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.doc
后钢板弹簧吊耳钻37孔和铣77mm两端面的钻床和铣床夹具设计带CAD图
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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37孔的钻床夹具 班 级：机械03-1班 学 生：杨加起 指导教师：敖晓春 哈尔滨理工大学 2006-9-26 哈尔滨理工大学 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37孔的钻床夹具 设计要求：1.中批生产；2.尽量选用通用夹具。 设计内容：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，按照毕业论文的格式 写，要求打印文稿。 班 级：机械03-1班 学 生：杨加起指导教师：敖晓春 2006年9月10日一 零件的分析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：1）以37mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：一个37mm的孔，尺寸为76mm的与37mm孔相垂直的平面，其中主要加工表面为37mm的孔；2）以30mm孔为中的加工表面这一组加工表面包括：两个30mm的孔，以及尺寸为77与两个30mm 孔相垂直的内平面，以及两个孔的外表面；3）以10.5mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：两个10.5mm的孔二 工艺规程设计（一） 确定毛坯的制造形式 零件材料为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30mm孔一侧端面为粗基准，以消除，三个自由度，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.工艺路线方案一 工序 粗铣37mm孔端面。 工序 精铣37mm孔端面。 工序 扩，粗铰，精铰37mm孔并加工倒角1.545。工序 粗铣30mm孔端面。工序 扩，粗铰 30mm孔并加工倒角145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- 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37mm孔端面。 工序 粗镗37mm孔，倒角1.545。 工序 粗铣30mm孔外端面。工序 粗铣30mm孔内端面。工序 扩，粗铰 30mm孔并加工倒角145。工序 粗镗37mm孔。工序 半精铣37mm孔端面。工序 半精铣37mm孔端面。工序 钻2-10.5mm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37mm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30mm孔外端面为基准加工37mm孔端面，再以37mm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37mm孔端面。 工序 粗镗37mm孔，倒角1.545。 工序 粗铣30mm孔外端面。工序 粗铣30mm孔内端面。工序 扩，粗铰 30mm孔并加工倒角145。工序 粗镗37mm孔。工序 半精铣37mm孔端面。工序 半精铣37mm孔端面。工序 钻2-10.5mm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：1.37mm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。由锻件复杂系数为S1,锻件材质系数取M1, 毛坯尺寸为34.4。根据机械加工工艺手册加工余量分别为：粗镗：36mm 2Z=1.6mm 精镗：36mm 2Z=1.0mm2.30mm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。由锻件复杂系数为S1,锻件材质系数取M1, 毛坯尺寸为26根据机械加工工艺手册加工余量分别为： 扩孔：29.8mm 2Z=1.8mm 铰孔：30mm 2Z=0.2mm3. 37mm孔、30mm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, 确定锻件偏差为 mm和mm。根据机械加工工艺手册加工余量分别为：37mm孔端面： 粗铣 2Z=3.0mm精铣 2Z=1.0mm30mm孔端面：粗铣 2Z=4.0mm 4. 10.5mm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：10.5mm 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+22=126mm 毛坯最大尺寸：126+21.3=128.6mm 毛坯最小尺寸：126-20.7=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）工序工尺加寸 锻造毛坯铣削加工30mm孔处加工前最大 128.6mm 最小 124.6mm 加工后最大128.6mm 112mm 最小 124.6mm 121.83 mm 加工余量（单边） 2mm最大3.65mm 最小1.435mm 加工公差mm -0.17/2mm（五） 确定切削用量及基本工时工序：粗铣37mm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37mm端面，Ra6.3m。机床：X51立式铣床。刀具：YT15硬质合金面铣刀，齿数Z=5，=100mm。2. 