機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 07機(jī)械（3）班 學(xué)生姓名 何飛 學(xué) 號 07210010308 課 題 汽車載重系前軸梁工藝分析研究 指導(dǎo)教師 閆興書 2011 年 4 月 20 日目錄摘要3一、緒論5二、零件的分析92.1、零件在產(chǎn)品中的作用92.2、零件的工藝分析92.3、零件的生產(chǎn)類型的確定與生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算11三、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)123.1、確定毛坯的制造形式123.2、基準(zhǔn)的選擇123.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇123.2.2 精基準(zhǔn)的選擇123.3、工藝路線方案133.4、選擇加工設(shè)備及工藝設(shè)備153.5、機(jī)

2、械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定163.6確定切削用量及基本工時(shí)18四、專用夾具設(shè)計(jì)234.1、問題的提出234.2、夾具設(shè)計(jì)234.2.1、定位基準(zhǔn)的選擇234.2.2、導(dǎo)向元件244.2.3、夾緊力的確定244.2.4、切削力和夾緊力的計(jì)算254.3、定位誤差的分析264.4、夾具操作簡要說明27五、設(shè)計(jì)總結(jié)28六、參考文獻(xiàn)29附錄30附錄33摘要汽車前軸梁是長桿類對稱零件，在整車中承擔(dān)承重、支撐、轉(zhuǎn)向的功能，屬于汽車上重要零部件。作為汽車中的關(guān)鍵零部件之一，前軸梁的機(jī)加工精度要求高。前軸梁是汽車傳動系統(tǒng)的重要零件之一，也是汽車上承受較大的保安件，要求具有較高的強(qiáng)度和疲勞壽命。汽車前軸

3、梁機(jī)加工過程中, 主銷孔粗糙度及孔徑精度、主銷孔軸線與上下端面垂直度、主銷孔與鎖銷孔的中心距這三個(gè)技術(shù)要求對于保證產(chǎn)品質(zhì)量, 提高產(chǎn)品的性能具有重要意義。本文首先分析了零件的作用以及零件圖上的技術(shù)要求；零件主要加工面的尺寸、形狀、位置精度、表面粗糙度、以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等；零件的材質(zhì)、熱處理及機(jī)械加工的工藝性；然后是零件的工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，制作工藝過程卡和工序卡，最后是專用夾具設(shè)計(jì)。通過前軸梁的工藝分析研究，能夠綜合運(yùn)用多學(xué)科的基本理論、基本知識與技能，分析和解決工程問題，通過設(shè)計(jì)，調(diào)研與實(shí)踐，使理論知識深化，知識領(lǐng)域拓寬，提高工程圖紙的繪制（尤其是計(jì)算機(jī)繪圖）、工程計(jì)算、技術(shù)文件編寫等能力，鞏固加強(qiáng)

4、了所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，從而提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。關(guān)鍵詞：汽車前軸梁、機(jī)加工工藝、夾具設(shè)計(jì)abstractautomotive front axle beam is symmetric pole parts, to assume the load-bearing vehicle, support, steering function, are important components in motor vehicles. the key components of a vehicle, one of the front axle beam machining high prec

5、ision. front axle beam is one of the important parts automobile transmission, but also bear a greater security car parts, requires a high strength and fatigue life. automotive front axle beam machining process, the main pin hole roughness and aperture accuracy, the main upper and lower end pin hole

6、vertical axis, the main pin hole locking pin hole in the center with three technical requirements for the distance to ensure product quality, improve product performance is important.this paper analyzes the role of parts and part drawing on the technical requirements; side of the main processing par

7、t size, shape, position accuracy, surface roughness, as well as the design basis, etc.; part of the material, heat treatment and mechanical processing technics; then part of the process specification of the design, production and process card process card, and finally the special fixture design. pro

8、cess through the analysis of front axle beams, to the integrated use of multi-disciplinary basic theory, basic knowledge and skills, analyze and solve engineering problems through the design, research and practice, to deepen the theoretical knowledge, broaden knowledge and improve the engineering dr

9、awings of the draw (especially computer graphics), engineering calculations, technical document preparation and other capabilities, consolidate the basic theory of learned and professional knowledge, thereby enhancing the students to analyze and solve practical problems.keywords: automotive front ax

