刹车盘毕业设计

河南工业职业技术学院机械加工技术课程设计阐明书设计题目：设计“刹车盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备班级 设计者沉默指导教师机械制造工艺学课程设计任务书题目：汽车刹车盘零件的加工工艺规程生产大纲：5000件生产类型：批量生产内容：产品零件图1张产品毛坯图1张机械加工工艺过程卡片1套机械加工工序卡片1套5.课程设计阐明书(5000～8000字)1份班级学生沉默指导教师目录前言……………课程设计阐明书正文…………一、零件的分析……………（一）、零件的作用………………………（二）、零件的工艺性分析………………二、拟定生产类型…………三、拟定毛坯………………(一)、拟定毛坯的种类………………(二)、绘制锻造件毛坯图……………四、工艺规程设计…………(一)定位基准的选择……………………(二)工艺路线的拟定……………………（三），机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的拟定…………………`五、工装设计分析提设计任务书……………六、小结…………………………七、重要参考文献………………前言机械制造工艺学课程是在学完了机械制造工艺学涉及机床夹具设计和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上的一种教学环节。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次进一步的全方面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在今年的学习中占有重要的地位。我个人的感想是，但愿经历了这次课程的设计，对自己的将来所从事的工作，进行一次适应性的训练，通过这次课程设计锻炼自己的分析问题，解决问题的能力，为毕业后的工作打下一种良好的基础。由于自己的理论知识的不完善，实践能力的缺少，设计之中不免有某些不合理的地方，学生我肺腑的恳请各位老师能够予以指教批评。一零件的分析（一）零件的作用刹车现在有盘刹和鼓刹，老某些的车诸多都是前盘后鼓的。现在的车诸多前后都是盘刹的。由于盘刹较鼓刹的散热好，在高速制动状态下，不容易产生热衰退，因此其高速制动效果好。但在低速冷闸时，制动效果不如鼓刹。价格比鼓刹贵。因此现在诸多中高级轿车采用全盘刹，而普通轿车采用前盘后鼓，而相对低速，且需要制动力大的卡车、巴士，仍采用鼓刹。（二）零件的工艺分析该零件为汽车刹车盘，安装在轴上，形状普通，精度规定并不高，零件的重要技术规定分析以下：（参阅附图1）由零件图可知，零件的左右端面有粗糙度规定，其它的表面精度规定并不高，只需按照锻造时的精度即可。铸件规定不能有砂眼、疏松等缺点，以确保零件的强度、硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意外事故。零件的端面的安装孔位置精度规定较高。二、拟定生产类型已知此刹车盘零件的生产大纲为50000件/年，零件的质量不到5Kg，查《机械制造工艺与夹具》第7页表1.1-3，可拟定该零件生产类型为大批量批生产，因此初步拟定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适宜集中；加工设备以通用设备和专用夹具为主，采用专用工装三拟定毛坯（1）拟定毛坏种类零件材料为HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件构造又比较简朴，生产类型为大批量生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简要手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-9。这对提高生产率，确保产品质量有协助。另外为消除残存应力还应安排人工时效。（2）绘制锻造件零件图四、工艺规程的设计（一）定位基准的选择根据零件图纸及零件的使用状况分析及毛坯的锻造状况，应用卡槽作定位基准，然后加工出左端面用作精基准。故对基准的选择应予以分析。（1）粗基准的选择按照粗基准的选择原则为确保不加工表面和加工表面的位置规定，毛坯选择锻造卡槽作为粗基准。根据零件图所示，毛坯的散热卡槽。(2)精基准的选择考虑要确保零件的加工精度和装夹精确方便，依“基准重叠”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的右端面为重要的定位精基准，用卡盘卡紧，进行切削。（二）工艺路线的拟定 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术规定，以及加工办法所能达成的经济精度，在生产大纲已拟定的状况下,能够考虑采用数控车床、通用转床配以专用工卡检具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，方便使生产成本尽量下降。选择零件的加工办法及工艺路线方案以下：方案一：工序一：以散热卡槽为粗基准粗车刹车盘的大端面，内圆面及内外圆倒角。采用CA6150卧式车床加工。