后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计.doc

机机 械械 制制 造造 工工 艺艺 学学 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 设计题目设计题目 设计 后钢板弹簧吊耳 CA10B 解放牌 汽车 零件的机械加工工艺规程及工艺 装备 设 计 者 郑少鸿 指导老师 王敏之 曾娣平 广东技术师范学院天河学院广东技术师范学院天河学院 机械设计制造及自动化 072 班 2010 年 9 月 15 日 目目 录录 目录目录 1 搞要搞要 3 1 绪绪 论论 4 2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 6 2 1 零件的分析零件的分析 6 2 1 1 零件的作用 6 1 1 2 零件的工艺分析 6 2 2 工艺过程设计所应采取的相应措施工艺过程设计所应采取的相应措施 7 2 32 3 后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择 7 2 3 1 确定毛坯的制造形式 7 2 3 2 粗基准的选择 7 2 3 3 精基准的选择 8 2 4 工艺路线的制定工艺路线的制定 8 2 4 1 工艺方案一 8 2 4 2 工艺方案二 8 2 4 3 工艺方案的比较与分析 9 2 5 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 9 2 6 确定切削用量及基本工时 机动时间 确定切削用量及基本工时 机动时间 10 2 7 时间定额计算及生产安排时间定额计算及生产安排 19 2 8 本章小结本章小结 21 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计 22 3 1 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计 22 3 2 定位方案的分析和定位基准的选择定位方案的分析和定位基准的选择 22 3 3 定位误差分析定位误差分析 22 3 4 铣削力与夹紧力计算铣削力与夹紧力计算 23 3 5 定向键与对刀装置设计定向键与对刀装置设计 24 3 6 夹紧装置及夹具体设计夹紧装置及夹具体设计 26 3 7 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 27 3 8 本章小结本章小结 27 4 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计 2830mm 4 1 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计 2830mm 4 2 定位方案的分析和定位基准的选择定位方案的分析和定位基准的选择 28 4 3 定位误差分析定位误差分析 28 4 4 切削力的计算与夹紧力分析切削力的计算与夹紧力分析 29 4 5 钻套 衬套 钻模板及夹具体设计钻套 衬套 钻模板及夹具体设计 29 4 6 夹具精度分析夹具精度分析 31 4 7 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 31 4 8 本章小结本章小结 32 5 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计 3310 5mm 5 1 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计 33mm 5 10 5 2 定位方案的分析和定位基准的选择定位方案的分析和定位基准的选择 33 5 3 定位元件的设计定位元件的设计 33 5 4 定位误差分析定位误差分析 35 5 5 切削力的计算与夹紧力分析切削力的计算与夹紧力分析 35 5 6 钻套 衬套 钻模板及夹具体设计钻套 衬套 钻模板及夹具体设计 36 5 7 夹具精度分析夹具精度分析 37 5 8 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 38 5 9 本章小结本章小结 38 结结 论论 39 参参 考考 文文 献献 40 致致 谢谢 40 摘摘 要要 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 整个加工过程均选用普通 机床 关键词关键词 后钢板弹簧吊耳 加工工艺 专用夹具 1 绪绪 论论 机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的大部分部课程之后 进行的 一次理论联系实际的综合运用 使我对专业知识 技能有了进一步的提高 为 以后从事专业技术的工作打下基础 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 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 所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分 重要的意义 夹具从产生到现在 大约可以分为三个阶段 第一个阶段主要表现在夹具 与人的结合上 这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具 是加工过程加速和 趋于完善 第二阶段 夹具成为人与机床之间的桥梁 夹具的机能发生变化 它主要用于工件的定位和夹紧 人们越来越认识到 夹具与操作人员改进工作 及机床性能的提高有着密切的关系 