CA10B解放牌汽車后鋼板彈簧吊耳 工藝和銑4mm槽夾具設計（方案3）【含高清CAD圖和文檔】[更新]

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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 1 目 錄 摘 要 ABSTRACT.II 目錄 1 1 緒 論 .1 2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設計 3 2.1 零件的分析 .3 2.1.1 零件的作用 .3 1.1.2 零件的工藝分析 .3 2.2 工藝過程設計所應采取的相應措施 .4 2.3 后鋼板彈簧吊耳加工定位基準的選擇 4 2.3.1 確定毛坯的制造形式 4 2.3.2 粗基準的選擇 .4 2.3.3 精基準的選擇 .5 2.4 工藝路線的制定 5 2.4.1 工藝方案一 5 2.4.2 工藝方案二 5 2.4.3 工藝方案的比較與分析 6 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .6 2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） .7 2.7 時間定額計算及生產安排 .16 2.8 本章小結 18 3 粗銑后鋼板彈簧吊耳內側端面夾具設計 19 3.1 粗銑后鋼板彈簧吊耳內側端面夾具設計 .19 3.2 定位方案的分析和定位基準的選擇 .19 3.3 定位誤差分析 .19 3.4 銑削力與夾緊力計算 .20 3.5 定向鍵與對刀裝置設計 .21 2 3.6 夾緊裝置及夾具體設計 .23 3.7 夾具設計及操作的簡要說明 .24 3.8 本章小結 .24 4 加工 工藝孔夾具設計 2530m 4.1 加工 工藝孔夾具設計 25 4.2 定位方案的分析和定位基準的選擇 .25 4.4 切削力的計算與夾緊力分析 .26 4.5 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 .26 4.6 夾具精度分析 .28 4.7 夾具設計及操作的簡要說明 .28 4.8 本章小結 .29 5 加工 工藝孔夾具設計 3010.5m 5.1 加工 工藝孔夾具設計 .30 5.2 定位方案的分析和定位基準的選擇 .30 5.3 定位元件的設計 .30 5.4 定位誤差分析 .32 5.5 切削力的計算與夾緊力分析 .32 5.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 .32 5.7 夾具精度分析 .34 5.8 夾具設計及操作的簡要說明 .34 5.9 本章小結 .35 結 論 36 參 考 文 獻 37 致 謝 38 1 1 緒 論 機械的加工工藝及夾具設計是在完成了大學的全部課程之后，進行的一次 理論聯(lián)系實際的綜合運用，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后 從事專業(yè)技術的工作打下基礎。機械加工工藝是實現(xiàn)產品設計，保證產品質量、 節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度、加工操作、 生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質量、 上水平，加速產品更新，提高經(jīng)濟效益的技術保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的 重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。 因此，好的夾具設計可以提高產品勞動生產率，保證和提高加工精度，降低生 產成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品在保證精度的前提下提高 效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設計 及制造提出了更高的要求。所以對機械的加工工藝及夾具設計具有十分重要的 意義。 夾具從產生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具 與人的結合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和 趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化， 它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作 及機床性能的提高有著密切的關系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為 夾具與機床的結合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝 裝備。 在夾具設計過程中，對于被加工零件的定位、夾緊等主要問題,設計人員一 般都會考慮的比較周全，但是，夾具設計還經(jīng)常會遇到一些小問題，這些小問 題如果處理不好，也會給夾具的使用造成許多不便，甚至會影響到工件的加工 精度。我們把多年來在夾具設計中遇到的一些小問題歸納如下：清根問題在設 計端面和內孔定位的夾具時，會遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處清根問 題。端面和定位外圓分為兩體時無此問題,。夾具要不要清根，應根據(jù)工件的結 構而定。如果零件定位內孔孔口倒角較小或無倒角,則必須清根,如果零件定位 孔孔口倒角較大或孔口是空位，則不需要清根，而且交界處可以倒為圓角 R。 端面與外圓定位時，與上述相同。讓刀問題在設計圓盤類刀具(如銑刀、砂輪等)加 工的夾具時，會存在讓刀問題。設計這類夾具時，應考慮銑刀或砂輪完成切削 或磨削后，銑刀或砂輪的退刀位置，其位置大小應根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的 直徑大小，留出超過刀具半徑的尺寸位置即可。更換問題在設計加工結構相同 或相似，尺寸不同的系列產品零件夾具時，為了降低生產成本,提高夾具的利用 2 率，往往會把夾具設計為只更換某一個或幾個零件的通用型夾具。 隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產品的品種和生產率提出了愈來愈高的要求， 使多品種，中小批生產作為機械生產的主流，為了適應機械生產的這種發(fā)展趨 勢，必然對機床夾具提出更高的要求。特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的 加工還處于落后階段。在今后的發(fā)展過程中，應大力推廣使用組合夾具、半組 合夾具、可調夾具，尤其是成組夾具。