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后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计,设计
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攀枝花学院本科毕业设计（论文）后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计学生姓名赖兵学生学号200310621014院（系）机电工程学年级专业03级机械设计及自动化指导教师卢宗彪副教授二七年六月攀枝花学院毕业设计（论文）摘要I摘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组合机床。关键词后钢板弹簧吊耳，加工工艺，专用夹具攀枝花学院毕业设计（论文）ABSTRACTIIABSTRACTTHEDESIGNOFTHEPLATEAFTERSPRINGLUGPARTSOFTHEPROCESSINGORDEROFTHEPROCESSESANDSOMESPECIALFIXTUREDESIGNSPRINGPLATEAFTERHANGINGPARTSOFTHEMAINPLANEOFTHESURFACEANDPOREBYTHEPRINCIPLEKNOWNPROCESSING,THEPLANEGUARANTEEPRECISIONMACHININGHOLESTHANGUARANTEETHEMACHININGPRECISIONEASYSOTHEDESIGNFOLLOWSTHESURFACEAFTERTHEFIRSTHOLEPRINCIPLEPLANEWITHHOLESANDTHEPROCESSINGCLEARLYDIVIDEDINTOROUGHINGANDFINISHINGSTAGESOFPROCESSINGTOENSUREACCURACYAFTERSELECTINGBASEPLATESPRINGLUGLARGECYLINDRICALFACEASAROUGHBENCHMARK,AFTERTHELEAFSPRINGLUGLARGECYLINDRICALENDWITHTWOHOLESASAPRECISIONTECHNOLOGYBENCHMARKSMAINPROCESSESARRANGEMENTSAFTERTHEFIRSTSPRINGPLATELUGLARGECYLINDRICALFACEEACHOTHERBENCHMARKSMACHINEDFACE,ENDPOSITIONTOFURTHERPROCESSINGOUTOFHOLESINADDITIONTOTHEFOLLOWUPPROCESSESAREINDIVIDUALPROCESSESWITHENDPOSITIONINGTECHNOLOGYANDOTHERPROCESSINGKONGANDPLANETHEENTIREPROCESSOFPROCESSINGMACHINECOMBINATIONSWERESELECTEDKEYWORDSTHEEMPRESSSTEELPLATESPRINGCOILMOURNSTHEEAR,PROCESSTHECRAFT,APPROPRIATIONTONGS攀枝花学院毕业设计（论文）目录1目录摘要ABSTRACTII目录11绪论12后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计321零件的分析3211零件的作用3112零件的工艺分析322工艺过程设计所应采取的相应措施423后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择4231确定毛坯的制造形式4232粗基准的选择4233精基准的选择524工艺路线的制定5241工艺方案一5242工艺方案二5243工艺方案的比较与分析625机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定626确定切削用量及基本工时（机动时间）727时间定额计算及生产安排1628本章小结183粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计1931粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计1932定位方案的分析和定位基准的选择1933定位误差分析1934铣削力与夹紧力计算2035定向键与对刀装置设计21攀枝花学院毕业设计（论文）目录236夹紧装置及夹具体设计2337夹具设计及操作的简要说明2438本章小结244加工工艺孔夹具设计2530M41加工工艺孔夹具设计2542定位方案的分析和定位基准的选择2544切削力的计算与夹紧力分析2645钻套、衬套、钻模板及夹具体设计2646夹具精度分析2847夹具设计及操作的简要说明2848本章小结295加工工艺孔夹具设计30105M51加工工艺孔夹具设计3052定位方案的分析和定位基准的选择3053定位元件的设计3054定位误差分析3255切削力的计算与夹紧力分析3256钻套、衬套、钻模板及夹具体设计3257夹具精度分析3458夹具设计及操作的简要说明3459本章小结35结论36参考文献37致谢38攀枝花学院毕业设计（论文）1绪论11绪论机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，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,提高夹具的利用攀枝花学院毕业设计（论文）1绪论2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。攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计32后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计21零件的分析211零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21后钢板弹簧吊耳零件图112零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60M括。两外圆端面的铣削，加工的孔，其中两外圆端037M60M面表面粗糙度要求为，的孔表面粗糙度要求为3RA01RA攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计4（2）以孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括2043M个的孔，2个的孔、2个孔的内外两侧面的铣削，04315043M宽度为4的开口槽的铣削，2个在同一中心线上数值为的04301同轴度要求。