汽车调整比外壳设计内含工程图.doc

机械制造工艺学
课程设计说明书
内含： 1、零件图 1张
2、毛坯图 1张
3、机械加工工艺过程工序卡片 1张
4、机械加工工艺过程工艺规程片 1张
5、夹具设计装配图 1张
6、夹具体设计零件图 1张
7、课程设计说明书 1份
8、参观实习报告 1份

设计题目：
汽车前刹车调整臂外壳夹具设计

姓 名：

班 级：

学 号：

同组成员：

指导老师：

2023年6月

目录
序言 1
一、 零件的分析 2
1.1零件的作用 2
1.2零件的工艺分析 2
二、 工艺规程的设计 4
2.1拟定毛坯的制造形式 4
2.2基面的选择 4
2.3制定工艺路线 4
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的拟定 6
2.5拟定切削用量及基本工时 8
三、 工序的夹具设计 10
3.1问题的提出 10
3.2夹具设计 10
四、 课程设计体会 12
重要参考文献 13

序言

机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的所有基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次进一步的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
机械制造工艺学课程设计重要目的在于掌握机器零件机械加工工艺规程的一般过程，学会机械加工工艺规程的编制思想和方法；通过机械加工专用夹具的课程设计，掌握机床夹具的一般设计方法；学会使用有关标准、手册、图册、以及其他技术资料，学会分析和解决设计中的各种问题；综合运用所学课程知识，使之得到进一步消化、理解、加深和巩固。进一步提高学生机械设计、分析计算、机械制图、编写工艺技术文献的技术方面的工作能力。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并结识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为此后的工作打一个良好的基础，并且为参与祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
由于能力所限，设计尚有许多局限性之处，恳请各位老师给予指导。
一、 零件的分析

1.1零件的作用
随着工业技术的发展，电动机被广泛得用于各个方面，电机的机座对于整个电机的工作性能及可靠性能，也起着至关重要的作用。机座的重要作用在于支撑电机重量，并为电机的可靠固定提供保障。而电机座上端的油孔用于润滑。

1.2零件的工艺分析

图1 电机油封座零件图
从零件图1上可以看出，电机油封座可以分为外表面和内孔的加工，最高的加工精度为IT7，表面粗糙度为3.2，需要加工的有：
1、工件的四个平面：
平面120mm126mm，IT7，Ra=3.2
45的外端面，IT11，Ra=6.3
4×24mm端面、59mm端面和肋板表面，IT11，Ra=6.3
16mm外圆端面，IT11，Ra=6.3
2、两个凹槽需要铣。
3、三组孔需要加工：
35.5mm，40mm，43mm，IT12，采用镗孔，Ra分别为3.2和6.3
4×11.5mm，14.5mm，20mm，IT11，采用台阶钻，Ra=12.5
7mm，16mm，IT8，采用复合刀具钻孔，铰孔16mm，Ra=3.2
二、 工艺规程的设计

2.1拟定毛坯的制造形式
零件材料为HT-150，考虑到成本因素，规定零件耐磨损、抗震性能好，又是成批生产可选用铸造。又因其是成批生产，具有一定的精度规定，因此可选木模机械造型。

2.2基面的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的合理可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不仅使加工工艺过程问题多余，更有甚者，会使零件大批报废，使生产无法正常进行。
以120mm×126mm平面作为粗基准加工内孔33.5mm孔系，再以33.5mm孔系为基准加工120mm×126mm平面，然后以120mm×126mm大平面作为精基准，进行后续加工。

