前刹车调整臂外壳零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计.docx
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前刹车调整臂外壳零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计
学生姓名所在院系专业班”级指导老师
前刹车调整臂外壳零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计
课程设计讲明书
“前刹车调整臂外壳”零件的机械加工
工艺规程及工艺装备设计<
吕淑銮学号:
05016J1218g
机械工程学院"
机/电二n
—丿05机/电
(2)40^
周益军职称:
副教授.
.4
名目
一零件分析
一)零件作用
二)零件的技术要求
二零件工艺分析
确定毛坯制造形式
二)确定零件尺寸公差和加工余量
三)拟定零件加工路线
四)前刹车调整臂外壳零件加工工序内容设计
三专用钻床夹具设计
1.夹具设计任务
2.确定夹具的结构方案
3.确定夹紧机构
4.画夹具装配图
5.
..2
确定夹具装配图上标准尺寸及技术要求
四设计小节6
...2
五参考文献
机械制造工艺课程设计任务书
设计题目:
制定解放牌汽车CA10B型前刹车调整臂外壳的加工工艺,设计
钻Rc1/8底孔的钻床夹具。
设计要求:
大批量生产手工夹紧通用工艺设备设计目的:
机械制造工艺能力综合实验是在学完机械制造技术后进行的一
个综合性教学环节。
实验以课程设计为主,它一方面要求学生通过设计能
获得综合运用所学知识进行工艺系统设计的差不多能力。
另一方面也为今后
做毕业设计进行一次综合训练和预备。
学生应当通过机械制造工艺能力综
合实验在以下方面得到锤炼。
1.熟悉运用机械制造技术课程中的差不多理论以及在学习中学到的实践知
识,正确解决一个零件的工艺系统的设计以及在加工中的定位、夹紧。
工艺路线安排、工艺尺寸的确定等咨询题,保证零件的加工质量。
2.提升结构设计能力。
学生通过设计夹具的训练,应当获得按照被加工零件的加工要求,设计出高效,省力,经济合理又能保证加工质量的夹
具的能力。
3.学会使用各类手册及图表资料。
把握与本设计有关的各种资料的名称出处,能够熟练使用这些资料。
一张
设计内容:
4.机械加工工序卡
5.工艺装备设计(夹具)总装图
A1)
6.非标零件图
若干
7.讲明书
一份
一.零件分析
零件的作用
题目所给的零件是解放牌CA10B型前刹车调整臂外壳。
其安装于汽车的制动器,作用是与各零件配合对汽车起到制动作用,在汽车某些部分(要紧是车轮)施加一定的力,对汽车进行一定程度的强制制动。
其生产类型为大批量生产。
零件的技术要求
该零件的技术要求如下表所示
加工表面
尺寸及偏差
(mm)
公差及精度等
级
表面粗糙度
凸台前端面
320.17
IT11
6.3
凸台后端面
320.17
IT11
6.3
舌台前端面
12-0.24
IT13
6.3
舌台后端面
12-0.24
IT13
6.3
孔①62
①62
IT13
6.3
孔①12
①12;0..1816
IT13
6.3
槽26两端面
26;0.28厶。
;0.06
IT11
6.3
孔①13.8
①13.8;0012
IT11
25
孔①13
①13;0012
IT13
25
群孔5-①4.3
J0.16
①4.30
IT13
另外零件图还有M10和Rc1/8的螺纹孔需要加工,以及部分粗糙度较大的面。
分析零件图,前刹车调整臂外壳的端面均需要切削加工,除Rc1/8的
孔外,另外几个孔孔的端面均为平面,能够防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度。
零件的需加工表面粗糙度较大,其加工精度要求不高,不需要高精度机床加工,通过粗加工和半精加工就能够达到加工要求。
由此可见,该零件的工艺性较好。
二零件的工艺过程设计
一)确定毛坯制造形式
零件的材料为KT350,考虑到汽车在刹车过程中零件经常承担交变载荷及冲击性载荷。
因此可选择铸件。
又因其为大批量生产,可采纳砂型机器造型及壳型。
二)确定毛坯尺寸公差和加工余量
1)公差等级由此零件的功能和技术要求,确定该零件的公差等级为一般级。
2)分模线形状按照该零件的行位特点,选择零件高度方向的对称平面为分模面,属于平直分模线。
查表8-4错型值确定错型值为0.7。
