汽车手刹车蹄片拉杆臂加工工艺和铣E、F面夹具设计【含CAD图纸】
产品型号 零件图号机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 汽车手刹车蹄片拉杆臂 共 4 页 第 1 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号机加工 10 铣 45#钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数锻造 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数铣床 X525K 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件13主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗铣 E、F 面 专用夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀),卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2.3234设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 汽车手刹车蹄片拉杆臂 共 4 页 第 2 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号机加工 20 钻 45#钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数锻造 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数钻床 Z3025 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件31主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 钻、扩铰上方 12C11 孔、孔口倒角 1*45 专用夹具, 麻花钻头,扩孔刀,铰刀,卡尺 233 25.6 0.45 1.25 1234设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 汽车手刹车蹄片拉杆臂 共 4 页 第 3 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号机加工 40 铣 45#钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数锻造 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数铣床 X525K 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件13主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 精铣 E、F 面 专用夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀),卡尺 336 76.9 0.22 2 1 2.3234设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 汽车手刹车蹄片拉杆臂 共 4 页 第 4 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号机加工 40 铣 45#钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数锻造 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数铣床 X52K 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗铣上、下端槽 专用夹具, 错齿三面刃铣刀,卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2.3234设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工艺过程卡片 产品名称 零件名称 汽车手刹车蹄片拉杆臂 共 1 页 第 1 页材 料 牌 号 45 毛坯种类 锻造 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注工 时 工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备 工 艺 装 备准终 单件铸造 锻造毛坯 铸时效 时效 热涂漆 涂底漆 金10 铣 粗铣 E、F 面 金 铣床X52K专用夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀),卡尺20 钻 钻、扩、铰 3-12C11 孔、孔口倒角 1*45 金 钻床Z3025专用夹具, 麻花钻头,扩孔刀,铰刀,卡尺30 铣 精铣 E、F 面 金 铣床X52K专用夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀),卡尺40 铣 粗铣上、下端槽 金 铣床X52K专用夹具, 错齿三面刃铣刀,卡尺50 检验 检验 检60 入库 入库设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期I汽车手刹车蹄片拉杆臂加工工艺和夹具设计系 名: (四号宋体) 专业班级: (四号宋体) 学生姓名: (四号宋体) 学 号: (四号宋体) 指导教师姓名: (四号宋体) 指导教师职称: (四号宋体) 年 月II摘要在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差III目 录摘要 II第 1 章 绪论 1第 2 章 加工工艺规程设计 22.1 零件的分析 .22.1.1 零件的作用 22.1.2 零件的工艺分析 22.2 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 32.2.1 孔和平面的加工顺序 32.2.2 孔系加工方案选择 32.3 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工定位基准的选择 .42.3.1 粗基准的选择 42.3.2 精基准的选择 42.4 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工主要工序安排 .42.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .62.