前剎車調(diào)整臂外殼零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計

Victory belongs to the most persevering課程設(shè)計說明書題 目: “前剎車調(diào)整臂外殼”零件的機械加工 工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 學生姓名: 呂淑鑾 學 號: 0501621218 所在院系: 機械工程學院 專 業(yè): 機/電 班 級: 05 機/電（2） 指導(dǎo)老師: 周益軍 職 稱: 副教授 目錄一零件分析.4一）零件作用二）零件的技術(shù)要求二零件工藝分析.5一） 確定毛坯制造形式二）確定零件尺寸公差和加工余量三）擬定零件加工路線四）前剎車調(diào)整臂外殼零件加工工序內(nèi)容設(shè)計三專用鉆床夾具設(shè)計.221.夾具設(shè)計任務(wù)2.確定夾具的結(jié)構(gòu)方案3.確定夾緊機構(gòu)4.畫夾具裝配圖5.確定夾具裝配圖上標準尺寸及技術(shù)要求四設(shè)計小節(jié).26五參考文獻.27機械制造工藝課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：制定解放牌汽車CA10B型前剎車調(diào)整臂外殼的加工工藝，設(shè)計鉆Rc1/8底孔的鉆床夾具。設(shè)計要求：大批量生產(chǎn) 手工夾緊通用工藝設(shè)備設(shè)計目的：機械制造工藝能力綜合實驗是在學完機械制造技術(shù)后進行的一個綜合性教學環(huán)節(jié)。實驗以課程設(shè)計為主，它一方面要求學生通過設(shè)計能獲得綜合運用所學知識進行工藝系統(tǒng)設(shè)計的基本能力。另一方面也為今后做畢業(yè)設(shè)計進行一次綜合訓練和準備。學生應(yīng)當通過機械制造工藝能力綜合實驗在以下方面得到鍛煉。1.熟悉運用機械制造技術(shù)課程中的基本理論以及在學習中學到的實踐知識，正確解決一個零件的工藝系統(tǒng)的設(shè)計以及在加工中的定位、夾緊。工藝路線安排、工藝尺寸的確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。學生通過設(shè)計夾具的訓練，應(yīng)當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3.學會使用各類手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱出處，能夠熟練使用這些資料。設(shè)計內(nèi)容：1.編制工藝方案 一份 2.機械加工工藝過程卡片 一份 3.機械加工工藝卡 一份 4.機械加工工序卡 一套 5.工藝裝備設(shè)計（夾具） 總裝圖 一張（A1） 6.非標零件圖 若干 7.說明書 一份一.零件分析一） 零件的作用題目所給的零件是解放牌CA10B型前剎車調(diào)整臂外殼。其安裝于汽車的制動器，作用是與各零件配合對汽車起到制動作用，在汽車某些部分（主要是車輪）施加一定的力，對汽車進行一定程度的強制制動。其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。二） 零件的技術(shù)要求該零件的技術(shù)要求如下表所示加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度凸臺前端面32 0 - 017IT1163凸臺后端面32 0 - 017IT1163舌臺前端面12 0 - 024IT1363舌臺后端面12 0 - 024IT1363孔6262IT1363孔1212+018+016IT1363槽26兩端面26 +028 +006IT1163孔138138+012 0IT1125孔1313+012 0IT1325群孔5-4343+016 0IT13另外零件圖還有M10和Rc18的螺紋孔需要加工，以及部分粗糙度較大的面。分析零件圖，前剎車調(diào)整臂外殼的端面均需要切削加工，除Rc18的孔外，另外幾個孔孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度。零件的需加工表面粗糙度較大，其加工精度要求不高，不需要高精度機床加工，通過粗加工和半精加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的工藝性較好。