在機床技術向高速、高效、精密、復合、 智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟方 向發(fā)展。 3 2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是 CA10B 解放牌汽車后鋼板彈簧吊耳。后鋼板彈簧吊耳的 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 汽車后鋼板彈簧吊耳零件的加工質量會影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。 汽車后鋼板彈簧吊耳主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導向功能。 圖 2.1 后鋼板彈簧吊耳零件圖 1.1.2 零件的工藝分析 由后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 兩外圓端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包60m 括：。 兩外圓端面的銑削，加工 的孔，其中 兩外圓端0.37m60m 面表面粗糙度要求為 ， 的孔表面粗糙度要求為.3Ra0.3 1.Ra 4 （2）以 孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：20.43m 個 的孔，2 個 的孔、2 個 孔的內外兩側面的銑削，0.431.50.43m 寬度為 4 的開口槽的銑削，2 個在 同一中心線上數(shù)值為 的0.43 0.1 同軸度要求。其中 2 個 的孔表面粗糙度要求為 ，2 個0.43 1.6Ra 的孔表面粗糙度要求為 ，2 個 孔的內側面表面粗10.5.Ra0.43 糙度要求為 ，2 個 孔的外側面表面粗糙度要求為 ，1.5Ram0.43 5m 寬度為 4 的開口槽的表面粗糙度要求為 。5m 2.2 工藝過程設計所應采取的相應措施 由以上分析可知。該零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證 平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于該零件來說，加工 過程中的主要問題是保證平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，處理 好孔和平面之間的相互關系。 該類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工零件的基準平面，以基 準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。后鋼板彈簧吊耳的加工自然應遵 循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固， 因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不 平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。 后鋼板彈簧吊耳零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，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孔系加工精度。 由于后鋼板彈簧吊耳的生產量很大。怎樣滿足后鋼板彈簧吊耳生產率要求 也是過程中的主要考慮因素。 2.3 后鋼板彈簧吊耳加工定位基準的選擇 2.3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 Q235。由于生量已達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸 不大，故可以采用鑄造成型，這對提高生產效率，保證加工質量也是有利的。 2.3.2 粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1） 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加 工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應 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。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。例如：機床床身導軌 5 面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工 床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少 的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的 加工余量。 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定 位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時 需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(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，基準選擇以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面作為粗基準， 先以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面互為基準加工出端面，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。 2.3.3 精基準的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時， 應當進行尺寸換算。 2.4 工藝路線的制定 由于生產類型為大批生產，應盡量使工序集中來提高生產率，除此之外， 還應降低生產成本。 2.4.1 工藝方案一 表 2.1 工藝方案一表 工序 1： 銑 兩外圓端面60m 工序 2： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.371.530 工序 3： 鉆，擴 孔1.5 工序 4： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.43m145 工序 5： 銑 孔的內側面0.43 工序 銑 孔的外側面0.43 6 6： 工序 7： 銑寬度為 4 的開口槽m 工序 8： 終檢 2.4.2 工藝方案二 表 2.2 工藝方案二表 工序 1： 銑 孔的內側面0.43m 工序 2： 銑 孔的外側面0.43 工序 3： 鉆，擴 孔1.5 工序 4： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.43m145 工序 5： 銑寬度為 4 的開口槽 工序 6： 銑 兩外圓端面60 工序 7： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.37m1.530 工序 8： 終檢 2.4.