CA10B后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计毕业设计

攀枝花学院毕业设计（论文） 摘要I本科毕业设计（论文）CA10B 后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计攀枝花学院毕业设计（论文） 摘要I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组合机床。关键词关键词 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） ABSTRACTIIABSTRACTThe design of the plate after spring lug parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Spring plate after hanging parts of the main plane of the surface and pore. By the principle known Processing , the plane guarantee precision machining holes than guarantee the machining precision easy. So the design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. After selecting base plate spring lug large cylindrical face as a rough benchmark, After the leaf spring lug large cylindrical end with two holes as a precision technology benchmarks. main processes arrangements after the first spring plate lug large cylindrical face each other benchmarks machined face, End position to further processing out of holes. In addition to the follow-up processes are individual processes with end-positioning technology and other processing Kong and plane. The entire process of processing machine combinations were selected. Key words The empress steel plate spring coil mourns the ear,Process the craft,Appropriation tongs攀枝花学院毕业设计（论文） 目 录1目目 录录摘摘 要要.ABSTRACT.II目录目录.11 绪绪 论论.12 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.32.1 零件的分析零件的分析.32.1.1 零件的作用 .31.1.2 零件的工艺分析 .32.2 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.42.32.3 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.42.3.1 确定毛坯的制造形式 .42.3.2 粗基准的选择 .42.3.3 精基准的选择 .52.4 工艺路线的制定工艺路线的制定 .52.4.1 工艺方案一 .52.4.2 工艺方案二 .52.4.3 工艺方案的比较与分析 .62.5 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.62.6 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）.72.7 时间定额计算及生产安排时间定额计算及生产安排.162.8 本章小结本章小结 .183 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.193.1 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.193.2 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.193.3 定位误差分析定位误差分析.193.4 铣削力与夹紧力计算铣削力与夹紧力计算.203.5 定向键与对刀装置设计定向键与对刀装置设计.21攀枝花学院毕业设计（论文） 目 录23.6 夹紧装置及夹具体设计夹紧装置及夹具体设计.233.7 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明.243.8 本章小结本章小结.244 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计 .2530mm4.1 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计.2530mm4.2 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.254.4 切削力的计算与夹紧力分析切削力的计算与夹紧力分析.264.5 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.264.6 夹具精度分析夹具精度分析.284.7 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明.284.8 本章小结本章小结.295 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计.3010.5mm5.1 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计.3010.5mm5.2 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.305.3 定位元件的设计定位元件的设计.305.4 定位误差分析定位误差分析.325.5 切削力的计算与夹紧力分析切削力的计算与夹紧力分析.325.6 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.325.7 夹具精度分析夹具精度分析.345.8 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明.345.9 本章小结本章小结.35结结 论论.36参参 考考 文文 献献.37致致 谢谢.38攀枝花学院毕业设计（论文） 1 绪 论11 绪绪 论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60mm0.03037mm60mm面表面粗糙度要求为，的孔表面粗糙度要求为6.3Ram0.03037mm1.6Ram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：20.043030mm个的孔，2 个的孔、2 个孔的内外两侧面的铣削，0.043030mm10.5mm0.043030mm宽度为 4的开口槽的铣削，2 个在同一中心线上数值为的mm0.043030mm0.01同轴度要求。其中 2 个的孔表面粗糙度要求为，2 个0.043030mm1.6Ram的孔表面粗糙度要求为，2 个孔的内侧面表面粗10.5mm12.5Ram0.043030mm糙度要求为，2 个孔的外侧面表面粗糙度要求为，12.5Ram0.043030mm50Ram宽度为 4的开口槽的表面粗糙度要求为。mm50Ram2.2 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。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 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。