機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計-CA10B解放牌汽車前剎車調(diào)整臂外殼(2).doc

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計（中文題目）ca10b解放牌汽車前剎車調(diào)整臂外殼學(xué)號學(xué)生姓名所在專業(yè)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化所在班級機(jī)電1082指導(dǎo)教師職稱副教授副指導(dǎo)教師職稱答辯時間2011年 6 月 17 日目 錄序言1摘要1關(guān)鍵詞11. 零件的工藝分析與生產(chǎn)類型的確定11.1. 零件的用途11.2. 零件的工藝分析11.3. 零件的技術(shù)要求11.4. 確定零件的生產(chǎn)類型22. 確定毛坯、繪制毛坯簡圖22.1.確定毛坯的制造形式.22.2.定位基準(zhǔn)的選擇.22.2.1.精基準(zhǔn)的選擇22.2.2.粗基準(zhǔn)的選擇22.3.表面加工方法的確定.22.4.加工階段的劃分.32.5.工序順序的安排.32.5.1.機(jī)械加工工序32.5.2.輔助工序32.6.制定工藝路線.32.6.1.工藝路線方案一32.6.2.工藝路線方案二43.機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定53.1.毛坯尺寸公差53.2機(jī)械加工余量53.3.毛坯鑄件的基本尺寸54.切削用量以及機(jī)床的確定5-85.加工余量、工序尺寸和公差的確定8-106切削用量、時間定額的計算106.1切削用量106.1.1.背吃刀量的確定.106.1.2.進(jìn)給量的確定 106.1.3.車削速度的計算和選擇.106.2.時間定額的計算.106.2.1.基本時間的計算10-136.2.2.輔助時間的計算.137.零件專用夾具的設(shè)計.137.1.設(shè)計方案的確定 137.2.夾緊力的分析.137.3.精度的分析.137.4.夾具操作說明.13參考文獻(xiàn).14序 言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計把大學(xué)所有的專業(yè)基礎(chǔ)知識結(jié)合起來，完成一次理論與實踐的結(jié)合，為我們打下牢固的專業(yè)知識打下基礎(chǔ)，是我們大學(xué)中不可缺少的一部分，鍛煉我們的解決問題的能力，還有查找資料的能力。就我個人而言，這次課程設(shè)計是對自己未來從事的工作進(jìn)行的一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后的工作打下良好的基礎(chǔ)。熟悉運用機(jī)械制造技術(shù)課程中的基本理論以及在學(xué)習(xí)中學(xué)到實踐知識，正確解決一個零件的工藝系統(tǒng)設(shè)計以及在加工中的定位工藝路線安排工藝尺寸的確定。學(xué)會使用各類手冊和圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱并且熟悉使用。摘要：本設(shè)計是對ca10b解放牌汽車前剎車調(diào)整臂外殼進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計與對本設(shè)計工藝流程的工序一進(jìn)行專用夾具的設(shè)計。關(guān)鍵詞：ca10b；前剎車調(diào)整臂；夾具。1.零件的工藝分析與生產(chǎn)類型的確定11.零件的用途1.1.1. 我們這次題目做的零件是ca10b解放牌汽車“前剎車調(diào)整臂外殼”， 它的主要作用是對前剎車調(diào)整臂進(jìn)行支撐和保護(hù)，它的中心是一個花鍵孔，外面是蝸輪齒。側(cè)面有一個蝸桿軸，頭上有一個四方，調(diào)整剎車用。最外頭有一個孔，裝銷子連接剎車分泵?？准版I槽和軸配合傳遞扭矩達(dá)到調(diào)整剎車的作用。1.2.零件的工藝分析1.2.1.本零件作用于支撐和保護(hù)前剎車調(diào)整，同時也傳遞力矩，對此對零件有一定的強(qiáng)度要求。選用kt350，抗拉強(qiáng)度達(dá)到300mpa，而且可鍛鑄鐵可以承受震動與沖擊、良好的鑄造性能、良好的切屑加工性能。還有鑄件大批量生產(chǎn)成本優(yōu)點很突出。1.2.2.零件的加工過程中，要保證側(cè)孔13. 8、13、16孔在同一中心線上，其中心軸線距定位基準(zhǔn)60孔為39.50.2的位置精度要求；零件兩大端面相對中心對稱線32，另外r11孔對右側(cè)凸臺端面有700.25的位置度要求。本課程設(shè)計所設(shè)計的夾具用于在c620車床上加工大端端面及60孔的裝夾。