手刹车后蹄片臂 机械加工工艺规程及夹具设计-5-铣中间孔的左端面夹具（含CAD图纸）

资源目录里展示的全都有，所见即所得。下载后全都有,请放心下载。原稿可自行编辑修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑问可加】 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 120-3507035-B 产品名称 零件名称 手刹车后蹄片臂 共 5 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 10 铣 45# 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗铣φ32左侧端面（尺寸为45mm的端面） 专用铣夹具, 面铣刀，游标卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2.3 2 3 4 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 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 120-3507035-B 产品名称 零件名称 手刹车后蹄片臂 共 5 页 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 30 钻 45# 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 立式钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 钻中间φ20孔 专用钻夹具,麻花钻，极限量规 233 25.6 0.45 1.25 1 2 3 4 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 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 120-3507035-B 产品名称 零件名称 手刹车后蹄片臂 共 5 页 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 40 铣 45# 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗铣、半精铣25的槽 专用铣夹具, 错齿三面刃铣刀，游标卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2.3 2 3 4 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 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 120-3507035-B 产品名称 零件名称 手刹车后蹄片臂 共 5 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 50 钻 45# 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 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 钻扩铰孔2-φ20孔 专用钻夹具,麻花钻 扩孔钻，铰刀，极限量规 233 25.6 0.45 1.25 1 2 3 4 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 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 120-3507035-B 产品名称 零件名称 手刹车后蹄片臂 共 5 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 60 钻 45# 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 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 钻扩铰φ22孔，钻扩孔口φ34倒角60° 专用钻夹具,麻花钻 扩孔钻，铰刀，极限量规 233 25.6 0.45 1.25 1 2 3 4 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 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 120-3507035-B 产品名称 零件名称 手刹车后蹄片臂 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 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 10 铣 粗铣φ32左侧端面（尺寸为45mm的端面） 机 二 立式铣床X52K 专用铣夹具, 面铣刀，游标卡尺 20 铣 粗铣φ32右侧端面（尺寸为45mm的端面） 机 二 立式铣床X52K 专用铣夹具, 面铣刀，游标卡尺 30 钻 钻中间φ20孔 机 二 立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻，极限量规 40 铣 粗铣、半精铣25的槽 机 二 立式铣床X52K 专用铣夹具, 错齿三面刃铣刀，游标卡尺 50 钻 钻扩铰孔2-φ20孔 机 二 立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻 扩孔钻，铰刀，极限量规 60 钻 钻扩铰φ22孔，钻扩孔口φ34倒角60° 机 二 立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻 扩孔钻，铰刀，极限量规 70 钳工 钳工打毛刺 80 检验 检验 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 论文题目：手刹车后蹄片臂零件的加工工艺规程及 专用夹具设计 班 级： 专 业： 学生姓名： 指导教师： 日 期: 摘 要 此次设计是对手刹车后蹄片臂零件的加工工艺和夹具设计，其零件为铸件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。 关键词 手刹车后蹄片臂，加工工艺，专用夹具，设计 I 目 录 摘 要 I 1 绪 论 1 2 手刹车后蹄片臂的分析 2 2.1手刹车后蹄片臂的工艺分析 2 2.2手刹车后蹄片臂的工艺要求 2 3 工艺规程设计 4 3.1 加工工艺过程 4 3.2确定各表面加工方案 4 3.2.1影响加工方法的因素 4 3.2.2加工方案的选择 5 3.3 确定定位基准 5 3.3.1粗基准的选择 5 3.3.2精基准选择的原则 6 3.4工艺路线的拟订 6 3.4.1工序的合理组合 7 3.4.2工序的集中与分散 7 3.4.3加工阶段的划分 8 3.4.4加工工艺路线方案的比较 9 3.5手刹车后蹄片臂的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10 3.5.1毛坯的结构工艺要求 10 3.5.2手刹车后蹄片臂的偏差计算 11 3.5.3选择加工设备和工艺设备 11 3.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 11 2.5.1工序一：铣中间孔的左侧端面（尺寸为45mm的端面） 11 2.5.2工序二：铣中间孔的右侧端面（尺寸为45mm的端面） 12 2.5.3工序3：钻中间φ20孔 13 2.5.4工序4：粗铣、半精铣25的槽 15 工序：半精铣25的槽 15 3.7本章小结 20 4 铣中间孔的左端面夹具设计 21 4.1研究原始质料 21 4.2定位基准的选择 21 4.3 切削力及夹紧分析计算 22 4.4 误差分析与计算 23 4.5 零、部件的设计与选用 25 4.6 夹具设计及操作的简要说明 27 总 结 28 致 谢 29 参 考 文 献 31 1 1 绪 论 机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通3年所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。 