机械制造基础课程设计说明书

1、1后钢板弹簧吊耳的工艺规程设计1.1零件的分析和功用1.1.1零件的功用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。1.1.2零件的结构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060加加两外圆端面为主要加工表而的加工而。这一组加工表面包 括：。060加72两外圈端面的铳削，加工37竹肋的孔，其中060劲两外圆端 面表面粗糙度要求为ra6.3pm , o

2、37；005 mm的孔表面粗糙度要求为rax.gm(2) 以30；°巴初7孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包扌4 2个30甞加的孔，2个010.5”的孑l、2个30；°竹呦孔的内外两侧面的铳削, 宽度为4mm的开口槽的铳削，2个在30；°"加加同一中心线上数值为00.01的同 轴度要求。其中203oq005mm的孔表面粗糙度要求为ra.6屮n , 2个10.5/nm的孔表面粗糙度要求为ran.s/jm, 2个3045mm孔的内侧面表面粗糙度要求 为ral2.5“m , 2个030'45mm孔的外侧面表面粗糙度要求为ra50jl/m ,宽度

3、为4 mm的开口槽的农面粗糙度耍求为ra50屮n12课题（提供的技术资料）1.2.1生产纲领零件件数为3000-1000件，为大批大量生产，采用精度高的金属型造型法锻 造。1.2.2技术资料后钢板弹簧吊耳零件图1.3毛坯的种类1.3.1确定毛坯的种类零件材料为35,釆用锻造成型。这对于提高生产率、保证加工质量是冇利 的。1.4定位基准的选择原则141粗基准的选择原则1. 应选择不加工表面为粗基准2. 对于具有较多加工表面的加工余量，粗基准的选择，应合理分配各加工表 面的余量，以保证：各加工表面都具有足够的加工余量；对某些重要表面，尽量 使其加工余量均匀；使工件上各加工表而总的金屈切除量最小。3

4、. 作为粗基准的表而，应尽量平整，没冇浇口，冒口或飞边等其他表而缺陷, 以便定位准确。4 同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次。1.4.2精基准的选择原则1 基准重合原则2. 基准统一原则3. 互为基准原则4. 自为基准原则1.5工艺规程的拟定制定工艺路线的岀发点，应当是使零件的儿何形状、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生产的条件下，可以采用 外能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应该 考虑经济效果，以便降低生产成本。1.5.1制定工艺规程的原则1. 保证零件的加工质量，可靠地达到产品图纸所提供出的全部技术条件，并尽 量捉高生

5、产率和降低消耗；2. 尽量降低工人的劳动强度，使其冇良好的工作条件；3. 在充分利用现冇生产条件的基础上，采用国内外先进工艺技术；4. 工艺规程应正确、完整、统一、清晰；5. 工艺规程应规范、标准，其幅而、格式与填写方法以及所用的术语、符号、 代号等应符合相应标准的规定；6. 工艺规程中的计量单位应全部使用法定计量单位。1.5.2拟定工艺路线1 工艺路线方案一:工序1：铳060mm两外圆端面工序2：钻，扩，饺37严加加孔，倒角1.5x30°t序3：钻，扩010.5mm孔工序4：钻，扩，饺30严加加孔，倒角1x45°工序5：铳30严加加孔的内侧面工序6：铳30；°伟

6、?伽孔的外侧面工序7：铳宽度为4加加的开口槽工序8：终检2. 工艺路线方案二：工序1：铳30严加加孔的内侧面工序2：铳30；°伟?伽孔的外侧面工序3：钻，扩10.5mm孔工序4：钻，扩，饺30严呦孔，倒角1x45°工序5：铳宽度为4加加的开口槽工序6 ：铳060mm两外圆端面工序7：钻，扩，饺037严呦孔,倒角1.5x30°工序8：终检3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在丁：方案一是先加工060加加两外圆端而，然后 再以此为基而加工37；oo5/7?m孑l,再加工010.5加加孔，30甞加孑l,最后加工 o30；045 m/n孔的内外侧面以及宽度为4mm

7、的开口槽铳，则与方案二相反，先加 工030；°曲加加孔的内外侧面，再以此为基面加工010.5如7孔，30甞加孑宽 度为4加加的开口榊，最后加工060加加两外圆端面，37；w72孑l,经比较可见, 先加工060mm两外圆端面，以后位置度较易保证，并j1定位及装夹都较方便， 但方案一中先加工010.5加加孔，03 oq045 mm孑l,再加工30严加加孔的内外侧而, 不符合先面后孔的加工原则，加工余量更大，所用加工时间更多，这样加工路线 就不合理，同理，宽度为4加加的开口槽应放在最后一个工序加工。故决定选择 方案一。1.6机械加工余量和工序尺寸及毛坯尺寸的确定1.6.1确定加工余量和工序

