制动器杠杆工艺及钻φ4孔夹具设计[含高清CAD图工序卡说明书]】

制动器杠杆工艺及钻4孔夹具设计含高清CAD图工序卡说明书】,含高清CAD图工序卡说明书,制动器,杠杆,工艺,夹具,设计,高清,cad,工序,说明书,仿单第4章 钻4孔夹具设计4.1设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本夹具将用于Z525钻床。成批生产，任务为设计一钻小孔4孔。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。4.2夹具设计4.4.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。由零件图可知：进行加工前，外圆面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工。因此，定位、夹紧方案有：方案：选外圆面平面、和侧面和V型块定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的螺旋压块来夹紧。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。4.4.2 切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：钻床Z525，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表可得：切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即：实际所需夹紧力：由参考文献5表得： 有：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表 可得： 所以 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤：a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理= (FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJFJ需。夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。查参考文献51226可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 螺旋夹紧力：该夹具采用夹紧机构， 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。4.3定位误差的分析为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： V形块 定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.4夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。夹具体是夹具的基础件，夹具体上所有组成部分都必须最终通过这一基础件连接成一个有机整体。为了满足加工要求，夹具体应有足够的刚度和强度，同时结构工艺性要好。由于铸造工艺性好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制，同时吸振性良好、抗压能力好，故此选用铸造夹具体，材料选取HT200，铸造成型后时效处理，以消除内应力。由于工件采用V型块定位24mm外圆面，这就要求V型块固定在一个与水平面成45的支撑面上。我们可以采用加工一有45面的支撑块固定在夹具体上，经过切削加工达到我们要求的定位尺寸。6机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称制动杠杆器共页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号15毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2车左端面端面车刀8751100.330.250.323打中心孔中心钻孔8751100.350.150.11456 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称制动杠杆器共页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2粗车外圆面308751100.330.250.323车退刀槽8751100.364倒角8751100.215粗车外圆面248751100.330.150.116车退刀槽8751100.267倒角8751100.21 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称制动杠杆器共页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号40铣ZG6140毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数 棒类L设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140、X52K夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 装夹2 铣12左端面，57519.50.255.410.440.413倒角1x451989.330.100.610.440.414拆开 ，装夹20089.50.5210.440.415铣12右端面6倒角1x45 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称制动杠杆器共页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号40铣ZG6140毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数 棒类L设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140、X52K夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 装夹213h13钻孔至10.8麻花钻，升降式铣床 量具：游标卡尺，57519.50.255.410.440.413铰10.8到12H11铰刀，升降式铣床 量具：游标卡尺1989.330.100.610.440.414倒角1x45CA6140 量具：量角器20089.50.5210.440.4156 