计算切削用量根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=375 r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=375 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min） 查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 为加工一侧端面的时间，总工时 （min）工序.粗镗37mm孔、倒角。根据机械加工工艺手册查得镗37mm孔的进给量=0.31.0mm，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，加工孔径=36mm。则 （r/min） 根据机床选取n=300 r/min。 实际切削速度 （m/min）切削工时 （min）工序：粗铣30mm孔外端面。 根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具与工序所使用刀具相同 mm （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=300 r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=300 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 为加工一侧端面的时间，总工时 （min）工序：粗铣30mm孔内端面。 根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具与工序所使用刀具相同 mm （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=300 r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=300 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 为加工一侧端面的时间，总工时 （min）工序：1.扩29.8mm孔。确定进给量：根据机械加工工艺手册 =0.81 mm/r。切削速度：根据相关手册，查得切削速度m/min ，所以 （r/min）根据机床说明书选取n=140 r/min，故实际切削速度 （m/min） 切削工时 （min）2.铰30mm孔。确定进给量：根据机械加工工艺手册 =1.17 mm/r。切削速度：根据相关手册，查得切削速度m/min ，所以 （r/min）根据机床说明书选取n=63 r/min，故实际切削速度 （m/min） 切削工时 （min）工序:精镗孔至36mm根据机械加工工艺手册查得f=0.5mm/rn=1000r/min=16.6r/s切削速度 v=40m/min=0.67m/s切削工时 （min）工序：半精铣30mm孔端面根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=375 r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=375 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min） 查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 为加工一侧端面的时间，总工时 （min）工序:半精铣30mm孔端面。 根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具与工序所使用刀具相同 mm （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=300 r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=300 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 为加工一侧端面的时间，总工时 （min） 工序：钻2-10.5mm孔确定进给量：根据机械加工工艺手册 锻件硬度149-187HBS 取=0.234 mm/r。切削速度：根据相关手册，查得切削速度 m/min ，所以 （r/min）根据机床说明书选取n=394 r/min，故实际切削速度 （m/min） 切削工时 （min）工序：铣宽为4mm的槽 根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具采用YT15硬质合金面铣刀， mm （r/min） 根据机床说明书，取n=600 r/min。故实际切削速度 （m/min）当n=600r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min） 查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 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37mm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37mm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1. 定位基准的饿选择由零件图可知，以37mm孔和37mm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，37mm轴向力： （N）扭距：Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数为基本安全系数1.5；为加工性质系数1.1；为刀具钝化系数1.2。所以 （N）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,取其公差为，即37mm。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2.