8、尺寸1.铳60幷两外圆端面考虑其加工表面粗糙度要求为ra6.3pm ,可以先粗铳，再精铳，根据机械 加工工艺手册表2. 3-5,取2z=5mm已能满足要求2.加工37；° °f加孑l其表面粗糙度要求较高为血16“加，其加工方式可以分为钻，扩，饺三步, 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扌"孔：036.8加加2z=1. 8 mm3. 铳3045mm孔.的内侧而考虑其表面粗糙度要求为ran.sim ,只要求粗加工，根据机械加工工艺 手册表2. 3-5,取2z=3mm已能满足要求。4. 铳30严呦孔的外侧面考虑其表面粗

9、糙度要求为ra5仙,只要求粗加工，根据机械加工工艺手 册表2.3-5,取2z=3m已能满足要求。5. 力ni<p30；045/mn 孑l其表面粗糙度要求较高为ra.6m ,其加工方式可以分为钻，扩，较三步, 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：扩孔：029.8?加2z=1. 8 mm较孔：30；°如 mm2z二0. 2 mm6. 加工0105""孔其表面粗糙度要求较高为ransom ,其加工方式可以分为钻，扩，两步， 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：扩孔：010.5加加2z=1. 8 mm7.

10、铳宽度为4询的开口槽考虑其表面粗糙度要求为ra50pm ,只要求粗加工，根据机械加工工艺手 册表2. 348,取2x2mm已能满足要求。1.6.2确定毛坯尺寸要求/?/>/<必5图4-1铸件毛坯图17确定切削余量1.7.1确定和计算切削用量1.加工条件工件材料：35,人工吋效，铸件。2计算切削用量工序2：扩,较37严加加孔，倒角1.5x30°(1 )> 扩(/>35mm 孔切削深度qp : ap =1.5mtn进给量根据机械加工工艺师手册表28-30,f = (0.9 1.2)x 0.7 = (0.63 0.84) mm / r参照机械加工工艺师手册表28-3

11、1, / = 0.72 mm/r切削速度v：参照机械加工工艺师手册表28-31,取v=19m/min取v二19, d°二36.8代入公式（2-1）得机床主轴转速：斤=1°°°卩=l°°°xl9 u 164厂/min,根据机械加工工艺 71（13.14x36.8师手册表9-3取n = 174r/min实际切削速度vj y,=空卍= 3.14x36.8x174 uqo m/min1000 1000（2）较37严m孔切削深度a “ : ap = 0a5mm进给量根据机械加工工艺师手册表28-35,取/ = （0.952.1）加加/

12、厂根据机械加工工艺师手册表28-36,f = 12mm/r取切削速度v = 9.1m/min取v二9. 1, d°二37代入公式（2-1）得机床主轴转速m n = 1222k = 1000x9 1 «78r/min ,根据机械加工工艺师 兀d（）3.14x37手册表9-3,取n = 72r/min实际切削速度0 = = 3.14x37x72亦/min1000 1000（3）倒角1.5x30。采用150气忽钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速与扩孔吋相同：斤= 174厂/min,手动进给。18工时定额的确定1.8.1计算工时定额工序2：扩，饺37严呦孔，倒角1.5x30&#

13、176;(1).扩(/>35mm 孔根据机械加工工艺师手册表28-42被切削层长度/ ： i = 76/72/72刀具切入长度l i = 4mm刀具切出长度厶：i = 3mm走刀次数为1取/ = 74,人=4 , z2 = 3, /* = 0.72,兀=174代入公式(2-4)得:机动h寸间 如：tn =' + "+' = 76 +°+ 3 q o.66min771 fn 174x0.72.饺37；°°%加孔被切削层长度人/ = 16mm刀具切入长度厶：/ = 5mm刀具切出长度人：i = 20mm走刀次数为1取 1 = 76,厶=

14、5, /2 = 20, / = 1.2, n = 72代入公式(2-4)得：机动吋间/厂 tjx= 76 + 5 + 20 « 16min771 fn 72x1.22.s刀片75。偏头端面车刀设计已知：工件材料ht200,使用机床ca6140,加工后dm=240,ra=3.2? 需粗、半精车完成，加工余量4.0mm,设计装s刀片75。偏头端面车 刀。设计步骤:2.1选择刀片夹固结构考虑到加工是在ca6140普通机床上进行，属于连续切削，参照表21典型 车刀夹i占i结构简图和特点，采用杠杆式刀片夹i占i结构。2.2选择刀片材料由原始条件结构给定：被加工工件材料为ht200,连续切削，完

15、成粗车、半 精车两道工序，按照硕质合金的选用原则，选取刀片材料（硕质合金牌号）为 yg6o2.3选择车刀合理角度根据刀具合理儿何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀：儿何角度的形成特点，选取如下四个主要角度前角=14°, （2）后角=6。,主偏角=75。，（4）刃倾角=6。后角的实际数值以及副后角和副偏角在计算刀槽角度时，经校验后确定。2.4选择切削用量根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量为：粗车时：切削深度ap =3mm,进给量f=0.5mm/r,切削速度v=72m/min2.5选择刀片型号和尺寸2.5.1选择刀片有无中心固定孔由于刀片夹固结构已选定为杠杆式，因此应选用有中心固定

