机械制造技术课程设计-刹车从动臂加工工艺及铣3mm槽夹具设计.doc

目录1绪论22 刹车从动臂加工工艺规程设计42.1分析刹车从动臂42.1.1刹车从动臂的作用42.1.2刹车从动臂的工艺研究42.2铸件毛坯制造形式的确定52.2.1选择基面52.2.2工艺路线方案的确定52.2.4切削用量的计算73专用工装设计173.1刹车从动臂铣3mm槽夹具设计173.1.1引出问题173.1.2原始质料的研究173.1.3选择使用定位的基准173.1.4研究计算切削力与夹紧力173.1.5 研究误差和计算193.1.6 夹具设计及操作的使用要说明20结束语22参考文献23致 谢1全套图纸加扣3012250582 231绪论机械加工过程当中的机械加工的工艺编制以及专用夹具的设计是在学完了大学期间的所有的课程以后，而进行的一次理论和实际相联系在一起的设计；综合的运用所学知识，提高了我们对所学的机械类专业的知识以及技能，也为以后自己从事的这类技术的工作打下比较强的基础。产品的加工工艺设计是体现产品的设计，以及确保证产品的质量和能源的节约与减少生产成本比较重要的方法，是企业单位进行产品生产的准备，计划的调度、加工的操作、生产的安全以及技术的检测与健全的劳动组织的比较重要的根据，也是生产企业生产新品种、提高质量、提高生产水平，对零件的新老更换与调高经济效益的技术都有了保障。专用夹具也是加工系统中非常主要的构成部分，不管是传统还是现代的制造系统的加工，专用工装都是非常主要的。所以，比较好的专用工装可以提高工人加工的产量的校率，对提高工件加工的精度降低，工件加工的成本等都有了保障，也可以扩大机床的使用范围，就能让零件在满足加工精度的条件下，提高效率以及降低生产的成本。现在的社会市场的竞争非常的激烈以及企业信息化的要求,厂家对专用工装的设计与加工要求都比较的高。1、历史发展阶段夹具的使用从出现到至今，大概能够分成几个阶段：首先主要体现在夹具和人的相结合上面，这时段的夹具主要作为人的辅助的工具来使用，是机械加工过程加速的完善；其次，夹具成为了人以及加工机床之间的桥梁，夹具的机能所发生的变化，其主要用来加工工件的定位以及夹紧。人们越来越能够体会到，夹具和操作人员的改进工作以及及加工机床的性能的增高都有着比较密切的关系，因此对专用夹具引起了足够的重视；现阶段夹具表现在夹具以及机床相结合，夹具当作加工机床的一个部分，成为了机械加工当中不能够减少的工艺的装备。2、设计面临的问题在本次给定的刹车从动臂，零件的设计过程当中，就要求对刹车从动臂工件的机械加工工艺过程和专用镗床夹具进行了设计，在考虑工件的加工工艺路线时，有可能也会编制工艺方案不是比较的合适，而且有时也出现了不能确保加工零件当中所能达到要求的精度。在编制专用夹具设计时，也可能因为定位的基准不太合理的选取，导致过定位或者欠定位所造成待加工的工件的精度不能达到要求。在确定夹紧零件时因为选用的零件的大或者小及尺寸等的不太合适，而不能达到夹紧的需要，或许也能因为夹紧力的作用点或者作用的面的位置不够合适而使要加工的零件发生翻转。因此在设计的过程当中应该编制好几套设计的方法，相比较以后选择最合理的方案，而且也要多多求教指导的老师以及校友们，并且多多的研究和设计有关的文献资料来尽自己最大的可能完成这次的设计。2 刹车从动臂加工工艺规程设计2.1分析刹车从动臂2.1.1刹车从动臂的作用这次我的设计的是刹车从动臂零件的工艺以及夹具的设计，刹车从动臂零件与其他零件配合，起到刹车的作用，刹车从动臂是比较关键的零件。零件是不是具有平稳的性直接关系到零件的加工的质量，假如刹车从动臂的精度有所减少的话，而机器的使用的价值也就有所降低。2.1.2刹车从动臂的工艺研究 刹车从动臂使 用HT200件的材料，HT200材料制造的工艺不难，而且铸造的产品性能以及减震的性能都非常的好。 