CA10B前刹车调整臂外壳加工工艺及铣φ12孔端面夹具设计【含CAD图纸、工序卡、说明书】

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Consider the parts in the machine is running is not the hardest hit, spare parts and relatively simple structure, the choice of rough castings. Its main processing is the hole surface, adjusting the number of face and arm slot, in the process of machining accuracy due to face processing than the hole to ensure the accuracy of easily. Therefore, the use in the design after the first hole of the principle of surface and hole and two-dimensional processing is divided into roughing and finishing stages to ensure the machining accuracy. In this design, the first R41 at both ends of the cylindrical surface processing, and then base-level processing of the corresponding hole. The processes behind both holes with the end of the baseline for positioning, processing to adjust the arm holes, slots, and some face in the whole process, namely the use of a milling machine, drilling machine and lathe. And the design of the side milling, boring and milling fixture dedicated ducts and their location use the side of the two targeted marketing. Due to the size of the parts do not, the clamping force is not required. Therefore, the clamping means are manually clamping, clamping it simple, more convenient for the design of institutions to meet the requirements clamping. Key words: Adjustment arm shell parts, rough, processing technology, a dedicated fixture, positioning, clamping 目录 摘要 .I BSTRACT .II 目录 .III 第一章 绪论 .1 第二章:概述 .2 2.1 夹具的现状几生产对其提出新的要求 .2 2.2 现代夹具的发展发向 .3 2.3 机床夹具及其功用 .4 2.4 机床夹具在机械加工中的作用 .5 2.5 机床夹具组成和分类 .6 2.6 机床夹具的分类 .7 2.7 机床夹具设计特点 .9 2.8 机床夹具的设计要求 .10 第三章 零件的分析 .11 3.1 零件的工艺分析 .11 第四章 工艺规程设计 .14 4.1 确定毛坯的制造形式 .14 4.2 基面的选择 .14 4.3 制定工艺路线 .14 4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .16 4.5 确立切削用量及基本工时 .18 第五章 夹具设计 .34 5.1 钻夹具设计 .34 5.2 定位基准的选择 .34 5.3 切削力和夹紧力计算 .35 5.4 定位误差分析 .36 5.5 夹具设计及操作的简要说明 .37 参考文献 .38 致谢 .39 附件 1 .40 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4 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的孔不能铸出。1 钻11mm的孔。2 钻头的的直径初选为12mm ，钻头的几何参数由表2.1表2.2选取。进给量：按加工要求决定进给量，查切削用量简明手册，当加工要求为H11的精度，由表3.7，选取f=0.31-0.39mm/r,由于l/d=12/12=1,不需要采用修正系数。由机床Z158的机床参数，使用机械加工工艺手册，表6-29到表6-31，取f=0.2mm/r.切削速度，由表2.13，取得v=19m/min,在切削用量简明手册中，由表2.12查得的寿命为T=60min,所以，n=1000v/3.14d=550r/min,根据机床说明书，夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计第4道工序铣小端两端面的铣床夹具。1 问题的提出 本夹具主要用于铣小端两端面，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。我们要以已加工的62孔及其端面作为定位主基准，两30端面作为辅助基准。2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。以已加工的62孔及其端面作为定位主基准，两30端面作为辅助基准。3切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成小端两端面的铣加工，铣削力。由切削手册得：铣削力 式（5-2）铣削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工小端两端面时，夹紧力方向与铣削力方向相同。因此进行夹紧力计算无太大意义。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。4 定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在心轴上定位，心轴为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下。式中 定位副间的最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 定位销外圆直径公差（mm）。5定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB220780定向键结构如图所示：夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度 a=16mm 定向键的结构尺寸如下：表 3.1 定向键数据表 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D 16-0.011-0.02725104126.615+0.023 5对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是来加工小端两端面，采用特制对刀块。塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC1-0.0060.256 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了螺旋夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。夹具装配图附图如下夹具体附图如下工序卡片工序一: 以R41外圆为粗基准，粗车60孔前后端面安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称车端面零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW铸造设备夹具辅助工具名称型号60孔及端面加工车床夹具卧式车床CW6163A工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时1以R41外圆为粗基准，粗车60孔前后端面硬质合金钢端面车刀11.3mm0.15mm/r35m/min1.14min设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第1页工序二: 以R41外圆为粗基准，粗车60孔左右两端面。