而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 1 2 手刹车后蹄片臂的分析 2.1手刹车后蹄片臂的工艺分析 手刹车后蹄片臂是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也很高。手刹车后蹄片臂的底面、大头孔和小头孔粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，手刹车后蹄片臂底面与大头孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。 2.2手刹车后蹄片臂的工艺要求 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 以下是手刹车后蹄片臂需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： (1) 中心孔Ф。 (2) 大头2-φ20孔。 (3)宽度为25槽。 (4) φ22孔。 (5) φ32端面（尺寸为45mm的两端面）。 手刹车后蹄片臂毛坯的，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。 上面主要是对手刹车后蹄片臂零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。 3 工艺规程设计 3.1 加工工艺过程 由以上分析可知，该手刹车后蹄片臂零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。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，对于手刹车后蹄片臂来说，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以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技术条件分析得知：手刹车后蹄片臂的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。 3.2确定各表面加工方案 一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计手刹车后蹄片臂的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和槽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，应选择价格较底的机床。 3.2.1影响加工方法的因素 ⑴ 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。 ⑵ 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 ⑶ 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 ⑷ 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。 ⑸ 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。 选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法。 3.2.2加工方案的选择 ⑴ 由参考文献[3]表2.1～12可以确定，平面的加工方案为：粗铣——精铣（），粗糙度为6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。 ⑶ 小头孔加工方法： 加零件毛坯不能直接出孔，只能铸造出一个小坑，以便在以后加工时找正其中心，但其表面粗糙度的要求为，所以选择加工的方法是钻——扩——铰。 ⑷孔加工方法： 因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是，所以我们采用一次钻孔的加工方法。 ⑸ 宽度为25槽的加工方法是： 因槽两侧面表面粗糙度的要求较高，为，所以我们采用粗铣——半精铣。 3.3 确定定位基准 3.3.1粗基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求： ⑴ 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 ⑵ 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 ⑶ 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 ⑷ 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证手刹车后蹄片臂在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从手刹车后蹄片臂零件图分析可知，主要是选择加工手刹车后蹄片臂底面的装夹定位面为其加工粗基准。 3.3.2精基准选择的原则 ⑴ 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 ⑵ 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 ⑶ 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证手刹车后蹄片臂在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从手刹车后蹄片臂零件图分析可知，它的底平面与小头孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，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。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用的孔为加工基准。 选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。 3.4工艺路线的拟订 对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。手刹车后蹄片臂的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工手刹车后蹄片臂底面大头孔上平面。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 3.4.1工序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： ⑴ 工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 ⑵ 工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 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0.25%～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。 3.4.2工序的集中与分散 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 ⑴ 工序集中的特点 工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 ⑵ 工序分散的特点 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。 