CA10B前刹车调整臂外壳加工工艺及钻Φ10孔夹具设计【含高清CAD图纸和文档全套】
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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:2012-1-06机械加工工序卡片 产品型号 CA108 零件图号 831012 共 页 产品名称 解放牌汽车 零件名称 解放牌汽车前刹车调整臂 第 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 9 钻、攻M10螺纹孔 KT350 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 孔直径10MM 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 3 工位器具编号 工位器具名称 工序工时准终 单件 224S 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 切削速度 进给量 背吃刀量 进给次数 工时定额(r/min) (m/min) (mm/r) (mm) 机动 辅助 1 钻10mm通孔 钻床 Z525 630 19.8 0.2 25 1 200S 2 攻丝 细柄机用丝刀 272 8.55 0.22 1 1 24S 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:2011.01.11 目录序言.3一、 零件的分析. .31.1 零件的功用.31.2 零件的工艺分析.31.3 确定零件的生产类型.3二、确定绘制毛坯简图.32.1毛坯的选择.32.2 制造毛坯尺寸及加工余量.4三、拟定零件的工艺路线.43.1 基面的选择.43.2 定位基准选择.43.3 加工阶段的划分.43.4 工序的集中与分散.43.5 制定工艺路线.5四、工序尺寸及公差确定.6五、确定切削用量.65.1 切削用量的计算.65.2时间的定额辅助计算.6六 夹具的设计.76.1 问题的提出.76.2 夹具设计.76.3 定位误差分析.76.4 夹具设计及操作的简要说明.7七 小结.8参考文献.8序言 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。总之面对社会的发展我们必须不无时无刻的充实自己。学好每一个课程。独立认真的完成每次课程设计。为以后为国家做出奉献打下基础。一.零件的工艺分析及生产类型的确定1.1零件的作用题目所给定的零件是解放牌汽车前刹车调整臂外壳。该外壳在制动时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用。因此受载荷较大,采用铸件完成。1.2零件的技术要求表加工表面尺寸及偏差公差及精度等级表面粗糙度形位公差小两端面IT76.3大两端面IT76.330的端面30IT126.316的孔IT71.613.8的孔IT71.6槽内侧面IT126.360的孔60IT126.360的孔60IT126.31.3确定零件的生产类型由老师指导确定为大批生产。所以生产类型不详细计算二.确定毛坯 绘制毛坯简图2.1选择毛坯由于该前刹车调整臂外壳比较复杂,且要承受一定的载荷,故其毛坯采用铸件。该调整臂外壳的轮廓尺寸不大,且生产类型属大批生产,为提高劳动生产率和铸件的精度,宜采用砂型铸造-机器造型的方法制造毛坯。1、 确定铸造工艺工艺参数本零件材料采用了KT350,属于铁素体型可锻铸铁,其最高抗拉强度为350Mpa。 铸件质量已知机械加工后前刹车调整臂外壳的重量为2.5kg,由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为5kg。 起模斜度起模斜度大小取决于垂直臂高度和造型方法,一般在0.55之间,这里取2。 机械加工余量对前刹车调整臂外壳零件图的分析计算,大致可以确定该铸件外廓包容体的长度、宽度和高度,即l85mm,b158mm,h32mm(详见毛坯简图);凡是零件图上标注粗糙度符号的表面均应考虑机加工余量,故该零件需要用机械加工的表面有:的左右端面、16mm的左右端面、60m的内圆面和其它相关孔由于该零件承受较大的载荷,根据条件,该零件采用锻件完成。由于本零件的表面精度要求不高也没有特殊要求的表面,故对所有需要加工的表面只需规定一个加工余量值。根据零件采用可锻铸铁KT350,且是砂型铸造(机械造型),查表2-5选用机械加工余量等级为F级;再由零件的最大尺寸为158查表2-4可确定机械加工余量为1.5mm。