CA10B前剎車調(diào)整臂外殼加工工藝及鉆φ13孔夾具設(shè)計【版本2】【三維UG模型】

喜歡就充值下載吧，資源目錄下展示的全都有，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問咨詢QQ：414951605 或1304139763 機制工藝及工裝夾具課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 調(diào)整臂外殼零件的機械加工工藝規(guī)程及鉆孔專用夾具設(shè)計 下屬學(xué)院 機械工程及自動化學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 2019 年 月 日摘 要調(diào)整臂外殼的加工工藝及專用夾具設(shè)計，考慮到零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄造。調(diào)整臂外殼的主要加工面是調(diào)整臂的幾個端面、方槽和孔，由于面的加工精度要比孔的加工精度容易保證。因此，采用先面后孔的原則，以保證加工精度。該設(shè)計中，應(yīng)先以大端外圓加工出兩端面，再以該基準(zhǔn)面加工小段端面和相應(yīng)的孔。在其余工序中，均以此孔與端面為定位基準(zhǔn)，加工調(diào)整臂的孔、槽和一些端面，在整個加工過程中，用到了車床、銑床和鉆床。為了加工精確快速，特別設(shè)計了銑側(cè)面、鏜孔和銑槽的專用夾具，并對它們的定位都采用了一面兩銷定位。由于該零件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。因此，夾緊方式都采用手動夾緊，它的夾緊方式簡單，機構(gòu)的設(shè)計更為方便，滿足夾緊要求。關(guān)鍵詞：毛坯；加工工序；切削用量；專用夾具，裝夾； IIIAbstractAdjusting arm housing processing technology and special fixture design，Taking into account the parts in the machine is not running during the hardest hit, spare parts and relatively simple structure, so select the cast. Adjusting arm housing the main processing area is to adjust a few arm end, square slots and openings, due to surface precision machining accuracy than the hole is hard to guarantee. Therefore, using the principles of the hole after the first plane to ensure accuracy.The design should be the first to be processed into both ends of the big end of cylindrical surface, then the base-level face processing in short sections and the corresponding hole. In the remaining processes are positioning this as the base hole and face processing adjustment arm holes, slots, and some face in the whole process, the use of the lathe, milling and drilling. In order to precise and rapid processing, specially designed side milling, boring and milling slot fixture, and their positioning have adopted the two side pin positioning. As the size of the parts is not required clamping force is not big. Therefore, the clamping means are manually clamped, clamping it simple, more convenient for the design of institutions to meet the clamping requirements.Key words: rough；processing technology；a dedicated fixture； positioning； clamping；目 錄摘 