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工 兩外圓端面，然后60m 再以此為基面加工 孔，再加工 孔， 孔，最后加工0.37m10.5.43 孔的內外側面以及寬度為 4 的開口槽銑，則與方案二相反，先加0.43m 工 孔的內外側面，再以此為基面加工 孔， 孔，寬. .0.43 度為 4 的開口槽，最后加工 兩外圓端面， 孔，60.37 經(jīng)比較可見，先加工 兩外圓端面，以后位置度較易保證，并且定位0 及裝夾都較方便，但方案一中先加工 孔， 孔，再加工1.5m0.43 孔的內外側面，不符合先面后孔的加工原則，加工余量更大，所用0.43m 7 加工時間更多，這樣加工路線就不合理，同理，寬度為 4 的開口槽應放在最m 后一個工序加工。所以合理具體加工藝如下： 表 2.3 工藝方案表 工序 1： 銑 兩外圓端面60m 工序 2： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.371.530 工序 3： 銑 孔的內側面0.43 工序 4： 銑 孔的外側面0.43m 工序 5： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.43145 工序 6： 鉆，擴 孔1.5 工序 7： 銑寬度為 4 的開口槽m 工序 8： 終檢 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “后鋼板彈簧吊耳”零件材料為 Q235，硬度 HBS 為 149187，生產類型為大批 量生產，采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工 序尺寸及毛坯尺寸如下： (1) 銑 60m兩外圓端面 考慮其加工表面粗糙度要求為 ，可以先粗銑，再精銑，根據(jù)機6.3Ram 械加工工藝手冊表 2.3-5，取 2Z=5 已能滿足要求 (2) 加工 0.37 孔 其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴，鉸三步，1. 根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 35m 擴孔： 2Z=1.86.8m 鉸孔： 2Z=0.207 8 (3) 銑 0.43m 孔的內側面 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù) 機械加工工藝12.5Ra 手冊表 2.3-5，取 2Z=3 已能滿足要求。 (4) 銑 0.43 孔的外側面 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù) 機械加工工藝0 手冊表 2.3-5，取 2Z=3 已能滿足要求。m (5) 加工 0.43 孔 其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴，鉸三步，1.6Ra 根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 28 擴孔： 2Z=1.89.mm 鉸孔： 2Z=0.2043 (6) 加工 1.5孔 其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴，兩步，12.5Ra 根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 9m 擴孔： 2Z=1.810.5m (7) 銑寬度為 4 的開口槽 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù) 機械加工工藝手50Ra 冊表 2.348，取 2Z=2 已能滿足要求。 2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 1：粗、精銑 兩外圓端面60m 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù) ，細齒數(shù)63d6Z10Z （1） 、粗銑 銑削深度 ：wa3 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-13，取f0.8/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-23，取V ，(24)in 機床主軸轉速 ： 式（2-1）01Vd 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0dn13(2)/min.46r 9 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 11-4，取 169/minr 實際銑削速度 ：V03.143.4dn 工作臺每分進給量 ： 式（2-2）mfzwf 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.8fa6Z69m19.2/in 取 /in 根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（2-3）jt12jmlf 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60l13ll801jt2.5in8 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 1.1.3ijt （2） 、精銑 銑削深度 ：wa2m 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-13，取f0.6/faZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-23，取V ，(24)in 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加013(102)/min.46Vrd 工工藝師手冊表 11-4，取 2/minr 實際銑削速度 ：.4.5/i1 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa6Zw0 工作臺每分進給量 ：mf.6126/minzfn 根據(jù)機械加工工藝師手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 0lm 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：取2l 