简明机械加工工艺手册 上海科学技术出版社 徐圣群 主编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哈尔滨理工大学机械制造工艺课程设计目 录前 言1第一章零件的工艺分析及生产类型的确定3一.后钢板弹簧吊耳的用途3二.零件的技术要求3三.审查的工艺性4第二章 确定毛坯.绘制毛坯简图5一选择毛坯5二确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量5第三章 拟订工艺路线5一定位基准的选择5二加工阶段的划分6三工序的集中与分散6四工序顺序的安排6五.确定工艺路线7六.工艺方案的比较和分析8第四章 机床设备及工艺装备的选用8一.机床设备的选用8二.工艺装备的选用8第五章 加工余量.工序尺寸和公差的确定8一、毛坯余量余工序余量的确定8二、切削用量的选择11第六章 切削用量.时间定额的计算11一.确定切削用量及基本工时11第七章夹具设计17一、问题的提出17二、夹具的设计17附录：参考文献21前 言机械工业是一种基本工业形式，对于我们国家来说，它关系到国计民生的方方面面。近年来机械工业领域向着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，数字化，自动化水平日益提高。同时由于机械工业的发展，其他各工业部门也向着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。机械制造过程及检测，检验中，都要使用大量的夹具。为了达到提劳动效率，提高加工精度，减少废品，扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件，如何设计好夹具则成了机械制造的一项重要任务。机床夹具是夹具中的一种，将其固定到机床上，可以使被加工件对刀具与机床保持正确的相对位置，并克服切削力的影响。使加工顺利进行。机床夹具分为通用夹具和专用夹具两种。夹具设计中的特点：1、 夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。2、 专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3、 “确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。4、 夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。因此，夹具设计要保证以下几个条件：1、 夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。2、 保证工件的精度。3、 保证使用方便与安全。4、 正确处理作用力的平衡问题。5、 注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。在机械制造中，为了适应新产品的不断发展要求。因此,具设计过程中有朝着下列方向发展的趋势：1、 发展通用夹具的新品种a、 由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。b、 广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。2、 发展调整式夹具3、 推广和发展组合夹具及拼拆夹具。4、 加强专用夹具的标准化和规范化。5、 大力推广和使用机械化及自动化夹具。6、 采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。本设计属于工艺夹具设计范围，机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。工艺性的好坏，直接影响着零件的加工质量及生产成本，在设计中为了适应中批批量的生产情况，以提高产品的生产效率，在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用。第一章零件的工艺分析及生产类型的确定一.后钢板弹簧吊耳的用途后钢板弹簧又叫叶片弹簧，它是由若干不等长的合金弹簧片叠加在一起组合成一根近似等强度的梁。钢板弹簧3的第一片（最长的一片）称为主片，其两端弯成卷耳1，内装青铜或塑料或橡胶。粉沫冶金、制成的衬套，用弹簧销与固定在车架上的支架、或吊耳作铰链连接。钢板弹簧的中间用U形螺栓与车桥固定。中心螺栓4用来连接各弹簧片，并保证各片的装配时的相对位置。中心螺栓到两端卷耳中心的距离可以相等，也可以不相等。为了增加主片卷耳的强度，将第二片末端也弯成半卷耳，包在主片卷耳和外面，且留有较大的间隙，使得弹簧在变形时，各片间有相对滑动的可能。 后钢板弹簧在载荷作用下变形，各片之间因相对滑动而产生摩擦，可促使车架的振动衰减。各片间的干摩擦，车轮将所受冲击力传递给车架，且增大了各片的摩损。所以在装合时，各片间涂上较稠的润滑剂（石墨润滑脂），并应定期保养。二零件的技术要求 该零件形状特殊.结构简单，属典型的叉类零件。为实现换档，变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强耐模性，为保证换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉孔的垂直度要求为0.1mm。为保证在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，零件采用操纵槽，且操纵槽的垂直度要求为0.08mm。从后钢板弹簧吊耳的零件图（见附图）上可以看出，它一共有两组加工表面，而且这两组加工表面之间有一定的位置度要求，现将这两组加工表面分析如下：（1）以37mm孔为中心的加工表面。 这一组表面包括： 的孔及其倒角，尺寸为的与孔垂直的两个端面。其中孔为主要加工表面。（2）以两个孔为中心的加工表面这一组表面包括：两个的孔及其倒角，两个孔之间要保证一定的同轴度。与两个孔垂直的四个平面，两个的通孔和尺寸为4mm的与空垂直的槽。在这组表面中，分别位于零件两叉上的两个通孔，其同轴度要求为。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工出一组表面，然后借助专用夹具加工另一组表面，并保证它们之间的位置精度要求。