安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称车端面零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW铸造设备夹具辅助工具名称型号60孔及端面加工车床夹具卧式车床CW6163A工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时1以R41外圆为粗基准，粗车60孔左右两端面。硬质合金钢端面车刀11.3mm0.15r/min35m/min1.6min设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第2页工序三: 精车12孔前后端面。安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称车端面零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW铸造设备夹具辅助工具名称型号60孔及端面加工车床夹具卧式车床CW6163A工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时1精车12孔前后端面硬质合金钢端面车刀11.3mm0.15mm/r35m/min0.68min设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第3页工序四: 以12孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰12孔，孔的精度达IT7。安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW铸件设备夹具辅助工具名称型号13.8和16沉孔加工钻床夹具钻床Z5125A工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时1234粗钻孔至do=10mm扩孔至do=11.8mm铰孔至do=11.94mm精铰孔至12H7高速钢麻花钻钻头高速钢扩孔钻高速钢铰刀高速钢铰刀11110.5mm/r0.75mm/r1.5mm/r1.5mm/r11m/min25m/min11m/min11m/min0.17 min0.09min0.1min0.1min设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第4页工序五: 以12孔上端面为精基准，钻5个4.3孔安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW设备夹具辅助工具名称型号60孔及端面加工车床夹具钻床Z5125A工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时1钻孔至d=4.3mm高速钢麻花钻钻头10.13mm/r30m/min1.3 min设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第5页工序六: 以12孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰60孔，孔的精度达IT7。安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW铸件设备夹具辅助工具名称型号60孔及端面加工车床夹具钻床Z535工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时1234粗钻孔至do=50mm扩孔至do=58mm铰孔至do=59.94mm精铰孔至60H7高速钢麻花钻钻头高速钢扩孔钻高速钢铰刀高速钢铰刀11110.7mm/r0.95mm/r1.6mm/r1.6mm/r10m/min18m/min7m/min7m/min 0.8 min0.3min0.35min0.35min设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第6页工序七: 粗车、半精车槽26H11的端面安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称切槽零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW铸造设备夹具辅助工具名称型号60孔及端面加工车床夹具卧式车床CW6163A工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时12粗车26H11槽半精车26H11槽QA2022L-03QA2022L-03111.3mm1.3mm0.15mm/r0.15mm/r34m/min34m/min8.38s8.08s设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第7页工序八: 车螺纹孔顶面安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称车端面零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW铸造设备夹具辅助工具名称型号卧式车床CW6163A工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时1车螺纹孔顶面硬质合金钢端面车刀11.3mm0.15r/min34m/min2.32s设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第8页工序九: 以60孔及端面和12孔为定位基准,钻、扩、铰、精铰13.8孔，使孔的精度达到IT7。安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW铸造设备夹具辅助工具名称型号13.8和16沉孔加工钻床夹具钻床Z535工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时1234粗钻孔至do=12mm扩孔至do=13.6mm铰孔至do=13.74mm精铰孔至13.8H7高速钢麻花钻钻头高速钢扩孔钻高速钢铰刀高速钢铰刀11110.5mm/r0.75mm/r2mm/r2mm/r10m/min11m/min9m/min9m/min1.2 min0.4min0.3min0.3min设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第9页工序十: 以60孔及端面和12孔为定位基准,钻、扩、铰、精铰16孔，使孔的精度达到IT7。安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW铸造设备夹具辅助工具名称型号13.8和16沉孔加工钻床夹具钻床Z535工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时1234粗钻孔至do=14mm扩孔至do=15.6mm铰孔至do=15.94mm精铰孔至16H7高速钢麻花钻钻头高速钢扩孔钻高速钢铰刀高速钢铰刀11110.5mm/r0.75mm/r2mm/r2mm/r10m/min22m/min8m/min8m/min0.9 min0.3min0.2min0.2min设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第10页工序十一: 以60孔及端面和12孔为定位基准,钻、扩、铰、精铰13孔，使孔的精度达到IT7。