機械制造工藝學課程設(shè)計前剎車調(diào)整臂外殼說明書

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1、 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計 序 言 機械制造工藝學課程設(shè)計是在我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們大學四年的大學生活中占有重要地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時得到了寶貴的經(jīng)驗，特別是提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，學會使用手冊及圖表資料，進一步提高讀圖、制圖和編寫有關(guān)技術(shù)文件等方面的基本技能，能熟練操作AutoCAD進行繪圖等都將成為我今后寶貴的財富，更為今后

2、參加祖國的建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 目 錄 序言……………………………………………………………1 設(shè)計總說明……………………………………………………1 設(shè)計任務(wù)和設(shè)計要求…………………………………………1 一、對零件進行工藝分析……………………………………1 （一）了解零件的用途………………………………………1 （二）分析零件的技術(shù)要求…………………………………1 二、毛坯的制造方式、簡圖…………………………………1 （一）確定毛坯的制造方式…………………………………1 （二）繪制毛坯簡圖……………………

3、……………………1 三、制定零件的機械加工工藝路線…………………………1 （一） 基準的選擇 …………………………………………1 （二）表面加工方法的確定…………………………………1 （三）加工階段的劃分………………………………………1 （四）工序的集中與分散……………………………………1 （五）確定工藝路線…………………………………………1 四、機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………1 五、切削用量以及機床的確定………………………………1 六、部分工序基本工時的確立………………………………1 七、車兩大端面專用夾具設(shè)計………………………………1 （一）、設(shè)計

4、要求………………………………………………1 （二）、夾具設(shè)計的有關(guān)計算…………………………………1 （三）定位誤差分析…………………………………………1 八、課程設(shè)計總結(jié)……………………………………………1 參考文獻…………………………………………………….14 設(shè)計任務(wù)和設(shè)計要求 設(shè)計任務(wù) 1. 對零件進行工藝分析,畫零件圖; 2. 確定毛坯的制造方式,繪制毛坯簡圖; 3. 制定零件的機械加工工藝路線,填寫機械加工工藝過程卡 4. 對指定工序,選擇機床及工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與公差，確定切削用量，填寫工藝過程卡； 5. 對指定工序進行機床夾具設(shè)計

5、計算和機構(gòu)設(shè)計，畫夾具裝配裝配圖； 6. 對夾具的一個零件設(shè)計零件圖； 7.編寫設(shè)計計算說明書。 設(shè)計要求 1. 零件圖 1張(A4-A3) 2. 毛坯圖 1張(A4-A3) 3.機械加工工藝過程綜合卡 1張 4. 某道工序?qū)Ｓ茫ㄒ糟@、銑、鏜床專用夾具為主）夾具裝配圖 1張 5.夾具體零件圖 1張(A1-A0) 7.課程設(shè)計說明書 1份 設(shè)計總說明 粗、半精車大端兩端面，粗、半精鏜φ60孔，粗、精銑小端端面，鉆

6、、擴、鉸φ12孔，拉方槽，銑方槽倒角，銑三個凸臺，鉆、擴、鉸φ13、φ13.8、φ16的孔，鉆、攻M10螺紋，鉆、擴5φ4.3，鉆、攻Rc 1/8錐孔，去毛刺、檢驗總共12道加工工序。在每道加工工序中都要有相對應(yīng)的夾具來固定前剎車調(diào)整臂外殼，避免前剎車調(diào)整臂外殼在車、銑、鉆等的過程中發(fā)生振動產(chǎn)生加工誤差。本課程設(shè)計就是要我們自己在設(shè)計中解決相對應(yīng)的問題設(shè)計符合要求的夾具。 一、零件的分析 （一）零件的作用 通過分析零件圖以及該零件圖所在部件或總成的裝配圖，即CA10B解放牌汽車的前剎車調(diào)整臂外殼，明確該零件的主要作用是對前剎車調(diào)整臂進行支撐和保護。 （二）零件的工藝分析

