刹车支架工艺规程及其钻扩铰Ф14H9、Ф16H9的夹具设计说明书

设计说明书题 目 刹车支架的工艺工装设计 系 名：_机械系_专业班级：_ _学生姓名：_ _学 号：_ _指导教师姓名：_ _指导教师职称：_ 二一年 八 月 二十二 日摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。刹车支架的加工工艺规程及其钻、扩、铰 14H9、16H9 与铣 A 向面的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，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：切削用量 夹紧 定位 误差。ABSTRCTThe design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge.The brake bracket processing procedure and drilling, expanding, hinge with 14H9, 16H9 and A were to face milling fixture design is to include parts machining process design, process design and fixture design in three parts. In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design a rough structure, and choose the good parts processing base, design parts of the process route; and then the various parts of the process step size calculation, is the key to decide the process equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection and design of a jig for the various components, such as positioning devices, clamping elements, a guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error analysis, fixture structure rationality and deficiency, and later in the design of improved.Key words : cutting clamping and positioning error.目 录序言11、 零件分析22、 工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式 32.2 基面的选择传 42.3 制定工艺路线 42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.5 确定切削用量及基本工时 63、 专用夹具设计 163.1 问题的提出 163.2 定位基准的选择 163.3 定位元件的设计 163.4 切削力及夹紧力计算 163.5 夹具设计及操作简要说明 16总 结18致 谢19参考文献 201序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。刹车支架的加工工艺规程及其钻孔与铣面的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计，钻孔的夹具用三块支承板，一圆柱销，一支承钉来实现工件的定位，夹紧则是由铰链压板来完成，导向则是由快换钻套，钻套用衬套，钻模板，钻套螺钉等组成，引导钻头对中；铣面夹具则是由一面，一圆柱销，一削边销来实现工件的定位，夹紧由两移动压板来完成，与工件加工面之间的位置则是由对刀块、塞尺来实现，与工作台之间的导向则是由两个定向键来实现。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。21、零件的分析刹车支架的作用是用来支承工件。 32、工艺规程的设计2.1 、确定毛坯的的制造形式刹车支架零件材料为 HT200，硬度选用175-255HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1.50 70的面，表面粗糙度为6.3，需要二步加工方能满足要求，粗铣精铣，查机械设计手册，表28得 粗铣 单边余量 Z=0.7精铣 单边余量 Z=0.32、20、32的端面，表面粗糙度为12.5，只需一步铣削即可满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得 单边余量 Z=1.03. A向面，表面粗糙度为12.5，只需一步铣削即可满足要求，查机械设计工艺手册，表2-8得 单边余量 Z=1.04、B向面，表面粗糙度为12.5，只需一步铣削即可满足要求，查机械设计工艺手册，表2-8得 单边余量 Z=1.0铰 单边余量 Z=0.15.14H9孔及16H9孔，需要三步加工方能满足精度要求，钻扩铰，查机械设计工艺手册，表36得14H9孔的余量钻 单边余量 Z=6.0扩 单边余量 Z=0.916H9孔的余量钻 单边余量 Z=6.0扩 单边余量 Z=1.9铰 单边余量 Z=0.16、两个宽12的槽，铸造成实心，铣削即可满足要求。7、不加工表面的毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。毛坯图如下：42.2 、基准的选择（1） 、 粗基准的的选择 根据粗基准的选择原则，选 20、32 端面作为粗基准（2） 、精基准的选择 主要考虑的是基准的重合问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。以直径为 16 和 14 的孔作为精基准。2.3 、制订工艺路线（1） 、工艺路线方案一：工序 10：铸造工序 20：退火工序 30：铣 50 70 的面工序 40：铣 20、30 的端面工序 50：钻、扩、铰 14H9、16H9 孔工序 60：铣 A 向面工序 70：铣 B 向面工序 80：铣两个宽 12 的槽工序 90：钻、攻 A 向面上的 M8-7H 螺纹工序 100：钻、攻 A 向面上的 M8-7H 螺纹工序 110：清洗去毛刺工序 120: 验收5工序 130：入库（2） 、工艺路线方案二：工序 10：铸造工序 20：退火工序 30：铣 50 70 的面工序 40：铣 20、30 的端面工序 50：铣 A 向面工序 60：铣 B 向面工序 70：钻、扩、铰 14H9、16H9 孔工序 80：铣两个宽 12 的槽工序 90：钻、攻 A 向面上的 M8-7H 螺纹工序 100：钻、攻 A 向面上的 M8-7H 螺纹工序 110：清洗去毛刺工序 120: 验收工序 130：入库（3） 、工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是先加工所有的面，然后加工孔。