CA10B前刹车调整臂外壳加工工艺及铣φ12孔端面夹具设计-带轴测图
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CA10B
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目录目录摘要摘要.IBSTRACT .II目录目录.III第一章第一章 绪论绪论 .1第二章第二章:概述概述.22.1 夹具的现状几生产对其提出新的要求 .22.2 现代夹具的发展发向 .32.3 机床夹具及其功用 .42.4 机床夹具在机械加工中的作用 .52.5 机床夹具组成和分类 .62.6 机床夹具的分类 .72.7 机床夹具设计特点 .92.8 机床夹具的设计要求 .10第三章第三章 零件的分析零件的分析 .113.1 零件的工艺分析 .11第四章第四章 工艺规程设计工艺规程设计 .144.1 确定毛坯的制造形式 .144.2 基面的选择 .144.3 制定工艺路线 .144.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .164.5 确立切削用量及基本工时 .18第五章第五章 夹具设计夹具设计 .345.1 钻夹具设计 .345.2 定位基准的选择.345.3 切削力和夹紧力计算 .355.4 定位误差分析 .365.5 夹具设计及操作的简要说明.37参考文献参考文献 .38致谢致谢 .39附件附件 1 .40附件附件 2 .50 第一节 序言本次课程设计的任务之一是针对生产实际中的一个零件前刹车调整臂外壳，制定其机械加工工艺规程。该零件的工艺过程中包括了车端面，镗孔，铣端面，钻孔，拉槽，铣平面，攻螺纹等工序，工艺范围广，难易程度适合于工艺课程设计的需要。 第二节 零件分析零件的功用分析通过分析零件图以及该零件图所在部件或总成的装配图，即 CA10B解放牌汽车的前刹车调整臂外壳，明确该零件的作用是对前刹车调整臂进行支撑和保护。零件的工艺分析从零件图上可以看出，标有粗糙度符号的表面有平面，退刀槽，内孔等。表面粗糙度要求不太高，相对位置精度也很明确，对于直径为 60 的孔，由于其所在的中心是其他孔的工艺基准，所以要求用专用的镗床进行镗孔。总之，该零件图视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。 第三节 工艺规程设计（一）确定毛坯的制造方式零件的材料在产品设计时已经确定，在制定零件机械加工工艺规程时，毛坯的选择主要是选定毛坯的制造方式。零件的材料为 KT350，考虑毛坯制造质量，减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，根据零件承受的冲击载荷不是很大，且零件的轮廓尺寸较大，结构较为复杂，又为大批量生产，而且表面粗糙度质量要求也不是很高，故可采用铸件，以提高生产效率和效益，毛坯的铸造起模斜度不大于 2 度，未注明铸造半径为 3.（二）选择定位基准定位基准的选择是工艺规程制订中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。正确与合理的选择定位基准，可以确保加工质量，缩短工艺过程，简化工艺装备结构与种类，提高生产率。精基准的选择粗加工进行后，以一端端面为精基准，加工另一侧端面。外圆用 V型块定位，加工一侧端面和内孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸的换算，这在以后还要进行专门的计算，此处不再重复。（三）选择加工方法1 平面的加工平面的加工方法很多，有车，刨，铣，磨，拉等。对于本设计，大端的两端面，其粗糙度的要求为 6.3，且加工的面较大，所以采用粗车和半精车的加工方式。对于小端面的加工，由于加工的尺寸不大，粗糙度要求为 6.3，采用粗铣加半精铣的加工方式。2 孔和槽的加工孔的加工方法有钻，扩，镗，拉，磨等。对于直径为 60 的孔，由于其粗糙度要求为 6.3，其为加工基准，所以精度要求高，所以，采用镗孔的加工方式。对于小端面的直径为 12 的孔，其粗糙度为 6.3,由于孔的直径较小，采用钻-扩-铰的一次加工方式。再以直径为 60 和直径为 12 的孔为基准，采用钻-扩-铰的加工方式，来加工直径为13,13.8,16 的孔，以保证其位置精度和加工精度。对于直径为 4.3 的五个小孔，采用一面两销的定位方式，钻-扩的加工方法。对于锥孔，采用钻-攻的方式。对于方槽，其尺寸较大，粗糙度为 6.3，尺寸公差要求高，故采用铣削的加工方式。3 螺纹加工对于 M10 的螺纹，由于其有修整要求，采用钻-攻的加工方式。