10、le beam, machining technology, fixture design汽車載重系前軸梁工藝分析研究機(jī)械與電氣工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)07機(jī)械3 班 何 飛 指導(dǎo)老師 閆興書一、 緒論1.1、汽車前軸梁國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：汽車自上個(gè)世紀(jì)末誕生以來，已經(jīng)走過了風(fēng)風(fēng)雨雨的一百多年。從卡爾.本茨造出的第一輛三輪汽車以每小時(shí)18公里的速度，跑到現(xiàn)在，竟然誕生了從速度為零到加速到100公里/小時(shí)只需要三秒鐘多一點(diǎn)的超級跑車。這一百年，汽車發(fā)展的速度相當(dāng)驚人。汽車的發(fā)展離不開組成汽車的各零部件的性能的提高，工字梁前軸是車橋產(chǎn)品的一個(gè)不可或缺的零部件。上世紀(jì)70年代末，中國卡車工業(yè)

11、已初具規(guī)模，作為汽車前橋總成的關(guān)鍵零部件，汽車前軸梁非常緊俏。一汽、東風(fēng)等汽車企業(yè)通過采用汽車前軸梁成型模鍛工藝，生產(chǎn)了大批高質(zhì)量的汽車前軸梁，但仍不能完全滿足我國卡車工業(yè)發(fā)展需求。一些企業(yè)試圖涉足汽車前軸梁領(lǐng)域，但由于受前軸梁成型模鍛工藝生產(chǎn)設(shè)備投資巨大等因素制約，面對前景誘人的汽車前軸梁市場非常無奈。前軸梁目前國內(nèi)在用的鍛造工藝主要有模鍛錘模鍛、熱模鍛壓力機(jī)整體模鍛和滾鍛成型。其中模鍛錘模鍛根據(jù)設(shè)備規(guī)格分為整體和分段鍛造成型，而機(jī)械熱模鍛壓力機(jī)整體鍛造成型準(zhǔn)確，設(shè)備價(jià)格昂貴，在國內(nèi)僅幾家特大型企業(yè)才有。前軸梁滾鍛由于投資低，工藝日趨成熟，從廿世紀(jì)九十年代起國內(nèi)新建了數(shù)十條生產(chǎn)線。在國外，早

12、在1920年，美國一些工廠就開始試驗(yàn)前軸梁周期軋制型材，通過周期軋制工字梁部分精軋成型后，完全可以達(dá)到鍛件尺寸，但是，由于型材軋制后會產(chǎn)生飛邊，而清除飛邊將使生產(chǎn)復(fù)雜化，20世紀(jì)5060年代，在美國試驗(yàn)軋制無飛邊的等寬周期型材獲得成功，但由于增加了軋制道次，限制了周期軋制型材的普及應(yīng)用。50年代末，前蘇聯(lián)開始采用周期軋制型材，以取代一般圓坯或方坯鍛造前軸梁。這種方法可提高生產(chǎn)效率，節(jié)約金屬，但前提是周期軋制型材的批量要大，軋鋼廠才能接受定貨。50年代后，前軸鍛件一般采用圓坯或方坯在模鍛錘或擊錘上模鍛成形，如德國漢錫爾采用350kj對擊錘生產(chǎn)線生產(chǎn)160kg的雙層公交車；意大利sit廠采用400

13、kj對擊錘生產(chǎn)多種前軸梁。60年代末至70年代初，大型熱鍛壓力機(jī)的問世，為整體模鍛前軸梁創(chuàng)造了條件，在德國、前蘇聯(lián)都建成了前軸、曲軸自動化鍛造生產(chǎn)線。在大型模鍛壓力機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用方面德國處于領(lǐng)先地位，其中eumuco公司和萊茵斯塔爾公司領(lǐng)先開發(fā)成功的56t貨車前軸梁鍛造生產(chǎn)線，采用120mn熱模鍛壓力機(jī)。該生產(chǎn)線為全自動化操作，生產(chǎn)節(jié)拍為4560s/件。對于8t以上載重汽車的前軸梁鍛件，需采用160mn熱鍛壓力機(jī)模鍛，如瑞典volvo汽車制造公司的前軸梁鍛造生產(chǎn)線。1.2、汽車前軸梁在車輛中的作用：汽車前軸梁在整車中承擔(dān)承重、支撐、轉(zhuǎn)向的功能，屬于汽車上重要零部件。前軸梁，主要起承載作用，鍛造