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称制动杠杆器共页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号20车ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒类设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2粗车24CA6140 量具：游标卡尺8751100.3330.440.413精车24CA6140 量具：游标卡尺9601300.10.210.440.414根部倒圆R0.5CA6140 量具：量角器20089.50.5210.440.415车退刀槽CA6140 量具：量角器20089.50.5210.440.416倒角1x45 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称制动杠杆器共页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号25ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒类设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2半精车22CA6140 量具：游标卡尺1021000.1210.440.41315倒角CA6140 量具：量角器20089.50.5210.440.41456 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称制动杠杆器共页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号30ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒类设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2车左端面CA6140 量具：游标卡尺200163.240.31.510.440.413倒角1x45CA6140 量具：量角器20089.50.5210.440.41456 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称制动杠杆器共页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号ZG455毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒类设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2车肋板斜面CA6140200163.240.31.510.440.413456 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称制动杠杆器共页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号45铣ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒类设备名称设备型号设备编号同时加工件数X52K夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2以1，2，3定位铣32 深度11.20X52K 量具：游标卡尺、量角器800120.50.5110.580.79345 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号车ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒类设备名称设备型号设备编号同时加工件数Z3025夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2以1，2定位钻4通孔升降式铣床，麻花钻30089.50.5210.440.543456 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称制动杠杆器共页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1验收0.250.322入库0.150.113456 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）11机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称制动杠杆器 共页第1页材 料 牌 号ZG45钢毛 坯 种 类棒类毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件05锻造 配料锻件锻10热处理 退火（消除内应力）热15车 车左端面，打中心孔金卧式车床CA6140专用夹具，端车刀，中心钻孔20车 车外圆端面，退刀槽和倒角，右端面 卧式车床CA6140专用夹具，外圆车刀，端车刀，退槽刀，特制刀具25铣 铣宽13h13的两端面 卧式铣床X62W专用夹具，三面刃铣刀30钻 钻孔至10.8，铰10.8至12H11 立式钻床Z525专用夹具，麻花钻，铰刀35铣 铣32键槽 卧式铣床X62W专用夹具，槽铣刀，40钻 钻4孔 立式钻床Z525专用夹具，麻花钻45精车 精车30外圆面 卧式铣床X62W专用夹具，外圆车刀50精车 精车24外圆面卧式铣床X62W专用夹具，外圆车刀55磨 磨30的外圆面 外圆磨床M1420专用夹具，砂轮 60磨 磨24的外圆面 外圆磨床M1420专用夹具，砂轮 65 清洗，去毛刺 70 验收75 入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 1课程设计说明书制动器杠杆工艺及夹具设计课程名称：所在院系：姓 名：班 级：学 号：指导教师：日 期： 目录第一节 生产目的.6第二节 零件的分析.6第三节 工艺规程的设计.63.1、 确定毛坯的的制造形式.63.2、 基面的选择.73.3、 选择加工方法.83.4、 制订工艺路线.93.5、 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.103.6、 确定加工顺序及进给路线.103.7、 工艺规程确切削用量.11 第4节 专用夹具的设计.114.1、 夹具设计.124.2 定位方案和定位基准的选择.124.3 定位元件的设计，定位误差分析.134.4 夹具设计及简要操作说明.144.5 夹具精度分析.14第5节 附图一 制动器杠杆的零件图.15二 机械加工工艺过程卡.16三 夹具装配图及零件图.17上交材料：1，所加工的零件图 1张2，编制机械加工工艺过程 1套3，编制所设计夹具所对应的那个工序的机械加工工序卡片 1套4，绘制夹具装配图， 1张5，绘制装配图其中的一个零件图（夹具体） 1张6，机械设计说明书，包括机械加工工艺过程的编制和机床夹具设计的全部内容 1份进度安排：第一天：查资料，绘制零件图。