設(shè)計以大端一側(cè)端面、r41外圓面為定位基準(zhǔn)，上端以r16外圓用v型塊壓緊，進(jìn)行加工。加工包括粗精車大端端面及60內(nèi)孔，主要加工面是大端端面，孔為次要加工表面。1.3.零件的技術(shù)要求按表1-1形式將該零件的全部技術(shù)要求列于表2-1中。加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度ra（um）形位公差/mm大端兩端面it116.3-小端兩端面it126.3-12mm孔it116.3-方槽及倒角it116.3-13mm孔it1125-16mm孔it1125-13.8mm孔it1125-4.3mm孔it11-1.4確定零件的生產(chǎn)類型以設(shè)計題目可知：q=5000臺年，m=1件臺，結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%，。代入公式（1-1）得n=5000臺年1件臺（1+3%）（1+0.5%）=5175.75件年調(diào)整臂外殼重量為2.5，查表1-3知，屬于輕型零件；查表1-4知，該零件的生產(chǎn)為大批大量生產(chǎn)。2. 確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.1.確定毛坯的制造形式 零件的材料為kt350,零件承受的沖擊載荷不是很大，且零件的輪廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，又為大批量生產(chǎn)，而且表面粗糙度質(zhì)量要求也不是很高，故可采用鑄件，以提高生產(chǎn)效率和效益，毛坯的鑄造起模斜度不大于2。2.2定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，對零件的生產(chǎn)是非常重要，定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。2.2.1精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇大端端面左端面和和60內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)，零件上很多表面都可以采用他們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。60孔軸線又是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其和大端左端面作為精基準(zhǔn)定位加工小端兩端面和孔，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度的原則。2.2.2粗基準(zhǔn)的選擇按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，應(yīng)選取盡量不加工的表面為粗基準(zhǔn)，作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。故選用r41外圓面及大端端面的右端面為粗基準(zhǔn)。r41外圓面定位加工內(nèi)孔60可保證孔的壁厚均勻，采用大端右端面作為粗基準(zhǔn)加工大端左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。2.3.表面加工方法的確定根據(jù)零件圖上個加工表面的尺寸精度和表面粗糙，確定各表面的加工方法，如表2-2所示。加工面尺寸精度及等級表面粗糙度ra（um）加工方案備注大端兩端面it116.3粗車和半精車表1-8小端兩端面it126.3粗銑和精銑表1-812mm孔it116.3鉆-擴(kuò)-鉸表1-7方槽和倒角it116.3拉方槽和倒角表1-813mm孔it1125鉆表1-716mm孔it1125鉆表1-713.8mm孔it1125鉆表1-7rc1/8錐螺紋、m10螺紋、4.3孔it12-鉆、攻表1-72.4.加工階段的劃分該零件的加工質(zhì)量要求不是很高，可將加工階段劃分為粗加工和半精加工。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（零件的大端左端面和60內(nèi)孔）準(zhǔn)備好，是后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑小端兩端面，粗車大端右端面，粗銑三個凸臺，方槽和方槽倒角，還有粗車60孔。在半精加工階段，完成半精車大端兩端面，半精銑小端兩端面，方槽的精銑加工和鉆、擴(kuò)、鉸13、13.8、16，鉆、攻m10螺紋；鉆、擴(kuò)54.3，攻rc 1/8錐孔。2.5.