三.审查的工艺性 分析零件图可知，零件头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积，又提高了换档时叉脚端面的接触刚度，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该件除主要工作表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削，钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件内下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。第二章 确定毛坯.绘制毛坯简图一选择毛坯“后钢板弹簧吊耳”零件材料为45钢，硬度为149-187HBS生产类型为中批生产，采用锻锤上合模锻毛坯。二确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量要确定毛坯的尺寸公差及其机械加工余量，应先确定如下各项因素：1 公差等级 由零件的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2 锻件重量3 锻件形状复杂系数4 锻件材质系数 由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65的碳素钢，故该锻件材质属于M1级。5锻件分模线形状根据该锻件的形位特点，选择零件右侧水平面为分模面，属平直分模线。6零件表面粗糙度 由零件图可知，该件各加工表面的粗糙精度Ra均大于等于1.6。第三章 拟订工艺路线一定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分 通常先确定精基准，然后再确定粗基准。基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至会使零件大批量报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择 按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准；若零件上有若干不加工表面时，则应以与加工表面位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准。）依照此原则，选择60mm 的端面作为第一道工序的基准。（2）精基准的选择 精基准的选择原则主要考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算。三加工阶段的划分 该零件加工质量要求较高，可以加工划分成粗加工，半精加工和粗加工几个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求，然后粗铣右端面，叉脚内表面，叉脚两端面的粗铣，操纵槽内表面和低面。在半加工阶段，完成叉脚两端面的精铣加工；在精加工阶段进行拨叉两端面的磨削加工。四工序的集中与分散该零件生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用夹具，以提高生产效率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。五工序顺序的安排1.机械加工工序（1）遵循“先基准后其它”原则，首先加工精基准-左端面 （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序 （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面-左端面和孔，后加工次要表面-30两侧面。 （4）遵循“先面后孔”原则2.热处理工序 模锻成型后切边，进行调质，调质硬度为421258HBS，并进行酸洗.喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因托碳而对机械加工带来的不利影响。吊耳两端面的精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。 3.辅助工序 粗加工30两端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检工序。 综上所述，该拨叉工序的安排循序为-主要面加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加工和次要表面加工-主要表面精加工。六.确定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是零件的尺寸精度与位置精度等技术要求能够妥善的得到保证。在生产纲领已经确定为成批生产的前提下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。（1）工艺路线方案一： 1、下料 2、锻造（模锻） 3、热处理（正火） 4、粗铣37 mm孔两端面5、粗铣37 mm孔两端面6、钻、扩、铰37 mm孔，倒角7、粗铣两叉部外侧端面8、粗铣两叉部内侧端面9、半精铣两叉部内侧端面10、同时钻、扩、铰30 mm二孔11、钻2-10.5mm通孔12、开4 mm槽13、终检（2）工艺路线方案二： 1、下料 2、锻造（模锻） 3、热处理（正火）4、粗铣两叉部外侧端面5、粗铣两叉部内侧端面6、半精铣两叉部内侧端面7、同时钻、扩、铰30 mm二孔8、粗铣37 mm孔两端面9、粗铣37 mm孔两端面10、钻、扩、铰37 mm孔，倒角11、钻2-10.5mm通孔12、开4 mm槽13、终检（3）工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是先加工以37 mm孔为中心的一组表面，然后以此为基准加工另一组表面；方案二则正好相反，是先加工一两个30 mm孔为中心的一组表面，在以此组表面为基准加工其它表面。两相比较可以看出先加工以37 mm孔为中心的一组表面以后在以它为中心来加工其它表面可以获得较高的精度，而且定位装夹都较容易实现。