10 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， 代入公式（2-3）得：60lm3lml2 機動時間 ： 以上為銑一個端面的1jt12603.7injf 機動時間，故本工序機動工時為 10.734injt 工序 2：鉆，擴，鉸 孔，倒角0.1.530 機床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1） 、鉆 孔35m 切削深度 ：pa1.2 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-10，取f(0.6.7)/fr 由于本零件在加工 孔時屬于底剛度零件，故進給量應乘系數(shù) 0.75，則350./(0.63.52)/f mmr 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-13，取 0.45/fr 取切削速度 24/inV 取 =24, =35 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工藝01218/in3.45rd 師手冊表 9-3，取 2/minr 實際切削速度 ： V.3.6/mi10 被切削層長度 ：l76 刀具切入長度 ： 120 刀具切出長度 ： l3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式 (2-4)jt12jlfn 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：60l13l0.4523n1jt72.94mi.5 （2） 、擴 孔 切削深度 ：pa1. 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-30，f(0.9).7(063.84)f/r 參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取 0.72f/mr 11 切削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取V 19/minV 取 =19, =36.8 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工n011964/in38Vrd 藝師手冊表 9-3 取 74/minr 實際切削速度 ： 720.1/i11m 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-42 被切削層長度 ：l76 刀具切入長度 14 刀具切出長度 ： 2l3m 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（ 2-4）得：74ll2l0.72f14n 機動時間 ：1jt163.6min.j （3）鉸 孔0.3 切削深度 ：pa.5m 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-35，取f(0.952.1)/fr 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-36，取 1.2/fmr 取切削速度 9./inV 取 =9.1, =37 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工藝019.78/in34rd 師手冊表 9-3，取 72/minr 實際切削速度 ： V.2/mi10 被切削層長度 ：l6 刀具切入長度 ： 15 刀具切出長度 ： 2l0 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：76ll2l1.2f7n 機動時間 ：jt1650.6min.jn （4）倒角 。采用 锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角是的主軸轉.530 速與擴孔時相同： ，手動進給。74/mir 工序 3：粗銑 孔的內側面.0 12 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)50dm6Z 銑削深度 ：pa1.w 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-29，取f0.8/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-29，取 ，V 24/minV 取 =24, =50 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工藝n012415/min3.Vrd 師手冊表 11-4，取 69/minr 實際銑削速度 ：.69./i10 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.8faZw 工作臺每分進給量 ：mf.81.2/inzfnm 取 /inmf 根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 60l 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60lmll280f 機動時間 ：1jt1631.5minjmf 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 12.52.3injt 工序 4：粗銑 孔的外側面04 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)50dm6Z 銑削深度 ：pa1.w 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-29，取f0.8/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-29，取 ，V 24/minV 取 =24, =50 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工藝n012415/min3.Vrd 師手冊表 11-4，取 69/minr 13 實際銑削速度 ：V03.145692.5/mindn 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.8fa6Zw 工作臺每分進給量 ：mf.81./izf 取 /inm 根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60lmll280mf 機動時間 ：1jt1631.5injmf 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 12.52.3injt 工序 5：鉆，擴，鉸 孔04 機床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1） 、鉆 孔28m 切削深度 ：pa1.5 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-10，取f(0.45.)