郭枫后钢板弹簧吊耳设计说明书Word文档下载推荐.doc
《郭枫后钢板弹簧吊耳设计说明书Word文档下载推荐.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《郭枫后钢板弹簧吊耳设计说明书Word文档下载推荐.doc（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
5.2工艺路线的制定……………………………………………………………8
5.2.1加工方法的选择和加工阶段的划分………………………………8
5.2.2工艺路线的拟定…………………………………………………8
5.2.2.1工艺方案一…………………………………………………9
5.2.2.2工艺方案二…………………………………………………9
5.2.2.3工艺方案的比较与分析……………………………………9
5.3加工余量及工序尺寸的拟定……………………………………………10
5.3.1毛坯尺寸的确定…………………………………………………10
5.3.2确定机械加工余量和工序尺寸…………………………………12
5.4切削用量的确定…………………………………………………………13
5.4.1工序10切削用量的确定………………………………………13
5.4.2工序20切削用量的确定………………………………………14
5.4.3工序60切削用量的确定………………………………………15
5.5时间定额的确定…………………………………………………………15
5.5.1工序10时间定额的确定………………………………………15
5.5.2工序20时间定额的确定………………………………………16
5.5.3工序60时间定额的确定………………………………………18
6加工工艺孔夹具设计……………………………………………19
6.1加工工艺孔夹具设计方案的确定……………………………19
6.2选择定位方式及定位元件…………………………………………………20
6.3导向装置的确定……………………………………………………………20
6.4切削力的计算与夹紧力分析………………………………………………20
6.5夹紧机构的确定……………………………………………………………21
6.6定位误差分析………………………………………………………………21
7小结………………………………………………………………………………22
8参考文献…………………………………………………………………………23
9致谢………………………………………………………………………………23
后钢板弹簧吊耳的机械加工工艺规程及夹具设计
郭枫
西南大学工程技术学院，重庆400716
1引言
机械的加工工艺及夹具设计是在我们完成机械原理和机械设计课程设计之后的又一次重要课程设计，本次课程设计安排在我们完成全部专业课程学习之后，旨在检验我们对所学专业知识的综合运用能力以及理论联系实际的能力。
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。
然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。
因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。
为适应当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求，所以合理的机械加工工艺过程设计及夹具设计具有十分重要的意义，而这也是我们机械制造类专业学生必须掌握的技能。
2课程设计的目的
机械制造技术基础课程设计旨在继承材料成型技术基础课程设计，让我们完成一次机械零件的机械加工工艺规程和典型夹具设计的锻炼，其目的如下：
（1）在结束了机械制造技术基础等前期课程的学习后，通过本次设计使学生所学到的知识得到巩固和加深。
培养学生学会全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。
（2）通过设计提高学生的自学能力，使学生熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料。
（3）通过设计使学生树立正确的设计理念，懂得合理的设计应该是技术上先进的，经济上合理的，并且在生产实践中是可行的。
（4）通过编写设计说明书，提高学生的技术文件整理、写作及组织编排能力，为学生将来撰写专业技术及科研论文打下基础。
3零件的工艺分析
3.1零件结构及工艺性分析
图3-1后钢板弹簧吊耳零件图
由后钢板弹簧吊耳零件图3-1知可将其分为两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求。
现分析如下：
（1）以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：
两外圆端面的铣削，加工的孔以及其孔口倒角，其中两外圆端面表面粗糙度要求为，孔的表面粗糙度要求为，其孔口倒角粗糙度要求为。