所以对夹具引起了重视 第三阶段表现为 夹具与机床的结合 夹具作为机床的一部分 成为机械加工中不可缺少的工艺 装备 在夹具设计过程中 对于被加工零件的定位 夹紧等主要问题 设计人员一 般都会考虑的比较周全 但是 夹具设计还经常会遇到一些小问题 这些小问 题如果处理不好 也会给夹具的使用造成许多不便 甚至会影响到工件的加工 精度 我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下 清根问题在设 计端面和内孔定位的夹具时 会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问 题 端面和定位外圆分为两体时无此问题 夹具要不要清根 应根据工件的结 构而定 如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角 则必须清根 如果零件定位 孔孔口倒角较大或孔口是空位 则不需要清根 而且交界处可以倒为圆角 R 端面与外圆定位时 与上述相同 让刀问题在设计圆盘类刀具 如铣刀 砂轮等 加 工的夹具时 会存在让刀问题 设计这类夹具时 应考虑铣刀或砂轮完成切削 或磨削后 铣刀或砂轮的退刀位置 其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的 直径大小 留出超过刀具半径的尺寸位置即可 更换问题在设计加工结构相同 或相似 尺寸不同的系列产品零件夹具时 为了降低生产成本 提高夹具的利用 率 往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具 随着机械工业的迅速发展 对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求 使多品种 中小批生产作为机械生产的主流 为了适应机械生产的这种发展趋 势 必然对机床夹具提出更高的要求 特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的 加工还处于落后阶段 在今后的发展过程中 应大力推广使用组合夹具 半组 合夹具 可调夹具 尤其是成组夹具 在机床技术向高速 高效 精密 复合 智能 环保方向发展的带动下 夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方 向发展 2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 2 1 零件的分析 2 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 图 2 1 后钢板弹簧吊耳零件图 1 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 以两外圆端面为主要加工表面的加工面 这一组加工表面包60mm 括 两外圆端面的铣削 加工的孔 其中两外圆端面60mm 05 0 0 37 60mm 表面粗糙度要求为 的孔表面粗糙度要求为6 3Ram 05 0 0 37 1 6Ram 2 以孔为主要加工表面的加工面 这一组加工表面包括 2 个 045 0 0 30 的孔 2 个的孔 2 个孔的内外两侧面的铣削 宽 045 0 0 30 10 5mm 045 0 0 30 度为 4的开口槽的铣削 2 个在同一中心线上数值为的同轴mm 045 0 0 30 0 01 度要求 其中 2 个的孔表面粗糙度要求为 2 个的 045 0 0 30 1 6Ram 10 5mm 孔表面粗糙度要求为 2 个孔的内侧面表面粗糙度要求为12 5Ram 045 0 0 30 2 个孔的外侧面表面粗糙度要求为 宽度为 412 5Ram 045 0 0 30 50Ram 的开口槽的表面粗糙度要求为 mm50Ram 2 2 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 该类零件的加工应遵循先面后孔的原则 即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 后钢板弹簧吊耳的加工自然应遵 循这个原则 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铸件表面的凹凸不 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 后钢板弹簧吊耳零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则 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孔系加工精度 由于后钢板弹簧吊耳的生产量为中批 怎样满足后钢板弹簧吊耳生产率要 求也是过程中的主要考虑因素 2 3 后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择 2 3 1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 35 钢 由于生量已达到中批生产的水平 而且零件的轮廓尺寸 不大 故可以采用锻造成型 这对提高生产效率 保证加工质量也是有利的 2 3 2 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 2 3 3 精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题 当设计基准与工序基准不重合时 应当进行尺寸换算 2 4 工艺路线的制定 由于生产类型为大批生产 应尽量使工序集中来提高生产率 除此之外 