CA10B前刹车调整臂外壳.doc

设计说明书

目录
序言………………………………………3
一、零件分析 4

1、零件的用途介绍 4

2、零件的工艺分析 4

二、工艺规程的设计 5

1、确定毛坯的制造形式 5

2、基准的选择 5

3、制定工艺路线 5

4、机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7

5、切削用量及基本工时 11

三．课程设计总结……………………………………………13

参考文献 14

一、 零件的分析
（一）、零件的用途介绍
我们这次做的零件CA10B解放配汽车“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KT350，抗拉强度达到300Mpa，而且可锻铸铁可以承受震动或冲击，这些铸件如果是大批量生产，则它的低成本优点便更加突出。
本零件有两组主要的加工表面。它们是：
（1）以φ62mm孔为中心的加工表面
这一组的加工表面包括φ62mm孔，φ12mm孔及它们的两个端面，键槽。φ62mm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。φ62mm孔，φ12mm二孔的中心轴线和它们的外端面要有一定的垂直度。键槽靠φ13.8mm通孔，φ62mm孔及其外端面定位。
（2）、以φ13.8mm孔为中心的加工表面。
这一组的加工表面包括φ13.8mm通孔，φ13mm通孔，φ16mm阶梯孔，左右两个端面和M10螺纹。φ13.8mm通孔，φ13mm通孔，φ16mm阶梯孔要保证一定的同轴度。
二、工艺规程的设计
（一） 确定毛坯的制造形式
零件的材料为KT350,零件承受的冲击载荷不是很大，且零件的轮廓尺寸较大，结构较为复杂，又为大批量生产，而且表面粗糙度质量要求也不是很高，故可采用铸件，以提高生产效率和效益。选用金属型铸造
（二）基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
（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φ62mm孔，φ12mm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φ62mm孔，φ12mm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）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的技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床以及专用夹具，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，以便生产成本尽量降低。
我的方案是：
工序Ⅰ：粗铣φ62mm孔端面。以φ62mm孔的外轮廓为基准，选用X53型立式铣床。
工序Ⅱ钻，扩，精扩φ62mm孔；以φ62mm孔的外轮廓和端面为基准，选用Z575钻床。
工序Ⅲ：半精铣φ62mm孔端面。以φ62mm孔和端面为基准，选用X53型立式铣床。
工序Ⅳ：粗铣φ12mm孔端面。以φ12mm孔的外轮廓为基准，选用X53型立式铣床。
工序Ⅴ：钻，扩，精扩φ12mm孔和钻φ4.3mm孔，以φ62mm孔的外轮廓和端面为基准，Z2518立式钻床。
工序Ⅵ：半精铣φ12mm孔端面。以φ12mm孔和端面为基准，选用X53型立式铣床。
工序Ⅶ：铣左端面，以φ62mm，φ12mm二孔为基准，选用X63型卧式铣床。
工序Ⅷ：铣右端面，以φ62mm，φ12mm二孔为基准，选用X63型卧式铣床
工序Ⅸ：钻，扩，精扩通孔φ13.8mm，φ13mm和台阶孔φ16mm孔，钻锥螺纹Rc1/8底孔。以φ62mm孔和端面为基准，选用Z3025摇臂钻床。
工序Ⅹ：钳工去毛刺，倒角。
工序XI：钻M10螺纹底孔，攻M10螺纹孔，攻Rc1/8孔。以右端面和φ62mm孔端面为基准，选用Z525立式钻床及专用夹具加工。
工序XⅡ：粗铣φ26 +0.28 +0.14mm键槽。以φ62mm，φ12mm二孔及端面和φ13.8mm孔为基准，选用X53型立式铣床。
工序XⅢ：精铣φ26 +0.28 +0.14mm键槽。以φ62mm，φ12mm二孔及端面和φ13.8mm孔为基准，选用X53型立式铣床。
工序XⅣ：检查。
（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA10B前刹车调整臂外壳零件材料为KT350,硬度小于150HB,毛坯重量为2.5kg，生产类型为大批量生产，采用金属型浇铸方法铸造该毛胚。
依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1、 加工φ62mm，φ12 +0.18 +0.06mm二个孔的上下两个端面。
加工余量的计算长度为32 0 -0.17mm，12 0 -0.24mm，表面粗糙度要求为Ra6.3
（1） 按照《简明手册》表2-3，32 0 -0.17mm的铸件尺寸公差等级为IT7-IT9，由表2-4取加工余量等级为F级，公差等级为IT9，则φ62mm孔的外端面加工余量为2.0-2.5mm，取Z=2mm。12 0 -0.24mm的铸件尺寸公差等级为IT7-IT9，按照《简明手册》表2-4取加工余量等级为F级，公差等级为IT9，则φ12 +0.18 +0.06mm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《切削手册》得Z=0.5-1.0mm，取Z=0.5mm。公差即为零件公差-0.17mm或是-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（32 0 -0.17mm端面）和-0.27mm（ 12 0 -0.24mm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。
φ62mm，φ12mm二孔的外端面加工余量工序间的余量和公差分布如下：
可知φ12mm孔的部分：
毛坯尺寸：12+2*2=16mm
毛坯最大尺寸为：16+×2=17.6（mm）
毛坯最小尺寸为：16-×2=14.4（mm）
粗铣后最大尺寸：12+0.5*2=13mm
粗铣后最小尺寸：130.27/2）*2=12.73mm
半精铣后尺寸为：12 0 -0.24mm
可知φ63mm孔台阶端面部分：
毛坯尺寸：32+2*2=36mm
粗铣后最大尺寸：32+0.5*2=33mm
粗铣后最小尺寸：33-（0.39/2）*2=32.61mm
半精铣后尺寸为：32 0 -0.17mm
由图2可知φ62mm孔台阶端面部分：
毛坯名义尺寸：32+2×2=36（mm）
毛坯最大尺寸：36+×2=37.8（mm）
毛坯最小尺寸：36-×2=34.2（mm）
粗铣后最大尺寸：32+0.5×2=33（mm）
粗铣后最小尺寸：33-×2=32.61（mm）
半精铣后尺寸为: 32 0 -0.17mm

