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1、设计说明书题目：制动臂的工艺规程及钻孔的夹具设计学生:学号:专业:班级:指导老师:序言1第一章零件的工艺分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析2第二章工艺路线的拟定32.1 毛坯的选择32.2 定位基准的选择42.2.1 粗基准选择42.2.2 精基准的选择52.3 表面加工方法的选择62.4 工艺路线的拟定7第三章主要工序设计103.1 工序1设计103.2 工序2设计103.3 工序3设计103.4 工序4设计Il3.5 工序7设计123.6 工序13设计14第四章夹具设计164.1 任务与要求164.2 定位方案设计164.2.1 定位基准的选择164.2.2 定位元件的布置1
2、84.2.3 定位误差分析与计算184.3 切削力及夹紧力计算204.3.1 夹紧力计算204.3.2 夹紧元件214.4 夹具设计及操作简要说明21总结22致谢24参考文献25序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。制动臂的加工工艺规程及其夹具设
3、计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第一章零件的工艺分析1.1 零件的作用1.2 零件的工艺分析制动臂的工艺有2组加工面的分别为1：以一端面和侧面为基准的加工面，这
4、组加工面包括，铳的另一端面，钻扩钱中20的孔。2：以一端面和20的孔为基准的加工面，这组加工面主要是其他的孔和端面。第二章工艺路线的拟定2.1 毛坯的选择制动臂零件的材料HT200,HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法因为是成批生产，采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2 定位基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。2.1.1粗基准选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）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
5、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。（2）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。（3）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。（4）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
6、基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取上端面和侧端面为定位基准，利用支撑板和支撑钉为定位元件。2.1.2精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：D为了保证零件各个加工面都能分配到足够的加工余量，应选加工余量最小的面为精基准。2）为了保证零件上加工面与不加工面的相对位置要求，应选不加工面为粗基准。当零件上有几个加工面，应选与加工面的相对位置要求高的不加工面为精基准。3）为了保证零件上重要表面加工余量均匀，应选重要表面为粗基准。零件上有些
7、重要工作表面，精度很高，为了达到加工精度要求，在粗加工时就应使其加工余量尽量均匀。4）为了使定位稳定、可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠、平整光洁面作粗基准。作为粗基准的面应无铸造飞边和铸造浇冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夹具装夹时，还应使夹具结构简单,操作方便。5）精基准应尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上只允许装夹使用一次。因粗基准是毛面，表面粗糙、形状误差大,如果二次装夹使用同一精基准，两次装夹中加工出的表面就会产生较大的相互位置误差。以错误!未找到引用源。一端面和20的孔为定位精基准,加工其它表面及孔。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
8、以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3 表面加工方法的选择序号工序工序内容加工方式1铸造铸造铸造2时效时效处理时效处理3铳铳40的端面铳4铳铳40的另一端面铳5铳精铳40的端面精铳6铳精铳中40的另一端面精铳7钻钻扩钱中20的孔钻-扩-钱8铳铳60X24的两端面铳9铳铳44X24的顶端面铳10铳铳60X44的两端面铳11钻钻M24的螺纹孔，攻丝钻-攻丝12钻钻60X24的端面的2-M5螺纹孔，攻丝钻-攻丝13钻钻44X24的顶端面的2-M5螺纹孔,攻丝钻攻丝14钻钻扩校中10的孔钻-扩-较15铳铳宽20的槽铳16钻钻3的孔，钩钻钻17检验检验检验18入库入库入库2.4 工艺路线的拟定制订
9、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等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一1铸造铸造2时效时效处理3铳铳40的端面4铳铳中40的另一端面5铳精铳中40的端面6铳精铳40的另一端面7钻钻扩钱20的孔8铳铳60X24的两端面9铳铳44X24的顶端面10铳铳60X44的两端面11钻钻M24的螺纹孔，攻丝12钻钻60X24的端面的2-M5螺纹孔，攻丝13钻钻44X24的顶端面的2-M5螺纹孔，攻丝14钻钻扩钱10的孔15铳铳宽20的槽16钻钻3的孔，钩钻17枝抬检验18入库入库方案二1铸造铸造2时效时效处理3钻钻扩校中20的孔4铳
