后钢板弹簧吊耳说明书解读.docx

1、后钢板弹簧吊耳说明书解读Hefei University 课 程 设 计 C O U R S E PRO J EC T题目:后钢板弹簧吊耳加工系别:机械工程系专业:机械设计及其自动化学制:四年* *学号:*20 11 年 6 月 30 日 目 录 . 11 机械制造工艺学课程设计任务书 . 12 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 . 2 2.1零件的分析 . . 2 2.1.1零件的作用 . 2 2.1.2零件的工艺分析 . 2 2.1.3弹簧吊耳零件的技术要求 . 3 2.2确定毛坯,绘制毛坯图 . 3 2.2.1 确定毛坯的制造形式 . 3 2.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 .

2、. 4 2.2.4吊耳毛坯尺寸公差及机械加工余量 . 4 2.3拟定弹簧吊耳工艺路线 . 5 2.3.1零件表面加工方法的确定,吊耳各表面加工方案 . 5 2.3.2工序顺序的安排 . 6 2.3.3工艺方案的比较与分析 . 7 2.3.4确定吊耳工艺路线 . 8 2.4机床设备及工艺装备的选用 . 9 2.4.1机床设备的选用 . 9 2.4.2工艺装备的选用 . 9 2.5加工余量,工序尺寸和公差的确定 . 9 2.5.1工序 1加工 mm60孔两外圆端面至设计尺寸的加工余量,工序尺寸和公差的 确定 . 9 2.5.2吊耳各加工表面的机械加工余量 .11 2.6确定切削用量及基本工时(机动

3、时间 .112.7本章小结 . . 错误!未定义书签。3 加工 30mm工艺孔夹具设计 . 19 3.1加工 30mm工艺孔夹具设计 . 19 3.2定位方案的分析和定位基准的选择 . 20 3.4切削力的计算与夹紧力分析 . 213.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 . 21 3.6夹具精度分析 . 23 3.7夹具设计及操作的简要说明 . 23 3.8本章小结 . 错误!未定义书签。 结 论 . 错 误!未定义书签。 参 考 文 献 . 251 机械制造工艺学课程设计任务书题目:设计“后钢板弹簧吊耳”零件的机制加工工艺规程及 工艺装备(年产量为 4000件内容:1、零件图 1张2、毛坯图

4、1张3、机械加工工艺过程综合卡片 1张4、结构设计装配图 1张5、结构设计零件图 1张6、课程设计说明书 1份2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目给出的零件是 CA10B 解放牌汽车后钢板弹簧吊耳。后钢板弹簧吊耳的 主要作用是载重后,使钢板能够得到延伸,伸展,能有正常的缓冲作用。因此汽 车后钢板弹簧吊耳零件的加工质量会影响汽车的工作精度、 使用性能和寿命。 汽 车后钢板弹簧吊耳主要作用是减震功能、阻尼缓冲部分功能、导向功能。 图 2.1 后钢板弹簧吊耳零件图2.1.2零件的工艺分析由后钢板弹簧吊耳零件图知可将其分为两组加工表面。 它们相互间有一定的 位置要

5、求。现分析如下:(1以 60mm 两外圆端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:。 60mm 两外圆端面的铣削,加工 mm 05. 0037的孔,其中 60mm 两外圆端面表面粗糙度要求为 6.3Ra m , mm 05. 0037的孔表面粗糙度要求为 1.6Ra m (2以mm045. 0030孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:2个mm045. 0030的孔, 2个 10.5mm 的孔、 2个mm045. 0030孔的内外两侧面的铣削, 宽度为 4mm 的开口槽的铣削, 在 mm045. 0030同一中心线上数值为 0.01的同轴度要求。其中 2个mm045. 0030的

6、孔表面粗糙度要求为 1.6Ra m , 2个 10.5mm 的孔表面 粗 糙度 要求 为 12.5Ra m , 2个 mm045. 0030孔 的内 侧面 表 面粗 糙度 要求 为12.5Ra m ,2个mm045. 0030孔的外侧面表面粗糙度要求为 50Ra m , 宽度为 4mm的开口槽的表面粗糙度要求为 m Ra 50。2.1.3弹簧吊耳零件的技术要求 2.2确定毛坯,绘制毛坯图 2.2.1 确定毛坯的制造形式“后钢板弹簧吊耳”零件材料为 35钢,硬度 HBS 为 149187,生产类型 为大批量生产。考虑到该弹簧吊耳零件在工作过程中要承受压力冲级载荷, 为增强弹簧吊耳 零件的强度和冲

7、级韧度,故毛坯选用锻件,零件材料为 35号钢。由于生量已达 到大批生产的水平(N=4000 ,而且零件的轮廓尺寸不大,为提高生产效率和锻 件精度,故可以采用模锻制造毛坯。2.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由 机械制造技术基础课程设计指导教程 表 2-10表 2-12可知, 要确定毛 坯的尺寸公差及机械加工余量,应先确定如下各项因素。1. 公差等级由弹簧吊耳的功用及其技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。 2. 锻件重量已知机械加工后弹簧吊耳的重量为 2.6kg ,由此可初步估计机械加工前锻件 毛坯的重量为 4kg 。3. 锻件材质系数该弹簧吊耳材料为 35号钢,是碳的质量分数小于