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) 6第 3 章 粗铣 E、F 面夹具设计 123.1 定位基准的选择 .123.2 切削力和夹紧力计算 123.3 定位误差分析 143.4 夹具设计及操作的简要说明 15总 结 16致 谢 17参考文献 180第 1 章 绪论学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识,进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下:培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计,熟练运用机械技术基础课程中的基本理论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定位、加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,初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。1第 2 章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是汽车手刹车蹄片拉杆臂零件。汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的主要作用是支架轴,保证轴之间的中心距及平行度,并保证正确安装。因此汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。, 2.1.2 零件的工艺分析由汽车手刹车蹄片拉杆臂零件图可知。汽车手刹车蹄片拉杆臂零件是一个汽车手刹车蹄片拉杆臂零件,它的外表面上有 4 个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面2上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下:(1)以左端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:左端面的铣削加工;其中表面粗糙度要求为 mRa3.6(2)以右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:右端面的铣削加工;其中表面粗糙度要求为 .(3)以 12C11 孔为主要加工表面的加工孔。(4)以 2-12C11 孔为主要加工表面的加工孔。(5)以上端槽为主要加工槽。(6)以下端槽为主要加工槽。2.2 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于汽车手刹车蹄片拉杆臂零件来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序汽车手刹车蹄片拉杆臂零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工汽车手刹车蹄片拉杆臂零件上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择汽车手刹车蹄片拉杆臂零件孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最低的机床。32.3 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要孔的加工余量均匀;(2)保证装入汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证汽车手刹车蹄片拉杆臂零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证汽车手刹车蹄片拉杆臂零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从汽车手刹车蹄片拉杆臂零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的装配基准,但因为它与汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。2.4 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工主要工序安排对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此,顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出,因切削力较大,也应该在粗加工阶段完成。对于汽车手刹车蹄片拉杆臂零件,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系,但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此,实际采用的工艺方案是先精加工孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端4面,这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在 的含 0.4%1.1%苏打及c9080.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 。mg20根据以上分析过程,现将汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工工艺路线确定如下:工艺路线一:工 序 内 容工序号 工序名称锻造 锻造毛坯时效 时效涂漆 涂底漆10 铣 粗铣精铣两端面20 钻 钻、扩铰上方 12C11 孔、孔口倒角 1*4530 钻 钻、扩下方 2-12C11 孔、孔口倒角 1*4540 铣 粗铣上端槽50 铣 粗铣下端槽60 检验 检验70 入库 入库工艺路线二:工 序 内 容工序号 工序名称锻造 锻造毛坯时效 时效涂漆 涂底漆10 铣 粗铣 E、F 面20 钻 钻、扩、铰 3-12C11 孔、孔口倒角 1*4530 铣 精铣 E、F 面40 铣 粗铣上、下端槽50 检验 检验60 入库 入库以上加工方案大致看来合理,但通过仔细考虑,零件的技术要求及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案二:5工 序 内 容工序号 工序名称锻造 锻造毛坯时效 时效涂漆 涂底漆10 铣 粗铣 E、F 面20 钻 钻、扩、铰 3-12C11 孔、孔口倒角 1*4530 铣 精铣 E、F 面40 铣 粗铣上、下端槽50 检验 检验60 入库 入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“汽车手刹车蹄片拉杆臂零件”零件材料采用 45 号钢制造,硬度 HB 为 170241,生产类型为大批量生产,采用锻造毛坯。(1)底面的加工余量。根据工序要求,顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23。其余量值规定为 ,m4.372现取 。