工序二：以刹车盘大端面为基准粗车零件小端面、装配孔及外圆面及所规定倒角。采用CA6150卧式车床加工。工序三：再次以散热卡槽为粗基准半精车刹车盘的大端面，内圆面及内外圆倒角。为了提高精度和提高效率，此序采用CAk6150N卧式数控车床加工。工序四：再以三序刹车盘大端面为基准半精车零件小端面、装配孔及外圆面及所规定倒角。采用CA6150卧式车床加工。工序五：以大端面为水平基准，小端面内孔为定位基准，转削凸圆面的4个定位装配孔。采用Z3040转床。工序六：以小端面内孔壁厚为定位精基准，对工件大外圆两平行端面进行磨削精加工。采用改装后的砂轮CAK6150N进行加工。根据工序方案制订出具体的工序划分以下所示：毛坯为精铸件，清理后，退火解决，以消除铸件的内应力及改善机械加工性能，在毛坯车间车削去浇冒口，达成毛坯的技术规定，然后送到机械加工车间来加工。根据工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡片。见附表：机械加工工艺过程卡；附表；机械加工工序卡。（三）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的拟定。1.毛坯尺寸的拟定，画毛坯图。刹车盘材料为HT230。由于产品的精度规定不高，生产大纲为中批生产，因此毛坯选用砂型锻造。毛坯铸出后进行退火解决，以消除铸件在锻造过程中产生的内应力。由文献（1）表2-2，该种铸件的尺寸公差等级为IT9级。由文献（1）表2-2，可查出铸件重要尺寸的公差，现将重要毛坯尺寸及公差所示：重要面尺寸零件尺寸总余量公差IT重要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差ITΦ62.5两端面852+29内孔Φ62．54Φ58.59底面3029由此，可绘出其零件的毛坯图（见附图2）2.粗车刹车盘的两端面面两端面由粗车和精车两次加工完毕，采用6换多次使用圆弧车刀（高速钢）。刀具：YG6硬质合金圆弧右偏车刀。由于车刀在工作时，是断续切削，背吃刀量大，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时，应确保刀齿含有足够的强度。由金属切削原理与刀具可取γ＝５～λ＝-10κ=60=10。加工规定：粗车刹车盘的两端面。拟定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为2mm，文献表8-30可知精加工余量为1mm，由于两脚底面较小，根据实际状况，调节为0.2mm，故其粗加工余量为(2-0.2)=1.8mm。b）拟定进给量由《切削加工简要实用手册》表8-95，取每分钟进给量为0.2mm/min,取精加工每齿的进给量为1.5mm/min.粗车走刀一次ap=1.8mm，精车走刀一次ap=0.2mm。c)计算切削用量由表8-56，取粗车、精车的主轴转速分别为150r/min和300r/min，由前面选择的刀具圆弧R0.2mm，以及工件直径拟定对应的切削速度分别为：V=dn/1000==56.52m/minV=dn/1000=m/min=113m/mind)校核该机床功率（只需校核粗加工即可）。由文献表2.4-96得切削功率为P=92.4x10-5ZnK取Z=16n==2.5r/s=10mm=0.2mm=1.8mm而K=KKF2由文献表2.4-94可知K=1KF2=1故K=1故=92.4xxxxx1.8x16x2.5x1=0.35KW其所消耗量功率远不大于机床功率，故可用。3.两端面的加工两端面的加工由车削来完毕，此时，刀具：YG6硬质合金端车刀，刀具不变，机床不变。工序单边总余量由毛坯图与零件图可知为２mm，由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。由表8-95可得：=2mmf=2mm/r由文献表8-56可得n=600r/min则就可拟定对应的切削的速度：故V===226.08m/min4.钻定位孔孔该孔可选由高速钢钻头钻出定位孔后，为了装配方便，再由锪钻钻出倒角。由文献表8-81得锪孔时的倒角余量为1.5mm，根据实际状况可取为2mm,故锪孔的角度为90°。由文献表8-69,锪孔的进给量在不破坏精度的状况下自行拟定。由文献表8-71求得钻孔时的切削速度v=0.35m/s=21m/min由此算出转速为：n===668.8r/min按钻床的实际转速取n=600r/min，则实际切削速度为：v=dn/1000==21.85m/min由表8-78得F=CFdFfFK=588.6xdxfxKM=CdmfKx10=225.63xdxfxKx0由于加工灰铸铁时K=K由文献表8-78，可查的K=1，故F=588.6x11.6x0.2x1=1884.1NM=225.63x11.6x0.2x1x10=6.6N.m它们均不大于机床所能提供的进给率和扭转力矩,故机床刚度足够。8.时间定额计算根据设计规定，只计算一道工序的工时，下面计算加工Ф12孔的工时定额。