第二天：完成零件的工艺性分析，确定毛坯的类型，制造方法，编制机械加工工艺过程和所加工工序的机械加工工序卡片。第三天：完成夹具整体方案设计。第四天：完成夹具装配图的设计。第五天：夹具零件图的绘制。第六天：整理并完成设计说明书的编写。第七天：完成图纸和说明书的输出打印，答辩。摘要本次设计是对制动器杠杆零件的加工工艺规程和一些工序的专用夹具的设计，制动器杠杆零件的主要加工表面的铣键槽，本设计主要是通过设计车外圆面的夹具保证外圆面的同轴度。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度比保证孔的加工精度容易很多。所以本设计遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分为粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以大外圆端面作为粗基准，以制动器大外圆端面和两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以加工制动器大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位为基准加工出工艺孔。在后续工序中，除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔和平面。整个加工过程均选用组合机床及加工中心。 第一节 生产目的 本次课程设计的任务之一就是针对生产实际中的一个零件制动器杠杆。制定其机械加工工艺规程。该零件的工艺过程中包括了铣平面、车外圆面、钻孔、铣键槽等工序。其中，要为其24p9外圆面进行精车设计一合适的夹具。 该零件生产按照其生产纲领和生产关系可知，其为大批量生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现大批量生产的工艺特点。第二节 零件的分析 2.1零件的分析制动器械杆有多处加工表面，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。零件车削加工成形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R=0.8m）、30f10圆柱段（表面粗糙度R=0.8m）、R0.5mm圆弧、12H11的内孔,退刀槽表面粗糙度Ra=50,其余表面粗糙度均为R=12.5m。轮廓描述清楚完整零件材料为45钢，毛胚为40145110mm。 由上面的分析可知加工时应满足基准统一原则即先加工完一组表面，再以这组加工后的表面为基准加工另外一组。 第三节 工艺规程的设计3.1、确定毛坯的的制造形式 由零件图可知，其材料为45钢，具体技术要求如下所示：A、 热处理：调质处理硬度207-255HBW；B、 24p9对30f10轴线的径跳不大于0.04；C、 尺寸13处的两端面对24轴线的垂直度公差为1/100;D、 键槽对24p9轴线的对称线公差为0.05；E、 不许有毛刺；F、 冲压抽模角为7，未注圆角为R2-R3；G、 杠杆端面上允许有中心孔；H、 线性尺寸未注公差为GB/T1804-m。 根据零件材料确定毛坯为锻件，已知零件的类型为大批量生产，在加工过程中它对定位有一定保证作用，故采用锻造成型。此外，为消除残余应力，锻造后安排调质处理。该零件的形状并不十分复杂，因此毛坯形状与零件形状应尽量相近。由机械加工工艺手册查得该种锻造公差等级为CT1011，加工余量等级MA选择H级。3.2、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。由图可知24p9和30外圆面的精度要求最高，而24p9也是该零件的设计基准、装配基准与测量基准。所以以24p9圆端面是为定位基准加工35端面然后以35端面为基准加工阶梯、槽和键。3.3、选择加工方法A：毛坯处理：由加工要求及生产数额可知，毛坯料需锻造成型，退火（消除内应力）B：平面处理：由13h13的两端面表面粗糙度Ra12.5um，其余端面尺寸为未注公差，根据GB/T1804-2000规定，选用中等级（m），相当于IT13级，考虑粗车。C：外圆面处理：由24P9和30f10外圆面表面粗糙度Ra0.8um，根据GB/T1804-2000规定，选用精密等级（f），应精车。其他未注外圆面尺寸为未注公差，根据GB/T1804-2000规定，选用中等级（m），相当于IT13级，考虑粗车。3.4制订工艺路线工艺路线方案一：工序05：锻造工序10：调质处理工序15：车左端面，钻中心孔工序20：车外圆面、退刀槽和倒角工序25：铣宽13h13的两端面工序30：钻孔至10.8，铰10.8孔至12H11工序35：钻32孔及6孔工序40：钻4孔工序45：精车30外圆面工序50：精车24外圆面工序55：磨30外圆面工序60：磨24外圆面工序65：清洗去毛刺工序70：验收工序75：入库工艺路线方案二：工序05：锻造工序10：调质处理工序15：车外圆面、退刀槽和倒角工序20：铣宽13h13的两端面工序25：钻孔至10.8，铰10.8孔至12H11工序30：钻32孔及6孔工序35：钻4孔工序40：精车30外圆面工序45：精车24外圆面工序50：磨30外圆面工序55：磨24外圆面工序60：清洗去毛刺工序65：验收工序70：入库（3）、工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一与方案二的区别是：方案二没有车左端面、钻中心孔这道工序，车床的加工原理是：工件跟着花盘做高速旋转，如不用顶针顶住，工件的夹紧方式比较麻烦，如果加工了中心孔后，后面工序的加工，夹具设计相对简单，减少了生产夹具的成本，提高了生产率，故采用方案一。具体的工艺过程如下：工序05：锻造工序10：调质处理工序15：车左端面，钻中心孔工序20：车外圆面、退刀槽和倒角工序25：铣宽13h13的两端面工序30：钻孔至10.8，铰10.8孔至12H11工序35：钻32孔及6孔工序40：钻4孔工序45：精车30外圆面工序50：精车24外圆面工序55：磨30外圆面工序60：磨24外圆面工序65：清洗去毛刺工序70：验收工序75：入库3.5、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“制动器杠杆”零件材料45钢，毛坯的重量约为1.4g，生产类型为大批量生产，采用锻造成型。1、左端面，表面粗糙度为Ra50，查切削用量手册表2-8得，单边总余量Z=0.5，车削一次即可满足要求。