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取 。m0.3 m28.0精铣:参照机械加工工艺手册表 2.3.59,其余量值规定为 。5.1(3)孔毛坯为实心,不冲孔。(4)端面加工余量。根据工艺要求,前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23,其加工余量规定为,现取 。m5.3720.3半精铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷,其加工余量值取为 。m5.22.6 确定切削用量及基本工时(机动时间)工序 30:粗铣 E、F 面机床:铣床 X52K刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数 10mdw4014Z铣削深度 :pam26每齿进给量 :根据机械加工工艺手册表 2.4.73,取fa Zmaf/25.0铣削速度 :参照机械加工工艺手册表 2.4.81,取V sV/4机床主轴转速 : ,取n in/1940.3610rdV inr实际铣削速度 : smn/.6210进给量 :fVZaff /7.10/425.工作台每分进给量 :m in2.sVf :根据机械加工工艺手册表 2.4.81,a ma4被切削层长度 :由毛坯尺寸可知ll31刀具切入长度 :1D2)(5.02刀具切出长度 :取2lm走刀次数为 1机动时间 :1jt min5.02.743121mjfl工序 20 钻、扩、铰 3-12C11 孔、孔口倒角 1*45(1)钻孔工序1)背吃刀量 =5mmap2)进给量 由表 5-12,选取每转进给量 f=0.2mm/r3)切削速度 由表 5-22 查得,因为工件为 45 号钢,v=20m/min,带入公式得102048.7min3.1vrnd参照表 4-15 所列 Z525 的主轴转速取 n=590r/min。实际转速为59.2.i100v确定扩孔切削用量 71)确定进给量 f 根据参考文献1表 28-31, 。根据 Z515 机床说明书 取 f=0.57mm/r。 rmrmf /56.049.7/)8.07(表2)确定切削速度 v 及 n 根据参考文献1表 28-33,取 。修正系数:min/25V表02.1,8.apvmvk故 min/8.i/5V表 in/286)14.3()000 mddn (表查机床说明书 取 。实际切削速度为i/275rn min/2103dv确定铰孔切削用量 (1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-36, ,按该表6.1表f注 4,进给量取小植。查 Z535 说明书 取 。m/r6.f(2)确定切削速度 v 及 n 由参考文献7表 28-39 取 。由参考文献1表min/82V表28-3,得修正系数 , (根据 ) 8.0Mvk9.0vapk .15.0/745pRa故 min/216.7.min/2.8v表59)100 rdn(表查 Z515 说明书,取 n=100r/min,实际铰孔速度 in/4.311230dv基本时间的计算1)钻孔 查表 5-41, =24 mm, =2 mm =5 mmll2)21(cos21klDf=0.2 mm/r, n=590 r/min带入sfnLtj 8.15902.42)扩孔 根据表 5-41, , 按 =15 , =1.5,查得 =0.56 mm ,l1kapl28=5.3 mm)21(cos21klDsfnLtj 8.397.0543)铰孔 根据表 5-41 及表 5-42 查得=20 mm , =22 mm ,l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/minl1l2sfnLtj 6.4510.4辅助时间的计算根据经验公式,辅助时间与基本时间的关系为 =(0.150.2) ,本例取tf tj=0.15 ,则各工步的辅助时间为:tfj钻孔工步: =0.1515.8=2.37stf扩孔工步: =0.1533.8=5.07sf精铰工步: =0.1545.6=6.84stf其他时间计算除了作业时间之外,每件工序的单位时间还包括布置工作地点时间、休息时间与生理需要时间和准备与终结时间。由于是大批生产,分摊到每个工件的准备与终结时间甚微,可忽略不计;布置工作时间 是作业时间的 2%7%,休息与生理需要时间tb是作业时间的 2%4%,在此均取 3%,则各工序的其他时间( + )可按关系式tx tbx(3%+3%) + ( + )计算,他们分别为:tbxbtx钻孔: + =6%(2.37+15.8)=1.09s扩孔: + =6%(5.07+33.8)=2.33stbx铰孔: + =6%(6.84+45.6)=3.15s单件总时间的计算钻孔工步: =15.6+2.37+1.09=19.06stdj9扩孔工步: =33.8+5.07+2.33=41.2stdj铰孔工步: =45.6+6.84+3.15=55.51sj工序 30 精铣 E、F 面铣削深度 :pam1每齿进给量 :根据机械加工工艺手册表 2.4.73,取f Zmaf/15.0铣削速度 :参照机械加工工艺手册表 2.4.81,取V sV/6机床主轴转速 : ,取n in/28401.360rdV in3r实际铣削速度 : smn/.60进给量 :fVZaff /5.10/3145.工作台每分进给量 : m in3.sVf被切削层长度 :由毛坯尺寸可知l ml刀具切入长度 :精铣时1Dl401刀具切出长度 :取2l走刀次数为 1机动时间 :2jt min18.63024121mjfl本工序机动时间in7.8.5021jjjtt工序 40 粗铣上、下端槽机床:铣床 KX52刀具:错齿三面刃铣刀切削深度 :pa7m根据参考文献3表 查得:进给量 ,根据参考文献1表.460.6/famz查得切削速度 。3022/inV机床主轴转速 :n,102.1/in3.45rd10按照参考文献3表 3.174,取 75/minr实际切削速度 :v3.1420./06dns进给量 :fV.875/.3/ffaZ工作台每分进给量 : m1.81minfVs被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l 20l刀具切入长度 :10.5()lD=63mm刀具切出长度 :取2lm走刀次数为 1机动时间 : jt120631.05min8jmlf11第 3 章 粗铣 E、F 面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。(一)问题的提出:本夹具是用来粗铣 E、F 面,在前面的加工过程中保证了加工精度,经过与老师商议决定采用 X52K 铣床,设计铣夹具。3.1 定位基准的选择首先必须明确其加工时应如图所示,这样水平放置,便于加工。那么要使其完全定位,可以采用:一面加固定 V 型块和滑动 V 型块定位,这样既简单又方便。一底面限制的自由度有 3 个,一个固定 V 型块限制两个自由度,一个滑动 V 型块限制限制一个自由度,为使定位可靠,加工稳定,我所设计的定位方案,总共限制了工件的全部 6 个自由度,属于完全定位。