10、铳40的端面5铳铳40的另一端面6铳精铳中40的端面7铳精铳40的另一端面8铳铳60X24的两端面9铳铳44X24的顶端面10铳铳60X44的两端面11钻钻M24的螺纹孔，攻丝12钻钻60义24的端面的2-M5螺纹孔，攻丝13钻钻44X24的顶端面的2-M5螺纹孔，攻丝14钻钻扩校中10的孔15铳铳宽20的槽16钻钻3的孔，德钻17检抬检验18入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案二先钻扩校孔，再粗精铳端面，违背了先面后孔的原则，后方案一先面后孔，先大孔后小孔，遵循了安排工艺的基本原则，更好地保证了工件的加工精度，综合考虑我们选择方案一。具体的工艺路线如下1铸造铸造2时效时效处理3铳铳40的
11、端面4铳铳中40的另一端面5铳精铳40的端面6铳精铳40的另一端面7钻钻扩钱20的孔8铳铳60X24的两端面9铳铳44X24的顶端面10铳铳60X44的两端面11钻钻M24的螺纹孔，攻丝12钻钻60义24的端面的2-M5螺纹孔，攻丝13钻钻44X24的顶端面的2-M5螺纹孔，攻丝14钻钻扩校中10的孔15铳铳宽20的槽16钻钻3的孔，德钻17检抬检验18入库入库第三章主要工序设计3.1 工序1设计铸造3.2 工序2设计时效处理3.3 工序3设计1 .选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铳刀，刀片采用YG8,ap=1.5nvn,=25rrun,v=125/n/min,Z=4。2 .决定铳削用量
12、1）决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成an=.5nrn2）决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出力=0.2zmz/齿，则nS=796.17Zmin_100Ov_1000J257id乃X50按机床标准选取%V=750r/min117.15nmin11dn4x50x750v=-=10001000当nw=750rmin时fm=fnw=0.24750=600次机/r按机床标准选取fn=600nn/r3）计算工时切削工时：/=15nm,Z1=9nn,I2=2trun,则机动工时为/+Z1+1.nJ15+9+3750x0.2=0.18min3
13、 .4工序4设计1 .选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铳刀，刀片采用YG8,ap=1.5nm,J0=32m/n,v=12511min,z=4。2 .决定铳削用量4）决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap=1.5nm5）决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出fz=0.2nvn/齿，则100OvJid100OXI251132=663.48rmin按机床标准选取%V=750/min八四j32750=i41.3mmin10001000当nw=750rmin时fm=fnw=0.24750=600研z/r按机床标准选取fn=600wwr6)
14、计算工时切削工时：1=39mm,1=9vn,I2=3run,则机动工时为=39+9+3=034minnwf750M).23 .5工序7设计工步一钻孔至619确定进给量的确定/：根据参考文献IV表2-7,当钢的bh800MPa,=923mm时，/=0.390A7mr。由于本零件在加工中27孔时属于低刚度零件，故进给量的确定应乘以系数0.75,则f=(0.390.47)x0.75=0.29035nr根据Z525机床说明书，现取f=0.25mmr切削速度：根据参考文献IV表2-13及表2-14,查得切削速度v=30fnmin所以=353rmin100Ov100030n=11dw万x27根据Z525立
15、式钻床说明书，取应,=350min,因此实际切削速度计算为=29.6Z/min11dn11273501000-w64+9+33500.25切削工时计算：/=64丽,Z1=9nvnfI2=3nn9则机动工时为=0.86min工步二：扩孔09.5如利用钻头将919mm孔扩大至09.5削，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取/=(1.21.8)wi=(1.21.8)0.650.75=0.5850.87w11r根据机床说明书，选取/=0.57zwzzrv=(gg)x12=64nmin则主轴转速为=51.670rmin,并按车床说明书取，v=68rnin,实际切削速度为10004X2
16、7.5X681000=5.8?/min切削工时：I=(Amm,/】=6mm,I2=3w7,则机动工时为=1.96minl+264+6+3nJ680.57工步3：工020孔根据参考文献IV表2-25,f=0.2-OAmmZr,V=8-12/?/min,得%=169.8-254.65rnin查参考文献V表4.2-2,按机床实际进给量的确定和实际转速，取=O.35mm,11u.=198rmin,实际切削速度V=9.3311Zmin。切削工时：/=64三,/】=9mm,I2=3nvnf则机动工时为=小旦二64+9+3=mnnwf1980.354 .6工序13设计确定进给量/：根据参考文献IV表27,当
17、钢的q800MPa,t0=Gmm时，f=0.390.47/?/r。由于本零件在加工斓67利孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75,则:f=(0.390.47)0.75=0.290.35三?Ir根据Z525机床说明书，现取=0.25mmr切削速度：根据参考文献Iv表2-13及表2-14,查得切削速度v=30/72/min所以1000vl(XX)30116=597r/min根据机床说明书，取册=600min,故实际切削速度为10007r1660=30zHmin1000切削工时：l=23mm,I】=9mm,I2=3nn,则机动工时为=I+=2?+9旺=o.23minnwf14500.25攻丝