16、孔的刀片。2.5.2选择刀片形状按选定的主偏角=75。，选用正方形刀片。2.5.3选择刀片精度等级选用m级254选择刀片边长内切圆直径d （或刀片边长l）根据已选定的伟,匕.人，可求岀刀刃的实际参加工作长度厶八为;a3l =sin kr cosavsin75°cos5°=3.118mml>1.5lsr=4.677mm因为是正方形，l>d>4.6772.5.5选择刀片厚度s根据a“,f,利用诺模图，得s>4.82.5.6选择刀尖圆半径匚根据a“,f,利用诺模图，得连续切削r,=1.22.5.7选择刀片切屑槽型式和尺寸根据条件，选择a型。当刀片型号和尺寸

17、确定后，断屑槽尺寸便可确定。确定刀片型号：snum150612-a4,尺寸为l=d=15.875mm,s=6.35mm,dl=6.35mm,m=2.790mm, r/; =1.2刀片参数：精车刀尖角6=90“ ,刃倾角匚产0。,法后角色产0。,法前角几=20。,断屑槽宽ww =4mm26确定刀垫型号和尺寸硕质合金刀垫型号和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构的需要及刀片型号和尺寸：适合于杠杆式夹固结构的需要，并于刀片型号snum150612-a4相对应的硕质合金刀垫得型号为：s15b,其具休尺寸为：l=d=14.88mrn,s=4.76rnrn5dl=7.6rnrn?r6. =1.2mrn,d=9i

18、tirn,c=2.02.7计算刀槽角度可转位车刀几何角度、刀片几何角度和刀槽几何角度之间的关系2.7.1刀杆主偏角k/k 产75。2.7.2刀槽刃倾角a九=人=6。2.7.3刀槽前角7og刀槽底而可看作前刀而，则刀槽前刀角yog的计算公式为:tan/tan 7of-cos zvtan yog j + tan 了 tan ynb cos 2将儿=14。，ynh =20°, 4 =-6°代入式厶 1 a。 tan 15"tan 10门、ztan =cos(-5")=-0-1071 +tan 10" tanl5"cos(5")得:

19、则 yog =-6.107° 取 yog =-6 °2.7.4验算车刀后角g（）车刀后角的验算公式为tan<7() =(tan anb - tan yog cos 人)cos 人1 + tana” tan兀彰 cos2$当时，则tan z0 =-tan 儿& cos 盂将yos =-6° a =6。代入得：tan a()=tan6" cos2 -5" =0.104则 =5.937°与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角% = a©故 q 您=5.937。，取 a您=6。275刀杆副偏角kr/. kzrg

20、=kzr而 kr '=180°k,.6乂：6宀,kk.kr/=180o-kr/?6§=180。1厂®车刀刀尖角6的计算公式为cot sr =cot srb 1 + (tan yog cos &尸-tan yog sin 2$ cos &将 % =90。, n 二6。，&二6。代入得cotsr =cotcrh jl + (tan yos cos2j2 - tan sin & cos=cot 80° jl + (tan(5“)cos(5°)2 一 tan(-5") sin(-5°) cos

21、(5")cot 6*,.0.01 1则6=90.63。故kr/=k/=180°-75°-90.63=14.37°取kr/=14.5°2.7.6检验车刀副后角q/车刀副后角的验算公式为(tan % - tan yog cos 2* g) cos 兀tan oc()；1 + tan atlh tan yo cos && 当匕产0。时，则式为tana：二tan厂咚cos'心而tany 咫tan yog cos % +tan sin %tan 2 =tan yog sin f +tancos erg将n二6。，心=人二6。，=9

22、0.63°代入得：tan y og =-tan (-6°) cos90.63°+tan (-6°) sin90.63°=-0.106则7；厂6.05。tan2 rg =tan (-6°) sin90.63°+tan-6°cos90.63°=004则兄农=5.94。再将 /=-6.05°, 4 =-5.94°代入式得：tan a() =-tan-6.05°cos2 (-5.94°) =0.105则<=5.99°可以满足切削要求而刀杆副后角%=必故 a：

23、g=5.99°,取 aos =6°综合上述计算结果，可以归纳为：车刀的儿何角度为：儿=14。，乙=5.94。，kr =75°, k；=14.37。，2 v=-6°, a(=5.99°刀杆于刀槽的儿何角度为；儿严6。，=6。，k75。，k；厂 14.5。，仏二6。, q；厂6。2.8选择刀杆材料和尺寸2&1选择刀杆材料选用45号钢为刀杆材料，热处理硬度为hrc3845。2&2选择刀杆尺寸1 选择刀杆截面尺寸因为加工使用ca6140普通车床，其屮心高为200mm,并考虑到为提高刀 杆，选取刀杆截而尺寸bxh=25x25mm由于切削深度ap=3mm,进给量f=0.5mm/r,可以不必校验刀杆强度。