安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔零件名称前刹车调整臂外壳零件重量2.5kg材 料毛坯牌号硬度形式重量KT350150HBW铸造设备夹具辅助工具名称型号13.8和16沉孔加工钻床夹具钻床Z535工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时1234粗钻孔至do=12mm扩孔至do=12.6mm铰孔至do=12.94mm精铰孔至13H7高速钢麻花钻钻头高速钢扩孔钻高速钢铰刀高速钢铰刀11110.5mm/r0.75mm/r2mm/r2mm/r10m/min22m/min8m/min8m/min0.9 min0.3min0.2min0.2min设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共11页第11页广东海洋大学机械设计制造及自动化专业机械加工工艺过程卡片产品型号CA10B零件图号831012共 页产品名称前刹车调整臂外壳零件名称解放牌汽车前刹车调整臂外壳第 页材料牌号毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数工序号工序名称工序内容设备夹具刀具量具工时名称型号名称规格名称规格名称规格1车60两端面镗60的内孔以一端面定位粗车，半精车一端面，再以精加工后的端面定位加工另一端面以大圆表面为基准粗镗，半精镗60内孔面车床C620专用夹具端面车刀75度端面车刀游标卡尺2钻、扩、铰12孔以60孔的中心为基准钻、扩、铰至12，达到表面粗糙度Ra6.3um钻床Z525专用夹具麻花钻，直柄扩孔钻13的麻花钻，13.8和16的直柄扩孔钻内径千分尺3拉方槽到26以60孔的中心线为基准拉槽宽到26mm拉床L55专用夹具拉刀游标卡尺4铣方槽26的圆倒角粗铣圆倒角R1铣床X5012专用夹具整体硬质合金直柄立铣刀d1为2的铣刀5铣30的两凸台以一端面粗铣，半精铣两凸台一端面，再以另一端面为基准加工另一端面铣床X6125专用夹具圆柱铣刀D50游标卡尺0.26min6铣宽12的两端面以一端面为基准粗铣，半精铣一小端面，再以另一表面为精基准加工另一端面铣床X6125专用夹具圆柱铣刀D50游标卡尺7钻、扩13.8、13孔和16沉孔以60孔的中心为基准钻，扩通孔13.8和13，再扩16沉孔钻床Z305专用夹具麻花钻，直柄扩孔钻13的麻花钻，13.8和16的直柄扩孔钻内径千分尺8铣M10凸台以13.8孔的中心为基准粗铣，半精铣凸台上端面钻床Z525专用夹具麻花钻，直柄扩孔钻13的麻花钻，13.8和16的直柄扩孔钻内径千分尺9钻、攻M10螺纹孔以左30的凸台端面为基准钻、攻M10钻床Z525专用夹具麻花钻，细柄机用丝刀d为10的莫氏锥柄麻花钻M10的细柄机用丝刀螺纹塞规10钻5个4.3的孔以60孔的中心为基准钻，扩5个4.3的孔钻床Z525专用夹具麻花钻，直柄扩孔钻d为4.0的莫氏麻花钻和d为4.0的直柄扩孔钻内径千分尺11丝攻Rc1/8丝攻Rc1/8专用丝攻设备专用夹具专用刀具内径千分尺12去毛刺钳工台专用锉刀广东海洋大学工程学院机械系班级：工业1092姓名：李锡榀编制日期：2012-1-06XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 I 目录 摘要 .I BSTRACT .II 目录 .III 第一章 绪论 .1 第二章:概述 .2 2.1 夹具的现状几生产对其提出新的要求 .2 2.2 现代夹具的发展发向 .3 2.3 机床夹具及其功用 .4 2.4 机床夹具在机械加工中的作用 .5 2.5 机床夹具组成和分类 .6 2.6 机床夹具的分类 .7 2.7 机床夹具设计特点 .9 2.8 机床夹具的设计要求 .10 第三章 零件的分析 .11 3.1 零件的工艺分析 .11 第四章 工艺规程设计 .14 4.1 确定毛坯的制造形式 .14 4.2 基面的选择 .14 4.3 制定工艺路线 .14 4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .16 4.5 确立切削用量及基本工时 .18 第五章 夹具设计 .34 5.1 夹具设计 .34 5.2 定位基准的选择 .34 5.3 切削力和夹紧力计算 .35 5.4 定位误差分析 .36 5.5 夹具设计及操作的简要说明 .37 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 II 参考文献 .38 致谢 .39 附件 1 .40 附件 2 .50 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 1 第一章 绪论 毕业设计在我们大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在进行毕业设 计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在 我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次毕业设计之后，我得到一次在毕 业工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼： （1）运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识， 正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题， 保证零件的加工质量。 （2）提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，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的能力。 （3）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处， 能够做到熟练的运用。 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应 性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国的“四 化”建设打一个良好的基础。 由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表 示真诚的感谢！ XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 2 第二章:概述 夹具最早出现在 1787 年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与 人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依 赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二 阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的 定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺 装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹 具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。 2.1 夹具的现状几生产对其提出新的要求 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生 产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的 85%左右。然而 目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的能力工厂中 约拥有 1300015000 套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔 4 年就要 更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有 15%左右，特别最近年来柔性制造 系统（FMS） 、数控机床（NC） ，加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推 广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。 