其中2个的孔表面粗糙度要求为，2个04316RA的孔表面粗糙度要求为，2个孔的内侧面表面粗105RA043糙度要求为，2个孔的外侧面表面粗糙度要求为，15RAM0435M宽度为4的开口槽的表面粗糙度要求为。5M22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很大。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。23后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择231确定毛坯的制造形式零件材料为Q235。由于生量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这对提高生产效率，保证加工质量也是有利的。232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。攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计5（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。233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。24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。241工艺方案一表21工艺方案一表工序1铣两外圆端面60M工序2钻，扩，铰孔，倒角0371530工序3钻，扩孔15工序4钻，扩，铰孔，倒角043M145工序5铣孔的内侧面043攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计6工序6铣孔的外侧面043M工序7铣宽度为4的开口槽工序8终检242工艺方案二表22工艺方案二表工序1铣孔的内侧面043M工序2铣孔的外侧面043工序3钻，扩孔15工序4钻，扩，铰孔，倒角043M145工序5铣宽度为4的开口槽工序6铣两外圆端面60工序7钻，扩，铰孔，倒角037M1530工序8终检243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60M再以此为基面加工孔，再加工孔，孔，最后加工037M10543孔的内外侧面以及宽度为4的开口槽铣，则与方案二相反，先加043M工孔的内外侧面，再以此为基面加工孔，孔，宽043度为4的开口槽，最后加工两外圆端面，孔，037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60攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计7及装夹都较方便，但方案一中先加工孔，孔，再加工105M043孔的内外侧面，不符合先面后孔的加工原则，加工余量更大，所用043M加工时间更多，这样加工路线就不合理，同理，宽度为4的开口槽应放在最后一个工序加工。所以合理具体加工艺如下表23工艺方案表工序1铣两外圆端面60工序2钻，扩，铰孔，倒角037M1530工序3铣孔的内侧面043工序4铣孔的外侧面043工序5钻，扩，铰孔，倒角043M145工序6钻，扩孔15工序7铣宽度为4的开口槽工序8终检25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Q235，硬度HBS为149187，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。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60M两外圆端面考虑其加工表面粗糙度要求为，可以先粗铣，再精铣，根据机63RAM械加工工艺手册表235，取2Z5已能满足要求2加工037孔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根据机械加工工艺手册表2348，确定工序尺寸及余量为钻孔35M攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计8扩孔2Z18368MM铰孔2Z02073铣4孔的内侧面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125RA手册表235，取2Z3已能满足要求。4铣043M孔的外侧面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0手册表235，取2Z3已能满足要求。5加工043孔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，16RA根据机械加工工艺手册表2348，确定工序尺寸及余量为钻孔28M扩孔2Z189M铰孔2Z020436加工15孔其表面粗糙度要求较高为，其加工方式可以分为钻，扩，两步，125RA根据机械加工工艺手册表2348，确定工序尺寸及余量为钻孔9M扩孔2Z18105M7铣宽度为4的开口槽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50RA册表2348，取2Z2已能满足要求。26确定切削用量及基本工时（机动时间）工序1粗、精铣两外圆端面60M机床专用组合铣床刀具高速刚圆柱形铣刀粗齿数，细齿数63D6Z10Z（1）、粗铣铣削深度WA3每齿进给量根据机械加工工艺师手册表3013，取F08/FAMZ铣削速度参照机械加工工艺师手册表3023，取V，24IN机床主轴转速式（21）01VD攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计9取30,63代入公式（21）得V0DN1312/MIN46R根据机械加工工艺师手册表114，取169/MINR实际铣削速度031434DV工作台每分进给量式（22）MFZWFN取，代入公式（22）得ZF08FA6Z69M192/I取/IN根据机械加工工艺手册被切削层长度由毛坯尺寸可知L60LM刀具切入长度130刀具切出长度2L走刀次数为1机动时间式（23）JT12JMLF取，,代入公式（23）得60L13LL801JT25IN8以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为113IJT（2）、精铣铣削深度WA2M每齿进给量根据机械加工工艺师手册表3013，取F06/FAZ铣削速度参照机械加工工艺师手册表3023，取V，24IN取30,63代入公式（21）得0D机床主轴转