/fr 由于本零件在加工 孔時屬于底剛度零件，故進給量應乘系數(shù) 0.75，則30.75/(0.41)/f mmr 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-13，取 0.32/fr 取切削速度 24/inV 取 =24, =28 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工藝01247/in3.8rd 師手冊表 9-3，取 2/minr 實際切削速度 ： V.30./mi1 被切削層長度 ：l 刀具切入長度 ： 120 刀具切出長度 ： l3 走刀次數(shù)為 1 14 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：2l10l23l0.45f23n 機動時間 ：jt1.mi.jn 以上為鉆一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 120.43.86mijt （2） 、擴 孔9 切削深度 ：pa1.5 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-30，f(0.8).7(06.)f/r 參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取 0.6f/mr 切削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取V 19.8/inV 取 =19.8, =29.8 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工n0119.82/in3.4Vr 藝師手冊表 9-3 取 2/minr 實際切削速度 ： 31./mi110d 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-42 被切削層長度 ：l2 刀具切入長度 14 刀具切出長度 ： 2l3m 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：ll2l0.6f23n 機動時間 ：1jt14.0minj 以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 1204minjt （3）鉸 孔3 切削深度 ：pa.125 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-35，取f (0.81)/fmr 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-36，取 1.2/fmr 取切削速度 9./inVm 取 =9.9, =30 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工藝019.05/in34rd 師手冊表 9-3，取 96/inr 實際切削速度 ： V.6/mi1 15 被切削層長度 ：l2m 刀具切入長度 ： 15 刀具切出長度 ： 2l0 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：ll2l1.2f96n 機動時間 ：jt150.41min.jn 以上為鉸一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 120.482mijt 4）倒角 。采用 锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角是的主軸轉速與59 擴孔時相同： ，手動進給。3/inr 工序 6：鉆，擴 孔. 機床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、 （1） 、鉆 孔9m 切削深度 ：pa0.85 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-10，取f(0.2.)/fr 由于本零件在加工 孔時屬于底剛度零件，故進給量應乘系數(shù) 0.75，則380.75/(0.165.2)/f mmr 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-13，取 0.2/fr 取切削速度 24inV 取 =24, =9 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工藝012489/in3.rd 師手冊表 9-3，取 72/minr 實際切削速度 ： V.71./mi10 被切削層長度 ：l48 刀具切入長度 ： 1 刀具切出長度 ： 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（ 2-4）得：48ll2l0.2f7n 機動時間 ：jt1483.8min.jn 以上為鉆一個孔的機動時間，故本工序機動工時為120.38.76mijt 16 （2） 、擴 孔10.5m 切削深度 ：pa 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-30，f(.6).7(30.42)/f mr 參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取 (0.56).704/f mr 切削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取V 25inV 取 =25, =10.5 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工n01278/in3.41.5Vrd 藝師手冊表 9-3 取 72/minr 實際切削速度 ： .4/mi10 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-42 被切削層長度 ：l48 刀具切入長度 1 刀具切出長度 ： 2l3m 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（ 2-4）得：48ll2l0.4f72n 機動時間 ：1jt183.19mijl 以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 120.9.3minjt 工序 7：粗銑寬度為 4 的開口槽 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 80d20Z4L 銑削深度 ：wa2 