7、 二、工藝規(guī)程設(shè)計 （一）確定毛坯的制造方式 零件的材料在產(chǎn)品設(shè)計時已經(jīng)確定，在制訂零件機械加工工藝規(guī)程時，毛坯的選擇主要是選定毛坯的制造方式。 所以零件的材料為KT350,考慮毛坯制造質(zhì)量，減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，根據(jù)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，未注明鑄造半徑為R3。 （二）毛坯的簡圖見附圖 （三） 基準的選擇 基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基準選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以

8、提高，否則，加工工藝過程中會有問題出現(xiàn)，更有甚者，還會造成鑄件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 1.粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則，應(yīng)選取盡量不加工的表面為粗基準，故選用R41外圓面及大端端面為粗基準。以V型塊定位并進行壓緊。 2.精基準的選擇 粗加工進行后，以一端端面為精基準，加工另一側(cè)端面。仍然以外圓用V型塊定位，加工一側(cè)端面和內(nèi)孔。主要考慮精基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，此處不再重復(fù)。 （四）確定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當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

9、的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。 工藝路線方案 工序Ⅰ 粗車大端兩端面，半精車大端兩端面采用C620車床，使用專用夾具 工序Ⅱ 粗鏜φ60孔，半精鏜φ60孔，采用T41X鏜床，使用專用夾具； 工序Ⅲ 粗銑小端兩端面，精銑小端端面，使用銑床X6125，對兩個表面同時加工； 工序Ⅳ 鉆、擴、鉸φ12孔，采用立式鉆床Z518; 工序Ⅴ 一面兩銷，拉方槽，使用L5520拉床；; 工序Ⅵ 銑方槽倒角; 工序Ⅶ 以φ60孔φ12孔與端面一面兩銷，銑三個凸臺；

10、 工序Ⅷ 一面兩銷，鉆、擴、鉸φ13、φ13.8、φ16的孔； 工序Ⅸ 鉆、攻M10螺紋； 工序Ⅹ 一面兩銷，鉆、擴5φ4.3； 工序Ⅺ 鉆、攻Rc 1/8錐孔； 工序Ⅻ 去毛刺，檢驗。 三、機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定 CA10B前剎車調(diào)整臂外殼零件材料為KT350,硬度207——241HBS，毛坯重量約3.0kg左右，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 可鍛鑄鐵采用金屬型鑄造其公差等級為8～10，可以確定鑄件尺寸公差、要求的鑄件機械加工余量。由于毛坯及以后工序或工步的加工都有誤差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際加工余量有最

11、大加工余量及最小加工余量之分。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。 根據(jù)以上原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機加工余量，加工余量、毛坯尺寸、工序尺寸與公差如下: 車φ60兩端面毛坯的加工余量均為2.6mm,粗車1.8mm,半精車0.8mm達到兩端面距離32 0 -0.17mm，表面粗糙度Ra6.3。 φ60孔的加工余量為2.8mm，粗鏜1.8mm，半精鏜1.0mm達到φ60，表面粗糙度Ra6.3。 銑小端兩端面加工余量為2.2mm,粗銑1.6mm,精銑0.6mm,兩端面距離達到12 0 -0.24mm，表面粗糙度

12、Ra6.3。 銑φ30右凸臺端面，加工余量為2.6mm粗銑1.8mm,半精銑0.8mm,距離中心線37mm，表面粗糙度Ra25。 銑φ30左凸臺端面，加工余量為2.6mm粗銑1.8mm,半精銑0.8mm,距離中心線47mm，表面去毛刺。 銑R11上凸臺端面，加工余量為2.4mm粗銑1.6mm,半精銑0.8mm,距離中心線70.5mm，表面修整。 槽兩側(cè)表面加工余量為2.6mm,拉削槽到26mm,表面粗糙度為6.3，上端面距φ13.8、φ13、φ16中心線15mm,表面粗糙度為50。 鉆孔時要求先加工一半，其余裝配時精鉸。 四、切削用量以及機床的確定 工序1. 加工材料：KT3