2内φ62mm孔
φ62mm孔公差无标出，由表面粗糙度Ra6.3可考虑其精度等级为IT8-IT9，取IT9则其尺寸为φ62 +0.074 0mm。毛胚φ62mm孔铸出，由金属型铸造铸件。查《简明手册》表2-3得铸件加工余量为5.0-7.0mm，取2Z=5.0mm，确定工序尺寸及余量为：
钻孔：φ58mm
扩钻孔：φ60mm 2Z=60-（62-5）=3mm
扩孔：φ61.5mm 2Z=1.5mm
精扩孔：φ62 +0.074 0mm 2Z=0.5mm
3、内φ12mm孔
φ12mm孔不铸出，毛坯为实心。精度为IT11-IT12之间，查表确定工序尺寸及余量为：
钻孔：φ11mm
扩孔：φ11.85mm 2Z=0.85mm
精扩孔：φ12 +0.18 +0.06mm 2Z=0.15mm
4、φ13.8mm，φ13mm两通孔的端面。
由两端面表面粗糙度为25，查表可知两通孔的单边加工余量为Z=1mm。因此铣削余量2Z =2mm。一次铣削可满足要求。
5、φ13.8mm，φ13mm及φ16mm孔
毛坯为实心，通孔φ13.8mm，φ13mm不铸出，精度介于IT11-IT12之间，查《简明手册》确定工序尺寸和余量为：
钻孔：φ13mm
扩钻孔：φ13.5mm 2Z=0.5mm
精扩孔：φ13.8 +0.12 0mm 2Z=0.3mm