要IIAbstractIII第1章 前言1第2章 零件的分析22.1 零件的作用22.2零件的技術(shù)要求22.3零件的工藝分析22.4生產(chǎn)類型的確定3第3章 毛坯的確定43.1 毛坯制造形式及結(jié)構(gòu)的確定43.2 毛坯的尺寸公差和機械加工余量43.3 繪制毛坯圖6第4章 擬定加工工藝路線74.1基準(zhǔn)的選擇74.2 加工工藝路線的確定7第5章 切削用量及切削時間的確定10第6章 夾具設(shè)計136.1 設(shè)計類型及機床選擇136.2 定位方案的確定136.3 夾緊方案的確定146.4定位誤差分析146.5切削力和夾緊力的計算156.6 夾具設(shè)計簡要操作說明16設(shè)計小結(jié)17參考文獻(xiàn)18第1章 前言隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，要求機械工業(yè)不斷提供先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，加之市場需求的變化多端，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，多品種、小批量生產(chǎn)的比例在提高。這樣，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，很不適應(yīng)新的生產(chǎn)特點。為了適應(yīng)機械工業(yè)又好又快發(fā)展的需要，機床夾具的設(shè)計與制造技術(shù)也必須與時俱進(jìn)，要求企業(yè)的高級技能人才能不斷設(shè)計出構(gòu)思合理、結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確、工藝精良的夾具。所以，在大學(xué)畢業(yè)之前，選擇簡單的夾具設(shè)計，希望通過此次設(shè)計，在過程中希望得到以下訓(xùn)練： （1）運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。（3）學(xué)會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 （4）熟悉零件的工藝制定，和有關(guān)計算。 這次設(shè)計是在學(xué)完大學(xué)的全部課程之后進(jìn)行的，畢業(yè)設(shè)計對所學(xué)各課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，設(shè)計是大學(xué)至關(guān)重要的一環(huán)。本設(shè)計就汽車的前調(diào)整臂的外殼的工藝規(guī)程及其加工過程中的專用夾具進(jìn)行設(shè)計，由于作者的能力有限，設(shè)計難免存在不足和錯誤，懇請各位老師給予指教，在此致謝！5第2章 零件的分析2.1 零件的作用CA10B解放牌汽車前剎車調(diào)整臂外殼，主要是對前剎車調(diào)整臂進(jìn)行支撐保護(hù)。圖2.1零件圖2.2零件的技術(shù)要求1. 鑄造起模斜度不大于2%d。2. 鑄件無缺陷。3. 未注明鑄造圓角半徑R3。2.3零件的工藝分析零件加工過程中，要保證側(cè)孔13.8，13，16在同一個中心線上，中心軸線距定位基準(zhǔn)60孔為39.50.2的位置精度要求；另外，上端R11孔對右側(cè)凸臺端面有700.25的位置精度要求；零件大端兩側(cè)端面相對中心線有的尺寸要求等。2.4生產(chǎn)類型的確定根據(jù)設(shè)計要求可知：Q=5000臺/年，且零件總體尺寸適中，為輕型零件，不防設(shè)該零件的備品率為4%，機械加工的廢品率為1%，現(xiàn)在定制該殼體零件的生產(chǎn)規(guī)模。 式中 N：零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)； Q：產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)，Q=5000件/年； n: 每一產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量 n=1； ：零件的備品率，一般情況下為=3%5% 取4% ：零件的平均廢品率，取=1；已知該產(chǎn)品為小型機械，根據(jù)機械設(shè)計制造工藝設(shè)計簡明手冊生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。第3章 毛坯的確定3.1 毛坯制造形式及結(jié)構(gòu)的確定毛坯的甚至一般也只要一下幾個方面：鍛件、鑄件、焊接件、型材。在選擇毛坯時應(yīng)考慮以下因素:（1）加工余量不足、零件材料不足、對材料組織性能的要求:設(shè)計圖紙中規(guī)定的零件材料在很大程度上決定了坯料的類型。例如，鑄鐵零件必須鑄造才能產(chǎn)生毛坯。