在该定位方案中,一个支撑面顶住,限制了 z 轴的移动,z 轴的旋转,y 轴的旋转三个移动自由度。一个固定 V 型块限制了 y 轴的移动,x 轴的移动,一个滑动 V 型块限制了 z 轴的旋转,这样 6 个自由度全部被限制根据上面叙述选择方案。3.2 切削力和夹紧力计算(1)刀具: 高速钢错齿三面刃铣刀 40 机床: 铣床 X52K由3 所列公式 得FVzwqueyXpFndafC0查表 9.48 得其中: 修正系数 .1vk3F83.F0FXz=24 65.0yuPaFw代入上式,可得 F=889.4N 12因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。安全系数 K= 4321K其中: 为基本安全系数 1.5为加工性质系数 1.12为刀具钝化系数 1.13为断续切削系数 1.14K所以 NF7.15(2)夹紧力的计算选用偏心夹紧机 由 Kf21其中 f 为夹紧面上的摩擦系数,取 25.01fF= +G G 为工件自重zPNfFN4.321夹紧螺钉: 公称直径 d=20mm,材料 45 钢 性能级数为 6.8 级MPaB106MPaBs4801螺钉疲劳极限: B9263.2.1极限应力幅: akma7.51li 许用应力幅: MPSa3.li螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 ss=2.54 取s=4得 Pa120满足要求8.24cHdFMPaNc153.213经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠,使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧,调节夹紧力调节装置,即可指定可靠的夹紧力3.3 定位误差分析(1)定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和 2 个 V 型块间隙配合。(2) 工件的工序基准为孔心,当工件孔径为最大,定位销的孔径为最小时,孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工,所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同,则其定位误差为: Td=Dmax-Dmin 与机床夹具有关的加工误差 ,一般可用下式表示:jMjjWDAZWj 由参考文献5可得: 两 V 型块定位误差 : 11minDWd1 21min2i.DdJWarctgL其中:,10.52D20D,d.3d, 1min2min4且:L=100mm ,得:0.63DWm.2J 夹紧误差 : cos)(minaxyj其中接触变形位移值:141()(9.62nHBZyRaZkNcl查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨损造成的加工误差: 通常不超过Mj5. 夹具相对刀具位置误差: 取AD01.误差总和: 0.853jwm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。3.4 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压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构。15总 结课程设计即将结束了,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。课程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。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了很多,也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会,它将是我们课程设计完成的更出色的关键一步。16致 谢这次课程设计使我收益不小,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课程设计。这次课程设计成绩的取得,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,她严肃的科学态度,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。从题目的选择到项目的最终完成,他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。17参考文献1 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学,机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社,1980。2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导 。机械工业出版社,1995。3 李庆寿。机床夹具设计 。机械工业出版社,1991。4 李洪。机械加工工艺手册 。北京出版社,1996。5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册 。上海科学技术出版社,2544。6 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册 。化学工业出版社,2544。7 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M,重庆:重庆大学出版社,1995。8 周永强,高等学校课程设计指导M,北京:中国建材工业出版社,2542。9 刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册M,哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1987。10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册 。上海科学技术出版社,2542。11 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学。机床夹具设计手册.上海科学技术出版社,1984。 12 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册M,银州:宁夏人民出版社,1991。13 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M,中国计量出版社,2540:9-19。14 王光斗,王春福,机床夹具设计手册M,上海科学技术出版社,2540。