速，根据机械加013102/MIN46VRD工工艺师手册表114，取2/MINR实际铣削速度45/I1取，代入公式（22）得ZF08FA6ZW0工作台每分进给量MF6126/MINZFN根据机械加工工艺师手册攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计10被切削层长度由毛坯尺寸可知L60LM刀具切入长度130刀具切出长度取2L走刀次数为1取，代入公式（23）得60LMLL2机动时间以上为铣一个端面的1JT126037MINJMF机动时间，故本工序机动工时为10734INJT工序2钻，扩，铰孔，倒角01530机床专用组合钻床刀具麻花钻、扩孔钻、铰刀（1）、钻孔35M切削深度PA12进给量根据机械加工工艺师手册表2810，取F067/FR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075，则350/06352/FMMR根据机械加工工艺师手册表2813，取045/FR取切削速度24/INV取24,35代入公式（21）得0D机床主轴转速，根据机械加工工艺01218/IN345RD师手册表93，取2/MINR实际切削速度V36/MI10被切削层长度L76刀具切入长度120刀具切出长度L3走刀次数为1机动时间式24JT12JLFN取，,代入公式（24）得60L13L04523N1JT7294MI5（2）、扩孔切削深度PA1攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计11进给量根据机械加工工艺师手册表2830，F0912706384F/MR参照机械加工工艺师手册表2831，取072F/MR切削速度参照机械加工工艺师手册表2831，取V19/INV取19,368代入公式（21）得0D机床主轴转速，根据机械加工工N011964/IN38VRD艺师手册表93取74/MINR实际切削速度7201/MI11根据机械加工工艺师手册表2842被切削层长度L76刀具切入长度14刀具切出长度2L3M走刀次数为1取，,代入公式（24）得74LL2L072F14N机动时间1JT1636MINJ（3）铰孔03切削深度PA5M进给量根据机械加工工艺师手册表2835，取F09521/FR根据机械加工工艺师手册表2836，取12/FMR取切削速度9/INV取91,37代入公式（21）得0D机床主轴转速，根据机械加工工艺01978/IN34RD师手册表93，取72/MINR实际切削速度V2/MI10被切削层长度L6刀具切入长度15刀具切出长度2L0走刀次数为1取，,代入公式（24）得76LL2L12F7N机动时间JT16506MINJN攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计12（4）倒角。采用锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转153015速与扩孔时相同，手动进给。74/MINR工序3粗铣孔的内侧面0机床专用组合铣床刀具高速刚圆柱形铣刀粗齿数50D6Z铣削深度PA1W每齿进给量根据机械加工工艺师手册表3029，取F08/FAMZ铣削速度参照机械加工工艺师手册表3029，取，V24/MINV取24,50代入公式（21）得0D机床主轴转速，根据机械加工工艺N012415/MIN3VRD师手册表114，取69/MINR实际铣削速度69/I10取，代入公式（22）得ZF08FAZW工作台每分进给量MF812/INZFNM取/INMF根据机械加工工艺手册被切削层长度由毛坯尺寸可知L60L刀具切入长度130刀具切出长度取2LM走刀次数为1取，,代入公式（23）得60LMLL280F机动时间1JT16315MINJMF以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为12523INJT工序4粗铣孔的外侧面04机床专用组合铣床刀具高速刚圆柱形铣刀粗齿数50DM6Z铣削深度PA1W每齿进给量根据机械加工工艺师手册表3029，取F08/FAMZ铣削速度参照机械加工工艺师手册表3029，取，V24/MINV攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计13取24,50代入公式（21）得V0D机床主轴转速，根据机械加工工艺N01415/MIN3VRD师手册表114，取69/MINR实际铣削速度692/I10取，代入公式（22）得ZF08FAZW工作台每分进给量MF81/INZFNM取/INM根据机械加工工艺手册被切削层长度由毛坯尺寸可知L60L刀具切入长度130刀具切出长度取2L走刀次数为1取，,代入公式（23）得60LMLML280F机动时间1JT16315INJF以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为12523INJT工序5钻，扩，铰孔04M机床专用组合钻床刀具麻花钻、扩孔钻、铰刀（1）、钻孔28切削深度PA15进给量根据机械加工工艺师手册表2810，取F045/FMR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075，则3075/041/FMR根据机械加工工艺师手册表2813，取032/FR取切削速度24/INV取24,28代入公式（21）得0D机床主轴转速，根据机械加工工艺01247/IN38RD师手册表93，取2/MINR实际切削速度V30/MI1攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计14被切削层长度L2M刀具切入长度10刀具切出长度2L3走刀次数为1取，,代入公式（24）得LL2L45F23N机动时间JT10MIJN以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为1204386MIJT（2）、扩孔9切削深度PA15进给量根据机械加工工艺师手册表2830，F08706F/R参照机械加工工艺师手册表2831，取06F/MR切削速度参照机械加工工艺师手册表2831，取V198/INV取198,298代入公式（21）得0D机床主轴转速，根据机械加工工N011982/IN34VR艺师手册表93取2/MINR实际切削速度31/MI110D根据机械加工工艺师手册表2842被切削层长度L2刀具切入长度14刀具切出长度2L3M走刀次数为1取，,代入公式（24）得LL2L06F23N机动时间1JT140MINJ以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为1204MINJT（3）铰孔3切削深度PA125进给量根据机械加工工艺师手册表2835，取F081/FMR根据机械加工工艺师手册表2836，取12/FMR取切削速度9/INVM攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计15取99,30代入公式（21）得V0D机床主轴转速，根据机械加工工艺N019105/MIN34VRD师手册表93，取96/MIR实际切削速度6/I1N被切削层长度L2刀具切入长度15刀具切出长度2L0走刀次数为1取，,代入公式（24）得LL2L12F96N机动时间JT15041MINJN以上为铰一个孔的机动时间，故本工序机动工时为120482MIJT4）倒角。