后钢板弹簧吊耳

后钢板弹簧吊耳 机械制造基础课程设计 设计题目:制定后钢板弹簧吊耳零件的加工 工艺，设计钻Ø37孔的钻床夹具 班 级: 学 生: 指导教师: 2006-9-26 机械制造工艺及夹具课程设计任务书 设计题目:制定后钢板弹簧吊耳的加工工艺，钻Ø37孔 的钻床夹具 设计要求:1.中批生产; 2.尽量选用通用夹具。 设计:1.填写设计任务书; 2.制订一个中等零件的加工工艺过程，填写工 艺过程卡和工序卡各一张; 3.设计指导教师指定的工序夹具，绘制全套夹 具图纸，要求用计算机绘图; 4.编写设计说明书一份，按照毕业的格式 写，要求打印文稿。 班 级: 学 生: 指导教师: 2006年9月10日 一( 零件的 零件的工艺分析 后钢板弹簧吊耳共有三组加工表面，现分述如下: ，0.051)以Ø37mm孔为中心的加工表面 0 ，0.05，0.2这一组加工表面包括:一个Ø37mm的孔，尺寸为76mm的与,0.60 ，0.05，0.05Ø37mm孔相垂直的平面，其中主要加工表面为Ø37mm的孔; 00 ，0.0452)以Ø30mm孔为中的加工表面 0 ，0.045，0.074这一组加工表面包括:两个Ø30mm的孔，以及尺寸为77与两个00 ，0.045Ø30mm 孔相垂直的内平面，以及两个孔的外表面; 0 )以Ø10.5mm孔为中心的加工表面 3 这一组加工表面包括:两个Ø10.5mm的孔 二( 工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 零件为35钢，考虑到该零件在汽车中的受力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生产，因此，毛坯可采用模锻成型 (二)基面的选择 基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，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。以Ø30mm孔一侧端面为粗基准，以消除，，三zyx个自由度，然后加一个辅助支承。 (2)精基准的选择。根据基准重合和互为基准原则，选用设计基准作为精基准,当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 (三)制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。 1.工艺路线一 工序? 粗铣Ø37mm孔端面。 工序? 精铣Ø37mm孔端面。 工序? 扩，粗铰，精铰Ø37mm孔并加工倒角1.5×45?。 工序? 粗铣Ø30mm孔端面。 工序? 扩，粗铰Ø 30mm孔并加工倒角1×45? 工序? 粗铣尺寸为77mm的孔端面。 工序? 精铣尺寸为77mm的孔端面。 工序? 钻2-Ø 10.5mm孔。 工序? 铣宽为4mm的槽 工序? 去毛刺 工序? 检查。 2.工艺路线方案二 工序? 粗铣Ø37mm孔端面。 工序? 粗镗Ø37mm孔，倒角1.5×45?。 工序? 粗铣Ø30mm孔外端面。 工序? 粗铣Ø30mm孔内端面。 扩，粗铰Ø 30mm孔并加工倒角1×45?。 工序? 工序? 粗镗Ø37mm孔。 工序? 半精铣Ø37mm孔端面。 半精铣Ø37mm孔端面。 工序? 工序? 钻2-Ø10.5mm孔。 工序? 铣宽为4mm的槽 工序? 去毛刺。 工序? 检查。 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Ø37mm孔端面，再以该加 工平面为基准加工其余平面，最后加工各个孔;方案二是先以Ø30mm孔外端面 为基准加工Ø37mm孔端面，再以Ø37mm孔端面为基准加工其它端面和孔。两 相比较可以看出，方案二遵循互为基准原则能够较好的保证加工精度，对设备要 求较低，而方案一工序比较集中，考虑实际设备条件，可将两个方案进行综合考 虑。具体工艺过程如下: 工序? 粗铣Ø37mm孔端面。 工序? 粗镗Ø37mm孔，倒角1.5×45?。 工序? 粗铣Ø30mm孔外端面。 工序? 粗铣Ø30mm孔内端面。 工序? 扩，粗铰Ø 30mm孔并加工倒角1×45?。 工序? 粗镗Ø37mm孔。 工序? 半精铣Ø37mm孔端面。 工序? 半精铣Ø37mm孔端面。 工序? 钻2-Ø10.5mm孔。 工序? 铣宽为4mm的槽 工序? 去毛刺。 工序? 检查。 (四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “后钢板弹簧吊耳”零件材料为35钢，毛坯重量约为2.6Kg，生产 类型为中批生产，采用锻造。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的饿机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸如下: 1.