还应降低生产成本 2 4 1 工艺方案一 表 2 1 工艺方案一表 工序 1 铣两外圆端面60mm 工序 2 钻 扩 铰孔 倒角mm 05 0 0 37 1 5 30 工序 3 钻 扩孔10 5mm 工序 4 钻 扩 铰孔 倒角mm 045 0 0 30 1 45 工序 5 铣孔的内侧面mm 045 0 0 30 工序 6 铣孔的外侧面mm 045 0 0 30 工序 7 铣宽度为 4的开口槽mm 工序终检 8 2 4 2 工艺方案二 表 2 2 工艺方案二表 工序 1 铣孔的内侧面mm 045 0 0 30 工序 2 铣孔的外侧面mm 045 0 0 30 工序 3 钻 扩孔10 5mm 工序 4 钻 扩 铰孔 倒角mm 045 0 0 30 1 45 工序 5 铣宽度为 4的开口槽mm 工序 6 铣两外圆端面60mm 工序 7 钻 扩 铰孔 倒角mm 05 0 0 37 1 5 30 工序 8 终检 2 4 3 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于 方案一是先加工两外圆端面 然后60mm 再以此为基面加工孔 再加工孔 孔 最mm 045 0 0 30 10 5mm mm 045 0 0 30 后加工孔的内外侧面以及宽度为 4的开口槽铣 则与方案二相mm 045 0 0 30 mm 反 先加工孔的内外侧面 再以此为基面加工孔 mm 045 0 0 30 10 5mm 孔 宽度为 4的开口槽 最后加工两外圆端面 mm 045 0 0 30 mm60mm 孔 mm 05 0 0 37 经比较可见 先加工两外圆端面 以后位置度较易保证 并且定位60mm 及装夹都较方便 但方案一中先加工孔 孔 再加工10 5mm mm 045 0 0 30 孔的内外侧面 不符合先面后孔的加工原则 加工余量更大 所mm 045 0 0 30 用加工时间更多 这样加工路线就不合理 同理 宽度为 4的开口槽应放在mm 最后一个工序加工 所以合理具体加工艺如下 表 2 3 工艺方案表 工序 1 铣两外圆端面60mm 工序 2 钻 扩 铰孔 倒角mm 05 0 0 37 1 5 30 工序 3 铣孔的内侧面mm 05 0 0 37 工序 4 铣孔的外侧面mm 05 0 0 37 工序 5 钻 扩 铰孔 倒角mm 045 0 0 30 1 45 工序 6 钻 扩孔10 5mm 工序 7 铣宽度为 4的开口槽mm 工序 8 终检 2 5 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 硬度 HBS 为 149 187 生产类型为中 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 1 铣两外圆端面mm60 考虑其加工表面粗糙度要求为 可以先粗铣 再精铣 根据 机6 3Ram 械加工工艺手册 表 2 3 5 取 2Z 5已能满足要求mm 2 加工孔mm 05 0 0 37 其表面粗糙度要求较高为 其加工方式可以分为钻 扩 铰三步 1 6Ram 根据 机械加工工艺手册 表 2 3 48 确定工序尺寸及余量为 钻孔 35mm 扩孔 2Z 1 836 8mm mm 铰孔 2Z 0 2mm 05 0 0 37 mm 3 铣孔的内侧面mm 045 0 0 30 考虑其表面粗糙度要求为 只要求粗加工 根据 机械加工工艺12 5Ram 手册 表 2 3 5 取 2Z 3已能满足要求 mm 4 铣孔的外侧面mm 045 0 0 30 考虑其表面粗糙度要求为 只要求粗加工 根据 机械加工工艺50Ram 手册 表 2 3 5 取 2Z 3已能满足要求 mm 5 加工孔 mm 045 0 0 30 其表面粗糙度要求较高为 其加工方式可以分为钻 扩 铰三步 1 6Ram 根据 机械加工工艺手册 表 2 3 48 确定工序尺寸及余量为 钻孔 28mm 扩孔 2Z 1 829 8mm mm 铰孔 2Z 0 2mm 045 0 0 30 mm 6 加工孔mm5 10 其表面粗糙度要求较高为 其加工方式可以分为钻 扩 两步 12 5Ram 根据 机械加工工艺手册 表 2 3 48 确定工序尺寸及余量为 钻孔 9mm 扩孔 2Z 1 810 5mm mm 7 铣宽度为 4的开口槽mm 考虑其表面粗糙度要求为 只要求粗加工 根据 机械加工工艺手50Ram 册 表 2 3 48 取 2Z 2已能满足要求 mm 2 6 确定切削用量及基本工时 机动时间 工序工序 1 粗 精铣两外圆端面60mm 机床 普通铣床 刀具 高速刚圆柱形铣刀 粗齿数 细齿数63dmm 6Z 10Z 1 粗铣 铣削深度 w a3 w amm 每齿进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 30 13 取 f a 0 08 f amm Z 铣削速度 参照 机械加工工艺师手册 表 30 23 取V 20 40 minVm 机床主轴转速 式 2 1 n 0 1000V n d 取 30 63 代入公式 2 1 得 V 0 d n 1000 30 101 201 min 3 14 63 r 根据 机械加工工艺师手册 表 11 4 取169 minnr 实际铣削速度 V 0 3 14 63 169 33 4 min 10001000 d n Vm 工作台每分进给量 式 2 2 m f mzw ff zn 取 代入公式 2 2 得 z f0 08 f a 6Z w n169n m f 0 08 6 16981 12 minmm 取80 min m fmm 根据 机械加工工艺手册 被切削层长度 由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度 