二零件的工藝過程設(shè)計一)確定毛坯制造形式零件的材料為KT350，考慮到汽車在剎車過程中零件經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷。因此可選擇鑄件。又因其為大批量生產(chǎn)，可采用砂型機器造型及殼型。二)確定毛坯尺寸公差和加工余量 1）公差等級 由此零件的功能和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。 2）分模線形狀 根據(jù)該零件的行位特點，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬于平直分模線。 3）零件表面粗糙度 由零件圖可知，該零件的各需加工表面粗糙度均大于等于63um。 綜上，據(jù)切削加工簡明實用手冊表8-2鑄件機械加工余量等級可以確定零件尺寸公差為CT8級，加工余量MA為G級。 查表8-3鑄件尺寸公差數(shù)值確定公差值為18mm。 查表8-1鑄件機械加工余量確定余量為25mm。25mm為進行雙側(cè)加工時每冊的加工余量值。 其示意圖如下： 查表8-4錯型值確定錯型值為07。 鑄件的底側(cè)面采用CT8級。MAG級 頂面則為CT9級MAH級。 砂型鑄造孔的加工余量等級可選用相同的等級。三)擬訂零件工藝路線1定位基準的選擇 1）精基準的選擇 根據(jù)該零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇零件凸臺前端面和軸孔62作為精基準。零件上很多表面都可以采用他們作為基準進行加工。即遵循了“基準統(tǒng)一”原則 2）粗基準的選擇 選擇零件軸孔62的外圓和凸臺后端面作為粗基準。采用62外圓面定位加工內(nèi)孔，可保證孔的壁厚均勻。采用凸臺后端面作為粗基準加工前端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。 2.表面加工方法的確定 根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面精度，查課本表 ，確定加工工件的加工方案如下表所示加工表面公差及精度等級表面粗糙度加工方法凸臺前端面IT1163粗銑半精銑凸臺后端面IT1163粗銑半精銑舌臺前端面IT1363粗銑半精銑舌臺后端面IT1363粗銑半精銑孔62IT1363粗鏜半精鏜孔12IT1363鉆鉸槽26兩端面IT1163鉆孔138IT1125鉆孔13IT1125鉆群孔5-43IT13鉆M10鉆攻絲Rc1/8鉆攻絲3.加工階段的劃分將零件加工階段劃分成粗加工。半精加工2個階段。在粗加工階段，首先要將精精基準（凸臺前端面和62孔軸）準 本好，使后續(xù)工序都可以采用精基準頂位加工。4.工序的集中與分散 選用工序集中原則安排調(diào)整臂外殼的加工工序。運用集中原則使工件的裝夾次數(shù)減少，不但可縮短輔助時間，而且用于在一次裝夾中加工許多表面，有利于保證各個表面之間的相對位置精度要求。5.工序順序的安排 機械加工工序的安排如下遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準凸臺前端面和軸孔62 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面凸臺前后端面和孔62，再加工舌臺兩端面。遵循“先面后孔”原則，先加工凸臺端面，再加工軸孔62，再鉆其他各孔。6.機床設(shè)備、工裝的選用針對大批量生產(chǎn)的工藝特征，選用設(shè)備及工藝裝備按照通用專用相結(jié)合的原則。各工序使用的機床設(shè)備、工裝及工藝路線如下表所示工序號工序名稱及內(nèi)容機床設(shè)備刀具量具1粗銑凸臺兩端面X51立式銑床端銑刀游標卡尺2半精銑凸臺兩端面X51立式銑床端銑刀游標卡尺3鏜銷孔62T716立式金剛鏜床鏜刀卡尺 塞規(guī)4銑槽X51立式銑床立銑刀游標卡尺5銑舌臺兩面XA613臥式銑床套式面銑刀游標卡尺6鉆12+018+016孔X525立式鉆床麻花鉆卡尺 塞規(guī)7鉆5-43+016 0臺式小鉆床麻花鉆卡尺 塞規(guī) 分度盤8鉆13+012 0并鉆沉頭孔X525立式鉆床麻花鉆卡尺 塞規(guī)9鉆138+012 0X525立式鉆床麻花鉆卡尺 塞規(guī)10鉆M10螺紋底孔X525立式鉆床麻花鉆游標卡尺11鉆Rc1/8錐螺紋底孔X525立式鉆床麻花鉆游標卡尺12攻絲絲錐13去毛刺鉗工臺平銼四)前剎車調(diào)整臂外殼零件加工工序內(nèi)容設(shè)計1.