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摘要 后刹车凸轮左支架加工工艺和夹具设计系 名： （四号宋体） 专业班级： （四号宋体） 学生姓名： （四号宋体） 学 号： （四号宋体） 指导教师姓名： （四号宋体） 指导教师职称： （四号宋体） 年 月摘要在工艺设计中要首先对后刹车凸轮左支架零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：后刹车凸轮左支架，工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差VAbstractIn the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning目录目 录摘要IIAbstractIII第1章 绪论1第2章 加工工艺规程设计22.1 零件的分析22.1.1 零件的作用22.1.2 零件的工艺分析22.2 左支座后刹车凸轮零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施42.2.1 孔和平面的加工顺序42.2.2 孔系加工方案选择42.3 左支座后刹车凸轮零件加工定位基准的选择42.3.1 粗基准的选择42.3.2 精基准的选择52.4 左支座后刹车凸轮零件加工主要工序安排52.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.6确定切削用量及基本工时（机动时间）8第3章 铣38孔底面夹具设计163.1研究原始质料163.2定位基准的选择163.3 切削力及夹紧分析计算173.4 误差分析与计算193.5 零、部件的设计与选用203.6 夹具设计及操作的简要说明22总 结24参考文献24第1章 绪论学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下：培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计，熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第2章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是左支座后刹车凸轮零件。左支座后刹车凸轮零件的主要作用是支架轴，保证轴之间的中心距及平行度，并保证正确安装。因此左支座后刹车凸轮零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。, 2.1.2 零件的工艺分析由左支座后刹车凸轮零件图可知。左支座后刹车凸轮零件是一个左支座后刹车凸轮零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1） 以38孔底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：底面的铣削加工；其中表面粗糙度要求为（2） 以左端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：左端面的铣削加工；其中表面粗糙度要求为（3） 以右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：右端面的铣削加工；其中表面粗糙度要求为（4） 以38孔为主要加工表面的加工孔。（4）以2-13孔为主要加工表面的加工孔。（5） 以2-16孔为主要加工表面的加工孔。（6） 以14.5孔为主要加工面。（7） 以K1/8孔为主要加工面。表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度表面尺寸精度表面粗糙度38孔底面65IT11Ra12.5m左端面37IT11Ra12.5m右端面14IT14Ra50m38孔38IT7Ra3.2m2-16孔2-16IT14Ra50m213孔13IT14Ra50m14.5孔14.5IT14Ra50mK1/8孔K1/8IT14Ra50m2.2 左支座后刹车凸轮零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该左支座后刹车凸轮零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于左支座后刹车凸轮零件来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序左支座后刹车凸轮零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工左支座后刹车凸轮零件上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。左支座后刹车凸轮零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。左支座后刹车凸轮零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择左支座后刹车凸轮零件孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最低的机床。2.3 左支座后刹车凸轮零件加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要孔的加工余量均匀；（2）保证装入左支座后刹车凸轮零件的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以左支座后刹车凸轮零件的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证左支座后刹车凸轮零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证左支座后刹车凸轮零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从左支座后刹车凸轮零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是左支座后刹车凸轮零件的装配基准，但因为它与左支座后刹车凸轮零件的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.4 左支座后刹车凸轮零件加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。左支座后刹车凸轮零件加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到左支座后刹车凸轮零件加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于左支座后刹车凸轮零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程，现将左支座后刹车凸轮零件加工工艺路线确定如下：工艺路线一： （1）铣38孔底面； （2）扩铰38孔； （3）铣左端面为主要加工表面的加工面； （4）铣右端面为主要加工表面的加工面； （5）钻2-13孔。 （6）钻2-16孔。 （7）钻14.5孔。 （8）钻K1/8孔底孔，然后攻丝K1/8孔 （9）去毛刺清洗去毛刺 （10）验收验收 （11）入库入库工艺路线二： （1）铣38孔底面； （2）铣左端面为主要加工表面的加工面。 （3）铣右端面为主要加工表面的加工面； （4）扩铰38孔。 （5）钻2-13孔。 （6）钻2-16孔。 （7）钻14.5孔。 （8）钻K1/8孔底孔，然后攻丝K1/8孔 （9）去毛刺清洗去毛刺 （10）验收验收 （11）入库入库以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一：工艺路线一：工序号 工 名序 称 工 序 内 容车 间设 备00铸铸造毛坯铸造10时时效热处理铸造20铣铣38孔底面；其中表面粗糙度要求为机加工立式铣床X52K30扩铰扩铰38孔；其中表面粗糙度要求为，并进行孔口倒角机加工立式钻床 Z525 40铣铣左端面为主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求为机加工立式铣床X52K50铣铣右端面为主要加工表面的加工面；其中表面粗糙度要求为机加工立式铣床X52K60钻钻2-13孔；其中表面粗糙度要求为机加工立式钻床 Z525 70钻钻2-16孔；其中表面粗糙度要求为机加工立式钻床 Z525 80钻钻14.5孔；其中表面粗糙度要求为机加工立式钻床 Z525 90钻钻K1/8孔底孔，然后攻丝K1/8孔机加工立式钻床 Z525 100去毛刺清洗去毛刺110验收验收2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“左支座后刹车凸轮零件”零件材料采用1号可锻铸铁制造，硬度HB为170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（1）底面的加工余量。根据工序要求，顶面加工分粗铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。（3）孔毛坯为实心，不冲孔。（4）端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23，其加工余量规定为，现取。 表2 工序尺寸及毛坯尺寸的确定表面尺寸余量铸件尺寸38孔底面65368左端面37340右端面1431738孔383322-16孔2-16实心铸造无213孔13实心铸造无14.5孔14.5实心铸造无K1/8孔K1/8实心铸造无2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序20：铣38孔底面；机床：铣床X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数10铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序30：扩铰38孔机床：立式钻床Z525刀具：根据参照切削用量简明手册表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。 扩铰38孔进给量：根据切削用量简明手册表2.438，取。切削速度：参照切削用量简明手册表2.441，取。机床主轴转速：，按照切削用量简明手册表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： （2） 铰孔38刀具：根据参照切削用量简明手册表4.354，选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度：，且。进给量：根据切削用量简明手册表2.458，取。切削速度：参照切削用量简明手册表2.460，取。机床主轴转速：按照切削用量简明手册表3.131取实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度，刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：工序40：铣左端面为主要加工表面的加工面。机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mm每齿进给量：根据切削用量简明手册表2.473，取：根据切削用量简明手册表2.481，取铣削速度每齿进给量：根据切削用量简明手册表2.473，取根据切削用量简明手册表2.481，取铣削速度机床主轴转速：按照切削用量简明手册表3.174，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据切削用量简明手册表2.481,取切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 工序50：铣右端面为主要加工表面的加工面；机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mm每齿进给量：根据切削用量简明手册表2.473，取：根据切削用量简明手册表2.481，取铣削速度每齿进给量：根据切削用量简明手册表2.473，取根据切削用量简明手册表2.481，取铣削速度机床主轴转速：按照切削用量简明手册表3.174，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据切削用量简明手册表2.481,取切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序60：钻2-13孔钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为 （3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔） =工序70：钻2-16孔切削深度：进给量：根据切削用量简明手册表2.438，取。切削速度：参照切削用量简明手册表2.441，取。机床主轴转速：，按照切削用量简明手册表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 工序80：钻14.5孔。机床：立式钻床Z525刀具：根据参照切削用量简明手册表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。（1） 切削深度。（2） 进给量和切削速度的确定 根据此孔最终要求的表面粗糙度的要求，确定钻头为硬质合金直柄麻花钻，查表选择如下参数钻头：，查表机械制造技术基础课程设计指南表5-134，查得，取，查得，根据以上数据计算主轴转速，查机械加工工艺师手册10表10-2，查立式钻床Z525主轴转速表，取，再计算实际切削速度。（3） 基本时间的确定 首先查机械制造技术基础课程设计指南表2-26，查得钻削机动时间计算公式，=（14），钻孔深度，见机械加工工艺师手册表28-42，所以工序90：钻K1/8孔底孔，然后攻丝K1/8孔机床：立式钻床Z525刀具：根据参照切削用量简明手册表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：进给量：根据切削用量简明手册表2.438，取。切削速度：参照切削用量简明手册表2.441，取。机床主轴转速：，按照切削用量简明手册表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 15第3章 铣38孔底面夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。3.1研究原始质料利用本夹具主要用来铣38孔底面，要满足对称度要求以及其两边的要求。