1 l 1 30l 刀具切出长度 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间 式 2 3 1j t 12 1 j m lll t f 取 代入公式 2 3 得 60l 1 30l 2 2l 80 m f 1 j t 60302 1 15min 80 以上为铣一个端面的机动时间 故本工序机动工时为 11 22 1 152 3min j tt 2 精铣 铣削深度 w a2 w amm 每齿进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 30 13 取 f a 0 06 f amm Z 铣削速度 参照 机械加工工艺师手册 表 30 23 取V 20 40 minVm 取 30 63 代入公式 2 1 得 V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加n 0 10001000 30 101 201 min 3 14 63 V nr d 工工艺师手册 表 11 4 取210 minnr 实际铣削速度 V 0 3 14 63 210 41 5 min 10001000 d n Vm 取 代入公式 2 2 得 z f0 08 f a 6Z w n210n 工作台每分进给量 m f0 06 10 210126 min mzw ff znmm 根据 机械加工工艺师手册 被切削层长度 由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度 1 l 1 30l 刀具切出长度 取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 取 代入公式 2 3 得 60lmm 1 30l mml2 2 机动时间 以上为铣一个端面的 1j t 12 2 60302 0 73min 126 j m lll t f 机动时间 故本工序机动工时为 11 22 0 731 46min j tt 工序工序 2 钻 扩 铰孔 倒角mm 05 0 0 37 1 5 30 机床 普通钻床 刀具 麻花钻 扩孔钻 铰刀 1 钻孔35mm 切削深度 p a1 25 p amm 进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 28 10 取f 0 60 0 70 fmm r 由于本零件在加工孔时属于底刚度零件 故进给量应乘系数 0 75 则35mm 0 60 0 70 0 75 0 63 0 525 fmm rmm r 根据 机械加工工艺师手册 表 28 13 取0 45 fmm r 取切削速度24 minVm 取 24 35 代入公式 2 1 得V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工艺n 0 10001000 24 218 min 3 14 35 V nr d 师手册 表 9 3 取233 minnr 实际切削速度 V 0 3 14 35 233 25 6 min 10001000 d n Vm 被切削层长度 l76lmm 刀具切入长度 1 l20lmm 刀具切出长度 2 l3lmm 走刀次数为 1 机动时间 式 2 4 j t 12 1 j lll t fn 取 代入公式 2 4 得 60l 1 30l 2 2l 0 45f 233n 1 j t 76203 0 94min 233 0 45 2 扩孔35mm 切削深度 p a1 5 p amm 进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 28 30 f 0 9 1 2 0 7 0 63 0 84 f mm r 参照 机械加工工艺师手册 表 28 31 取0 72f mm r 切削速度 参照 机械加工工艺师手册 表 28 31 取V19 minVm 取 19 36 8 代入公式 2 1 得V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工n 0 10001000 19 164 min 3 14 36 8 V nr d 艺师手册 表 9 3 取174 minnr 实际切削速度 V 0 3 14 36 8 174 20 1 min 10001000 d n Vm 根据 机械加工工艺师手册 表 28 42 被切削层长度 l76lmm 刀具切入长度 1 l4lmm 刀具切出长度 2 l3lmm 走刀次数为 1 取 代入公式 2 4 得 74l 1 4l 2 3l 0 72f 174n 机动时间 1j t 12 1 7643 0 66min 174 0 72 j lll t fn 3 铰孔mm 05 0 0 37 切削深度 p a0 15 p amm 进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 28 35 取f 0 95 2 1 fmm r 根据 机械加工工艺师手册 表 28 36 取1 2 fmm r 取切削速度9 1 minVm 取 9 1 37 代入公式 2 1 得V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工艺n 0 10001000 9 1 78 min 3 14 37 V nr d 师手册 表 9 3 取72 minnr 实际切削速度 V 0 3 14 37 72 8 min 10001000 d n Vm 被切削层长度 l76lmm 刀具切入长度 1 l5lmm 刀具切出长度 2 l20lmm 走刀次数为 1 取 代入公式 2 4 得 76l 1 