铸件的底侧面采纳CT8级。
MA—G级顶面则为CT9级MA—
级。
砂型铸造孔的加工余量等级可选用相同的等级。
三)拟订零件工艺路线
1.定位基准的选择
1)精基准的选择按照该零件的技术要求和装配要求,选择零件
凸
台前端面和轴孔①62作为精基准。
零件上专门多表面都能够采纳他们作为
基准进行加工。
即遵循了“基准统一”原则
2)粗基准的选择选择零件轴孔①62的外圆和凸台后端面
作为粗基准。
采纳①62外圆面定位加工内孔,可保证孔的壁厚平均。
采纳凸台后端面作为粗基准加工前端面,能够为后续工序预备好精基准。
2.表面加工方法的确定
按照零件图上各加工表面的尺寸精度和表面精度,查课本表
,确定加工工件的加工方案如下表所示
加工表面
公差及精
度等级
表面粗糙度
加工方法
凸台前端面
IT11
6.3
粗铣一半精铣
凸台后端面
IT11
6.3
粗铣一半精铣
舌台前端面
IT13
6.3
粗铣一半精铣
舌台后端面
IT13
6.3
粗铣一半精铣
孔①62
IT13
6.3
粗镗一半精镗
孔①12
IT13
6.3
钻一铰
槽26两端面
IT11
6.3
钻
孔①13.8
IT11
25
钻
孔①13
IT11
25
钻
群孔5-①4.3
IT13
钻
M10
钻一攻丝
Rc1/8
钻一攻丝
3.加工时期的划分
将零件加工时期划分成粗加工。
半精加工2个时期。
在粗加工时期,第一要将精精基准(凸台前端面和①62孔轴)准
本好,使后续工序都能够米纳精基准顶位加工。
4•工序的集中与分散
选用工序集中原则安排调整臂外壳的加工工序。
运用集中原则使工件的装夹次数减少,不但可缩短辅助时刻,而且用于在一次装夹中加工许多表面,有利于保证各个表面之间的相对位置精度要求。
5•工序顺序的安排
机械加工工序的安排如下
遵循“先基准后其他”原则,第一加工基准一凸台前端面和轴孔①62
遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。
遵循“先主后次”原则,先加工要紧表面一凸台前后端面和孔①62,再加工舌台两端面。
遵循“先面后孔”原则,先加工凸台端面,再加工轴孔①62,再钻其
他各孔。
6.机床设备、工装的选用
针对大批量生产的工艺特点,选用设备及工艺装备按照通用专用
相结合的原则。
各工序使用的机床设备、工装及工艺路线如下表所示
工序号
工序名称及内容
机床设备
刀具
量具
1
粗铣凸台两端面
X51立式铣
床
端铣刀
游标卡
尺
2
半精铣凸台两端
面
X51立式铣
床
端铣刀
游标卡
尺
3
镗销孔①62
T716立式
金刚镗床
镗刀
卡尺塞
规
4
铣槽
X51立式铣
床
立铣刀
游标卡
尺
5
铣舌台两面
XA613卧
式铣床
套式面
铣刀
游标卡
尺
6
钻①12+0:
16孔
X525立式
钻床
麻花钻
卡尺塞
规
7
钻5-①4.3+0-16
台式小钻床
麻花钻
卡尺塞
规分度
盘
8
钻①13+0012并钻
沉头孔
X525立式
钻床
麻花钻
卡尺塞
规
9
钻①13.8+0012
X525立式
钻床
麻花钻
卡尺塞
规
10
钻M10螺纹底孔
X525立式
钻床
麻花钻
游标卡
尺
11
钻RC1/8锥螺纹
底孔
X525立式
钻床
麻花钻
游标卡
尺
12
攻丝
丝锥
13
去毛刺
钳工台
平锂
四)前刹车调整臂外壳零件加工工序内容设计
1.零件加工余量工序尺寸和公差的确定
下面以工序1和工序2和工序12为例讲明加工余量工序尺寸和公差的确定方法
工序1和工序2—加工凸台两端面至设计尺寸的加工余量、工序尺
寸和公差的确定。
第一二道工序的加工过程为:
①以后端面B定位,粗铣前端面A,保证工序尺寸P1。
②往常端面A定
P4'
以后端面B定位,半精铣前端面・A
1由图a)可知
2由图b)可知
Z4=1mm则P3二
P4二D=320-0.17
P3=P4+Z4其中Z4为半精铣加工余量,查附11(32+1)mm=33mm。
由于尺寸P3是半精铣加工中保
证,查附表,半精加工工序的经济加工精度等级能够达到B面的最终加工
要求一IT9,因此确定该工序尺寸公差为IT9其公差值为0.062mm。
故P3=(33±0.031)mm
③由图C)可知P2=P3+Z3其中Z3是半精加工余量Z3=1mm则P2=(33+1)mm查表半精加工工序的经济加工精度等级能够达到A面的最终加工要
求一IT9.因此确定该工序尺寸公差为IT9.其公差值为0.062mm故P4=(34+士0.031)mm.