（四）制定工艺路线制定工艺路线是工艺员制定工艺规程时最重要的工作，也是体现工艺师水平的重要方面。其原则是，在合理保证零件的几何形状，尺寸精度，位置精度，表面质量的前提下，尽可能提高生产率，降低生产成本，取得较好的经济效益。工艺路线尽量从最短路线出发，从经济性出发，以“先面后孔” “基面先行”的原则出发，以使用统一的定位基准，达到精度要求，尽量不产生过定位现象等多方面考虑，以及从具体情况出发，最终的工艺路线安排如下：工序 1 粗铣大端两端面，半铣车大端两端面，采用 C620 车床，使用专用夹具工序 2 粗镗直径为 60 的孔，半精镗直径为 60 的孔，采用 T41X 镗床，使用专用夹具工序 3 钻-扩-铰直径为 12 的孔，采用立式钻床 Z518工序工序 4 粗铣小端两端面，精铣小端端面，使用铣床粗铣小端两端面，精铣小端端面，使用铣床 X6125，对两，对两个表面同时加工。个表面同时加工。工序 5 一面两销，拉方槽，使用 L5520 拉床工序 6 使用方槽倒角工序 7 以直径为 60 和直径为 12 的孔与端面一面两销，铣三个凸台工序 8 一面两销，钻-扩-铰直径为 13,13.8,16 的孔工序 9 钻-攻直径为 M10 的螺纹工序 10 一面两销，钻-扩直径为 4.3 的孔 5 个工序 11 钻-攻 Rc1/8 的锥孔工序 12 去毛刺，校验。第四节机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA10B 前刹车调整臂外壳的零件材料为 KT350，硬度 207241HBS，毛坯重量为 2.5kg，生产类型为大批量生产。（一）确定加工余量由表 1-1 知，可锻铸铁采用金属型铸造，其公差等级为 810，此处采用 CT9，由表 53 选择加工余量为 F 级，根据机械加工后铸件的最大轮廓尺寸由表 1-2 可查得各加工表面加工余量，如下车直径为 60 的两端面毛坯的加工余量均为 2.8，粗车 2，半精车 0.8达到两端面距离 32，表面粗糙度 Ra6.3.镗直径为 60 的孔的加工余量为 2.8，粗镗 2，半精镗 0.8 达到直径60,表面粗糙度 Ra6.3.铣小端两端面加工余量为 2.8，粗铣 2，精铣 0.4，两端面距离达到12，表面粗糙度 Ra6.3.铣直径为 30 的右凸台端面，加工余量为 2.8，粗铣为 2，半精铣为0.8，距离中心线 37，表面粗糙度 Ra25.铣直径为 30 左凸台端面，加工余量为 2.8，粗铣为 2 ，半精铣为0.8，距离中心线 47，表面去毛刺。铣半径为 11 上凸台端面，加工余量为 2.8，粗铣为 2,半精铣为 0.8，距离中心线 70.5，表面修整。槽两侧表面加工余量为 2.8，拉削槽到 26，表面粗糙度为 Ra6.3，上端面距直径为 13,13.8,16 中心线 15，表面粗糙度为 50.钻孔时要求先加工一半，其于装配时精铰。（二）确定毛坯基本尺寸加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取的相应加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表零件尺寸(mm)单边加工余量(mm)毛坯尺寸（mm）D602.854.4322.837.6122.817.6372.839.8472.849.870.52.873.3262.820.4(三)确定毛坯尺寸公差由表 5-1 查得各尺寸公差为毛坯尺寸（mm）公差(mm)按对称标注结果(mm)54.42+-154.4+-137.61.8+-0.937.6+-0.917.61.7+-0.8517.6+-0.8539.8 1.8+-0.939.8+-0.949.82+-149.8+-173.32.2+-1.173.3+-1.120.41.7+-0.8520.4+-0.85(四)绘制毛坯简图 第四节 切削用量及机床的确定工序 1 1 加工材料：KT350，精密铸造 机床:CA620; 刀具：高速钢端面车刀 量具：游标卡尺2 切削用量A 粗车大端两端面Ap=1.2mm, f=0.12mm/r, v=80m/minB 半精车大端两端面Ap=0.55mm, f=0.08mm/r, v=120m/minC 粗车直径为 60 的孔Ap=1.75mm, f=0.5mm/r, v=20m/min工序 2 镗直径为 60 的孔1 机床：T41X2 粗镗: Ap=3mm, f=0.5mm/r, v=20m/min3 半精镗 Ap=1.5mm, f=0.2mm/r, v=30m/min工序 3 铣小端两端面 1 机床：卧式铣床 X62(机械制造工艺设计简明手册 