机械制造工艺学课程设计CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳钻扩Ф13孔夹具设计.doc

CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳夹具设计 目 录设计任务书 .一. 零件的分析 . 一.零件的作用.二 零件的工艺分析 . 二.工艺规程的设.一 确定毛坯的制造形式 .二 基准的选择 .三 制定工艺路线 . 四 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定.五.切削用量以及机床的确定.三夹 具 设 计. <一>钻扩13孔的夹具. <二>定位方案的分析和定位基准的选. <三>定位误差分析. <四>切削力与夹紧力分析.四 设计总结参考文献2009年机床夹具设计原理课程设计任务书 机床夹具设计原理课程设计是在学完了机械制造工艺学、进行了课程实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。一、 设计的目的和要求（1）学会运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在课程实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，学会能够获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具，使所学的理论知识能密切结合实际。培养同学分析问题和解决问题的能力，以巩固所学的理论知识。（2）在设计过程中，需要综合运用以前学过的各类课程有关知识（如数学、物理工程力学、机械原理、机械零件等、切削原理、公差与技术测量、金属工艺学、金属切削刀具、金属切削机床、机械制造工艺学等）来分析解决夹具设计问题。因而在培养综合运用所学知识来分析解决本专业实际问题方面，也能得到锻炼。（3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。（4）通过设计作业，培养结构设计能力。二、 设计的内容及要求（1）设计的要求包括以下几个部分：机械加工工艺路线设计卡 1份机械加工工艺过程卡 1份机械加工工序卡 1份夹具总装图和主要零件图 1套课程设计说明书 1份（2）熟悉零件图，了解零件的用途、性能、技术条件及毛坯情况，编制该零件的加工工艺规程。（3）根据所要设计夹具的工序的加工内容、技术条件和采用的机床、刀具和有关辅助工具；确定本工序工件的定位基准、定位和夹紧方案，最后绘出工序草图。在工序草图上标出被加工面、定位基准面、夹紧力方向与作用位置、本工序尺寸和公差、加工面的表面光洁度和有关技术条件。（4）尽可能按1:1比例绘制夹具总图的结构草图。进行方案的讨论、审查和修改。（5）绘制正式夹具总图。在图上标注出夹具的外形轮廓尺寸、工件与定位元件的配合尺寸、夹具与刀具的联系尺寸、夹具与机床的联系尺寸和其它装配尺寸；规定相应的尺寸公差和有关技术条件；编制零件明细表。（6） 选择12 个夹具的主要零件，绘制零件图。（7）编写夹具设计说明书。主要内容为：所设计夹具需满足的加工要求；定位与夹紧力方案选取与分析；夹具结构介绍；必要的分析计算（如定位误差），本设计的主要优缺点。（8）进行设计考核工作。三、 设计的时间安排总共设计时间约为3周。具体分配如下：（1）熟悉零件。（12 天）（2）选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸，填写工艺过程卡、工序卡。（3 天）（3）明确设计任务，绘制工序草图、夹具结构草图。（约4 天）（4）绘制夹具总图和主要零件图。（约5 天）（5）编写设计说明书。（1 天）（6）设计考核。（约1 天）四、 题目及分工课程设计题目由指导教师选定，经教研室主任审查签字后发给学生。生产纲领为大批生产。1. P43 CA6140车床后托架（1） 铣底面夹具（1 号）（2） 精镗30.2 孔夹具（2 号）（3） 精镗40孔夹具（3 号）2. P44 CA6140车床拨叉1（1） 精镗25H7孔夹具（4 号）（2） 铣12d11 两端面夹具（5号）（3） 铣16H11 两端面夹具（6 号）3. P45 CA6140车床拨叉2（1） 钻扩22H12 孔夹具（7 号）（2） 插66H9键槽夹具（8 号）（3） 铣18Hd11 两侧平面夹具（9 号）4. P46 CA6140车床法兰盘（1） 铣100 外圆左端面夹具（10 号）（2） 钻扩铰20 孔夹具（11 号）（3） 车45（45×41）外圆面夹具（12 号）5. P47 CA6140车床拨叉3（1） 钻扩22孔的夹具（13 号）（2） 铣 两侧平面夹具（14 号）（3） 插键槽夹具（15号）6. P48 CA6140车床拨叉4（1）铣55 圆弧面两端面夹具（16号）（2）精镗55 