工序順序的安排2.5.1機(jī)械加工工序 2.5.1.1遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)大端左端面和60孔2.5.1.2遵循”先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后加工精加工工序。2.5.1.3遵循“先主后次”原則，先加工主要表面大端左端面和60孔，方槽，小端兩端面，后加工次要表面三個凸臺面。2.5.1.4遵循“先面后孔”原則。2.5.2輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗過程。 綜上所述，該零件工序安排順序為：主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次要表面加工輔助加工。2.6.制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機(jī)床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。2.6.1.工藝路線方案一工序1 粗車大端兩端面； 半精車大端兩端面； 粗車60孔；采用c620車床，使用專用夾具；工序2 粗銑小端兩端面；半精銑小端端面，使用銑床x6125，對兩個表面同時加工； 工序3 鉆、擴(kuò)、鉸12孔，采用立式鉆床z518;工序4 粗銑、半精銑30右端面，采用立式銑床x6125;工序5 拉方槽，使用l5520拉床；工序6 拉方槽倒角，采用l6215拉床；工序7 銑圓形凸臺；工序8 鉆孔，攻m10螺紋；工序9 鉆側(cè)面孔13.8，13，16；工序10 攻rc 1/8錐螺紋；工序11 去毛刺，檢驗。 2.6.2 工藝路線方案二工序1 粗車大端兩端面； 半精車大端兩端面；工序2 粗車60孔；半精車60孔，采用c620車床，使用專用夾具；工序3 粗銑小端兩端面；半精銑小端端面，使用銑床x6125，對兩個表面同時加工；工序4 鉆、擴(kuò)、鉸12孔，采用立式鉆床z518;工序5 一面兩銷，拉方槽，使用l5520拉床；;工序6 銑方槽倒角;工序7 以60孔12孔與端面一面兩銷，銑三個凸臺；工序8 一面兩銷，鉆、擴(kuò)、鉸13、13.8、16的孔；工序9 鉆、攻m10螺紋；工序10 一面兩銷，鉆、擴(kuò)54.3；工序11 攻rc 1/8錐孔；工序12 去毛刺，檢驗。比較以上兩種方案,兩種方案的定位基準(zhǔn)基本一樣,加工工序的也大致相同，但方案一工序安排不利于提高效率，第二種方案更為合理，選第二種方案。3、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)以上資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)加工余量，確定毛坯尺寸公差和機(jī)械加工余量由表2-10到2-12可知，要確定確定毛坯尺寸公差和機(jī)械加工余量應(yīng)確定一下各因素。3.1毛坯的尺寸公差由表2-1查得砂型鑄造的可鍛鑄鐵的公差等級是8-12級，本設(shè)計都取12級，特別的尺寸取11級。3.2機(jī)械加工余量由表2-5查得砂型鑄造可鍛鑄鐵的機(jī)械加工余量等級為e-g,本設(shè)計取g級，特別的尺寸選e級。3.3毛坯鑄件的基本尺寸由公式（2-1）r=f+2rma+ct/2得小端端面距離=12+2*0.5+4.4/2=15.2 mm大端端面距離=32+2*0.5+5/2=35.5mmr11凸臺離60軸線距離=70.5+（2*1.4+6/2）/2=73.4 mm30左右兩端面距離=84+2*0.8 +4.4/2=87.8mm方槽的距離=26+2*0.5 +5/2=29.5mm由公式（2-2）r=f-2rma-ct/2得內(nèi)孔60的毛坯尺寸為56.5mm方槽的距離=26-0.5-5/2=23mm4.切削用量以及機(jī)床的確定工序1. a.粗車大端兩端面1. 加工材料：kt350,精密鑄造機(jī)床：ca620;刀具：高速鋼端面車刀；量具：游標(biāo)卡尺。2. 切削用量：a粗車大端兩端面ap=1.2mm, f=0.12mm/r, v=80m/minb.半精車大端兩端面 切削用量：ap=0.55mm, f=0.08mm/r, v=120 m/minc. 粗車60孔 切削用量 ap= 1.75mm, f=0.5 mm/r, v=20 m/min;工序2. 銑小端兩端面 機(jī)床：臥式銑床x62,采用盤型三面刃銑刀，同時銑兩端面；量具：游標(biāo)卡尺。 粗銑切削用量：ap=2mm, f=0.2 mm/z, v=30 m/min 精銑切削用量：ap=1mm, f=0.1 mm/z, v=45 m/min工序3. 鉆、擴(kuò)、鉸12的孔 機(jī)床：z518，刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀；量具：卡尺和塞規(guī)。 