前刹车调整臂外壳夹具设计Word下载.docx

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序言

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大半部分大学基础和专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。

它要求我们学生全面地综合地运用本课程及其有关先前修的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计，机床夹具设计和刀具、量具的正确运用。

我希望能通过这次课程设计加深一下对先前学过的专业知识的理解和运用，培养独立的分析和解决工程实践问题的能力和熟悉并运用手册、规程及图表资料编写技术文件的基本技能，努力养成创新、严谨的工作态度。

一、零件的分析

（一）、零件的用途介绍。

我们这次题目做的零件是CA10B解放牌汽车“前刹车调整臂外壳”，它的主要作用是对前刹车调整臂进行支撑和保护，它的中心是一个花键孔，外面是蜗轮齿。

侧面有一个蜗杆轴，头上有一个四方，调整刹车用。

最外头有一个孔，装销子连接刹车分泵。

孔及键槽和轴配合传递扭矩达到调整刹车的作用。

（二）、零件的工艺分析。

本零件用于支撑和保护前刹车调整臂，同时也传递力矩，因此对零件有一定强度要求。

选用KT350，抗拉强度达到300Mpa,而且可锻铸铁可以承受震动或冲击，这些铸件如果是大批量生产，则它的底成本优点便更加突出。

本零件有两组主要的加工表面。

它们是：

（1）以φ62mm孔为中心的加工表面。

这一组的加工表面包括φ62mm孔，φ12mm二孔及它们的两个端面，键槽。

φ62mm中心孔和键槽起到定位和传递力矩的作用，所以它们的表面加工要求相对较高。

φ62mm孔，φ12mm二孔的中心轴线和它们的外端面要有一定的垂直度。

键槽靠φ13.8mm通孔，φ62mm孔及其外端面定位。

（2）、以φ13.8mm孔为中心的加工表面。

这一组的加工表面包括φ13.8mm通孔，φ13mm通孔，φ16mm阶梯孔，左右两个端面和M10螺纹。

φ13.8mm通孔，φ13mm通孔，φ16mm阶梯孔要保证一定的同轴度。

二、工艺规程设计

（一）、确定毛坯的制造形式。

毛坯的选择应根据生产批量的大小，零件的形状和尺寸，零件的受力情况，工厂现有的设备和技术水平及技术经济性等来决定。

我们这个加工“前刹车调整臂外壳”的加工任务为大批量生产，材料为可锻铸铁，为了使铸件的加工余量小，一模多用（模可重复使用，减少造模时间），提高生产效率，所以选用金属型铸造。

（二）、基准的选择。

（1）粗基准的选择：

按照粗基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应当以这些不加工表面作为粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有一定的相对位置关系。

在这里我们选择了以φ62mm孔，φ12mm二孔的外轮廓为粗基准，选用两个V型块定位，限制五个自由度，加上一个支撑板对φ62mm孔，φ12mm二孔的端面起支撑左右，达到完全定位。

选用这个粗基准一方面便于零件的装夹，另一方面又能达到很好的定位要求。

（2）精基准的选择：

应尽可能选择所加工表面的工序基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。

但当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

（三）、拟定工艺路线。

拟定工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，它的出发点是保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度和表面质量等技术要求。

同时也要考虑经济和环境效果，努力降低生产成本，实现大批量快速生产，提高生产效率，因此工艺路线拟定要合理，机床和夹具的选择要与工艺路线合理配合。

我们这个小组拟定了两个加工方案，我们通过对加工工艺性，经济性的讨论和分析，最后确定了一种最为合理的工艺路线加工方案。

1.工艺路线方案一：

工序Ⅰ：

铣左侧端面（以φ62mm孔，φ12mm孔外轮廓为基准）　

工序Ⅱ：

扩，镗φ62mm孔（以左侧端面为定位基准）

工序Ⅲ：

粗铣，精铣上下端面（以左侧端面和φ62mm中心孔为基准）

工序Ⅳ：

钻φ12mm孔，钻φ4.3mm孔。

工序Ⅴ：

铣φ30mm的右端面

工序Ⅵ：

钻，扩φ13.8mm孔，φ13mm孔，φ16mm孔，钻φM10螺纹孔，钻Rc1/8孔

工序Ⅶ：

修整R11的端面

工序Ⅷ：

粗铣，精铣键槽

工序Ⅸ：

攻M10螺纹孔，攻Rc1/8孔

工序Ⅹ：

检查。

2.工艺路线方案二：

工序Ⅰ:

粗铣，精铣φ62mm孔，φ12mm二孔的两个端面。

钻，扩，精扩φ62mm孔，φ12mm。

钻φ4.3mm孔。

粗铣φ13.8mm孔和φ13mm孔的端面。

钻，扩φ13.8mm孔，φ13mm孔，φ16mm孔。

修整R11端面。

钳工去毛刺，倒角。

钻M10螺纹内孔。

粗铣，精铣26+0.28+0.14键槽。

工序XI：

3.工艺路线的分析和比较。

方案一以φ62mm孔的外轮廓为粗基准加工左侧端面，再以左侧端面为精基准加工φ62mm中心孔，再以φ62mm中心孔和端面为定位基准加工其它表面。

选择这种基准定位方式考虑的是互为基准的原则

这种加工方法容易保证加工表面之间的位置精度，但是由于左侧端面面积小，铸造时可能也会存在缺陷，造成支撑面积不够，工件定位不稳，夹紧不可靠等问题。

因此我们废除了这个方案。

方案二基本是合理的，基准的选择和加工顺序也基本能达到生产的要求，但也有些地方要改正。

如工序Ⅰ加工以φ62mm孔的外轮廓为粗基准，不符合粗基准一般不重复使用的原则，因此端面的粗，精铣应分开，以保证端面和其它表面之间的位置要求。

工序Ⅱ将加工两个孔的工位分开，分别成为一个工序，对设备要求就会降低而且生产效率也会提高。

经过以上的分析和讨论确定的最优方案为：

粗铣φ62mm，φ12mm二孔上下两个端面。

以φ62mm，φ12mm二孔的外轮廓为基准，选用X53型立式铣床。

钻，扩，精扩φ62mm孔；

以φ62mm孔的外轮廓和端面为基准。

以端面为主要定位基准，限制三个自由度⌒X，⌒Y，→Z，有以φ62mm孔外轮廓为定位基准，限制两个自由度→X，→Y，加上用V型块配合夹紧φ12mm孔外轮廓限制一个自由度⌒Z，从而实现完全定位。