15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2545:4-17产品型号 零件图号机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 汽车手刹车蹄片拉杆臂 共 4 页 第 1 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号机加工 10 铣 45#钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数锻造 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数铣床 X525K 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件13主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗铣 E、F 面 专用夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀),卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2.3234设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 汽车手刹车蹄片拉杆臂 共 4 页 第 2 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号机加工 20 钻 45#钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数锻造 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数钻床 Z3025 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件31主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 钻、扩铰上方 12C11 孔、孔口倒角 1*45 专用夹具, 麻花钻头,扩孔刀,铰刀,卡尺 233 25.6 0.45 1.25 1234设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 汽车手刹车蹄片拉杆臂 共 4 页 第 3 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号机加工 40 铣 45#钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数锻造 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数铣床 X525K 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件13主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 精铣 E、F 面 专用夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀),卡尺 336 76.9 0.22 2 1 2.3234设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 汽车手刹车蹄片拉杆臂 共 4 页 第 4 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号机加工 40 铣 45#钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数锻造 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数铣床 X52K 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗铣上、下端槽 专用夹具, 错齿三面刃铣刀,卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2.3234设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工艺过程卡片 产品名称 零件名称 汽车手刹车蹄片拉杆臂 共 1 页 第 1 页材 料 牌 号 45 毛坯种类 锻造 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注工 时 工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备 工 艺 装 备准终 单件铸造 锻造毛坯 铸时效 时效 热涂漆 涂底漆 金10 铣 粗铣 E、F 面 金 铣床X52K专用夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀),卡尺20 钻 钻、扩、铰 3-12C11 孔、孔口倒角 1*45 金 钻床Z3025专用夹具, 麻花钻头,扩孔刀,铰刀,卡尺30 铣 精铣 E、F 面 金 铣床X52K专用夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀),卡尺40 铣 粗铣上、下端槽 金 铣床X52K专用夹具, 错齿三面刃铣刀,卡尺50 检验 检验 检60 入库 入库设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期I汽车手刹车蹄片拉杆臂加工工艺和夹具设计系 名: (四号宋体) 专业班级: (四号宋体) 学生姓名: (四号宋体) 学 号: (四号宋体) 指导教师姓名: (四号宋体) 指导教师职称: (四号宋体) 年 月II摘要在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差III目 录摘要 II第 1 章 绪论 1第 2 章 加工工艺规程设计 22.1 零件的分析 .22.1.1 零件的作用 22.1.2 零件的工艺分析 22.2 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 32.2.1 孔和平面的加工顺序 32.2.2 孔系加工方案选择 32.3 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工定位基准的选择 .42.3.1 粗基准的选择 42.3.2 精基准的选择 42.4 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工主要工序安排 .42.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .62.