8、0.65%的碳素钢,故该锻 件的材质系数属1M 级。4. 锻件分模线形状根据该弹簧吊耳的形位特点, 故选择零件高度方向的对称平面为分模面, 属 平直分模线,如图 2-2-4弹簧吊耳锻造毛坯图所示。2.2.4吊耳毛坯尺寸公差及机械加工余量由弹簧吊耳零件图可知,该零件各加工表面的粗糙度 Ra 均大于 m 6. 1。 根据上述各因素, 可查表确定该锻件的尺寸公差及机械加工余量, 所得结果列于 表 2-2-4中。 上表备注出自机械制造工艺手册简明手册 吊耳零件毛坯图如下: 图 2-2-42.3拟定弹簧吊耳工艺路线2.3.1零件表面加工方法的确定,吊耳各表面加工方案根据弹簧吊耳零件图上各加工表面的尺寸精

9、度和表面粗糙度, 确定加工工件 各表面的加工方法,如图 2-3-2所示。 2.3.2工序顺序的安排由于生产类型为大批生产, 应尽量使工序集中来提高生产率, 除此之外, 还 应降低生产成本。1. 工艺方案一,如表 2-3-3-1所示。表 2-3-3工艺方案一表 2. 工艺方案二,如表 2-3-3-2所示。表 2-3-3-2工艺方案二表 2.3.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先加工 60mm 两外圆端面,然后再以此为基面加工 mm 05. 0037+孔,再加工 10.5mm 孔, mm 045. 0030+孔,最后加工 mm045. 0030+孔的内外侧面以及宽度为 4

10、mm 的开口槽铣,则与方案二相反,先加工 mm 045. 0030+孔的内外侧面,再以此为基面加工 10.5mm 孔, mm 045. 0030+孔, 宽度为 4mm 的开口槽,最后加工 60mm 两外圆端面, mm 05. 0037+孔。 经比较可见,先加工 60mm 两外圆端面,以后位置度较易保证,并且定位及 装 夹都 较方 便 ,但 方 案 一中 先 加 工 10.5mm 孔 , mm 045. 0030+孔 , 再 加 工 mm045. 0030+孔的内外侧面,不符合先面后孔的加工原则,加工余量更大,所用加工时间更多,这样加工路线就不合理,同理,宽度为 4mm 的开口槽应放在最 后一个

11、工序加工。所以合理具体加工艺如下表 2-3-4:表 2-3-4最终工艺方案 2.3.4确定吊耳工艺路线在综合考虑以上工序顺序安排原则的基础上,以表 2-3-5列出弹簧吊耳的工 艺路线。 2.4机床设备及工艺装备的选用 2.4.1机床设备的选用在大批生产的条件下, 可选用高效的专用设备和组合机床, 也可选用通用设 备。 所选用的通用设备应提出机床型号, 如该弹簧吊耳零件选用的通用设备 “立 式铣床 X51” 。2.4.2工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具, 夹具和量具。 该弹簧吊耳零件的工艺装备在工序卡 中都有说明,其中由于生产类型为大批量生产,故夹具选用的是专用夹具。2.5加工余量,工序尺寸和

12、公差的确定2.5.1工序 1加工 mm 60孔两外圆端面至设计尺寸的加工余量,工 序尺寸和公差的确定第一道工序的加工过程为:1 以 mm 60左端面 A 定位,粗铣右端面 B ,保证工序尺寸 1P ,余量 1Z ; 2 以 mm 60右端面 B 定位,粗铣左端面 A ,保证工序尺寸 2P ,余量 2Z , 达到零件图设计尺寸 D 的要求, mm 2. 06. 076-。 由图 2-5-1-1所示加工方案,可以找出全部工艺尺寸链,如图 2-5-1-2所示, 求解各工序尺寸及公差的顺序如下: 图 2-5-1-1 第 1道工序加工方案示意图 图 2-5-1-2 第 1道工序工艺尺寸链图1 从 图 2

13、-5-1-2a 知, mm D P 2. 06. 0276-=; 2 从 图 2-5-1-2b 知, 221Z P P +=, 其中 2Z 为粗铣余量, 由 机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-35,由于 B 面的加工余量是经粗铣一次切除的,故 2Z 应等于 B 面的毛坯余量,即 mm Z 22=,mm Z P P 78276221=+=+=。由 机械制造技术基础课程设计指导教程 表 1-20确定该粗铣工序的经济加工精度等级为 IT=12,其公差值为mm 54. 0,故 mm P 27. 078(1=。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理, 还需对加工余量进行校核。 余量 2Z 的校核。在图

