前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝及鉆10.5孔夾具設(shè)計(jì)

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下載文檔送 CAD 圖紙車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)類型:工藝課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：吊環(huán)-前鋼板彈簧第八道工序的機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)專業(yè)班級：車輛 132 班學(xué)生姓名：完成日期：2016/11/3指導(dǎo)教師：目錄引言 1一、零件分析 2二、.零件的工藝分析 .2三、工藝規(guī)程分析 2（一）確定毛坯的制造形式 2（二）基準(zhǔn)的選擇 4（三）制定工藝路線 4四、工序設(shè)計(jì) 6五、 夾具設(shè)計(jì) 7（一）定位分析 7（二）夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 8（三）切削力與夾緊力計(jì)算 9（四）定位誤差分析 9六、結(jié)論 9七、心得與體會 10八、.參考文獻(xiàn) .101引言本次設(shè)計(jì)是對前鋼板彈簧吊耳零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。前鋼板彈簧吊零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工藝原則可知，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。所以本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以前鋼板彈簧吊耳大外圓端面作為粗基準(zhǔn)，以前鋼板彈簧吊耳大外圓端面與兩個工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以前鋼板彈簧吊耳大外圓端面互為基準(zhǔn)加工出端面，再以端面定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面。整個加工過程選用不同類型的加工機(jī)床。全套圖紙加 1538937062一、零件的分析題目給出的零件是汽車前鋼板彈簧吊耳。前鋼板彈簧吊耳的主要作用是載重后，使鋼板能夠得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。因此汽車前鋼板彈簧吊耳零件的加工質(zhì)量會影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。汽車前鋼板彈簧吊耳主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能。兩端的卷耳用銷子鉸接在車架的支架上。這樣，通過鋼板彈簧將車橋與車身連接起來，起到緩沖、減振、傳力的作用。二、零件的工藝分析由前鋼板彈簧吊耳零件圖知可將其分為兩組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以44mm 兩外圓端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：44mm 兩外圓端面的銑削，加工 22mm 的孔，其中兩外圓端面表面粗糙度Ra50，22mm 的孔在同一中心線上數(shù)值為 0.01mm 的同軸度（2）以300mm 孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：4 個的 10.5mm 孔、 10.5mm 孔的內(nèi)外兩側(cè)面的銑削，寬度為 4 的開口槽的銑削。在兩組加工表面之間沒有一定的位置要求，先加工哪一組表面都可以，現(xiàn)計(jì)劃是加工第一組表面，再以第一組為基準(zhǔn)加工第二組表面。三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式零件材料為 35 鋼?？紤]零件在工作中的情況，零件在汽車鋼板中支架鋼板，受到各種不同的振蕩，有減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能作用，因此應(yīng)該選擇鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。在初定義，本零件為大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，在造型中可采用模鍛成型。3圖 1 前鋼板彈簧吊環(huán)零件圖圖 2 零件三維圖4（二）基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。