Ø37mm孔 毛坯为空心，参照《机械加工工艺手册》，确定工序尺寸为 Z=2.6mm。 ，1.6由锻件复杂系数为S1,锻件材质系数取M1, 毛坯尺寸为Ø34.4。根据《机械加,1.2 工工艺手册》加工余量分别为: 粗镗:Ø36mm 2Z=1.6mm 精镗:Ø36mm 2Z=1.0mm 2.Ø30mm孔 毛坯为空心，参照《机械加工工艺手册》，确定工序尺寸为 Z=2.0mm。 ，0.5,锻件材质系数取M1, 毛坯尺寸为Ø26根据《机械加由锻件复杂系数为S1,1.1 工工艺手册》加工余量分别为: 扩孔:Ø29.8mm 2Z=1.8mm 铰孔:Ø30mm 2Z=0.2mm 3. Ø37mm孔、Ø30mm孔端面的加工余量 参照《机械加工工艺手册》，取加工精度F2 ,由锻件复杂系数为S3, 两孔外侧单边加工余量为Z=2mm。锻件材质系数取M1, 复杂系数为S3, 确定锻件偏 ，1.2，1.1差为 mm和mm。 ,0.6,0.5 根据《机械加工工艺手册》加工余量分别为: Ø37mm孔端面: 粗铣 2Z=3.0mm 精铣 2Z=1.0mm Ø30mm孔端面: 粗铣 2Z=4.0mm 4. Ø10.5mm孔 毛坯为实心，不出孔 ，为自由工差。根据《机械加工工艺手册》加工余量分别为: 钻孔:Ø10.5mm 2Z=10.5mm 由于本设计规定的零件为中批生产，可采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，可按调整法加工方式予以确定。 毛坯名义尺寸:122+2×2=126mm 毛坯最大尺寸:126+2×1.3=128.6mm 毛坯最小尺寸:126-2×0.7=124.6mm 铣后最大尺寸:122+0=122mm 铣后最小尺寸:122-0.17=121.83mm 将以上计算的工序间尺寸及公差整理成下表: (mm) 锻造毛坯 铣削加工 工 工 序 尺 Ø30mm孔处 加 寸 加最大 128.6 mm 工最小 124.6 mm 前 加最大 128.6 mm 112 mm 工最小 124.6 mm 121.83 后 mm 加工余量 2 mm 最大 3.65 mm (单边) 最小 1.435 mm 加工公差 mm -0.17/2 mm ，1.1 ,0.5 (五)确定切削用量及基本工时 工序?:粗铣Ø37mm孔端面。本设计采用查表法确定切削用量。 1. 加工条件 工件材料:35钢，锻造。 加工要求:铣Ø37mm端面，Ra6.3μm。 机床:X51立式铣床。 刀具:YT15硬质合金面铣刀，齿数Z=5，=100mm。 dw 2. 计算切削用量 根据《切削手册》 mm/z f,0.20z v,118切削速度:根据相关手册 取 m/min v10001000，118n (r/min) ,,,375.8sdw,,，100 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=375 r/min。 w dn,，100，375,ww故实际切削速度 (m/min) ,,,117.5v10001000 当n=375 r/min时，工作台每分钟进给量应为 fwm (mm/min) f,fzn,0.2，5，375,375mzw 查机床说明书，取 mm/min f,375m lll，，10012 切削工时 (min) t,,,0.27mf375m 为加工一侧端面的时间，总工时 (min) tt,2，0.264,0.528m 工序?.粗镗Ø37mm孔、倒角?。 1.5，45 根据《机械加工工艺手册》查得镗Ø37mm孔的进给量ƒ=0.3——1.0mm，按 机床 规格取=0.6mm，切削速度，根据相关手册及机床说明书，取v=30mm/s，加工f 孔径=Ø36mm。则 d0 v10001000，30 n (r/min) ,,,265.4s,d,，360 根据机床选取n=300 r/min。 w ,dv，36，300,0 实际切削速度 (m/min) ,,,33.9v10001000 l，l，l76，1012切削工时 (min) t,,,0.48nf300，0.6w 工序?:粗铣Ø30mm孔外端面。 根据《切削手册》 mm/z f,0.20z 切削速度:根据相关手册 取 m/min v,118 刀具与工序?所使用刀具相同 mm z,4 d,125w v10001000，118n (r/min) ,,,300s,dw,，125 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=300 r/min。 w ,dn，125，300,ww故实际切削速度 (m/min) ,,,118v10001000 当n=300 r/min时，工作台每分钟进给量f应为 wm (mm/min) f,fzn,0.2，4，300,240mzw 查机床说明书，取 mm/min f,235.2m lll，，65，4012 切削工时 (min) t,,,0.45mf235.2m 为加工一侧端面的时间，总工时 (min) tt,2，0.45,0.90m 工序?:粗铣Ø30mm孔内端面。 