④由图d)可知P1=P2+Z2其中Z2是粗加工余量1.5mm.P1=(34+1.5)mm=35.5mm精加工工序经济加工精度等级可达到IT13.因此确定该工
序尺寸公差为IT13.其公差值为0.39mm故P1=(35.5士0.195)mm
为验证确定该工序尺寸与公差是否合理,还要对加工余量进行校核,保证最小余量不能为零或负值.
①余量Z4的校核.Z4是封闭环.
Z4max二P3max—P4min=(33+0.031)—(32-0.17)=1.139mm
Z4min二P3min—P4max=(33-0.031)—32=0.969mm
Z3max=P2max—P3min=(34+0.031)=1.062
Z3min=P2min—P2max=(34—0.031)—(33+0.031)=0.938
③余量Z2的校核Z4是封闭环.
Z2max=P1max-P2min=(35.5+0.195)-(34-0.031)=1.726mmZ2min=P1min—P2max=(35.5—0.195)—(34+0.031)=1.274mm余量校核结果表明,所确定尺寸公差是合理的.
将工序尺寸按“入体原则”表示:
P4=320-0.17mm
P3=33.0310-0.062mm
P2=34.0310-0.062mmP1=35.69
50-0.39mm
2)工序7--钻群孔5-4.3的加工余量.工序尺寸和公差的确定.按照零件图上对此孔的技术要求.加工此孔只需要钻即可.则钻孔余量
Z钻=4.3mm.尺寸公差为0.16mm.
工序11—钻锥行螺纹Rcl/8底孔(①8.8mm)的加工余量.工序尺寸和公的确定.按照此孔的加工技术要求加工此孔只的加工技术要求加工此孔只
需要钻即可则Z钻=8.8mm
2.切削用量,时刻定额的运算
1)切削用量的运算
①工序1—粗铣凸台两端面。
该工序分为两个工步,工步1以B面定位,粗铣A面,工步2是以A面定位,粗铣B面。
由于这一工步是在一台机床上通过一次走刀加工完成的,因此它们所选用的切削速度v和进给量f是一样的,被吃刀量ap也一样。
被吃刀量的确定:
工步1的被吃刀量取Z1,Z1=(2.5-1)mm=1.5mm=ap1;工步2的被吃刀量取为Z2,Z2=1.5mm故ap2=1.5mm。
即卩ap1=ap2=ap=1.5mm
进给量的确定:
按照附表高速钢套式面铣刀铣平面进给量按机床功率
5〜10KW。
工件-夹具系统钢度为中等条件选取,该工序的每齿进给量fz取
0.2mm/z。
铣削速度的运算:
按镶齿铣刀,d/z=125/14的条件(d=125mm,z=14)选取,切削速度可选取41m/min。
由公式n=1000v/nd可求得该工序铣刀转速为-ICOOv1000X41ni/min
口二“二一“——=104,4617lain
Fc71X125™
参照附表所列X51立式铣床的主轴转速,取转速n=125r/min。
再将此公式代入上述公式重新运算,输求得该工序的实际切削速度osmV为
10001000
该工序切削用量为:
主轴转速n=125r/min。
切削速度V=49.06m/min背吃刀量ap=1.5mm每齿进给量f2=0.2mm/Z
②工序2---半精锐两端面.