（2）以孔为主要加工表面的加工面。
两个的孔及其孔口倒角C1，两个的孔，两个孔的内外两侧面的铣削，以及宽度为4的开口槽的铣削，两个孔在同一中心线上有数值为的同轴度要求。
其中两个孔的表面粗糙度要求为，其空口倒角粗糙度要求为，两个的孔表面粗糙度要求为，两个孔的内侧面表面粗糙度要求为，两个孔的外侧面表面粗糙度要求为，宽度为4的开口槽的表面粗糙度要求为。
在两组加工表面之间没有一定的位置要求，先加工哪一组表面都可以，现计划是加工第一组表面，再以第一组为基准加工第二组表面。
图3-2后弹簧钢板吊耳三维零件图
3.2零件的技术要求分析
查【3】表9-1，可知各尺寸加工精度等级如下：
加工表面
400，IT13
50，IT9
45，IT9
74，IT9
22
IT12（经济精度）
孔
宽为4mm的槽
C1
3.3工艺过程设计所应采取的相应措施
由以上分析可知，该零件的主要加工表面是平面及孔系。
一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。
因此，对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。
该类零件的加工也应遵循先加工定位基面后加工其他表面、先加工主要面后加工次要面、先粗后精、先面后孔的总体原则。
即首先根据零件技术要求将孔与平面的加工明确划分粗加工和精加工阶段，以保证孔系加工精度；
加工过程先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。
这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。
其次，先加工平面可以先切去锻件表面的凹凸不平，为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。
4毛坯的选择
后钢板弹簧吊耳零件的材料选用35钢，硬度为,其年生产纲领为5000件，设其设备品率为3%，机械加工废品率为0.5%，则零件年生产纲领为：
件/年。
其中：
a—备品率；
b—废品率，并且零件的轮廓尺寸不大，根据【1】表1-2可知，该零件的生产已初步达到大批生产水平，在造型中可采用模锻成型。
再考虑零件在工作中的情况，零件在汽车后后钢板中支架钢板，受到各种不同的振荡，有减震功能、阻尼缓冲部分功能、导向功能作用，因此应该选择锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。
综上所述，根据【2】表2-5,又由于零件结构复杂程度一般，故毛坯制造形式采用模锻成型。
5零件机械加工工艺路线
5.1定位基准的选择
5.1.1粗基准的选择
粗基准选择应当满足以下要求：
（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。
目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。
如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。
以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。
（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。
例如：
机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。
因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。
这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。
（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。
这样可以保证该面有足够的加工余量。
（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。
有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。
（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。
多次使用难以保证表面间的位置精度。
为了满足上述要求，基准选择以后钢板弹簧吊耳大外圆端面作为粗基准。
先以后钢板弹簧吊耳大外圆端面互为基准加工出零件图所要求的端面，再以端面定位加工出工艺孔。
在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。
5.1.2精基准的选择
精基准的选择应遵循基准重合、统一基准、互为基准、自为基准的原则，例如加工后钢板弹簧吊耳零件时，第二面组的加工都是以大圆端面和孔作为精基准，做到了基准统一，容易保证第二面组各面之间的相互位置关系。