18、M5攻螺纹M5mmoV=5m!mm砥=217rImin按机床选取nw=600r/min，则y=13Arnm机动时/=23mm,1=5Vn,I2=3mm(l2)J2353)5minnf6000.1第四章夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配工序的钻2-M5螺纹孔的钻床夹具。4.1 任务与要求本夹具主要用于钻2-M5螺纹孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。4.2 定位方案设计4.2.1 定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基
19、准分为设计基准和工艺基准两大类。1 .设计基准在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2 .工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几位置的基准,称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。本道工序钻2-M5螺纹孔，精度不高，因此我们采用已加工好的中20孔定位，因为孔径自身较小，切削力
20、较小，因此不在采用其他的辅助定位，开口垫圈的压紧力即可以满足要求。4.2.2 定位元件的布置此夹具采用心轴和定位挡销为定位元件，心轴限制5个自由度，分别为X,Y,Z方向的自由度，X,Y旋转的自由度，定位挡销限制一个自由度，即为Z旋转的自由度，精基准定位合理。如上图序号3,4。4.2.3 定位误差分析与计算用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中，由于工件的定位基准与工序基准不重合，以及工件的定位基准面与夹具定位元件的定位表面存在制造误差，都会引起工件的工序基准偏离理想位置，而使工序尺寸产生加工误差，称为定位误差，常用AdW.表示。其数值大小为工件的工序基准沿工序尺寸方向上发生的最大偏移量。它由
21、定位基准与工序基准不重合误差ZV和定位副制造不准确引起工序基准的位移误差Aivv两部分组成，其大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数之和，即血.=h,v+z,c当工序基准位置与多个定位基准有关时，以上两个误差方向和工序尺寸方向便可能不一致，定位误差的计算则比较复杂，需要具体情况具体分析。一般按最不利的情况找出定位时一批工件中工序基准的两个极端位置，然后把工序基准的最大变动量折算到工序尺寸方向上，即可得到定位误差。使用夹具安装工件时，应尽量减少定位误差，在保证该工序加工要求的前提下，留给其他工艺系统误差的比例大一些，以便能较好地控制加工误差。根据加工误差计算不等式，定位误差应不超过零件公差的l5-
22、l3o定位心轴垂直放置：d=+min=0.019+0.007+0.002=0.028式中定位副间的最小配合间隙（mm）；BD工件圆孔直径公差（mm）；%心轴外圆直径公差（mm）。4.3 切削力及夹紧力计算4.3.1 夹紧力计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力F=26zy0xHB06式(5-2)钻削力矩T=1OD,7o.6式(5-3)式中：D=MtntnHB=HBMqHBma,一/Bmin)=187-(187-149)=174=0.2O三T代入公式(5-2)和(5-3)得F=26xl2xO.2Oo8xl7406=1254NT=10x12,9x0.20o8x174
23、6=48569N.m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。4.3.2 夹紧元件如上图2,9,使用开口垫圈和螺母，配合心轴夹紧工件。4.4 夹具设计及操作简要说明使用心轴和定位挡销定位，开口垫圈和螺母的压紧力即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用固定钻套，保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械
24、制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,铸炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等；也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识；以及自己独立思考能
25、力和创新能力得到更进一步的铸炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学
26、过的知识重新复习了一遍。这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！致谢这次设计使我收益不小，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毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷
27、心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，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。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她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，她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 .切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版,1994年2 .机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3 .机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4 .机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5 .金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6 .机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年