2、13h13两端面，表面粗糙度为Ra12.5，查切削用量手册表2-8得，单边总余量Z=0.5，车削一次即可满足要求。3、12H11孔，因孔的尺寸不大，很难锻造成型，故采用实心锻造4、32孔、6孔，因孔的尺寸不大，很难锻造成型，故采用实心锻造5、4孔，因孔的尺寸不大，很难锻造成型，故采用实心锻造6、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。制动器械杆零件材料为ZG45,硬度为207-255HBW,生产类型为中小批量生产,采用锻造。相关数据参见零件图。据以上原始资料及加工路线分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:3.4.1外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差。 查机械制造工艺设计简明手册以下称工艺手册表2.22.5取端面长度余量均为12.5(均为双边加工) 铣削加工余量为1mm 粗铣 6mm 3.4.2内孔(12H11、4无锻造孔） 工序尺寸加工余量充足 3.4.3车（24P9、30f10、351.5） 其他尺寸直接铸造得到，由于本设计规定的零件为中小批量生产应该采用调整加工。3.6 确定加工顺序及进给路线 加工顺序按粗到精、由近到远、由左到右的原则确定、由左到右进行外轮廓粗车(留0.9mm余量精车)，精加工外轮廓，切退刀槽，倒圆角。先粗后精 先安排粗加工中间安排半精加工最后安排精加工和光整加工。 先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工后安排，如键槽、紧固用的光孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后精加工之前进行。 先面后孔 对于12H11的孔可以先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。 基面先行 用作精基准的表面要首先加工出来。所以第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)然后再以精基面定位加工其它表面。工艺 3.7工艺规程确切削用量 3.7.1车削工艺 3.7.1车削部分刀具的选择 刀具的选择是加工中的重要的工艺加工内容之一它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。在制定切削用量时应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。 选取刀具时要使刀具的尺寸与被加工共建的表面尺寸和形状相适应。根据零件的分析所选择的刀具有 1. 车端面选用硬质合金钢45车刀、粗、精车用同一把车刀完成。2. 粗、精车外圆硬质合金90车刀 2 车槽：选用硬质合金车槽刀(刀长12mm，刀宽3mm) 3.7.2切削用量的选择和分析： 切削用量包括： 进给速度 是机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工进度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。一般粗车选用较高的进给速度，以便较快去除毛坯余量，精车以考虑表面粗糙和零件精度为原则，粗加工时，由于对工件的表面质量没有太高的要求，这时主要根据机床进给机构的强度和刚性、刀杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选定的背吃刀量等因素来选取进给速度。精加工时，则按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素来选取进给速度。进给速度可以按公式=fn计算，式中f表示每转进给量，粗车时一般取0.30.8mm/r；精车时常取0.10.3mm/r；切断时常取0.050.2mm/r。 主轴转速 主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。根据本例中零件的加工要求，考虑工件材料为45钢，刀具材料为硬质合金钢，粗加工选择转速500r/min,精加工选择1000r/min车削外圆，切槽的切削刀较大，采用350 r/min更稳妥。 背吃刀量 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量(除去精车量)，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量。 对于不同的加工方法需选择不同的切削用量。 合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济和加工成本;半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的想能，兼顾切削效率，经济型和加工成本。切削用量的选择与计算： 因选取YT类硬质合金到的硬度为125175HBS经查询 主轴转速 s/(r/min)进给量f/(mm/r)背吃刀量/mm粗车外圆8000.20.457精车外圆8000.10.20.20.3车退刀槽1150.020.04 根据零件分析与道具的选择及其查阅资料所计算的切削用量如下： 粗车d=24的端面 确定端面的最大加工余量，已知毛坯的单边余量为3mm，则毛坯长度方向最大加工余量为4mm,分两次加工，=2mm计算，长度加工方向取IT12级，取0.04mm。根据切削用量用量简明手册 当刀杆16mm25mmm，2mm时，以及工件直径为d=40 的时候，按照切削用量用量简明手册表 切削速度的计算公式：=1.58 =0.15 =0.4 m=0.2 修正系数见切削用量用量简明手册 =1.44, =0.8, =1.04, =0.81, =0.97 =1.58/(4020.5) 1.440.81.040.810.97 =66(m/min) 确定机床主轴转速 n=1000Vc/dn=100066.7/3.1428=253 ( r/min ) 按机床说明书见工艺手册表与253 r/min相近的机床转速有230 r/min及305 r/min。如果选230 r/min则速度损失比较大。所以实际切削速度V=80 m/min 车床CA6140 专用夹具24 30 35外圆及槽和倒角 检验机床功率:主切削力 =C 式中=900, =1.0 , =0.75 =-0.15 所以 Fc=9001.5151.020.73=598N切削时消耗功率 由切削手册中得知CA6140主动机的功率为7.8KW 当主轴转速为230 r/min时,主轴最大功率为2.4KW,所以机床功率足够,可以正常加工。 1. 粗车外圆时,选取=110m/min ap=3mm f=0.3mm 加工时候选取加工直径为:d=40 因:=dn/1000 F=fn 故主轴转速: n=(1000110)/3.1440=875 r/min 进给速度:F=fn =0.3875=262 mm/min 考虑到刀具强度、机床强度等时机情况选择n=600 r/min F=200 mm/min ap=3mm 2. 