13、50,精密鑄造 機床：CA620　　　　刀具：高速鋼端面車刀； 粗車大端兩端面：　　　切削用量：ap=2mm, f=0.12mm/r, v=49m/min 半精車大端兩端面： 　切削用量：ap=1mm, f=0.08mm/r, v=59 m/min 工序２.機床：T41X 粗鏜φ60孔：　　　　　切削用量 ap=3mm, f=0.5 mm/r, v=20 m/min; 半精鏜φ60孔：　　　　切削用量ap=1.5mm, f=0.2 mm/r, v=30 m/min 工序3. 機床：臥式銑床X62,采用盤型三面刃銑刀，同時銑兩端面； 銑小端兩端面： 粗銑切削用量

14、：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4. 機床：Z518 鉆、擴、鉸φ12的孔： 鉆削切削用量：ap=2mm, f=0.15 mm/r, v=39.2 m/min 擴孔切削用量：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5. 拉削方槽 機床：L5520 工序6. 銑方槽倒角 機床：X62 工序7.

15、 機床：立式銑床X50A,立銑刀20/5 銑φ30右凸臺： 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 銑φ30左凸臺： 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 銑R11上凸臺： 粗銑銑削用量： ap=1.8mm, f=0.12 mm/r, v=38 m/min; 半精銑銑削用量：ap=0

16、.8mm, f=0.08mm/r, v=42 m/min 工序8. 機床：立式鉆床Z524 鉆φ13、φ13.8、φ16孔： 鉆削用量：f=0.08mm/r, v=12m/min φ16孔：f=0.15 mm/r, v =12m/min 工序9. 機床：Z525鉆床 鉆、攻M10螺紋： 切削用量： f=0.13 mm/r, v=41.4 m/min 工序10. 機床：Z525 使用鉆模板加工孔 鉆5φ4.3孔： 鉆削用量：f=0.08mm/r, v=16m/min 工序11 鉆、攻Rc 1/8錐孔

17、 機床：Z525 將工作臺旋轉(zhuǎn)15，鉆孔后攻螺紋孔。 五、部分工序基本工時的確立 工序1 粗車、半精車大端兩端面 1、粗車大端兩端面，查《設(shè)計手冊》，再根據(jù)CA620說明書，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，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，左右兩端面一樣都為1.25min。 2、半精車大端兩端面

18、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，左右兩端面一樣都為1.18min。 工序3 粗銑、半清銑小端兩端面 粗銑φ12mm孔的兩個端面，銑床：X53型立式銑床。刀具:采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。 查《金屬切削手冊》表9-12得進給量＝0.08mm／齒。銑削深度t＝1.5 mm。查《金屬切削手冊》表9-14得切削速度V=45 m/min，銑刀外徑＝200mm,齒數(shù)Z=20，一次銑削即可達到尺寸要求。 則銑刀每分鐘轉(zhuǎn)速：=71.6 r

19、/min。現(xiàn)采用X53型立式銑床，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計手冊》附表4-16-1取=75 r/min，則實際切削速度為V=47.1 m/min 工作臺每分鐘進給量=0.082075=120 mm/min 由附表4-16-2得：=100 mm/min 切削工時：因為銑刀的行程為l+l1+l2=42+35+3=80mm，所為機動切削工時 =0.8 min，由于銑削兩個端面故=1.6min 2、半精銑φ12mm孔的兩個端面 （1） 切削深度：半精銑的的單邊切削余量等于切削深度為t＝0.5mm，一次走刀即可滿足要求。 （2） 進給量：查《金屬切削手冊》表9-12取進給量＝0.10mm／齒，查

20、《金屬切削手冊》表9-14銑削速度推薦范圍得 ，取銑刀外徑為＝100mm，齒數(shù)Z=14，則每分鐘轉(zhuǎn)速=133.8r/min （3） 根據(jù)X53型立式銑床說明書，?。?50 r/min 故實際切削速度 工作臺每分鐘進給量＝0.114150＝210（mm／min） 查《設(shè)計手冊》附表4-16-2?。?00mm／min （4） 切削工時：=0.8 min 工序4 鉆、擴、鉸φ12孔 由于mm孔不鑄出。 1.鉆φ11mm孔。 進給量：查《設(shè)計手冊》表3-38得f＝0.52-0.64mm／r，查《設(shè)計手冊》表4-5，Z2018機床說明書，取f＝0.2mm／r 切削速度：由《設(shè)計