5l 2 20l 1 2f 72n 机动时间 j t 12 1 76520 1 16min 72 1 2 j lll t fn 4 倒角 采用锪钻 为缩短辅助时间 取倒角是的主轴转1 5 30 150 速与扩孔时相同 手动进给 174 minnr 工序工序 3 粗铣孔的内侧面mm 045 0 0 30 机床 普通铣床 刀具 高速刚圆柱形铣刀 粗齿数50dmm 6Z 铣削深度 p a1 5 w amm 每齿进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 30 29 取 f a 0 08 f amm Z 铣削速度 参照 机械加工工艺师手册 表 30 29 取 V24 minVm 取 24 50 代入公式 2 1 得V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工艺n 0 10001000 24 152 min 3 14 50 V nr d 师手册 表 11 4 取169 minnr 实际铣削速度 V 0 3 14 50 169 26 5 min 10001000 d n Vm 取 代入公式 2 2 得 z f0 08 f a 6Z w n169n 工作台每分进给量 m f0 08 6 16981 12 min mzw ff znmm 取80 min m fmm 根据 机械加工工艺手册 被切削层长度 由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度 1 l 1 30l 刀具切出长度 取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 取 代入公式 2 3 得 60lmm 1 30l mml2 2 80 m f 机动时间 1j t 12 1 60302 1 15min 80 j m lll t f 以上为铣一个端面的机动时间 故本工序机动工时为 11 22 1 152 3min j tt 工序工序 4 粗铣孔的外侧面mm 05 0 0 37 机床 普通铣床 刀具 高速刚圆柱形铣刀 粗齿数50dmm 6Z 铣削深度 p a1 5 w amm 每齿进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 30 29 取 f a 0 08 f amm Z 铣削速度 参照 机械加工工艺师手册 表 30 29 取 V24 minVm 取 24 50 代入公式 2 1 得V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工艺n 0 10001000 24 152 min 3 14 50 V nr d 师手册 表 11 4 取169 minnr 实际铣削速度 V 0 3 14 50 169 26 5 min 10001000 d n Vm 取 代入公式 2 2 得 z f0 08 f a 6Z w n169n 工作台每分进给量 m f0 08 6 16981 12 min mzw ff znmm 取80 min m fmm 根据 机械加工工艺手册 被切削层长度 由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度 1 l 1 30l 刀具切出长度 取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 取 代入公式 2 3 得 60lmm 1 30l mml2 2 80 m f 机动时间 1j t 12 1 60302 1 15min 80 j m lll t f 以上为铣一个端面的机动时间 故本工序机动工时为 11 22 1 152 3min j tt 工序工序 5 钻 扩 铰孔 0 043 0 30mm 机床 普通钻床 刀具 麻花钻 扩孔钻 铰刀 1 钻孔28mm 切削深度 p a1 25 p amm 进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 28 10 取f 0 45 0 55 fmm r 由于本零件在加工孔时属于底刚度零件 故进给量应乘系数 0 75 则35mm 0 45 0 55 0 75 0 33 0 41 fmm rmm r 根据 机械加工工艺师手册 表 28 13 取0 32 fmm r 取切削速度24 minVm 取 24 28 代入公式 2 1 得V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工艺n 0 10001000 24 272 min 3 14 28 V nr d 师手册 表 9 3 取233 minnr 实际切削速度 V 0 3 14 28 233 20 4 min 10001000 d n Vm 被切削层长度 l22lmm 刀具切入长度 1 l20lmm 刀具切出长度 2 l3lmm 走刀次数为 1 取 代入公式 2 4 得 22l 1 20l 2 3l 0 45f 233n 机动时间 j t 12 1 22203 0 43min 233 0 45 j lll t fn 以上为钻一个孔的机动时间 故本工序机动工时为 11 22 0 430 86min j tt 2 扩孔29 8mm 切削深度 p a1 5 p amm 进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 28 30 f 0 8 1 0 0 7 0 560 7 f mm r 参照 机械加工工艺师手册 表 28 31 取0 6f mm r 切削速度 参照 机械加工工艺师手册 表 28 31 取V19 8 minVm 取 