该工序分两个工步.情形与工序1同样.
背吃刀量ap的确定:
取ap=Z3=Z4=1mm.
进给量的确定:
按照附表,按表面粗糙度Ra5um的条件选取,该工序的每
进给量f取O.1mm/Z
锐削速度的运算:
按照表,按镶齿铣刀d/z=125/14铣削速度V=48m/min.
公式n=1000v/^nd可求得铣刀的速度;曇为i壮=122,3r/min
参照附表所列X51型立工铣床的主轴转速,取n=160r/min.将此代入公
可求该工序的实际切削速度IV为/minXHX125nun二住曲亦让
1000■1000-,mmm
该工序切削用量为:
主轴转速n=160r/min,切削速度V=62.8m/min.背吃刀量ap=1mm.每转进给量f=4mm/r
③工序7-----钻群孔5—©4.3mm孔
此工序有5个工步,但各个工步加工情形相同.故可用切削用量.
背吃刀量的确定:
取ap=4.3mm
进给量的确定:
按照附表选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r
切削速度的运算:
按照附表,按工件材料KT350的条件选取,切削
速度V=20m/min.由公式n=1000v/nd.
可求得该工序的钻头转速n=1481.26r/min.按照列表台式Z4006钻床的主
轴转速n=1450r/min.将此转速重新代入公式运算,求出该工序的实际钻削
速度V=19.58m/min.
④工序11----钻锥螺纹RC1/8底孔(©8.8mm)
背吃刀量的确定:
取ap=8.8mm.
进给量的确定:
查表确定f=0.1m/r.
切削速度:
取V=25m/min(《切削手册》表2.13)
因此100"二1000X25m/rnin,.
"卫d"71X88miu—Tuqrmiin
按机床选取nw=680r/min
实际切削豁=二爲何訴附嗣
2)时刻定额的运算
1差不多时刻tm的运算.
工序1:
粗铣凸台两端面.
按照表中铣刀铣平面(对称铣削,主偏角kr=90°)的差不多时刻tj运算公式可求出该工序的差不多时刻tj为
tj=(l+11+12)/fm2式中,当主偏角Kr=90°时,
立一詔+(l~3)nim
fmz=fXn=fzXzxn二0.2x14x125mm/min=350mm/min
将上述参考代入上式,则该工序的差不多时刻tj为
-l+h+b(164+16.5+Omm
ftti2
忙r—二ssomm/min中。
§加in二乩2s
工序2:
半精铣凸台两端面
同理,按照差不多时刻运算式可求出该工序的差不多时刻
式中,l=164mm.l1=16.5mm.I2=1mm.
fmz=fXn=0.1X14X160=224mm/min
将上述参数詈则该工序的差不多时刻感为醐min=48辰
工序7----钻群孔5—©4.3
按照表钻孔的差不多时刻tj运算公式可求出钻孔工步的差不多时刻
式中p切入行程
h=ycotKrH(l~2)mm
切出行程12=(1〜4)mm
l=32mm,l2=1mm,l1=D/2cotKt+(1〜2)=4.3mm/2Xcot54°
mm~2.5mm,f=0.1mm/rn=1450r/min
将上述结果代入公式,则工序的差不多时刻tj为
tj=(1+11+12)/fn=(32+2.5+1)mm/(0.1X1450)mm/min
〜0.245min=14.7s
则该工序的总时刻为t=5tj=(14.7X5)s=73.5s
工序11----:
钻锥螺纹Rc1/8底孔(©8.8mm)
按照表钻孔的差不多时刻tj运算公式可求出钻孔工步的差不多时刻为
tj
tj
tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn式中,切入行程11二D/2cotK叶(1〜2)mm切出行程l2=(1〜4)mml=32mm,l2=1mm.
l1=D/2cotK叶(1〜2)mm
=8.8/2Xcot54°+1
~4mm
f口fn
n=680r/mmN0,495min
将上述参数代入式,则该工序的差不多时刻tj为
二2宜7s
2辅助时刻tj的运算。
辅助时tj与差不多时刻tj的关系为tj=(0.15〜0.2)tj。
则各个工序的辅助时刻分别如下:
工序1的辅助时刻:
tj=0.15X31.2=4.68S
工序2的辅助时刻:
tj=0.15X48.6=7.29S工序的辅助时刻tj=0.15X14.7s=2.175s工序的辅助时刻tj=0.15X29.7s=4.455s.
