基于CAPP的汽車制動器鉗體工藝過程設(shè)計

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中國的工程師和用戶還停留在前盤后鼓的理念上，而前、后盤式制動器的應(yīng)用才是商用車提高制動性能的最佳方案。由于后鼓式制動器在溫度升高后，制動性能衰減很大，導(dǎo)致前軸上盤式制動器承受不應(yīng)承擔(dān)的過多負載，致使盤式制動器的過載，制動片壽命的縮短。因轎車在制動過程中，由于慣性的作用，前輪的負荷通常占汽車全部負荷的70%－80%，所以前輪制動力要比后輪大。生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用了前輪盤式制動，后輪鼓式制動的混合匹配方式。采用前盤后鼓式混合制動器，這主要是出于成本上的考慮。隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，普通消費者對汽車安全和環(huán)保要求日益提高，微型汽車行業(yè)從微型貨車起步，過渡到微型客車，再提升到使用微型轎車作為代步工具，成為歷史發(fā)展的必然；另一方面，所有微型汽車企業(yè)已將主要資金和力量轉(zhuǎn)向微型轎車行業(yè)，推出適應(yīng)消費者不同需求的微型轎車產(chǎn)品，一些民營企業(yè)也將微型轎車作為進入汽車市場的突破口，不斷的價格大戰(zhàn)，使得微型轎車價格已不再“曲高和寡”，開始貼近普通百姓。 盤式制動器主要有鉗盤式和全盤式兩種，現(xiàn)代汽車上應(yīng)用最多的就是鉗盤式制動器，它的旋轉(zhuǎn)元件是制動盤，固定元件是制動鉗。而根據(jù)制動鉗的運動方式又可分為定鉗盤式制動器、滑動鉗盤式制動器和鉗盤式制動器，其中滑動鉗盤式制動器應(yīng)用更廣。鉗盤式制動器的工作原理就類似于自行車上的剎車，在制動過程中，制動鉗將制動塊擠壓到制動盤上，隨著制動盤和襯塊之間的摩擦逐漸的將速度降下來。而滑動鉗盤式制動器就是制動鉗可以相對制動盤作軸向滑動；只在制動盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置油缸，而外側(cè)的制動塊則附裝在鉗體上。盤式制動器在使用過程中，也會出現(xiàn)故障，其中比較常見的有氣阻、制動力不足和制動時有噪聲等。 盤式制動器的發(fā)熱部位集中在很窄的制動襯塊上，其單位壓力又比鼓式制動器大，制動襯塊和鉗體的活塞直接接觸，因此制動時的熱量極易傳給制動液。這樣，使盤式制動器容易產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象。但是，若采取相應(yīng)的措施，也可防止氣阻現(xiàn)象的發(fā)生。 微型及普及型汽車在我國有很大市場，近年來內(nèi)需擴大帶動了對微型汽車市場需求量的增加。有關(guān)部門認為中國經(jīng)濟已經(jīng)進入適度增長的平臺，這必將拉動汽車市場的穩(wěn)定增長。去年，中國各企業(yè)效益好轉(zhuǎn)，居民可支配收入增加，致使個人對汽車需求提高；國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，對微車市場無疑也是巨大的潛在需求。從0.9L到1.6L，價格適合我國國情,適合正在發(fā)展的中國的現(xiàn)況。汽車制動器鉗體支架是汽車重要零件之一，隨著現(xiàn)在設(shè)計加工制造技術(shù)的發(fā)展，制動器鉗體支架的材料及加工手段等也在不斷發(fā)展，確定加工工藝與裝夾方案及設(shè)計，從而達到對汽車制動器鉗體支架加工工藝進一步更深了解； 該畢業(yè)設(shè)計可以加強常用工具AutoCAD和CAPP軟件的使用與掌握；加快了解汽車企業(yè)生產(chǎn)工藝設(shè)計、制造及應(yīng)用的過程。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 分析哈飛“賽馬”汽車前剎車制動器鉗體零件圖，利用Pro/E軟件進行三維實體零件的精確建模，直觀地再現(xiàn)了零件，準確體會設(shè)計意圖。