机械制造技术基础课程设计CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳

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1、 机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳学号学生姓名所在专业机械设计制造及其自动化所在班级机电1081指导教师职称教授副指导教师职称答辩时间2011年 6 月 17 日目 录序言1设计总说明1设计任务和设计要求1一、对零件进行工艺分析1（一）了解零件的用途1（二）分析零件的技术要求1二、毛坯的制造方式、简图1（一）确定毛坯的制造方式1（二）绘制毛坯简图1三、制定零件的机械加工工艺路线1（一） 基准的选择 1（二）表面加工方法的确定1（三）加工阶段的划分1（四）工序的集中与分散1（五）确定工艺路线1四、机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1五、切

2、削用量以及机床的确定1六、部分工序基本工时的确立1七、车两大端面专用夹具设计1（一）、设计要求1（二）、夹具设计的有关计算1（三）定位误差分析1八、课程设计总结1参考文献.14序言 机械制造技术基础学、机械制造装备设计两门课程的综合设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。当在面对科技高速发展，传统的制造业依然有不可取代的地位。因此一次训练性的课程设计对我来说是一次重要的锻炼机会。机械制造技术基础课程是一门专业的基础课。学好这

3、门课对以后专业课有很大的帮助，学会设计是社会的要求，也是社会的需要。因此设计需要认真的完成，学会查找和利用课本的资源。例如一些标准件。做一份好的设计需要看很多的书。通过这次设计能让我再重新的去看以前的课本。能让我回顾以前的知识。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时得到了宝贵的经验，特别是提高结构设计能力，学会使用手册及图表资料，进一步提高读图、制图和编写有关技术文件等方面的基本技能，能熟练操作AutoCAD进行绘图等都将成为我今后宝贵的财富，更为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多

4、不足之处，恳请各位老师给予指导。设计总说明粗、半精车大端两端面，粗、半精镗60孔，粗、精铣小端端面，钻、扩、铰12孔，拉方槽，铣方槽倒角，铣三个凸台，钻、扩、铰13、13.8、16的孔，钻、攻M10螺纹，钻、扩54.3，钻、攻Rc 1/8锥孔，去毛刺、检验总共12道加工工序。在每道加工工序中都要有相对应的夹具来固定前刹车调整臂外壳，避免前刹车调整臂外壳在车、铣、钻等的过程中发生振动产生加工误差。本课程设计就是要我们自己在设计中解决相对应的问题设计符合要求的夹具。设计任务和设计要求设计任务1. 对零件进行工艺分析,画零件图;2. 确定毛坯的制造方式,绘制毛坯简图;3. 制定零件的机械加工工艺路线

5、,填写机械加工工艺过程卡4. 对指定工序,选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量，填写工艺过程卡；5. 对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计，画夹具装配装配图；6. 对夹具的一个零件设计零件图；7.编写设计计算说明书。设计要求 1. 零件图 1张(A4-A3)2. 毛坯图 1张(A4-A3)3.机械加工工艺过程卡 1张4.机械加工工序卡 1张5.夹具结构设计装配图 1张(A1-A0)6.夹具结构设计零件图 1张(A4-A1)7.课程设计说明书 1份一、对零件进行工艺分析（一）了解零件的用途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

6、汽车的前刹车调整臂外壳，明确该零件的主要作用是对前刹车调整臂进行支撑和保护。（二）分析零件的技术要求该零件的加工过程中，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39.50.2的位置精度要求；另外，上端R11凸台对右侧凸台端面有700.25的位置精度要求；零件大端两侧端面相对中心对称线有32 0 -0.17的尺寸要求。二、毛坯的制造方式、简图（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，在制订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。所以零件的材料为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

7、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。（二）绘制毛坯简图三、制定零件的机械加工工艺路线（一） 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，

8、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。（二）表面加工方法的确定根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，60两端面粗车，半精车，表面粗糙度Ra6.3。小端两端面粗铣,精铣，表面粗糙度Ra6.3。30右凸台端面粗铣,半精铣，表面粗糙度Ra25。30左凸台端面，粗铣,半精铣，表面去毛刺。R11上凸台端面，粗铣,半精铣，表面修整。槽两侧表面，拉削,表面粗糙度为6.3，上端面拉削,表面粗糙度为50。（三）加工阶段的划分该零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。（四）工序的集中与分散在生产纲领已确定为大批量生产的条件