2.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术规定能得到合理保证。在生产大纲已拟定为成批生产的条件下，可以考虑采用XA5032配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高其生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以使生产成本尽量下降。
1、工艺路线方案一
工序（1）：铣大端面（平面）120mm126mm
定位：以59mm外圆，四爪定心
工序（2）：铣40mm孔端面
定位：以大端面，59mm外圆用V型块
工序（3）：铣424mm孔端面肋板平面
定位：以大端面面，59mm外圆用V型块
工序（4）：镗孔35.5mm、40mm、43mm
定位：以59mm外圆，四爪定心
工序（5）：铣凹槽50mm58mm
定位：以59mm外圆，四爪定心
工序（6）：铣凹槽45mm51mm
定位：以大端面定位，59mm外圆用V型块
工序（7）：台阶钻钻孔11.5mm、14.5mm、20mm
定位：35.5mm轴孔用长心轴，小平面定位
工序（8）：铣29mm半圆柱端面
定位：大端面，短心轴，挡销
工序（9）：钻孔7mm、16mm，铰孔16mm
定位：大端面，短心轴，挡销
2、工艺路线方案二
工序（1）：镗孔35.5mm
定位：以59mm外圆，四爪定心
工序（2）：铣大端面
定位：以59mm外圆，四爪定心
工序（3）：铣40mm孔端面
定位：以大端面和35.5mm孔短心轴
工序（4）：铣424mm孔端面肋板平面
定位：以大端面和35.5mm孔短心轴
工序（5）：铣凹槽45mm51mm
定位：以大端面和35.5mm孔短心轴
工序（6）：铣凹槽50mm58mm
定位：59mm外圆、挡销
工序（7）：镗孔40mm粗精镗
定位：以59mm外圆，四爪定心
工序（8）：镗凹槽43mm
定位：以59mm外圆，四爪定心
工序（9）：台阶钻钻孔11.5mm、14.5mm、20mm
定位：35.5mm轴孔用长心轴，小平面定位
工序（10）：铣16mm外圆端面
定位：大端面，短心轴，挡销
工序（11）：钻孔7mm、16mm，铰孔16mm
定位：大端面，短心轴，挡销
3、工艺路线的比较与分析
在方案二中，先保证45mm51mm凹槽轮廓与端面垂直度精度，35.5mm孔内定位能保证（3）（4）铣平面的平行度，所以选择方案二为更优方案。

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的拟定
查有关工艺手册，可以拟定各个工序的加工余量为：
平面120mm126mm 粗铣余量3mm、精铣余量1.5mm
45mm外端面 粗铣余量3mm
24mm外端面和肋板表面 粗铣余量3mm
29mm半圆柱外端面 粗铣余量3mm
35.5mm孔 粗镗余量5.5mm
40mm孔 粗镗38，余量2mm；精镗39.87mm，余量2mm
7mm孔16mm孔 复合刀具钻头钻孔；绞孔15.95mm
7mm孔16mm孔 复合刀具钻头钻孔；绞孔15.95mm
总结如下表：
加工表面
工序
名称
工序间
余量/mm
工序
经济
度/mm
表面粗
糙度/μm
镗内孔35.5mm
毛坯

粗镗
5.5
IT11
6.3
粗、精铣平面120mm126mm
毛坯

粗铣
3
IT11
6.3
精铣
1.5
IT8
3.2
粗铣40mm孔端面
毛坯

粗铣
3
IT11
6.3
粗铣424mm孔端面和肋板表面
毛坯

粗铣
3
IT11
6.3
粗铣凹槽45mm-51mm
毛坯

粗铣

IT11
6.3
粗铣凹槽50mm-58mm
毛坯

粗铣

IT11
6.3
粗、精镗孔40mm
毛坯

粗镗
2
IT12
6.3
精镗
2
IT7
3.2
粗镗凹槽43mm
毛坯

粗镗
3
IT12
6.3
台阶钻钻411.5mm、14.5mm、20mm
毛坯

钻孔

IT11
12.5
粗铣16mm外圆端面
毛坯

粗铣
3
IT11
6.3
复合刀具钻孔7mm、16mm，绞孔16mm
钻孔、绞孔

IT8
3.2

2.5拟定切削用量及基本工时
方案二工序（11）：钻孔16mm和7mm，以及绞孔16mm
1、加工条件
工件材料：HT-150，铸件
工序尺寸：mm、7mm
加工机床：Z550型立式铣床，最大钻孔直径mm，进给机构允许的最大抗力，主电动机功率KW，机床效率。
2、计算切削用量
（1）钻孔
此孔的直径小于20mm，属于较小的孔，在铸造的时候不铸造出来，为实心。绞孔的时候双边余量2Z=1mm。因此所采用的复合刀具的上端直径为15mm，下端直径为7mm，复合刀具的材料为高速钢。
由于是复合刀具，在拟定切削用量的时候没有相关的依据，既要保证小直径的钻孔规定，又要满足大孔的钻孔规定，因此在拟定切削用量的时候以小直径为依据。
由文献[2]的表2.7可知进给速度：0.36～0.44mm/r，考虑到材料刚度较低，因此进给量乘以系数0.75，则。查文献[2]表2.36机床说明书取为0.28mm/r。
查文献[2]表2.15，采用插值法计算得到切削速度为24m/min，需要乳化液。
机床的主轴转速为，查文献[2]表2.36机床说明书为996r/min。
则实际切削速度为
切削工时，估取切削长度40mm，
钻孔时的轴向力,扭矩,功率，其中为425，为1.0，为0.8，为0.206，为2.0，为0.8。
安全系数：