19 8 29 8 代入公式 2 1 得V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工n 0 10001000 19 8 211 min 3 14 29 8 V nr d 艺师手册 表 9 3 取233 minnr 实际切削速度 V 0 3 14 29 8 233 21 8 min 10001000 d n Vm 根据 机械加工工艺师手册 表 28 42 被切削层长度 l22lmm 刀具切入长度 1 l4lmm 刀具切出长度 2 l3lmm 走刀次数为 1 取 代入公式 2 4 得 22l 1 4l 2 3l 0 6f 233n 机动时间 1j t 12 1 2243 0 20min 233 0 6 j lll t fn 以上为扩一个孔的机动时间 故本工序机动工时为 11 22 0 200 40min j tt 3 铰孔mm 045 0 0 30 切削深度 p a0 125 p amm 进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 28 35 取f 0 8 1 8 fmm r 根据 机械加工工艺师手册 表 28 36 取1 2 fmm r 取切削速度9 9 minVm 取 9 9 30 代入公式 2 1 得V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工艺n 0 10001000 9 9 105 min 3 14 30 V nr d 师手册 表 9 3 取96 minnr 实际切削速度 V 0 3 14 30 96 9 min 10001000 d n Vm 被切削层长度 l22lmm 刀具切入长度 1 l5lmm 刀具切出长度 2 l20lmm 走刀次数为 1 取 代入公式 2 4 得 22l 1 5l 2 20l 1 2f 96n 机动时间 j t 12 1 22520 0 41min 96 1 2 j lll t fn 以上为铰一个孔的机动时间 故本工序机动工时为 11 22 0 410 82min j tt 4 倒角 采用锪钻 为缩短辅助时间 取倒角是的主轴转速与1 45 90 扩孔时相同 手动进给 233 minnr 工序工序 6 钻 扩孔10 5mm 机床 普通钻床 刀具 麻花钻 扩孔钻 1 钻孔9mm 切削深度 p a0 85 p amm 进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 28 10 取f 0 22 0 28 fmm r 由于本零件在加工孔时属于底刚度零件 故进给量应乘系数 0 75 则35mm 0 20 0 28 0 75 0 165 0 21 fmm rmm r 根据 机械加工工艺师手册 表 28 13 取0 20 fmm r 取切削速度24 minVm 取 24 9 代入公式 2 1 得V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工艺n 0 10001000 24 849 min 3 14 9 V nr d 师手册 表 9 3 取772 minnr 实际切削速度 V 0 3 14 9 772 21 8 min 10001000 d n Vm 被切削层长度 l48lmm 刀具切入长度 1 l8lmm 刀具切出长度 2 l3lmm 走刀次数为 1 取 代入公式 2 4 得 48l 1 8l 2 3l 0 20f 772n 机动时间 j t 12 1 4883 0 38min 772 0 20 j lll t fn 以上为钻一个孔的机动时间 故本工序机动工时为 11 22 0 380 76min j tt 2 扩孔10 5mm 切削深度 p a1 p amm 进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 28 30 f 0 5 0 6 0 7 0 35 0 42 fmm r 参照 机械加工工艺师手册 表 28 31 取 0 5 0 6 0 70 4 fmm r 切削速度 参照 机械加工工艺师手册 表 28 31 取V25 minVm 取 25 10 5 代入公式 2 1 得V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工n 0 10001000 25 758 min 3 14 10 5 V nr d 艺师手册 表 9 3 取772 minnr 实际切削速度 V 0 3 14 10 5 772 25 4 min 10001000 d n Vm 根据 机械加工工艺师手册 表 28 42 被切削层长度 l48lmm 刀具切入长度 1 l8lmm 刀具切出长度 2 l3lmm 走刀次数为 1 取 代入公式 2 4 得 48l 1 8l 2 3l 0 40f 772n 机动时间 1j t 12 1 4883 0 19min 772 0 4 j lll t fn 以上为扩一个孔的机动时间 故本工序机动工时为 11 22 0 190 38min j tt 工序工序 7 粗铣宽度为 4的开口槽mm 机床 普通铣床 刀具 高速刚锯片铣刀 粗齿数 80dmm 20Z 4L 铣削深度 w a22 w amm 每齿进给量 根据 机械加工工艺师手册 表 30 13 取 f a 0 05 f amm Z 铣削速度 参照 机械加工工艺师手册 表 30 23 取V 20 40 minVm 取 30 63 代入公式 2 1 得 V 0 d 机床主轴转速 根据 机械加工工艺n 0 10001000 30 120 min 3 14 80 V nr d 师手册 表 11 5 取118 minnr 实际铣削速度 