9、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。（五）确定工艺路线 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，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，半精车大端两端面采用C620车床，使用专用夹具工序2 粗镗60孔，半精镗60孔，采用T41X镗床，使用专用夹具；工序3 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4 钻、扩、铰12孔，采用立式钻床Z518;工序5 一面两销，拉方槽，使用L5520拉床；;工序6 铣方槽倒角;工序7 以60孔12孔与端面一面两销

10、，铣三个凸台；工序8 一面两销，钻、扩、铰13、13.8、16的孔；工序9 钻、攻M10螺纹；工序10 一面两销，钻、扩54.3；工序11 钻、攻Rc 1/8锥孔；工序12 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。 可锻铸铁采用金属型铸造其公差等级为810，可以确定铸件尺寸公差、要求的铸件机械加工余量(RMA)。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

11、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。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，加工余量、毛坯尺寸、工序尺寸与公差如下:车60两端面毛坯的加工余量均为2.6mm,粗车1.8mm,半精车0.8mm达到两端面距离32 0 -0.17mm，表面粗糙度Ra6.3。60孔的加工余量为2.8mm，粗镗1.8，半精镗1.0mm达到60，表面粗糙度Ra6.3。铣小端两端面加工余量为2.2mm,粗铣1.6mm,精铣0.6mm,两端面距离达到12 0 -0.24mm，表面粗糙度Ra6.3。铣30右凸台端面，加工余量为2.6mm粗铣1.8mm,半精铣0.8mm,距离中心线37mm

12、，表面粗糙度Ra25。铣30左凸台端面，加工余量为2.6mm粗铣1.8mm,半精铣0.8mm,距离中心线47mm，表面去毛刺。铣R11上凸台端面，加工余量为2.4mm粗铣1.6mm,半精铣0.8mm,距离中心线70.5mm，表面修整。槽两侧表面加工余量为2.6mm,拉削槽到26mm,表面粗糙度为6.3，上端面距13.8、13、16中心线15mm,表面粗糙度为50。钻孔时要求先加工一半，其余装配时精铰。五、切削用量以及机床的确定工序1. 加工材料：KT350,精密铸造机床：CA620刀具：高速钢端面车刀；粗车大端两端面：切削用量：ap=2mm, f=0.12mm/r, v=49m/min半精车大

13、端两端面： 切削用量：ap=1mm, f=0.08mm/r, v=59 m/min工序.机床：T41X粗镗60孔：切削用量 ap=3mm, f=0.5 mm/r, v=20 m/min;半精镗60孔：切削用量ap=1.5mm, f=0.2 mm/r, v=30 m/min工序3. 机床：卧式铣床X62,采用盘型三面刃铣刀，同时铣两端面；铣小端两端面： 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4. 机床：Z518钻、扩、铰12的孔： 钻削切削用量：ap=2mm, f=0.15 mm/

14、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5. 拉削方槽 机床：L5520工序6. 铣方槽倒角 机床：X62工序7. 机床：立式铣床X50A,立铣刀20/5铣30右凸台： 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铣30左凸台：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=0.0

15、8mm/r, v=42 m/min铣R11上凸台：粗铣铣削用量： ap=1.8mm, f=0.12 mm/r, v=38 m/min; 半精铣铣削用量：ap=0.8mm, f=0.08mm/r, v=42 m/min工序8. 机床：立式钻床Z524钻13、13.8、16孔： 钻削用量：f=0.08mm/r, v=12m/min 16孔：f=0.15 mm/r, v =12m/min工序9. 机床：Z525钻床钻、攻M10螺纹： 切削用量： f=0.13 mm/r, v=41.4 m/min工序10. 机床：Z525 使用钻模板加工孔钻54.3孔： 钻削用量：f=0.08mm/r, v=16m/

16、min工序11 钻、攻Rc 1/8锥孔 机床：Z525 将工作台旋转15，钻孔后攻螺纹孔。六、部分工序基本工时的确立工序1 粗车、半精车大端两端面1、粗车大端两端面，查设计手册，再根据CA620说明书，由表5-39车端面基本时间的计算可知，该端面车刀的主偏角kr=90的基本时间计算公式为tj=（L+l1+l2）i/fn可求出该工步的基本时间，l=35.5mm；l2 =1-3mm，取l2=1mm，l1=10mm，i=1，n=310r/min，f=0.12mm/r。tj=（35.5+1+10）*1/310/0.12=1.25min，左右两端面一样都为1.25min。2、半精车大端两端面因为l=33