综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求； （1） 、能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期； （2） 、能装夹一组相似性特征的工件； （3） 、适用于精密加工的高精度的机床； （4） 、适用于各种现代化制造技术的新型技术； （5） 、采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 3 2.2 现代夹具的发展发向 现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面： （1）精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高 对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可 达正负 0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5um，又如用于轴承套圈 磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达 0.20.5um。 （2）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少 工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块 的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了 5 倍左右； 而高速卡盘则可保证卡爪在转速 9000r/min 的条件下能正常夹紧工件，使切削速度大 幅度提高。 （3）柔性化 夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调 组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产 批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通 用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向 将是夹具发展的主要方向。 （4）标准化 夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上， 首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近 的夹具元件和不见的形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、 元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造 了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB21482249- 80，GB22622269-80 以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 4 性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹具的专业化生产和 有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 2.3 机床夹具及其功用 2.3.1 机床夹具 夹具是一种装夹工件的一种工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工，热 处理装配，焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹具是一 种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本等， 故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位。 机床夹具设计是一项重要的技术工件。 2.3.2 机床夹具的功能 在机床上应用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1.机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装夹工件，使工件装夹中的定位和夹紧。 （1） 、定位 确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准而与夹具定位元 件的定位面接触成配合实现的正的定位可以保证加工面的尺寸和位置的精度要求。 （2）.夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错的操作。由于工件在加工 时，受到各种力的作用若不将其固定，则工件会松动、脱离，因此夹紧为工件提高了 安全和可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向。 1） 、对刀 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 5 调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块，它能迅速地确定铣 刀相对于夹具的正确位置。 2） 、导向 如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削，导向 元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有导向的功能的。 2.4 机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有一些六个方面，然而在不同的生产条 件下，应该有不同的侧重点。夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求，生产成本个 工人操作方面的要求以达到预期的效果。 （1） 、保证加工精度 用夹具装夹工件时，能稳定的保证加工精度，并减少对其他工作条件的依赖性，故在 精密加工中广泛的使用该夹具，并且它还是全面质量管理的一个重要环节。 （2） 、提高劳动生产率 使用夹具是否能使工件迅速的定位很夹紧并能够显著的缩短辅助时间和基本时间，提 高劳动生产率。 （3） 、改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气压、液压等装夹工件时，可家少工的劳 动强度保证生产安全。 （4） 、保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具可确保生产周期，生产强度等工艺秩序。例如：夹具设计也是 工程技术人员解决高难度零件的主要手段之一。 （5） 、降低生产成本 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操 作，故可明显降低生产成本。 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 6 （6） 、扩大机床工艺范围 这是生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施，如车床上的拉削，钻孔加工等， 也可用夹具装夹的加工较复杂的成型面。 2.5 机床夹具组成和分类 （1） 、系统元件 （2） 、夹紧元件 （3） 、夹具体 （4） 、连接元件 （5） 、对刀与导向装置 （6） 、其他元件或装置 一机床夹具的基本组成部分 虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。机床夹具的基本组成部分 是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。 1.定位元件 定位元件是夹具的主要功能元件之一 ，通常当工件定位基准面的形状确定后，定位元 件的结构也就确定了。 2.夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般铰链压板、螺钉、夹紧装置等。 3.夹具体 通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等多种定位 元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。 二、几夹具的其他组成部分 为满足夹具的饿其他功能要求，各种夹具好要设计其他的元件个装置。 1.连接元件 根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装。 连接常有的两种方式：一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上，连 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 7 接元件用于确定夹具本身在机床上的位置。 