当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算，计算出相应的定位误差。
5.2工艺路线的制定
5.2.1加工方法的选择和加工阶段的划分
后钢板弹簧吊耳零件的主要加工面为孔和端面。
由于端面和孔的精度要求并不高，端面的加工采用粗铣或粗铣、半精铣就能达到图样要求；
孔的加工可以采用扩—铰工艺，也可以采用先钻孔后镗孔；
倒角采用锪削加工；
在钳工台上去毛刺。
端面和孔外侧面加工采用粗铣就能满足要求，孔内侧面需先粗铣，再半精铣。
孔的加工中，若在预留孔的基础上采用扩-铰工艺，则扩、铰孔依次完成孔的半精加工、精加工。
若采用在预留孔基础上镗孔，则镗孔完成孔的半精加工。
具体工艺路线及其分析见5.2.2。
5.2.2工艺路线的拟定
拟定工艺路线时，首先必须保证零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等达到图纸上的设计要求。
在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，应尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外，还考虑经济效果，对于图纸上未要求的尺寸精度尽量采用经济精度，以便降低生产成本。
按照上述对零件机构及工艺的分析，现制定了下述两种不同的工艺方案。
5.2.2.1工艺方案一
表5-1工艺方案一表
工序号
工序内容
设备
10
粗铣两外圆端面至图样要求
X5032
20
扩、铰孔，倒角
Z5140A
30
铣孔的内侧面至图样要求
40
铣孔的外侧面
50
Z5132A
60
钻，扩孔
Z5125A
70
铣宽度为4的开口槽
X6120
80
去毛刺
钳工台
90
终检
5.2.2.2工艺方案二
表5-2工艺方案二表
粗铣孔的端面
精铣孔的端面
钻孔
镗孔，倒角
T618
100
铣宽4的开口槽
110
120
检查
5.2.2.3工艺方案二
工艺方案一与工艺方案二的关键不同的两个地方：
一是两端面的加工以及孔的内外侧表面加工，分析这几个平面加工，两端面，精度要求和表面要求均不是特别高，其尺寸精度为12级，表面粗糙度均为，由【1】图5-7可知粗铣就能达到这些加工要求。
孔的内侧面尺寸精度为IT9，表面粗糙度为，需要粗铣后再半精铣，在一个工序内完成，两外侧面粗糙度为，粗铣即可。
而方案二增加了精铣工序，尽管提高了加工精度，但是也耗费了更多工时和成本，经济性不好。
二是方案一在毛坯预留孔基础上再进行扩—铰来加工主要的孔，加工的几何精度不容易保证，但效率高。
方案二采用镗削来加工主要孔，加工精度容易保证，但是由于镗孔夹具操作费时，效率不高。
鉴于孔和孔的加工精度均为9级精度，表面粗糙度为，通过扩—铰也能到该加工要求，故考虑到提高生产率，方案一比方案二合理。
综上所述，较为合理的具体加工艺如下：
表5-3最终工艺方案
粗铣、半精铣孔的内侧面
Z5132
Z5125
零件入库
5.3机械加工余量及工序尺寸的拟定
5.3.1毛坯尺寸的确定
后钢板弹簧吊耳零件材料为35钢，材料密度为，由三维建模软件分析估算毛坯重量，锻件的复杂数为，，所以锻件复杂系数为级（一般）。
35钢碳的质量分数为，小于，故材质系数为。
结合课程设计手册，分别确定锻件各表面的毛坯尺寸、公差如下：
①查【2】表5-65，粗铣平面余量为1.5mm,故圆柱厚度方向尺寸为，再查5-16，知锻件公差及极限偏差为，所以该方向毛坯尺寸为。
②由【2】表5-17，确定孔两侧内面间毛坯尺寸单边余量为2mm，确定孔两内侧面间毛坯尺寸及公差为。
③每个孔两侧面间毛坯尺寸为，经济精度。
④由表5-17可知，孔表面加工余量为2mm（单边），毛坯尺寸及其公差为。
⑤同上，孔表面加工余量为2mm（单边），毛坯尺寸及其公差为。
图5-1锻造毛坯图
5.3.2确定机械加工余量、工序尺寸
参考【2】表5-65，5-53可得如下机械加工余量和工序尺寸：
1.工序I：
（1-1）铣端的其中的一个侧面，以另一侧面为定位基准
名称
加工余量/mm
基本尺寸/mm
加工经济精度
工序尺寸及公差/mm
表面粗糙度
粗铣
1.5
77.5
IT12
毛坯尺寸
-
79
（1-2）铣端的另一个侧面，以加工后的那面作为精基准
工序尺寸及公差
76
2.工序II：
加工孔
加工余量（双边）/mm
铰孔
0.5
IT8
扩孔
3.5
IT11
预留孔
3.工序III：
铣孔的内侧端面：
加工余量
（双边）/mm
基本尺寸
/mm
半精铣
2
77
IT9
3
75
72
-
4.工序IV：
铣孔的外侧两端面
加工余量
/mm
5.工序V：
加工孔：
6.工序VI：
加工余量（双）
9
7.工序VII：
铣宽度为4mm的开口槽：
4
5.4切削用量的确定
5.4.1工序10切削用量的确定
工序10：
粗铣两外圆端面。
查【2】表5-10和表5-33，机床选用X5032立式铣床；
刀具选用高速钢立铣刀，，齿数。
（1）铣削深度：
（2）每齿进给量：
查设计指导书【2】表5-88可知，取。
铣削速度：
由5-88查取切削速度。
机床主轴转速，将,代入上式得：
.