1 . 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1） 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。為了滿足上述要求，基準(zhǔn)選擇以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面作為粗基準(zhǔn)，先以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面互為基準(zhǔn)加工出端面，再以端面定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面。2 .精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸換算。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮萬能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。1.工藝路線方案一工序號 工 名序 稱 工 序 內(nèi) 容 銑 銑 44 孔的四個外圓 鉆 鉆，擴(kuò)，鉸 22 的孔，倒角 145 銑 粗銑 44 的內(nèi)端面 銑 半精銑 44 的外圓端面 銑 粗銑 10.5 的外圓端面52. 工藝路線方案二 鉆 鉆 10.5 的孔 銑 粗銑 10.5 的外圓端面 鉆 鉆 10.5 的孔 銑 粗銑寬度為 4mm 的槽 銑 粗銑另一端的 4mm 的槽 去毛刺， 清洗 去邊角的毛刺，清洗 涂漆 涂漆VIII 檢驗(yàn)，入庫 檢驗(yàn)，入庫工序號 工 名序 稱 工 序 內(nèi) 容 鉆 鉆，擴(kuò)，鉸 22 的孔，倒角 145 銑 銑 44 孔的四個外圓 銑 粗銑 44 的內(nèi)端面 銑 半精銑 44 的外圓端面 銑 粗銑 10.5 的外圓端面 鉆 鉆 10.5 的孔 銑 粗銑 10.5 的外圓端面 鉆 鉆 10.5 的孔 銑 粗銑寬度為 4mm 的槽 銑 粗銑另一端的 4mm 的槽 去毛刺， 清洗 去邊角的毛刺，清洗 涂漆 涂漆VIII 檢驗(yàn)，入庫 檢驗(yàn)，入庫63. 工藝方案的比較與分析兩個方案的不同點(diǎn)之一：在于銑44mm 兩端的端面的先后，方案一中先銑端面，加工 44mm，即是方案一中的工序，和方案二工序的不同，方案一增加了裝夾的次數(shù)，提高了精度，但是端面的精度要求不高，可以采用方案二的工序來加工44mm 的兩端端面，即先粗銑后精銑，互為基準(zhǔn)參考； 經(jīng)比較可見，先加工兩44mm 外圓端面，以 后 位 置 度 較 易 保 證 ， 并且定位及裝夾都 較 方 便 ， 但 方 案 一 中 先 加 工44mm 孔，再加工44mm 孔的 內(nèi) 外 側(cè) 面 ， 不 符 合 先 面后 孔 原 則 ， 加 工 余 量 更 大 ， 所 用 加 工 時 間 更 多這 樣 加 工 路 線 就 不 合 理 ， 同 理 ， 寬 度為 4mm 的 開 口 槽 應(yīng) 放 在 最 后 一 個 工 序 加 工 。 故 選 擇 方 案 一 ， 所 以 合 理具體加工藝如下：四、工序設(shè)計(jì)由于組內(nèi)分工，我只做工序，即鉆10.5mm 孔，故只對工序進(jìn)行說明所用設(shè)備：機(jī)床：立式鉆床 Z535刀具： 直徑10.5mm 麻花鉆工序號 工 名序 稱 工 序 內(nèi) 容 銑 銑 44 孔的四個外圓 鉆 鉆，擴(kuò)，鉸 22 的孔，倒角 145 銑 粗銑 44 的內(nèi)端面 銑 半精銑 44 的外圓端面 銑 粗銑 10.5 的外圓端面 鉆 鉆 10.5 的孔 銑 粗銑 10.5 的外圓端面 鉆 鉆 10.5 的孔 銑 粗銑寬度為 4mm 的槽 銑 粗銑另一端的 4mm 的槽 去毛刺， 清洗 去邊角的毛刺，清洗 涂漆 涂漆VIII 檢驗(yàn)，入庫 檢驗(yàn)，入庫7確定進(jìn)給量 f：根據(jù)切削手冊表 2.7，當(dāng)鋼 b800MPa ，d 0=10.5 時，f=0.250.31 mm/r。由于本零件在加工10.5 孔時屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.9，則f=（0.250.31）0.9=（0.2250.279）mm/r根據(jù) Z535 機(jī)床說明書，現(xiàn)取 f=0.25 mm/r。切削速度：根據(jù)切削手冊表 2.13 及表 2.14，查的切削速度 v=12 m/min。所以=1000 =100012/ 10.5=364（r/min）根據(jù)機(jī)床說明書，取 nw=275 r/min，故實(shí)際切削速度為V= /1000= 10.5275/1000=9.06 m/min計(jì)算時間定額：切削加工時l=42mm l1 =7mm l2=3mm nwf故tm1=(+1+2)f=(42+7+3)/(2750.25)=0.756min以上為鉆一個孔的時的機(jī)動時間。