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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 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)，有時甚至錯過了午飯時間。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矫娴那啡保e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，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，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，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 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)選取＝475 3.計(jì)算工時 切削工時：，，， 則機(jī)動工時為 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 切削工時：，，， 則機(jī)動工時為 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)選取＝675 3.計(jì)算工時 切削工時：，，， 則機(jī)動工時為 總的工時：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，。由于本零件在加工Φ12孔時屬于低剛度零件，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：，，， 則機(jī)動工時為 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：，，， 則機(jī)動工時為 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：，，， 則機(jī)動工時為 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，。由于本零件在加工Φ12孔時屬于低剛度零件，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：，，， 則機(jī)動工時為 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：，，， 則機(jī)動工時為 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：，，， 則機(jī)動工時為 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 切削工時：，，， 則機(jī)動工時為 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 切削工時：，，， 則機(jī)動工時為 工序 80：以Φ32后端面、Φ20后端面，銑兩個寬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)選取＝650 當(dāng)＝650r/min時 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3.計(jì)算工時 切削工時： ，， 則機(jī)動工時為 總的時間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： 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：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： 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：t==0.022（min） 第3章 專用夾具的設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(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，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強(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)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強(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，限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸移動和Z軸轉(zhuǎn)動。 2. Φ16H9孔作為第二定位基準(zhǔn)，與心軸Φ16f8外圓相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Z軸移動。 3. Φ14H9孔作為第三定位基準(zhǔn)，與B型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即Y軸轉(zhuǎn)動，工件六個自由度被完全限制，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，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，應(yīng)該注意提高勞動生產(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) 參考文獻(xiàn) 1.鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2004，8 2.趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984，2 3.孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12 4.李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，12 5.鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京： 高等教育出版社 2000 6.黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶： 重慶大學(xué)出版社 2002，7 7.丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京： 高等教育出版社 1997 8.儲凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶： 重慶大學(xué)出版社 1997，12 9.廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測量 北京： 中國計(jì)量出版社 2000，1 10.樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1992，12 16