對于鋼件，在選擇毛坯時應(yīng)考慮材料的力學(xué)性能。例如，應(yīng)該盡可能選擇鍛件或焊接件，以確保制造高壓閥門的材料具有良好的機械性能。（2）零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸:零件的外形和結(jié)構(gòu)是對毛坯的形狀最大的影響因素，比如結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的零件那就需要進(jìn)行鑄造。大尺寸閥體可在砂模中澆注，小尺寸閥體可在投資模中澆注。（3）跟生產(chǎn)規(guī)模不同：零件的生產(chǎn)要求越大，就需要我們用更加高效和精準(zhǔn)度高的制造方式進(jìn)行，可以提高經(jīng)濟效益。（4）根據(jù)實際生產(chǎn)條件：要分析設(shè)計生產(chǎn)過程中的實際現(xiàn)場的情況，生產(chǎn)車間有什么設(shè)備和方法，最好是用較先進(jìn)方式進(jìn)行毛坯的生產(chǎn)。零件的材料為KT350,零件承受的沖擊載荷不是很大，且零件的輪廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，又為大批量生產(chǎn)，而且表面粗糙度質(zhì)量要求也不是很高，故可采用鑄件，以提高生產(chǎn)效率和效益。3.2 毛坯的尺寸公差和機械加工余量CA10B解放牌汽車前剎車調(diào)整臂外殼的材料為KT350，b =350MPa，毛坯重量2.5kg，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。試確定各加工表面的機械加工余量及毛坯尺寸如下：1） 非加工表面考慮其零件非加工表面，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造可成。2） 大端端面及小端端面沿軸線方向的加工余量 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南（以下稱設(shè)計指南）表5-4，取鑄件的機械加工余量等級為F時的機械加工余量RAM均為1.5mm；查表5-1取公差等級為CT11，再查表5-3得出尺寸公差CT為3.6mm。 由設(shè)計指南表達(dá)式5-1,5-2,5-3；則毛坯鑄造時，工件兩側(cè)總共需要的留出的金屬余量(雙側(cè)加工)R=2RAM+CT/2= 21.5+3.6/2=4.8mm，以單側(cè)為2.4mm余量加工，單側(cè)工序余量如下：粗車：2mm；半精車：0.4mm；3） 內(nèi)孔60（已鑄50孔），12（已鑄6孔）仿照2），查設(shè)計指南，得鑄件留出的金屬余量(雙側(cè)加工) 60是10mm，12是6mm；現(xiàn)制定單側(cè)工序余量如下： 60粗車 ： 3.5mm；半精車 ：1.5mm； 12鉆 ： 2.5mm； 擴： 0.5mm；鉸： 0 mm； 4） 方槽同上，取方槽端面鑄造余量為2.5mm，工序余量如下： 粗銑：2 mm；半精銑：0.5 mm；5） 三個凸臺同上，取凸臺的鑄造加工余量均為2mm，則工序余量如下：粗銑：1.5 mm；半精銑：0.5 mm； 6）其他尺寸直接鑄造得到由于零件的粗糙度要求不是很高，且為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時都應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。3.3 繪制毛坯圖使用CAD制圖軟件對毛坯圖進(jìn)行繪制，毛坯圖如下：圖3.2毛坯圖第4章 擬定加工工藝路線4.1基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，對零件的生產(chǎn)是非常重要。1） 粗基準(zhǔn)的選擇按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，應(yīng)選取盡量不加工的表面為粗基準(zhǔn)，故選用R41外圓面及大端端面為粗基準(zhǔn)。以V型塊定位并進(jìn)行壓緊。2） 精基準(zhǔn)的選擇 粗加工進(jìn)行后，以一端端面為精基準(zhǔn)，加工另一側(cè)端面。仍然以外圓用V型塊定位，加工一側(cè)端面和內(nèi)孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計算，在此不再重復(fù)。4.2 加工工藝路線的確定制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。1）工藝路線方案一工序1 粗,精車60孔, 60孔前后兩端面；工序2 粗、精車60孔左右兩端面；工序3 鉆、擴、鉸12孔,鉆、鉸54.3孔；工序4 粗、精車12孔前后兩端面； 工序5 粗、精車60孔上方槽內(nèi)表面,鉆、鉸M10X25螺孔；.工序6 擴、鉸13.8孔、鉆、擴、鉸16孔,13孔；工序7 鉆鉸Rc1/8錐孔；工序8 去毛刺，檢查。