3其他时刻的运算。
除了作业时刻(差不多时刻和辅助时刻之和)以外,每道工序的单件时刻还包括布置工作地时刻,休息与生理需要时刻和预备终结时刻。
由于本设计中零件的生产类型为大批量生产,分推到每个工件上预备时刻与终结时刻甚微,可不计;布置工作地时刻tb是作业时刻的2%〜7%。
休息与生理时刻tx是作业时刻的2%〜4%本例均取3%,则各工序的其他时刻(tb+tx)可按关系式(3%+3%)x(tj+tf)运算分别如下:
工序1的其他时刻:
工序2的其他时刻:
工序7的其他时刻:
工序11的其他时刻:
4
tdj=(31.2+4.68+2.15)s=38.03s
tdj=(48.6+7.29+3.35)s=59.24s
tdj=(29.7+4.555+2.05)s〜36.31s
tdj=(73.5+2.175+4.54)A80.22s
单位时刻tdj的运算。
本设计中各工序的单位时刻分别如下:
工序1的单位时刻:
工序2的单位时刻:
工序7的单位时刻:
工序11的单位时刻:
三前刹车调整臂外壳专用钻床夹具设计
1夹具任务设计
2确定夹具的结构方案
a)长定销边销与
⑴按照工序简图规定的定位基准,选用一面双销定方案(如图
位销与工件定位端面接触,限制个自由度。
且保证工序尺寸
工件另一定位孔配合取©12限制一个自由度两销连线与水平连线夹角
为一15度。
且保证尺寸100mm。
以确保加工孔位置。
Rc1/8底孔径尺寸由刀具直截了当保证,位置精度由钻套位置保证。
⑵确定导向装置。
本工要求对Rc1/8底孔进行钻。
生产批量大。
故选用可换钻套作为刀具的导向元件。
可换钻套钻套用衬套和钻套螺钉查表。
查表确定钻套高度H二
16mm。
排屑空间h=(0.3〜0.6)d取h=4mm
可换钻套确定为
见《金属切削机床夹具设计手册》
钻套螺钉M6
其图见装配图。
⑶确定夹紧机构
选用螺母夹紧。
如装配图所示其零件均采纳标准元件。
可查阅有关标
准确定
⑷画装配图。
⑸确定夹具装配图上的标准尺寸及技术要求
1确定定位元件之间的尺寸
定位销与削边销中心距
两销中心连线与水平线夹角为一15度
2确定钻套位置尺寸
钻套中心线与定位端面之间的尺寸及公差取确保零件相应工序
尺寸160-0.085mm的平均尺寸,即15.96mm公差的1/3,偏差对
称标注
即士0.028mm,标注为15.96士0.028mm
3确定钻套位置公差
钻套中心线与夹具体底面的垂直度公差取©0.05mm
4定位销中心线与夹具体底面的平行度公差取0.02mm.
设计小结通过这次课程设计,对所学的知识有进行了一次全面总结和巩固。
利用这次机会锤炼了自己的分析咨询题能力和解决咨询题能力。
为以后找工作,做毕业设计打下了一个良好的基础。
刚开始对我们来讲,那个课程设计有点难,但在这两三周里,通过同学们的讨论,自己的分析,咨询题被一个一个
今后我会更加努
解决掉了,看着自己的设计夹具,有种成就感。
但在这次课程设计过程中,也发觉了自己的不足之处,有些知识都不记得了。
力学习专业知识,以提升自己的能力。
参考文献
《金属切削机床夹具设计手册》《机械制造设计基础课程设计指导》《机械制造工艺设计手册》
《机械制造工艺设计简明手册》《切削加工简明手册》
切削手册》
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- 关 键 词:
- 刹车 调整 外壳 零件 机械 加工 工艺 规程 装备 设计