后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计说明书

1、键入文字 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“后钢板弹簧吊耳零件的机械加工工艺规程及工艺装备设 计 者 裴鹏飞 指导老师 李水良 马心坦 河南科技大学河南科技大学车辆工程 101 班2014 年 3 月 7 日键入文字机械制造工艺学课程设计任务书机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“后钢板弹簧吊耳”零件的机制加工工艺规程及工艺装备（年产量为大批量）内容：1、待加工零件毛坯图 1 张 2、机械加工工艺规程卡片 1 张 3、夹具装配总图（一开图以上） 2 张 4、夹具体零件图 1 张 5、其它零件图 1 张 6、课程设计说明书

2、1 份 河南科技大学机械制造工艺加工课程设计第 1 页共 40 页目录目录摘摘 要要.31 绪绪 论论.42 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.52.1 零件的分析零件的分析.52.1.1 零件的作用 .52.1.2 零件的工艺分析 .52.1.3 弹簧吊耳零件的技术要求 .62.1.4 工艺过程设计所应采取的相应措施 .62.2 确定毛坯，绘制毛坯图确定毛坯，绘制毛坯图.72.2.1 确定毛坯的制造形式 .72.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 .72.2.3 吊耳毛坯尺寸公差及机械加工余量 .72.32.3 后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择后钢板弹簧吊耳

3、加工定位基准的选择.82.3.1 粗基准的选择 .82.3.2 精基准的选择 .92.3.3 零件表面加工方法的确定，吊耳各表面加工方案 .92.4 工艺路线的制定工艺路线的制定 .102.4.1 工艺方案一 .102.4.2 工艺方案二 .102.4.3 工艺方案的比较与分析 .112.5 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.112.6 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）.122.7 时间定额计算及生产安排时间定额计算及生产安排.132.8 本章小结本章小结 .143 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计粗铣后钢板弹簧

4、吊耳内侧端面夹具设计.153.1 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.153.2 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.153.3 定位误差分析定位误差分析.153.4 铣削力与夹紧力计算铣削力与夹紧力计算.16河南科技大学机械制造工艺加工课程设计第 2 页共 40 页3.5 定向键与对刀装置设计定向键与对刀装置设计.173.6 夹紧装置及夹具体设计夹紧装置及夹具体设计.183.7 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明.193.8 本章小结本章小结.19结结 论论.21参参 考考 文文 献献.22致致 谢谢.23河南科技大学

5、机械制造工艺加工课程设计第 3 页共 40 页摘摘 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

6、。关键词关键词 后钢板弹簧吊耳，加工工艺，专用夹具河南科技大学机械制造工艺加工课程设计第 4 页共 40 页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

7、。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

8、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。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。河南科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 5 页共 40 页2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设

9、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2.1.2 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60mm05

10、. 003760mm表面粗糙度要求为，的孔表面粗糙度要求为6.3Ram05. 00371.6Ram（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045.0030的孔，2 个的孔、2 个孔的内外两侧面的铣削，宽045.003010.5mm045.0030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mm045.00300.01度要求。其中 2 个的孔表面粗糙度要求为，2 个的045.00301.6Ram10.5mm河南科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 6 页共 40 页孔表面粗糙度要求为，2 个孔的内侧面表面粗糙度要求为12.5Ram045.0030，2 个孔的外侧面

11、表面粗糙度要求为，宽度为 412.5Ram045.003050Ram的开口槽的表面粗糙度要求为。mm50Ram2.1.3 弹簧吊耳零件的技术要求加工表面尺寸及技术要求/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差/mm两外圆端mm60面60mmIT126.3孔mm05. 0037mm05. 0030IT91.6孔内mm045. 0030侧面54mmIT1212.5孔外mm045. 0030侧面54mmIT1250孔mm045. 0030mm045. 0030IT91.60.01A孔mm5 .10mm5 .10IT1212.5开口槽4mmIT12502.1.4 工艺过程设计所应采取的相应措施由以