2.对刀与导向装置 对刀装置常见在铣床夹具中，用以对刀块 调铣刀对刀前的位置，对刀时，铣刀不能与对刀块直接相连，以免碰伤铣刀的切削刃 和对刀块工作表面。 导向装置钻模板、钻套、镗模的镗模支架。镗套，它们能确定刀具的位置，并引 导刀具进行切削。 3.其他元件和装置 根据加工的需要，有些夹具分别采用分度装夹， 靠模装置上下料加工工艺机器人等。 2.6 机床夹具的分类 1、按夹具的通用特性分类 这是一种基本的分类方法，主要反应夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是 选择夹具主要依据。目前，我国常用的夹具有通用夹具、专用夹具和自动化生产夹具 等五大类。 （1） 、通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已规格化，具有一定通用性的夹具、如三爪自定心卡 盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。其特点是使 用性强，不需调整或稍加调整就可以装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件，这类夹 具以商品化，且成为机床附件，采用这种夹具可减少生产周期，减少夹具品种从而降 低生产成本，其缺点是夹具的精度不高，生产效率也较低，且较难装夹形状复杂的工 件，故使用与单件小批量生产中。 （2） 、专用夹具 专用夹具是针对一个工序的要求而专门设计和制造夹具，其特点是针对性极强， 没有通用性，在产品相对稳定批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较长， XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 8 随着现代多品种中小批量的发展专用夹具在专用性和经济性等方面已多生许多问题。 （3） 、可调夹具 可调夹具是针对通用夹具专用夹具的缺陷而发展起来的异类新型夹具对不同类 型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。 它一般又称为通用可调夹具和成组夹具两种，前者的通用范围比通用夹具更大，后者 则是一种可调夹具，它按成组原理设计并能加工一组相似零件，故在多品种中，中小 批生产中上午有较好的经济效应。 （4） 、组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具，标准的模块元件有较高的精度和耐磨性，可组装成各 种夹具夹具用具既可拆除，留用组装新的夹具，由于使用组合夹具可缩短生产准备周 期，元件能重复多次使用，并且有可减少专用家句数量的优点，因此、组合夹具在单 件中小批多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具，组合夹具也已商品化。 （5） 、自动化生产专用夹具 自动化生产专用夹具主要分为线夹具和数控机床专用夹具两大类，自动线夹具有两种： 一种是固定完成夹具，一种是随行夹具，数控机床夹具还包括加工中心夹具和柔性制 造系统专用夹具，随着制造的现代化，在企业中数控机床的夹具比例正在增加，得以 满足数控机床的加工要求，数控几传呼的典型结构是平装夹具，它是利用标准的模块 组装的夹具。 2、按夹具使用的机床分类 这是专用夹具设计使用的分类方法，如车床、铣床、刨床、钻床、数控车床等夹具。 设计专用夹具时机床的类别、组别、型别主要参数均以确定。它们不同点是机床切削 成型运动不同、故夹具与机床的连接方式不同它们的加工精度要求也各不相同。 1.4、机床夹具的设计特点和要求 1、用加剧装夹工件的优点如下： 1） 、所保证加工精度 用夹具装夹工件时工件相对刀具及机床的位置由夹具保证不 受工人技术的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 9 2） 、提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速工件不需划线找正，可显著的减 少辅助工时，提高劳动生产率，工件在夹具装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切 削用量，提高劳动生产率，可使用多工位夹具，并可采用高小夹紧机构，进一步提高 劳动生产率。 3） 、能扩大机床的使用范围 4） 、能降低成本 在批量生产后使用夹具后，由于劳动生产率的提高，使用技术等级 较低的工人以及废品率下降等原因，明显的降低了成本夹具制造成本分摊在一批工件 上，没个工件制造的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本，元 件批量越大使用夹具所取得的经济效应就越大。 5） 、改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全。 当采用气动、液动等夹紧装置时可减少工人的劳动强度，保证安全生产延长工人的操 作寿命，提高企业整体的技术水平。 2.7 机床夹具设计特点 机床夹具设计与其他装备设计比较有较大的差别，主要表现在以下五个方面： （1） 、要有较短的设计和制造周期，一般没有条件对夹具进行原理性实验和复杂的计 算工作； （2） 、夹具的精度一般比工件的精度变了三倍； （3） 、夹具在一般情况下是单体制造的，重复制造的机会通常要求夹具在投产时一次 成功。 （4） 、夹具和操作工人的关系非常的密切，要求夹具与生产条件和操作密切结合。 （5） 、夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少，设计者要熟悉夹具 的制造方法，以满足设计的工艺要求。 2.8 机床夹具的设计要求 设计夹具时，应满足下列四项基本要求 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 10 （1） 、保证工件的加工精度 即在机械加工工艺系统中，夹具在满足以下三项要求， 工件在夹具中的定位，夹具在机床上的位置，刀具的正确位置。 （2） 、保证工人的造作安全； （3） 、达到加工的造作生产率要求 （4） 、满足夹具一定的使用寿命和经济效应 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 11 第三章 零件的分析 3.1 零件的工艺分析 前刹车调整臂外壳共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下： 1.以 60mm 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：60H7mm 的孔，以及 60mm 孔的前后两端面，其中主要加工 表面为 60 H7mm 通孔。0.128 2.以 60mm 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：60 孔左右两端面，以及 5 孔0.1643 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 12 3.铣 26H11 的槽 这一组加工表面包括：此槽的端面,底面，16H11mm 的槽两侧面。 4.以 60mm 孔为中心的加工表面。 这一组加工表面包括 孔、 孔、 孔，主要是加工 孔、0.12380.1260.123 0.1238 孔0.126 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 13 5.以 孔为中心的加工表面0.241 这一组加工表面包括这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： 孔、该孔前后两端面,阶梯台端面,主要加工 孔0.24 0.241 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 14 第四章 工艺规程设计 4.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 KT350。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单， 故选择铸件毛坯。 4.2 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量 得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造 成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择。 