零件加工余量工序尺寸和公差的確定下面以工序1和工序2和工序12為例說明加工余量工序尺寸和公差的確定方法1) 工序1和工序2加工凸臺兩端面至設(shè)計尺寸的加工余量工序尺寸和公差的確定。第一二道工序的加工過程為：以后端面B定位，粗銑前端面A，保證工序尺寸P1。 以前端面A定位，粗銑后端面B，保證工序尺寸P2。 以后端面B定位，半精銑前端面A，保證工序尺寸P3。 以前端面A定位，半精銑后端面B，保證工序尺寸P4，達到零件圖D的設(shè)計要求。D=32 0 - 017 根據(jù)1，2道工序的加工過程，畫出加工過程示意圖，從最后一道工序向前推算，可以找出全部工藝尺寸鏈。如下圖所示，求解各工序尺寸與公差的順序如下：由圖a）可知 P4=D=32 0 - 017由圖b）可知 P3=P4+Z4 其中Z4為半精銑加工余量，查附11Z4=1mm則P3=（32+1）mm=33mm。由于尺寸P3是半精銑加工中保證，查附表，半精加工工序的經(jīng)濟加工精度等級可以達到B面的最終加工要求IT9，因此確定該工序尺寸公差為IT9其公差值為0062mm。故P3=（33±0031）mm由圖c)可知P2=P3+Z3.其中Z3是半精加工余量Z3=1mm則P2=(33+1)mm查表半精加工工序的經(jīng)濟加工精度等級可以達到A面的最終加工要求IT9.因此確定該工序尺寸公差為IT9.其公差值為0.062mm.故P4=(34+±0.031)mm. 由圖d)可知P1=P2+Z2其中Z2是粗加工余量1.5mm.P1=(34+1.5)mm=35.5mm精加工工序經(jīng)濟加工精度等級可達到IT13.因此確定該工序尺寸公差為IT13.其公差值為0.39mm故P1=(35.5±0.195)mm為驗證確定該工序尺寸與公差是否合理,還要對加工余量進行校核,保證最小余量不能為零或負值.余量Z4的校核. Z4是封閉環(huán).Z4max=P3maxP4min=(33+0.031)(320.17)=1.139mmZ4min=P3minP4max=(330.031)32=0.969mm余量Z3的校核 Z3是封閉環(huán)Z3max=P2maxP3min=(34+0.031)=1.062Z3min=P2minP2max=(340.031)(33+0.031)=0.938余量Z2的校核 Z4是封閉環(huán). Z2max=P1maxP2min=(35.5+0.195)(340.031)=1.726mm Z2min=P1minP2max=(35.50.195)(34+0.031)=1.274mm余量校核結(jié)果表明,所確定尺寸公差是合理的.將工序尺寸按“入體原則”表示:P4=32 0 -0.17mmP3=33.031 0 -0.062mm P2=34.031 0 -0.062mm P1=35.695 0 -0.39mm 2)工序7-鉆群孔5-4.3 的加工余量.工序尺寸和公差的確定.根據(jù)零件圖上對此孔的技術(shù)要求.加工此孔只需要鉆即可.則鉆孔余量Z鉆=4.3mm.尺寸公差為0.16mm.2) 工序11鉆錐行螺紋Rc1/8底孔(8.8mm)的加工余量.工序尺寸和公的確定.根據(jù)此孔的加工技術(shù)要求加工此孔只的加工技術(shù)要求加工此孔只需要鉆即可.則Z鉆=8.8mm2切削用量，時間定額的計算1）切削用量的計算工序1粗銑凸臺兩端面。該工序分為兩個工步，工步1以B面定位，粗銑A面，工步2是以A面定位，粗銑B面。由于這一工步是在一臺機床上經(jīng)過一次走刀加工完成的，因此它們所選用的切削速度v和進給量f是一樣的，被吃刀量ap也一樣。被吃刀量的確定：工步1的被吃刀量取Z1，Z1=（2.5-1）mm=1.5mm=ap1；工步2的被吃刀量取為Z2，Z2=1.5mm故ap2=1.5mm。即ap1=ap2=ap=1.5mm進給量的確定：根據(jù)附表高速鋼套式面銑刀銑平面進給量按機床功率510Kw。工件-夾具系統(tǒng)鋼度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取0.2mm/z。銑削速度的計算：按鑲齒銑刀，d/z=125/14的條件（d=125mm，z=14）選取，切削速度可選取41m/min。由公式n=1000v/d可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速為 參照附表所列X51立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=125r/min。再將此公式代入上述公式重新計算，可求得該工序的實際切削速度v為 該工序切削用量為：主軸轉(zhuǎn)速n=125r/min。