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目 錄
序 言 1
第1章 剎車支架分析 2
1.1 剎車支架的作用 2
1.2 剎車支架分析 2
第2章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3
2.1 確定毛坯的的制造形式 3
2.2 基準(zhǔn)的選擇 3
2.2.1 粗基準(zhǔn)的的選擇 3
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 3
2.3 制訂工藝路線 4
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4
2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 5
第3章 專用夾具的設(shè)計(jì) 14
3.1問題提出 14
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 14
3.3 定位分析 14
3.4切削力和夾緊力的計(jì)算 14
3.5夾具設(shè)計(jì)及簡要操作說明 15
致 謝 16
參考文獻(xiàn) 17
序 言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們在學(xué)校的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。本次課程設(shè)計(jì)題目是產(chǎn)品（或工程）設(shè)計(jì)類題目。
我們這次課程設(shè)計(jì)題目，以曾經(jīng)在實(shí)習(xí)工廠實(shí)習(xí)所參觀的并以此設(shè)備為參考，結(jié)合所學(xué)機(jī)械的各方面的知識，在老師指導(dǎo)下，查閱了許多手冊，經(jīng)過不斷的改進(jìn)，最終設(shè)計(jì)出了此次機(jī)構(gòu)，從而避免了加工質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低，設(shè)備昂貴的問題。
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，我們得到所學(xué)過的理論基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)，專業(yè)課全面的訓(xùn)練，為將來做好機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的工作提供全面的鍛煉機(jī)會。
我此次課程設(shè)計(jì)的題目是剎車支架以Φ32后端面、Φ20后端面，鉆、攻B向面上的M6-7H螺紋工藝工裝設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)下，對原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，從而可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度，計(jì)算正確，零號圖紙，符合工作量的要求。
通過這次課程設(shè)計(jì)，我在計(jì)算，制圖，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造工藝等方面的知識受到全面的綜合訓(xùn)練，并有所提高，在夾具設(shè)計(jì)方面受益匪淺。特別是張學(xué)偉老師在工作中對我耐心輔導(dǎo)，有時(shí)甚至錯(cuò)過了午飯時(shí)間。他對學(xué)生強(qiáng)烈的責(zé)任感和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，無不給我以深刻的影響。
就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后參加實(shí)際工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于類似的大型課題第一次接觸，經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫娴那啡?，錯(cuò)誤之處一定存在，懇請各位老師給予批評指正。
第1章 剎車支架分析
1.1 剎車支架的作用
剎車支架的作用是用來支承工件。
1.2 剎車支架分析
剎車支架共有以下八組加工面，現(xiàn)分述如下：
1. 剎車支架7050端面，粗糙度Ra6.3
2. 剎車支架Φ32端面、Φ20端面；粗糙度均為Ra12.5
3. 剎車支架Φ14H9、Φ19H9孔
4. 剎車支架A向面，粗糙度Ra12.5
5. 剎車支架Φ14端面，粗糙度Ra12.5
6. 剎車支架兩個(gè)寬12的槽，粗糙度Ra25
7. 剎車支架M8-7H螺紋
8. 剎車支架M6-7H螺紋
第2章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
2.1 確定毛坯的的制造形式
剎車支架零件材料為 HT200，硬度選用175-255HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.3-1知，采用金屬型澆注。
2.2 基準(zhǔn)的選擇
2.2.1 粗基準(zhǔn)的的選擇
1.如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2.如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3.如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5.粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，選Ф20、Ф32端面作為粗基準(zhǔn)
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
1.用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
2.當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
3.當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4.為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
5.有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。
主要考慮的是基準(zhǔn)的重合問題。當(dāng)設(shè)計(jì)與工序的基準(zhǔn)不重合時(shí)，因該進(jìn)行尺寸換算。以Φ16和Φ14孔作為精基準(zhǔn)。
2.3 制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工序10：鑄造
工序20：退火
工序30：以Φ32端面為基準(zhǔn)，銑5070的面
工序40：以Φ32前端面、Φ20前端面為基準(zhǔn)，銑Ф20后端面、Ф32后端面
工序50：以Φ32前端面，鉆、擴(kuò)、鉸Ф14H9、Ф16H9孔
工序60：以Φ32后端面、Φ20后端面，銑A向面
工序70：以Φ32后端面、Φ20后端面，銑B向面
工序 80：以Φ32后端面、Φ20后端面，銑兩個(gè)寬12的槽
工序 90：以Φ32后端面、Φ20后端面，鉆、攻A向面上的M8-7H螺紋
工序100：以Φ32后端面、Φ20后端面，鉆、攻A向面上的M8-7H螺紋
工序 110：清洗去毛刺
工序120: 驗(yàn)收
工序130：入庫
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“剎車支架”零件材料為鑄鐵，毛坯的重量約為1Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。
1.5070的面，表面粗糙度為6.3，需要二步加工方能滿足要求，粗銑——精銑，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，表2—8得
粗銑 單邊余量 Z=0.7
精銑 單邊余量 Z=0.3
2、Ф20、Ф32的端面，表面粗糙度為12.5，只需一步銑削即可滿足要求，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工藝手冊》，表2-10得 單邊余量 Z=1.0
3. A向面，表面粗糙度為12.5，只需一步銑削即可滿足要求，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工藝手冊》，表2-8得 單邊余量 Z=1.0
4、B向面，表面粗糙度為12.5，只需一步銑削即可滿足要求，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工藝手冊》，表2-8得 單邊余量 Z=1.0
鉸 單邊余量 Z=0.1
5.Ф14H9孔及Ф16H9孔，需要三步加工方能滿足精度要求，鉆——擴(kuò)——鉸，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工藝手冊》，表3—6得
Ф14H9孔的余量
鉆 單邊余量 Z=6.0
擴(kuò) 單邊余量 Z=0.9
Ф16H9孔的余量
鉆 單邊余量 Z=6.0
擴(kuò) 單邊余量 Z=1.9
鉸 單邊余量 Z=0.1
6、兩個(gè)寬12的槽，鑄造成實(shí)心，銑削即可滿足要求。
7、不加工表面的毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。
2.5 確定切削用量及基本工時(shí)
工序30：以Φ32端面為基準(zhǔn)，銑5070的面
工步一：粗銑5070端面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