钻孔：φ12mm
扩钻孔：φ12.85mm 2Z=0.85mm
精扩孔：φ13 +0.12 0mm 2Z=0.15mm

钻孔：φ15mm
扩钻孔：φ15.85mm 2Z=0.85mm
精扩孔：φ16 +0.12 0mm 2Z=0.15mm
6、键槽φ26 +0.28 +0.14mm
键槽φ26 +0.28 +0.14mm精度介于IT11-IT12之间，查《简明手册》确定键槽宽的加工余量为2Z=2.0mm
（1）精铣余量：单边0.1mm，公差0 +0.28 +0.14mm
（2）粗铣余量：2Z=2-2*0.1=1.8mm

（五）切削用量及基本工时
工序Ⅰ：粗铣φ62mm孔端面。
加工条件：毛坯材料是KT350，硬度小于150HB，σ=350MP
机床：X53型立式铣床
刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀
由于加工余量不大,铸体为金属型, 铸造表面粗糙度为Ra6.3 ,
所以可以在一次走刀内切完,故 ap=1.5mm
决定每齿进给量fz
查表3.5时
fz=0.08mm/z 齿数Z=20
铣刀直径d0=225mm 查表3.8知刀具寿命T=180min
当d0=225mm ,Z=20, ap=1.5mm, fz=0.08mm/z, 查表3.11取vc=45m/min
n=1000v/(3.14d0)=1000*45/(3.14*225) =63.7 r/min
根据X53型立铣说明书(《设计手册》表4.2-36) 取n =60r/min
实际切削速度：
v=3.14*d0*n/1000=3.14*60*225/1000=42.4m/min
工作台每分钟进给量：
f=fznz=0.08*60*20=96mm/z
根据X53型立铣说明书(《设计手册》表4.2-37),取f=100mm/z
计算基本工时
查表3.26 取y+△=57mm
L=l+y+△=100+57=157mm
T=L/f=157/100=1.57min 由于铣削两个端面，故t=2T=3.14min
工序Ⅱ：钻，扩，精扩φ62mm孔
工序Ⅲ：半精铣φ62mm孔端面
工序Ⅳ：粗铣φ12mm孔端面
工序Ⅴ：钻，扩，精扩φ12mm孔和钻φ4.3mm孔
工序Ⅵ：半精铣φ12mm孔端面
工序Ⅶ：铣左端面
切削深度：两端的单边切削深度t=1mm。采用高速钢镶齿三面刃铣刀
由于加工余量不大,铸体为金属型，所以可以在一次走刀内切完。
决定每齿进给量fz：
查表3.5时
fz=0.10mm/z 齿数Z=8
铣刀直径d0=32mm 查表3.8知刀具寿命T=60min
当d0=32mm ,Z=8, fz=0.10mm/z, 查表3.11取vc=18m/min
n=1000v/(3.14d0)=1000*18/(3.14*32) =179.1 r/min
根据X63型卧铣说明书(《设计手册》表4.2-39) 取n =190r/min
实际切削速度：
v=3.14*d0*n/1000=3.14*32*190/1000=19.1m/min
工作台每分钟进给量：
f=fznz=0.10*8*190=152mm/z
根据X63型卧铣说明书(《设计手册》表4.2-39),取f=150mm/z
计算基本工时：
查表3.26 取y+△=6mm
L=l+y+△=30+6=36mm
t=L/f=36/150=0.24min
工序Ⅷ：铣右端面
工序Ⅸ：钻，扩，精扩通孔φ13.8mm，φ13mm和台阶孔φ16mm孔，钻锥螺纹Rc1/8底孔。
工序Ⅹ：钳工去毛刺，倒角。
工序XI：钻M10螺纹底孔，攻M10螺纹孔，攻Rc1/8孔。
工序XⅡ：粗铣φ26 +0.28 +0.14mm键槽。
工序ⅩⅢ：精铣φ26 +0.28 +0.14mm键槽。。
工序ⅩⅣ：检查。