采用锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速与59扩孔时相同，手动进给。3/INR工序6钻，扩孔机床专用组合钻床刀具麻花钻、扩孔钻、（1）、钻孔9M切削深度PA085进给量根据机械加工工艺师手册表2810，取F02/FR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075，则38075/01652/FMMR根据机械加工工艺师手册表2813，取02/FR取切削速度24INV取24,9代入公式（21）得0D机床主轴转速，根据机械加工工艺012489/IN3RD师手册表93，取72/MINR实际切削速度V71/MI10被切削层长度L48刀具切入长度1刀具切出长度2L3攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计16走刀次数为1取，,代入公式（24）得48LL23L02F7N机动时间JT14838MINJN以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为1203876MIJT（2）、扩孔5切削深度PA1进给量根据机械加工工艺师手册表2830，F0670342/FR参照机械加工工艺师手册表2831，取056704/FMR切削速度参照机械加工工艺师手册表2831，取V25INV取25,105代入公式（21）得0D机床主轴转速，根据机械加工工N01278/IN3415VRD艺师手册表93取72/MINR实际切削速度4/MI10根据机械加工工艺师手册表2842被切削层长度L48刀具切入长度1刀具切出长度2L3M走刀次数为1取，,代入公式（24）得48LL2L04F72N机动时间1JT18319MIJL以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为12093MINJT工序7粗铣宽度为4的开口槽机床专用组合铣床刀具高速刚锯片铣刀粗齿数80D20Z4L铣削深度WA2每齿进给量根据机械加工工艺师手册表3013，取F05/FAMZ铣削速度参照机械加工工艺师手册表3023，取V，24IN取30,63代入公式（21）得0D攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计17机床主轴转速，根据机械加工工艺N01310/MIN48VRD师手册表115，取8/MINR实际铣削速度528/I1取，代入公式（22）得ZF05FA2ZW8工作台每分进给量MF01/INZFNM根据机械加工工艺手册被切削层长度由毛坯尺寸可知L2L刀具切入长度130刀具切出长度取2L走刀次数为1取，,代入公式（23）得0LL2L18MF机动时间1JT10324INJ27时间定额计算及生产安排参照机械加工工艺手册表252，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）NTKTTZFJD/10/NTZ因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为式25TTFJD其中单件时间定额D基本时间（机动时间）JT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60M机动时间JT231476INJ辅助时间参照机械加工工艺手册表2545，取工步辅助时间为F。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。04INMIN10则105INFT根据机械加工工艺手册表2548，K13K取，K013代入公式（25）得376JT1FT单间时间定额D376051482MINDJFTTK攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计18工序2钻，扩，铰孔，倒角037M1530机动时间JT28INJ辅助时间参照机械加工工艺手册表2541，取工步辅助时间为F。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。MIN40MIN10则I5401FT根据机械加工工艺手册表2543，K142K取，K01214代入公式（25）得278JTFT单间时间定额D1278054137INDJFTTK工序3铣孔的内侧面043M机动时间JTINJ辅助时间参照机械加工工艺手册表2545，取工步辅助时间为F。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。IN410MIN10则I510FT根据机械加工工艺手册表2548，K13K取，K013代入公式（25）得23JTFT单间时间定额D1230517MINDJFTTK工序4铣孔的外侧面043M机动时间JTINJ辅助时间参照机械加工工艺手册表2541，取工步辅助时间为F。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。01INMIN10则4051IFT根据机械加工工艺手册表2543，K142K取，K01214代入公式（25）得23JT4FT单间时间定额D1230512438MINDJFTTK工序5钻，扩，铰孔，倒角4M5机动时间JT8INJ辅助时间参照机械加工工艺手册表2541，取工步辅助时间为F。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。04MINMIN10则0154IFT根据机械加工工艺手册表2548，K124K取，K01214代入公式（25）得8JTFT攀枝花学院毕业设计（论文）2后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计19单间时间定额DT10541846MINDJFTK工序6钻，扩孔M机动时间JT3INJ辅助时间参照机械加工工艺手册表2541，取工步辅助时间为F。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。