通過分析三維零件實體，為零件以后的工藝安排提供依據(jù)。Pro/E軟件的Pro/Mechanica模塊和ANSYS軟件結(jié)合起來，對加工方法進行有限元分析，為切割用量和道具尺寸的選擇提供可靠的一句。最后利用CAPP制定工藝路線和工序設(shè)計在內(nèi)的完整工藝文件。 零件的結(jié)構(gòu)分析 本零件是哈飛公司“賽馬”汽車前制動器上的鉗體,剎車片連接在前輪軸上，通過液壓油的控制，使鉗體內(nèi)的活塞和與之配合的支架夾緊或放松剎車片以達到制動的目的。 毛坯類型的確定 技術(shù)要求：（1）未注公差按IT13級執(zhí)行； （2）未注鑄造圓角R2—R3； （3）鑄件不允許有氣孔、疏松等缺陷； （4）石墨球化不差于三級； （5）鑄件經(jīng)人工時效處理，硬度：HB160—210 毛坯的種類及其質(zhì)量對機械加工有著密切的關(guān)系，提高毛坯質(zhì)量，減少機械加工勞動量，可大大提高材料的利用率，降低機械加工成本。根據(jù)工件的技術(shù)要求，經(jīng)過分析，確定采用精密鑄造的方法得到毛坯，完全可以達到零件的要求。 確定生產(chǎn)類型、加工設(shè)備及工藝裝備 本產(chǎn)品屬于輕型零件，按輕型零件的生產(chǎn)類型劃分為：單件生產(chǎn)（<100件）、小批量（100-500件）、中批（500-5000件）、大批（5000-50000件）、大量生產(chǎn)為（>50000件），而本產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)為每8小時400件，而且每天三班倒，依其此計算，零件的年生產(chǎn)能力為438000>50000件，所以屬大量生產(chǎn)。 本產(chǎn)品產(chǎn)量很大，應(yīng)廣泛地使用高效機床，先進的設(shè)備。如加工中心，多坐標數(shù)控機床等等?，F(xiàn)在，隨著數(shù)控機床的發(fā)展與普及，汽車生產(chǎn)當(dāng)中，數(shù)控機床的使用量，越來越多。使用數(shù)控機床以及加工中心來加工汽車零件，不但占地面積小，精度保證也很好；而且適應(yīng)產(chǎn)品品種變化的能力強，柔性好。依據(jù)廠家現(xiàn)階段的設(shè)備條件及客戶的要求，本課題當(dāng)中將盡量采用數(shù)控機床。 由于零件的工藝性較好，并且生產(chǎn)批量較大，工廠的現(xiàn)代化設(shè)備較完善，鑒于產(chǎn)量的要求，為了降低成本，提高勞動生產(chǎn)率，達到工件精度，可廣泛使用專用夾具、專用刀具及量具。 粗基準的選擇 考慮到設(shè)計上要求保證加工表面與不加工表面之間的位置要求和合理分配各加工表面的余量，同時為后續(xù)工序提供精基準，并結(jié)合粗基準選擇所遵循的原則。零件的生產(chǎn)批量大、形位精度高，應(yīng)在一次裝夾中完成多道工序的加工，這樣可以保證零件有較高的精度，誤差只取決于定位與機床精度。分析零件的結(jié)構(gòu)尺寸以及位置要求，本零件上有很多不加工表面，應(yīng)以其中與加工表面相互位置精度較高的表面作為粗基準。 精基準的選擇 精基準的選擇應(yīng)保證加工精度和裝夾可靠方便，根據(jù)基準重合原則以及精基準選擇的原則，選擇加工表面的設(shè)計基準作為定位基準，可以直接保證設(shè)計精度，避免基準不重合誤差。 工藝路線的提出 工藝路線 工序Ⅰ 用立式銑床銑削端面B和C面及R1300+0.50的弧面。采用三面刃銑刀，刀具寬度為60mm，則端面B和C尺寸為600+0.25由刀具本身來保證；刀具半徑為130mm,沿R1300+0.50的弧面的半徑方向進給，完成R1300+0.50的弧面的加工。換立式銑刀銑削φ，使用成形銑刀一次加工完成油槽和密封槽。 工序Ⅱ 銑削加工2-M15螺紋底孔端面，同一工位繼續(xù)加工M10螺紋底孔端面及R12的圓弧面。為了節(jié)省工時，可采用R12的立銑刀兩次走刀完成2-M15螺紋孔端面加工,同時R12的立銑刀可一次性同時M10螺紋底孔端面及R12的圓弧面，接下來銑削距離7.50-0.20的槽。 