3.計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：精銑5070端面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因?yàn)榧庸ぞ认鄬^高，故分兩次（即粗銑、精銑）完成，則
決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
3.計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序40：以Φ32前端面、Φ20前端面為基準(zhǔn)，銑Ф20后端面、Ф32后端面
1. 選擇刀具
刀具選取立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
3.計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
總的工時(shí)：T=2t=0.519min
工序50：以Φ32前端面，鉆、擴(kuò)、鉸Ф14H9、Ф16H9孔
工步一鉆孔至φ12
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ12孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度
所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：擴(kuò)孔
利用鉆頭將孔擴(kuò)大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機(jī)床說明書，選取
則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，
實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步3：鉸孔
根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步四：鉆孔至φ12
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ12孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度
所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取，
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步五：擴(kuò)孔
利用鉆頭將孔擴(kuò)大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機(jī)床說明書，選取
則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，
實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步六：鉸孔
根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序60：以Φ32后端面、Φ20后端面，銑A向面
1. 選擇刀具
刀具選取立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
3.計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序70：以Φ32后端面、Φ20后端面，銑B向面
1. 選擇刀具
刀具選立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝550
3.計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序 80：以Φ32后端面、Φ20后端面，銑兩個(gè)寬12的槽
1.刀具選取立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝650r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3.計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
總的時(shí)間T=2t=2.123min
工序 90：以Φ32后端面、Φ20后端面，鉆、攻A向面上的M8-7H螺紋
工步一：鉆M8-7H的螺紋底孔Φ6.7
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》查得
（《切削》表2.15）
=760.5r/min
按機(jī)床選取n=750r/min
基本工時(shí)：
工步二：攻螺紋M8mm
選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
按機(jī)床選取n=275r/min
基本工時(shí)：t==0.037（min）
工序100：以Φ32后端面、Φ20后端面，鉆、攻B向面上的M6-7H螺紋
工步一：鉆M6-7H的螺紋底孔Φ5.1
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》查得
（《切削》表2.15）
=999.1r/min
按機(jī)床選取n=950r/min
基本工時(shí)：
工步二：攻螺紋M6mm
選擇M6mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
n==398.1(r/min)
按機(jī)床選取n=375r/min
基本工時(shí)：t==0.022（min）
第3章 專用夾具的設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計(jì)工序100：以Φ32后端面、Φ20后端面，鉆、攻B向面上的M6-7H螺紋的夾具設(shè)計(jì), 選用機(jī)床,Z525立式鉆床。
3.1問題提出
本夾具主要用來鉆、攻B向面上的M6-7H螺紋，精度要求不高，故在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。
3.3 定位分析
以Φ32端面、Φ20端面、Φ16H9和Φ14H9孔定位，定位分析如下：
1. Φ32端面、Φ20端面作為第一定位基準(zhǔn)，與心軸Φ32端面、B型固定式定位銷Φ20端面相配合，限制三個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸移動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
2. Φ16H9孔作為第二定位基準(zhǔn)，與心軸Φ16f8外圓相配合，限制兩個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)和Z軸移動(dòng)。
3. Φ14H9孔作為第三定位基準(zhǔn)，與B型固定式定位銷相配合，限制一個(gè)自由度，即Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位。
3.4切削力和夾緊力的計(jì)算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得：
鉆削力 式（3-1）
式中：D=5.1mm
式（3-2）
代入公式（3-1）和（3-2）得
本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向垂直。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無太大意義。
3.5夾具設(shè)計(jì)及簡要操作說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了心軸、快換墊圈、螺母等組成的夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序?yàn)殂@切削余量小，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
致 謝
本次課程設(shè)計(jì)受到了院系各級領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，得到了全校教師的大力支持與幫助。在此，我衷心的向你們道一聲：你們辛苦了。
通過課程設(shè)計(jì)，是對我們四年來所學(xué)知識的綜合的檢測，更是一個(gè)對所學(xué)知識的回顧及綜合復(fù)習(xí)的過程；對機(jī)械繪圖、工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)等過程等都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。
感謝院系領(lǐng)導(dǎo)給了我足夠時(shí)間來完成整套夾具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，得到了老師和同學(xué)的幫助與指導(dǎo)，在此表示感謝；也對做相關(guān)題目的同學(xué)的資助表示感謝，感謝他們在模具設(shè)計(jì)過程中對我的幫助和指導(dǎo)，尤其對擔(dān)任本次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示深深敬意，在設(shè)計(jì)過程中遇到一些困難，在老師的幫助下我才順利的完成了該夾具的設(shè)計(jì)，他對我設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的疏忽與不足之處提出批評與修改建議，使我的設(shè)計(jì)的夾具最終更加的完善。
這次設(shè)計(jì)我深知有很多不足，在此懇請大家給予指導(dǎo)
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