CA10Bb解放牌汽车“前刹车调整臂外壳”夹具设计说明书

1、2、零件的分析. 2目录一）、零件的用途介绍 .（二）、零件的工艺分析 . 2、工艺规程设计 . 2（一）、确定毛坯的制造形式 . 2二）、基准的选择 . 2三）、拟定工艺路线 . 3（四）、机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 5（五）、确定切削用量及基本工时 . 9三、夹具设计 . 17（一）、设计要求 . 17（二）、铣削切削力计算 . 17（三）、确定铣床夹具的结构方案 . 18参考文献 . 19一、零件的分析（一）、零件的用途介绍。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，它的中心是一个花键孔，外面是蜗轮齿。侧面有一个蜗杆轴，

2、 头上有一个四方，调整刹车用。最外头有一个孔，装销子连接刹车分泵。孔及键 槽和轴配合传递扭矩达到调整刹车的作用。（二）、零件的工艺分析。本零件用于支撑和保护前刹车调整臂， 同时也传递力矩， 因此对零件有一定强度要求。选用KT35Q抗拉强度达到300Mpa而且可锻铸铁可以承受震动或冲击， 这些铸件大批量生产，成本较低。本零件有两组主要的加工表面。它们是：（1） 以 62mn?L为中心的加工表面。这一组的加工表面包括 62mnfL, 12mn二孔及它们的两个端面，键槽。 62mm中心孔和键槽起到定位和传递力矩的作用，所以它们的表面加工要求相对较高。 62mm孔 12mn二孔的中心轴线和它们的外端面

3、要有一定的垂直度。（2） 、以 13.8mm孔为中心的加工表面。这一组的加工表面包括 13.8mm通孔， 13mm通孔， 16mmi阶梯孔，左右 两个端面和M10螺纹。 13.8mm通孔， 13mm通孔， 16mn阶梯孔要保证一定 的同轴度。二、工艺规程设计（一）、确定毛坯的制造形式。毛坯的选择应根据生产批量的大小， 零件的形状和尺寸， 零件的受力情况， 工厂现有的设备和技术水平及技术经济性等来决定。 我们这个加工 “前刹车调整臂 外壳”的加工任务为大批量生产，材料为可锻铸铁，为了使铸件的加工余量小， 一模多用（模可重复使用，减少造模时间） ，提高生产效率，所以选用金属型铸 造。（二）、基准的

4、选择。（ 1）粗基准的选择：按照粗基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应当 以这些不加工表面作为粗基准， 这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有一 定的相对位置关系。在这里我们选择了以 62mmfL, 12mn二孔的外轮廓为粗 基准，选用两个V型块定位，限制五个自由度，加上一个支撑板对 62mm孔， 12mm二孔的端面起支撑左右，达到完全定位。选用这个粗基准一方面便于零 件的装夹，另一方面又能达到很好的定位要求。（2）精基准的选择：应尽可能选择所加工表面的工序基准为精基准，这样可以 避免由于基准不重合引起的定位误差。 但当设计基准和工序基准不重合时， 应该 进行尺寸换算。（三）、拟定工艺

5、路线。 拟定工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，它的出发点是保证零件的几 何形状、尺寸精度、 位置精度和表面质量等技术要求。 同时也要考虑经济和环境 效果，努力降低生产成本，实现大批量快速生产，提高生产效率 ，因此工艺路线 拟定要合理， 机床和夹具的选择要与工艺路线合理配合。 我们这个小组拟定了两 个加工方案， 我们通过对加工工艺性， 经济性的讨论和分析， 最后确定了一种最 为合理的工艺路线加工方案。1.工艺路线方案一：工序I:铣左侧端面（以 62mmfL, 12mmfL外轮廓为基准）工序U:扩，镗 62mnJL （以左侧端面为定位基准）工序川：粗铣，精铣上下端面（以左侧端面和 62mn中心