圆弧面夹具（17 号）（3）钻扩铰25 孔的夹具（18 号）7. P49 CA6140车床拨叉5（1）钻扩铰22 孔夹具（19 号）（2）钻M8螺纹孔（不含螺纹加工）夹具（20 号）（3）精镗55 圆弧面夹具（21 号）8. P50 CA6140车床拨叉6（1）铣上下两端面（主视图）夹具（22 号）（2）精镗50 孔的夹具（23 号）（3）钻M6螺纹孔（不含螺纹加工）夹具（24 号）9. P51 CA6140车床杠杆（1）钻扩铰25 孔夹具（25 号）（2）铣2M6螺纹孔上端平面夹具（26 号）（3）钻2M6螺纹孔（不含螺纹加工）、锪两螺纹孔上的沉孔夹具（27 号）10. P52 CA10B解放牌汽车后钢板弹簧吊耳（1） 铣37 孔两端面夹具（28 号）（2） 精镗37孔夹具（29 号）（3） 铣宽为77 的叉口开档两侧平面夹具（30 号）11. P53 CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉（1） 铣28 孔两端面（将图示28 和19 两尺寸标注对调）（31 号）（2） 铣82.2圆弧面两端面夹具（32 号）（3） 精镗82.2圆弧面夹具（33号）12. P54 CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳（1） 铣大头孔两端面夹具（34 号）（2） 铣槽宽为26的夹具（35 号）（3） 钻扩13孔的夹具（36 号）13. P55 CA10B解放牌汽车中间轴轴承支架（1） 铣155 外圆两端面夹具（2） 精镗140孔夹具（3） 钻扩铰214 孔夹具（看C向，图中未标注）14. P56 CA10B解放牌汽车传动轴突缘叉（1） 铣上下两端面（主视图）夹具（2） 精镗239 孔夹具（3） 钻扩4M8螺纹孔（不含螺纹加工）夹具一 零件的分析一.零件的作用： CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳，它的主要作用是对前刹车调整臂进行支撑和保护。二 . 零件的工艺分析零件的加工过程中，要保证侧孔13.8，13，16在同一个中心线上，中心轴线距定位基准60孔为39.5±0.2的位置精度要求；另外，上端R11孔与右侧凸台端面有70±0.25的位置精度要求；零件大端两侧端面相对中心对称线有的尺寸要求。二、工艺规程的设计<一> 确定毛坯的制造形式 零件的材料为KT350,零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。<二> 基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，对零件的生产是非常重要。1 粗基准的选择按照粗基准的选择原则，应选取尽量不加工的表面为粗基准，故选用R41外圆面及大端端面为粗基准。以V型块定位并进行压紧。2 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。仍然以外圆用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，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。<三> 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床以及专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，保证各加工面的相互位置精度。除此之外还应当考虑经济效果，以便生产成本尽量降低。 工艺路线方案工序1 粗车大端两端面； 半精车大端两端面； 钻，拉60； 采用C620车床，使用专用夹具；工序2 粗铣小端两端面；精铣小端端面，使用铣床X6125，对两个表面同时加工；工序3 钻、扩、铰12孔，采用立式钻床Z518;工序4 一面两销，拉方槽，使用L5520拉床；;工序5 铣方槽倒角;工序6 以孔60和12孔与端面做基准，铣三个凸台；工序7 钻、扩、铰13、13.8、16的孔；工序8 钻、攻M10螺纹；工序9 钻、扩5×4.3铆钉孔；工序10 攻Rc 1/8锥孔；工序11 去毛刺，检验。<四> 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 CA10B前刹车调整臂外壳零件材料为KT350,毛坯重量3.0kg左右，生产类型为大批量生产。 根据以上资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量,工序尺寸以及毛坯尺寸如下:毛坯尺寸的确定 由于毛坯及以后工序或工步的加工都有误差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。