21、手冊》表3-42查得V=0.7m／s＝42m／min，所以 ，根據(jù)機床說明書表4-5?。?200r／min 故實際切削速度為 切削工時：l＝12 ＝4 t＝＝ 2.擴鉆孔φ11.85mm。 查《設(shè)計手冊》表4-5機床說明書得f＝0.2mm／r。由上工序步驟2知， ，V=＝21～14m/min，取V=18m/min， 則　　　 3.精擴孔 根據(jù)機床說明書取f＝0.2mm／r，n＝484r／min　　　V＝ 工序8 鉆、擴、鉸φ13、φ13.8、φ16的孔 1．加工φ孔。 （1）鉆φ13mm孔。采用Z3025搖臂鉆床，高速鋼鉆頭鉆孔。 查《設(shè)計手冊》表3-38得

22、f＝0.52～0.64mm／r，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，Z3052搖臂鉆床說明書取f＝0.63mm／min，查《設(shè)計手冊》表3-42得V＝42m／min，故＝1028.9（r／min），根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書（《設(shè)計手冊》附表4-4-1）取＝1000r／min， 故實際切削速度＝ 切削加工時：l＝，＝3mm。 ＝＝＝0.112（min） （2）擴鉆φ13.5mm孔。 查《工藝手冊》表11－15得f＝（1.2～1.8），切削速度：V= ，查《設(shè)計手冊》表3-117得0.2～0.4mm／r，?。?.3mm／r，＝0.266～0.4m

23、／s＝15.96～24 m／min ，故f＝（1.2～1.8）0.3＝0.36～0.54（mm／r），?。?8m／min，V= ＝9～6m／min，查《設(shè)計手冊》附表4-4-2取f＝0.4mm／r，故＝＝666.7～444.4（r／min） 查Z3025搖臂鉆床說明書（附表4-4-1）?。?00r／min則實際切削速度為： 21.2m／min 機動工時：＝＝0.355min （3）精擴φ孔。 同上取進給量f＝0.4mm／r,n＝630r／min則 ＝ 機動工時： 2.加工φ孔 （1）鉆孔φ12mm. 步驟同本工序1-（1）取f＝0.63mm／r，V＝42m／min 故

24、 ＝，?。?000r／min 故實際切削速度＝ 切削工時：l＝2（37-26／2）＝48mm，＝3mm （2）擴鉆φ12.85mm孔 步驟同本工序1-（2）取f＝0.4mm／r，V＝9～6m／min 故,?。?00r／min 則實際切削速度為 機動工時： （3）精擴 同上取f＝0.4mm／r，n＝200r／min，故 機動工時： 3.加工φ的孔 （1）擴鉆φ15mm孔。 由本工序1-（2）得f＝（1.2～1.8），，?。?.3mm／r，＝18m／min故f＝（1.2～1.8）0.3＝0.36～0.54mm／r，＝9～6m／min，取f＝0.5mm／r

25、， 查Z3025搖臂鉆床說明書?。?00r／min，故實際切削速度 機動工時：l＝22＝4mm，＝3mm　　　 （2）擴鉆φ15.85mm孔 步驟同上取f＝0.5mm／r，n＝200r／min。 （3）精擴φ孔 步驟同上，取f＝0.25mm／r，n＝200r／min， 工序9 鉆、攻M10螺紋 攻M10mm螺紋孔，經(jīng)查資料知鉆孔后攻螺紋要乘以系數(shù)0.5，查《設(shè)計手冊》表3-38得f＝（0.47～0.57）0.5＝0.235～0.114（mm／r），查機床說明書取f＝0.2mm／r，查機床說明書，取V＝20mm／min，故查機床說明書，取＝630r／min 故實際切削