鉆削切削用量：ap=2mm, f=0.15 mm/r, v=39.2 m/min 擴(kuò)孔切削用量：ap=1mm, f=0.1 mm/r, v=43.9 m/min 鉸孔切削用量：ap=0.5mm, v=18.9 m/min工序4. 拉削方槽 機(jī)床：l5520工序5. 銑方槽倒角 機(jī)床：x62工序6. 銑三個凸臺。 機(jī)床：立式銑床x50a,立銑刀20/5，游標(biāo)卡尺。 粗銑銑削用量： ap=2mm, f=0.12 mm/r, v=38 m/min; 半精銑銑削用量：ap=1mm, f=0.08mm/r, v=42 m/min工序7. 鉆13、13.8、16孔 機(jī)床：立式鉆床z524，麻花鉆。 鉆削用量：f=0.08mm/r, v=12m/min 16孔：f=0.15 mm/r, v =12m/min 工序8. 鉆、攻m10螺紋 機(jī)床：z525鉆床 切削用量： f=0.13 mm/r, v=41.4 m/min 工序9. 鉆54.3孔 機(jī)床：z525 使用鉆模板加工孔 鉆削用量：f=0.08mm/r, v=16m/min工序10 攻rc 1/8錐孔 機(jī)床：z525 將工作臺旋轉(zhuǎn)15，鉆孔后攻螺紋孔。由上可畫出毛坯簡圖為：圖（1-1） 由于毛坯及以后工序或工步的加工都有誤差。由于本設(shè)計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。4.1公差的確定4.1大端兩端面毛坯時加工余量均為1.75mm,粗車1.2mm,半精車0.55mm達(dá)到兩端面距離mm，表面粗糙度ra6.3.4.2小端面加工余量為1.6mm,粗銑1.1mm,精銑0.5mm,兩端面達(dá)到mm，表面粗糙度ra 6.3。4.3銑30mm右端面、左端面，r11mm凸臺，其加工余量分別為1.9mm、1.9mm、2.9mm，氣粗精加工余量分別為粗銑1.3mm,半精銑0.6mm,距離中心線37mm，粗銑1.3mm,半精銑0.6mm,距離中心線47mm，粗銑2mm，精銑0.9mm，保證70.5mm。4.4拉26mm方槽，其加工余量為3，采用一次加工到位，選用精密拉床。4.5車60內(nèi)孔，其加工余量是1.75mm，粗加工為1.75mm，此內(nèi)孔要求不高，不用半精車。5. 加工余量、工序尺寸和公差的確定5.1工序1大端兩端面、60孔至設(shè)計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定。第一道工序的加工過程為：5.1.1以右端面b定位，粗車左端面a，保證工序尺寸p15.1.2以左端面a定位，粗車右端面b,保證工序尺寸p25.1.3以有b面定位，半精車a端面，以左端面a定位，半精車右端面b ,保證工序尺寸p3，達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸d的要求，d=。5.1.4以v型塊夾持外圓面，以支撐板支撐一端面，粗車內(nèi)孔，達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸d1，d1=60。由圖1-2所示方案，可找到全部工藝尺寸鏈，圖1-2圖1-35.2本工序的公差5.2.1從圖1-2知，p4=d=;5.2.2因為p3=p4+z4,其中z4為半精車余量，確定z3=0.55mm，p3=(32+0.55)mm=32.55mm。由于工序尺寸p3是在半精車加工中保證，查表1-20知，粗車工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級可達(dá)到b面得的最終加工要求it11，因此確定該工序尺寸公差為it11，其公差值為0.16，故p2=(32.550.080)mm。5.2.3因為p2=p3+z3，其中z3為半精車余量，即z3=0.55，p2=(32.55+0.55)mm=33.10mm，由表1-20確定該半精車工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級為it11,其公差值0.16mm，故p1=(33.300.080)mm.5.2.4因為p1=p2+z2，其中z2為粗加工余量，即z2=1.2，p1=34.30mm，由表1-20確定該粗車工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級為it13, 其公差值0.39mm,故p1=（34.300.195）mm5.2.5因為毛批量為35.500.195，同4。5.2.6從圖1-3可知，p=p1+2z,由于z為粗車余量，一次切除到位，故z為毛坯余量，z=1.75mm，因為p=60mm，p1=60-3.5=56.5mm，由表1-20確定該粗車工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級it13，其公差值為0.46mm，故p1=(56.50.23)mm。經(jīng)余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸是合理的。