机械制造技术课程设计-制动器杠杆加工工艺及车φ28mm退刀槽夹（全套图纸）.pdf

辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目： 制动器杠杆机械加工工艺规程及车制动器杠杆机械加工工艺规程及车 28 0 52. 0 mm 退刀槽夹具设计退刀槽夹具设计 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 任任 务务 书书 一、设计题目一、设计题目: 制动器杠杆机械加工工艺规程及车 28 0 52. 0 mm 退刀槽设计 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型:（中批或大批大量生产） 三、上交材料三、上交材料 1所加工的零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程卡片 1 套 4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1 套 5绘制夹具装配图（a0 或 a1） 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（a1 或 a2。装配图出来后，由指导教师 为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体） 。 1 张 7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设 计全部内容。 （约 5000-8000 字） 1 份 四、进度安排四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l2 天查资料，绘制零件图。 2第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方 法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。 3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师 沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步） 。 4第 1113 天，完成夹具装配图的绘制。 5第 1415 天，零件图的绘制。 6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天21 天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩 五、成绩评定五、成绩评定 优秀 良好 中等 及格 不及格 满分 得分 平时表 现 勤 奋 好 学，善于 思考 勤 奋 积 极，态度 认真 比较勤奋 不够勤奋 不勤奋，态 度不端正 10 图纸质 量 方案合理 新颖，表 达规范 方 案 合 理，图纸 比较规范 方 案 一 般，图纸 基本规范 方案基本 合理，图 纸欠规范 方 案 不 合 理，图纸不 规范 40 说明书 质量 内 容 全 面，准确 内 容 全 面，基本 准确 内 容 一 般，准确 性一般 内容基本 全面，有 小错误 内容不全， 错误较多 20 答辩 回答问题 准确流利 回答问题 比较准确 回答问题 基本准确 回答问题 欠准确 回答错误 30 总分 100 综合评定成绩：综合评定成绩： 优秀、优秀、 良好、良好、 中等、中等、 及格、及格、 不及格不及格 指导教师指导教师 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 摘摘 要要 本次设计是对制动器杠杆零件的加工工艺规程及一些工 序的专用夹具设计。制动器杠杆零件的主要加工表面是铣键 槽、 车轴部分外圆面及退刀槽、 铣杠杆头左右两端面及钻孔， 本套夹具针对于车退刀槽设计。由加工工艺原则可知，保证 平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易，所以本设计遵 循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确分为粗加工和 半精加工阶段以保证加工精度。基准选择以制动器杠杆大外 圆端面和杠杆头右端面作为粗基准，以杠杆大外圆端面互为 基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序 中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与端面。 本套专用夹具是从零件的具体工序出发，以相关标准为参考 设计的，因此能满足整个工序过程的加工要求和技术要求。