机动时间由文献《机械加工工艺手册》表2.5-7得钻孔时的计算公式为：t=式中l=cotK+(1～２)l=１～４，钻定位孔孔时，l＝0l=30l=2f=0.3n=600l=cot()+1.5=5.1因此，t==0.206min因此t=4t=0.824min(２)辅助时间由机械加工工艺手册表2.5-41拟定开停车0.015min刀架定位0.015min主轴运转0.02min去除铁屑0.04min卡尺检查0.1min装卸工件时间由机械加工工艺手册表2.5-42取１min故辅助时间t=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.19min(3)作业时间Ｔ＝t＋t＝（１.１９＋０.824）=2.014min（4）常量工作场地时间T由机械制造工艺学取＝３％则T＝Ｔx=2.014x3%=0.06。（５）休息与生理需要时间Ｔ由机械制造工艺学取＝３％则Ｔ＝Ｔx=0.06。（６）准备与终止时间Ｔ由机械加工工艺手册可知表2.5-44取部分时间为简朴件26min深度定位0.3min使用钻模式6min由设计给定5000件，则T/n=(26+0.3+6)/5000=0.00646min。（7）单件时间Ｔ＝t＋t＋T＋T＝２.134min（8）单件计算时间Ｔ＝Ｔ＋T/n＝2.14min。

五：工装的设计及选用从前述的基准选择的分析及制订的工艺规程和工序卡。由于工件较薄，为了定位精确设计专用卡爪进行装夹定位，为了获得装配孔的精度和提高加工效率，设计专用心轴进行加工。精加工为了提高精度要对车床进行改装，已获得加工精度和提高生产效率。选择几个工序的工艺装备提出“专用工艺装备设计任务书”方便交给工装设计人员进行设计。重要夹具的设计：工装夹具设计任务1.产品零件图2、产品的重点技术规定分析刹车盘零件的工作面位位两端面，两端面的平行度对刹车盘的使用寿命有着决定性作用，因此对其端面定位规定很高，为了精确的定位安装，必须严格确保四个孔的精确位置。二、工装夹具设计方案的拟定1、基准面的选择（夹具具体方式的拟定）为了确保平行度规定，选用大端面作为基准面进行定位。2、定位方式及元器件的选择为了确保严格的同轴度规定，采用专用心轴定位，在满足使用规定的前提下，充足运用转套的导向作用，省去费时的对刀环节，大大提高生产效率，因此，夹具可采用不完全定位。3、加紧方式及元器件的选择由于在钻孔过程中，工件的受力不大且受力比较均匀，故可用普通的螺栓紧固，为了装卸方便设计专用U型块进行辅助固定。4、装配方案整个夹具体共由5部分构成，涉及基面定位带有螺栓的可移动支座、刹车盘零件本身、带有专用心轴专用转套、专用U型块、螺帽。5、夹具总装构造重要零件图：三、定位误差分析与计算1、夹具体由于刹车盘材料为铸铁工件，受力不大且相对比较均匀，因此除定位孔转套及心轴尺寸大小规定严格确保外，其它尺寸没有太大的规定，可根据加工条件自行决定。2、定位元件专用转套、专用心轴。3、加紧力及加紧元件刀具：高速钢麻花钻，刀具直径为Ф14.25则轴向力：F=Cdfk式中：CZyf=0.16转矩：T=Cdfk式中:C=0.305；Z=2.0；y=0.8；功率：在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数K=KKKK式中：K—基本安全系数，1.5;K—加工性质系数，1.1;K—刀具钝化系数,1.1;K—断续切削系数,1.1则：F=KF=1.51037=1555.5（N）；加紧元件：采用螺栓螺帽紧固。4、其它元件U型块、扳手。四、工装夹具的装配规定必须严格确保夹具的平面度、平行度规定及夹具的同心度规定。五、工装夹具的使用阐明1、夹具的操作环节首先把基面支座水平放好，在把工件套在支座的紧固螺栓上，再将定位心轴套在刹车盘零件定位孔上，使其精拟定位后，套上U型块，最后有紧固螺帽紧固，然后将转头对准转套，运用转套的导向作用进行钻孔，然后水平移动支座，加工其它三个孔。2、夹具的使用注意事项、保养及维护夹具使用过程中，必须确保支座底面及转床工作台的清洁，避免支座底部与工作台面间存在切削，影响平行度的规定；必须对转头定时进行检查及冷却，延长转头使用寿命，确保加工进度；对加紧螺栓螺帽也要进行定时检查及润滑，以免装夹不紧，造成工件的勿废及对转头的损毁。六：小结本次毕业设计小结、体会及建议：机械加工工艺课程设计是机械类学生在学完了机械制造技术，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。本课程设计重要培养学生综合运用所学的知识来分析解决生产工艺问题的能力，使学生进一步巩固有关实际知识，把握机械加工工艺规程设计的办法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。另外，这次课程设计也为后来的毕业设计进行了一次综合练习和预备。通过本次课程设计，应使学生在下述各方面得到锻炼：（1）纯熟的运用机械制造基础、机械制造技术和其它有关先修课程中的基本实际，以及在生产实习中所学到的实践知识，精确的分析和解决某一种零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸拟定等问题，从螟确保零件制造的质量、生产率和经济性。（2）通过夹具设计的训练，进一步提高构造设计(涉及设计计算、工程制图等方面)的能力。（3）能