而方案一则把14H9 孔和 16H9 孔的加工放到了前面，这样做为后序的加工的提供了定位基准，简化了夹具的设计，相比较而言，我们选取方案一：具体的工艺过程如下：工序 10：铸造工序 20：退火工序 30：铣 50 70 的面工序 40：铣 20、30 的端面工序 50：钻、扩、铰 14H9、16H9 孔工序 60：铣 A 向面工序 70：铣 B 向面工序 80：铣两个宽 12 的槽工序 90：钻、攻 A 向面上的 M8-7H 螺纹工序 100：钻、攻 A 向面上的 M8-7H 螺纹工序 110：清洗去毛刺工序 120: 验收6工序 130：入库2.4 、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“刹车支架”零件材料为铸铁，毛坯的重量约为 1Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1.50 70的面，表面粗糙度为6.3，需要二步加工方能满足要求，粗铣精铣，查机械设计手册，表28得 粗铣 单边余量 Z=0.7精铣 单边余量 Z=0.32、20、32的端面，表面粗糙度为12.5，只需一步铣削即可满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得 单边余量 Z=1.03. A向面，表面粗糙度为12.5，只需一步铣削即可满足要求，查机械设计工艺手册，表2-8得 单边余量 Z=1.04、B向面，表面粗糙度为12.5，只需一步铣削即可满足要求，查机械设计工艺手册，表2-8得 单边余量 Z=1.0铰 单边余量 Z=0.15.14H9孔及16H9孔，需要三步加工方能满足精度要求，钻扩铰，查机械设计工艺手册，表36得14H9孔的余量钻 单边余量 Z=6.0扩 单边余量 Z=0.916H9孔的余量钻 单边余量 Z=6.0扩 单边余量 Z=1.9铰 单边余量 Z=0.16、两个宽12的槽，铸造成实心，铣削即可满足要求。7、不加工表面的毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2.5、 确定切削用量及基本工时工序 10：铸造工序 20：退火工序 30：铣 50 70 端面工步一：粗铣 50 70 端面1. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map7.0d60min/85v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度7map7.02）决定每次进给量及切削速度根据 X62 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0fzmin.4516810rdvns按机床标准选取 475wn/in/5.89i/107vw3）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为ml7l7.01ml2in9.2.4521fntwm工步二：精铣 50 70 端面1. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map3.0d60min/85v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对较高，故分两次（即粗铣、精铣）完成，则 map3.02）决定每次进给量及切削速度根据 X62 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0fzmin.4516810rdvns按机床标准选取 475wn/in/5.89i/107vw83）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为ml70l3.1ml52in79.02.4521fntwm工序 40：铣 20、32 端面1. 选择刀具刀具选取立铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.1d40min/85v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 ap0.2）决定每次进给量及切削速度根据 X62 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfzin8.674510rdvns按机床标准选取 675wn/min/8.4i/105vw3）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为ml32l0.1l2in593.6751fntwm总的工时：T=2t=0.519min工序 50：钻、扩、铰 14H9、16H9 孔工步一钻孔至 12确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的 ， 时，f MPab80md120。由于本零件在加工 12 孔时属于低刚度零件，故进给量应rmf/47.039.乘以系数 0.75，则9rmf /35.029.75.04.39.0根据 Z525 机床说明书，现取 rf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v以min/7.412801rdvnws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为i/75rin/.6104vw切削工时： ， ， ，则机动工时为ml3l.ml32in54.2.0475621fnltwm工步二：扩孔 8.利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量m1m8.15可根据钻孔的切削用量选取 rff/87.05. 75.06.22钻根据机床说明书，选取 mf5. in/46123312vv钻则主轴转速为 ，并按车床说明书取 ，实际切in/46.5rn min/48rw削速度为 min/38.210.dvw切削工时： ， ， ，则机动工时为ml32l9.l2in34.157.0481fntw工步 3：铰 孔H916根据参考文献表 2-25， ， ，得rmf/.2min/128v10min/65.248.19rns查参考文献表 4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取 ，rmf/35.0，实际切削速度 。mi/98rw i/3.9v切削工时： ， ， ，则机动工时为l32ml1.0l2in56.981fntwm工步四：钻孔至 12确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的 ， 时，f MPab80md120。由于本零件在加工 12 孔时属于低刚度零件，故进给量应rf/47.039.乘以系数 0.75，则 rmf /35.029.75.04.39.根据 Z525 机床说明书，现取 rf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v以min/7.412801rdvnws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为i/75rin/.6104vw切削工时： ， ， ，则机动工时为ml2l.ml32in6.5.04731fnltwm工步五：扩孔 8.3利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量m12m8.13可根据钻孔的切削用量选取 rff/87.05. 