“前剎車調(diào)整臂外殼”零件的機(jī)械加工課程

1、課程設(shè)計說明書題目 :“前剎車調(diào)整臂外殼”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計學(xué)生姓名 :呂淑鑾學(xué)號: 0501621218所在院系 :機(jī)械工程學(xué)院專業(yè) :機(jī)/ 電班級 :05機(jī)/ 電（ 2）指導(dǎo)老師 :職稱:目錄一零件分析.4二零件工藝分析.5 三專用鉆床夾具設(shè)計.221.2.3.4.畫夾具裝配圖5.確定夾具裝配圖上標(biāo)準(zhǔn)尺寸及技術(shù)要求四設(shè)計小節(jié)五參考文獻(xiàn) .26.27機(jī)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(jī)械制造工藝能力綜合實驗是在學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)

2、后進(jìn)行的一個綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)。實驗以課程設(shè)計為主，它一方面要求學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)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(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。學(xué)生應(yīng)當(dāng)通過機(jī)械制造工藝能力綜合實驗在以下方面得到鍛煉。1.熟悉運(yùn)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(xué)生通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)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(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3.學(xué)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

3、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2.機(jī)械加工工藝過程卡片3.機(jī)械加工工藝卡4.機(jī)械加工工序卡一份一份一份一套5.工藝裝備設(shè)計（夾具）總裝圖6.非標(biāo)零件圖7.說明書一張（ A1 ）若干一份一 .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(jìn)行一定程度的強(qiáng)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公差及精度等 表面粗糙度（mm）級凸臺前端面032- 0 17IT1136凸臺后

4、端面32- 00 17IT1136舌臺前端面12-00 24舌臺后端面12-00 24孔6262孔12+01812+0 16槽 26 兩端面26+028+006孔138138+0012孔1313+00 12群孔 5-43+01643 0IT1363IT1363IT1363IT1363IT1163IT1125IT1325IT13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

5、需要高精度機(jī)床加工，通過粗加工和半精加工就可以達(dá)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(jī)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(jī)械加工余量等級

6、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(jī)械加工余量確定余量為25mm。25mm 為進(jìn)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。MA G 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(zhǔn)的選擇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，選擇零件凸臺前端面和軸孔 62 作為精基準(zhǔn)。零件上很多表面都可以采用他們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則2）粗基準(zhǔn)的選擇選擇零件軸孔 62 的外圓和

7、凸臺后端面作為粗基準(zhǔn)。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(zhǔn)加工前端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。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公差及精加工表面表面粗糙度加工方法度等級凸臺前端面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62，再鉆其孔12IT1363鉆鉸槽26兩端面IT113鉆6孔138IT1125鉆孔13IT1125鉆群孔 5-43IT13鉆M10鉆攻絲Rc1/8鉆攻絲3

8、.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(zhǔn)（凸臺前端面和62 孔軸）準(zhǔn)本好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)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(yùn)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(jī)械加工工序的安排如下遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)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“

9、先面后孔”原則，先加工凸臺端面，再加工軸孔他各孔。6.機(jī)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(jī)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(jī)床設(shè)備刀具量具1粗銑凸臺兩端面X51立式銑端銑刀游標(biāo)卡床尺2半精銑凸臺兩端X51立式銑端銑刀游標(biāo)卡面床尺3鏜銷孔 62T716 立式鏜刀卡尺 塞金剛鏜床規(guī)4銑槽X51立式銑立銑刀游標(biāo)卡床尺5銑舌臺兩面XA613 臥套式面游標(biāo)卡式銑床銑刀尺6+0 18孔X525 立式麻花鉆卡尺 塞+0 16鉆12鉆床規(guī)卡尺 塞7鉆5- +016臺式小鉆床麻花鉆規(guī) 分度04 3盤8鉆13+00 12并鉆X

10、525 立式麻花鉆卡尺 塞沉頭孔鉆床規(guī)9+0 12X525 立式麻花鉆卡尺 塞鉆 1380鉆床規(guī)10鉆 M10 螺紋底孔X525 立式麻花鉆游標(biāo)卡鉆床尺11鉆 Rc1/8 錐螺紋X525 立式麻花鉆游標(biāo)卡底孔鉆床尺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

11、 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(dá)到零件圖 D 的設(shè)計要求。 D=32- 0017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：0由圖 a）可知P4=D=32- 0 17由圖 b）可知 P3=P4+Z4 其中 Z4 為半精銑加工余量，查附 11 Z4=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(jì)加工精度等級可以達(dá)到B 面的最終

12、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=（330031）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(jì)加工精度等級可以達(dá)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(jì)加工精度等級可達(dá)到 IT13. 因此確定該工序尺寸公差為IT13. 其公差值為0.39mm 故P

13、1=(35.50.195)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(jìn)行校核,保證最小余量不能為零或負(fù)值.余量 Z4 的校核 .Z4 是封閉環(huán) .Z4max=P3maxP4min =(33+0.031)(320.17)=1.139mmZ4min =P3min P4max=(330.031)32=0.969mm余量 Z3 的校核Z3 是封閉環(huán)Z3max=P2maxP3min =(34+0.031)=1.062Z3min=P2min P2max=(340.031)(33+0.031)=0.938余量 Z2 的校核Z4 是封閉環(huán) .Z2max=P1maxP2min =(35.5+0.19

14、5) (340.031)=1.726mmZ2min=P1min P2max=(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=32-00.17 mm0mmP2=34.0310mmP1=35.6950mmP3=33.031-0.062-0.062-0.392) 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

15、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(jī)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(jìn)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

16、=ap=1.5mm進(jìn)給量的確定：根據(jù)附表高速鋼套式面銑刀銑平面進(jìn)給量按機(jī)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(jìn)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(jìn)

17、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(jìn)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(jìn)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=

18、62.8m/min. 背吃刀量 ap=1mm.每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=4mm/r工序 7- 鉆群孔 54.3mm 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(jìn)給量的確定 :根據(jù)附表選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)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/

19、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(jìn)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(jī)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 +l 1+l 2)f m2 式中 ,當(dāng)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

20、 l=2 82mm=164mm；l2=1mm3mm。取 l2=1mmf mz=f n=fzzn=0.214125mm/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=0.114160=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)mml 32mm,l2=1mm,l1=D

21、/2cotKt+(1 2)=4.3mm2cot54 +1mm 2.5mm, 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+l 1+l2)fn=(32+2.5+1)mm(0.11450)mm/min0.245min=14.7s則該工序的總時間為t=5tj =(14.75)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= Lf n=(l+l 1+l2)f n 式中 ,切入行程l1=D/2cotKr+(12)mm切出行程l2=(14)mml=32mm,l2=

22、1mm.l 1=D/2cotKr+(12)mm=8.82cot54+14mmf=0.11mm/rn=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 =0.1531.2=4.68S工序 2 的輔助時間： tj =0.1548.6=7.29S工序 的輔助時間 tj =0.1514.7s=2.175s工序 的輔助時間 tj =0.1529.7s=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

23、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(zhǔn)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(zhǔn)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

24、+tx=6 (29.7+4.455)s 2.05s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(jī)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(zhǔn)，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