6. 切削用量、時間定額的計算6.1切削用量本設(shè)計只詳細(xì)計算工序1工序1 粗車大端兩端面；半精車大端兩端面；粗車60孔； 該工序分為5個工步：工步1是以b面定位，粗車a面；工步2是以a面定位，粗車b面；工步3是以b面定位，半精車a面；工步4是以a面定位，半精車b面；工步5是以一端面定位，粗車60內(nèi)孔。由于這工步1和2是在一臺機(jī)床上經(jīng)一次走刀加工完成的，因此它們所選用的切削速度v和進(jìn)給量f是一樣的，只有背吃刀量不同；工步3和工步4同理。6.1.1背吃刀量的確定 工步1的背吃刀量ap1=1.2mm，就是毛坯的總余量減去精加工的余量；而工步2的背吃刀量ap2=1.2mm。6.1.2進(jìn)給量的確定 由表5-1，按機(jī)床功率為5-10kw，工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工件的每齒進(jìn)給量fz取為0.12mm/r。 6.1.3車削速度的選擇和計算 從表5-2可知切削速度為80m/min。6.1.4工步3和4的背吃刀量為0.55mm，切削速度為120m/min，進(jìn)給量為0.08mm/r。6.1.5工步5的背吃刀量是1.75mm，切削速度為20m/min，進(jìn)給量為0.5mm/r。6.2時間定額的計算6.2.1基本時間tm的計算工序1粗車大端兩端面,半精車大端兩端面，粗車60內(nèi)孔。工步1和2：粗車大端兩端面。由表5-39車端面基本時間的計算可知，該端面車刀的主偏角kr=90的基本時間計算公式為tj=（l+l1+l2）i/fn可求出該工步的基本時間，由于兩個工步同時加工，l=35.5mm；l2 =1-3mm，取l2=1mm，l1=10mm，i=1，n=310r/min，f=0.12mm/r。tj=（35.5+1+10）*1/310/0.12=1.25min，工步1和工步2一樣都為1.25min。工步3和4：半精車大端兩端面。因為l=33.1mm；l2 =1-3mm，取l2=1mm，l1=10mm，i=1，n=465r/min，f=0.08mm/r。tj=（33.1+1+10）*1/465/0.08=1.18min，工步3和工步4一樣都為1.18min。工序8鉆13.8mm孔，13mm孔和臺階孔16mm。（1）鉆12mm孔。采用z3025立式鉆床，高速鋼鉆頭鉆孔。查設(shè)計手冊表3-38得f0.520.64mmr，因孔深與孔徑之比小于3，因此不用乘于修正系數(shù)。查設(shè)計手冊附表4-4-2，z3025立式鉆床說明書取f0.63mmmin，查設(shè)計手冊表3-42得v27mmin，故。根據(jù)z3025立式鉆床說明書（設(shè)計手冊附表4-4-1）取1000rmin， 故實際切削速度37.68m/min。切削加工時：l，3mm。0.112（min）（2）擴(kuò)孔。查工藝手冊表1115得f（1.21.8），切削速度：v= ，查設(shè)計手冊表3-117得f（1.21.8）*（0.52-0.64）mmr。取0.63mmr，v13.59mmin ，故f（1.21.8）0.630.751.13（mmr），取v12mmin。查設(shè)計手冊附表4-4-2取f0.4mmr,故294（rmin），查z3025鉆床說明書（附表4-4-1）取400rmin則實際切削速度為： =16.3mmin切削工時：（3）擴(kuò)孔。同上取進(jìn)給量f0.4mmr，n400rmin則 切削工時：tm=（4）擴(kuò)孔用擴(kuò)孔鉆16mm擴(kuò)孔，查工藝手冊表1115得f（1.21.8），切削速度：v= ，查設(shè)計手冊表3-117得f（2.22.4）*（0.61-0.75）mmr。取0.63mmr，v13.59mmin ，故f1.391.51（mmr），取v12mmin。查設(shè)計手冊附表4-4-2取f0.4mmr,故239（rmin），查z3025立式鉆床說明書（附表4-4-1）取250rmin則實際切削速度為： =12.6mmin切削工時：。工序9鉆8.8mm孔。采用z3025立式鉆床，高速鋼鉆頭鉆孔。查設(shè)計手冊表3-38得f0.470.57mmr。查設(shè)計手冊附表4-4-2，z3025鉆床說明書取f0.50mmin，查設(shè)計手冊表3-42得v27mmin，故。根據(jù)z3025立式鉆床說明書（設(shè)計手冊附表4-4-1）取1000rmin， 故實際切削速度31.4m/min。切削加工時：l31mm，3mm。工序10鉆5-4.3mm孔進(jìn)給量：查設(shè)計手冊表3-38得f0.27-0.33mmr，查設(shè)計手冊表4-5，z3040機(jī)床說明書，取f0.2mmr。切削速度：由設(shè)計手冊表3-42查得v=0.45ms27mmin，所以 ns=1000v/dw=1998r/min，根據(jù)機(jī)床說明