故本工序的機(jī)動時間為tm= tm12=1.51(min)五 夾具設(shè)計(jì)（一）定位分析：由于我只負(fù)責(zé)加工 10.5 的孔，故只對工序的定位進(jìn)行分析，加工 10.5 孔至于限制 , ,x ,y 四個自由度，考慮到在工序 之前 44 的兩端面已經(jīng)精加工過，故選取 44 孔的端面作為定位基準(zhǔn)，采用兩銷一面定位，由于其中一定位銷端面不接觸，故兩銷軸只限制五個自由度，即 ,x , ，z ，在吊環(huán)下方由于在加工過程中需要支撐來保證在加工過程 ， 中不會產(chǎn)生變形導(dǎo)致誤差，初步考慮用兩個支撐釘，但分析之后發(fā)現(xiàn)會由于兩臂高低不同而導(dǎo)致無法起到支撐作用，且兩個支撐釘會產(chǎn)生過定位，故經(jīng)過分8析論證采用自位支承，這樣限制一個自由度，并且能夠在加工過程中保證提供支撐。圖 3 定位元件三維圖（二）夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：考慮到加工時產(chǎn)生的力是垂直向下的，故夾緊力設(shè)定為由零件上方加載較為合適，故設(shè)計(jì)零件由上而下進(jìn)行施加夾緊力。圖 4 夾具總裝三維圖9圖 5 夾具裝配二維圖（三）切削力與夾緊力計(jì)算：由于本道工序切削力與夾緊力在同一方向上，經(jīng)過定性分析可知夾緊力滿足整個加工過程的夾緊要求（四）定位誤差分析：在本道工序中所加工的孔沒有同軸度的特殊要求，且采用已經(jīng)精加工過的 44 孔的端面作為定位基準(zhǔn)，加工過程中采用鉆套鉆模板等進(jìn)行對刀，故能夠滿足加工精度要求，六、小 結(jié)前簧吊耳的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是前鋼板彈簧吊耳的加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。前鋼板彈簧吊耳的加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時的確定，夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過兩個星期的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個過程中，對機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識有了更10深的理解，增強(qiáng)了對本專業(yè)綜合知識運(yùn)用的能力，使我們對專業(yè)知識、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。七、心得體會在一開始拿到設(shè)計(jì)任務(wù)書的時候是沒有一點(diǎn)頭緒的，但經(jīng)過與同學(xué)們慢慢探討，從查閱數(shù)據(jù)到夾具設(shè)計(jì)，再到出 CAD 圖，個人貫穿整個過程。首先，是工藝的設(shè)計(jì)過程，討論并給出自己的方案，再結(jié)合不同的方案，確定我們認(rèn)為最合理的方案。然后，不斷從各個網(wǎng)站，各個參考書中找數(shù)據(jù)，確定參數(shù)。搞完數(shù)據(jù)之后，我并沒有覺得自己已經(jīng)完成任務(wù)，開始全身心投入到自己所負(fù)責(zé)的工序的夾具設(shè)計(jì)參與的過程當(dāng)中，并不斷關(guān)注同組其他同學(xué)的進(jìn)度，力求使得整個過程有序而融洽的進(jìn)行。這次設(shè)計(jì)讓我了解到了，設(shè)計(jì)一個產(chǎn)品的過程不僅僅是一個創(chuàng)新創(chuàng)造的過程，更是一個想象與現(xiàn)實(shí)不斷妥協(xié)的過程，很多我們天馬行空般的設(shè)計(jì)由于現(xiàn)在的加工技術(shù)的 限制不能夠?qū)崿F(xiàn)，于是我們不得不改變實(shí)現(xiàn)的方式，并且在實(shí)際生產(chǎn)過程中，我們還要考慮到經(jīng)濟(jì)性等一系列因素，這使得設(shè)計(jì)變得復(fù)雜而多變。此次課程設(shè)計(jì)讓我更加形象的理解了我們以后從事與相關(guān)工作所要注意的問題。這次設(shè)計(jì)提高了我的團(tuán)體合作精神，鍛煉了我的獨(dú)立動手能力，更加磨練了我的耐性和意志力。這次設(shè)計(jì)總的一句是：收獲良多。八.參考文獻(xiàn)1.簡明機(jī)械加工工藝手冊2.機(jī)械加工工藝手冊3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊4.機(jī)械加工工藝人員手冊5.機(jī)床夾具圖冊6.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)11評 語成績 指導(dǎo)教師（簽名） 日期