根据《切削手册》 mm/z f,0.20z 切削速度:根据相关手册 取 m/min v,118 刀具与工序?所使用刀具相同 mm z,4d,125w v10001000，118n (r/min) ,,,300s,dw,，125 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=300 r/min。 w ,dn，125，300,ww故实际切削速度 (m/min) ,,,118v10001000 当n=300 r/min时，工作台每分钟进给量应为 fwm (mm/min) f,fzn,0.2，4，300,240mzw 查机床说明书，取 mm/min f,235.2m lll，，65，4012t 切削工时 (min) ,,,0.45mf235.2m 为加工一侧端面的时间，总工时 (min) tt,2，0.45,0.90m 工序?:1.扩Ø29.8mm孔。 确定进给量:根据《机械加工工艺手册》 =0.81 mm/r。 ff 切削速度:根据相关手册，查得切削速度m/min ，所以 v,13.2 v10001000，13.2n (r/min) ,,,141s,d,，29.8w 根据机床说明书选取n=140 r/min，故实际切削速度w ,dv，29.8，140,w (m/min) ,,,13.1v10001000 切削工时 l，l，l22，1212 (min) t,,,0.30nf140，0.81w 2.铰Ø30mm孔。 确定进给量:根据《机械加工工艺手册》 =1.17 mm/r。 ff切削速度:根据相关手册，查得切削速度m/min ，所以 v,5.4 v10001000，5.4 (r/min) n,,,57.3s,d,，30w 根据机床说明书选取n=63 r/min，故实际切削速度w ,dv，30，63,w (m/min) ,,,5.9v10001000 切削工时 l，l，l22，1212 (min) t,,,0.46nf63，1.17w 工序?:精镗孔至Ø36mm 根据《机械加工工艺手册》查得 f=0.5mm/r n=1000r/min=16.6r/s w 切削速度 v=40m/min=0.67m/s l，l，l76，1012切削工时 (min) t,,,0.14nf1000，0.6w 工序?:半精铣Ø30mm孔端面 根据《切削手册》 mm/z f,0.20z v,118切削速度:根据相关手册 取 m/min v10001000，118 n (r/min) ,,,375.8s,dw,，100 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=375 r/min。 w ,dn，100，375,ww故实际切削速度 (m/min) ,,,117.5v10001000 当n=375 r/min时，工作台每分钟进给量应为 fwm (mm/min) f,fzn,0.2，5，375,375mzw 查机床说明书，取 mm/min f,375m lll，，10012 切削工时 (min) t,,,0.27mf375m 为加工一侧端面的时间，总工时 (min) tt,2，0.264,0.528m 工序?:半精铣Ø30mm孔端面。 根据《切削手册》 mm/z f,0.20z 切削速度:根据相关手册 取 m/min v,118 刀具与工序?所使用刀具相同 mm z,4d,125w v10001000，118n (r/min) ,,,300s,dw,，125 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=300 r/min。 w ,dn，125，300,ww故实际切削速度 (m/min) ,,,118v10001000 当n=300 r/min时，工作台每分钟进给量应为 fwm (mm/min) f,fzn,0.2，4，300,240mzw 查机床说明书，取 f,235.2 mm/min m lll，，65，4012t 切削工时 (min) ,,,0.45mf235.2m 为加工一侧端面的时间，总工时 (min) tt,2，0.45,0.90m 工序?:钻2-Ø10.5mm孔 :根据《机械加工工艺手册》 锻件硬度149-187HBS 确定进给量f d,,10.5mm 取=0.234 mm/r。 