2.2铸造毛坯尺寸及机械加工余量项目机械加工余量机械加工余量等级铸造公差铸造公差等级mm的左右端面1.5F级4.45CT1016mm的左右端面1.5F级4.45CT1060mm的内圆面2F级4.45CT10左右小端面1.5F级4.4-5CT103、绘制铸造毛坯简图(详见毛坯图)三 拟定零件的工艺路线3.1 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,生产率提高。(1)粗基准的选择。 于一般的零件而言,以外面作为粗基准是完全合理的.但对本零件来说,必须以60m孔为基准才可起到工序集中,基准统一。(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,应该进行尺寸换算工序集中和分散:工序集中是零件的加工工步内容集中在少数工序内完成,整个工艺路线中工序数较少。工序分散是零件的加工工步内容分散在各个工序内完成,整个工艺路线中工序数较多。本零件的工艺简单,所以选择工序集中的原则。3.2.定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程制定中的一项十分重要的任务,它直接影响到各表面加工顺序的先后,影响到工序数目的多少,夹具的结构及零件的精度是否易于保证等问题。(1)粗基准的选择采用怎样的毛坯表面来用作定位基准,会影响到各加工表面的加工余量的分配,影响到加工表面与不加工表面间位置关系。因此粗基准的选择是:所有端面的加工:现选取有60m的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用一个V形块支承这60m的外轮廓作主要定位面,以消除两个自由度,再用三个支承钉,定住底面,用以消除三个自由度,一共限制五个自由度,达到不完全定位。(2)精基准的选择运用粗基准加工出60m的一端面为精基准加工出孔60后以60作为精基准。3.3加工阶段的划分该零件的加工一般分为粗加工、半精加工、精加工、光整加工等四个加工阶段。第一阶段粗加工的主要目的是尽快去掉铸件上的大部分余量;第二阶段的半精加工则是为了去掉由于粗加工造成的表面缺陷以及由于铸造和粗加工产生的内应力所引起的零件变形;通过第三阶段的精加工应得到零件图纸规定的尺寸要求;最后通过光整加工和处理达到表面粗糙度和质量的要求。3.4工序的集中与分散选用工序集中原则安排零件的加工工序。由于该零件的生产类型为大批生产,可以采用普通机床进行加工,但夹具都采用专用的夹具进行装夹,以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少,不但可以缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求,例如表面的跳动位置误差。辅助时间的安排在该零件的机械加工过程中,中间检验、洗涤、去毛刺、刻字、最终检验以及入库等工序的安排都是在一个加工阶段或在一个重要工序之后。其中特种检验工序如超声波探伤一般应在粗加工或半精加工之后进行,荧光检验等最终监狱安排在精加工之后进行。3.5 制定工艺路线制订工艺路线的出发点, 工艺过程的制定关系到零件的加工质量。由于零件的工作条件、结构形式、尺寸精度各不相同,因而工艺过程的制定也就有所不同。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.在生产纲领已确定为小批量产的条件下,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尺寸精度和位置精度.除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降.(1) 工艺路线方案工序1 粗车大端两端面;半精车大端两端面;粗镗60孔;C620车床使用专用夹具;工序2 钻、扩、铰12孔,采用立式钻床Z518 ;工序3 一面两销,拉方槽,使用L5520拉床工序4 铣方槽倒角;工序5 铣30的两凸台工序6 铣宽12的两端面工序7 钻、扩13.8、13孔和16沉孔工序8 铣M10凸台工序9 钻、攻M10螺纹孔工序10 一面两销,钻、扩54.3;工序11 攻Rc 1/8锥孔;工序12 去毛刺,检验。四 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定本零件需要计算的是:加工(13.8mm和16mm)(1)确定加工路线由图纸要求13.8mm,粗糙度Ra1.6的要求查表,确定工艺路线.孔直径13.8mm,其T=0.12,公差等级为IT71. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头,刀具:莫氏锥柄麻花钻H15GB/T 1438.1-1996粗钻时do=15mm,总长l=212mm 沟槽长度l1=114mm 由表1-7指导教程可以查出:钻粗铰精铰(2) 确定加工工序的经济精度由表228(指导教程)查得:粗铰IT9, 精铰IT7.