在铣此面时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.2定位基准的选择首先必须明确其加工时应如图所示，这样水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型块和滑动V型块定位，这样既简单又方便。一底面限制的自由度有3个，一个固定V型块限制两个自由度，一个滑动V型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。 在该定位方案中，一个支撑面顶住，限制了z轴的移动，z轴的旋转，y轴的旋转三个移动自由度。一个固定V型块限制了y轴的移动，x轴的移动，一个滑动V型块限制了z轴的旋转，这样6个自由度全部被限制根据上面叙述选择方案。3.3 切削力及夹紧分析计算刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=20mm，材料铝合金钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=2.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。3.4 误差分析与计算该夹具以一面两V形块定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： 两V型块定位误差 ：注：V型块夹角=90。基准位移误差：工件以外圆柱面在V型块定位，由于工件定位面外圆直径有公差D，因此对一批工件来说，当直径由最小DD变大到D时，工件中心（即定位基准）将在V型块的对称中心平面内上下偏移，左右不发生偏移，即工件由变大到,其变化量（即基准位移误差）从图（a）中的几何关系退出：Y=基准不重合误差：从图（b）中设计基准与定位基准不重合，假设定位基准不动，当工件直径由最小DD变到最大D时，设计基准的变化量为，即基准不重合误差B=。从图(c)中可知，设计基准为工件的下母线。即，上述方向由a到a与定位基准变到的方向相反，故其定位误差D是Y与B之差. D=YB=0.207D=0.2070.01=0.00207D=0.00207T 即满足要求 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.5 零、部件的设计与选用定向键安装在夹具底面的纵向槽中，两个一般的使用。的布局尽可能远的距离。通过方向键的协调与铣床工作台的T型槽，使工作表面定位元件夹具工作台的进给方向具有正确的位置。方向键可以下产生的扭矩铣削时，螺栓夹紧夹具可以降低负荷，加强加工夹具牢固。根据GB220780定向键结构如图所示： 图2.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4：表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图5.3所示： 图2.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5：表2.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.253.6 夹具设计及操作的简要说明当夹具有制造误差、工作过程出现磨损、以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换V型块。以便随时根据情况进行调整换取。应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换V型块。以便随时根据情况进行调整换取23总 结 本次课程设计使我感受到了要做一名优秀的工艺设计师不是一件容易的事，这需要我们把学到的各门知识有机的联系起来。经历了此次课程设计，我明白了首先要从全局着手，否则会弄得顾此失彼，辛辛苦苦做得方案到最后一步时才发现不合理于是又得从头开始。这次设计课也锻炼了我的查表的能力，因为整个设计过程几乎是一个查表的过程，总之不查表就无设计可言，因此每天就得翻阅各种设计手册，这为我将来的工作打下了基础。天气变得寒冷起来为了能赶的上进度所以每天要坚持工作，这在无形中锻炼了我的吃苦精神。总之这次课程设计使我受益匪浅。参考文献 哈尔滨工业大学，赵家齐编.机械制造工艺学课程设计指导书.机械工业出版社，2000.10 清华大学，王先逵主编.机械制造工艺学第2版.机械工业出版社，2006.1 蔡安江、张丽等主编.机械工程生产实习.机械工业出版社，2005.3 张伟萍主编.机械制造工艺与装备第二版。中国劳动社会保障出版社，2007 上海柴油机厂工艺设备研究所编.金属切削机床夹具设计手册。机械工业出版社，1984.12 哈尔滨工业大学李益民主编。机械制造工艺设计简明手册。北京：机械工业出版社，1994 艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社，1994 廖念钊等编著.互换性与技术测量第五版.北京：中国计量出版社，2007.6 赵如福主编.金属机械加工工艺人员手册第三版.上海科学技术出版社，1990.10摘要 后刹车凸轮左支架加工工艺和夹具设计系 名： （四号宋体） 专业班级： （四号宋体） 学生姓名： （四号宋体） 学 号： （四号宋体） 指导教师姓名： （四号宋体） 指导教师职称： （四号宋体） 年 月摘要在工艺设计中要首先对后刹车凸轮左支架零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：后刹车凸轮左支架，工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差VAbstractIn the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning目录目 录摘要IIAbstractIII第1章 绪论1第2章 加工工艺规程设计22.1 零件的分析22.1.1 零件的作用22.1.2 零件的工艺分析22.2 左支座后刹车凸轮零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施42.2.1 孔和平面的加工顺序42.2.2 孔系加工方案选择42.3 左支座后刹车凸轮零件加工定位基准的选择42.3.1 粗基准的选择42.3.2 精基准的选择52.4 左支座后刹车凸轮零件加工主要工序安排52.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.6确定切削用量及基本工时（机动时间）8第1章 绪论学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下：培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计，熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。参考文献第2章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是左支座后刹车凸轮零件。左支座后刹车凸轮零件的主要作用是支架轴，保证轴之间的中心距及平行度，并保证正确安装。因此左支座后刹车凸轮零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。, 2.1.2 零件的工艺分析由左支座后刹车凸轮零件图可知。