工序Ⅲ 鉆削加工2-M15螺紋底孔，采用兩把鉆頭同時加工，則孔軸線與其端面的垂直度由機床和夾具的精度保證，同時保證了兩孔軸線的尺寸精度。然后同一工位同時加工兩個锪孔，攻2—M15螺紋，同樣采用兩孔同時加工，故可以保證了兩個螺紋軸線的平行度。再鉆M10螺紋底孔換刀攻螺紋，完成這一工位所有的加工內(nèi)容。 工序Ⅳ 為了避免深孔加工過程中出現(xiàn)排屑困難，刀具冷卻困難，可以選擇先加工M7的螺紋底孔。在此基礎(chǔ)上加工φ3孔可極大地縮短了走刀長度。最后攻M7螺紋。 三、技術(shù)路線（研究方法） 研究方法： 1、分析零件圖，運用工藝知識選擇加工基準據(jù)實際生產(chǎn)條件確定工藝方案及相應(yīng)加工方法(如:定位,夾緊,毛坯基準,孔徑等)； 2、通過分析擬定必要的保證加工精度的方法：有必要的粗加工，半精加工,精加工等重要加工路線圖； 3、通過分析設(shè)計符合實際的完整的工藝規(guī)程，如：封面、加工工序目錄、工裝目錄、工序圖； 4、通過分析選擇要有對各個方案分別進行了詳細的計算、綜合比較和分析； 5、通過分析選擇一道重要工序的夾具的二維和三維裝配圖； 6、要有相關(guān)重要尺寸鏈換算和要有必要先進工藝加工改進； 7、圖紙和說明書要符合規(guī)范、標準化、清晰； 四、進度安排 1、熟悉設(shè)計任務(wù)書，并了解相關(guān)材料(網(wǎng)上查閱)，準備資料，填寫開題報告：第1~3周（3月3日~3月23日） 2、熟悉零件圖紙(提出有相應(yīng)問題)，熟練掌握CAD2004以上版本及工藝學(xué)、PR0/E：第4~5周（3月24日~4月6日） 3、據(jù)自已所學(xué)知識及實習(xí)工廠或其它修配廠提出改進加工方法，編制整體工藝路線（粗基準、精加工基準、相關(guān)余量選擇）、改進工藝方案及工序目錄，有改進加工方法的簡單工序圖(說明問題)，輸助工具excel或word要有一定使用能力：第6~7周（4月7日~4月20日） 4、對各個方案分別進行了詳細的計算、綜合比較和分析，設(shè)計重要工序裝夾方案，制動器鉗體的二維和三維圖的設(shè)計及中期檢查：第8~9周（4月21日~5月3日） 5、重要工序夾具裝配圖和部件零件圖的設(shè)計：第10~11周（5月4日~5月18日） 6、重要工序夾具裝配圖三維圖的設(shè)計與分解零件圖：第12~14周（5月19日~6月8日） 7、總結(jié)畢業(yè)設(shè)計及編寫說明書、后期檢查審核及修改不足：第15~16周（6月9日~6月22日） 8、畢業(yè)設(shè)計準備答辯及答辯：第17周 （6月23日~6月29日） 五、參考文獻 [1]周爾民.基于Pro/ENGINEER的汽車變速器虛擬裝配仿真技術(shù)[J].汽車工程,2007.6 [2]：方若愚.金屬加工工藝人員參考.2008，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.上海 [3]：王紹俊.機械制造工藝設(shè)計.2006，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.哈爾濱 [4]：陸小春. CAXA 實體設(shè)計標準教程.2009，北京航空航天大學(xué)出版社.北京[3]富成科.機械制造基礎(chǔ)[M].人民交通出版社,1999.1 [5]徐灝.機械設(shè)計手冊[M].機械工業(yè)出版社,2002.8 [6]成大先.機械設(shè)計手冊.化學(xué)工業(yè)出版社,2002.11 [7]張德永. Pro/ENGINEER數(shù)控加工(基礎(chǔ)篇 ).清華大學(xué)出版社,2005.10 [8]熊志旺.SEAT發(fā)動機曲軸的結(jié)構(gòu)及工藝性能分析研究[D].南京理工大學(xué),2004 [9]岳陸游,胡天策,儲亞峰.基于Pro/E三維夾具設(shè)計研究[J].機械工程師,2006.03 六、備注 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日