刹车从动臂待加工的表面以及表面所要求得精度，分析下面几点：（1）重要的加工面：1）加工的两侧平面保证满足尺寸，平行度的误差是2）加工11mm两侧面，24mm两侧平面3）钻锪10孔，并且要达到平行度的误差的要求4）镗中间大孔5）铣3mm槽，铣12mm槽（2）主要的加工基准的面：1）以36mm底平面作为加工基准的加工的表面本组加工的加工表面有： 刹车从动臂工件的粗镗中间大孔以及刹车从动臂工件的铣11mm两侧面2）以中间大孔的平面来作为加工基准的加工的表面本组加工的表面有：主要就是钻锪10孔加工铣3mm槽以及铣12mm槽的2.2铸件毛坯制造形式的确定刹车从动臂的材质选用HT200。因为刹车从动臂为10000件，中型生产加工的水平，而且刹车从动臂的形状不太大，铸件平面的性能的要求不低，故能够使用铸件性能比较平稳的机器砂模铸造，不仅实用批量生产。也方便了铸造的加工程序，并而且还能够增加劳动的生产校率。2.2.1选择基面（1）选取刹车从动臂零件粗加工的基准 相对刹车从动臂工件来说，根据互为加工基准的选用的原则，选取刹车从动臂工件的36mm两侧平面来当作刹车从动臂制造的粗基准，能够采用夹紧机构对平面进行压紧，来当作重要的定位基准，来限制，各个的自由度。其次使用一个面来定位去掉向的自由度，来达到定位最终目的。（2）精加工基准的选用 主要要考虑到基准重合的要求，以及考虑方便于装夹的问题，选择已经加工完成的镗中间大孔以及侧平面来作为刹车从动臂精加工的基准。2.2.2工艺路线方案的确定编制机械制造的路线，重要的就是合理使用制造过程中的方法与划分加工的阶段。(1)工件制造方法的选择，应该从待加工工件的表面，技术要求来考虑，重要的就是要加工面尺寸位置度与表面的光洁度，还要研究整个零件各方面有影响的因数。正常是依据重要的表面精度的要求首先制定最终加工的方法，其次再决定很多准备工序的加工的方法，再制定别的次要的表面的加工的方法。(2)确定各个表面加工的方法以后，就要分析研究制定的加工的方法在机械加工工艺路线当中的大概的顺序，加工的主线为定位的基准面，仔细安排热处理的工序与其它辅助的工序。(3)加工路线方案的制定。当零件生产的批量不一样时，工件的加工工艺的路线也会有比较大的区别，现在制定出刹车从动臂中批生产时的机械制造路线的思路。看下面表.表 2.1 思路一工序号 工 名序 称 工 序 内 容10铸造铸造成型20时效去除铸造应力30钻钻锪10孔40镗镗中间大孔50铣铣11mm两侧面60铣铣24mm两侧平面70铣铣36mm两侧平面80铣铣3mm槽90铣铣12mm槽100钳工清洗、去毛刺、110终检检验表2.2 思路二工序号 工 名序 称 工 序 内 容10铸造铸造成型20时效去除铸造应力30铣铣36mm两侧平面40镗镗中间大孔50铣铣11mm两侧面60铣铣24mm两侧平面70钻钻锪10孔80铣铣3mm槽90铣铣12mm槽100钳工清洗、去毛刺、110终检检验工艺方案的的比较与讨论：方案二和方案一不一样的是把加工孔的工序 放到了后面。先加工36mm两侧平面在加工孔，别的先与后的顺序都没有变化。经过研究知道方案变动了以后刹车从动臂生产的效率有了提高。并且相对于工件的尺寸的精度，以及位置的精度，都具有很大程度的好,满足了先加工面后加工孔的制造工艺的原理。 第一加工36mm两侧平面，然后在用36mm两侧平面来作为加工的精基准，来对镗中间大孔进行加工，这样底，镗中间大孔的精度的要求就得到了保证，也为36mm的平面上孔径位置度的要求得到了保障。达到了先加工面再来加工孔原理。要是使用思路一的方案，先制造孔后制造面,装夹起来不是特别的方便，并且刹车从动臂毛坯的平面与轴的轴线，是垂直还是不垂直，就知道加工出的孔的轴线与轴的轴线是平行，还是不平行的。因此知道方案一并不适合。加入选用方案二加工，先来铣面，再来加工孔，就能满足孔的所要求的位置度的要求从提高制造零件的效率和保证精度的两个因数下来讲，得出方案二非常的合理。所以我使用按思路二的方案来加工刹车从动臂。