CAB解放牌汽车前刹车调整臂外壳夹具设计.docx
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CAB解放牌汽车前刹车调整臂外壳夹具设计
序言...........................................................3
一、零件的分析...............................................3
1.1零件的功用.................................................3
1.2零件的工艺分析.............................................3
1.3确定零件的生产类型.........................................3
二、确定绘制毛坯简图...........................................3
2.1毛坯的选择..................................................3
2.2制造毛坯尺寸及加工余量.....................................4
三、拟定零件的工艺路线.........................................4
3.1基面的选择.................................................4
3.2定位基准选择...............................................4
3.3加工阶段的划分.............................................5
3.4工序的集中与分散...........................................5
3.5制定工艺路线...............................................6
四、工序尺寸及公差确定.........................................7
五、确定切削用量...............................................7
5.1切削用量的计算.............................................6
5.2时间的定额辅助计算..........................................6
六夹具的设计..................................................7
6.2夹具设计..................................................7
6.3定位误差分析..............................................8
七小结.......................................................9
参考文献......................................................9
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
IT7
6.3
大两端面
IT7
6.3
φ30的端面
φ30
IT12
6.3
φ16的孔
IT7
1.6
φ13.8的孔
IT7
1.6
槽内侧面
IT12
6.3
φ60的孔
φ60
IT12
6.3
φ60的孔
φ60
IT12
6.3
1.3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。
⑴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。
⑵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0.5～5之间，这里取2。
⑶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l＝85mm，b＝158mm，h＝32mm（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、φ60m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
1.5
F级
4.4~5
CT10
16mm的左右端面
1.5
F级
4.4~5
CT10
φ60mm的内圆面
2
F级
4.4~5
CT10
左右小端面
1.5
F级
4.4-5
CT10
3、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Φ60m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Φ60m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Φ60m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Φ60m的一端面为精基准加工出孔Φ60后以Φ60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φ60孔；C620车床使用专用夹具；
工序2钻、扩、铰φ12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Φ30的两凸台
工序6铣宽12的两端面
工序7钻、扩Φ13.8、Φ13孔和Φ16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5×φ4.3；
工序11攻Rc1/8锥孔；
工序12去毛刺，检验。
四、工序尺寸及公差确定
零件对直径为30的两凸台端面为公差要求IT12，表面粗糙度要求为6.3
工序方案：
粗铣—半精铣
五、确立切削用量及基本工时
由《切削简明手册》查得得，粗铣ap=1.8mm，半精铣ap=0.8mm
加工工时的确定：
铣端面工时
板厚
切割速度mm/min（A）
＜20
60
20～50
40
50～70
30
加工段数系数B
段数
系数（B）
1
3
2
4
3
5
4
6
5
7
6
8
计算公式
T=
加工长度
×B
A
T1=1.8*3/60=0.09T2=0.8*3/60=0.04
六、夹具的设计
夹具说明：
因为两端面是以直径12和直径60的圆的中轴线为基准，所以夹具的设计主要定位中轴线，然后以它为基准铣端面。
夹具设计：
使用直径为12的圆柱销和专用的削边销，限制了两个的移动自由度和使中轴线定位，然后使用螺栓结构和专用的压紧板限制一个自由度并且是零件夹紧以加工。
加工余量：
铣φ30右端面，粗铣1.8mm,半精铣0.8mm,距离中心线36.6mm.
定位误差分析
误差主要由圆柱销和菱形销产生一个转角误差，从而导致中轴线的偏离，使端面在铣的时候产生不均匀偏差，不存在粗糙度问题。
板限制了3个自由度，圆柱销限制了两个自由度，专用销限制1个自由度，X，Y方向的定位误差如同单圆柱销定位。
均为
而菱形销限制了Z轴方向的转动自由度，孔与菱形销在Y方向定位误差为：
它实际上限制工件绕Z轴的转动，由于存在间隙，因而使工件产生一个转角误差：
式中
为菱形销最小直径（mm）；
为菱形销定位孔最大的直径，Lmin为两定位的最小中心距。
Lmin=100mm代入数据得：
所以定位误差比较小，可以不预考虑。
工件在两定位销上定位时，相对于两定位销轴线。
使工件尺寸的工序基准发生偏转，引起定位误差。
根据作图计算，可知偏转的O1O1=TD1+Td1+
s1=（0.025+0.013+0.007）=0.045
O2O2=TD2+Td2+
s2=（0.025+0.02+0.03）=0.075
工序尺寸的定位误差
O2O2+2（L3-L2-L1）tana=0.089其中（L1=20mmL2=100mmL3=137）
计算结果表明，此工序的定位误差为0.089mm
小结：
通过本次课程设计，我巩固了大学三年级所学的机械制造技术基础课本里面的知识，也从中学到了很多新的知识。
课程设计是对所学知识的综合运用，不单单使用到某一门课程，还需要许多其他如机械精度、机械制图、机械设计等内容，通过这次对这些课程的综合运用，我更加系统地认识了自己所学的专业，从而能够形成一个有机的知识结构，我想这对于我以后的工作或者是学习，都是受益匪浅的。
参考书目
1.《机械制造技术基础课程设计指导教程》，邹青主编。
2．《机械加工工艺手册》，孟少农主编，机械工业出版社
3．《机械加工工艺设计手册》，张耀宸，航空工业出版社
4．《机械制造技术基础》，曾志新主编，武汉理工大学出社
5．《机械设计课程设计手册》，吴宗泽主编，高等教育出社
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