左支座后刹车凸轮零件是一个左支座后刹车凸轮零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1） 以38孔底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：底面的铣削加工；其中表面粗糙度要求为（2） 以左端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：左端面的铣削加工；其中表面粗糙度要求为（3） 以右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：右端面的铣削加工；其中表面粗糙度要求为（4） 以38孔为主要加工表面的加工孔。（4）以2-13孔为主要加工表面的加工孔。（5） 以2-16孔为主要加工表面的加工孔。（6） 以14.5孔为主要加工面。（7） 以K1/8孔为主要加工面。表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度表面尺寸精度表面粗糙度38孔底面65IT11Ra12.5m左端面37IT11Ra12.5m右端面14IT14Ra50m38孔38IT7Ra3.2m2-16孔2-16IT14Ra50m213孔13IT14Ra50m14.5孔14.5IT14Ra50mK1/8孔K1/8IT14Ra50m2.2 左支座后刹车凸轮零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该左支座后刹车凸轮零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于左支座后刹车凸轮零件来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序左支座后刹车凸轮零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工左支座后刹车凸轮零件上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。左支座后刹车凸轮零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。左支座后刹车凸轮零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择左支座后刹车凸轮零件孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最低的机床。2.3 左支座后刹车凸轮零件加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要孔的加工余量均匀；（2）保证装入左支座后刹车凸轮零件的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以左支座后刹车凸轮零件的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证左支座后刹车凸轮零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证左支座后刹车凸轮零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从左支座后刹车凸轮零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是左支座后刹车凸轮零件的装配基准，但因为它与左支座后刹车凸轮零件的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.4 左支座后刹车凸轮零件加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。左支座后刹车凸轮零件加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到左支座后刹车凸轮零件加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于左支座后刹车凸轮零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程，现将左支座后刹车凸轮零件加工工艺路线确定如下：工艺路线一： （1）铣38孔底面； （2）扩铰38孔； （3）铣左端面为主要加工表面的加工面； （4）铣右端面为主要加工表面的加工面； （5）钻2-13孔。 （6）钻2-16孔。 （7）钻14.5孔。 （8）钻K1/8孔底孔，然后攻丝K1/8孔 （9）去毛刺清洗去毛刺 （10）验收验收 （11）入库入库工艺路线二： （1）铣38孔底面； （2）铣左端面为主要加工表面的加工面。 （3）铣右端面为主要加工表面的加工面； （4）扩铰38孔。 （5）钻2-13孔。 （6）钻2-16孔。 （7）钻14.5孔。 （8）钻K1/8孔底孔，然后攻丝K1/8孔 （9）去毛刺清洗去毛刺 （10）验收验收 （11）入库入库以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一：工艺路线一：工序号 工 名序 称 工 序 内 容车 间设 备00铸铸造毛坯铸造10时时效热处理铸造20铣铣38孔底面；其中表面粗糙度要求为机加工立式铣床X52K30扩铰扩铰38孔；其中表面粗糙度要求为，并进行孔口倒角机加工立式钻床 Z525 40铣铣左端面为主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求为机加工立式铣床X52K50铣铣右端面为主要加工表面的加工面；其中表面粗糙度要求为机加工立式铣床X52K60钻钻2-13孔；其中表面粗糙度要求为机加工立式钻床 Z525 70钻钻2-16孔；其中表面粗糙度要求为机加工立式钻床 Z525 80钻钻14.5孔；其中表面粗糙度要求为机加工立式钻床 Z525 90钻钻K1/8孔底孔，然后攻丝K1/8孔机加工立式钻床 Z525 100去毛刺清洗去毛刺110验收验收2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“左支座后刹车凸轮零件”零件材料采用1号可锻铸铁制造，硬度HB为170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（1）底面的加工余量。根据工序要求，顶面加工分粗铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。（3）孔毛坯为实心，不冲孔。（4）端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23，其加工余量规定为，现取。 表2 工序尺寸及毛坯尺寸的确定表面尺寸余量铸件尺寸38孔底面65368左端面37340右端面1431738孔383322-16孔2-16实心铸造无213孔13实心铸造无14.5孔14.5实心铸造无K1/8孔K1/8实心铸造无2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序20：铣38孔底面；机床：铣床X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数10铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序30：扩铰38孔机床：立式钻床Z52