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-13，取f0.5/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-23，取V ，(24)in 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)機械加工工藝013120/min.48Vrd 師手冊表 11-5，取 8/minr 實際銑削速度 ：.5.8/i1 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.5fa2Zw8 工作臺每分進給量 ：mf0.21/inzfnm 17 根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 20lm 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：0ll2l18mf 機動時間 ：1jt1032.4inj 2.7 時間定額計算及生產安排 參照機械加工工藝手冊表 2.5-2，機械加工單件（生產類型：中批以 上）時間定額的計算公式為： （大量生產時 ）Ntktt zfjd /%)1( 0/Ntz 因此在大批量生產時單件時間定額計算公式為： 式 (2-5)ttfjd 其中： 單件時間定額 d 基本時間（機動時間）jt 輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動f 作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關工步輔助時間 布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值k 工序 1：粗、精銑 兩外圓端面60m 機動時間 ：jt2.314.76inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-45，取工步輔助時間為f 。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。0.4in min1.0 則 .10.5inft ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-48，k 13k 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5）得3.76jt.1ft 單間時間定額 ： d()%(3.7605)(1%)4.82mindjfttk 工序 2：鉆，擴，鉸 孔，倒角0m.30 機動時間 ：jt2.8inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-41，取工步輔助時間為f 。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。min4.0 min1.0 則 i54.01.ft ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-43，k 14.2k 18 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得2.78jt0.54ft 單間時間定額 ： d()1%(2.78)(12.4%)3.7mindjfttk 工序 3：銑 孔的內側面0.43m 機動時間 ：jt.inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-45，取工步輔助時間為f 。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。in41.0 in1.0 則 i51.0.ft ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-48，k 13k 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5）得2.3jt.ft 單間時間定額 ： d()1%(2.3051)(%).7mindjfttk 工序 4：銑 孔的外側面0.43m 機動時間 ：jt.inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-41，取工步輔助時間為f 。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。0.1in min1.0 則 .40.51ift ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-43，k 14.2k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得2.3jt.4ft 單間時間定額 ： d()1%(2.305)(12.4%)3.8mindjfttk 工序 5：鉆，擴，鉸 孔，倒角4m5 機動時間 ：jt.8inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-41，取工步輔助時間為f 。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。0.4min min1.0 則 .01.54ift ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-48，k 12.4k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得.8jt.ft 單間時間定額 ： d()1%(0.5418)(.%).6mindjfttk 工序 6：鉆，擴 孔.m 機動時間 ：jt3inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-41，取工步輔助時間為f 。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。0.4in min1.0 則 .01.54ift 19 ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-43，k=12.14k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得0.38jt.54ft 單間時間定額 ： d()1%(0.38)(12.4%)1.03mindjfttk 工序 7：銑寬度為 4 的開口槽m 機動時間 ：jt.inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-45，取工步輔助時間為f 。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。