调整臂零件的夹具设计(王中宝)
CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳夹具设计
CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳夹具设计械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计说明书设计题目“CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳夹具”零件的机械加工工艺及工艺设备设计设计者班号 _________设计者 _____________指导教师 ___________五邑大学机电工程学院2010.7五邑大学机电工程学院机械制造技术基础课程设计任务书题目：-CAIOB解放牌汽车前刹车调整臂外壳夹具“零件的机械加工工艺规程及工艺装备（夹具）设计内容：1.零件图1张2.零件毛坯图1张3.机械加工工艺过程工序卡片1套4.工艺装备（夹具）设计装配图1张5.工艺装备设计零件（夹具体）图1张6.课程设计说明书1份班级学号：学生：指导教师：目录序言 (1)1.设计目的 (2)2.设计感想与体会 (2)一、生产纲领，确定生产类型 (3)二、零件的分析 (4)1.零件的作用 (5)2.零件的工艺分析 (2)三、工艺规程设计 (3)1.确定毛坯制造方法、毛坯形状 (3)2.零件的工艺分析 (3)3.制订工艺路线 (3)4.确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 (4)5.确定切削用量及基本工时 (5)6.确定切削用量及机床 (6)13四、零件专用夹具设计1?设计方案的确定 (13)2.夹紧力的分析 (13)3.精度的分析 (14)4.夹具结构设计及操作简要说明 (14)五、参考资料 (15)1?设计目的：现代机械制造工艺设计是宽口径机械类专业学生在学完了《机械制造技术基础》等技术基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。
英目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力。
通过工艺规程及工艺装备设计，学生应达到：1、掌握零件机械加工工艺规程设计的能力：2、掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力；3、掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力；4、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、夹具总装图, 标注必要的技术条件等。
CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳夹具设计
目录序言 (3)一、零件的分析....................... (3)1.1 零件的功用 (3)1.2 零件的工艺分析 (3)1.3 确定零件的生产类型 (3)二、确定绘制毛坯简图 (3)2.1毛坯的选择 (3)2.2 制造毛坯尺寸及加工余量 (4)三、拟定零件的工艺路线 (4)3.1 基面的选择 (4)3.2 定位基准选择 (4)3.3 加工阶段的划分 (5)3.4 工序的集中与分散 (5)3.5 制定工艺路线 (6)四、工序尺寸及公差确定 (7)五、确定切削用量 (7)5.1 切削用量的计算 (6)5.2时间的定额辅助计算 (6)六夹具的设计 (7)6.2 夹具设计 (7)6.3 定位误差分析 (8)七小结 (9)参考文献 (9)序言面对科技高速发展，传统的制造业依然有不可取代的地位。
因此一次训练性的课程设计对我来说是一次重要的锻炼机会。
机械制造技术基础课程是一门专业的基础课。
学好这门课对以后专业课有很大的帮助，学会设计是社会的要求，也是社会的需要。
因此设计需要认真的完成，学会查找和利用课本的资源。
例如一些标准件。
做一份好的设计需要看很多的书。
通过这次设计能让我再重新的去看以前的课本。
能让我回顾以前的知识。
总之面对社会的发展我们必须不无时无刻的充实自己。
学好每一个课程。
独立认真的完成每次课程设计。
为以后为国家做出奉献打下基础。
一.零件的工艺分析及生产类型的确定1.1零件的作用题目所给定的零件是解放牌汽车前刹车调整臂外壳。
该外壳在制动时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用。
因此受载荷较大，采用铸件完成。
由老师指导确定为大批生产。
所以生产类型不详细计算二.确定毛坯 绘制毛坯简图2.1选择毛坯由于该前刹车调整臂外壳比较复杂，且要承受一定的载荷，故其毛坯采用铸件。