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 abstract this design is a design of special jig about some of the processing order of the process of the detent lever part.milling the keyway 、lathing the excircle plane and the tool withdrawal groove of roller part、 milling the left and right plane of the head of detent lever and drilling holes is the main processing planes of this part.the special jig aims at the design of lathing the tool withdrawal groove.we can know from the principle of processing technology ,it is easier to guarantee the processing precision of plane than the hole.therefor,we can firstly process the plane and then drill the hole,and this design obey the principle.we divide definitely the processing order of the plane and hole into rough machining and finish machining phases in order that we can guarantee the processing precision .as for the selection of the rough standard and finish standard ,we choose the left end face of the 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 biggest cyclinder and the right end face of the head of detent lever as the rough standard,and choose the left end face of the biggest cyclinder as the the finish standard .in the arrangement of the main processing order,firstly,processing the end face with the location of the rough standard ,and then processing the technology hole with the location of the processed end face ,except some special processing order ,we can almost process the others plane and hole with the location of the end face and technology hole in the next order.choosing the relevant standard as a reference,this special jig is designed according to the concrete order,so the machining claim and technology claim of the whole processing process can be ensured. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 目录目录 摘要摘要1 abstract2 1.零件的工艺分析及生产类型的确定零件的工艺分析及生产类型的确定6 1.1 零件的用途零件的用途6 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析6 2.确定毛坯、绘制毛坯件图确定毛坯、绘制毛坯件图8 2.1 确定毛坯的制造形式及画毛坯图确定毛坯的制造形式及画毛坯图8 3.拟定制动器杠杆工艺路线拟定制动器杠杆工艺路线9 3.1 定位定位基准基准的的选择选择9 3.2 表面表面加工加工方法方法的确定的确定10 3.3 加工加工阶段阶段的的划划分分11 3.4 工工序序的的集集中中与与分分散散11 3.5 工工序顺序序顺序的安排的安排11 3.6 确定工艺路线确定工艺路线12 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 4.机床设备及工艺装备的选用机床设备及工艺装备的选用14 4.1 机机床床设设备备的的选选用用14 4.2 工艺工艺装备装备的的选选用用14 5.加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定14 5.1 加工加工余量余量的确定的确定14 5.2 工工序尺寸序尺寸的确定的确定15 5.3 公差公差的确定的确定16 6.切削用量、 时间定额的计算切削用量、 时间定额的计算17 6.1 切削切削用用量量的计的计算算17 6.2 时间时间定定额额的计的计算算17 7.车退刀槽车退刀槽28 0 52. 