V 0 3 14 80 115 28 8 min 10001000 d n Vm 取 代入公式 2 2 得 z f0 05 f a 20Z w n118n 工作台每分进给量 m f0 05 20 118118 min mzw ff znmm 根据 机械加工工艺手册 被切削层长度 由毛坯尺寸可知l20lmm 刀具切入长度 1 l 1 30l 刀具切出长度 取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 取 代入公式 2 3 得 20l 1 30l 2 2l 118 m f 机动时间 1j t 12 1 20302 0 44min 118 j m lll t f 2 7 时间定额计算及生产安排 参照 机械加工工艺手册 表 2 5 2 机械加工单件 生产类型 中批以 上 时间定额的计算公式为 大量生产时 Ntkttt zzfjd 1 0 Ntzz 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为 式 2 5 1 kttt fjd 其中 单件时间定额 d t 基本时间 机动时间 j t 辅助时间 用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动 f t 作所消耗的时间 包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地 休息和生理需要时间占操作时间的百分比值k 工序 1 粗 精铣两外圆端面60mm 机动时间 j t2 3 1 463 76min j t 辅助时间 参照 机械加工工艺手册 表 2 5 45 取工步辅助时间为 f t 由于在生产线上装卸工件时间很短 所以取装卸工件时间为 0 41minmin1 0 则0 410 10 51min f t 根据 机械加工工艺手册 表 2 5 48 k13 k 取 k 0 13 代入公式 2 5 得3 76 j t 0 51 f t 单间时间定额 d t 1 3 760 51 1 13 4 82min djf tttk 工序 2 钻 扩 铰孔 倒角mm 05 0 0 37 1 5 30 机动时间 j t2 78min j t 辅助时间 参照 机械加工工艺手册 表 2 5 41 取工步辅助时间为 f t 由于在生产线上装卸工件时间很短 所以取装卸工件时间为 min44 0min1 0 则min54 0 1 044 0 f t 根据 机械加工工艺手册 表 2 5 43 k14 12 k 取 k 0 1214 代入公式 2 5 得2 78 j t 0 54 f t 单间时间定额 d t 1 2 780 54 1 12 14 3 72min djf tttk 工序 3 铣孔的内侧面mm 045 0 0 30 机动时间 j t2 3min j t 辅助时间 参照 机械加工工艺手册 表 2 5 45 取工步辅助时间为 f t 由于在生产线上装卸工件时间很短 所以取装卸工件时间为 min41 0 min1 0 则min51 0 1 041 0 f t 根据 机械加工工艺手册 表 2 5 48 k13 k 取 k 0 13 代入公式 2 5 得2 3 j t 0 51 f t 单间时间定额 d t 1 2 30 51 1 13 3 17min djf tttk 工序 4 铣孔的外侧面mm 045 0 0 30 机动时间 j t2 3min j t 辅助时间 参照 机械加工工艺手册 表 2 5 41 取工步辅助时间为 f t 由于在生产线上装卸工件时间很短 所以取装卸工件时间为 0 41minmin1 0 则0 410 10 51min f t 根据 机械加工工艺手册 表 2 5 43 k14 12 k 取 k 0 1214 代入公式 2 5 得2 3 j t 0 54 f t 单间时间定额 d t 1 2 30 54 1 12 14 3 18min djf tttk 工序 5 钻 扩 铰孔 倒角mm 045 0 0 30 1 45 机动时间 j t1 84min j t 辅助时间 参照 机械加工工艺手册 表 2 5 41 取工步辅助时间为 f t 由于在生产线上装卸工件时间很短 所以取装卸工件时间为 0 44minmin1 0 则0 440 10 54min f t 根据 机械加工工艺手册 表 2 5 48 k12 14k 取 k 0 1214 代入公式 2 5 得1 84 j t 0 54 f t 单间时间定额 d t 1 0 54 1 84 1 12 14 2 66min djf tttk 工序 6 钻 扩孔10 5mm 机动时间 j t0 38min j t 辅助时间 参照 机械加工工艺手册 表 2 5 41 取工步辅助时间为 f t 由于在生产线上装卸工件时间很短 所以取装卸工件时间为 0 44minmin1 0 则0 440 10 54min f t 根据 机械加工工艺手册 表 2 5 43 k 12 14k 取 k 0 1214 代入公式 2 5 得0 38 j t 0 54 f t 单间时间定额 d t 1 0 380 54 1 12 14 1 03min djf tttk 工序 7 铣宽度为 4的开口槽mm 机动时间 j t0 44min j t 辅助时间 参照 机械加工工艺手册 表 2 5 45 取工步辅助时间为 f t 由于在生产线上装卸工件时间很短 所以取装卸工件时间为 0 31minmin1 0 则0 310 10 41min f t 根据 机械加工工艺手册 表 2 5 48 k13k 取 k 0 13 代入公式 2 5 得0 44 j t 0 41 f t 单间时间定额 d t 1 0 440 41 1 13 0 96min djf tttk 2 