按此工藝加工不太合理，我們知道對于一般零件采用基準(zhǔn)先行原則應(yīng)該先加工面后加工孔，才可滿足零件的加工要求，因此換方案如下：2）工藝路線方案二工序1 粗車大端前后兩端面；工序2 精車12孔前后端面；工序3 粗車大端左右兩端面；工序4 鉆、擴、鉸12孔；工序5 鉆、擴、鉸54.3孔；工序6 鉆、擴、鉸60孔；工序7 粗車、精車槽端面；工序8 車螺紋孔頂面，鉆攻M10螺紋；工序9 鉆、擴、鉸13、13.8、16孔；工序10 攻Rc 1/8錐孔；工序11 去毛刺，檢驗。此方案較上述方案更加合理了，但是仍有些不足，例如前幾個工序裝夾反復(fù)次數(shù)較多，生產(chǎn)效率較低，影響經(jīng)濟效益，不適合大批量生產(chǎn)；工序6中的60孔，由于鑄件孔徑已經(jīng)達(dá)到50，直徑較大，而精度要求不高，用車削即可。特此修改如下：3）工藝路線方案三工序1 車大端兩端面； 車60孔，采用C620-1車床，使用專用夾具；工序2 銑小端兩端面；工序3 鉆、擴12孔；工序4 一面兩銷，銑方槽；工序5 以60孔，12孔與端面一面兩銷，銑三個凸臺；工序6 一面兩銷，鉆、擴、鉸13、13.8、16的孔；工序7 鉆、攻M10螺紋；工序8 一面兩銷，鉆、擴、鉸54.3；工序9 攻Rc 1/8錐孔；工序10 去毛刺；工序11 檢驗。此工藝路線裝夾重復(fù)次數(shù)少，加工工序能夠滿足零件的生產(chǎn)要求，生產(chǎn)效率較高，適合大批量生產(chǎn)，就此采用。第5章 切削用量及切削時間的確定工序：鉆、擴、鉸13、13.8、16的孔工步一： 鉆孔121. 確定進(jìn)給量由設(shè)計指南表5-127可查，當(dāng)鑄鐵的b200Pb，選d=12時，則每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.31-0.39mm/r?，F(xiàn)根據(jù)設(shè)計指南表5-66，選擇Z535鉆床的進(jìn)給量為0.32mm/r。2. 確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查工藝手冊）為0.6mm，壽命。3. 確定切削速度 根據(jù)設(shè)計指南表5-134，取切削速度v=45m/min，所以鉆床的轉(zhuǎn)速根據(jù)設(shè)計指南表5-65可選Z535的轉(zhuǎn)速接近1302.8r/min的是750r/min，則實際的切削速度v=33.16m/min。(3) 基本工時工步二： 擴孔至13。(1) 切削用量1. 確定進(jìn)給量查設(shè)計指南表5-129，擴孔進(jìn)給量為：，并由設(shè)計指南表5-133，最終選定機床進(jìn)給量為：。2. 確定切削速度根據(jù)=，則主軸的轉(zhuǎn)速為，按設(shè)計指南表5-65取n=530r/min，則實際切削速度為v=19.97m/min。(2) 基本工時工步三： 鉸孔 選高速鋼鉸刀 n=100r/min f=2mm/min d=12.94mm工步四：擴孔至13.8。(1) 切削用量1. 確定進(jìn)給量查設(shè)計指南表5-129，擴孔進(jìn)給量為：，并由設(shè)計指南表5-133，最終選定機床進(jìn)給量為：。2. 確定切削速度根據(jù)=，則主軸的轉(zhuǎn)速為，按設(shè)計指南表5-65取n=530r/min，則實際切削速度為v=19.97m/min。(2) 基本工時3) 鉸孔 ：選高速鋼鉸刀 n=100r/min f=2mm/min d=13.6mm工步五： 擴孔至16。(1) 切削用量1. 確定進(jìn)給量查設(shè)計指南表5-129，擴孔進(jìn)給量為：，并由設(shè)計指南表5-133，最終選定機床進(jìn)給量為：。2. 確定切削速度根據(jù)=，則主軸的轉(zhuǎn)速為，按設(shè)計指南表5-65取n=530r/min，則實際切削速度為v=19.97m/min。(2) 基本工時17第6章 夾具設(shè)計6.1 設(shè)計類型及機床選擇由指導(dǎo)老師的分配了工序鉆13的孔的鉆床床夾具。根據(jù)本次設(shè)計要求，設(shè)計一套鉆孔的專用夾具。選用Z525立式鉆床（如下圖）更合理。它適用于各種零件的鉆孔、擴孔、絞孔、锪平面及攻絲加工，操作簡單，夾具一次裝夾就可加工所有孔。圖6.1立式鉆床6.2 定位方案的確定選擇定位面時應(yīng)該遵循以下原則：選擇大而平整的平面或內(nèi)圓外圓進(jìn)行定位、選擇定位面后要方便后續(xù)的裝夾、定位面所對應(yīng)的裝夾位置應(yīng)該結(jié)構(gòu)牢固，在裝夾時保證不得有變形現(xiàn)象。在本次鉆床夾具設(shè)計中，盡可能的選用工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，即遵循所謂的基準(zhǔn)重合原則。