0 mm 专用夹具的设计专用夹具的设计19 7.1 问问题的题的提出提出19 7.2 确定夹具的确定夹具的结构方案结构方案19 7.3 夹夹紧紧机机构构设计设计21 7.4 切削力切削力的计的计算算22 7.5 绘制夹具绘制夹具装配装配图图和拆和拆画夹具画夹具体体零件图零件图23 体会与展望体会与展望24 参考文献参考文献25 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 1.零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1 零件的用途 题目所给的零件是制动器杠杆，零件图如下图所示。它位于汽车制动 器中，主要作用是对制动力进行放大，起到好的制动效果。该零件的 主要工作表面为左端阶梯轴部分和右端中心孔及孔的两端面，其在工 作过程中承受突变载荷、冲击载荷作用，由于轴的强度取决于轴承受 的 最 大载荷以 及最小轴径处 ，故轴上退刀槽 22 0 52. 0 mm 和端面孔 12h11（ 11. 0 0 + ）mm 在设计工艺规程时应重点予以保证。 1.2 零件的工艺分析 1.2.1 制动器杠杆需要加工部位的技术要求 通过对制动器杠杆零件图分析，主要加工部位技术要求见表 1-1。 表 1-1 制动器杠杆主要加工部位技术要求 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 加工表面 尺寸偏差/mm 公差等级要求 表面粗糙度 ra/um 杠 杆 头 左 端 面 13h13( 0 27. 0 ) it13 12.5 杠 杆 头 右 端 面 13h13( 0 27. 0 ) it13 12.5 12mm 孔 12h11（ 11. 0 0 + ） it11 12.5 4mm 孔 4 3 . 0 0 + it14 12.5 键槽深32 32 2 0 + it16 12.5 键槽宽 6mm 6 0 065. 0 it11 6.3 24 外圆面 24p9（ 022. 0 074. 0 ） it9 0.8 30 外圆面 30f10( 020. 0 104. 0 ) it10 0.8 22 退刀槽 22 0 52. 0 it9 12.5 28 退刀槽 28 0 52. 0 it9 50 35 外圆面 35 50. 1 1 + it17 12.5 该制动器杠杆形状特殊、结构简单，属于典型的轴类零件。为保证杠 杆轴部分的耐磨性，轴部分外圆面表面粗糙度值较低，因此加工精度 要求较高，为保证杠杆承受冲击载荷时受力均匀，尺寸 13 处的两端面 对24 轴线的垂直度公差为 1/100mm;键槽对24p9 轴线的对称度公 差为 0.05；为保证轴部分的强度，24p9 对30f10 轴线的径向跳动 不大于 0.04；综上所述，该制动器杠杆的各项技术要求制订的比较合 理，符合该零件在制动系统中的作用。 1.2.2 审查制动器杠杆的工艺性 分析零件图可知，杠杆头两端面和阶梯轴部分均需要切削加工； 12mm 孔的左右两端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以 保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（杠杆头两端面、 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 12mm 孔、4mm 孔、键槽、24mm 外圆面、30mm 外圆面）外，其 余表面加工精度及长度尺寸精度均较低，不需要高精度机床加工，通 过车削、铣削的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加 工精度相对较高，但也可以再正常的生产条件下，采用较经济的方法 保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性好。 1.2.3 确定制动器杠杆的生产类型 由题目给定条件知，该零件的生产类型为大批生产。 2.确定毛坯、绘制毛坯件图 2.1 确定毛坯的制造形式及画毛坯图 由零件的功用可知，零件经常承受变载荷、刚性冲击等作用，故 对零件的强度、硬度、塑性要求较高，一般的铸件难以满足零件的力 学性能要求，零件材料为 45 钢，故采用锻件，由于生产量已达到大批 生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用模锻成型，这对 提高生产率、保证加工质量也是有利的，毛坯的拔模斜度为 7。 2.1.1 坯料尺寸的确定 因为制坯工步分为拔长+滚挤， 所以 f坯= （0.750.9） fmax， max f=1135.865 2 mm ，所以 坯 f=0.9 max f=1022.23 2 mm ( 锻 v=111962 3 mm , 周长 l=456mm， 毛 v=39615 3 mm ， 计 l= 锻 l=212mm) 坯料的体积 坯 v= （ 锻 v+ 毛 v)(1+),加热采用室式煤气炉加热取 2.2， 所以 坯 v=15491 3 mm 坯料长度 坯 l= 坯 v/ 坯 f+ 钳 l 根据优先数系取 d=46mm 的圆棒料， 坯 f= 4 2 d =1017.4 2 mm 综上，取坯料尺寸 l=155mm，d=46mm 的棒料 （1）公差等级 根据制动器杠杆的功用和技术参数，确定该零件 的公差等级为普通级。 （2）锻件质量 根据计算，锻件毛坯的质量 锻件 m=vd=11196 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 7.85=0.88kg （3）锻件形状复杂系数 s= vb vd gb gd = 203968 111962 =0.55，查机械制造 技术基础课程设计指导书知，该零件的形状复杂系数为 2 s级。 （4）锻件的材质系数 45 钢碳的质量分数为 0.420.50，查 机械制造技术基础课程设计指导书 知， 该零件的材质系数为 1 m级。 （5）锻件分模线形状 通过对锻件的结构分析，选择零件水平面 为分模线，此分模线是不对称弯曲分模线。 （6）零件加工表面粗糙度 由零件图可知，零件有表面粗糙度值 大 于1.6um ， 有 表 面 粗 糙 度 值 小 于1.6um ， 适 用 国 家 标 准 gb/t12362-2003、gb/t12361-2003。 根据以上计算，查参考文献机械制造技术基础课程设计指导书可 得出锻件的尺寸公差（上、下极限偏差）和机械加工余量，确定的毛 坯图如下图所示。 零件毛坯图 3.拟定制动器杠杆工艺路线 3.1 定位基准的选择 辽 宁工程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确 定粗基准。 3.1.1 精基准的选择 根据制动器杠杆的技术要求，选择杠杆上轴部分35 5 . 0 1 + mm 外圆端 面作为精基准，因为35 5 . 0 1 + mm 外圆左端面为设计基准，零件上的很多 表面都可以采用它作为基准进行加工，即遵循了“基准重合”和“基 准统一”的原则。加工出轴部分后，便可以轴线为基准加工12h11 （ 11. 0 0 + ）孔；另外，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力 应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力的 作用点不能作用在轴件部分。选用杠杆35 5 . 0 1 + mm 左端面作为基准，夹 紧可作用在垂直于轴部分的杠杆头上，保证夹紧稳定可靠。 3.1.2 粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。本零件 采用35 5 . 0 1 + mm 外圆左端面和26 15. 0 1 + mm 右端面作为粗基准，即先以 35 5 . 0 1 + mm 左端面定位加工出26 15. 0 1 + mm 右端面，再以26 15. 0 1 + mm 右端面 定位加工出26 15. 0 1 + mm 左端面，为加工孔12h11（ 11. 0 0 + ）作好准备。 3.2 表面加工方法的确定 根据制动器杠杆零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度 值，确定各表面的加工方法，如表 1-2 所示。 表 1-2 制动器杠杆各表面的加工方案 加工表面 尺 寸 精 度 等 级 表 面 粗 糙 度 ra/um 加工方案 备注 杠 杆 头 左 端 面 it13 12.5 粗铣 表 1-8 杠 杆 头 右 端 面 it13 12.5 粗铣 表 1-8 12mm 孔 it11 12.5 钻-铰 表 1-7 辽 宁工程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 4mm 孔 it14 12.5 钻 表 1-7 键槽深32 it16 12.5 粗铣 表 1-8 键槽宽 6mm it11 6.3 粗铣-精铣 表 1-8 轴径24 外 圆面 it9 0.8 粗 车 - 半 精 车-磨削 表 1-6 轴径30 外 圆面 it10 0.8 粗 车 - 半 精 车-磨削 表 1-6 退刀槽22 it9 12.5 粗 车 - 半 精 车 表 1-6 退刀槽28 it9 50 粗 车 - 半 精 车 表 1-6 轴径35 外 圆面 it17 12.5 粗车 表 1-6 3.3 加工阶段的划分 该制动器杠杆加工质量要求较高，可将加工阶段分为粗加工、 半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准35 5 . 0 1 + mm 左端面准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工 表面的精度要求；然后粗车24mm、30mm、35mm 外圆面；粗车 22mm、28mm 退刀槽，粗铣26 左右两端面以及键槽深度32、键槽 宽度 6mm；在半精加工阶段，完成24、30、22、28mm 的半精 车，12mm 孔的钻削加工和铰孔、4mm 孔的钻削加工；在精加工阶 段，进行24、30mm 外圆面的磨削，键槽宽度 6mm 的精铣。 3.4 工序的集中与分散 本零件采用工序集中原则安排制动器杠杆的加工工序。 该零件的 生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用夹具，以提高生 产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助 时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表 面之间的相对位置精度。 3.5 工序顺序的安排 辽 宁工程 技 术 大 学 课 程 设 计 12 3.5.1 机械加工工序 （1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准-轴部分35 5 . 