选用Z575立式钻床钻床。

钻，扩，精扩φ12mm孔和钻φ4.3mm孔。

以φ62mm孔的外轮廓和端面为基准，Z2518立式钻床。

半精铣上下两端面。

以φ62mm，φ12mm二孔和端面（一面两销）为基准。

以φ62mm中心孔和端面为定位基准，短销和大支撑端面组合，定位以大支撑端面为主，限制三个自由度⌒X，⌒Y，→Z。

短销限制两个自由度→X，→Y，而挡销装在φ12mm孔内限制一个自由度⌒Z，达到完全定位。

选用X53型立式铣床。

铣左右两个端面。

以φ62mm，φ12mm二孔为基准，保证两端面的对称度，选用X63型卧式铣床。

钻，扩，精扩通孔φ13.8mm，φ13mm和台阶孔φ16mm孔，钻锥螺纹Rc1/8底孔。

以φ62mm，φ12mm二孔和端面（一面两销）为基准，选用Z3025摇臂钻床。

以φ13.8mm，φ13mm二孔为基准，端面磨床。

以右端面和φ62mm孔端面为基准，选用Z525立式钻床及专用夹具加工。

以φ62mm,φ12mm二孔及端面和φ13.8孔为基准，选用X53型立式铣床。

攻M10螺纹孔，攻Rc1/8孔。

工序XⅡ：

（四）．机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定。

“前刹车调整臂外壳”的零件材料为KT350，硬度小于150HB,毛坯重量为2.5KG，生产类型为大批量生产，采用金属型浇铸方法铸造该毛坯。

根据上述原始资料和加工工艺分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1　加工φ62mm，

mm二个孔的上下两个端面。

加工余量的计算长度为

mm，

mm，表面粗糙度要求为Ra6.3.

（1）.按照《机械加工余量手册》表4-1，

的铸件尺寸公差等级为IT7-IT9，取加工余量等级为F级，公差等级为IT9，则φ62mm孔的外端面加工余量为2.0-2.5mm，取Z＝2mm。

mm的铸件尺寸公差等级为IT7-IT9，按照《机械加工余量手册》表4-1取加工余量等级为F级，公差等级为IT9，则

mm孔的外端面单边加工余量为2.0-2.5mm，取Z=2mm。

（２）铣削余量：

半精铣单边余量查《金属切削手册》Z=0.5-1.0mm，取Z=0.5mm。

公差即为零件公差-0.17mm或-0.24mm。

粗铣余量：

粗铣的单边公称余量为Z=2-0.5=1.5mm。

粗铣公差：

现规定本工序的精度等级为IT13，因此可知本工序的加工公差为-0.39mm（

mm端面）和-0.27mm（

mm端面）。

由于本设计规定的零件为大批量生产应该采用调整加工，因此在计算最大，最小加工余量时，应调整加工方式予以确定。

φ62mm，φ12mm二孔的外端面加工余量工序间余量和公差分布如下：

由图1可知φ12mm孔的部分：

毛坯名义尺寸为：

12＋2×

2＝16mm

毛坯最大尺寸为

mm

毛坯最小尺寸为

粗铣后最大尺寸：

12＋0.5

2＝13mm

粗铣后最小尺寸：

半精铣后尺寸为

由图2可知φ62mm孔台阶端面部分：

毛坯名义尺寸：

毛坯最大尺寸：

毛坯最小尺寸：

32+0.5

2＝33mm

mm。

最后将上述计算的工序间尺寸和公差整理成下表：

工序

加工尺寸及公差

φ62mm孔外端面

φ12mm孔外端面

毛坯

粗铣

半精铣

加工前尺寸

最大

37.8

33

17.6

13

最小

34.2

32.61

14.4

12.73

加工后尺寸

32

12

31.83

144.4

11.76

加工余量（单边）

（mm）

2

2.4

0.5

2.3

0.795

0.39

0.805

0.485

加工公差（单边）（mm）

该“前刹车调整臂外壳”零件的铸件毛坯图见后面附图3。

2φ62mm孔。

φ62mm孔公差虽无标出，而由表面粗糙度为Ra6.3可考虑其精度等级为IT8-IT9，取IT9则其尺寸为

。

毛坯中φ62mm孔铸出，由金属型铸造铸件。

查《简明机械加工工艺手册》（简称《工艺手册》）可知该铸件精度界于IT7-IT9之间，查《机械加工余量与公差手册》表10-8得铸件机械加工余量为5.0-7.0mm，取2Z=5.0mm，确定工序尺寸及余量为：

扩钻孔：

φ60mm2Z＝60mm-（62-5）mm＝3mm

扩孔：

φ61.5mm2Z＝1.5mm

精扩孔：

2Z＝0.5mm

3.φ12mm孔。

φ12mm孔不铸出，毛坯为实心。

精度等级界于IT11-IT12之间，参照《机械加工余量与公差手册》表4-23确定工序尺寸及余量为：

钻孔：

φ1