12、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

13、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。河南科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 7 页共 40 页2.2 确定毛坯，绘制毛坯图2.2.1 确定毛坯的制造形式“后钢板弹簧吊耳”零件材料为 35 钢，硬度 HBS 为 149187，生产类型为大批量生产。考虑到该弹簧吊耳零件在工作过程中要承受压力冲级载荷，为增强弹簧吊耳零件的强度和冲级韧度，故毛坯选用锻件，零件材料为 35 号钢。由于生量已达到大批生产的水平（N=40000） ，而且零件的轮廓尺寸不大，为提高生产效率和锻

14、件精度，故可以采用模锻制造毛坯。2.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-10表 2-12 可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。1.公差等级 由弹簧吊耳的功用及其技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2.锻件重量已知机械加工后弹簧吊耳的重量为 2.6kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为 4kg。3.锻件材质系数该弹簧吊耳材料为 35 号钢，是碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属级。1M4.锻件分模线形状根据该弹簧吊耳的形位特点，故选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线，如图 2-

15、2-4 弹簧吊耳锻造毛坯图所示。2.2.3 吊耳毛坯尺寸公差及机械加工余量由弹簧吊耳零件图可知，该零件各加工表面的粗糙度均大于。Ram6 . 1根据上述各因素，可查表确定该锻件的尺寸公差及机械加工余量，所得结果列于表 2-2-4 中。表 2-2-4 毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量/kg包容题体重量/kg形状复杂系数材质系数公差等级46.4S2M1普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注5.17.02.2表 2-10宽度 762.02.2（取 2.0）表 2-13宽度 38.55.17.02.2表 2-10河南科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 8 页共 40 页2.02.2（

16、取 2.0）表 2-134.16.00.2表 2-10宽度 222.02.2（取 2.0）表 2-135.17.02.2表 2-10孔径mm05. 00372.6表 2-144.16.00.2表 2-10孔径mm045. 00302.0表 2-14上表备注“表 2-102-14”出自机械制造技术基础课程设计指导教程吊耳零件毛坯图如下：1 图 2-2-42.3 后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择2.3.1 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

17、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河南科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 9 页共 40 页的余量，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

18、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。2.3.2 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。2.3.3 零件表面加工方法的确定，吊耳各表面加工方案 根据弹簧吊耳零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件各表面的加工方法，如图 2-3-2 所示。表 2-3-2

19、弹簧吊耳零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案备注两外mm60圆端面IT126.3粗铣机械制造技术基础课程设计指导教程表 1-8孔mm05. 0037IT91.6钻-扩-铰机械制造技术基础课程设计指导教程表 1-7孔mm045. 0030内侧面IT1212.5粗铣机械制造技术基础课程设计指导教程表 1-8孔mm045. 0030外侧面IT1250粗铣机械制造技术基础课程设计指导教程表 1-8孔mm045. 0030IT91.6钻-扩-铰机械制造技术基河南科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 10 页共 40 页础课程设计指导教程表 1-7孔mm5 .10IT1212.

20、5钻机械制造技术基础课程设计指导教程表 1-7开口槽IT1250粗铣机械制造技术基础课程设计指导教程表 1-82.4 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mm05.00371.5 30工序3：钻，扩孔10.5mm工序4：钻，扩，铰孔，倒角mm045.00301 45工序5：铣孔的内侧面mm045.0030工序6：铣孔的外侧面mm045.0030工序7：铣宽度为 4的开口槽mm工序8：终检2.4.2 工艺方案二表 2.2 工艺方案二表河南

21、科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 11 页共 40 页 工序1：铣孔的内侧面mm045.0030工序2：铣孔的外侧面mm045.0030工序3：钻，扩孔10.5mm工序4：钻，扩，铰孔，倒角mm045.00301 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mm05.00371.5 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mm045.003010.5mmmm045.0030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mm04

22、5.0030mm反，先加工孔的内外侧面，再以此为基面加工孔，mm045.003010.5mm孔，宽度为 4的开口槽，最后加工两外圆端面，mm045.0030mm60mm孔，mm05.0037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10.5mmmm045.0030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mm045.0030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

23、mm05.00371.5 30河南科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 12 页共 40 页工序3：铣孔的内侧面mm05.0037工序4：铣孔的外侧面mm05.0037工序5：钻，扩，铰孔，倒角mm045.00301 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 149187，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