0.31in min1.0 則 .0.41ift ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-48， k 13k 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5）得.jt.ft 單間時間定額 ： d()1%(0.41)(%)0.96mindjfttk 2.8 本章小結 本章主要是對后鋼板彈簧吊耳的加工工藝進行設計。先要明確零件的作用 ，本次設計的后鋼板彈簧吊耳的主要作用就是載重后，使鋼板能夠得到延伸， 伸展，能有正常的緩沖作用。確定了零件的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 寸后，就可以對零件的工藝路線進行分析，制定出幾套工藝方案，然后對這幾 套方案進行分析比較，選擇最優(yōu)方案，最后進行時間定額計算及生產安排。優(yōu) 良的加工工藝是能否生產出合格，優(yōu)質零件的必要前提，所以對加工工藝的設 計十分重要，設計時要反復比較，選擇最優(yōu)方案。 20 3 粗銑后鋼板彈簧吊耳內側端面夾具設計 3.1 粗銑后鋼板彈簧吊耳內側端面夾具設計 本夾具主要用來粗銑后鋼板彈簧吊耳內側端面。由加工本道工序的工序簡 圖可知。粗銑后鋼板彈簧吊耳內側端面時，均有表面粗糙度要求 。本道12.5m 工序僅是對內側端面進行粗加工。工件以 孔及端面和叉桿面為定位基準，37m 在帶臺肩長銷和浮動支承半板上實現(xiàn)完全定位。夾緊時，首先由螺母和開口墊 圈夾緊 孔兩端面，再用 DQG 型汽缸通過鉸鏈杠桿機構帶動浮動壓塊在工37m 件叉桿處夾緊。在本道工序加工時，還應考慮提高勞動生產率，降低勞動強度。 同時應保證加工尺寸精度和表面質量。 3.2 定位方案的分析和定位基準的選擇 在進行后鋼板彈簧吊耳內側端面粗銑加工工序時， 外圓端面已經(jīng)精銑，60m 工藝孔已經(jīng)加工出。很容易想到一面一孔組合基準定位，以在帶臺肩長37m 銷為第一定位基準限制工件的四個自由度，端面應一點接觸，限制一個自由度， 工件以 孔及端面和叉桿面為定位基準，在帶臺肩長銷和浮動支撐板上實 現(xiàn)完全定位。夾緊時，首先由螺母和開口墊圈夾緊 孔兩端面，再用汽缸37 通過鉸鏈杠桿機構帶動浮動壓塊在工件叉桿處夾緊。 圖 3.1 定位機構圖 3.3 定位誤差分析 本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位 21 副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只 存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移 誤差僅存在 Z 軸方向，且向下，見下圖。 0.12.30.2.67DYzTd 式中 定位副間的最小配合間隙（mm） ； 工件圓孔直徑公差（mm） ； 定位銷外圓直徑公差（mm） 。d 圖 3.2 定位銷水平放置時定位分析圖 3.4 銑削力與夾緊力計算 根據(jù)機械加工工藝手冊可查得： 銑削力計算公式為 圓周分力 式（3-1）1.075.80.79.86pfeFzFzaZdk 查表可得： 05dm92m.08/faz 1.pa.Fzk 代入公式（3-1）得 0.750.879.86.78616zF =329N 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： .0/EL/0.5VEF/0.4xEF 8329.1L N .7.7.5 Ex 6. 銑削加工產生的水平分力應由夾緊力產生的摩擦力平衡。 22 即： （ ）LF查 表 可 得3.0 31480.N 計算出的理論夾緊力 F 再乘以安全系數(shù) k 既為實際所需夾緊力 F 即： 取 k=2k 2148960 3.5 定向鍵與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的 遠些。通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面 對于工作臺的送進方向具有正確的位置。 根據(jù) GB220780 定向鍵結構如圖所示：o 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖 根據(jù) T 形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結構尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 夾具體槽形尺寸 B 2B 公稱 尺寸 允差 d 允差 4 L H h D 1 公稱尺寸 允差 D 2h 25 -0.014 -0.045 40 14 6 15 6 24 +0.023 7 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成后鋼板彈簧吊耳內側端面的粗銑加工，所以選用直角 對刀塊。直角對刀塊的結構和尺寸如圖所示： 23 圖 3.4 對刀塊圖 塞尺選用平塞尺，其結構如下圖所示： 標 記四 周 倒 圓 圖 3.5 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸 H 允差 d C 3 -0.006 0.25 3.6 夾緊裝置及夾具體設計 為了提高生產效率，縮短加工中的輔助時間。因此夾緊裝置采用氣缸夾緊 24 裝置。工件在夾具上安裝好后，氣缸活塞帶動壓塊從上往下移動夾緊工件。 根據(jù)所需要的夾緊力 ，來計算氣缸缸筒內徑 。2096FN0D 氣缸活塞桿推力 式（3-2）PDQ420 其中：P壓縮空氣單位壓力 （取 P=6 公斤力/ ）2厘 米 效率 （取 ）.9 代入公式（3-2）得206F公 斤 力2 2044.3.1.D厘 米 厘米. 取 05厘米=250 m 因此氣缸選用 DQG 型氣缸，其結構如下圖所示： 圖 3.6 DQG 型氣缸圖 其主要結構參數(shù)如下表： 表 3.3 DQG 型氣缸數(shù)據(jù)表 缸徑 BdL B M K H 80 40 25 60 50 11 7 104 P TG 12h F E KK 98 77 11 17.5 21 19.5 G3/8 M16 夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這 些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結構夾具裝配 圖 1 所示。 25 3.7 夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于后鋼板彈簧吊耳內側端面的粗銑。件以 孔及端面和叉桿37m 面為定位基準，在帶臺肩長銷和浮動支撐板上實現(xiàn)完全定位。夾緊時，首先由 螺母和開口墊圈夾緊 孔兩端面，再用汽缸通過鉸鏈杠桿機構帶動浮動壓37m 塊在工件叉桿處夾緊。其夾緊采用的是氣動夾緊，夾緊簡單、快速、可靠。有 利于提高生產率。工件在夾具體上安裝好后，浮動壓塊在氣缸活塞的推動下向 下移動夾緊工件。