制动器杠杆工艺设计.docx

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湘潭职业技术学院2015届

毕

业

设

计

班级：

12机制301班

姓名：

谢亮亮

指导教师：

陈蓉晖

2015年5月25日

毕业设计

项目说明书

设计题目：

制动器杠杆工艺设计

专业：

机械设计与制造

班级：

12机制301班

学号：

201203020106

设计者：

谢亮亮

指导教师：

陈蓉晖

完成时间：

2015.5.25

湘潭职业技术学院工学院

前言

本次毕业设计的任务之一是针对生产实际中的一个零件──制动器杠杆，制订其机械加工工艺规程。

该零件的工艺过程中包括了车外圆,铣端面、铣键槽、钻孔等工序，难易程度适合于工艺课程设计的需要。

制动器杠杆零件的主要加工表面是铣键槽。

由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工进度容易。

所以本设计遵循先面后孔的原则。

目录

第一节零件分析…………………………………………………………………1

一、零件的功用分析……………………………………………………………1

二、零件的工艺分析……………………………………………………………1

第二节机械加工工艺规程制订…………………………………………………2

一、确定生产类型………………………………………………………………2

二、确定毛坯制造形式…………………………………………………………2

三、选择定位基准………………………………………………………………2

四、选择加工方法………………………………………………………………2

五、制订工艺路线………………………………………………………………3

六、确定加工余量及毛坯尺寸…………………………………………………5

七、工序设计……………………………………………………………………6

八、确定切削用量和基本时间…………………………………………………7

总结…………………………………………………………………………………16

参考文献……………………………………………………………………………17

致谢…………………………………………………………………………………18

第一节零件分析

一、零件的功用分析

题目所给零件是制动器杠杆它利用的是杠杆原理，通过转动某个角度，产生一定的位移牵引动相关零件产生位置变化，达到与其它零件的结合与分离，产生不同传动路线。

二、由制动器杠杆零件图可知:

制动器杠杆有多处加工面，其间有一定位置要求。

分述如下：

以24p9为中心的台阶轴类端面

本零件上由圆柱面、内孔、轴肩圆、弧面、键槽、退刀槽等部分组成。

零件车削加工成轮廓的结构形状较复杂、需两头加工，零件的加工精度和表面质量要求都很高

该零件重要的径向加工部位有24p9圆柱段（表面粗糙度Ra=0.8чm）、30f10圆柱段（表面粗糙度Ra=0.8чm）、R0.5mm圆弧、12H11的内孔，退刀槽表面粗糙度Ra=50чm，其余表面粗糙度均为Ra=12.5чm。

轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢。

由上面的分析可知，加工时应先加工完一组表面，再以这组加工后的表面为基准加工另一组。

第二节机械加工工艺规程制订

一、确定生产类型

按设计要求，零件毛坯备品率为8%、废品率为1%，N=Qn（1+8%+1%）=500件/年。

制动器杠杆为小批量生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现小批量生产的工艺特点。

二、确定毛坯的制造形式

零件材料为45#锻件。

由于该零件的生产类型为小批量，而且零件的轮廓尺寸不大，所以可采用自由锻造成型，这样可提高生产效率，保证加工质量。

三、选择定位基准

定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作，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。

1.粗基准的选择

选择粗基准时应遵循（周益军，王家珂主编的《机械加工工艺编制及专用夹具设计》第80页）粗基准选择原则。

为满足条件基准选择以ф30的外圆作为粗基准，先以ф30外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。

在后续工序中除个别工序外都用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。

2.精基准的选择

精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，即选用设计基准作为定位基准，用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，遵循基准统一原则。

本零件平面加工精度不高，遵循基准重合原则和基准统一原则两个原则。

以35的左端面为基准加工各平面。

其外圆的加工精度以各表面本身作为定位基准，遵循自为基准原则。

四、选择加工方法

1.平面的加工

平面的加工方法有很多，有车、刨、铣、磨、拉等。

对于本零件，端面粗糙度要求Ra=12.5μm，上下偏差为±1。

由表5-11，根据GB/T1804-2000规定，选用中等级（m）相当于IT12，故选择粗车或粗端铣，但车削加工冲击较大，故选择端铣加工方式。

2.孔及退刀槽的加工

孔的加工方法有很多对于直径小于50mm的中小孔一般采用钻→扩→铰。

退刀槽属于未注公差尺寸，表面粗糙度要求为Ra12.5故采用车削加工方式。

五、制订工艺路线

（1）方案一

工序01：

备料

工序02：

锻造毛坯

工序03:

调质处理

工序04：

自找中心，钻Φ30f10端中心孔

工序05：

车Φ24P9、Φ30f10、倒角；

工序06：

热处理

工序07：

铣Φ32键槽

工序08：

铣两端面和肋板

工序09：

铣端面Φ24左端面确保总长133.5mm；

工序10：

钻孔至10.8，铰10.8孔至12H11钻Φ4；

工序11：

磨Φ24P9、Φ30f10的圆柱面；

工序12：

去毛刺

工序13：

检验入库

（2）方案二

工序01：

备料

工序02：

锻造毛坯

工序03:

调质处理

工序04：

自找中心，钻Φ30f10端中心孔

工序05：

车Φ24P9、Φ30f10、

工序06：

倒角倒圆；

工序07：

铣Φ32键槽

工序08：

铣两端面和肋板

工序09：

铣端面Φ24左端面确保总长133.5mm

工序10：

铣Φ35±1.5右端面；

工序11：

钻孔至10.8，铰10.8孔至12H11钻Φ4；

工序12：

磨Φ24P9、Φ30f10的圆柱面；

工序13：

去毛刺

工序14：

检验入库

上述两个工艺方案的特点在于：

方案一是先加工轴为中心的一组工艺，然后加工的孔。

方案二则是先加工轴为中心的一组工艺，在加工圆柱面，肋板的圆角；方案二比方案一的装夹次数减少，同时也更好的保证了精度要求。

所以选择的方案为方案一

工艺过程如下：

工序01：

备料

工序02：

锻造毛坯

工序03:

调质处理

工序04：

自找中心，钻Φ30f10端中心孔

工序05：

车Φ24P9、Φ30f10、倒角；

工序06：

热处理

工序07：

铣Φ32键槽

工序08：

铣两端面和肋板

工序09：

铣端面Φ24左端面确保总长133.5mm；

工序10：

钻孔至10.8，铰10.8孔至12H11钻Φ4；

工序11：

磨Φ24P9、Φ30f10的圆柱面；

工序12：

去毛刺

工序13：

检验入库

六.确定加工余量及毛坯尺寸

（一）确定加工余量

制动器杠杆材料为45#，材质系数取M1，毛坯的重量约为1.4kg，生产类型为小批小量，采用自由锻造成型。

1、左端面，表面粗糙度为Ra50，查《切削用量手册》得，单边总余量Z=0.5，切削一次即可满足要求。

2、两端面，表面粗糙度为Ra12.5，查《切削用量手册》得，单边总余量Z=0.5，切削一次即可满足要求。

3、孔，因孔的尺寸不大，很难锻造成型，故采用实心锻造。

4、Φ4孔，因孔的尺寸不大，很难锻造成型，故采用实心锻造。

（二）确定毛坯基本尺寸

毛坯mm，长度为140mm的圆棒料。

（三）确定毛坯基本尺寸公差

零件尺寸/mm

单边加工余量/mm

双边加工余量/mm

毛坯尺寸/mm

133

7

140

24

5.5

11

35

30

2.5

5

35

13

3.5

7

20

（四）绘制毛坯简图

根据模锻的有关标准与规定，绘出毛坯简图如下：

七、工序设计

（一）选择加工设备与工艺装备

1.选择加工设备

选择加工设备即选择机床类型。

由于已经根据零件的形状、精度特点，选择了加工方法，因此机床的类型也随之确定。

至于机床的型号，主要取决于现场的设备情况。

若零件加工余量较大，加工材料有较硬，有必要校验机床功率。

初步确定机床如下：

（1）车外圆：

CA6140卧式车床，

（2）铣平面：

XA5032立式升降台铣床，主要技术参数见《机械制造工艺学课程设计指导书》P121表5-13；

（3）钻孔：

所用机床为Z3025摇臂钻床。

（4）磨外圆面：

外圆磨床

2.选择夹具

对于小批量生产，大多采用通用夹具。

如三爪卡盘、平口钳等。

3.选择刀具

（1）铣平面:

选用高速钢镶齿套式端铣刀，查表5-17知，直径d=125m,孔径D=40mm，宽L=40mm，齿数z=14。

（2）铣键槽：

盘形铣刀

（3）车刀：

选用硬质合金钢90°粗、精车使用同一把刀；

（4）车槽：

选用硬质合金车槽刀（刀长12mm，刀宽3mm）

（5）钻头：

采用高速钢锥柄麻花钻头（GB1438-2008）12H11的铰刀。

（6）磨：

砂轮

4选择量具

本零件属于小批量生产，所以采用通用量具：

游标卡尺、千分尺等。

（二）确定工序尺寸

确定工序尺寸时，对于加工精度要求较低的表面，只需粗加工粗加工工序就能保证设计要求，将设计尺寸作为工序尺寸即可。

其，精度要求高，故其工序加工余量，工序尺寸公差及表面粗糙度如下表：

磨

粗车

毛坯

双边余量/mm

0.3

10.7

尺寸及公差/mm

表面粗糙度/µm

0.8

12.5

磨

粗车

毛坯

双边余量/mm

0.3

4.7

尺寸及公差/mm

表面粗糙度/µm

0.8

12.5

八、确定切削用量和基本时间

（一）工序04车（Φ24P9、Φ30f10、Φ35±1.5）切削用量及基本时间的确定

本道工序是粗车外圆，已知加工材料为45#，锻件无外皮，CA6140卧式车床，所选刀具为硬质合金钢90°车刀，根据加工条件和工件材料由表5-36、表5-37、表5-38得，因为粗车精车为同一把刀所以前角、刃倾角、刀尖圆弧半径。

1.Φ24P9、Φ30f10、Φ35±1.5切削用量

（1）确定背吃刀量由前述可知双边加工余量位5mm，故单边加工余量为2.5mm，即。

（2）确定进给量根据表5-42可知，纵向进给量为0.050mm/r横向进给量为0.050mm/r。

（3）确定切削速度v根据表5-43的计算公式确定切削速度式中。

根据表5-32对切削速度进行修正：

根据刀具耐用度T=60min，得修正系数；根据工件材料得修正系数为；根据毛坯表面状态得修正系数为。

所以

r/min

r/min

查表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=560r/min，则实际切削速度为r/