6、孔为基准）工序W:钻 12mn孔，钻 4.3mm孔。工序V:铣 30mm勺右端面工序钻，扩 13.8mm孔， 13mm孔， 16mm孔，钻 M10螺纹孔，钻 Rc1/8孔工序 :修整R11的端面工序毗：刨槽，成形刨刀。工序区：攻M10螺纹孔，攻Rc1/8孔工序X:检查。2. 工艺路线方案二:工序I :粗铣，精铣 62mm孔， 12mm二孔的两个端面。工序U:钻，扩，精扩 62mmfL， 12mm工序川：钻 4.3mm孔。工序W:粗铣 13.8mm孔和 13mm孔的端面。工序V:钻，扩 13.8mm孔， 13mm孔， 16mm孔。工序修整R11端面。工序:钳工去毛刺，倒角。工序毗：钻M10螺纹孔

7、。工序区：刨槽26+0：28，成形刨刀。工序I:铣左侧端面（以 62mmfL, 12mmfL外轮廓为基准）工序X:攻M10螺纹孔，攻Rc1/8孔工序 XI ：检查。3. 工艺路线的分析和比较。方案一以 62mm孔的外轮廓为粗基准加工左侧端面，再以左侧端面为精基准 加工 62mm中心孔，再以 62mm中心孔和端面为定位基准加工其它表面。选择 这种基准定位方式考虑的是互为基准的原则 这种加工方法容易保证加工表面之间的位置精度， 但是由于左侧端面面积小， 铸 造时可能也会存在缺陷， 造成支撑面积不够， 工件定位不稳， 夹紧不可靠等问题。 因此我们废除了这个方案。 方案二基本是合理的， 基准的选择和加

8、工顺序也基本 能达到生产的要求，但也有些地方要改正。如工序I加工以62mm孔的外轮廓为粗基准，不符合粗基准一般不重复使用的原则，因此端面的粗，精铣应分开， 以保证端面和其它表面之间的位置要求。 工序U将加工两个孔的工位分开，分别 成为一个工序，对设备要求就会降低而且生产效率也会提高。经过以上的分析和讨论确定的最优方案为：工序I:粗铣 62mm 12mn二孔上下两个端面。以 62mm 12mm二孔的外 轮廓为基准，选用X53型立式铣床。工序U :钻，扩，精扩 62mm孔；以 62mn孔的外轮廓和端面为基准。以端面 为主要定位基准，限制三个自由度 x, y , z，有以 62mn孔外轮廓为定位基准

9、， 限制两个自由度x，y，加上用V型块配合夹紧 12mm孔外轮廓限制一个自由度 z，从而实现完全定位。选用 Z575立式钻床钻床。工序川：钻，扩，精扩 12mn孔和钻 4.3mm孔。以 62mm孔的外轮廓和端面 为基准，Z2518立式钻床。工序W：半精铣上下两端面。以 62m和端面为基准。以 62mm中心孔和端面为定位基准， 短销和大支撑端面组合， 定位以大支撑端面为主， 限制三个自由度x , y , z。选用X53型立式铣床。工序V:铣左右两个 30端面。以 62mm12mm二孔为基准，保证两端面的对称度，选用X63型卧式铣床。工序钻，扩，精扩通孔 13.8mm 13mn和台阶孔 16mn孔

10、，钻锥螺纹Rc1/8底孔。以 62mm 12mm二孔和端面（一面两销）为基准，选用 Z3025摇臂钻床。工序皿修整R11端面。 以 13.8mm 13mm二孔为基准，端面磨床。工序毗: 钳工去毛刺，倒角。工序区：钻M10螺纹孔。 以右端面和 62mm孔端面为基准，选用 Z525立式钻床及专用夹具加工。工序X:刨槽，成形刨刀刨26：腐4键槽。以 62mn端面和 30凸台为基准，采用拍板固定。工序XI :攻M10螺纹孔，攻Rc1/8孔。工序XH:检查。（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定。“前刹车调整臂外壳”的零件材料为KT350,硬度小于150HB,毛坯重量为2.5KG,生产类型为大批量

11、生产，采用金属型浇铸方法铸造该毛坯。根据上述原始资料和加工工艺分别确定各加工表面的机械加工余量， 工序尺 寸及毛坯尺寸如下：0.181 加工 62mm 12 0.06 mn二个孔的上下两个端面。加工余量的计算长度为320.i7mm 120.24mm表面粗糙度要求为Ra6.3.一（1） .按照机械加工余量手册表 4-1 , 3200.!7的铸件尺寸公差等级为IT7-IT9，取加 工余量等级为F级，公差等级为IT9，则 62mn?L的外端面加工余量为2.0-2.5mm，取Z =2mm 12o.24mm的铸件尺寸公差等级为IT7-IT9，按照机械加工余量手册表 4-1取 加工余量等级为 F级，公差等