(3) 查表确定各工序的加工余量由表228(指导教程): 钻:13mm 粗铰:13.75mm 2Z=0.1mm 精铰:13.8mm 2Z=0.05mm(4) 计算各工序的基本尺寸精铰后工序基本尺寸为13.8mm,粗铰后工序基本尺寸为13.75mm,毛坯钻孔工序基本尺寸为13mm(5) 各道工序的工序尺寸公差查公差表:粗铰IT9,即13.7mm, IT9=0.043mm精铰IT7, 即13.8mm, IT7=0.018mm按“入体原则”标注:精铰工序尺寸为13.80.018mm,粗铰工序尺寸为13.750.043mm钻孔工序尺寸为13.000.18mm五确立切削用量及基本工时5.1切削用量的计算 工序9:钻,攻M10螺纹钻M10螺纹孔,经查资料知钻孔后攻螺纹要乘以系数0.5,f=(0.470.57)0.5=0.2350.114(mm/r),机床说明书取f=0.2mm/r,取V=20mm/min,故n=1000v/dw=636.9r/min,查机床说明书,取n=630r/min故实际切削速度V=19.8m/min机动工时:t=200S攻螺纹,经查资料得攻螺纹的切削速度v=510m/min,现取8.9m/minn=v/d283r/min,又钻床主轴钻速表,取钻速272r/min,所以实际切削速度为v8.55m/min机动工时:t=24S六 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。经过老师的任务分配。这次设计夹具的主要任务是用立式钻床加工前刹车制动臂外壳上的10孔及攻10mm深度的螺纹。经过详细查表初定车床的型号为Z525.最大钻孔直径为25.夹具的设计方案设计如下6.1 问题的提出 本夹具主要用来钻10mm孔和攻丝,这工序是在其他的外表面加工达到技术要求的情况下钻的,所以精基准是达到标准的,因此在本道工序加工时,主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是主要问题。6.2 夹具设计 1.定位基准的选择由零件图可知,钻10孔,以右端面30作为定位基准。主要利用一销实现定位。这些定位基准已经得到精度的要求。采用直柄麻花钻安装在Z525立式钻床进行钻深孔。采用高速钢道具。经查表,高速钢道具的硬度和寿命满足要求。6.3切削力及夹紧力计算刀具:高速钢,10mm,查(切削用量简明手册)得到切削力公式: 在计算切削力时,必须把安全系数考虑在内。安全系数其中:为基本安全系数1.5; 为加工性质系数1.1;为刀具钝化系数1.1;为断续切削系数1.1;所以 为克服水平切削力,实际夹紧力应为所以基中及为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数,0.25 则6.4 定位误差分析平面限制了三个自由度,圆柱销限制了Y方向的自由度。X ,Z方向的定位以夹具限定。计算Td=0.16mm,=90误差= Td/2*((1/sin0.5)-1)=0.08mm此工序的定位误差为0.08mm6.5夹具设计及操作的简要说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率,降低劳动强度。但是,通过计算,本夹具的夹紧力较大故用法兰式汽缸进行操作,虽然成本比较高,但生产率高,满足车间的基本要求。本夹具用于立式钻床上加工深孔,工件以一面两销上实现完全定位。钻床夹具的装配图及具体零件图分别见图纸。七 小结在设计夹具时,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。本道工序为钻床夹具选择了汽缸带动拉杆夹紧的操作方式。夹具的夹紧力较大,故使用气动夹紧。 在做设计时要查找的资料比较多,涉及的范围比较广。在查找资料袋过程中,我学到了很多知识,拓宽了知识面;对夹具的认识有了很大的提升。虽然做设计很累,但收获很大,一切都是值得的。八 参考文献机械制造工艺课程设计指导书,赵家齐编机械制造工艺学,郑修本主编,机械工业出版社金属机械加工工业人员手册,赵如福主编(第三版)机械制造技术基础课程设计指导书,冯涛等主编机械加工工艺设计手册,张耀宸,航空工业出版社机械制造技术基础,曾志新主编,武汉理工大学出版社机械设计课程设计手册,吴宗泽主编,高等教育出版社机械制造装备设计,冯辛安主编,机械工业出版机械精度设计与检测技术,王玉主编,国防工业出版社画法几何与机械制图,冯开平与左宗义 ,华南理工大学出版
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