半精车外圆时,选取,Vc=130 m/min ap=0.2mm f=0.1mm 加工时选取加工直径为:d=36.2 故主轴转速为:n=(1000110)/ ( 3.1436.2 ) = 960 r/min 进给速度:F=fn =0.1960=96 mm/min 根据实际情况选择n=900 r/min F=90 mm/min ap=0.2mm 3车槽时,选取Vc=100 m/min f=0.1mm 加工直径d=23mm 故主轴转速:n=(1000100)/ ( 3.1423) = 102r/min 进给速度:F=fn =0.1102=10.2 mm/min 根据实际情况,选择n=100r/min F=20mm/min 加工过程: 1.加工24的圆柱 粗车直径为24mm的圆柱,毛坯为40mm,分为3次加工得到 24.9mm。再通过一次半精车,获得直径为24mm的圆柱体。 2.加工30的圆柱 粗车直径为30mm的圆柱,毛坯为40mm,分为2次加工得到30.9mm。 再通过一次半精车获得直径为30mm的圆柱体。 3.加工35的圆柱 因为其精度要求Ra=12.5,我们不需要对其进行半精车。因此只需要对其进行一次粗车就可满足其要求因而获得了35的圆柱。 R4的两个圆角粗加工 毛坯尺寸为R6。 查有关手册平面加工余量表得粗加工余量 ZN粗=6-4mm=2mm ap=1mm 因此可以走刀2次。 进给量: 见切削手册 =62.3(m/min) 确定机床主轴转速: 按机床选取=230 r/min。所以实际切削速度 V= 关于机床功率检验在非常重要的轴向部分已经完成。考虑其在整个工作过程及其功能,此部分已经初略验算,不再进行书面描述。 选取Vc=62.3m/min ap=2mm f=1mm 4.23.7.3 铣削工艺 1选择加工设备及工艺装备 由于生产类型为小批量生产故加工设置宜以通用机床为主辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 (1).粗铣铣26两端面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,采用立铣,选择X52K立式铣床。选择直径D为50的C类可转位面铣刀,专用夹具和游标卡尺。 (2).粗铣斜面通过专用夹具的角度转化,选择X52K立式铣床。选择直径D为50的C类可转位端面铣刀,专用夹具和游标卡尺。 (3).粗铣键槽选用6的立铣刀,专用夹具和游标卡尺。3.7.4 钻、扩孔工艺 采用钻孔后再铰孔的方法加工12H11的孔,加工余量见下表。根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为第4章 钻4孔夹具设计4.1设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本夹具将用于Z525钻床。成批生产，任务为设计一钻小孔4孔。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。4.2夹具设计4.4.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。由零件图可知：进行加工前，外圆面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工。因此，定位、夹紧方案有：方案：选外圆面平面、和侧面和V型块定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的螺旋压块来夹紧。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。4.4.2 切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：钻床Z525，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表可得：切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即：实际所需夹紧力：由参考文献5表得： 有：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表 可得： 所以 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤：a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理= (FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJFJ需。夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。查参考文献51226可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 螺旋夹紧力：该夹具采用夹紧机构， 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。4.3定位误差的分析为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： V形块 定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.4夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。夹具体是夹具的基础件，夹具体上所有组成部分都必须最终通过这一基础件连接成一个有机整体。为了满足加工要求，夹具体应有足够的刚度和强度，同时结构工艺性要好。由于铸造工艺性好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制，同时吸振性良好、抗压能力好，故此选用铸造夹具体，材料选取HT200，铸造成型后时效处理，以消除内应力。由于工件采用V型块定位24mm外圆面，这就要求V型块固定在一个与水平面成45的支撑面上。我们可以采用加工一有45面的支撑块固定在夹具体上，经过切削加工达到我们要求的定位尺寸。五 附图一 制动器杠杆的零件图总 结设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入社会打下了好的基础。设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们踏入社会的关键一步这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年22机械制造基础课程设计