12、级为 IT9，则12 ：08mm孔的外端面单边加工余量为 2.0-2.5mm，取 Z=2mm（2）铣削余量：半精铣单边余量查金属切削手册Z=0.5-1.0 mm取Z=0.5mm公差即为零件公差-0.17mm或-0.24mm。粗铣余量：粗铣的单边公称余量为 Z=2-0.5=1.5mm。粗铣公差：现规定本工序的精度等级为IT13，因此可知本工序的加工公差为-0.39mm（320.17mm端面）和-0.27mm （ 1200.24 mm端面）。由于本设计规定的零件为大批量生产应该采用调整加工，因此在计算最大，最小加工余量时，应调整加工方式予以确定。 62mm 12mm二孔的外端面加工余量工序间余量和

13、公差分布如下：I I-“卜|】孔外端面工序间尺寸公差 分布图（图2） 12mmfL的部分:毛坯名义尺寸为：12+ 22= 16mm1 6毛坯最大尺寸为16 一 2 17.6mm21 6毛坯最小尺寸为162 14.4mm2粗铣后最大尺寸：12+ 0.5 2= 13mm0 27粗铣后最小尺寸：132 12.73mm2半精铣后尺寸为1200.24 mm由图2可知 62mm孔台阶端面部分：毛坯名义尺寸：32 2 2 36mm1 8毛坯最大尺寸：362 37.8mm21 8毛坯最小尺寸：362 34.2mm2粗铣后最大尺寸：32+0.5 2= 33mm0 39粗铣后最小尺寸：33 2 32.61mm2半

14、精铣后尺寸为3200.17 mrm最后将上述计算的工序间尺寸和公差整理成下表: 62mmfL外端面 12mm孔外端面工序加工尺寸及公差毛坯粗铣半精铣毛坯粗铣半精铣最大37.83317.613加工前尺寸最小34.232.6114.412.73最大37.8333217.61312加工后尺寸最小34.232.6131.83144.412.7311.76加工余量（单边）2最大2.40.522.30.5(mm最小0.7950.390.8050.485加工公差（单边）（mm）0.90.9-0.39/2-0.17/20.80.8-0.27/2-0.24/22 . 62mmfLo 62mm孔公差虽无标出，而由

15、表面粗糙度为Ra6.3可考虑其精度等级为IT8-IT9，取IT9则其尺寸为62o0074。毛坯中 62mnfL铸出，由金属型铸造铸 件。查简明机械加工工艺手册（简称工艺手册）可知该铸件精度界于IT7-IT9 之间，查机械加工余量与公差手册表10-8得铸件机械加工余量为5.0-7.0mm， 取2Z=5.0mm确定工序尺寸及余量为：扩钻孔： 60mm2Z=60mm-(62-5) mm= 3mm扩孔：61.5mm2Z=1.5mm精扩孔：0.074622Z=0.5mm3. 12mmfLo 12mnfL不铸出，毛坯为实心。精度等级界于IT11-IT12之间，参照机械加工余量与公差手册表4-23确定工序尺

16、寸及余量为：钻孔：11.0扩孔：11.85mm2Z=0.85mm精扩孔：0.18120.062Z=0.15mm4. 13.8mn和 13mn两通孔的端面.由两端面的表面粗糙度为25,设其精度等级为IT10查机械加工余量与公差手册表5-47知，两通孔端面的单边加工余量为 Z=1mm因此铣削余量2Z=2mm一次铣削即可满足要求5. 13.8mm孔， 13mm孔和 16mn孔。毛坯为实心，通孔 13.8mm孔， 13mm孔不铸出，精度等级介于IT11-IT12之间，参照机械加工余量与公差手册表 4-23 确定工序尺寸和余量为：钻孔： 13mm扩钻孔： 13.5mm2Z=0.5mm0.12精扩：13.