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件， 则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择 原则，现选取 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块 V 形块支承0.1286 R41 外圆端面作主要定位面，限制 5 个自由度，再以一个销钉限制最后 1 个自由度， 达到完全定位,然后进行车削。 （2）精基准的选择。 主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算， 这在以后还要专门计算，此处不再重复。 4.3 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等技术 要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专 用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生 产成本尽量下降。 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 15 （1）工艺路线方案一 工序一 粗,精车 60 孔, 60 孔前后两端面 工序二 粗、精车 60 孔左右两端面。 工序三 钻、扩、铰 孔,钻、铰 5 孔0.2410.1643 工序四 粗、精车 12 孔前后两端面,钻 孔.28 工序五 粗、精车 60 孔上方槽内表面,钻、铰该槽左上方端面 M10X25 螺孔. 工序六 扩、铰 孔、钻、扩、铰 孔, 孔0.1238 0.1260.24 工序七 装配时钻铰锥孔 工序八 检查。 上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先车平面再加工孔，那 样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。 且看另一个方案。 （2）. 工艺路线方案二 工序一 以 R41 外圆为粗基准，粗车 60 孔前后端面。 工序二 以 R41 外圆为粗基准，粗车 60 孔左右两端面。 工序三 精车 12 孔前后端面。 工序四 以 12 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 12 孔，孔的精度达到 IT7。 工序五 以 12 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 5 个 4.3 孔，孔的精度达到 IT7。 工序六 以 12 孔为精基准，钻、扩、铰、精铰 60 孔，保证孔的精度达到 IT7。 工序七 粗车 半精车 精车槽 26H11 的端面 工序八 车螺纹孔顶面 工序九 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准,钻、扩、铰、精铰 13.8 孔，孔的精 度达到 IT7。 工序十 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准,钻、扩、铰、精铰 16 孔，孔的精度 达到 IT7。 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 16 工序十一 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准,钻、扩、铰、精铰 13 孔，孔的精 度达到 IT7。 工序十二 检查(装配时钻、铰锥孔) 虽然工序仍然是十二步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二 快了一倍（实际车削只有两次，而且刀具不用调整） 。多次加工 13.816 孔是精度 要求所致。 以上工艺过程详见图 3。 4.4 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，硬度 150HBW，毛坯重量 2.5kg， 生产类型为中批量，铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯 尺寸如下： （1）外圆表面（R41） 考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因 此直接铸造而成。 （2）外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（12，60 端面） 。 查机械制造工艺设计简明手册 （以下称工艺手册 ）表 3.126，取 12，60 端面长度余量均为 2.5（均为双边加工） 车削加工余量为： 粗车 2mm 精车 0.5mm XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 17 （3）. 内孔（60 已铸成 50 的孔） 查工艺手册表 2.22.5，为了节省材料，取 60 孔已铸成孔长度余量为 5， 铸成孔直径为 50mm。 工序尺寸加工余量： 钻孔 2.5mm 扩孔 1mm 铰孔 0.03mm 精铰 0mm 同上，零件 12 的孔也已铸出 6 的孔。 工序尺寸加工余量： 钻孔 1mm 扩孔钻 0.1mm 粗铰孔 0.03mm 精铰孔 0mm (4)槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量 铸出槽端面至中心线 51.5mm 的距离，余量为 3mm。 工序尺寸加工余量： 粗车端面 2.1 mm 半精车 0.7 mm 精车 0 mm (5).螺纹孔顶面加工余量 铸出螺纹孔顶面至 60 孔轴线且平行轴线方向 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 18 74.5mm 的距离，余量为 4 mm 工序尺寸加工余量： 粗车顶面 3.1 mm 半精车 0.7 mm 精车 0.2 mm (6). 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工 余量时应按调整法加工方式予以确认。 4.5 确立切削用量及基本工时 工序一 以 R41 外圆为粗基准，粗车 60 孔前后端面。 (1)加工条件 工件材料：KT350, b =0.35GPa HBW 150,铸造。 加工要求：粗车 60 孔前后端面。 机床： CW6163A 卧式车床。 刀具：硬质合金钢端面车刀. 据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ）取刀具直径 do=80mm。选 刀具前角 20后角 8，副后角 =10，刃倾角 =10,000s 主刃 =45,副刃 =15rr (2).切削用量 1）车削深度 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 19 因为切削量较小，故可以选择 =1.3mm，一次走刀即可完成所需长度。pa 2）每转进给量 机床功率为 10kw。查切削手册f=0.10.6mm/r。由于加工简单，选较小量 f=0.15 mm/r。 3）查后刀面最大磨损及寿命 查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min 4）计算切削速度 按2表 14， v=34.2m/min n=136r/min 根据（工艺手册表 4.2-39）取 =140（r/min）wn 所以，实际切削速度为： 35(/mi)10dv 5）计算基本工时 tmLi/( *f)=1.14minwn 工序二 以 R41 外圆为粗基准，粗车 60 孔左右两端面。 (1).加工条件 工件材料：KT350, b =0.35GPa HBW 150,铸造。 加工要求：粗车 60 孔前后端面。 机床： CW6163A 卧式车床。 刀具：硬质合金钢端面车刀. 据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ）取刀具直径 do=80mm。选 刀具前角 20后角 8，副后角 =10，刃倾角 =10,000s 主刃 =45,副刃 =15rr (2).切削用量 1）车削深度 因为切削量较小，故可以选择 =1.3mm，一次走刀即可完成所需长度。pa 2）每转进给量 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 20 机床功率为 10kw。