04INMIN10则0154IFT根据机械加工工艺手册表2543，K1214K取，K01214代入公式（25）得38JTFT单间时间定额D10385412103MINDJFTTK工序7铣宽度为4的开口槽M机动时间JTINJ辅助时间参照机械加工工艺手册表2545，取工步辅助时间为F。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。031INMIN10则041IFT根据机械加工工艺手册表2548，K13K取，K013代入公式（25）得JTFT单间时间定额D1041096MINDJFTTK28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。攀枝花学院毕业设计（论文）3粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计203粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计31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125M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，37M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37M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。32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，60M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37M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37通过铰链杠杆机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。图31定位机构图攀枝花学院毕业设计（论文）3粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计2133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。01230267DYZTD式中定位副间的最小配合间隙（MM）；工件圆孔直径公差（MM）；定位销外圆直径公差（MM）。D图32定位销水平放置时定位分析图34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（31）1075807986PFEFZFZAZDK查表可得05DM92M08/FAZ1PAFZK代入公式（31）得07508798678616ZF329N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0/EL/05VEF/04XEF83291LN攀枝花学院毕业设计（论文）3粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计22075925147VEFNX63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查表可得3014803F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K2K2148960N35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GB220780定向键结构如图所示O图33夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度A25MM定向键的结构尺寸如下表31定向键数据表夹具体槽形尺寸B2B公称尺寸允差D允差4LHHD1公称尺寸允差D2H2500140045401461562400237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。攀枝花学院毕业设计（论文）3粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计23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34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35平塞尺图塞尺尺寸为表32平塞尺尺寸表公称尺寸H允差DC30006025攀枝花学院毕业设计（论文）3粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计2436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。2096FN0D气缸活塞杆推力式（32）PDQ420其中P压缩空气单位压力（取P6公斤力/）2厘米效率（取）9代入公式（32）得206F公斤力2204431D厘米厘米取05厘米250M因此气缸选用DQG型气缸，其结构如下图所示图36DQG型气缸图其主要结构参数如下表表33DQG型气缸数据表缸径BDLBMKH8040256050117104PTG12HFEKK98771117521195G3/8M16攀枝花学院毕业设计（论文）3粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计25夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图1所示。37夹具设计及操作的简要说明本夹具用于后钢板弹簧吊耳内侧端面的粗铣。件以孔及端面和叉杆37M面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧孔两端面，再用汽缸通过铰链杠杆机构带动浮动压37M块在工件叉杆处夹紧。其夹紧采用的是气动夹紧，夹紧简单、快速、可靠。有利于提高生产率。工件在夹具体上安装好后，浮动压块在气缸活塞的推动下向下移动夹紧工件。当工件加工完成后，压块随即在气缸活塞的作用下松开工件，即可取下工件。38本章小结在本章中，夹具主要用来粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面。首先应明确本夹具中的夹紧定位机构，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，工艺孔已经加工出。