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) 6第 3 章 粗铣 E、F 面夹具设计 123.1 定位基准的选择 .123.2 切削力和夹紧力计算 123.3 定位误差分析 143.4 夹具设计及操作的简要说明 15总 结 16致 谢 17参考文献 180第 1 章 绪论学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识,进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下:培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计,熟练运用机械技术基础课程中的基本理论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定位、加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,初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。1第 2 章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是汽车手刹车蹄片拉杆臂零件。汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的主要作用是支架轴,保证轴之间的中心距及平行度,并保证正确安装。因此汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。, 2.1.2 零件的工艺分析由汽车手刹车蹄片拉杆臂零件图可知。汽车手刹车蹄片拉杆臂零件是一个汽车手刹车蹄片拉杆臂零件,它的外表面上有 4 个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面2上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下:(1)以左端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:左端面的铣削加工;其中表面粗糙度要求为 mRa3.6(2)以右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:右端面的铣削加工;其中表面粗糙度要求为 .(3)以 12C11 孔为主要加工表面的加工孔。(4)以 2-12C11 孔为主要加工表面的加工孔。(5)以上端槽为主要加工槽。(6)以下端槽为主要加工槽。2.2 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于汽车手刹车蹄片拉杆臂零件来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序汽车手刹车蹄片拉杆臂零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工汽车手刹车蹄片拉杆臂零件上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择汽车手刹车蹄片拉杆臂零件孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最低的机床。32.3 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要孔的加工余量均匀;(2)保证装入汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证汽车手刹车蹄片拉杆臂零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证汽车手刹车蹄片拉杆臂零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从汽车手刹车蹄片拉杆臂零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的装配基准,但因为它与汽车手刹车蹄片拉杆臂零件的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。2.4 汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工主要工序安排对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此,顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出,因切削力较大,也应该在粗加工阶段完成。对于汽车手刹车蹄片拉杆臂零件,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系,但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此,实际采用的工艺方案是先精加工孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端4面,这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在 的含 0.4%1.1%苏打及c9080.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 。mg20根据以上分析过程,现将汽车手刹车蹄片拉杆臂零件加工工艺路线确定如下:工艺路线一:工 序 内 容工序号 工序名称锻造 锻造毛坯时效 时效涂漆 涂底漆10 铣 粗铣精铣两端面20 钻 钻、扩铰上方 12C11 孔、孔口倒角 1*4530 钻 钻、扩下方 2-12C11 孔、孔口倒角 1*4540 铣 粗铣上端槽50 铣 粗铣下端槽60 检验 检验70 入库 入库工艺路线二:工 序 内 容工序号 工序名称锻造 锻造毛坯时效 时效涂漆 涂底漆10 铣 粗铣 E、F 面20 钻 钻、扩、铰 3-12C11 孔、孔口倒角 1*4530 铣 精铣 E、F 面40 铣 粗铣上、下端槽50 检验 检验60 入库 入库以上加工方案大致看来合理,但通过仔细考虑,零件的技术要求及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案二:5工 序 内 容工序号 工序名称锻造 锻造毛坯时效 时效涂漆 涂底漆10 铣 粗铣 E、F 面20 钻 钻、扩、铰 3-12C11 孔、孔口倒角 1*4530 铣 精铣 E、F 面40 铣 粗铣上、下端槽50 检验 检验60 入库 入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“汽车手刹车蹄片拉杆臂零件”零件材料采用 45 号钢制造,硬度 HB 为 170241,生产类型为大批量生产,采用锻造毛坯。(1)底面的加工余量。根据工序要求,顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23。其余量值规定为 ,m4.372现取 。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取 。