－精鉸
(2) 確定加工工序的經(jīng)濟精度
由表2－28（指導(dǎo)教程）查得：粗鉸IT9, 精鉸IT7.
(3) 查表確定各工序的加工余量
由表2－28（指導(dǎo)教程）：
鉆：13mm
粗鉸：13.75mm 2Z=0.1mm
精鉸：13.8mm 2Z=0.05mm
(4) 計算各工序的基本尺寸
精鉸后工序基本尺寸為Φ13.8mm，
粗鉸后工序基本尺寸為Φ13.75mm，
毛坯鉆孔工序基本尺寸為Φ13mm
(5) 各道工序的工序尺寸公差
查公差表：粗鉸IT9，即Φ13.7mm, IT9=0.043mm
精鉸IT7, 即Φ13.8mm, IT7=0.018mm
按“入體原則”標注：
精鉸工序尺寸為Φ13.8＋0.018mm，
粗鉸工序尺寸為Φ13.75＋0.043mm
鉆孔工序尺寸為Φ13.00＋0.18mm
五確立切削用量及基本工時
5.1切削用量的計算
工序9：鉆，攻M10螺紋
鉆M10螺紋孔，經(jīng)查資料知鉆孔后攻螺紋要乘以系數(shù)0.5，f=(0.47~0.57)×0.5=0.235~0.114(mm/r),機床說明書取f=0.2mm/r,取V=20mm/min,故n=1000v/πdw=636.9r/min,查機床說明書，取n=630r/min
故實際切削速度V=19.8m/min
機動工時：t=200S
攻螺紋，經(jīng)查資料得攻螺紋的切削速度v=5~10m/min,現(xiàn)取8.9m/min
n=v/πd≈283r/min,又鉆床主軸鉆速表，取鉆速272r/min,所以實際切削速度為v≈8.55m/min
機動工時：t=24S
六 夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。
經(jīng)過老師的任務(wù)分配。這次設(shè)計夾具的主要任務(wù)是用立式鉆床加工前剎車制動臂外殼上的Φ10孔及攻10mm深度的螺紋。經(jīng)過詳細查表初定車床的型號為Z525.最大鉆孔直徑為25.夾具的設(shè)計方案設(shè)計如下
6.1 問題的提出
本夾具主要用來鉆Φ10mm孔和攻絲,這工序是在其他的外表面加工達到技術(shù)要求的情況下鉆的，所以精基準是達到標準的，因此在本道工序加工時，主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。
6.2 夾具設(shè)計
1.定位基準的選擇
由零件圖可知，鉆Φ10孔，以右端面Φ30作為定位基準。主要利用一銷實現(xiàn)定位。這些定位基準已經(jīng)得到精度的要求。采用直柄麻花鉆安裝在Z525立式鉆床進行鉆深孔。采用高速鋼道具。經(jīng)查表，高速鋼道具的硬度和壽命滿足要求。
6.3切削力及夾緊力計算
刀具：高速鋼，Φ10mm，查（切削用量簡明手冊）得到切削力公式：
在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)
其中：為基本安全系數(shù)1.5;
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1;
為刀具鈍化系數(shù)1.1;
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1;
所以
為克服水平切削力，實際夾緊力Ｎ應(yīng)為
所以
基中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.25 則
6.4 定位誤差分析
平面限制了三個自由度，圓柱銷限制了Y方向的自由度。X ，Z方向的定位以夾具限定。
計算
Td=0.16mm，α=90°
誤差△= Td/2*(（1/sin0.5α）-1)=0.08mm
此工序的定位誤差為0.08mm
6.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。但是，通過計算，本夾具的夾緊力較大故用法蘭式汽缸進行操作，雖然成本比較高，但生產(chǎn)率高，滿足車間的基本要求。本夾具用于立式鉆床上加工深孔，工件以一面兩銷上實現(xiàn)完全定位。
鉆床夾具的裝配圖及具體零件圖分別見圖紙。
七 小結(jié)
在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了汽缸帶動拉桿夾緊的操作方式。
夾具的夾緊力較大，故使用氣動夾緊。
在做設(shè)計時要查找的資料比較多，涉及的范圍比較廣。在查找資料袋過程中，我學(xué)到了很多知識，拓寬了知識面；對夾具的認識有了很大的提升。雖然做設(shè)計很累，但收獲很大，一切都是值得的。
八 參考文獻
《機械制造工藝課程設(shè)計指導(dǎo)書》，趙家齊編
《機械制造工藝學(xué)》，鄭修本主編，機械工業(yè)出版社
《金屬機械加工工業(yè)人員手冊》，趙如福主編（第三版）
《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，馮濤等主編
《機械加工工藝設(shè)計手冊》，張耀宸，航空工業(yè)出版社
《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，曾志新主編，武漢理工大學(xué)出版社
《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》，吳宗澤主編，高等教育出版社
《機械制造裝備設(shè)計》，馮辛安主編，機械工業(yè)出版
《機械精度設(shè)計與檢測技術(shù)》，王玉主編，國防工業(yè)出版社
《畫法幾何與機械制圖》，馮開平與左宗義 ，華南理工大學(xué)出版