因此选用方案一来对零件进行加工。第四章 机床设备及工艺装备的选用一.机床设备的选用 在中批量生产条件下，可以选用高效的专用组合机床，也可以选用通用设备。所选用的通用设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征。二.工艺装备的选用 工艺装备的选用主要包括刀具，夹具和量具。在工艺卡中应简要写出它们的名称，如“钻头”，“百分表”，“车床夹具”等。第五章 加工余量.工序尺寸和公差的确定一、毛坯余量余工序余量的确定1合理确定加工余量，对确保加工质量，提高生产率和降低成本都有重要的意义。余量确定过小，不能完全切除上道工序留在表面的缺陷和各种误差，也不能补偿本工序加工时工件的装夹误差；余量确定过大，不仅增加了机械加工量降低了生产率，而且浪费原材料和能源，增加刀具等工具消耗，使加工成本升高。确定加工余量的方法： 1、经验估计法 2、查表法 3、分析计算法机械加工中毛坯尺寸与完工零件尺寸之差，称为毛坯的加工余量（零件的表面如务须机械加工，则该表面上即无加工余量）。加工余量的大小，取决于加工过程中各个工步应切除的金属层厚度的总和，以及毛坯尺寸与规定的公称尺寸之间的偏差数值。另外，第一个粗切削工步的加工余量，还取决于毛坯需要加工处的表面层状况。因为表面层平面度差别较大，有时甚至会有相当大的表面凹陷。此外，表面的金属层往往不同于表皮内部的金属。在铸铁件上，有较内部为硬的外壳（白口铁）；锻件的表面层（外皮）有氧化层和脱碳层。由此可知，表面层是有缺陷的，它的特点是有较高的硬度。如果刀具的刀刃切在表面层，将使刀具加剧磨损。因此刀具切入金属层的厚度应大于表面层的厚度。查文献【1】表12-1，铸件中灰口铸铁毛坯的表面层厚度为14mm。这里采用查表法，为了防止余量不够而产生废品，在查表所得的数的基础上加大一些。此零件材料为45钢,生产类型为中批生产，采用砂型铸造，2级精度。2铸铁件机械加工余量下面为机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定毛坯采用砂型铸造，其制造精度在13级以下，加工余量大，原材料为HT2040，适合各种尺寸和生产类型的复杂工件，而且成本较低。铸件机械加工余量（GB/TIJ351-89，代号“MA”）分为A、B、C、D、E、F、G、H、和G 9个等级。加工余量的数值见文献【1】表2.2-4。对成批和大量生产的铸件加工余量等级按表2.2-5选取。选定铸件机械加工余量的说明：（1） 基本尺寸应按有加工要求的表面上最大基本尺寸和该表面距它的加工基准间尺寸中较大的尺寸确定旋转体基本尺寸取其直径或高度（长度）中较大尺寸。（2） 表2.2-4中每栏有两个加工余量数值，上面的数值是以一侧为基准、进行单侧加工的加工余量值。下面的数值为进行双侧加工时每侧加工余量值。 基本尺寸100mm，IT为13级时，最大单侧加工余量为7.5mm,双侧为5.5mm。在加工余量的选取中，采用精度等级为11级的毛坯。根据文献【1】表12-2的铸件机械加工余量表，查得：零件公称尺寸50时，加工余量为7.5/5.5； 50120时，加工余量为8/6。根据文献【1】表12-4的铸件尺寸公差表，查得：零件公称尺寸18时，极限偏差值为2； 1830时，为2.5； 3050时，为3； 5080时，为3.5； 80120时，为4； 120180时，为4.5。根据文献【1】表12-6的合格铸件许重量偏差表，查得： 铸件公称重量100，等级为3时，重量偏差为7%。根据以上原始材料及加工工艺要求，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸如下：1、 不加工表面毛坯尺寸：不加工表面毛坯尺寸按照零件图给定尺寸为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为，由锻造可直接获得。2、 后钢板弹簧吊耳端面：由于端面表面为自由尺寸公差，但是要作为后续工序的基准，所以要进行铣削，其加工余量取z=2.5mm。3、 后钢板弹簧吊耳轴孔：毛坯为实心，不铸出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参考文献表4-45，确定其工艺尺寸及余量为：钻孔：扩孔： 铰孔： 4、 后钢板弹簧吊耳两端面：端面用成型铣刀一次走刀完成，加工表面的粗糙度值为3.2，根据参考文献表4-27，取单边的余量为z=2.5mm。二、切削用量的选择：正确的选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的工具耐用度和经济性，保证加工质量，具有相当重要的作用。1、 粗加工切削用量的选择原则粗加工时，加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此，选择粗加工切削用量时，要尽量保证较高的单位时间金属切除量（金属切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、进给量F和切削深度p）中，提高任何一项，都能提高金属切削率。但是对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，切削深度影响最小。所以，粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的切削深度p，其次选择一个较大的进给量F，最后确定一个合适的切削速度V.2、 精加工时切削用量的选择原则精加工时加工精度和表面质量要求比较高，加工余量要求小而均匀。因此，选取精加工切削用量时应着重考虑，如何保证加工质量，并在此前提下尽量提高生产率。所以，在精加工时，应选用较小的切削深度p和进给量F，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工质量和表面质量。第六章 切削用量.时间定额的计算一、 确定切削用量及基本工时工序一：铸，两件合一工序二：热处理，退火工序三：粗铣小孔两端面fz=1mm/s（参考文献【1】表14-69）采用高速钢套式面铣刀，当为粗铣平面时，每齿进给量为0.20.4，齿数为6，刀具耐用度为6090min，d=22mm,ae=32mm。