f0 切削速度:根据相关手册，查得切削速度 m/min ，所以 v,12.6 v10001000，12.6 (r/min) n,,,382s,d,，10.5w 根据机床说明书选取n=394 r/min，故实际切削速度w ,dv，10.5，394,w (m/min) ,,,13.0v10001000 切削工时 l，l，l48，1212 (min) t,,,0.65nf394，0.234w 工序?:铣宽为4mm的槽 根据《切削手册》 mm/z f,0.01z 切削速度:根据相关手册 取 m/min v,146 刀具采用YT15硬质合金面铣刀， mm z,4 d,80w v10001000，146n (r/min) ,,,581s,dw,，80 根据机床说明书，取n=600 r/min。故实际切削速度 w dn,，80，600,ww,,,148v (m/min) 10001000 当n=600r/min时，工作台每分钟进给量应为 fwm f,fzn,0.01，4，600,24 (mm/min) mzw 查机床说明书，取 f,23.52 mm/min m lll，，22，1212 切削工时 (min) t,,,1.45f23.52m 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据一并填入机械加工工序过程综合卡片。 三.夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商，决定设计第?道工序——钻Ø37mm孔的钻床夹具。本夹具将用于Z3040摇臂钻床，刀具为高速钢锥柄麻花钻 (一)提出问题 本夹具用来钻Ø37mm孔加工本道工序时，该孔有过高的精度要求。因此，在本道工序加工时，主要考虑如何保证孔的定位，如何降低劳动强度、提高劳动生产率。 (二)夹具设计 定位基准的饿选择 1. 由零件图可知，以Ø37mm孔和Ø37mm孔的一个端面为定位基准，采用支承钉为辅助支承，同时为了缩短本工序的辅助时间，应设计一个可以快速更换工件的夹紧装置。 2. 切削力和夹紧力的计算 刀具:高速钢锥柄麻花钻，Ø37mm XFYF10.7轴向力: (N) F,CdfK,600，10.5，0.234，1.33,3031FF0 XFYF,31.90.8,3扭距: M,CdfK10,333.54，10.5，0.234，1.33，10,11.93M0M Nm 在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数 K,KKK123 为基本安全系数1.5; K1 为加工性质系数1.1; K2 为刀具钝化系数1.2。 K3 '所以 (N) F,KF,1.5，1.1，1.2，3031,7202 夹紧力:在此夹具中，只是为了防止工件在加工过程中的振动和转动，因此 很小。 3. 定位误差分析 定位尺寸公差的确定。夹具的主要定位元件是一根定位轴，该定位轴的尺 寸与公差现定与本零件在工作时与其相配的轴的尺寸与公差相同,取其公差 |，0.017为，即Ø37mm。 n6,0.033 定位轴与零件的最大间隙为 max=0.05-(-0.033)=0.083mm , 而零件要求的最小偏差为 min=0-(-0.01)=0.01 , 因此最大间隙满足精度要求. 4. 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率，为此，应首先着眼于 采用何种夹紧装置以减少更换工件的辅助时间。本夹具设计采用开口垫圈夹紧装置，只要松开螺母即可取下工件，可以提高劳动生产率，而且本夹具总体结构设计比较简单、紧凑。 四、参考文献 1.《机械制造工艺学课程设计指导书》 机械工业出版社 赵家齐 编 上海科学技术出版社 徐圣群 主编 2.《简明机械加工工艺手册》 3. 《机床夹具设计手册》第二版 上海科学技术出版社 4(《切削手册》 机械工业出版社 艾兴 肖诗纲 编 目 录 设计任务书--------------------------------------1 一.零件的分析 ---------------------------------2 二.工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式---------------------- 3 (二)基面的选择 ----------------------------- 3 (三)制订工艺路线 --------------------------- 3 (四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 -5 (五)确定切削用量及基本工时 -----------------6 三.夹具设计 --------------------------------11 (一)问题的提出 --------------------------11 (二)卡具设计 ------------------------------12 四.参考文献 --------------------------------- 13