當(dāng)用多個表面定位時，應(yīng)選擇其中一個較大的表面為主要定位基準(zhǔn)，有利于工件裝夾的平穩(wěn)，保證夾具能有效夾緊以及保證工件不至于變形等。本次鉆床夾具設(shè)計中，根據(jù)在制訂工藝規(guī)程所選用的定位基準(zhǔn)，用底面和60孔作為定位基準(zhǔn)。定位元件限制不定度分析：任何物體在空間上確定位置需要限制6個自由度，分別是3個移動自由度和3個旋轉(zhuǎn)自由度。對于本次設(shè)計的鉆孔夾具，芯軸作為定位元件，芯軸軸肩端面限制兩個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度，芯軸外圓限制兩個移動自由度，菱形銷限制一個旋轉(zhuǎn)自由度，這個時候，空間的6個自由度全部限制，零件完全定位。6.3 夾緊方案的確定設(shè)計夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：工件不移動原則；工件不變形原則；工件不振動原則；安全可靠原則；經(jīng)濟實用原則； 從夾具圖上可以看出，零件只有在水平移動方向有偏移的趨勢，所以我們考慮夾緊這個位置就能完成零件的夾緊。夾緊元件有：開口墊圈、六角螺母。圖6.2 夾緊機構(gòu)6.4定位誤差分析內(nèi)孔及端面表面定位，工件定位面是內(nèi)孔表面，定位元件的定位工作面是芯軸的外圓，定位基準(zhǔn)是外圓中心線，當(dāng)工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在芯軸對稱面上上下移動。定位誤差計算如下：jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011db=0.707(Td)=0.707x0.022=0.016dw=db-jb=0.005分析計算孔中心線與側(cè)板中心線的重合度誤差：jb=0db=0dw=06.5切削力和夾緊力的計算采用的是高速鋼鉆頭，故而進(jìn)給力計算公式查現(xiàn)代機床夾具設(shè)計表4-19得： 式中 鉆削進(jìn)給力（N）；修正系數(shù)； 鉆頭直徑（mm）； 系數(shù)，由被加工的材料性質(zhì)和鉆削條件決定。此工序鉆8.2mm孔，由文獻(xiàn)查表得安全系數(shù)為： 所以，鉆削力為：中其他參數(shù)查表得：所以 ，6.6 夾具設(shè)計簡要操作說明螺母的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于批量生產(chǎn)。將零件內(nèi)孔與定位芯軸放置到一起，旋轉(zhuǎn)零件，使零件孔與菱形銷接觸，此時完成零件的定位，擰緊螺母使螺母壓緊開口墊圈，夾緊零件。加工完成后，松動螺母，使開口墊圈活動后取下開口墊圈，取出零件。圖6.3 裝配圖設(shè)計小結(jié)通過此次設(shè)計，可以提高綜合運用知識的能力，其中包括看圖、繪圖、設(shè)計計算、查閱手冊等諸多在機械設(shè)計制造行業(yè)必備的基本能力，畢業(yè)設(shè)計對于今后的學(xué)習(xí)和工作都是一次難得的演練。通過對前調(diào)整臂外殼工藝規(guī)程及其專用家具的設(shè)計，我對零件的工藝加工、工序設(shè)計以及夾具設(shè)計的方法和步驟有了深入的了解，自己感覺收獲頗豐。本次設(shè)計不全是是我個人獨立完成的，而是在老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。由于我的機械專業(yè)知識有限，實踐經(jīng)驗更顯空白，所以在設(shè)計中常常碰到阻礙，是在老師不厭其煩的指教和引導(dǎo)下，我才能順利完成任務(wù)。老師的循循善誘，已經(jīng)讓我欽佩不已，而老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度更是讓我倍受教益。在此，我向老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同學(xué)們的協(xié)作和幫助，使我能按時順利地完成設(shè)計。參考文獻(xiàn)1 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年2 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年3 機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年4 機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年5 金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月6 機械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年7 吳拓，方瓊珊，機械制造工藝與機床夾具課題設(shè)計指導(dǎo)M.北京：機械工業(yè)出版社,2015