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。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。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0.03037mm1.5 30工序3：钻，扩孔10.5mm工序4：钻，扩，铰孔，倒角0.043030mm1 45工序5：铣孔的内侧面0.043030mm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0.043030mm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 工序1：铣孔的内侧面0.043030mm工序2：铣孔的外侧面0.043030mm工序3：钻，扩孔10.5mm工序4：钻，扩，铰孔，倒角0.043030mm1 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0.03037mm1.5 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，最后加工0.03037mm10.5mm0.043030mm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0.043030mmmm工孔的内外侧面，再以此为基面加工孔，孔，宽0.043030mm10.5mm0.043030mm度为 4的开口槽，最后加工两外圆端面，孔，mm60mm0.03037mm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10.5mm0.043030mm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0.043030mm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mm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0.03037mm1.5 30工序3：铣孔的内侧面0.043030mm工序4：铣孔的外侧面0.043030mm工序5：钻，扩，铰孔，倒角0.043030mm1 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 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) 铣两外圆端面60mm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0.03037mm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： 2Z=1.836.8mmmm铰孔： 2Z=0.20.03037mmmm(3) 铣孔的内侧面0.043030mm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0.043030mm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 0.043030mm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=0.20.043030mmmm(6) 加工孔10.5mm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 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 1：粗、精铣两外圆端面60mm机床：专用组合铣床 刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数，细齿数63dmm6Z 10Z （1） 、粗铣铣削深度：wa3wamm每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取fa0.08/famm 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）n01000Vnd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（2-1）得：V0dn1000 30(101 201) /min3.14 63r根据机械加工工艺师手册表 11-4，取169 /minnr实际铣削速度：V03.14 63 16933.4/min10001000d nVm 工作台每分进给量： 式（2-2）mfmzwff zn取=，=代入公式（2-2）得：zf0.08fa 6Z wn169n mf0.08 6 16981.12/minmm 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：2lmml22走刀次数为 1机动时间： 式（2-3）1jt121 jmllltf取，, 代入公式（2-3）得：60l 130l 22l 80mf1 jt603021.15min80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） 、精铣铣削深度：wa2wamm每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取fa0.06/famm 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：V0d机床主轴转速：，根据机械加n010001000 30(101 201) /min3.14 63Vnrd工工艺师手册表 11-4，取210 /minnr实际铣削速度：V03.14 63 21041.5/min10001000d nVm 取=，=代入公式（2-2）得：zf0.08fa 6Z wn210n 工作台每分进给量：mf0.06 10 210126/minmzwff znmm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l60lmm刀具切入长度：1l130l 刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1取，代入公式（2-3）得：60lmm130l mml22机动时间：以上为铣一个端面的1jt122603020.73min126jmllltf机动时间，故本工序机动工时为1122 0.731.46minjtt工序 2：钻，扩，铰孔，倒角0.03037mm1.5 30机床：专用组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀（1） 、钻孔35mm切削深度：pa1.25pamm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V0d机床主轴转速：，根据机械加工工艺n010001000 24218 /min3.14 35Vnrd师手册表 9-3，取233 /minnr实际切削速度： V03.14 35 23325.6/min10001000d nVm 被切削层长度 ：l76lmm刀具切入长度： 1l20lmm刀具切出长度： 2l3lmm走刀次数为 1机动时间： 式 (2-4)jt121 jllltfn取，, ,代入公式（2-4）得：60l 130l 22l 0.45f 233n 1 jt762030.94min233 0.45（2） 、扩孔35mm切削深度：pa1.5pamm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 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V0d机床主轴转速：，根据机械加工工n010001000 19164 /min3.14 36.8Vnrd艺师手册表 9-3 取174 /minnr实际切削速度： V03.14 36.8 17420.1/min10001000d nVm 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 1l4lmm刀具切出长度： 2l3lmm走刀次数为 1取，, ,代入公式（2-4）得：74l 14l 23l 0.72f 174n 机动时间：1jt12176430.66min174 0.72jllltfn（3）铰孔0.03037mm切削深度：pa0.15pamm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V0d机床主轴转速：，根据机械加工工艺n010001000 9.178 /min3.14 37Vnrd师手册表 9-3，取72 /minnr实际切削速度： V03.14 37 728/min10001000d nVm 被切削层长度 ：l76lmm刀具切入长度： 1l5lmm刀具切出长度： 2l20lmm走刀次数为 1取，, ,代入公式（2-4）得：76l 15l 220l 1.2f 72n 机动时间：jt121765201.16min72 1.2jllltfn 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1.5 30150速与扩孔时相同：，手动进给。