该调整臂外壳的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高劳动生产率和铸件的精度，宜采用砂型铸造-机器造型的方法制造毛坯。
1、确定铸造工艺工艺参数本零件材料采用了KT350，属于铁素体型可锻铸铁，其最高抗拉强度为350Mpa 。
一种高效率汽车调整臂壳体夹具的设计与分析
一种高效率汽车调整臂壳体夹具的设计与分析曲兴田;张昆;王宏一;王学旭【摘要】为提高汽车调整臂壳体工件的加工精度与效率,针对铣削前后两平行端面工序,提出一种快速装夹铣削夹具.该夹具能够利用卧式铣床一次走刀完成两个工件的该工序加工,大幅度提高生产效率.通过剖析夹具的整体结构和夹紧力计算,运用有限元分析法确定夹具的易损位置,指导夹具后期维护.对调整臂壳体工件进行模态分析与变形分析,避免加工共振并确保夹具满足加工精度要求.该夹具大幅缩短加工时间,提高加工精度与稳定性,取得了良好的实际应用效果.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】4页(P104-107)【关键词】汽车调整臂壳体;快速夹紧夹具;铣削加工;有限元分析【作者】曲兴田;张昆;王宏一;王学旭【作者单位】吉林大学机械科学与工程学院,吉林长春130025;吉林大学机械科学与工程学院,吉林长春130025;吉林大学机械科学与工程学院,吉林长春130025;吉林大学机械科学与工程学院,吉林长春130025【正文语种】中文【中图分类】TG751.3随着现代社会发展，汽车成为重要的交通工具进入千家万户，从而推动汽车零件加工工艺的飞速发展[1]。
汽车刹车系统中包括一组重要零件叫调整臂，其结构主要包括调整臂壳体、蜗轮、蜗杆，通过旋转蜗杆，可以调整刹车频繁引起的制动鼓和摩擦片之间的间隙[2]。
其中调整臂壳体如图1所示，起支撑和保护的作用，具有一定强度要求。
在此我们根据壳体零件图要求，结合加工工艺，对铣削前后两平行端面工序进行分析，并设计专用夹具。
1 夹具结构分析1.1 整体结构介绍铣削前后两平行端面是加工过程中的第三道工序，位于镗削φ62 mm孔之后，因此可以选择该孔作为加工精基准。
在此前的加工方式中，多采用基于立式铣床的简单夹具，分别铣削单个工件的前后两平行端面，效率低下，浪费工时。
所以为提高生产效率，基于卧式铣床，提出一种快速夹紧的铣削夹具，可同时铣削2个工件的前后两平行端面，大大缩短加工时间。
以研促教产教融合——以汽车零件的夹具设计为例
和 圆柱销配合 ， 限制 了工件 ｘ移动 、 Ｙ移动 两个 自由度 ， 用螺
钉（ 图 ２中 定 位 Ａ） 限制 了 Ｔ 件 ｚ转 动 一 个 自由 度 ， 本 夹 具 限 制 了工 件六 个 自由 度 ， 属于完全定位 。 该 工 件形 状 细 长 ， 在 加 工 过 程 中产 生 的 切 削 力 容 易 使 工
现低成本 、 高精度 的加工 工艺 ， 发 挥校 企合 作 中学校 的技 术 骨干作用 ， 对 加工环节及工装夹具作技术 改进 ２中定 位 Ｂ） 为定位 基准 ， 即限
制 了工 件 ｘ转动 、 Ｙ转动 、 Ｚ移 动 三个 自由度 。又用 ５孑 Ｌ
削力公式 Ｆ ｆ＝ ４ １ ２ Ｄ － ｆ。 Ｈ ， 式 中 Ｄ ＝１ ５ ａ ｒ ｍ， ｆ ＝０ ． ３ ｒ ａ ｍ／ ｒ ，
案来实现 ： 本零件 丁艺路线根据 现有设备 和加丁 成本考 虑如 下： 工序一 ： 粗车大端 两端 面 ， 粗车 ｑ ｂ ６ ５孔 ， 精车 ｑ ｂ ６ ５孑 Ｌ ， 采用 Ｃ ６ １ ４ ０车床 ， 使用专用夹 具 ； 工序二 ： 粗铣、 精铣 小端 两端 面 ， 使用 Ｘ ６ １ ２ ５铣 床 ； 工序三 ： 钻、 扩、 铰 ￣１ ５孔 ， 采用立 式钻床 。
涉及刹车调整臂 外壳零 件 的加工 ， 为衔 接市 场发 展需 要 ， 实
择零件 大端 面和孔 ｑ ｂ ６ ５孔作 为精 基准 。在前 面工序 中 ， 要把
精基 准（ 大端平面 和 ｄ ） ６ ５孔 ） 准备好 ， 使后续工序都可 以采 用
精基准定位加工 ， 即遵 循 了 “ 基 准统一” 原则 。
图 １为 工 序 三 加 工 的小 端 孔 的 尺 寸 和 形 位 公 差 。
由表查得 Ｋ 。 ： ０ ． ９ ８ ， 即可算得 Ｆ ｆ＝２ ０ ２ １ ． １ ５ （ Ｎ） 。由此 产生
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以研促教，产教融合—调整臂零件的夹具设计
玉环县中等职业技术学校王中宝
摘要：职业教育的专业教师要深入企业调研，要以生产实际中的问题作为自己研究的课题，来促进自己的专业教学水平和提升为企业服务的能力。
本汽车零件的夹具结构简单、设计巧妙、科学有效地保证了产品的加工要求。
关键词：汽摩配夹具工序定位
一、项目背景及意义
玉环是全国重要的汽车摩托车配件生产基地，有路必有车，有车就有玉环汽摩配。