3.4.3加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： ⑴ 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11～IT12。粗糙度为Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9～IT10。表面粗糙度为Ra10～1.25μm。 ⑶ 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。 精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6～IT7，表面粗糙度为 Ra10～1.25μm。 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。 3.4.4加工工艺路线方案的比较 在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表： 表2.1工艺路线方案一 工序号 工序内容 工序一 铣中间孔的左侧端面（尺寸为45mm的端面） 工序二 铣中间孔的右侧端面（尺寸为45mm的端面） 工序三 钻中间φ20孔 工序四 粗铣、半精铣25的槽 工序五 钻扩铰孔2-φ20孔 工序六 钻扩铰φ22孔，钻扩孔口φ34倒角60° 工序七 钳工打毛刺 工序八 检验 表2.2工艺路线方案二 工序号 工序内容 工序一 铣中间孔的左侧端面（尺寸为45mm的端面） 工序二 铣中间孔的右侧端面（尺寸为45mm的端面） 工序三 粗铣、半精铣25的槽 工序四 钻中间φ20孔 工序五 钻扩铰孔2-φ20孔 工序六 钻扩铰φ22孔，钻扩孔口φ34倒角60° 工序七 钳工打毛刺 工序八 检验 工艺立方案的比较与分析： 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是加工工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案二把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用如下方案比较合适。 工序号 工序内容 工序一 铣中间孔的左侧端面（尺寸为45mm的端面） 工序二 铣中间孔的右侧端面（尺寸为45mm的端面） 工序三 钻中间φ20孔 工序四 粗铣、半精铣25的槽 工序五 钻扩铰孔2-φ20孔 工序六 钻扩铰φ22孔，钻扩孔口φ34倒角60° 工序七 钳工打毛刺 工序八 检验 3.5手刹车后蹄片臂的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 手刹车后蹄片臂的铸件采用的是45#，生产类型为大批量生产，采用铸件毛坯。 3.5.1毛坯的结构工艺要求 手刹车后蹄片臂为铸件件，对毛坯的结构工艺性有一定要求： ⑴ 由于铸件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。 ⑵ 为了使金属容易充满膛和减少工序，铸件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免铸件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。 ⑶ 铸件的结构中应避免深孔或多孔结构。 ⑷ 铸件的整体结构应力求简单。 ⑸ 工艺基准以设计基准相一致。 ⑹ 便于装夹、加工和检查。 ⑺ 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类 形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。 3.5.2手刹车后蹄片臂的偏差计算 ⑴ 手刹车后蹄片臂底平面和大头孔上平面的偏差及加工余量计算 底平面加工余量的计算。根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：由参考文献[4]表11～19。其余量值规定为，现取。查[3]可知其粗铣时精度等级为IT12，粗铣平面时厚度偏差取 精铣：由参考文献[3]表2.3～59，其余量值规定为。 3.5.3选择加工设备和工艺设备 ①机床的选择 工序采用X52K型立式铣床 工序采用Z525立式钻床 ②选择夹具 该手刹车后蹄片臂的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 ③选择刀具 在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔，由于精度高，可采用硬质合金铰刀。 ④选择量具 加工的孔均采用极限量规。 ⑤其他 对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。 3.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 2.5.1工序一：铣中间孔的左侧端面（尺寸为45mm的端面） 机床：X52K型立式铣床 刀具：两块镶齿套式面铣刀，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=3mm 所以铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4-81, 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 查参考文献[1]，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min 2.5.2工序二：铣中间孔的右侧端面（尺寸为45mm的端面） 机床：X52K型立式铣床 刀具：两块镶齿套式面铣刀，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=3mm 所以铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4-81, 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 查参考文献[1]，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min 2.5.3工序3：钻中间φ20孔 机床：立式钻床Z525 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9选高速钢锥柄麻花钻头。 ⑴ 钻孔 钻孔时先采取的是钻孔，再扩到，所以。 切削深度： 进给量：根据参考文献[3]表2.4～38，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～41，取。 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1～31，取 所以实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： ⑵ 扩孔 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～31选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。 片型号：E403 因钻孔时先采取的是先钻到孔再扩到，所以， 切削深度： 进给量：根据参考文献[3]表2.4～52，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～53，取。 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～31，取 所以实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度有： 刀具切出长度： ，取 走刀次数为1 机动时间： ⑶ 铰孔 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度：，且。 进给量：根据参考文献[3]表2.4～58，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～60，取。 