8 本章小结 本章主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺进行设计 先要明确零件的作用 本次设计的后钢板弹簧吊耳的主要作用就是载重后 使钢板能够得到延伸 伸展 能有正常的缓冲作用 确定了零件的机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺 寸后 就可以对零件的工艺路线进行分析 制定出几套工艺方案 然后对这几 套方案进行分析比较 选择最优方案 最后进行时间定额计算及生产安排 优 良的加工工艺是能否生产出合格 优质零件的必要前提 所以对加工工艺的设 计十分重要 设计时要反复比较 选择最优方案 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计 3 1 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计 本夹具主要用来粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面 由加工本道工序的工序简 图可知 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面时 均有表面粗糙度要求 本道12 5 m 工序仅是对内侧端面进行粗加工 工件以孔及端面和叉杆面为定位基准 37mm 在带台肩长销和浮动支承半板上实现完全定位 夹紧时 首先由螺母和开口垫 圈夹紧孔两端面 再用 DQG 型汽缸通过铰链杠杆机构带动浮动压块在工37mm 件叉杆处夹紧 在本道工序加工时 还应考虑提高劳动生产率 降低劳动强度 同时应保证加工尺寸精度和表面质量 3 2 定位方案的分析和定位基准的选择 在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时 外圆端面已经精铣 60mm 工艺孔已经加工出 很容易想到一面一孔组合基准定位 以在带台肩长37mm 销为第一定位基准限制工件的四个自由度 端面应一点接触 限制一个自由度 工件以孔及端面和叉杆面为定位基准 在带台肩长销和浮动支撑板上实37mm 现完全定位 夹紧时 首先由螺母和开口垫圈夹紧孔两端面 再用汽缸37mm 通过铰链杠杆机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧 图 3 1 定位机构图 3 3 定位误差分析 本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位 定位销为水平放置 由于定位 副间存在径向间隙 因此必将引起径向基准位移误差 在重力作用下定位副只 存在单边间隙 即工件始终以孔壁与心轴上母线接触 故此时的径向基准位移 误差仅存在 Z 轴方向 且向下 见下图 0 0120 0230 0320 067 2 D Yz TTd 式中 定位副间的最小配合间隙 mm 工件圆孔直径公差 mm D T 定位销外圆直径公差 mm Td 图 3 2 定位销水平放置时定位分析图 3 4 铣削力与夹紧力计算 根据 机械加工工艺手册 可查得 铣削力计算公式为 圆周分力 式 3 1 1 00 750 880 87 0 9 81 96 7 pfeFz Fza aaZdk 查表可得 0 50dmm 6Z 92 e amm 0 08 f amm z 1 5 p amm 06 1 Fz k 代入公式 3 1 得 0 750 87 9 81 96 7 1 5 0 0892 6 501 06 z F 3929 51N 查表可得铣削水平分力 垂直分力 轴向分力与圆周分力的比值为 8 0 EL FF 0 75 VE FF 0 4 xE FF 0 80 8 3929 513144 LE FFN 0 750 75 3929 512947 5 VE FFN NFF Ex 7 176634 333353 0 53 0 铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡 即 L FF 查表可得3 0 3144 10480 0 3 L F FN 计算出的理论夹紧力 F 再乘以安全系数 k 既为实际所需夹紧力 F 即 取 k 2kFF 2 1048020960FN 3 5 定向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中 一般使用两个 其距离尽可能布置的 远些 通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合 使夹具上定位元件的工作表面 对于工作台的送进方向具有正确的位置 根据 GB2207 80 定向键结构如图所示 o 图 3 3 夹具体槽形与螺钉图 根据 T 形槽的宽度 a 25mm 定向键的结构尺寸如下 表 3 1 定向键数据表 夹具体槽形尺寸 B 2 B 公称 尺寸 允差 d允差 4 d LHhD 1 h 公称尺寸允差 D 2 h 25 0 014 0 0454014615624 0 0237 对刀装置由对刀块和塞尺组成 用来确定刀具与夹具的相对位置 由于本道工序是完成后钢板弹簧吊耳内侧端面的粗铣加工 所以选用直角 对刀块 直角对刀块的结构和尺寸如图所示 图 3 4 对刀块图 塞尺选用平塞尺 其结构如下图所示 标记 四周倒圆 图 3 5 平塞尺图 塞尺尺寸为 表 3 2 平塞尺尺寸表 公称尺寸 H允差 d C 3 0 0060 25 3 6 夹紧装置及夹具体设计 为了提高生产效率 缩短加工中的辅助时间 因此夹紧装置采用气缸夹紧 装置 工件在夹具上安装好后 气缸活塞带动压块从上往下移动夹紧工件 根据所需要的夹紧力 来计算气缸缸筒内径 20960FN 0 D