26、速度 機動工時：攻M10mm螺紋 工序10　鉆、擴5φ4.3 查《工藝手冊》表11-15得f＝（1.2-1.8），V=，根據(jù)機床說明書＝0.2mm／r，V＝42m／min，故f＝0.24～0.36（mm／r），V＝21～14（m／min）, 取f＝0.3mm／r,取n＝1200r／min，故實際切削速度＝16.2m／min 　　?。?.53(min) 工序11 攻Rc 1/8錐孔； 用Z3025搖臂鉆床及專用鉆模 查《設(shè)計手冊》表3-38得f＝0.47～0.57mm／r，查Z3025搖臂鉆床說明書（《設(shè)計手冊》表4-4-2）取f＝0.5mm／r，查《切削用量簡明手冊》表2-1

27、7取V=20m／min 故，查機床說明書?。?30r／min 故實際切削速度 切削工時： 工序12 去毛刺，檢驗。 六、車兩大端面專用夾具設(shè)計 為了提高生產(chǎn)效率，我們選用自己設(shè)計的夾具。經(jīng)過小組人員的討論，選取工序1（即車兩大端面）進行專用夾具設(shè)計，本夾具將用于Z575立式鉆床和X53型立式銑床。 （一）、設(shè)計要求 此夾具用車兩在端面，有一定的公差要求，但同時應(yīng)考慮提高生產(chǎn)率；因此設(shè)計時采用氣動裝置夾緊，并且由于對本夾具有一定的形位要求，還應(yīng)裝夾方便，降低勞動強度。 （二）、夾具設(shè)計的有關(guān)計算 1、定位基準的選擇 對于加工此零件，我們選用R41外圓面、大端端面為定位

28、基準，外圓面以V型塊為支撐，端面用支撐板支撐定位，上端用V型塊將R16外端面壓緊，然后通過氣動裝置利用杠桿來實行對零件的夾緊。 2、切削力及夾緊力計算 本夾具是在車床上使用的，用V型塊和支撐板定位，靠V型塊斜面的水平分力將工件壓緊到支撐板上，將其壓緊，由于壓緊力是由V型塊的側(cè)面水平分力產(chǎn)生的，只需工件不動就達到標，故壓緊力較小，故不必對其進行壓緊力的計算與校核。 （三）定位誤差分析 夾具定位誤差為0.10mm,定位基準與工序基準一致，故e不=0,在車床上半精加工經(jīng)濟精度為0.054mm,所以w+e定=0.054+0.10+0=0.154mm,滿足精度要求。 八、課程設(shè)計總結(jié) 首

29、先，在本設(shè)計的設(shè)計過程中，指導(dǎo)老師譚光宇和我的同學們給予了我很大的幫助，在此表示感謝。 本設(shè)計是對解放牌汽車前剎車調(diào)整臂外殼的加工工藝確定和夾具設(shè)計，設(shè)計的總體過程可以概括為，首先對前剎車調(diào)整臂外殼零件的結(jié)構(gòu)、形狀及材料作整體分析，確定合理的工藝路線，然后計算分析尺寸，并制定出工藝卡片，最后是夾具的設(shè)計。 本次課程設(shè)計綜合了大學三年里所學的知識，是理論與實際相結(jié)合的一個成果。由于專業(yè)知識有限，在設(shè)計過程中遇到的問題主要通過老師的講解，同學們的討論以及查閱資料來解決。通過課程設(shè)計，我對課本理論知識有了更深刻了理解，同時，我的看圖，繪圖能力也有了較大的提高。這對我以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。這

30、是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 參考文獻 1.《機械制造工藝學課程設(shè)計指導(dǎo)書》，趙家齊編 2．《機械制造工藝學》，鄭修本主編，機械工業(yè)出版社 3．《金屬機械加工工藝人員手冊》，趙如福 主編（第三版） 4.《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，馮濤等主編 5．《機械加工工藝設(shè)計手冊》，張耀宸，航空工業(yè)出版社 6．《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，曾志新主編，武漢理工大學出社 7．《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》，吳宗澤主編，高等教育出社 8.《機械制造裝備設(shè)計》，馮辛安主編，機械工業(yè)出版 9.《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 10.《畫法幾何與機械制圖》，馮開平與左宗義主編，華南理工大學出版