P159 表 2.5.1) 2 刀具：采用盘型刀面立铣刀，同时铣两端面 3 量具：游标卡尺 4 粗铣切削用量：Ap=2mm, f=0.2mm/r, v=30m/min 5 精铣切削用量：Ap=1mm, f=0.1mm/r, v=45m/min 工序 4 钻-扩-铰直径为 12 的孔 1 机床：Z518 2 麻花钻，扩孔钻，铰刀 3 量具: 卡尺和塞规 4 钻削切削用量：Ap=2mm, f=0.15mm/r, v=39.2m/min 5 扩孔切削用量：Ap=1mm, f=0.1mm/r, v=43.9m/min 6 铰孔切削用量：Ap=0.5mm, v=18.9m/min工序 5 拉削方槽 机床：L5520工序 6 铣方槽倒角 机床：X62工序 7 铣三个凸台1机床：立式铣床 X50A2刀具：立铣刀3量具：游标卡尺4铣直径为 30 的右凸台：粗铣铣削用量：Ap=2mm, f=0.12mm/r, v=38m/min半精铣铣削用量：Ap=1mm, f=0.08mm/r, v=42m/min5铣直径为 30 的左凸台：粗铣铣削用量：Ap=2mm, f=0.12mm/r, v=38m/min半精铣铣削用量：Ap=1mm, f=0.08mm/r, v=42m/min6铣半径为 11 的上凸台：粗铣铣削用量：Ap=2mm, f=0.12mm/r, v=38m/min半精铣铣削用量：Ap=1mm, f=0.08mm/r, v=42m/min工序 8 钻直径为 13,13.8,16 的孔1机床：立式钻床 Z5242刀具：麻花钻3钻削用量：f=0.08mm/r, v=12m/min4直径为 16 的孔：f=0.15mm/r, v=12m/min工序 9 钻-攻直径为 10 的螺纹1机床：Z525 钻床2切削用量：f=0.13mm/r, v=41.4m/min工序 10 钻 5*直径为 4.3 的孔 1 机床：Z525 使用钻模版加工孔 2 钻削用量：f=0.08mm/r, v=16m/min工序 11 攻 Rc1/8 锥孔机床：Z525 将工作台旋转 15 度，钻孔后攻螺纹 第五节 部分工序基本时间的确定工序 1 粗车半精车大端两端面1粗车大端两端面背吃刀量的确定 ：由于该工序有五个工部，工部一二分别是粗车两个面，工部三四是半精车两面，工部五是以一端面定位，粗车直径为 60 的内孔。由于一二工部是在一台机床上经过一次走刀加工完成的，因此他们所选用的切削速度和进给量是一样的，只有背吃刀量不同；工部三四同理。工部 1 的背吃刀 Ap=1.2mm,就是毛坯的总余量减去精加工的余量；而工部 2 的背吃刀量 Ap=1.2mm。进给量的确定：由切削加工简明实用手册， 表 9-68，机床功率在510，装夹系统一般的情况下，该工件的每齿进给量为 0.12，铣削深度 t1.5mm，由切削加工简明实用手册，查表 8-99，Vc 在 0.25-0.4m/s，取 V=0.25m/s，铣刀外径由表 8-94，取 Dw=125mm，齿数z=20，一次铣削可以完成。查表 8-100，其刀面磨损极限值为1.5mm，查机械制造工艺学课程设计手册，表 5-29，由插值法得铣刀合理耐用度 T=150mm,查表 5-30，高速钢铣刀铣削速度为 15-25m/min，所需铣床主轴转速范围是 n=1000v/3.14d=38.2-63.7r/min,根据 X53 型立式铣床的说明书，在机械制造简明工艺手册 P166 页，取主轴转速为 56r/min, 工作台每分钟进给量Fm=F2*Z*Nw=0.08*20*56=89.6mm/min, 在机械制造简明工艺手册P166 页,，表 4.2.37 中工作台纵向进给量，选取 Vf=100mm/min,则实际的每齿进给量为 Af=Vf/zn=100/20*56=0.09mm/z校验机床的功率 由切削用量简明手册 P111 表 3.28 和 P87 表 3.9查得 = 39 = 1.0 = 0.72 = 0.86 = 0 = 0.86 Kfc=0.8 Ap=3 mm Af=0.09 mm/z Aw=94mm z=20 v=3.14dn/1000=22mm/min d=125mm n=56r/min。所以，切削力为 Fz=323.45N 铣削的功率为 Pm=0.118kw所以，X53 铣床的主电动机功率为 Pm=7.5kw，故所选切削用量合适。基本时间 Tm由机械制造工艺设计简明手册表 6.2-7 知 查切削用量简明手册，表 3-25 知，得Tm=0.8min工序 4 钻-扩-铰直径为 12 的孔由于 12 的孔
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