17、.1mm；l2 =1-3mm，取l2=1mm，l1=10mm，i=1，n=465r/min，f=0.08mm/r。tj=（33.1+1+10）*1/465/0.08=1.18min，左右两端面一样都为1.18min。工序3 粗铣、半清铣小端两端面粗铣12mm孔的两个端面，铣床：X53型立式铣床。刀具:采用高速钢镶齿三面刃铣刀。查金属切削手册表9-12得进给量0.08mm齿。铣削深度t1.5 mm。查金属切削手册表9-14得切削速度V=45 m/min，铣刀外径200mm,齿数Z=20，一次铣削即可达到尺寸要求。则铣刀每分钟转速：=71.6 r/min。现采用X53型立式铣床，根据机械制造工艺设

18、计手册附表4-16-1取=75 r/min，则实际切削速度为V=47.1 m/min工作台每分钟进给量=0.082075=120 mm/min由附表4-16-2得：=100 mm/min切削工时：因为铣刀的行程为l+l1+l2=42+35+3=80mm，所为机动切削工时 =0.8 min，由于铣削两个端面故=1.6min2、半精铣12mm孔的两个端面（1）切削深度：半精铣的的单边切削余量等于切削深度为t0.5mm，一次走刀即可满足要求。（2）进给量：查金属切削手册表9-12取进给量0.10mm齿，查金属切削手册表9-14铣削速度推荐范围得 ，取铣刀外径为100mm，齿数Z=14，则每分钟转速=

19、133.8r/min （3） 根据X53型立式铣床说明书，取150 r/min故实际切削速度工作台每分钟进给量0.114150210（mmmin）查设计手册附表4-16-2取200mmmin（4） 切削工时：=0.8 min工序4 钻、扩、铰12孔由于mm孔不铸出。1.钻11mm孔。进给量：查设计手册表3-38得f0.52-0.64mmr，查设计手册表4-5，Z2018机床说明书，取f0.2mmr切削速度：由设计手册表3-42查得V=0.7ms42mmin，所以 ，根据机床说明书表4-5取1200rmin故实际切削速度为切削工时：l12 4t2.扩钻孔11.85mm。查设计手册表4-5机床说明

20、书得f0.2mmr。由上工序步骤2知， ，V=2114m/min，取V=18m/min，则3.精扩孔根据机床说明书取f0.2mmr，n484rminV工序8 钻、扩、铰13、13.8、16的孔1加工孔。（1）钻13mm孔。采用Z3025摇臂钻床，高速钢钻头钻孔。查设计手册表3-38得f0.520.64mmr，因孔深与孔径之比小于3，因此不用乘于修正系数。查设计手册附表4-4-2，Z3052摇臂钻床说明书取f0.63mmmin，查设计手册表3-42得V42mmin，故1028.9（rmin），根据Z3025摇臂钻床说明书（设计手册附表4-4-1）取1000rmin， 故实际切削速度切削加工时：l

21、，3mm。0.112（min）（2）扩钻13.5mm孔。查工艺手册表1115得f（1.21.8），切削速度：V= ，查设计手册表3-117得0.20.4mmr，取0.3mmr，0.2660.4ms15.9624 mmin ，故f（1.21.8）0.30.360.54（mmr），取18mmin，V= 96mmin，查设计手册附表4-4-2取f0.4mmr，故666.7444.4（rmin）查Z3025摇臂钻床说明书（附表4-4-1）取500rmin则实际切削速度为： 21.2mmin机动工时：0.355min（3）精扩孔。同上取进给量f0.4mmr,n630rmin则 机动工时：2.加工孔（1）

22、钻孔12mm.步骤同本工序1-（1）取f0.63mmr，V42mmin故 ，取1000rmin故实际切削速度 切削工时：l2（37-262）48mm，3mm（2）扩钻12.85mm孔步骤同本工序1-（2）取f0.4mmr，V96mmin故,取200rmin则实际切削速度为机动工时：（3）精扩 同上取f0.4mmr，n200rmin，故机动工时：3.加工的孔（1）扩钻15mm孔。 由本工序1-（2）得f（1.21.8），取0.3mmr，18mmin故f（1.21.8）0.30.360.54mmr，96mmin，取f0.5mmr ，查Z3025摇臂钻床说明书取200rmin，故实际切削速度机动工时

