机械制造基础课程设计-“后钢板弹簧吊耳”零件的机械加工工艺规程设计及夹具设计.doc

晋中学院机械制造课程设计说明书题目“后钢板弹簧吊耳CA10B解放牌汽车”零件的机械加工工艺规程设计及夹具设计院系晋中中学院机械学院专业机械设计制造及其自动化姓名xxx学号指导教师2011年6月机械制造基础课程设计任务书一、设计题目“后钢板弹簧吊耳”零件的机械加工工艺规程设计及夹具设计生产批量：大批生产二、设计工作量要求1、零件图1张：手绘、CAD（或SolidworksPro-E）绘制各一份（含相应格式电子文件）；2、毛坯图1张；3、机械加工工艺过程综合卡片1张；4、机械加工工艺工序卡片2张，（2个典型工序）；5、工艺装备（夹具）设计装配图1张；6、课程设计说明书1份（6000字以上）。三、设计目的1、能熟练运用机械制造技术基础、公差与测量技术、工程力学、机械设计基础、机械制图等课程中的基本知识与理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工过程中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量；熟悉该零件在机器中的工作原理；2、学会使用手册及图表资料；3、进一步培养识图、绘图、工艺运算和编写技术文件的基本功能。四、资料查阅与收集任务1、查阅和收集所给题目零件的零件图、该零件在产品或部件中的作用、材料及热处理特点、机械加工特性、主要加工表面的技术要求等；2、查阅和收集对应的毛坯图、了解毛坯的制造过程和要求等；3、查阅和收集该零件加工工艺规程编制的要求和主要注意特点；4、查阅和收集各工序所采用工、夹、量、刃具、设备；相应的切削加工用量等；5、查阅和收集相关加工方法的总余量、工序加工余量、工序尺寸及公差等；6、其他你认为应收集的相关资料。机械制造技术基础课程设计说明书2前言本次设计是对后钢板弹簧吊耳零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。后钢板弹簧吊零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以后钢板弹簧吊耳大外圆端面作为粗基准，以后钢板弹簧吊耳大外圆端面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以后钢板弹簧吊耳大外圆端面互为基准加工出端面，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。整个加工过程选用不同类型的加工机床。机械制造技术基础课程设计说明书3目录机械制造基础课程设计任务书.1前言.2一、零件的分析.41.1零件的作用.41.2零件的工艺分析.41.3制定工艺路线.4二、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.52.1确定工序尺寸及毛坯尺寸.62.2各工序的加工.7三夹具设计.19四、结论.22五、心得体会.23六、参考文献.24七、致谢.25机械制造技术基础课程设计说明书4一、零件的分析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。两端的卷耳用销子铰接在车架的支架上。这样，通过钢板弹簧将车桥与车身连接起来，起到缓冲、减振、传力的作用。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求。现分析如下：（1）以mm60两外圆端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：mm60两外圆端面的铣削，加工mm370.050的孔，其中两外圆端面表面粗糙度要求为umR3.6a，mm370.050的孔表面粗糙度要求为m6.1uRa（2）以mm300.0450孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个mm300.0450的孔，2个的mm5.10孔、2个mm300.0450孔的内外两侧面的铣削，宽度为4的开口槽的铣削，2个在同一中心线上数值为mm01.0的同轴度要求。其中2个的mm300.0450孔表面粗糙度要求为umR2.51a，2个的孔表面粗糙度要求为，2个mm300.0450的孔的内侧面表面粗糙度要求为umR5.12a，2个mm300.0450的孔外侧面表面粗糙度要求为umR50a，宽度为4的开口槽的表面粗糙度要求为umR50a。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。1.3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等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，可以考虑万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。工艺路线方案二工序粗铣和精铣60mm两端的端面，机械制造技术基础课程设计说明书5工序钻、扩、铰37mm孔，并倒角1.5×030工序铣30mm的两端的内端面工序铣30mm的两端的外端面工序钻、扩10.5mm孔工序钻、扩、铰30mm孔倒角1×045工序铣宽为4mm的开口槽工序终检工艺方案的比较与分析两个方案的不同点之一：在于铣60mm两端的端面的先后，方案一中先粗铣端面，加工mm370.050，然后再精铣端面，即是方案一中的工序、，和方案二工序、的不同，方案一增加了装夹的次数，提高了精度，但是端面的精度要求不高，可以采用方案二的工序来加工60mm的两端端面，即先粗铣后精铣，互为基准参考；不同点之二：加工10.5mm孔和加工30mm孔的先后，方面一中考虑到先加工30mm孔，再以30mm孔为定位基准加工10.5mm孔，在图纸上表明10.5mm孔的定位是根据30mm孔的轮廓来定位的，方案二是先加工10.5mm孔，后加工30mm孔，这样做是考虑到先加工30mm孔后再加工10.5mm孔，在加工10.5mm孔时由于两者的空间位置关系可能会在加工时使刀具受力不均的系数大而破坏，不过经多方面的考虑，这是不必要的，而且图纸上标明10.5mm孔是根据30mm孔定位的；不同点之三：加工30mm孔的最后一道工序，因为30mm的孔要保证公差为0.01的同轴度，铰孔比较难达到这个精度，所以要采用拉孔来保证同轴度。先加工倒角是为了节省工时，因为在拉床上不能加工倒角，倒角的精度要求不高，而且拉孔的加工余量较少，所以先加工倒角后再拉孔。综合考虑采用以下的加工顺序。所以具体工艺过程如下：工序铣60mm两端的端面，工序钻、扩、铰37mm孔，并倒角1.5×030工序铣30mm的两端的内端面工序铣30mm的两端的外端面工序钻、扩30mm孔倒角1×045工序拉30mm孔工序钻、扩10.5mm孔工序铣宽为4mm的开口槽工序终检二、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号钢，属于中碳钢，硬度HBS为149187，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。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，工序尺寸及毛坯尺寸如下：机械制造技术基础课程设计说明书62.1确定工序尺寸及毛坯尺寸铣mm60两外圆端面考虑其加工表面粗糙度要求为6.3Ram，可以先粗铣，再精铣，根据切削加工手册表8-9，取加工精度2F，锻件复杂系数3S，锻件重2.6KG,孔外端面单边加工余量为1.72.2mm,取2Z=4mm能满足要求，精铣余量取0.5mm。加工mm05.0037孔其表面粗糙度要求较高为1.6Ram，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步，根据机械加工工艺手册表9-21，确定工序尺寸及余量为：钻孔：mm20钻扩：35mm扩孔：mm7.362Z=1.7mm铰孔：mm05.00372Z=0.2mm铣mm045.0030孔的内侧面考虑其表面粗糙度要求为12.5Ram，先粗铣2Z=3mm，再半精铣2Z=1mm，能满足要求。铣mm045.0030孔的外侧面考虑其表面粗糙度要求为50Ram，只需粗加工，根据机械加工工艺手册，取2Z=3mm能满足要求。加工mm045.0030孔其表面粗糙度要求较高为12.5Ram，其加工方式可以分为钻，扩，拉三步，根据机械加工工艺手册表9-21，确定工序尺寸及余量为：钻孔：28mm扩孔：29.8mm2Z=1.8mm拉孔：mm045.0030（保证同轴度）2Z=0.2mm加工10.5mm孔