现采用X63卧式铣床，=3mm,=1mm/s,=82mm,刀具耐用度为t=6090min，根据文献【1】，表14-67，得：v= =59.76m/min切削工时：由于是粗铣 ，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得出行程=92mm,则机动工时为=92/60=1.53min。工序四：加工25mm的孔（1）钻孔20mm确定进给量：根据文献【1】，表14-53得铸铁的进给量为0.400.45mm。根据Z535机床说明书，现取=0.40mm/r。根据机床说明书，取=195r/min，故实际切削速度为切削工时=80，=9mm,=3mm,以上为钻一个孔时的机动时间。故本工序的机动工时为（2）粗拉小孔20至24采用卧式拉床L6210单面齿升：根据有关手册，确定拉削速度=0.06m/s(3.6m/min)，=1mm/s，切削工时式中单面余量为1mm； 拉削表面长度，80mm； 考虑校准部分的长度系数，取1.2； k考虑机床返回行程系数，取k=1.4； v拉削速度（m/min）； 拉刀单面齿升； 代入上述公式，得t=3.36min（3）精拉小孔24至25mm采用卧式拉床L6210单面齿升：根据有关手册，确定拉削速度=0.06m/s(3.6m/min)，=1mm/s，切削工时式中单面余量为0.5mm； 拉削表面长度，12mm； 考虑校准部分的长度系数，取1.2； k考虑机床返回行程系数，取k=1.4； v拉削速度（m/min）； 拉刀单面齿升； 代入上述公式，得t=0.42min工序五：铣叉孔两端面（1）粗铣两端面fz=1mm/s（参考文献【1】表14-69）采用高速钢套式面铣刀，当为粗铣平面时，每齿进给量为0.20.4，齿数为6，刀具耐用度为6090min，d=22mm,ae=32mm,D=80mm。现采用X63卧式铣床，=2mm,=1mm/s,=82mm,刀具耐用度为t=6090min，根据文献【1】，表14-67，得：v= =24.4m/min切削工时：由于是粗铣 ，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得出行程=132mm,则机动工时为=132/60=2.2min。（2）半精铣两端面=1mm,=1mm/s,=82mm,刀具耐用度为t=6090min，根据文献【1】，表14-67，得：v= =34.5m/min切削工时：利用作图法，可得出行程=132mm,则机动工时为=132/60=2.2min。工序六：加工叉孔60（1）粗镗叉孔至58mm,单边余量为1.5mm,一次全部镗去全部余量，=1.5mm,进给量为=0.1mm/r根据文献【1】，确定金刚镗床的切削速度为=100m/min，则由于T740金刚镗主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。切削工时，=0.23min（2）粗拉叉孔58mm至60mm采用卧式拉床L6210单面齿升：根据有关手册，确定拉削速度=0.06m/s(3.6m/min)，=1mm/s，切削工时式中单面余量为1mm； 拉削表面长度，12mm； 考虑校准部分的长度系数，取1.2； k考虑机床返回行程系数，取k=1.4； v拉削速度（m/min）； 拉刀单面齿升； 代入上述公式，得t=0.42min工序七：滑槽侧面、底面和滑槽顶端端面的加工侧面分为粗铣和精铣，底面和顶端端面只要粗铣即可。（1）顶端端面粗铣：长度为90mm,宽度为32mm，加工余量为3mm，保证端面距小孔中心轴线的距离为440-0.5mm即可。fz=1mm/s（参考文献【1】表14-69）采用高速钢套式面铣刀，当为粗铣平面时，每齿进给量为0.20.4，齿数为6，刀具耐用度为t=6090min，d=22mm,ae=32mm。现采用X63卧式铣床，根据文献【1】，表14-67，得：v= =24.4mm切削工时：由于是粗铣 ，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得出行程=140mm,则机动工时为=140/60=2.3min。（2）侧面粗铣，=2mm,=8mm,=1mm/s,由公式v=，得v=24.4m/min,=(90+50)/60=2.3min。（3）精铣侧面，=1mm, =8mm,=1mm/s, 由公式v=，得v=34.5m/min,=(90+50)/60=2.3min。工序八：切开成单件，并粗铣和精铣端面工序九：粗铣螺纹孔端面fz=1mm/s（参考文献【1】表14-69）采用高速钢套式面铣刀，当为粗铣平面时，每齿进给量为0.20.4，齿数为6，刀具耐用度为6090min，d=22mm,ae=32mm。现采用X63卧式铣床，=3mm,=1mm/s,=82mm,刀具耐用度为t=6090min，根据文献【1】，表14-67，得：v= =59.76m/min切削工时：由于是粗铣 ，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得出行程=92mm,则机动工时为=92/60=1.53min。第七章 夹具设计在机械加工中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，首先要将工件固定，使之占有确定的位置，这种装置即为夹具。它对保证工件的加工质量、提高加工效率、降低生产成本、改善劳动条件、扩大机床使用范围、缩短新产品试制周期等方面有着显著的经济效益。本题目加工的零件为中批量生产，设计通用夹具即可。经过与指导老师的协商，决定设道工序：铣77mm两端面夹具。本夹具将用于X63卧式铣床。采用硬质合金直齿三面刃铣刀。一、问题的提出本夹具主要用来铣77两端面，两端面精度要求高，而其与其它的加工部位之间的技术要求不是很高。因此，在本道工序加工时，主要应考虑的问题是如何能保证加工表面的精度要求，同时还应考虑如何可以提高劳动生产率，降低劳动强度，而与其它之间的技术要求不是主要问题。二、夹具的设计1. 设计夹具的基本要求1)
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