174 /minnr工序 3：粗铣孔的内侧面0.043030mm机床：专用组合铣床刀具：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 /min3.14 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走刀次数为 1取，,代入公式（2-3）得：60lmm130l mml2280mf机动时间：1jt121603021.15min80jmllltf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 工序 4：粗铣孔的外侧面0.043030mm机床：专用组合铣床刀具：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（2-1）得V0d机床主轴转速：，根据机械加工工艺n010001000 24152 /min3.14 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走刀次数为 1取，,代入公式（2-3）得：60lmm130l mml2280mf机动时间：1jt121603021.15min80jmllltf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工序 5：钻，扩，铰孔0.043030mm机床：专用组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀（1） 、钻孔28mm切削深度：pa1.25pamm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V0d机床主轴转速：，根据机械加工工艺n010001000 24272 /min3.14 28Vnrd师手册表 9-3，取233 /minnr实际切削速度： V03.14 28 23320.4/min10001000d nVm 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 ：l22lmm刀具切入长度： 1l20lmm刀具切出长度： 2l3lmm走刀次数为 1取，, ,代入公式（2-4）得：22l 120l 23l 0.45f 233n 机动时间：jt121222030.43min233 0.45jllltfn以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为1122 0.430.86minjtt（2） 、扩孔29.8mm切削深度：pa1.5pamm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V0d机床主轴转速：，根据机械加工工n010001000 19.8211 /min3.14 29.8Vnrd艺师手册表 9-3 取233 /minnr实际切削速度： V03.14 29.8 23321.8/min10001000d nVm 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 1l4lmm刀具切出长度： 2l3lmm走刀次数为 1取，, ,代入公式（2-4）得：22l 14l 23l 0.6f 233n 机动时间：1jt12122430.20min233 0.6jllltfn以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为1122 0.200.40minjtt（3）铰孔0.043030mm切削深度：pa0.125pamm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=9.9, =30 代入公式（2-1）得V0d机床主轴转速：，根据机械加工工艺n010001000 9.9105 /min3.14 30Vnrd师手册表 9-3，取96 /minnr实际切削速度： V03.14 30 969/min10001000d nVm 被切削层长度 ：l22lmm刀具切入长度： 1l5lmm刀具切出长度： 2l20lmm走刀次数为 1取，, ,代入公式（2-4）得：22l 15l 220l 1.2f 96n 机动时间：jt121225200.41min96 1.2jllltfn 以上为铰一个孔的机动时间，故本工序机动工时为1122 0.410.82minjtt4）倒角。采用锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速与1 4590扩孔时相同：，手动进给。233 /minnr工序 6：钻，扩孔10.5mm机床：专用组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、（1） 、钻孔9mm切削深度：pa0.85pamm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V0d机床主轴转速：，根据机械加工工艺n010001000 24849 /min3.14 9Vnrd师手册表 9-3，取772 /minnr实际切削速度： V03.14 9 77221.8/min10001000d nVm 被切削层长度 ：l48lmm刀具切入长度： 1l8lmm刀具切出长度： 2l3lmm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（2-4）得：48l 18l 23l 0.20f 772n 机动时间：jt12148830.38min772 0.20jllltfn 以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为1122 0.380.76minjtt（2） 、扩孔10.5mm切削深度：pa1pamm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V0d机床主轴转速：，根据机械加工工n010001000 25758 /min3.14 10.5Vnrd艺师手册表 9-3 取772 /minnr实际切削速度： V03.14 10.5 77225.4/min10001000d nVm 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 1l8lmm刀具切出长度： 2l3lmm走刀次数为 1取，, ,代入公式（2-4）得：48l 18l 23l 0.40f 772n 机动时间：1jt12148830.19min772 0.4jllltfn 以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为1122 0.190.38minjtt 工序 7：粗铣宽度为 4的开口槽mm机床：专用组合铣床刀具：高速刚锯片铣刀 粗齿数 80dmm20Z 4L 铣削深度：wa22wamm每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取fa0.05/famm 