玉环的汽摩配产品品种之多、规格之全，几乎涵盖国内所有车型。
在玉环的汽车部件和配件中，发动机减震器、球笼式等速万向节、方向盘、齿轮、皮带轮、变速器、刹车系统等产品，都已经形成了一定的规模。
玉环县泓瑞机械制造厂是一家专业致力于重型卡车零部件和总成件的汽车刹车调整臂生产的企业。
该公司产品生产中涉及刹车调整臂外壳零件的加工。
为衔接市场发展需要，实现低成本、高精度的加工工艺，发挥校企合作中我校的技术骨干作用，对加工环节及工装夹具作技术改进。
二、项目技术要点及优点分析
本项目技术是针对现有的技术存在问题，提出了一种结构较为简单并且工作较为稳定的用于刹车调整臂外壳零件小端孔加工的夹具。
本项目技术的目的可通过下列技术方案来实现：本零件工艺路线根据现有设备和加工成本考虑如下：工序一：粗车大端两端面，粗车ф65孔，精车ф65孔，采用C6140车床，使用专用夹具；工序二：粗铣、精铣小端两端面，使用X6125铣床；工序三：钻、扩、铰ф15孔，采用立式钻床。
图1为工序三加工的小端孔的尺寸和形位公差。
图1
本项目是针对工序三而设计的钻孔夹具，原来的夹具因定位面面积过大，缺乏辅助支撑和定位作用力不合理，在加工过程中出现产品质量不稳定，尺寸精度和形位公差不合格的情况。
解决的思路首先在基准的选择上，尽可能选择所加工的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。
根据该零件的技术要求和装配要求，选择零件大端面和孔ф65孔作为精基准。
在前面工序中，要把精基准（大端平面和ф65孔）准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，即遵循了“基准统一”原则。
本方案采用大端平面（图2中定位B）为定位基准，即限制了工件X转动、Y转动、Z移动三个自由度。
又用ф65孔和圆柱销配合，限制了工件X移动、Y移动两个自由度，用螺钉（图2中定位A）限制了工件Z转动一个自由度，本夹具限制了工件六个自由度，属于完全定位。
图2
该工件形状细长，在加工过程中产生的切削力容易使工件产生变形，钻削切削力由《机床夹具设计手册》查表可得切削力公式P f K f D F 75.02.1412=，式中D=15mm ，f=0.3mm/r ，由表查得98.0=P K ，即可算得()N F f 15.2021=。
由此产生的力矩()m N L F M f ⋅=⨯=⨯=65.44422.015.2021，此力矩会使工件产生位置偏移和变形，这是加工中产生尺寸精度和形位公差不合格的重要原因，所以在本夹具中采用了辅助支撑（图中定位C ），该支撑为点接触，最大程度减少了过定位，又增加了工件的刚度，减小了工件的变形，提高了加工质量。
又考虑到切削力在加工过程中会使工件产生绕轴的旋转，用螺钉（图3中定位A ）限制了工件Z 转动一个自由度，这里要注意定位螺钉的位置，如图中所示，定位螺钉对工件产生的作用力能和切削力方向相反，互相抵消，使得工件紧紧地靠在定位螺钉上，就不会产生位移，从而保证了加工质量。
如果螺钉装的位置如图3所示，定位螺钉对工件产生的作用力能和切削力方向相同，就会使得工件产生位移，不能紧紧地靠在定位螺钉上，加工质量就无法保证。
图3
在加工过程中发现，如果大端平面（图中定位B）为定位基准面积过大，因为毛坯为锻件表面有缺陷等原因，或者上道工序加工的平面精度不合格，会引起定位的准确性，这也是产品加工质量不稳定的主要原因，在本夹具中采取用垫块作为支撑面，从而减少了接触面积，避免了定位的干涉，最大程度克服了毛坯表面的缺陷和上道工序加工的不合格，保证了加工质量的稳定。
三、主要创新点
1. 本夹具中采用了辅助支撑，该支撑为点接触，最大程度减少了过定位，又增加了工件的刚度，减小了工件的变形，提高了加工质量。
2. 本夹具中采取用垫块作为支撑面，从而减少了接触面积，避免了定位的干涉，最大程度克服了毛坯表面的缺陷和上道工序加工的不合格，保证了加工质量的稳定。
3. 合理的定位螺钉位置，对工件产生的作用力能和切削力方向相反，互相抵消，使得工件紧紧地靠在定位螺钉上，就不会产生位移，从而保证了加工质量。
四、结束语
该夹具的应用前景非常广阔，除可应用于我们玉环当地汽摩配行业外，还能将其推广到其它精度要求较高的孔加工装夹。
在结构上不仅简化了传统的夹具，又能实现产品高的技术要求，可为厂家创造可观的经济效益。
专业教师通过本夹具的研究和设计，把课本的知识用于解决企业生产中的实际问题，促进了自己的专业教学水平，也拓展了自己的教学素材，使教学内容更加丰富，教学形式更加生动。
同时提升了为企业服务的能力，实现了产教融合。
五、实物照片
参考文献：
1.王先奎机械制造工艺学机械工业出版社，2002
2.王绍俊机械制造工艺设计手册机械工业出版社，1997
3.曲宝章机械加工工艺基础哈尔滨工业大学出版社，2002
4.袁哲俊机床夹具设计手册上海科学技术出版社 2003。