14、 2-5-1-2b 所示的尺寸链中 2Z 是封闭环,故:mm P P Z 54. 273. 7527. 78min 2max 1max 2=-=-= mmP P Z 46. 127. 7673. 77max 2min 1min 2=-=-=余量校核结果表明,所确定的工序尺寸及公差是合理的。将工序尺寸按“入体原则”表示:mm P 2. 06. 0276-=, mm P 054. 0178-=。2.5.2吊耳各加工表面的机械加工余量根据上述原始资料及加工工艺, 分别确定各加工表面的机械加工余量, 工序 尺寸如下:(1 铣 mm 60两外圆端面考虑其加工表面粗糙度要求为 6.3Ra m ,粗铣取 2

15、Z=4mm (2 加工mm05. 0037+孔其表面粗糙度要求较高为 1.6Ra m ,其加工方式可以分钻,为扩,铰三步, 根据机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-28,确定工序尺寸及余量为: 钻孔:20mm 钻孔:36mm 2Z=16mm 扩孔:36.8mm 2Z=0.8mm铰孔:mm 05. 0037+ 2Z=0.2mm (3 铣 mm045. 0030+孔的内侧面考虑其表面粗糙度要求为 Ra12.5um ,只要求粗加工,取 2Z=4mm 已能满足要求。 (4 铣 mm045. 0030+孔的外侧面考虑其表面粗糙度要求为 50Ra m , 只要求粗加工, 取 2Z=4mm 已能满足要求

16、。(5 加工mm045. 0030+孔其表面粗糙度要求较高为 1.6Ra m ,其加工方式可以分为钻,扩,铰三步, 根据机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-28,确定工序尺寸及余量为: 钻孔:15mm 钻孔:29mm 2Z=14mm扩孔:29.8mm 2Z=0.8mm铰孔:mm 045. 0030+ 2Z=0.2mm (6 加工 10.5mm 孔其表面粗糙度要求较高为 12.5Ra m ,其加工方式可以分为钻,扩,两步, 根据机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-28,确定工序尺寸及余量为: 钻孔:mm .010扩孔:10.5mm 2Z=0.5mm2.6确定切削用量及基本工时(机动时间工

17、序 1:粗铣 60mm 两外圆端面机床:立式铣床 XA5032刀具:硬质合金(YT15端铣刀 0100d m m = 粗齿数 5Z =, r=060铣削深度:mm a 2p =每齿进给量 z f :根据切削用量简明手册表 3.5,取 z mm f z /1. 0= 铣削速度 V :根据切削用量简明手册表 3.15,取 min /203m V =, 机床主轴转速 n :01000Vn d =式(2-6-1将 min /203m V =, 0d =mm 100代入公式(2-6-1得:min/0.564910014. 3min /2031000r mmm n =根据切削用量简明手册表 3.30,取

18、min /600r n = 实际铣削速度 V :min /8.4181000min/60010014. 310000m r mm nd V =工作台每分进给量 m f :m z w f f zn = 式(2-6-2 取 z f =1. 0=z f , 5Z=, w n =min/600r n =代入公式(2-6-2得:m f =min/300min /60051. 0mm r =校验机床功率 根据表 3.23,当 5601000b M Pa =, 62e a , 2.0p a =,0100d m m =, 5Z =, f v =m f =300,近似为 2.0c P K W =根 据 XA50

19、32型 立 铣 说 明 书 表 3.30, 机 床 主 轴 允 许 功 率 为 7.50.755.63M P KW =。因此所选择的切削用量可以用。根据机械制造工艺设计简明手册 表 6.2-7 被切削层长度 l :由毛坯尺寸可知 60l m m =刀具切入长度 1l:(100.51212.14p ra l d m mtg =-+=, 取 1l =12mm刀具切出长度 2l :mm l 32= 走刀次数为 1 机动时间 1j t :121j ml l l t f +=取 mm l 60=, mm l 121=, mm l 32=, min /300mm f m = 代入公式得:min25. 0m

20、in/300312601=+=mm mmmm mm t j以上为铣一个端面的机动时间,故粗铣机动工时为min .50min 25. 02211=j t t工序 2:钻,扩,铰 mm 05. 0037+孔,倒角 1.530机床:立式钻床 Z525 刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀13(1 、 a 钻 20mm 孔高速钢麻花钻头,其直径为 0d =20mm,双锥修磨横刃进给量 f :根据切削用量简明手册表 2.7, r mm f /.43035. 0=, 再根据表 2.35选择 r mm f /0.36=由表 2.19查得 钻孔 轴向 力, 当 r mm f /0.36=, 0d =20mm时 ,轴 向

21、力6090f F N=。轴向力修正系数为 0.88,故 60900.885359f F N =再 根 据 表 2.35, 机 床进 给 机 构 强 度允 许 最 大 轴 向力 m ax 8830F N =, 则m a x f F F ,故 rmm f /0.36=可用。由表 2.12,查得钻头厚刀面最大磨损量为 0.6mm ,寿命 T=45min由表 2.14,35钢加工性属 4类由表 2.13, 加工性为 4类, r mm f /0.36=, 双横刃磨的钻头, 0d =20mm时,19/m int v m =由表 2.31,修正系数均为 1,则 v=19m/min 则 01000302/m in vn r d =,根据表 2.35选择 n=272r/min验算:由表 2.20查得 64.45t M N m =,再查表 2.35知 144.2m M N m =