0 1 + mm 左端面。 （2）遵循 “先粗后精” 原则， 先安排粗加工工序， 后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要部门-24、30、35mm 外圆面，后加工22、28mm 退刀槽和26 左右两端面。 （4）遵循“先面后孔”原则，先加工24、30、35mm 外圆面和 22、28mm 退刀槽，再加工12h11（ 11. 0 0 + ）mm 孔和4 3 . 0 0 + mm 孔。 3.5.2 热处理工序 模锻成型后切边，进行调质处理，调质硬度为 207255hbw，并进行 酸洗喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面 因脱碳对机械加工带来的不利影响。 3.5.3 辅助工序 粗加工和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中 间检验工序；在精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述，该制动器杠杆工序的安排顺序为：基准加工-主要 表面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 -主要表面精加工。 3.6 确定工艺路线 在综合考虑上述工序安排原则上，确定以下两个工艺路线方案，并 择优确定最终工艺路线。 3.6.1 工艺方案一 工序 10 锻造 工序 20 调质处理 工序 30 车左端面，钻中心孔 工序 40 粗车24、30、35mm 外圆面 工序 45 粗车22、28mm 退刀槽和倒角 工序 50 粗铣26 宽 13h13 的左右两端面 工序 60 钻孔12 至10.8，铰10.8 至12h11（ 11. 0 0 + ）mm 辽 宁工程 技 术 大 学 课 程 设 计 13 工序 70 粗铣32 键槽 工序 80 钻4mm 孔 工序 90 半精车30mm 外圆面 工序 100 半精车24mm 外圆面 工序 110 半精车22mm、28mm 退刀槽 工序 120 精铣32mm 键槽 工序 130 磨削30mm 外圆面 工序 140 磨削24mm 外圆面 工序 150 清洗、去毛刺 工序 160 验收 工序 170 入库 3.6.2 工艺路线二 工序 10 锻造 工序 20 调质处理 工序 30 粗车24、30、35mm 外圆面 工序 40 粗车22、28mm 退刀槽和倒角 工序 50 粗铣26 宽 13h13 的左右两端面 工序 60 钻孔12 至10.8，铰10.8 至12h11（ 11. 0 0 + ）mm 工序 70 粗铣32 键槽 工序 80 钻4mm 孔 工序 90 半精车30mm 外圆面 工序 100 半精车24mm 外圆面 工序 110 半精车22mm、28mm 退刀槽 工序 120 精铣32mm 键槽 工序 130 磨削30mm 外圆面 工序 140 磨削24mm 外圆面 工序 150 清洗、去毛刺 工序 160 验收 工序 170 入库 辽 宁工程 技 术 大 学 课 程 设 计 14 3.6.3 工艺路线方案比较，择优选择 上述方案一与方案二基本相同，其区别是，方案二没有车左端面、 钻中心孔这道工序。车床的加工原理是：工件跟着花盘做高速旋转， 如果不用顶尖顶住轴端，工件的夹紧方式会比较麻烦，如果加工了工 艺孔后，后面工序的加工，夹具设计相对简单，减少了生产夹具的成 本和生产时间，提高了生产率，故优先采用方案一作为零件的工艺路 线方案。详见工艺过程卡片。 4. 机床设备及工艺装备的选用 4.1 机床设备的选用 在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选 用通用设备。制动器杠杆的机床设备选用详见工艺过程卡片。 4.2 工艺装备的选用 工艺装备主要包括夹具、量具和刀具。本零件的生产类型为大批生 产， 所选用的夹具均为专用夹具，刀具为通用刀具，量具为通用量具， 详情选用情况见工序过程卡片。 5.加工余量、工序尺寸和公差的确定 5.1 加工余量的确定 5.1.1 各工序加工余量的确定 (1)工序 40：粗车24、30、35mm 外圆面的加工余量 由表 2-16 知， 量具直径 d 2 t = 2 52. 0 =0.26mm， 而方案二定位误差d=0， 且方案一不便于工件的夹紧， 故综合考虑，选择定位方案二作为最优定位方案。 7.3 夹紧机构设计 根据大批量生产的工艺特征，为提高生产率，降低劳动强度，该 专用夹具采用液压夹紧，液压夹紧的原理图如下图： 辽 宁工程 技 术 大 学 课 程 设 计 22 液压夹紧工作过程：液压泵通过粗滤油器从油箱吸入低压油，输出高 压油通过单向阀进入三位四通电液控换向滑阀， 当换向阀处于左位时， 高压油通过液压锁进入液压缸活塞腔，在液压力的作用下，活塞伸出 夹紧工件；当换向阀处于右位时，液压油则进入液压缸活塞杆腔，推 动活塞后退，松开工件；当换向阀处于中位时，由于中位机能是 o 型 机能，四个换向口皆不接通，液压缸处于锁紧状态；当换向阀不在中 位时， 液压锁将活塞锁紧在既定位置，这样，无论换向阀在哪个位置， 皆可以实现活塞的锁紧，保持夹紧力不变。蓄能器可补偿活塞伸出夹 紧时需要的液压损失，故可以采用功率不大的液压泵实现功能，降低 了成本。整个液压回路的压力由安全阀调