工件以孔及端60M37M37M面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧孔两端面，再用汽缸通过铰链杠杆机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。然后按照有关公式进行铣削力和夹紧的计算，然后对铣床夹具必不可少的定向键和对刀装置进行设计，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，所以还要对汽缸进行设计。夹具是制造系统的重要组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。所以对夹具设计也是非常重要的。攀枝花学院毕业设计（论文）4加工工艺孔夹具设计30M264加工工艺孔夹具设计30M41加工工艺孔夹具设计30M本夹具主要用来钻、扩、铰两个工艺孔。这两个工艺孔均有尺寸精30度要求为，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与端面垂直。并416M用于以后加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。15本道工序为后钢板弹簧吊耳加工的第五道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。42定位方案的分析和定位基准的选择由零件图可知，两工艺孔位于零件孔内外侧面上，其有尺寸精度要24RM求和表面粗糙度要求并应与侧面垂直。为了保证所钻、铰的孔与侧面垂直并保证两工艺孔能在后续的孔加工工序中使孔的加工余量均匀。根据基准105重合、基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择外圆端面和与之配合的心轴为主要6M37M定位基准限制工件的五个自由度，用一个定位销限制工件的另一个自由度。采用螺母夹紧。图41定位分析图43定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为垂直放置，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。不过这时的径向定位误攀枝花学院毕业设计（论文）4加工工艺孔夹具设计30M27差不再只是单向的了，而是在水平面内任意方向上都有可能发生，其最大值也比心轴水平放置时大一倍。见下图。03120164YXYDTD式中定位副间的最小配合间隙（MM）；工件圆孔直径公差（MM）；D心轴外圆直径公差（MM）。D图42心轴垂直放置时定位分析图44切削力的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册得钻削力式（41）6082HBDFF钻削力矩式（42）91T式中30DMMAXAXMIN187491733代入公式（41）和（42）得12FR0866749FN190352T本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。45钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求工艺孔分钻、扩、铰三个工步完成加工。即先用的麻花钻钻孔，根043M28M据GB114184的规定钻头上偏差为零，钻套孔径为。再用03416攀枝花学院毕业设计（论文）4加工工艺孔夹具设计30M28标准扩孔钻扩孔，根据GB114184的规定扩孔钻的尺寸为298M298，钻套尺寸为。最后用的标准铰刀铰孔，根0703416298M据GB114184的规定标准铰刀尺寸为故钻套孔径尺寸为。015803921图43快换钻套图铰工艺孔钻套结构参数如下表表41铰工艺孔钻套数据表DDH公称尺寸允差12DH1M1R303040001000275946165527283665衬套选用固定衬套其结构如图所示图44固定衬套图攀枝花学院毕业设计（论文）4加工工艺孔夹具设计30M29其结构参数如下表表42固定衬套数据表DD公称尺寸允差H公称尺寸允差C1400023042460035001832夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图2所示。46夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。本道工序加工中主要保证两工艺孔尺寸及同轴度公差043M及表面粗糙度。本道工序最后采用精铰加工，选用GB11418401M16M铰刀，直径为，并采用钻套，铰刀导套孔径为，外058303921DM径为同轴度公差为。固定衬套采用孔径为，214D0546同轴度公差为。该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求（1）、各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为的理想圆柱面30129的控制。（2）、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。（3）、0M当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）、如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺寸的偏离量为，304M304此时轴线的位置度误差可达到其最大值。145工艺孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。043108M工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。16攀枝花学院毕业设计（论文）4加工工艺孔夹具设计30M3047夹具设计及操作的简要说明由零件图可知，两工艺孔位于零件孔内外侧面上，其有尺寸精度要24R求和表面粗糙度要求并应与侧面垂直。为了保证所钻、铰的孔与侧面垂直并保证两工艺孔能在后续的孔加工工序中使孔的加工余量均匀。根据基准105M重合、基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择外圆端面为主要定位基面以限制工件的三个6自由度，以孔限制工件的两个自由度，用一个挡块定位限制工件的另一37M个自由度。48本章小结在本章中，夹具主要用来加工后钢板弹簧吊耳工艺孔。首先应明确30M本夹具中的夹紧定位机构，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，工艺孔已经加工出。本工艺孔的定位基准60M37M应选择外圆端面和与之配合的心轴为主要定位基准限制工件的五个自由度，用一个
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