m0.3 m28.0精铣:参照机械加工工艺手册表 2.3.59,其余量值规定为 。5.1(3)孔毛坯为实心,不冲孔。(4)端面加工余量。根据工艺要求,前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23,其加工余量规定为,现取 。m5.3720.3半精铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷,其加工余量值取为 。m5.22.6 确定切削用量及基本工时(机动时间)工序 30:粗铣 E、F 面机床:铣床 X52K刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数 10mdw4014Z铣削深度 :pam26每齿进给量 :根据机械加工工艺手册表 2.4.73,取fa Zmaf/25.0铣削速度 :参照机械加工工艺手册表 2.4.81,取V sV/4机床主轴转速 : ,取n in/1940.3610rdV inr实际铣削速度 : smn/.6210进给量 :fVZaff /7.10/425.工作台每分进给量 :m in2.sVf :根据机械加工工艺手册表 2.4.81,a ma4被切削层长度 :由毛坯尺寸可知ll31刀具切入长度 :1D2)(5.02刀具切出长度 :取2lm走刀次数为 1机动时间 :1jt min5.02.743121mjfl工序 20 钻、扩、铰 3-12C11 孔、孔口倒角 1*45(1)钻孔工序1)背吃刀量 =5mmap2)进给量 由表 5-12,选取每转进给量 f=0.2mm/r3)切削速度 由表 5-22 查得,因为工件为 45 号钢,v=20m/min,带入公式得102048.7min3.1vrnd参照表 4-15 所列 Z525 的主轴转速取 n=590r/min。实际转速为59.2.i100v确定扩孔切削用量 71)确定进给量 f 根据参考文献1表 28-31, 。根据 Z515 机床说明书 取 f=0.57mm/r。 rmrmf /56.049.7/)8.07(表2)确定切削速度 v 及 n 根据参考文献1表 28-33,取 。修正系数:min/25V表02.1,8.apvmvk故 min/8.i/5V表 in/286)14.3()000 mddn (表查机床说明书 取 。实际切削速度为i/275rn min/2103dv确定铰孔切削用量 (1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-36, ,按该表6.1表f注 4,进给量取小植。查 Z535 说明书 取 。m/r6.f(2)确定切削速度 v 及 n 由参考文献7表 28-39 取 。由参考文献1表min/82V表28-3,得修正系数 , (根据 ) 8.0Mvk9.0vapk .15.0/745pRa故 min/216.7.min/2.8v表59)100 rdn(表查 Z515 说明书,取 n=100r/min,实际铰孔速度 in/4.311230dv基本时间的计算1)钻孔 查表 5-41, =24 mm, =2 mm =5 mmll2)21(cos21klDf=0.2 mm/r, n=590 r/min带入sfnLtj 8.15902.42)扩孔 根据表 5-41, , 按 =15 , =1.5,查得 =0.56 mm ,l1kapl28=5.3 mm)21(cos21klDsfnLtj 8.397.0543)铰孔 根据表 5-41 及表 5-42 查得=20 mm , =22 mm ,l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/minl1l2sfnLtj 6.4510.4辅助时间的计算根据经验公式,辅助时间与基本时间的关系为 =(0.150.2) ,本例取tf tj=0.15 ,则各工步的辅助时间为:tfj钻孔工步: =0.1515.8=2.37stf扩孔工步: =0.1533.8=5.07sf精铰工步: =0.1545.6=6.84stf其他时间计算除了作业时间之外,每件工序的单位时间还包括布置工作地点时间、休息时间与生理需要时间和准备与终结时间。由于是大批生产,分摊到每个工件的准备与终结时间甚微,可忽略不计;布置工作时间 是作业时间的 2%7%,休息与生理需要时间tb是作业时间的 2%4%,在此均取 3%,则各工序的其他时间( + )可按关系式tx tbx(3%+3%) + ( + )计算,他们分别为:tbxbtx钻孔: + =6%(2.37+15.8)=1.09s扩孔: + =6%(5.07+33.8)=2.33stbx铰孔: + =6%(6.84+45.6)=3.15s单件总时间的计算钻孔工步: =15.6+2.37+1.09=19.06stdj9扩孔工步: =33.8+5.07+2.33=41.2stdj铰孔工步: =45.6+6.84+3.15=55.51sj工序 30 精铣 E、F 面铣削深度 :pam1每齿进给量 :根据机械加工工艺手册表 2.4.73,取f Zmaf/15.0铣削速度 :参照机械加工工艺手册表 2.4.81,取V sV/6机床主轴转速 : ,取n in/28401.360rdV in3r实际铣削速度 : smn/.60进给量 :fVZaff /5.10/3145.工作台每分进给量 : m in3.sVf被切削层长度 :由毛坯尺寸可知l ml刀具切入长度 :精铣时1Dl401刀具切出长度 :取2l走刀次数为 1机动时间 :2jt min18.63024121mjfl本工序机动时间in7.8.5021jjjtt工序 40 粗铣上、下端槽机床:铣床 KX52刀具:错齿三面刃铣刀切削深度 :pa7m根据参考文献3表 查得:进给量 ,根据参考文献1表.460.6/famz查得切削速度 。3022/inV机床主轴转速 :n,102.1/in3.45rd10按照参考文献3表 3.174,取 75/minr实际切削速度 :v3.1420./06dns进给量 :fV.875/.3/ffaZ工作台每分进给量 : m1.81minfVs被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l 20l刀具切入长度 :10.5()lD=63mm刀具切出长度 :取2lm走刀次数为 1机动时间 : jt120631.05min8jmlf11第 3 章 粗铣 E、F 面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。(一)问题的提出:本夹具是用来粗铣 E、F 面,在前面的加工过程中保证了加工精度,经过与老师商议决定采用 X52K 铣床,设计铣夹具。3.1 定位基准的选择首先必须明确其加工时应如图所示,这样水平放置,便于加工。那么要使其完全定位,可以采用:一面加固定 V 型块和滑动 V 型块定位,这样既简单又方便。一底面限制的自由度有 3 个,一个固定 V 型块限制两个自由度,一个滑动 V 型块限制限制一个自由度,为使定位可靠,加工稳定,我所设计的定位方案,总共限制了工件的全部 6 个自由度,属于完全定位。在该定位方案中,一个支撑面顶住,限制了 z 轴的移动,z 轴的旋转,y 轴的旋转三个移动自由度。