编制手刹车后蹄片臂零件的工艺规程与其中工序的机床夹具设计

车辆与交通工程学院课程设计说明书设计类型 设计题目编制手刹车蹄片拉杆臂零件的工艺规程与其中某一道工序的机床夹具设计 姓 名 院 系 完成日期 指导教师 河南科技大学 车辆与交通工程学院课程设计说明书第 页1目 录引言2一、课程设计目的3 二、计算生产纲领确定生产类型3三、工件的分析4四、定位基面的选择及分析4五、划分加工阶段、确定加工工序4六、夹具设计 车辆与交通工程学院课程设计说明书第 页27七、夹具使用说明7八、小结8九、参考文献9引言本人设计的是摇臂机构.在设计过程中综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识。由于马老师的认真辅导，本人初 车辆与交通工程学院课程设计说明书第 页3步具备了设计一个中等复杂程度零件（拉杆臂）的工艺规程的能力，也初歩学会了怎样运用夹具设计的基本原现和方法，怎样拟订夹具设计方案，怎样完成夹具结构设计，为未来从事的工作打下良好的基础。由于本人能力有限，经验不足，在设计中可能还有许多不足之处或存在的一些问题，望各位老师指出，本人一定会虚心学习。争取在以后设计时避免这些问题。在此先向各位老师表示感谢。一、课程设计的目的机械制造工艺学课程设计是在学完汽车制造工艺学课和汽车生产实习后的下一个教学环节。他一方面要求我们通过设计获得综合运用过去所学多的 车辆与交通工程学院课程设计说明书第 页4全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。我们通过课程设计可以得到以下几方面的锻炼：1. 能熟练运用机械制造工艺的基本理论以及生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。2. 初步掌握机械加工中误差原因的分析方法，对工艺问题具有一定的分析问题，解决问题的能力。3. 掌握机床夹具设计原理，具有针对不同对象进行夹具设计的初步能力。4. 学会使用金属机械加工工艺人员手册和机床夹具设计手册及其他有关机械加工的图表资料。二、计算生产纲领确定生产类型年产量 Q4000（件/年） ，该零件在每台产品中的数量 n=1（件/ 台） ，废品率 3，备品率 5。由公式 NQn（1 ）得：N40001 （135 ）=4320查表（机制工艺生产实习及课程设计中表 61）同一零件的年产量生产类型重型零件 中型零件 轻型零件单件生产 15 110 1100小批生产 510 10200 100500中批生产 100300 200500 5005000大批生产 3001000 5005000 500050000大量生产 1000 以上 5000 以上 50000 以上确定的生产类型为大量生产。三、工件分析1.零件的作用 车辆与交通工程学院课程设计说明书第 页5由零件图可知该零件为拉杆臂。6-12 孔是用来装入轴类零件。其主要作用是将一个轴上的动力传递到于之相垂宣的轴上。此零件在机械行业中有着广泛的利用。1-2 零件的工艺分析制定工艺规程时，首先应分析零件图及该件所在部件的装配图。了解该零件在件中的作用及零件的技术要求，找出其主要技术关键，以便在拟定工艺规程时釆取适当的措施加以保证。所谓零件的结构工艺性是指设计的零件在满足使用要求的前提下，其制造。的可行性和经济性，尽量在满足使用要求的前提下降低成本。由零件图得知,其材料为 45 钢，该材料具有较髙的强度，耐磨性，耐热性及减振性.适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。由该零件的作用和零件图可知该零件的精度和形位公差较低。加工时采用粗加工即可。根据零件图的要求可以确定该零件的毛坯的制造方法为铸造。又由于是大量生产，所以毛坯的制造方法模锻。该零件主要加工 2 个槽口和 612 个孔。2 个槽口和 612 个孔光洁度均为3 或者4，比较粗糙。四、定位基准的选择及分析粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的侧面作为粗基准：1、在保证各加加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀，使孔的轴线与中心对称面保持垂直关系；2 保证定位准确、夹紧可靠。因此选择侧面作为粗基准。选择精基准的出发点是保证加工精度以及安装的方便可靠，其选择的原则如下:1、基准重合原则；2、基准统一原则： 3、自为基准原则：4、互为基准原则：5、所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，装夹方便、可靠，夹具结构简单适用。在铣大头槽口时可以以小头槽口侧面为基准，这样可以降低误差。在钻孔时以及扩孔时也以槽口侧面为基准，保证孔的垂直度。五、划分加工阶段、确定加工工序1. 制定工艺路线根据不同表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的 车辆与交通工程学院课程设计说明书第 页6加工方法如下：根据先面后孔的加工原则，应先加工大头与小头的槽口，槽口的侧面采用粗铣加工，槽口底面与倒角采用插床插出来，然后加工孔，孔采用钻、扩加工，而孔上的倒角采用相应的锪孔钻锪出来。初歩拟定加工工艺路线如下：锻造10、钳工整形20、铣小头槽口40、铣大头槽口50、钻、扩孔，锪倒角60、检验70、入库遵循了工艺路线拟定的一般原则，但某些工序上仍存在一定的问题，值得进一歩讨论。 。所以由于锻件外表面有飞边等，因此在精加工之前应对零件进行钳工整形。