當工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件， 即可取下工件。 3.8 本章小結 在本章中，夾具主要用來粗銑后鋼板彈簧吊耳內側端面。首先應明確本夾 具中的夾緊定位機構，在進行后鋼板彈簧吊耳內側端面粗銑加工工序時， 外圓端面已經(jīng)精銑， 工藝孔已經(jīng)加工出。工件以 孔及端60m37m37m 面和叉桿面為定位基準，在帶臺肩長銷和浮動支撐板上實現(xiàn)完全定位。夾緊時， 首先由螺母和開口墊圈夾緊 孔兩端面，再用汽缸通過鉸鏈杠桿機構帶動 浮動壓塊在工件叉桿處夾緊。然后按照有關公式進行銑削力和夾緊的計算，然 后對銑床夾具必不可少的定向鍵和對刀裝置進行設計，為了提高生產效率，縮 短加工中的輔助時間。因此夾緊裝置采用氣缸夾緊裝置，所以還要對汽缸進行 設計。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對加工質量、生產率和產品成本 都有直接的影響。是能否高效、便捷生產出合格、優(yōu)質零件的保證。所以對夾 具設計也是非常重要的。 26 4 加工 工藝孔夾具設計30m 4.1 加工 工藝孔夾具設計30m 本夾具主要用來鉆、擴、鉸兩個工藝孔 。這兩個工藝孔均有尺寸精30 度要求為 ，表面粗糙度要求，表面粗糙度為 ，與端面垂直。并.4 1.6m 用于以后 加工中的定位。其加工質量直接影響以后各工序的加工精度。15 本道工序為后鋼板彈簧吊耳加工的第五道工序，本道工序加工時主要應考慮如 何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產率，降低勞 動強度。 4.2 定位方案的分析和定位基準的選擇 由零件圖可知，兩工藝孔位于零件 孔內外側面上，其有尺寸精度要24Rm 求和表面粗糙度要求并應與側面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與側面垂直并保 證兩工藝孔能在后續(xù)的孔加工工序中使 孔的加工余量均勻。根據(jù)基準10.5 重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準時，應盡量選擇上一道 工序即粗、精銑頂面工序的定位基準，以及設計基準作為其定位基準。因此加 工工藝孔的定位基準應選擇 外圓端面和與 之配合的心軸為主要6m37m 定位基準限制工件的五個自由度，用一個定位銷限制工件的另一個自由度。采 用螺母夾緊。 圖 4.1 定位分析圖 4.3 定位誤差分析 本工序選用的工件以圓孔在間隙心軸上定位，心軸為垂直放置，由于定位 副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。不過這時的徑向定位誤 27 差不再只是單向的了，而是在水平面內任意方向上都有可能發(fā)生，其最大值也 比心軸水平放置時大一倍。見下圖。 0.31.20.1.64YxyDTd 式中 定位副間的最小配合間隙（mm） ； 工件圓孔直徑公差（mm） ； D 心軸外圓直徑公差（mm） 。d 圖 4.2 心軸垂直放置時定位分析圖 4.4 切削力的計算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴、鉸加工，而鉆削力遠遠大于擴和 鉸的切削力。因此切削力應以鉆削力為準。由切削手冊得： 鉆削力 式（4-1）6.08.2HBDfF 鉆削力矩 式（4-2）91T 式中： 30Dmmaxaxmin187491733 代入公式（4-1）和（4-2）得1.2fr0.8.66749FN 1.9.0.352T 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立 計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 4.5 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 工藝孔的加工需鉆、擴、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套 （其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：工藝孔 分鉆、擴、鉸三個工步完成加工。即先用 的麻花鉆鉆孔，根0.43m 28m 據(jù) GB114184 的規(guī)定鉆頭上偏差為零，鉆套孔徑為 。再用0.3416 28 標準擴孔鉆擴孔，根據(jù) GB114184 的規(guī)定 擴孔鉆的尺寸為29.8m 29.8m ，鉆套尺寸為 。最后用 的標準鉸刀鉸孔，根0.7 0.3416298m30 據(jù) GB114184 的規(guī)定標準鉸刀尺寸為 故鉆套孔徑尺寸為 。0.158 0.3921m 圖 4.3 快換鉆套圖 鉸工藝孔鉆套結構參數(shù)如下表： 表 4.1 鉸工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表 D d H 公稱尺寸 允差 12 Dh1m1r 30 30 40 -0.010 -0.027 59 46 16 5.5 27 28 36 65 襯套選用固定襯套其結構如圖所示： 圖 4.4 固定襯套圖 29 其結構參數(shù)如下表： 表 4.2 固定襯套數(shù)據(jù)表 d D 公稱尺寸 允差 H 公稱尺寸 允差 C 1 40 +0.023 0 42 46 +0.035 +0.018 3 2 夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這 些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結構見夾具裝 配圖 2 所示。 4.6 夾具精度分析 利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加 工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關系。因此 在夾具設計中，當結構方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計 算。 本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸 及同軸度公差0.43m 及表面粗糙度 。本道工序最后采用精鉸加工，選用 GB1141840.1m1.6m 鉸刀，直徑為 ，并采用鉆套，鉸刀導套孔徑為 ，外0.583 0.3921dm 徑為 同軸度公差為 。固定襯套采用孔徑為 ，.214D05. .46 同軸度公差為 。 該工藝孔的位置度應用的是最大實體要求。即要求：（1） 、各孔的實際輪 廓受最大實體實效邊界的控制即受直徑為 的理想圓柱面3.0129. 的控制。 （2） 、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實體實效尺寸 。 （3） 、0m 當各孔的實際輪廓偏離其最大實體狀態(tài)，