24、，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mm05.0037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=1.836.8mmmm铰孔： 2Z=0.2mm05.0037mm(3) 铣孔的内侧面mm045.0030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mm045.0030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50R

25、am手册表 2.3-5，取 2Z=3已能满足要求。mm(5) 加工孔 mm045.0030河南科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 13 页共 40 页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=1.829.8mmmm铰孔： 2Z=0.2mm045.0030mm(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=1.810.5mmmm(7) 铣宽度为

26、 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 2.348，取 2Z=2已能满足要求。mm2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）工序工序 3：粗铣粗铣孔的内侧面孔的内侧面mm045.0030机床：卧式铣床 X63W刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数50dmm6Z 铣削深度：pa1.5wamm每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-29，取fa0.08/famm 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V0d机床主轴转速：，根据机械加工工艺n010001000 24152 /min

27、3.14 50Vnrd师手册表 11-4，取169 /minnr实际铣削速度：V03.14 50 16926.5/min10001000d nVm 取=，=代入公式（2-2）得：zf0.08fa 6Z wn169n 工作台每分进给量：mf0.08 6 16981.12/minmzwff znmm 取80/minmfmm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：1l130l 刀具切出长度：取2lmml22河南科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 14 页共 40 页走刀次数为 1取，,代入公式（2-3）得：60lmm130l mml2280mf机动时间：1jt

28、121603021.15min80jmllltf以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为1122 1.152.3minjtt 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）Ntktttzzfjd/%)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)(ktttfjd其中： 单件时间定额 dt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ft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

29、的百分比值k工序工序 3：铣：铣孔的内侧面孔的内侧面mm045.0030机动时间：jt2.3minjt 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ft。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. 0min1 . 0则min51. 01 . 041. 0ft：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2.3jt 0.51ft 单间时间定额： dt()(1%)(2.30.51)(1 13%)3.17mindjftttk2.8 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

30、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。优河南科技大学机械制造工艺加工课程设计 第 1 页共 40 页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。河南科技大学机械制造工艺加工课程设计第 16 页共 40 页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

31、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

32、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河南科技大学机械制造工艺加工课程设计第 17 页共 40 页

33、误差仅存在 Z 轴方向，且向下，见下图。0.0120.0230.0320.0672DYzTTd式中 定位副间的最小配合间隙（mm） ； 工件圆孔直径公差（mm） ； DT 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）1.00.750.880.8709.81 96.7pfeFzFza aaZdk查表可得： 050dmm6Z 92eamm0.08/famm z 1.5pamm06. 1Fzk代入公式（3-1）得 0.750.879.81 96.7 1.5 0.0892 6 501

34、.06zF =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/ELFF/0.75VEFF /0.4xEFF 0.80.8 3929.513144LEFFN 0.750.75 3929.512947.5VEFFN NFFEx7 .176634.333353. 053. 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： （）LFF查表可得3 . 0河南科技大学机械制造工艺加工课程设计第 18 页共 40 页 3144104800.3LFFN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 1048020

35、960FN3.5 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 GB220780 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 B2B公称尺寸允差 d允差4dLHhD1h公称尺寸允差 D2h25-0.014-0.0454014615624+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。塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示：

36、 河南科技大学机械制造工艺加工课程设计第 19 页共 40 页标记四周倒圆图 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 dC3-0.0060.253.6 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 F=130222N，来计算气缸缸筒内径 D。气缸活塞杆推力 式（3-2）PDQ420其中：P压缩空气单位压力 （取 P=5 公斤力/）2厘米 效率 （取）.90 Q=F=130000N 代入公式（3-2）得所以 D=4X13000/3.14X5X0

37、.9=95.8 D=96mm 厘米 查手册得 取 D 厘米=100mm因此气缸选用通用性型气缸，其结构如下图所示：河南科技大学机械制造工艺加工课程设计第 20 页共 40 页 图 3.6 通用型气缸图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。3.7 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37mm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37mm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。3.8 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60mm37mm37mm面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实