查切削手册f=0.10.6mm/r。由于加工简单，选较小量 f=0.15 mm/r。 3）查后刀面最大磨损及寿命 查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min 4）计算切削速度 按2表 14， V=34.2m/min n=136r/min 根据（工艺手册表 4.2-39）取 =140（r/min）wn 所以，实际切削速度为： 35(/mi)10dv 5）计算基本工时 tm /( f)=1.6min。12()liwn 工序三 精车 12 孔前后端面。 1.加工条件 工件材料：KT350, =0.35GPa HBW 150,铸造。b 加工要求：精车 12 孔上下端面。 机床： CW6163A 卧式车床。 刀具：硬质合金钢端面车刀.车削深度 1.8mm/rmaxF f 由于所选择的进给量 远远小于 和 ，故可以使用。ff （2）耐用度 查2表 9 T=4500s=75min （3）切削速度 用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的 v、F、T、 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4-mp 10 进行计算。根据所给条件，可以直接在表 3.4-15 中用插入法计算得： XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 22 V=17m/min,F=4732N,T=51.69N.m, =1.25kwmp 由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表 3.4-9 可知， 切削速度的修正系数 =0.88， =0.75，故：mvklvk =17m/min*0.88*0.75=11.22m/min =162r/min 01nd 查 z535 型机床说明书，取 n=195r/min，实际切削速度为： 03.5m/in1v实 由表 3.4-11，切削力以及转矩的修正系数 =1.06，故：fk F=4732N*1.06=5016N T=51.69N.m*1.06=54.8N.m. 3.计算工时 120.17min.56mLtnf 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。 扩铰和精铰的切削用量如下： 扩钻：选高速钢扩孔钻 1）确定进给量 f 根据表 3.4-5，取 f=（0.70.8）*0.7mm/r=0.490.56mm/r。根据 z535 型机床说明书， 取 f=0.57mm/r 2)确定切削速度 v 及 n 根据表 3.4-34，取 v=25m/min 由于切削条件与上表不同，故应该乘以以下修正系数： 0.8,1.2pmvavk 故 25/in*4/min1./i7r 根据 z535 型机床说明书，取 n=275r/min。实际扩孔速度： XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 23 min0*24.75/min21.3/1dnv 3)计算工时: 210.9i.57mLtnf 铰孔：选高速钢铰刀 10/ir.3/mr01.94dm312.in.50mLtnf 精铰：选高速钢铰刀 10/inr.3/r01.94d312.min.50mLtnf1234.6imTtt 工序五 以 12 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 5 个 4.3 孔，精度达到 IT7。 1. 选择钻床及钻头 选择 Z535 立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=3mm 采用双头刃磨法， 2.选择切削用量 （1）决定进给量 由 do=10mm,查2表 5 按钻头 0.13/fmr 按机床强度查1表 10.1-2 选择 rmf/8.1056. 最终决定选择机床已有的进给量 4 （2）耐用度 查2表 9 T=4500s=75min （3）切削速度 查1表 10.1-2 n=50-2000r/min 取 n=1000r/min. XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 24 3.计算工时 320.6min0.1mLtnf5.imTt 工序六 以 12 孔为精基准，钻、扩、铰、精铰 60 孔，保证孔的精度达到 IT7。 1.选择钻床及钻头 选择 z535 型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=55mm，钻头采用双头刃磨 法， 2.选择切削用量 （1）决定进给量 f 根据表 3.4-1 可以查出 f=0.7 0.8mm/r 由于孔深和孔径之比 / =0.2，所以 =1.0，0dnllfk 故 =（0.7 0.8）*1=0.7 0.8mm/rf 查 z535 型立式钻床说明书，取 =0.7mm/rf 根据表 3.4-3，钻头强度所允许的进给量 =2.1mm/r。机床进给机构允许的轴向力f =69620N（由机床说明书查出） ，根据表 3.4-4，允许的进给量 2.4mm/rmaxF f 由于所选择的进给量 远远小于 和 ，故可以使用。ff （2）确定切削速度 v、轴向力 F、转矩 T 以及切削功率 mp 用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的 v、F、T、 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4- 10 进行计算。根据所给条件，可以直接在表 3.4-15 中用插入法计算得： V=12m/min,F=27860N,T=686.70N.m, =5.21kwmp 由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表 3.4-9 可知， 切削速度的修正系数 =0.88， =0.75，故：mvklvk =12m/min*0.88*0.75=7.92m/min =45.85r/min 01nd 查 z535 型机床说明书，取 n=60r/min，实际切削速度为： 0.36m/in1v实 由表 3.4-11，切削力以及转矩的修正系数 =1.06，故：fk XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 25 F=27860N*1.06=29531.6N T=686.7N.m*1.06=727.9N.m 3)校验机床功率 切削功率 为mp =7.22kw*(/)mvk实 机床有效功率为： 效率=12kg*0.81=9.72kgE 由于 故选择的切削用量可以使用，即Emp /min05,0.7/,60/in,1.36dfrv 相应的：F=29531.6N,T=727.9N.m， =7.22kwmp 4）计算工时： 选择 n=60r/min 所以 (32)/60.7)8inmt 2、扩孔 (1)选用 标准高速钢扩孔钻56 (2)确定扩孔切削用量 1）确定进给量 f 根据表 3.4-5，取 f=（1.31.5）*0.7mm/r=0.911.05mm/r。根据 z535 型机床说明书， 取 f=0.95mm/r 2)确定切削速度 v 及 n 根据表 3.4-34，取 v=20.3m/min 由于切削条件与上表不同，故应该乘以以下修正系数： 0.8,1.2pmvavk 故 0.3/min*.8102./minv =103.6r/min1/i56r 根据 z535 型机床说明书，取 n=120r/min。实际扩孔速度： min0*5620/in./1dnv 3)计算工时: 2320.min.951mLtf XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 26 铰孔 （1）选用 mm 标准高速钢铰刀。60 （2）确定铰孔切削用量 1）确定进给量 f，根据表 3.4-6 查出，f=1.251.8/mm，按该表注 4，进给量取较 小值。按 z535 型机床说明书，取 f=1.6mm/r。 2）切削速度 v 及 n 根据表 3.4-40，去 v=8.5m/min 切削速度的修正系数由表 3.4-9 查出0.8,.9pmvavk 故： 8.5/min*0.897.4/minv n 01/i2/i6nrrd 根据 z535 型机床说明书，取 n=60r/min，实际铰孔速度 in05/in10.5/1v 3)计算工时： 32.3mi.6mLtnf 精铰同上 12341.8inmmTtt 工序七 粗车 半精车槽 26H11 的端面 1. 