CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳.docx
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CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳
机械制造基础课程设计说明书（含夹具设计）
题目CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳夹具设计
姓名俞培锋
学号3070611056
专业班级07机制2
指导教师楼、华、王老师
完成日期2010年12月1日
序言--------------------------------------------3
一.零件的分析--------------------------------------------3
〈一〉零件的作用------------------------------------------------------3
〈二〉零件的工艺分析--------------------------------------------3
二.工艺规程的设计--------------------------------------3
〈一〉确定毛坯的制造形式------------------------------------------3
〈二〉基准的选择--------------------------------------------3
〈三〉制定工艺路线--------------------------------------------4
〈四〉机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定------------------4
〈五〉.切削用量以及机床的确定---------------------------------------5
三．夹具设计及使用--------------------------------------------6
<一>加工工艺孔夹具设计----------------------------------------6
<二>定位方案的分析和定位基准的选择--------------------------------6
<三>定位误差分析---------------------------------------------------------6
<四>切削力的计算与夹紧力分析----------------------------------------7
<五>钻套、衬套、钻模板及夹具体设计-----------------------------------7
<六>夹具设计及操作的简要说明-----------------------------------------8
四．课程设计总结----------------------------------------------------------9
设计CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳的机械加工工艺规程及专用夹具设计
内容：
1.零件图1张
2.毛坯图1张
3.机械加工工艺过程卡1张
4.机械加工工序卡1张
5.夹具结构设计装配图1张
6.夹具结构设计零件图1张
7.课程设计说明书1份
序言
机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学全部基础知识，技术基础课以及大部分专业课以后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学课程一次深入的，综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此它在我四年的大学生活中占有重要地位。
就我个人而言，这次课程设计是对自己未来从事的工作进行的一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后的工作打下良好的基础。
一．零件的分析
〈一〉.零件的作用：
题目给出的是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。
〈二〉.零件的工艺分析
零件的加工过程中，要保证侧孔φ13.8，φ13，φ16在同一个中心线上，中心轴线距定位基准φ64孔为39.5±0.2的位置精度要求；另外，上端R11孔对右侧凸台端面有70±0.25的位置精度要求；零件大端两侧端面相对中心对称线有的尺寸要求。
二、工艺规程的设计
<一>确定毛坯的制造形式
零件的材料为KT350,零件承受的冲击载荷不是很大，且零件的轮廓尺寸较大，结构较为复杂，又为大批量生产，而且表面粗糙度质量要求也不是很高，故可采用铸件，以提高生产效率和效益。
<二>基准的选择
基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，对零件的生产是非常重要。
1．粗基准的选择
按照粗基准的选择原则，应选取尽量不加工的表面为粗基准，故选用R41外圆面及大端端面为粗基准。
以V型块定位并进行压紧。
2．精基准的选择
粗加工进行后，以一端端面为精基准，加工另一侧端面。
仍然以外圆用V型块定位，加工一侧端面和内孔。
主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。
<三>制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床以及专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外还应当考虑经济效果，以便生产成本尽量降低。
工艺路线方案：
工序1粗铣大端两端面，采用X51铣床，使用专用夹具；
粗车φ64孔；
半精车φ64孔，采用C620车床，使用专用夹具；
工序2粗铣小端两端面,使用铣床X6125，对两个表面同时加工；
工序3钻、铰φ12孔，采用立式钻床Z525
工序4一面两销，拉方槽，使用L5520拉床；;
工序5铣方槽倒角;
工序6以φ64孔φ12孔与端面一面两销，铣三个凸台；
工序7一面两销，钻、扩、铰φ13、φ13.8、φ16的孔；
工序8钻、攻M10螺纹；
工序9一面两销，钻、扩5xφ4.3
工序10攻Rc1/8锥孔；
工序11去毛刺，检验。
<四>机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA10B前刹车调整臂外壳零件材料为KT350,毛坯重量3.0kg左右，生产类型为大批量生产。
根据以上资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量,
工序尺寸以及毛坯尺寸如下:
毛坯尺寸的确定
由于毛坯及以后工序或工步的加工都有误差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本设计规定零件为大批量生产，应采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。
（1）φ64两端面毛坯时加工余量均为3.0mm,粗车3.0mm,达到两端面距离32，表面粗糙度Ra6.3.
（2）小端面加工余量为3mm,粗铣3mm,两端面达到12，表面粗糙度Ra6.3.
