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摘要 后剎車凸輪左支架加工工藝和夾具設(shè)計(jì) 系 名： （四號宋體） 專業(yè)班級： （四號宋體） 學(xué)生姓名： （四號宋體） 學(xué) 號： （四號宋體） 指導(dǎo)教師姓名： （四號宋體） 指導(dǎo)教師職稱： （四號宋體） 年 月 摘要 在工藝設(shè)計(jì)中要首先對后剎車凸輪左支架零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：后剎車凸輪左支架，工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 V Abstract In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning 目錄 目 錄 摘要 II Abstract III 第1章 緒論 1 第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2.1 零件的分析 2 2.1.1 零件的作用 2 2.1.2 零件的工藝分析 2 2.2 左支座后剎車凸輪零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4 2.2.1 孔和平面的加工順序 4 2.2.2 孔系加工方案選擇 4 2.3 左支座后剎車凸輪零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 4 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 5 2.4 左支座后剎車凸輪零件加工主要工序安排 5 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 2.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 8 第1章 緒論 學(xué)生通過設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。其目的如下： ①培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械加工工藝問題的能力。通過課程設(shè)計(jì)，熟練運(yùn)用機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，正確地解決一個(gè)零件在加工中定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的能力。 ②培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。 ③進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運(yùn)用和編寫技術(shù)文件等基本技能。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請老師們批評指正。 參考文獻(xiàn) 第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是左支座后剎車凸輪零件。左支座后剎車凸輪零件的主要作用是支架軸，保證軸之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此左支座后剎車凸輪零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 , 2.1.2 零件的工藝分析 由左支座后剎車凸輪零件圖可知。左支座后剎車凸輪零件是一個(gè)左支座后剎車凸輪零件，它的外表面上有4個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下： （1） 以φ38孔底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為 （2） 以左端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：左端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為 （3） 以右端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：右端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為 （4） 以φ38孔為主要加工表面的加工孔。 （4）以2-φ13孔為主要加工表面的加工孔。 （5） 以2-φ16孔為主要加工表面的加工孔。 （6） 以φ14.5孔為主要加工面。 （7） 以K1/8孔為主要加工面。 表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度 表面 尺寸 精度 表面粗糙度 φ38孔底面 65 IT11 Ra12.5μm 左端面 37 IT11 Ra12.5μm 右端面 14 IT14 Ra50μm Φ38孔 Φ38 IT7 Ra3.2μm 2-φ16孔 2-φ16 IT14 Ra50μm 2×φ13孔 φ13 IT14 Ra50μm φ14.5孔 φ14.5 IT14 Ra50μm K1/8孔 K1/8 IT14 Ra50μm 2.2 左支座后剎車凸輪零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知。該左支座后剎車凸輪零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于左支座后剎車凸輪零件來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 2.2.1 孔和平面的加工順序 左支座后剎車凸輪零件類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工左支座后剎車凸輪零件上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。左支座后剎車凸輪零件的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。 左支座后剎車凸輪零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.2.2 孔系加工方案選擇 左支座后剎車凸輪零件孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最低的機(jī)床。 2.3 左支座后剎車凸輪零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）保證各重要孔的加工余量均勻； （2）保證裝入左支座后剎車凸輪零件的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以左支座后剎車凸輪零件的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證左支座后剎車凸輪零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證左支座后剎車凸輪零件在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從左支座后剎車凸輪零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是左支座后剎車凸輪零件的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c左支座后剎車凸輪零件的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.4 左支座后剎車凸輪零件加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。左支座后剎車凸輪零件加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到左支座后剎車凸輪零件加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于左支座后剎車凸輪零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將左支座后剎車凸輪零件加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： （1）銑φ38孔底面； （2）擴(kuò)鉸φ38孔； （3）銑左端面為主要加工表面的加工面； （4）銑右端面為主要加工表面的加工面； （5）鉆2-φ13孔。 （6）鉆2-φ16孔。 （7）鉆φ14.5孔。 （8）鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔 （9）去毛刺 清洗去毛刺 （10）驗(yàn)收 驗(yàn)收 （11）入庫 入庫 工藝路線二： （1）銑φ38孔底面； （2）銑左端面為主要加工表面的加工面。 （3）銑右端面為主要加工表面的加工面； （4）擴(kuò)鉸φ38孔。 （5）鉆2-φ13孔。 （6）鉆2-φ16孔。 （7）鉆φ14.5孔。 （8）鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔 （9）去毛刺 清洗去毛刺 （10）驗(yàn)收 驗(yàn)收 （11）入庫 入庫 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題， 以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一： 工藝路線一： 工序號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 設(shè) 備 00 鑄 鑄造毛坯 鑄造 10 時(shí) 時(shí)效熱處理 鑄造 20 銑 銑φ38孔底面；其中表面粗糙度要求為 機(jī)加工 立式銑床X52K 30 擴(kuò)鉸 擴(kuò)鉸φ38孔；其中表面粗糙度要求為，并進(jìn)行孔口倒角 機(jī)加工 立式鉆床 Z525 40 銑 銑左端面為主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求為 機(jī)加工 立式銑床X52K 50 銑 銑右端面為主要加工表面的加工面；其中表面粗糙度要求為 機(jī)加工 立式銑床X52K 60 鉆 鉆2-φ13孔；其中表面粗糙度要求為 機(jī)加工 立式鉆床 Z525 70 鉆 鉆2-φ16孔；其中表面粗糙度要求為 機(jī)加工 立式鉆床 Z525 80 鉆 鉆φ14.5孔；其中表面粗糙度要求為 機(jī)加工 立式鉆床 Z525 90 鉆 鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔 機(jī)加工 立式鉆床 Z525 100 去毛刺 清洗去毛刺 110 驗(yàn)收 驗(yàn)收 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “左支座后剎車凸輪零件”零件材料采用1號可鍛鑄鐵制造，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 （1）底面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。 （3）孔 毛坯為實(shí)心，不沖孔。 （4）端面加工余量。 根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下： 粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。 表2 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 表面 尺寸 余量 鑄件尺寸 φ38孔底面 65 3 68 左端面 37 3 40 右端面 14 3 17 Φ38孔 Φ38 3 Φ32 2-φ16孔 2-φ16 實(shí)心鑄造 無 2×φ13孔 φ13 實(shí)心鑄造 無 φ14.5孔 φ14.5 實(shí)心鑄造 無 K1/8孔 K1/8 實(shí)心鑄造 無 2.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序20：銑φ38孔底面； 機(jī)床：銑床X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10] 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序30：擴(kuò)鉸φ38孔 機(jī)床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 擴(kuò)鉸φ38孔 進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～38，取。 切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～41，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2） 鉸孔φ38 刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。 切削深度：，且。 進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～58，取。 切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～60，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31取 實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序40：銑左端面為主要加工表面的加工面。 機(jī)床：銑床X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度：=3mm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，?。焊鶕?jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，取根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按照《切削用量簡明手冊》表3.1～74，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81,取 切削工時(shí) 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序50：銑右端面為主要加工表面的加工面； 機(jī)床：銑床X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度：=3mm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，?。焊鶕?jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，取根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按照《切削用量簡明手冊》表3.1～74，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81,取 切削工時(shí) 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序60：鉆2-φ13孔 鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實(shí)際切削速度為=2.64 確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） = 工序70：鉆2-φ16孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～38，取。 切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～41，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序80：鉆φ14.5孔。 機(jī)床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 （1） 切削深度。 （2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：，查表《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-134，查得，，取，查得，，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查立式鉆床Z525主軸轉(zhuǎn)速表，取，再計(jì)算實(shí)際切削速度。 （3） 基本時(shí)間的確定 首先查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表2-26，查得鉆削機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式，，，=（1~4），鉆孔深度，，，見《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-42，所以 工序90：鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔 機(jī)床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～38，取。 切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～41，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 15