由于铣大端槽口时装夹定位困难，因此之前需要加工工艺孔或者面，以边定位与装夹。修改后的工艺路线如下：铸造10 钳工整形20 铣小端槽口30 插小端槽40 钻工艺孔50 铣定位面60 铣大端槽口70 插大端槽80 钴、扩、6X12 孔，倒角90 检查 100 入库2、选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批量生产，故加工设备应以专用机床为主，辅以少量通 车辆与交通工程学院课程设计说明书第 页7用机床。其生产方式以通用机床加专用夹具为主，可辅以少量专用机床的流水线生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。工序 10：钳工修形，由于锻造工艺相对而言加工精度较低，为保险起见，应有钳工修形。工序 20：铣小端槽侧面：选择通用卧式铣床，选择直径为 14 盘三面刃铣刀、专用夹具和游标卡尺。工序 30：插小端槽底面及倒角：采用通用插床 B5020，倒角插刀，游标卡尺。工序 40：钻工艺孔：采用 10 钻头，Z5125 钻床。工序 60：铣大端槽侧面：采用 X52K 立式升降台铣床，专用夹具，14 粗齿直柄铣刀，游标卡尺。工序 80：钻、扩孔，锪倒角：采用 Z5125 立式钻床， GB1436-85 钻头，游标卡尺。2.加工工序设计铣削的加工精度等级为 8 到 11 级，完全能够满足上偏差+0.24，下偏差 0的要求。本工序为粗铣大头槽，保证尺寸 。25.014粗铣 的槽25.014查得 =0.04mm/齿zf切削速度：参考有关资料得 v=42.5m/min采用粗齿直柄铣刀，D=14mm，z=3。则 = = =966.3(r/min)snDv10145.2现在采用 X52K 立式升降台铣床，根据机床说明书取 =1000r/minwn故实际切削速度为 v= = =43.98(m/min)0wn104当 =1000r/min 时工作台每分钟进给量 应为wn mf= z =0.04 3 1000=120(mm/min)mf 车辆与交通工程学院课程设计说明书第 页8则 t= =1.84min12073.所以加工一个大端槽的切削时间为 1.84min。铣削力= M= =zFZFFwqouyfxpkndzaC20dZmP60vFz查得 =948 =1.0 =0.75 =0.88 =0 =0.87 =0.04 yFuFwFqfa=14 =10 =14 n=1000r/minwap0所以 = =2611.78NzF1143.9808708.5. M= 18.28N*m2.61= =1.85kWmP05.所选机床功率为 7.5kW ,因此所选机床可用。mP六、夹具设计本次设计的夹具为第 60 道工序铣大端槽的专用夹具。该夹具适用于 X52K 型立式升降台铣床。这道工序所加工的槽为大端槽。按照基准重合原则并考虑到小端槽已经加工，为避免重复使用粗基准，应该以小端槽口侧面定位，又为了使孔的轴线与槽的侧面垂直，可采用一面两销定位。一面两销，定住了工件的 5 个自由度。为了避免大端槽底面与工作台不平行，可用支撑钉支撑工艺面，也限制了第六个自由度。在加紧方面，工件小端采用前后夹紧，以使小端槽侧面与定位面充分接触，可靠定位，并且使工件夹紧。在大端下部设置一个夹紧支撑，与上部压块儿形成夹紧机构，夹紧工件。设计夹具方案应尽量考虑拉杆臂在整个加工过程前后装夹的方便性和可靠性。七、夹具使用说明首先将铣床夹具在合适的位置固定好,然后对夹具体进行可靠的固定。1、用扳手将对刀快儿固定在相应位置，使得对刀块儿的内侧与定位面的内侧重合，必要时可以用塞尺测量。 车辆与交通工程学院课程设计说明书第 页92、安装工件时将夹具销穿入工件的孔中，使得工件的小端侧面与定位面重合。此时一面一销已经定位，控制空间的 5 个自由度。用扳手预紧小端螺栓，使压板压在小端外侧面。3、这时工件仍可以绕短销转动。调整工件使得工艺平面与定位支撑钉上面紧密接触。这时工件的 6 个自由度全部限制。4、然后用扳手拧紧上部压块儿，使得工件在竖直方向夹紧。最后拧紧小端螺栓，使得工件的小端前后夹紧。5、加工完毕后，先松开上部的夹紧块，然后左手扶工件，右手用扳手松开小端压板。本夹具结构简单，装夹可靠，使用方便，提高了生产率，适用于大批量生产。八、小结这次课程设计是对我在大学学习中所学知识的重要总结，它将我所学的科学理论知识与社会实践相结合，是我们大学生从学校步入社会的主要载体之一。也正因为如此，我们应该认真的面对，做到一丝不苟。在这两个星期里，通过老师的细心指导，在团队成员的枳极帮助和我的不懈努力下，我完成了这个重要的课程设计。在这次设计中我遇到不少难以解决的问题，比如：夹具的设计问题、CAD的绘图问题以及说明书的编写问题。通过对这些问题的认识，我知道自己的一些薄弱环节；也通过解决这些问题，我更进一歩的对所学专业知识的巩固加深。所谓 温故而知新 ，在这些知识的基础上还明白了许多课本所未涉及的知识，令人振奋！这次设计使我能综合运用汽车制造工艺学中的基本理论，并能结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和学到了夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，培养了我的熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，进一歩培养了我的识图、制图、图表和编写技术文件等基本技能，为未來从事的工作打下良好的基础。致谢 车辆与交通工程学院课程设计说明书第 页10九、参考文献【1】 孟少农主编.机械加工工艺手册 （第 2 版）.第 1 卷.