17、80. 2Z = 0.3mm钻孔： 12mm扩钻孔： 12.85mm2Z=0.85mm0.12精扩：13.2Z = 0.15mm钻孔= 15mm扩钻孔： 15.85mm 2Z = 0.85mm0.12精扩：16.2Z = 0.15mm6. 键槽 26 00.1284mm 。以 62mm, 12mn二孔及端面和 13.8孔为基准，牛头刨床（拆除原来拍板的刀排，加装刨槽工具） 。（五）确定切削用量及基本工时。工序I :粗铣 62mm 12mn二孔的两个端面，保证尺寸330.39mm和130.27mm。加工条件：毛坯材料是 KT35Q硬度小于150HB b 350Mpa.铣床：X53型立式铣床。刀具

18、 : 采用高速钢镶齿三面刃铣刀42.4(m/ min)工作台每分钟进给量fmf2znw 0.08 20 6096(mm / min)由附表 4-16-2 得：fm 100mm/ min切削工时：因为铣刀的行程为丨丨h J100 16 41157mm，所为机动切削工时t1l l1 I2157.min1001.57min，由于铣削两个端面故tm 2t13.14min工序U :钻，扩，精扩62o.074 mm孔. 62mn铸出，根据有关资料介绍，禾U用钻头进行扩钻时，其进给量与切削量与切 速度与钻同样尺寸的实心孔时的关系为:1 1进给量：f =( 1.21.8 ) f钻，切削速度：V= f钻(-)V

19、钻231.扩钻孔 60mm.利用 60mm的钻头对铸件孔进行扩钻。因加工本孔时属于低刚度零件，故进给量要乘以系数0.75，根据机械制造工艺设计手册(简称设计手册)表3-38查得f钻=1.01.2mm/ r，取存占=1.0mnZr，由设计手册表3-4查得V钻=0.7m/ s= 42m/ min。则 f =( 1.2 1.8 ) f钻=(1.2 1.8 ) x1.0 x0.75 = 0.9 1.35 (mr/ r)V=(1 1)x42 = 21 14 (m/min)23根据设计手册附表 4-5-2，取f = 1.09mm/r,根据机床说明书取nw = 64r/查金属切削手册表9-12得进给量f2

20、= 0.08mnZ齿。铣削深度t = 1.5mm查金属切削手册表 9-14得切削速度 V=45m/min铣刀外径dw= 225mm齿数Z=20, 次铣削即可达到尺寸要求。1000V1000*45则铣刀每分钟转速：n63.7(r/mi n)n dw 225 n现采用X53型立式铣床，根据机械制造工艺设计手册附表4-16-1取Vnwdw 60X225nw 60r / min，则实际切削速度为10001000tm120.180.06mn孔不铸出。min。故实际切削速度为:nwdw 60 64V12.1(m/mi n)1000 1000切削工时：L= 32mm tl320.46(mi n) nwf 6

21、4*1.092.扩孔 61.5mm用套式扩孔钻来加工 61.5mm孔查简明机械加工工艺手册（简称工艺手册）表11 15得：f =（ 2.22.4 ） f钻，查切削用量简明手册表 2-10得存占=2.02.4mnZr,取f钻=2.0 mm7 r，故f = 4.44.8mm根据设计手册附表4-5-2取f = 4.8mm/r。由上步骤知V= 2114mrp/min。根据机床说明书取主轴转速n = 122r / min ,则实际转速为：V 遷 23.6m/min 1000切削工时：I = 32mm l1 = 3mm l2 = 3mm32 3 3380.065min nf122 4.83.精扩孔 62

22、0 0.074mm 孔.同步骤 2 取 f = 4.8mmr，取 n= 172r/ min1.钻 11mmfLo进给量：查设计手册表 3-38得f = 0.52-0.64mm/r，查设计手册表4-5，Z2018机床说明书，取 f = 0.2mm/r切削工时：tm1 2380.046(mi n)nf172 4.8则转速为V船33（m/min）工序川：钻，扩，精扩120.180.06mm孔。1000vns K1000 42111216r / min根据机床说明书表4-51200r / min故实际切削速度为nwdwV 100011 120041.4(m/ min)1000切削工时：l = 12h+