切削速度V=49.06m/min背吃刀量ap=1.5mm.每齒進給量f2=0.2mm/Z工序2-半精銳兩端面.該工序分兩個工步.情況與工序1同樣.背吃刀量ap的確定:取ap=Z3=Z4=1mm.進給量的確定:根據(jù)附表,按表面粗糙度Ra5um的條件選取,該工序的每齒進給量f取0.1mm/Z銳削速度的計算:根據(jù)表,按鑲齒銑刀d/z=125/14銑削速度V=48m/min.由公式n=1000v/d可求得銑刀的速度n為 參照附表所列×51型立工銑床的主軸轉(zhuǎn)速,取n=160r/min.將此代入公式,可求該工序的實際切削速度v為 該工序切削用量為:主軸轉(zhuǎn)速n=160r/min,切削速度V=62.8m/min.背吃刀量ap=1mm.每轉(zhuǎn)進給量f=4mm/r工序7-鉆群孔54.3 mm孔此工序有5個工步,但各個工步加工情況相同.故可用切削用量. 背吃刀量的確定:取ap=4.3mm進給量的確定:根據(jù)附表選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.1mm/r切削速度的計算:根據(jù)附表,按工件材料KT350的條件選取,切削速度V=20m/min.由公式n=1000v/d.可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=1481.26r/min.根據(jù)列表臺式Z4006鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=1450r/min.將此轉(zhuǎn)速重新代入公式計算,求出該工序的實際鉆削速度V=19.58m/min.工序11-鉆錐螺紋Rc1/8底孔(8.8mm)背吃刀量的確定:取ap=8.8mm.進給量的確定:查表確定f=0.1m/r.切削速度:取V=25m/min(切削手冊表2.13)所以按機床選取nw=680r/min實際切削速度2)時間定額的計算基本時間tm的計算.工序1:粗銑凸臺兩端面.根據(jù)表中銑刀銑平面(對稱銑削,主偏角kr=90°)的基本時間tj計算公式可求出該工序的基本時間tj為 tj=(l +l1+l2)fm2式中,當主偏角Kr=90°時,切入行程 切出行程 l2=（13）mm。該工序包括兩個工步，即兩個工步同時加工。故式中l(wèi)=2×82mm=164mm；l2=1mm3mm。取l2=1mmfmz=f×n=fz×z×n=0.2×14×125mm/min=350mm/min將上述參考代入上式,則該工序的基本時間tj為工序2:半精銑凸臺兩端面同理,根據(jù)基本時間計算式可求出該工序的基本時間.式中,l=164mm.l1=16.5mm. l2=1mm. fmz=f×n=0.1×14×160=224mm/min將上述參數(shù)代入式,則該工序的基本時間tj為 工序7-鉆群孔54.3根據(jù)表鉆孔的基本時間tj計算公式可求出鉆孔工步的基本時間tj為 式中,切入行程切出行程l2=(14)mm l32mm, l2=1mm, l1=D/2cotKt+(12)=4.3mm2×cot54°+1mm2.5mm, f=0.1mm/r n=1450r/min將上述結(jié)果代入公式,則工序的基本時間tj為 tj =(l+l1+l2)fn=(32+2.5+1)mm(0.1×1450)mm/min 0.245min=14.7s則該工序的總時間為 t=5tj=(14.7×5)s=73.5s工序11-:鉆錐螺紋Rc1/8底孔(8.8mm)根據(jù)表鉆孔的基本時間tj計算公式可求出鉆孔工步的基本時間tj為 tj = Lfn=(l+l1+l2)fn式中,切入行程 l1=D/2cotKr+(12)mm切出行程l2=(14)mm l=32mm, l2=1mm. l1=D/2cotKr+(12)mm=8.82×cot54°+14mmf=0.11mm/r n=680r/mm將上述參數(shù)代入式,則該工序的基本時間tj為 輔助時間tj的計算。輔助時tj與基本時間tj的關(guān)系為tj=(0.150.2)tj。則各個工序的輔助時間分別如下： 工序1的輔助時間：tj=0.15×31.2=4.68S 工序2的輔助時間：tj=0.15×48.6=7.29S 工序 的輔助時間tj=0.15×14.7s=2.175s 工序 的輔助時間tj=0.15×29.7s=4.455s.其他時間的計算。除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間，休息與生理需要時間和準備終結(jié)時間。