最终的详细方案见卡片2.2.4切削用量的计算工序开始铸造工序 控制人工时效工序，铣36mm两侧平面已经给定的条件：刹车从动臂的材质选择HT200，铸件毛胚。选择X62W式铣床。根据参考书籍7附表30.34使用硬质合金材料的面铣刀， ，齿的个数是，使用的刀具是粗齿型状的。一个边的余量是： 深度加工：每个齿的进给量：按照参考书籍3附表2.3.72，选择加工的速度：根据参考书籍 6的表31.33，取。机床主轴制造零件时的转速： 式（2.1）式子当中 制造速度； 刀具的的宽度。依据式子2.4机床主轴制造零件时的转速：依据教科书4的表3.2.76 制造的实际的速度：加工时进给的距离： 每一分钟加工时进给的距离： ：按照参考书籍献7附表2.1.89,（2）精加工36mm平面知道的条件：刹车从动臂选择HT200的材料，铸件。机床使用 X62式的铣床。根据教科书7的表37.32刀具使用材料的面铣刀：， ，齿的个数为12，其为细齿型状的铣刀。加工36mm平面的一个边的余量： 深度加工：每一齿的进给的距离：依据教科书 7的表31.32，取速度加工：依据依据教科书7的表21.34，取机床主轴制造时的转速，依据式子（2.4）计算：依据教科书7的表3.2-32 加工实际的速度：加工进给的距离，根据式子（1.4）得：每一分工作台进给的距离： 加工所用的时间零件加工层的距离：依据毛坯的大小得出， 铣刀切入的距离： 铣刀切出的距离：得 1次加工机床所用的工时：按照参考书籍5附表2.2.47可能够知道制造辅助的用时切削所用的时间切削层加工层的距离：依据毛坯的大小得出 铣刀切入时的距离：精切削刀具切出时的距离：取 1次加工加工所使用的时间：依据参考书籍5附表2.3.42能够知道加工的辅助的时间工序 镗中间大孔粗镗中间大孔机床选取T618机床镗刀材质选择硬质合金镗刀。深度加工：，加工时：由参考书籍的表2.4-69，深度制造。加工进给距离得出。制造的速度：依据教科书籍书3资料表2.3-7取主轴制造时的动度：，依据教科书籍3 资料表3.2-45得出制造时的速度：工作台60秒钟的加工进给距离： 被切削层的距度：刀具切入的距离： 刀具切出时的距离： 选择行程的次数：机器所用的工时：依据教科书籍1资料表2.5-39工步的另外的耗时是： 精镗中间大孔选用T618车床，来对零件进行加工刀具选择材质为硬质合金的镗刀机床的加工进给距离：依据教科书籍3资料表2.3-67，刀具刀杆伸出的长度选择，切削加工的深度是=。所以进给量确定为切削加工的速度：依据教科书籍3资料表2.4-5，得出主轴制造时的转动速度：，取实际的镗削的速度，： 机床工作台每分钟的进给量：镗削层的长取：镗刀切入的长度得：刀具切出的距离为： 取行程的次数：机器加工的时间：根据参考书1附表2.1-38加工工的步辅助时间是： min工序铣24mm两侧平面刀具选用：选用立铣刀，直径，铣削深度：每齿进给量：根据表5-14，取铣削速度：参照表5-14，取机床主轴转速：进给量：工作台每分进给量：根据表5-47铣削的基本时间计算，本次为立铣刀，铣削的基本工时计算公式如下式中工件的铣削长度刀具切入长度：式中，查询表5-16得出本次的立铣刀，直径， ：铣刀直径为代入上式后得出，得出刀具切出长度：取，本次选择3mm：工作台水平进给量走刀次数为1机动时间工序 铣11mm两侧面1. 用HT200的材料 来进行铸造目的是要铣11mm两侧面 选YT15当作刀具的材料，刀杆的尺寸大小是,=90,=15,=12,=0.5mm2算出切削的用量1) 往毛坯的长度方向去算，加工余量留2.0+0.8 -0。7mm, =2.0mm2) 进给量大小要看手册查表,刀杆确定是大小，超过13mm,工件的直径确定为160的话，那么得到=0.100.35mm/r铣床型号是X62W铣床，查相关切削手册确定=0.16mm/r3) 求出切削的速度，根据切削手册查表,切削速度是 (m/min) (寿命时长=60min)因为=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数可以查表，得到=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。