23、l 2 = 42知,484(r/min)11.85tm =l + l 1 +l 2nf12 3 344忑 0.19(min)3.精扩孔120.180.06tm =dwn100018.2(m/mi n)l + l T +l 2nf12 3 3484 0.20.19(mi n)切削速度：由设计手册表3-42查得V=0.7m/ s = 42m/ min ,所以t = 1比=120.07(mi n)nwf 1200 0.22.扩钻孔 11.85mm查设计手册表 4-5机床说明书得 f = 0.2mm/ r。由上工序步骤V钻=42m/mi n1 1V=( )必占=21 14m/mi n231000vbn

24、 -取 V=18m/min,则dw根据机床说明书取f = 0.2mn/r, n= 484r/min同本工序步骤1取进给量f = 0.2mm/ r,n= 1200r/min, V= 41.4m/min ,tm=5l + l 1 +l 2nf12 3 31200 0.20.8(mi n)4 钻 5X4mmfLo5扩钻 5X00.16mmfL1 1查工艺手册表11-15得f =(1.2-1.8 ) f钻，V=()7钻，根据机床说明书23f钻=0.2mm/r, V= 42m/min故 f = 0.24 0.36 (mr/r), V= 21 14 (m/min),pl n取 f = 0.3mn/r,取

25、n= 1200r/min,故实际切削速度 V w- = 16.2m/min 1000l+l 1 +1238t1=- 0.106(mi n)nf 0.3 1200 tm=5t1 = 0.53(mi n)工序W :半精铣 62mm 12mm二孔的两个端面，保证尺寸 32o.17mm和12o.24mm(1) 切削深度：半精铣的的单边切削余量等于切削深度为t = 0.5mm 一次走 刀即可满足要求。(2) 进给量：查金属切削手册表 9-12取进给量f2 = 0.10mn/齿，查金 属切削手册表9-14铣削速度推荐围得V 42m/min，取铣刀外径为dw100mm 齿数 Z=14,则每分钟转速 ns10

26、00 42 133.8(r/min)dw 100根据X53型立式铣床说明书，取nw 150r/min故实际切削速度Vnwdw 47.1(m/min)1000工作台每分钟进给量 fm fzznw = 0.1 X4X50= 210 (mn/min) 查设计手册附表4-16-2取fm = 200m/min13ns1000vdw1000 1832179.1(r /min)1000 42=1028.9 (r /min)(3)切削工时：tm 2 fm 2 1571.57(mi n)200工序V :铣左右两端面(1)切削深度：两端的单边切削深度t = 1mm米用咼速钢镶齿二面刃铣刀(2)进给量和切削速度：查

27、金属切削手册表 9-12取进给量f2 = 0.10mm/齿。查金属切削手册表 3-30取铣削速度V= 18m/min|，查金属切削手册表 9 7 取dw = 32mm, Z = 8 , 则根据X63型卧式铣床说明书取nw = 190r/min故实际切削速度V二1000 18 19.1m/ min100032工作台每分钟进给量fm = f2Znw = 0.10 8X190= 152 (mr/min),查设 计手册附表4-17-2取fm = 150m/min(3)切削工时：I = 30, l1 I2 6I l1 l230 6tm 21 2 = 20.48(mi n)fm150工序切：钻、扩、精扩通

28、孔 13.8o0.12mm, 13o0.12mm和台阶孔 16o.12mm孑L。钻Rc1/8孔。采用Z3025摇臂钻床，高速钢钻头钻孔。0 121.加工 13.8c. mm 孔。(1)钻 13mn孔。采用Z3025摇臂钻床，高速钢钻头钻孔。查设计手册表3-38得f = 0.520.64mn/r，因孔深与孔径之比小于 3,因此不用乘于修正系数。查设计手册附表 4-4-2 , Z3052摇臂钻床说明书取f=0.63mm/min,查设计手册表 3-42得V= 42m/mindwnw1000500 13.5100021.2m/ min根据Z3025摇臂钻床说明书（设计手册附表4-4-1 ）取nw =

29、1000r/min,故实际切削速度V 卫匕 二1000 1340.82(m/min)1000 1000切削加工时：I = 2 (47 寸)68(mm), h = 3mmI |71tm =- = 0.112 (min)nwf1000 0.63（2）扩钻 13.5mm孔。1 1查工艺手册表11 15得f = （1.21.8 ） f钻，切削速度：V= f钻（）V钻,23查设计手册表3-117得f钻0.20.4mnZr,取f钻=0.3mm/r, V钻=0.2660.4m/s = 15.96 24 m/min，故 f =( 1.2 1.8 )X).3 = 0.36 0.54 (mr/ r), 1 1取浪