（3）钻孔时要求加工一半，其余装配时精铰。
（4）铣φ30右端面，粗铣3.0mm,距离中心线37mm.
<五>切削用量以及机床的确定
工序1.A.粗车大端两端面
加工材料：
KT350,铸造
机床：
X51
刀具：
高速钢套式面铣刀；
切削用量：
ap=3mm,f=0.8mm/r,v=40.2m/min
机床：
C620
刀具：
高速钢端面车刀；
B.粗车φ64孔
切削用量ap=3mm,f=0.5mm/r,v=20m/min;
C.半精车φ64孔
切削用量ap=1.5mm,f=0.2mm/r,v=30m/min
工序2.铣小端两端面
机床：
卧式铣床X62,采用盘型三面刃铣刀，同时铣两端面；
粗铣切削用量：
ap=2mm,f=0.2mm/z,v=30m/min
精铣切削用量：
ap=1mm,f=0.1mm/z,v=45m/min
工序3.钻、铰φ12的孔
机床：
Z525
钻削切削用量：
ap=11.9mm,f=0.2mm/r,v=20.56m/min
铰孔切削用量：
ap=0.16mm,v=3.67m/min
工序4.拉削方槽
机床：
L5520
工序5.铣方槽倒角
机床：
X62
工序6.铣φ30右端面
机床：
立式铣床X51,高速钢套式面铣刀
粗铣铣削用量：
ap=3mm,f=0.82mm/r,v=40.2m/min;
工序7.钻φ13、φ13.8、φ16孔
机床：
立式钻床Z525
钻削用量：
f=0.17mm/r,v=12m/min
φ16孔：
f=0.1mm/r,v=2.2m/min
工序8.钻、攻M10螺纹
机床：
Z525钻床
切削用量：
f=0.13mm/r,v=41.4m/min
工序9.钻5×φ4.3孔
机床：
Z525使用钻模板加工孔
钻削用量：
f=0.08mm/r,v=16m/min
工序10攻Rc1/8锥孔
机床：
Z525将工作台旋转15°，钻孔后攻螺纹孔。
三.夹具设计及使用
<一>加工工艺孔夹具设计
本夹具主要用来钻、、铰工艺孔。
这个工艺孔均有尺寸精度要求为上偏差下偏差，表面粗糙度要求，表面粗糙度为。
并用于以后各工艺孔和端面加工中的定位。
其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。
本道工序为前刹车调整臂外壳加工的第三道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。
<二>定位方案的分析和定位基准的选择
要大批量加工该零件上的孔，应采用快换钻套，提高生产效率。
本课程设计所设计的夹具用于在Z525立式钻床上加工小端的φ12孔的装夹。
设计以大端一侧端面，φ64孔用定位销作为定位基准，上端以R16外圆用V型块压紧，六个自由度都被限制了，以达到完全约束，进行加工。
采用辅助支撑。
<三>定位误差分析
本工序选用的工件以圆孔在间隙定位销上定位，定位销为垂直放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。
不过这时的径向定位误差不再只是单向的了，而是在水平面内任意方向上都有可能发生，其最大值也比心轴水平放置时大一倍。
见下图。
式中——定位副间的最小配合间隙（mm）；
——工件圆孔直径公差（mm）；
——定位销外圆直径公差（mm）。
图定位销垂直放置时定位分析图
<四>切削力的计算与夹紧力分析
由于本道工序主要完成工艺孔的钻、铰加工，而钻削力远远大于铰的切削力。
因此切削力应以钻削力为准。
由《切削手册》得：
钻削力式（4-1）
钻削力矩式（4-2）
式中：
代入公式（4-1）和（4-2）得
夹紧力：
本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。
因此进行夹紧立计算无太大意义。
只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。
因为加工的孔有尺寸公差，所以直线公差数值取（+0.015—+0.045）,紧固件用的孔中心距误差取±0.1mm。
由配合公差得：
衬套的直线偏离最大值为0.028，钻套的最大偏离值为0.015，他们的和为0.085<0.1,所以这种设计满足要求。
<五>钻套、衬套、钻模板及夹具体设计
工艺孔的加工需钻、铰两次切削才能满足加工要求。
故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。
故钻套孔径尺寸为。
图快换钻套图
铰工艺孔钻套结构参数如下表：
表铰工艺孔钻套数据表
d
H
D
公称尺寸
允差
12
16
18
+0.012
+0.001
30
26
10
4
11
11
20
衬套选用固定衬套其结构如图所示：
图固定衬套图
其结构参数如下表：
表固定衬
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