23、：l224mm，3mm（2）扩钻15.85mm孔 步骤同上取f0.5mmr，n200rmin。（3）精扩孔步骤同上，取f0.25mmr，n200rmin，工序9 钻、攻M10螺纹攻M10mm螺纹孔，经查资料知钻孔后攻螺纹要乘以系数0.5，查设计手册表3-38得f（0.470.57）0.50.2350.114（mmr），查机床说明书取f0.2mmr，查机床说明书，取V20mmmin，故查机床说明书，取630rmin故实际切削速度机动工时：攻M10mm螺纹工序10钻、扩54.3查工艺手册表11-15得f（1.2-1.8），V=，根据机床说明书0.2mmr，V42mmin，故f0.240.36（mm

24、r），V2114（mmin）,取f0.3mmr,取n1200rmin，故实际切削速度16.2mmin0.53(min)工序11 攻Rc 1/8锥孔；用Z3025摇臂钻床及专用钻模查设计手册表3-38得f0.470.57mmr，查Z3025摇臂钻床说明书（设计手册表4-4-2）取f0.5mmr，查切削用量简明手册表2-17取V=20mmin故，查机床说明书取630rmin故实际切削速度切削工时：工序12 去毛刺，检验。七、车两大端面专用夹具设计为了提高生产效率，我们选用自己设计的夹具。经过小组人员的讨论，选取工序1（即车两大端面）进行专用夹具设计，本夹具将用于Z575立式钻床和X53型立式铣床。

25、（一）、设计要求此夹具用车两在端面，有一定的公差要求，但同时应考虑提高生产率；因此设计时采用气动装置夹紧，并且由于对本夹具有一定的形位要求，还应装夹方便，降低劳动强度。（二）、夹具设计的有关计算1、定位基准的选择对于加工此零件，我们选用R41外圆面、大端端面为定位基准，外圆面以V型块为支撑，端面用支撑板支撑定位，上端用V型块将R16外端面压紧，然后通过气动装置利用杠杆来实行对零件的夹紧。2、切削力及夹紧力计算本夹具是在车床上使用的，用V型块和支撑板定位，靠V型块斜面的水平分力将工件压紧到支撑板上，将其压紧，由于压紧力是由V型块的侧面水平分力产生的，只需工件不动就达到标，故压紧力较小，故不必对其

26、进行压紧力的计算与校核。（三）定位误差分析夹具定位误差为0.10mm,定位基准与工序基准一致，故e不=0,在车床上半精加工经济精度为0.054mm,所以w+e定=0.054+0.10+0=0.154mm,满足精度要求。八、课程设计总结首先，在本设计的设计过程中，指导老师谭光宇和我的同学们给予了我很大的帮助，在此表示感谢。本设计是对解放牌汽车前刹车调整臂外壳的加工工艺确定和夹具设计，设计的总体过程可以概括为，首先对前刹车调整臂外壳零件的结构、形状及材料作整体分析，确定合理的工艺路线，然后计算分析尺寸，并制定出工艺卡片，最后是夹具的设计。本次课程设计综合了大学三年里所学的知识，是理论与实际相结合的

27、一个成果。由于专业知识有限，在设计过程中遇到的问题主要通过老师的讲解，同学们的讨论以及查阅资料来解决。通过课程设计，我对课本理论知识有了更深刻了理解，同时，我的看图，绘图能力也有了较大的提高。这对我以后的工作打下了良好的基础。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。参考文献1.机械制造工艺学课程设计指导书，赵家齐编2机械制造工艺学，郑修本主编，机械工业出版社3金属机械加工工艺人员手册，赵如福 主编（第三版）4.机械制造技术基础课程设计指导书，冯涛等主编5机械加工工艺设计手册，张耀宸，航空工业出版社6机械制造技术基础，曾志新主编，武汉理工大学出社7机械设计课程设计手册，吴宗泽主编，高等教育出社8.机械制造装备设计，冯辛安主编，机械工业出版9.机械精度设计与检测技术，王玉主编，国防工业出版社10.画法几何与机械制图，冯开平与左宗义主编，华南理工大学出版