那么 = (m/min)4)求出机床主轴的转速 ns= r/min每款机床都有说明书，查对应的工艺手册，接近316r/min转速的有300或400r/min。那么选=300r/min。算出实际情况下切削的速度达=110r/min。5) 开始切削加工的时候，查表， ， ， tm= (min)工序 钻锪10孔机床：Z3050钻床刀具：麻花钻、锪钻（1）钻10孔已知条件如下：它用材料是 HT200，铸造成型根据分析汽车轮毂则选取Z3050式钻床又因刀具选麻花钻：制造深度：一个齿进给距离：据参考教材7表3137： 制造速度：参考书 7表3539：制造时转速：教材第四版式（2.6）：由参考资料3表3.1-36：实际钻削加工速度：进给量，由公式（2.9）：钻床工作台每分钟进给量： 钻削层长：分析零件毛坯钻头切入时距离：钻时钻头切出距离：选走刀次数1参考书9：min。参考书8附表2.4-48：钻削加工辅助时间参考书8切削加工工时：min参考书5附表2.1-45：钻削加工辅助时间（2）锪孔20进给量：根据表5-27，取切削速度：参照表5-22，取机床主轴转速：， 锪孔的切削时间计算按照如下式式中被切削层长度：本次按照切削的深度为刀具切入长度：钻头的前角，一般为118度，本次按照120度计算刀具切出长度：，本次是锪孔，按照3mm走刀次数为1机动时间：工序 铣3mm槽1. 用HT200的材料 来进行铸造目的是要铣3mm槽选YT15当作刀具的材料，刀杆的尺寸大小是,=90,=15,=12,=0.5mm2算出切削的用量1) 往毛坯的长度方向去算，加工余量留2.0+0.8 -0。7mm, =2.0mm2) 进给量大小要看手册查表,刀杆确定是大小，超过13mm,工件的直径确定为160的话，那么得到=0.100.35mm/r这次铣床型号是X62铣床，查相关切削手册确定=0.16mm/r3) 求出切削的速度，根据切削手册查表,切削速度是 (m/min) (寿命时长=60min)因为=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数可以查表，=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。那么算出 = (m/min)4) 求出机床主轴的转速 ns= r/min每款机床都有说明书，查对应的工艺手册，接近r/min转速的有500或600r/min。那么选=r/min。算出实际情况下切削的速度达=r/min。5) 开始切削加工的时候，查表 ， ， tm= (min)工序：铣12mm槽所给的条件使用HT200的材料，铸件。使用X62式的铣床。依据教科书7的表3137选择材质为的硬质合金铣刀， ，齿数. ，按照参考书籍9附表3.7与3.6 参考书籍9附表3.8 依据铣床使用的说明书加工的实际速度：每一分钟工作台进给的距离： 工作台进给的距离： 所使用的时间：工序 去毛刺，终检3专用工装设计3.1刹车从动臂铣3mm槽夹具设计该夹具主要用于铣3mm槽夹具的铣削加工。要求的精度不高，其它加工的零件和夹具之间的技术要求不那么高。因此，在加工过程中，如何保证加工表面的精度要求是需要考虑的主要问题。同时也要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，两者之间的技术要求不是主要问题。3.1.1引出问题为了提高零件的生产量，保证零件制造达到使用的要求量，使工人的劳动的强度能够有所减低。所以制造刹车从动臂时，就非常有必要设计专用的夹具，经过和指导老师商量，确定设计铣3mm槽的专用夹具一套，用于X62W铣床，刀具为硬质合金的铣刀，来对铣3mm槽进行加工。