选择机床刀具 选择机床： CW6163A 卧式车床。 刀具:QA2022L-03. 刀具前角 10后角 8，副后角 =10，刃倾角 =10,000s 主刃 =45,副刃 =15rr 2. 切削用量 查 2 表 5 f=0.140.24mm/r T=180min 取 f=0.15mm/r v=34.2m/min n=136r/min XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 27 3. 计算工时 粗车 121()(34)*28.3s6.mlitnf 半精车 122()().0s.4mlitf1m2Tt6 工序八 车螺纹孔顶面 1.选择机床及刀具 选择机床： CW6163A 卧式车床。 2.切削用量 1）车削深度 因为切削量较小，故可以选择 =1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。pa 2）刀具耐用度 查2表 寿命 T=180min。 3） 计算切削速度 查2得 34.2mm/s，n=136r/min,0V12()(.58)*2.3s0mlitnf 工序九 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准,钻、扩、铰、精铰 13.8 孔，孔的精 度达到 IT7。 1. 选择钻床及钻头 选择 z535 型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=12mm，钻头采用双头刃磨 法， 2.选择切削用量 根据表 3.4-1 可以查出 f=0.47 0.57mm/r 按钻头 rmf/57.04. 按机床强度查1表 10.1-2 选择 rf/8.1056. 最终决定选择机床已有的进给量 /m XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 28 根据表 3.4-3，钻头强度所允许的进给量 =1.75mm/r。机床进给机构允许的轴向力f =15690N（由机床说明书查出） ，根据表 3.4-4，允许的进给量 1.8mm/rmaxF f 由于所选择的进给量 远远小于 和 ，故可以使用。ff 根据表 3.4-3，钻头强度所允许的进给量 =2.1mm/r。机床进给机构允许的轴向力f =69620N（由机床说明书查出） ，根据表 3.4-4，允许的进给量 2.4mm/rmax f 由于所选择的进给量 远远小于 和 ，故可以使用。ff （2）确定切削速度 v、轴向力 F、转矩 T 以及切削功率 mp 用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的 v、F、T、 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4- 10 进行计算。根据所给条件，可以直接在表 3.4-15 中用插入法计算得： V=12m/min,F=27860N,T=686.70N.m, =5.21kwmp 由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表 3.4-9 可知， 切削速度的修正系数 =0.88， =0.75，故：mvklvk =12m/min*0.88*0.75=7.92m/min =45.85r/min 01nd 查 z535 型机床说明书，取 n=60r/min，实际切削速度为： 0.36m/in1v实 由表 3.4-11，切削力以及转矩的修正系数 =1.06，故：fk F=27860N*1.06=29531.6N T=686.7N.m*1.06=727.9N.m 3)校验机床功率 切削功率 为mp =7.22kw*(/)mvk实 机床有效功率为： 效率=12kg*0.81=9.72kgE 由于 故选择的切削用量可以使用，即Emp /min012,0.5/,60/in,1.36dfrv 相应的：F=29531.6N,T=727.9N.m， =7.22kwmp 4）计算工时： XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 29 13421.min0.56mLtnf 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。 扩铰和精铰的切削用量如下： 扩钻：选高速钢扩孔钻 120/inrrmf/8.07013.6dm2342.mi0.75mLtnf 铰孔：选高速钢铰刀 60/inr1.530/fr013.74d342.3i60mLtnf 精铰：选高速钢铰刀 60/minr1.530/fmr013.87dH432.imLtnf1234.inmTtt 工序十 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准,钻、扩、铰、精铰 16 孔，孔的精度 达到 IT7。 1. 选择钻床及钻头 选择 z535 型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=14mm，钻头采用双头刃磨 法， 2.选择切削用量 根据表 3.4-1 可以查出 f=0.47 0.57mm/r 按钻头 rmf/57.04. 按机床强度查1表 10.1-2 选择 rf/8.1056. 最终决定选择机床已有的进给量 /m 根据表 3.4-3，钻头强度所允许的进给量 =1.75mm/r。机床进给机构允许的轴向力f =15690N（由机床说明书查出） ，根据表 3.4-4，允许的进给量 1.8mm/rmaxF f 由于所选择的进给量 远远小于 和 ，故可以使用。ff 根据表 3.4-3，钻头强度所允许的进给量 =2.1mm/r。机床进给机构允许的轴向力f =69620N（由机床说明书查出） ，根据表 3.4-4，允许的进给量 2.4mm/rmax f XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 30 由于所选择的进给量 远远小于 和 ，故可以使用。ff （2）确定切削速度 v、轴向力 F、转矩 T 以及切削功率 mp 用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的 v、F、T、 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4- 10 进行计算。根据所给条件，可以直接在表 3.4-15 中用插入法计算得： V=12m/min,F=27860N,T=686.70N.m, =5.21kwmp 由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表 3.4-9 可知， 切削速度的修正系数 =0.88， =0.75，故：mvklvk =12m/min*0.88*0.75=7.92m/min =45.85r/min 01nd 查 z535 型机床说明书，取 n=60r/min，实际切削速度为： 0.36m/in1v实 由表 3.4-11，切削力以及转矩的修正系数 =1.06，故：fk F=27860N*1.06=29531.6N T=686.7N.m*1.06=727.9N.m 3)校验机床功率 切削功率 为mp =7.22kw*(/)mvk实 机床有效功率为： 效率=12kg*0.81=9.72kgE 由于 故选择的切削用量可以使用，即Emp /min014,0.7/,60/in,1.36dfrv 相应的：F=29531.6N,T=727.9N.m， =7.22kwmp (2)耐用度 查2表 9 T=4500s=75min (3)切削速度 查1表 10.1-2 XXXX 大学毕业设计（论文）说明书 31 n=50-2000r/min 取 n=1000r/min. 3.计算工时 1240.9min.56mLtnf 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。 扩铰和精铰的切削用量如下： 扩钻：选高速钢扩孔钻 120/inrrmf/8.07015.6dm423in.51mLtf 铰孔：选高速钢铰刀 60/inrr/6.015.94d324min0mLtf 精铰：选高速钢铰刀 60/inrr/6.10167dH42.in0mLtf12341.6mimTtt 工序十一 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准,钻、扩、铰、精铰 13 孔，孔的精 度达到 IT7。 1. 选择钻床及钻头 选择 z535 型立式钻床，选择高速钢