75.06.2钻根据机床说明书，选取 mf5.11min/46123312vv钻则主轴转速为 ，并按车床说明书取 ，实际切in/46.5rn in/48rw削速度为 in/08.21.30mdvw切削工时： ， ， ，则机动工时为ml2l9.l32in47.05.481fntw工步六：铰 孔H914根据参考文献表 2-25， ， ，得rmf/.02min/128vin/65.48.rns查参考文献表 4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取 ，rf/35.0，实际切削速度 。mi/198rw i/3.9v切削工时： ， ， ，则机动工时为l2ml1.0l2in36.5.981fntwm工序 60：铣 A 向面1. 选择刀具刀具选取立铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.1d20min/45v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 ap0.2）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型立式铣床说明书，其功率为为 4.5kw根据表查出 ，则齿/25.0mfz12min/7.1520410rdvns 按机床标准选取 675wnin/4.2i/106vw3）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为ml24l0.1ml2in6.5.671fntwm工序 70：铣 B 向面1. 选择刀具刀具选立铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.1d20min/35v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 ap0.2）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型立式铣床说明书，其功率为为 4.5kw根据表查出 ，则齿/25.0mfzin3.710rdvns按机床标准选取 550wn/min/5.34i/1052vw3）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为ml4l0.1l2in3.25.21fntwm工序 80：铣两个宽 12 的槽1.刀具选取立铣刀，刀片采用 YG8,13， ， ， 。map0.1d120min/5v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 ap5.2）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfzin5.63110rdvns按机床标准选取 650wn/min/5.2410vw当 650r/min 时nrzfwm /520642.按机床标准选取 mf3）计算工时切削工时： ， ，则机动工时为l21l12in065.650i21 fnltwm总的时间 T=2t=2.123min 表 3.16）由切削表 2.7 和工艺表 4.216工序 90：钻、攻 A 向面上的 M8-7H 螺纹工步一：钻 M8-7H 的螺纹底孔 6.7选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺查得m7.6 0.28/fmr机（切削表 2.15）1/incV查=760.5r/minrDvn/7.610按机床选取 n=750r/min14min/8.15in/1075.6dnvw基本工时： i07.i2.2Xfltwm工步二：攻螺纹 M8mm选择 M8mm 高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距 ，即f p1.25/fmr7.5/mincV机 107.598(/in)cnrD查按机床选取 n=275r/min6.8/incV机基本工时：t= =0.037（min）25.176021fl工序 100：钻、攻 B 向面上的 M6-7H 螺纹工步一：钻 M6-7H 的螺纹底孔 5.1选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺查得m1.5 0.28/fmr机（切削表 2.15）6/incV查=999.1r/minrDvn/1.560按机床选取 n=950r/min min/2.15in/09.1dvw基本工时： i069.i8.21Xfltwm工步二：攻螺纹 M6mm选择 M6mm 高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距 ，即f p1.25/fmr7.5/mincV机15n= =398.1(r/min)65.710VcD按机床选取 n=375r/min基本工时：t= =0.022（min）25.1374021nfl工序 110：清洗去毛刺工序 120: 验收工序 130：入库163、 专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计工序 50：钻、扩、铰 14H9 和 16H9 孔的夹具设计, 选用机床,Z525 立式钻床。3.1、问题提出本夹具主要用来钻、扩、铰 14H9 和 16H9 孔，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度。3.2 定位基准的选择以 50 70 面为定位基准，用 12 50 来辅助定位。3.1.3 定位元件的设计本道工序的夹具设计所用定位元件为支承板，圆柱销，支承钉支承板，一支承板与12 50 面配合限制一个自由度，两个支承板与 50 70 面配合限制三个自由度，圆柱销和 支承钉与工件相合限制两个自由度，这样工件被完全定位。3.4 切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）6.08.2HBDfF式中： 10.5Dmmaxaxmin1187491733B代入公式（5-2）和（5-3）得12fr0.8.66.74FN19.0.059T本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向垂直。因此进行夹紧立计算无太大意义。3.5 夹具设计及简要操作说明本工件采用支承板、圆柱销和支承钉来定位，通过铰链压板夹紧工件，这样操作更加简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求装配图附图如下：17夹具体附图如下18总 结设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。设计是培养学生综合运用所学知识,发现, 提出,分析和解决实际问题, 锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次设计虽然只有三个月时间，但在这三个月时间中使我对这次设计有了很深的体会。 这次设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