考虑机床效率，实际输出功率，满足加工规定。
（2）绞孔
依据文献[2]选择硬质合金铰刀，前角为，取，后角为取，齿背倾斜角为，取，主偏角，前端带450倒角，刀齿螺旋角。
依据文献[2]表2-11，进给量为，在绞孔的时候取，切削深度，切削速度，取，，。
机床的主轴转速为，查文献[2]表2.36机床说明书为250r/min。
实际切削速度为。
切削工时，切削长度40mm，。
三、 工序的夹具设计

3.1问题的提出
在公司的实际生产中为了提高劳动生产率、保证加工质量，减少劳动强度，需要设计专用夹具。
设计夹具的基本规定涉及满足使用规定，应保证工件装夹时定位可靠、夹紧牢固，并能保证精度规定；良好的架构工艺性，所设计的夹具应便于制造、装配、调整、维修，且便于加工中的切屑的清理；使用安全省力，操作方便，有助于实现优质、高产、低耗，改善劳动条件；应尽量使用标准件、通用件、借用件等，以提高标准化、通用化、系列化水平，减少生产成本。
通过小组成员的讨论以及和老师的商议，决定设计方案二（11）号工序——台阶钻16mm和7mm的孔，以及绞孔16mm。本夹具将用在Z550型立式铣床，刀具为复合高速钢钻头和硬质合金铰刀。

3.2夹具设计
1、定位基准的选择

图 2 夹具定位图
如图2所示大平面120mm×126 mm作为重要定位基准，限制三个自由度，短圆柱心轴限制2个自由度，挡销限制一个自由度。
2、夹紧方式的选择
采用手动夹紧，通过拧紧螺母压在弹簧垫片和开槽垫片上，从而夹紧工件。在换工件加工的时候，通过少量拧松螺母，拿下开槽垫片，取出工件，可以显著节约准备时间，提高劳动生产效率。且夹紧力朝向重要定位面，夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内，夹紧力作用点的刚度好[1-8]。
四、 课程设计体会

为期三周工艺课程设计即将结束，回顾整个过程，从中学习了零件从毛坯到成品的整个过程，增强了工序设计、工序编程、夹具设计的相关知识，使学到的理论知识得到了应用，体会到了一个机械设计所有的工作过程。
在课程设计中，一方面是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，如何加工，加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的。
整个设计的过程中最重要的是关于夹具的设计，在机械制造的机械加工使用着大量的夹具，专用夹具的使用也非常普遍。夹具的使用使生产效率、生产质量大大提高。
机械制造工艺学课程设计作为机械制造与自动化专业的最后一次综合性课程设计，使我们学习中理论与实践的结合，对理论知识的进一步理解，生产实习中的理解和结识都到了强化。让我对基本理论的综合运用及对的解决实际问题等方面得到了一次较好的训练，提高了思考、解决问题，创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好基础。

重要参考文献
[1] 金属机械加工工艺人员手册[M]. 上海：上海科学技术出版社，2023.
[2] 艾兴，肖诗钢. 切削用量简明手册[M]. 北京：机械工业出版社，2023.
[3] 杨叔子. 机械加工工艺师手册[M]. 北京：机械工业出版社，2023.
[4] 赵家齐. 机械制造工艺学课程设计指导书[M]. 北京：机械工业出版社，2023.
[5] 王光斗，王春福. 机床夹具设计手册[M]. 上海：上海科学技术出版社，2023.
[6] 彭林中，张宏. 机械切削工艺参数速查手册[M]. 化学工业出版社.
[7] 陈忠良，潘白桦. 机械制图与计算机绘图（第二版）[M].中国农业出版社，2023.
[8] 陈明. 机械制造工艺学[M]. 北京：机械工业出版社，2023.