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：V0d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n010001000 30120 /min3.14 80Vnrd师手册表 11-5，取118 /minnr实际铣削速度：V03.14 80 11528.8/min10001000d nVm 取=，=代入公式（2-2）得：zf0.05fa 20Z wn118n 工作台每分进给量：mf0.05 20 118118/minmzwff 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：1l130l 刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1取，, 代入公式（2-3）得：20l 130l 22l 118mf机动时间：1jt121203020.44min118jmllltf2.7 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的百分比值k工序 1：粗、精铣两外圆端面60mm机动时间：jt2.3 1.463.76minjt 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。0.41minmin1 . 0则0.410.10.51minft ：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3.76jt 0.51ft 单间时间定额： dt()(1%)(3.760.51)(1 13%)4.82mindjftttk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0.03037mm1.5 30机动时间：jt2.78minjt 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。min44. 0min1 . 0则min54. 01 . 044. 0ft：根据机械加工工艺手册表 2.5-43，k14.12k取，k=0.1214 代入公式（2-5）得2.78jt 0.54ft 单间时间定额： dt()(1%)(2.780.54)(1 12.14%)3.72mindjftttk 工序 3：铣孔的内侧面0.043030mm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%)3.17mindjftttk工序 4：铣孔的外侧面0.043030mm机动时间：jt2.3minjt 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。0.41minmin1 . 0则0.410.10.51minft ：根据机械加工工艺手册表 2.5-43，k14.12k取，k=0.1214 代入公式（2-5）得2.3jt 0.54ft 单间时间定额： dt()(1%)(2.30.54)(1 12.14%)3.18mindjftttk 工序 5：钻，扩，铰孔，倒角0.043030mm1 45机动时间：jt1.84minjt 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。0.44minmin1 . 0则0.440.10.54minft ：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1.84jt 0.54ft 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： dt()(1%)(0.54 1.84)(1 12.14%)2.66mindjftttk工序 6：钻，扩孔10.5mm机动时间：jt0.38minjt 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。0.44minmin1 . 0则0.440.10.54minft ：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0.38jt 0.54ft 单间时间定额： dt()(1%)(0.380.54)(1 12.14%)1.03mindjftttk工序 7：铣宽度为 4的开口槽mm机动时间：jt0.44minjt 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。0.31minmin1 . 0则0.310.10.41minft ：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0.44jt 0.41ft 单间时间定额： dt()(1%)(0.440.41)(1 13%)0.96mindjftttk2.8 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。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213.3 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。0.0120.0230.0320.0672DYzTTd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 6 501.06zF =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22 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 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 1048020960FN3.5 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。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 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 dC3-0.0060.25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243.6 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。20960FN0D气缸活塞杆推力 式（3-2）PDQ420其中：P压缩空气单位压力 （取 P=6 公斤力/）2厘米 效率 （取）.90 代入公式（3-2）得2096QF公斤力22044 2096494.43.14 6 0.9QDP 厘米 厘米0D22.23 取厘米=250025D mm因此气缸选用 DQG 型气缸，其结构如下图所示： 图 3.6 DQG 型气缸图其主要结构参数如下表：表 3.3 DQG 型气缸数据表缸径BdLBMKH8040256050117104PTG1d2dhFEKK98771117.52119.5G3/8M16 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。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37mm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30mm264 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计30mm4.1 加工工艺孔夹具设计30mm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30mm度要求为，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与端面垂直。并0.043mm1.6 m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。10.5mm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。4.2 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24Rmm求和表面