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～31取 实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度， 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： 该工序的加工机动时间的总和是： 2.5.4工序4：粗铣、半精铣25的槽 机床：X52K型立式铣床 刀具：错齿三面刃铣刀 切削深度： 根据参考文献查[1]表4.4-8有： 刀具的直径D=80mm，刀具的齿数 Z=14，刀具的宽度L=10mm。 查[2]表2.4-76得： 进给量,根据参考文献[3]表查得切削速度， 机床主轴转速： ， 按照参考文献[2]表3.1-74取 实际切削速度： 进给量： 机床工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： =42mm 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 查参考文献[1]，表2.5-45工步辅助时间为：1.92min 工序：半精铣25的槽 机床：X52K型立式铣床 刀具：错齿三面刃铣刀 刀具直径D=80，齿数Z=14，宽度L=12。 切削深度： 根据参考文献[2]表查得：进给量,根据参考文献[3]表查得切削速度， 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-74取 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： =42mm 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 查参考文献[1]，表2.5-45工步辅助时间为：1.41min 本工序机动时间 工序五：钻扩铰孔2-孔 机床：立式钻床Z525 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9选高速钢锥柄麻花钻头。 ⑴ 钻孔 钻孔时先采取的是钻孔，再扩到，所以。 切削深度： 进给量：根据参考文献[3]表2.4～38，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～41，取。 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1～31，取 所以实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： ⑵ 扩孔 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～31选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。 片型号：E403 因钻孔时先采取的是先钻到孔再扩到，所以， 切削深度： 进给量：根据参考文献[3]表2.4～52，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～53，取。 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～31，取 所以实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度有： 刀具切出长度： ，取 走刀次数为1 机动时间： ⑶ 铰孔 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度：，且。 进给量：根据参考文献[3]表2.4～58，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～60，取。 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～31取 实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度， 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： 该工序的加工机动时间的总和是： 工序六：钻扩铰φ22孔，钻扩孔口φ34倒角60° 工件材料为HT200，硬度200HBS。孔的直径为22mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为Z525立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔——Φ19mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ21.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔——Φ22mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。 （1）确定钻削用量 1）确定进给量 根据参考文献[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式钻床说明书，取。 根据参考文献[7]表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量。 由于所选进给量远小于及，故所选可用。 2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得： ， ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由参考文献[7]表28-3，，，故 查Z525机床说明书，取。实际切削速度为： 由表28-5，，故 3）校验机床功率 切削功率为 机床有效功率 故选择的钻削用量可用。即 ，，， 相应地 ，， （2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 根据参考文献[7]表28-31，。根据Z525机床说明书，取=0.57mm/r。 2）确定切削速度及 根据参考文献[7]表28-33，取。修正系数： ， 故 查机床说明书，取。实际切削速度为 （3）确定铰孔切削用量 1）确定进给量 根据参考文献[7]表28-36，，按该表注4，进给量取小植。查Z525说明书，取。 2）确定切削速度及 由参考文献[7]表28-39，取。由 参考文献[7]表28-3，得修正系数， 故 查Z525说明书，取，实际铰孔速度 （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔：，，， 扩孔：，，， 铰孔：，，， 被切削层长度： 刀具切入长度，由式（1.8）有： 刀具切出长度： 走刀次数为1 机动时间，由式（1.5）有： 基本工时： 3.7本章小结 本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。 4 铣中间孔的左端面夹具设计 4.1研究原始质料 利用本夹具主要用来铣中间孔的左端面，要满足对称度要求以及其两边的要求。在铣此面时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 4.2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，一个滑动压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。 4.3 切削力及夹紧分析计算 刀具：错齿三面刃面铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献[5]5表1～2～9 可得铣削切削力的计算公式： 有： 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[5]1～2～1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。 