根据【4】表4.2-36，取机床主轴转速.实际铣削速度：
（3）工作台每分进给量：
5.4.2工序20切削用量的确定
工序20：
扩—铰孔，锪倒角。
机床：
立式钻床Z5140A。
刀具：
专用扩孔钻、高速钢铰刀、锪钻。
1.扩孔工步
1）背吃刀量的确定：
取。
2）进给量的确定：
由表5-81知进给量为，根据机床参数选取该工步的每转进给量。
3）切削速度的计算：
参照表5-21所列Z5140A型立式钻床的主轴转速，取转速，据此可求出该工序的实际钻削速度：
。
2.铰孔工步
查【2】表5-82，可以查到每转进给量处于之间，可以选取该工步的每转进给量。
3.锪倒角
采用锪钻，取倒角时的主轴转速与 扩孔时相同，为。
5.4.3工序60切削用量的确定
工序60：
钻、扩孔。
立式钻床Z5125A。
麻花钻、扩孔钻。
1.钻孔工步
1）背吃刀量为。
由【2】表5-78知进给量为，根据【2】表5-21机床参数选取该工步的每转进给量。
参照【4】表4.2-15所列Z5125A型立式钻床的主轴转速，取转速，据此可求出该工序的实际钻削速度：
2.扩孔工步
查【2】表5-81，可以查到每转进给量处于之间，可以选取该工步的每转进给量。
参照表5-21所列Z5125A型立式钻床的主轴转速，取转速，据此可求出该工序的实际钻削速度：
5.5时间定额的确定
5.5.1工序10时间定额的确定
1.铣一个端面基本时间的确定
由【2】表3-14可知，单次走刀基本时间，式中，根据表3-17取，前面已求得。
走刀两次，所以得基本时间。
2.铣一个端面辅助时间的计算
查阅【2】表3-19，各动作时间如下：
拿取工件并完成装夹时间：
；
起动机床：
刀具靠近工件、退回并复位：
停机取下工件：
综上，铣一个端面所需辅助时间。
综上，铣两个端面的作业时间=基本时间+辅助时间=。
3.布置工作地时间的计算
布置工作地时间一般是作业时间的，取为作业时间的，则。
4.休息和生理需要时间的计算
休息与生理需要时间一般取为作业时间的，则。
由于该工件的生产类型为大批生产，分摊到每个工件、工序上的时间很微小，所以可以忽略不计。
综上所述，工序20的工时定额=。
5.5.2工序20时间定额的确定
扩、铰孔，锪倒角。
1.基本时间的确定
1）扩孔工步
查【2】表3-12，扩孔的基本时间可由公式求得。
式中；
，取；
;
将上述结果代入公式，则得该工序的基本时间为：
2）铰孔工步
据表3-13，取；
3）锪倒角工步
由表3-12可得，，其中,,取，则：
由于要锪倒角两次，故本工序的基本时间时是。
2.辅助时间的计算
起动机床、调节钻床转速：
0.03min；
刀具（三次）靠近工件、退回并复位：
0.3min；
综上，由于该工序中包括两次装夹，所以该工序辅助时间
。
3.布置工作地时间的计算
布置工作地时间一般是作业时间的，作业时间=基本时间+辅助时间=。
取为作业时间的，则。
5.5.3工序60时间定额的确定
钻，扩孔。
1.钻、扩一个孔的基本时间的确定
1）钻孔工步
查【2】表3-12，钻孔的基本时间可由公式求得。
钻头，；
2）扩孔工步
升级会员 