一个固定 V 型块限制了 y 轴的移动,x 轴的移动,一个滑动 V 型块限制了 z 轴的旋转,这样 6 个自由度全部被限制根据上面叙述选择方案。3.2 切削力和夹紧力计算(1)刀具: 高速钢错齿三面刃铣刀 40 机床: 铣床 X52K由3 所列公式 得FVzwqueyXpFndafC0查表 9.48 得其中: 修正系数 .1vk3F83.F0FXz=24 65.0yuPaFw代入上式,可得 F=889.4N 12因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。安全系数 K= 4321K其中: 为基本安全系数 1.5为加工性质系数 1.12为刀具钝化系数 1.13为断续切削系数 1.14K所以 NF7.15(2)夹紧力的计算选用偏心夹紧机 由 Kf21其中 f 为夹紧面上的摩擦系数,取 25.01fF= +G G 为工件自重zPNfFN4.321夹紧螺钉: 公称直径 d=20mm,材料 45 钢 性能级数为 6.8 级MPaB106MPaBs4801螺钉疲劳极限: B9263.2.1极限应力幅: akma7.51li 许用应力幅: MPSa3.li螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 ss=2.54 取s=4得 Pa120满足要求8.24cHdFMPaNc153.213经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠,使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧,调节夹紧力调节装置,即可指定可靠的夹紧力3.3 定位误差分析(1)定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和 2 个 V 型块间隙配合。(2) 工件的工序基准为孔心,当工件孔径为最大,定位销的孔径为最小时,孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工,所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同,则其定位误差为: Td=Dmax-Dmin 与机床夹具有关的加工误差 ,一般可用下式表示:jMjjWDAZWj 由参考文献5可得: 两 V 型块定位误差 : 11minDWd1 21min2i.DdJWarctgL其中:,10.52D20D,d.3d, 1min2min4且:L=100mm ,得:0.63DWm.2J 夹紧误差 : cos)(minaxyj其中接触变形位移值:141()(9.62nHBZyRaZkNcl查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨损造成的加工误差: 通常不超过Mj5. 夹具相对刀具位置误差: 取AD01.误差总和: 0.853jwm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。3.4 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压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构。15总 结课程设计即将结束了,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。课程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。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了很多,也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会,它将是我们课程设计完成的更出色的关键一步。16致 谢这次课程设计使我收益不小,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课程设计。这次课程设计成绩的取得,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,她严肃的科学态度,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。从题目的选择到项目的最终完成,他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。17参考文献1 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学,机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社,1980。2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导 。机械工业出版社,1995。3 李庆寿。机床夹具设计 。机械工业出版社,1991。4 李洪。机械加工工艺手册 。北京出版社,1996。5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册 。上海科学技术出版社,2544。6 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册 。化学工业出版社,2544。7 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M,重庆:重庆大学出版社,1995。8 周永强,高等学校课程设计指导M,北京:中国建材工业出版社,2542。9 刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册M,哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1987。10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册 。上海科学技术出版社,2542。11 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学。机床夹具设计手册.上海科学技术出版社,1984。 12 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册M,银州:宁夏人民出版社,1991。13 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M,中国计量出版社,2540:9-19。14 王光斗,王春福,机床夹具设计手册M,上海科学技术出版社,2540。15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2545:4-17
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