由于本設(shè)計中零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，分推到每個工件上準備時間與終結(jié)時間甚微，可不計；布置工作地時間tb是作業(yè)時間的2%7%。休息與生理時間tx是作業(yè)時間的2%4%本例均取3%，則各工序的其他時間（tb+tx）可按關(guān)系式（3%+3%）×（tj+tf）計算分別如下：工序1的其他時間：tb+tx=6×(31.2+4.68)s2.15s工序2的其他時間：tb+tx=6×(48.6+7.29)s3.35s工序7的其他時間：tb+tx=6×(73.5+2.175)s4.54s工序11的其他時間：tb+tx=6×(29.7+4.455)s2.05s單位時間tdj的計算。本設(shè)計中各工序的單位時間分別如下：工序1的單位時間：tdj=(31.2+4.68+2.15)s=38.03s工序2的單位時間：tdj=(48.6+7.29+3.35)s=59.24s工序7的單位時間：tdj=(29.7+4.555+2.05)s36.31s工序11的單位時間：tdj=(73.5+2.175+4.54)s80.22s三 前剎車調(diào)整臂外殼專用鉆床夾具設(shè)計1夾具任務(wù)設(shè)計 圖a所示為零件加工工序 鉆錐螺紋Rc1/8底孔的工序簡圖。已知：工件材料為KT350。毛坯為鑄件，所用機床為Z525型立式鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。試設(shè)計該工序的專用夾具。2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準，選用一面雙銷定方案（如圖a）長定位銷與工件定位端面接觸，限制 個自由度。且保證工序尺寸 銷邊銷與工件另一定位孔配合取12限制一個自由度 兩銷連線與水平連線夾角為15度。且保證尺寸100mm。以確保加工孔位置。Rc1/8底孔徑尺寸由刀具直接保證，位置精度由鉆套位置保證。確定導(dǎo)向裝置。本工要求對Rc1/8底孔進行鉆。生產(chǎn)批量大。故選用可換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件。可換鉆套鉆套用襯套和鉆套螺釘查表。查表確定鉆套高度H=16mm。排屑空間h=(0.30.6)d取h=4mm可換鉆套確定為鉆套螺釘M6 見金屬切削機床夾具設(shè)計手冊其圖見裝配圖。確定夾緊機構(gòu)選用螺母夾緊。如裝配圖所示其零件均采用標準元件?？刹殚喯嚓P(guān)標準確定畫裝配圖。確定夾具裝配圖上的標準尺寸及技術(shù)要求確定定位元件之間的尺寸 定位銷與削邊銷中心距 兩銷中心連線與水平線夾角為15度 確定鉆套位置尺寸 鉆套中心線與定位端面之間的尺寸及公差取確保零件相應(yīng)工序尺寸16 0 -0.085 mm的平均尺寸，即15.96mm公差的1/3，偏差對稱標注即±0.028mm,標注為15.96±0.028mm確定鉆套位置公差鉆套中心線與夾具體底面的垂直度公差取0.05mm定位銷中心線與夾具體底面的平行度公差取0.02mm.設(shè)計小結(jié)通過這次課程設(shè)計，對所學的知識有進行了一次全面總結(jié)和鞏固。利用這次機會鍛煉了自己的分析問題能力和解決問題能力。為以后找工作，做畢業(yè)設(shè)計打下了一個良好的基礎(chǔ)。剛開始對我們來說，這個課程設(shè)計有點難，但在這兩三周里，通過同學們的討論，自己的分析，問題被一個一個解決掉了，看著自己的設(shè)計夾具，有種成就感。但在這次課程設(shè)計過程中，也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，有些知識都忘記了。今后我會更加努力學習專業(yè)知識，以提高自己的能力。參考文獻金屬切削機床夾具設(shè)計手冊 1982版 機械工業(yè)出版社機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo) 2007版 人民郵電出版社機械制造工藝設(shè)計手冊 1984版 哈爾濱工業(yè)大學出版社機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 1993版 機械工業(yè)出版社切削加工簡明手冊 1985版 機械工業(yè)出版社 切削手冊 24Life allows no“what-if ”s ,and there is no going back to the beginning.