棒哥设计QQ 29467473
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---4（五）确定切削用量及基本工时 -------------- 6
三.夹具设计 ------------------------- 12（一）问题的提出 -------------------- 12
（二）夹具设计 ----------------------- 12
四.参考文献 ------------------------ 14
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：05机制
学 生：刘振华
指导教师：刘春景
蚌埠学院
2008.12.08
蚌埠学院
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：05机制
学 生：刘振华
指导教师：刘春景
2008年12月08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Ⅰ 粗铣?37mm孔端面。
工序Ⅱ 精铣?37mm孔端面。
工序Ⅲ 扩，粗铰，精铰?37mm孔并加工倒角1.5×45°。
工序Ⅳ 粗铣?30mm孔端面。
工序Ⅴ 扩，粗铰? 30mm孔并加工倒角1×45°
工序Ⅵ 粗铣尺寸为77mm的孔端面。
工序Ⅶ 精铣尺寸为77mm的孔端面。
工序Ⅷ 钻2-? 10.5mm孔。
工序Ⅸ 铣宽为4mm的槽
工序Ⅹ 去毛刺
工序Ⅺ 检查。
2.工艺路线方案二
工序Ⅰ 粗铣?37mm孔端面。
工序Ⅱ 粗镗?37mm孔，倒角1.5×45°。
工序Ⅲ 粗铣?30mm孔外端面。
工序Ⅳ 粗铣?30mm孔内端面。
工序Ⅴ 扩，粗铰? 30mm孔并加工倒角1×45°。
工序Ⅵ 粗镗?37mm孔。
工序Ⅶ 半精铣?37mm孔端面。
工序Ⅷ 半精铣?37mm孔端面。
工序Ⅸ 钻2-?10.5mm孔。
工序Ⅹ 铣宽为4mm的槽。
工序Ⅺ 去毛刺。
工序Ⅻ 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Ⅰ 粗铣?37mm孔端面。
工序Ⅱ 粗镗?37mm孔，倒角1.5×45°。
工序Ⅲ 粗铣?30mm孔外端面。
工序Ⅳ 粗铣?30mm孔内端面。
工序Ⅴ 扩，粗铰? 30mm孔并加工倒角1×45°。
工序Ⅵ 粗镗?37mm孔。
工序Ⅶ 半精铣?37mm孔端面。
工序Ⅷ 半精铣?37mm孔端面。
工序Ⅸ 钻2-?10.5mm孔。
工序Ⅹ 铣宽为4mm的槽。
工序Ⅺ 去毛刺。
工序Ⅻ 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=1.0mm
2. ?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=0.2mm
3. ?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=1.0mm
?30mm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+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
?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 121.83mm
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Ⅰ：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，Ra6.3μm。
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Ⅱ.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?=0.3——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Ⅲ：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Ⅰ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Ⅳ：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Ⅰ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Ⅴ：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Ⅵ:精镗孔至?36mm
根据《机械加工工艺手册》查得
f=0.5mm/r
n=1000r/min=16.6r/s
切削速度 v=40m/min=0.67m/s
切削工时 （min）
工序Ⅶ：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Ⅷ: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Ⅰ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Ⅸ：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Ⅹ：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。
经过分析，决定设计第Ⅳ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
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