30、占=18m/min, V=(一-)V钻=96m/min，查设计手册附表 4-4-223取 f = 0.4mn/r故 ns= 666.7 444.4 (r /min)dw13.5查Z3025摇臂钻床说明书(附表4-4-1 )取nw = 500r/min则实际切削速度为：I |71机动工时：濡 一I = 一 = 0.355minnw f500 0.4(3)精扩 13.800.12 mm 孔同上取进给量f = 0.4mm/r,n = 630r/min则x/dwnw630 13.8/ , 、V =27.3(m/mi n)I |71机动工时：tm10.282 minnw f 630 0.42.加工 13

31、o0.12mm 孔(1)钻孔 12mm.步骤同本工序 1- (1)取 f = 0.63mn/r, V= 42m/min1000 1000故实际切削速度Vdwnw _ 1000121000 _ 100037.68( m / mi n)tml hnwf48 31000 0.630.081min鯉=11146/min dw 12取 nw = 1000r / min切削工时：I _2X 37-26/2)_ 48mm h _3mm(2)扩钻 12.85mm孔步骤同本工序1- (2)取 f _ 0.4mn/ r, V_ 96m/min1000v故n1000()223.1 148.7r / min ,取 n

32、w _ 200r /min,则实际dw12.85切削速度为Vdw%/12.85 2008.07(m/mi n)10001000机动工时：tmI I1510.64 minnwf200*0.40 12(3) 精扩 13g . mm同上取 f _0.4mn)/r, n_ 200r/min,故Vdww 8.16(m/min)1000l l51机动工时：tm-1一0.64(mi n)nwf 200*0.43.加工 160 . mm的孔(1)扩钻 15mn孔。1 1由本工序1- (2)得f _( 1.21.8 ) f钻，V=( )V钻，23取 站 _ 0.3mm/r,必占 _ 18m min1 1故 f

33、_(1.2 1.8 )X).3 _ 0.36 0.54mm/r, V=(一)钻_96m/min23才/1000v1000 (9 6)取 f _0.5mn/r , ns191.1 127.4(r /min)dw15故实际切削速度V罟空迴空迴 9.42(m/min) 1000机动工时:l = 22 = 4mm l1 = 3mmtm4 30.07min200*0.5tmdw nw100015 20010009.95(m/ min)l I1 n f4 3200 0.50.07 min(3)精扩 1600.12mm步骤同上,取 f = 0.25mn)/r, n = 200r/min,V dwn10000

34、 10.05(m/min) 1000200*0.250.14(mi n)故ns迪迪dw1000 208.8723.8(r/mi n)查机床说明书取nw=630r / min ,故实际切削速度切削工时：tm 2 41 31 1 1 0.038min查Z3025摇臂钻床说明书取nw = 200r/min(2)扩钻 15.85mm孔步骤同上取 f = 0.5mm/r, n = 200r/min。4.钻Re1/8孔（ 8.8mm） o用Z3025摇臂钻床及专用钻模查设计手册表 3-38得f = 0.470.57mn/r,查Z3025摇臂钻床说明书（设计手册表442 ）取f = 0.5mn/ r查切削用

35、量简明手册表 2-17取V=20r/mindwrw 8.8 6301000 1000V17.4(m/mi n)nw630 0.52攻 RC1/8 孑L： tm2I h2nf4131 1 1630 0.250.15(mi n)故ns迪l00吗dw10636.9r / min故实际切削速度Vdwnw 10*6301000 100019.8(m/ min)机动工时：攻M10mr螺纹tm12 - 11 12 2 31 7 1 10.41(min)nf630 0.2工序 :修整R11端面工序毗：去毛刺，倒角手动进给取与扩孔时转速相同。n= 200r / min工序区：钻螺纹孔 8.8mm选用Z525立式钻床及专用夹具加工。步骤同上，取 f = 0.5mm/r, nw = 630r /minV= 17.4m/ min31 71 1切削工时：tm0.083mi n630*0.5工序X :刨削26 0.fmm键槽