（1） 60两端面毛坯时加工余量均为3.0mm,扩孔2.0mm,拉孔1.0mm达到两端面距离32，表面粗糙度Ra6.3.（2） 小端面加工余量为3mm,粗铣2mm,精铣1.0mm,两端面达到，表面粗糙度Ra 6.3.（3） 钻孔时要求加工一半，其余装配时精铰。（4） 铣30右端面，粗铣2.0mm,半精铣1.0mm,距离中心线37mm.<五> 切削用量以及机床的确定查实用机械加工工艺手册，金属切削手册，切削用量简明手册以及相应的计算，确定各切削用量和机床类型：工序1. A.粗车大端两端面1. 加工材料：KT350,精密铸造机床：CA620;刀具：高速钢端面车刀；2. 切削用量：ap=2mm, f=0.12mm/r, v=49m/minB.半精车大端两端面 切削用量：ap=1mm, f=0.08mm/r, v=59 m/minC. 钻60孔 钻削切削用量：a p=2mm, f=0.15 mm/r, v=39.2 m/min;D. 拉60孔 ap=1mm, f=0.1 mm/r, v=43.9 m/min工序2. 铣小端两端面 机床：卧式铣床X62,采用盘型三面刃铣刀，同时铣两端面； 粗铣切削用量：ap=2mm, f=0.2 mm/z, v=30 m/min 精铣切削用量：ap=1mm, f=0.1 mm/z, v=45 m/min工序3. 钻、扩、铰12的孔 机床：Z518 钻削切削用量：ap=2mm, f=0.15 mm/r, v=39.2 m/min 扩孔切削用量：ap=1mm, f=0.1 mm/r, v=43.9 m/min 铰孔切削用量：ap=0.5mm, v=18.9 m/min工序4. 拉削方槽 机床：L5520工序5. 铣方槽倒角 机床：X62工序6. 铣30右端面 机床：立式铣床X50A,立铣刀20/5 粗铣铣削用量： ap=2mm, f=0.12 mm/r, v=38 m/min; 半精铣铣削用量：ap=1mm, f=0.08mm/r, v=42 m/min工序7. 钻13、13.8、16孔 机床：立式钻床Z524 钻削用量：f=0.08mm/r, v=12m/min 13、13.8、16孔：f=0.15 mm/r, v =12m/min 工序8. 钻、攻M10螺纹 机床：Z525钻床 切削用量： f=0.13 mm/r, v=41.4 m/min 工序9. 钻5×4.3孔 机床：Z525 使用钻模板加工孔 钻削用量：f=0.08mm/r, v=16m/min工序10 攻Rc 1/8锥孔 机床：Z525 将工作台旋转15°，钻孔后攻螺纹孔。工序11 去毛刺三夹具设计 为了提高劳动效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。<一>钻扩13孔的夹具根据任务书设计CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳钻扩13孔的夹具。13孔技术要求为粗糙度2.5，保证与13.8和16中心线一致。设计的夹具用于在Z524立式钻床上加工13孔的加工要求。设计以大圆、R16圆为定位基准，用轴心和菱形销定位夹紧，进行加工。<二>定位方案的分析和定位基准的选择 采取一面两孔定位方案，用轴心和菱形销对大圆和小圆进行定位夹紧。根据基准重合、基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。所以以60端面和12及60的中心线为基准加工保证加工精度和技术要求。<三>定位误差分析 本工序选用的工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为水平放置，则其定位误差主要由基准位置误差，基准不重合及同轴度误差引起。在不考虑同轴度影响的情况下是定位误差是工件圆孔直径公差心轴外圆直径公差<四>切削力与夹紧力分析 由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。四 设计总结机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。机械制造技术基础课程设计是对专业知识的综合运用，需要从整体到部分的严密考虑，也是对前对所学课程一次深入的，综合性的总复习，一次理论联系实际的实践运用。所以它在四年的大学生活中占有重要地位。就我个人而言，机械的加工工艺及夹具设计是在完成了相关的课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。从中实践中提高自己分析问题，解决问题的能力，为今后的工作打下良好的基础。参考文献1. 金属切削手册第三版（电子版）2切削用量简明手册（电子版）3实用机械加工工艺手册（电子版）4. 机械制造工艺学课程设计指导书 机械工业出版社 哈尔滨工业大学 赵家齐（第二版）5. 机械制造工艺学 机械工业出版社 清华大学 王先奎（第二版）6.机械制图与计算机绘图 中国农业大学出版社 周静卿 张淑娟 赵凤芹