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=20mm，材料铝合金钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅： 许用应力幅： 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 满足要求 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 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。 4.4 误差分析与计算 该夹具以一面两V形块定位，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： 由参考文献[5]可得： ⑴ V型块定位误差 ： 注：V型块夹角α=90°。 基准位移误差： 工件以外圆柱面在V型块定位，由于工件定位面外圆直径有公差δD，因此对一批工件来说，当直径由最小D－δD变大到D时，工件中心（即定位基准）将在V型块的对称中心平面内上下偏移，左右不发生偏移，即工件由变大到,其变化量（即基准位移误差Δ）从图（a）中的几何关系退出： ΔY== 基准不重合误差： 从图（b）中设计基准与定位基准不重合，假设定位基准不动，当工件直径由最小D－δD变到最大D时，设计基准的变化量为，即基准不重合误差ΔB=。 从图(c)中可知，设计基准为工件的下母线。即，上述方向由a到a′与定位基准变到的方向相反，故其定位误差ΔD是ΔY与ΔB之差. ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207 ΔD=0.00207＜T 即满足要求 ⑵ 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨损造成的加工误差：通常不超过 ⑷ 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。 4.5 零、部件的设计与选用 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，两个一般的使用。的布局尽可能远的距离。通过方向键的协调与铣床工作台的T型槽，使工作表面定位元件夹具工作台的进给方向具有正确的位置。方向键可以下产生的扭矩铣削时，螺栓夹紧夹具可以降低负荷，加强加工夹具牢固。 根据GB2207—80定向键结构如图所示： 图2.1 夹具体槽形与螺钉 根据T形槽的宽度 a=14mm 定向键的结构尺寸如表5.4： 表5.4 定向键 B L H h D 夹具体槽形尺寸 公称尺寸 允差d 允差 公称尺寸 允差D 14 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 塞尺选用平塞尺，其结构如图5.3所示： 图2.3 平塞尺 塞尺尺寸参数如表5.5： 表2.5 塞尺 公称尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 4.6 夹具设计及操作的简要说明 当夹具有制造误差、工作过程出现磨损、以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换V型块。以便随时根据情况进行调整换取。 应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。 此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换V型块。以便随时根据情况进行调整换取 31 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。 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。 课程设计是将大学所学的知识融合在一起，综合运用所有的相关专业知识，是课本知识在实际中的应用。通过这次课程设计，使我的专业知识在原有的基础上得到更加的巩固和提高，这离不开老师和同学们的帮助。本设计分析是在老师的指导下完成的，在分析的过程中，尹长城老师给了我很大的鼓励，在设计分析中引导我去思考了更多的设计思路，增强了我的学习能力，与我们一起讨论问题，使我对分析有了更清晰明确的认识，使我受益非浅。 课程设计是我们的专长，这是我们走向社会化，专业化的工作中必不可少的过程中前实际训练综合应用。 “千里之行始于足下”，通过课程设计，让我深深体会到永恒的那句词的真正含义。我认真地把今天的课程设计，学习踏踏实实地采取这一步骤是在社会稳定的未来潮流的运行打下了坚实的基础。 说实话，课程设计是真的累了。但一开始清理自己的设计成果，仔细琢磨课程设计的思路，成功的喜悦难得让我疲惫顿消瞬间。虽然这是我第一次学会了如何完成，我的生活的小胜利，但它让我感觉更成熟了。 通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心、细致。课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱；有时应为不小心计算出错，只能毫不留情地重做。但一想起老师平时多耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责、一丝不苟的良好习惯。 经历了课程设计，使我我发现了自己所掌握的知识是真正的贫乏，自己综合运用所学专业知识的能力是如此的不足，几年来学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用。想到这里，我真的有点心急了。 由于毕业时间的仓促，很多本来应该弄懂弄透的地方都没有时间去细细追究来源，比如网格划分的控制、坐标系的理解、求解器的选择等，这使我明白了大学里学的只是一个大体上的方向，离实际应用还有太远的距离。但我相信方向才是最重要的，因为方向确定了，就会用最少的精力做好事情，这对于我以后的工作至关重要。因为在实际生产生活中，要从事的工种是千差万别的，只有从中找到自己最拿手，最有发展前途的岗位，个人才有更多的热情，也最可能在自己的岗位做出一些贡献。 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。 参 考 文 献 [1] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽铣厂工人大学，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，117130。 [2] 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导［Ｍ］。机械工业出版社，117175。 [3] 李庆寿。机床夹具设计［Ｍ］。机械工业出版社，117171。 [4] 李洪。机械加工工艺手册［Ｍ］。北京出版社，117130。 [5] 上海市金属切削技术协会。金属切削手册［Ｍ］。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［Ｍ］。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，117175。 [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，2555。 [17] 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，11787。 [10] 王光斗，王春福。机床夹具设计手册［Ｍ］。上海科学技术出版社，2555。 [11] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽铣厂工人大学。机床夹具设计手册［Ｍ］.上海科学技术出版社，11784。 [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，117171。 [17] 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，2555：17-117。 [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，2555。 [15] 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2545：4-17 1.