3.1.2原始质料的研究本次设计的夹具主要是用来铣3mm槽，铣3mm槽线要达到平面度的要求，和其平面两边的位置度的要求。在加工铣3mm槽时，为了确保达到工件的技术的要求，最重要的是找到零件定位的基准。此时，应研究咋样才能快速的加工出零件，和对工人劳动强度尽量的减少。3.1.3选择使用定位的基准研究刹车从动臂的零件图能够看出：分析加工铣3mm槽时，3mm槽对中间大孔具有位置度的要求。为了使刹车从动臂工件的定位的误差，满足要求的范围以内，选择底面以及侧面的中心线的定位的方式，本种定位方式在结构上面简单比较好操作。3.1.4研究计算切削力与夹紧力根据如下的计算式来计算铣削力铣刀为锯片铣刀式中：切削力：使用铣刀铣削的时候，工件材料及铣刀类型的系数查表选取：铣削深度：每齿进给量：铣刀直径：铣削宽度：铣刀每分钟的转速：铣刀的齿数：铣削的时候，工件材料机械性能不同的修正系数。对于结构钢、铸钢为，对于灰口铸铁时为：工件材料的抗拉强度MPa：工件材料的布式硬度按照查询表格为，铣削深度按照前面计算的为，没转进给量为，铣刀直径为，铣削宽度为，铣刀齿数，代入上式（2）夹紧力的计算计算的公式如下式中：实际所需的夹紧力N：切削力N：安全系数，本次选择为1：夹紧元件与工件之间的摩擦系数，本次选择为：工件与夹具支承面间的摩擦系数，本次选择为式中的、按照本次设计的分别为30mm、10mm、30mm切削力按照之前计算的为所以3.1.5 研究误差和计算铣3mm槽的夹具使用侧平面和大孔端平面来定位，为了达到加工工序的加工的要求，就要使工序当中误差的总不能大于该工序所要求的公差尺寸。和铣床夹具具有关系的加工的误差，通常可以使用下面的式子来表示： 根据参考书籍4能够知道：定位的误差 ： 公式当中：， 而且： ，故 夹紧时的误差 ： 根据资料4附表1317得。 ：要比低夹具相对刀具所产生的误差：得所有误差一共：根据上面的研究可以知道，本铣床夹具能够达到工件的加工的精度的要求。3.1.6 夹具设计及操作的使用要说明前面分析夹具主要就是提高制造零件的速度，当是铣3mm槽的夹具设计使用了手动螺旋压紧的方式，根据本刹车从动臂零件的体积和生产成本考虑大，通过设计方案研究分析比较，选择了手动螺旋的夹紧方式。此类机构夹紧结构比较的简单而且夹紧也很牢固，并且通用的性能比较大，在机床专用夹具当中应用的比较广泛。而且当专用夹具具有制造的误差，加工的过程当中出现磨损。以及工件的尺寸发生变化的时后，就会影响到定位以及夹紧的牢固性。为了预防此种现象的发生，选择可换的定位销。以方便随时的按照情况来进行调整与更换。此次设计的夹具夹紧原理为：本夹具是一个专用铣3mm槽，为了使铣3mm槽能够更短时间完成，安装工件时先将夹紧螺母拧松，移动螺栓，让工件靠紧各定位表面，拧紧夹紧螺母，便可进行加工。结束语在这次设计过程中，真正让我感受到了知识的重要性。在这次的刹车从动臂零件的设计当中，使用学过的CAD的画图软件，来对图纸进行绘制，因为很久都没有使用了，所以现在在开始画图的时候就出现很多问题，开始也不是很得心应手。但是熟练一下就能够画了。CAD制图对以后工作也是有很大的帮助的。把大学几年所学的专业的知识，和实际的应用相互联系到刹车从动臂的设计当中来了。对刹车从动臂机械加工工艺规程的制定，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的,这样在加工工件就可以用什么使用机床加工，保证怎样加工，加工工艺装备及设备等。在刹车从动臂零件的设计当中也发现了自己欠缺的地方。对我自己来讲刹车从动臂零件的设计，有收获也有不合理的地方，好处是a综合的运用的以前所学的各种知识，巩固了以前所学的知识。 B对多中参考书籍的查找，各样加工的余量以及切削加工的用量。 C养成了自己研究问题以及解决实际问题的水平。不合理的地方：D需要在毕业以后的工作学习的实