14、成型。中間斷面為工字形（因此常稱為工字梁），這樣可保證其質(zhì)量最小而在垂向平面內(nèi)的剛度大、強(qiáng)度高；兩頭略成方形可提高抗扭強(qiáng)度。中部向下彎曲，可降低發(fā)動機(jī)位置，從而降低汽車重心，同時(shí)還可減小變速箱輸出軸與傳動軸之間的夾角。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)有板簧中心距、主銷中心距、落差及板簧座截面尺寸及主銷傾角。汽車前軸梁機(jī)加工過程中，主銷孔粗糙度及孔徑精度、主銷孔軸線與上下端面垂直度、主銷孔和鎖銷孔中心距這三個(gè)技術(shù)要求對于保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品的性能具有重要意義。前軸梁的主銷內(nèi)傾、外傾以及后傾(僅部分產(chǎn)品)等傾角以及它與轉(zhuǎn)向節(jié)和拉桿等零部件組成的桿系,構(gòu)成汽車轉(zhuǎn)向系的執(zhí)行部分,保證整車直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向性能。前

15、軸梁不合格或失效對整車性能的影響：比如卡車整車初裝時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的跑偏問題中,一部分就是主銷孔與轉(zhuǎn)向節(jié)綜合形成的角度誤差造成的。使用后偶爾出現(xiàn)的前軸梁斷裂現(xiàn)象、還有俗稱的“辟跨”現(xiàn)象，即前軸梁變形或斷裂，顯然是前軸梁剛度和強(qiáng)度不足引起的。另外，在整車初裝和用戶使用不長時(shí)間后出現(xiàn)的前橋抖動的現(xiàn)象，當(dāng)然不應(yīng)該完全排除前軸梁主銷孔及其端面加工精度低的原因。還有一個(gè)往往被忽視的問題即左右輪對中心不對稱。所有這些整車質(zhì)量問題往往多因素重疊作用，很難明確判定，但是前軸梁不合格會加劇和放大其它部件(如制動器)的質(zhì)量問題?，F(xiàn)行常用的汽車前軸梁機(jī)加工過程中，普遍存在著難于同時(shí)滿足主銷孔粗糙度及孔徑精度、主銷孔軸線與

16、上下端面垂直度、主銷孔與鎖銷孔的中心距等問題。為了解決前軸梁機(jī)加工中出現(xiàn)的這個(gè)技術(shù)瓶頸，提高前軸梁產(chǎn)品質(zhì)量，用較低的投入得到較高的產(chǎn)出，突破以往傳統(tǒng)的加工工藝，本文制定一種適應(yīng)國內(nèi)前軸梁加工的工藝方案，并將其應(yīng)用于實(shí)踐。文中分析了汽車前軸梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)特點(diǎn)，提出了先加工主銷孔、再以主銷孔為基準(zhǔn)加工鎖銷孔的工藝方案。提出鉆銑鉆鉸的關(guān)鍵工藝解決辦法。并在此基礎(chǔ)上，將新工藝應(yīng)用于實(shí)踐中，較好地解決了前軸梁機(jī)加工中存在的主鎖銷中心距問題及兩主銷孔上下端面對主銷孔軸線的垂直度問題。實(shí)踐證明加工質(zhì)量得到了顯著提高，是一種可行的新工藝。本論文從資料查閱加工工藝設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)撰寫論文歷時(shí)三個(gè)月，具體流程如下

17、所示：Ø 熟悉和分析產(chǎn)品零件圖Ø 查閱零件機(jī)械加工工藝文獻(xiàn)資料Ø 機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)Ø 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)Ø 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書撰寫二、零件的分析2.1、零件在產(chǎn)品中的作用：汽車前軸梁在整車中承擔(dān)載重、支承、轉(zhuǎn)向的功能，屬于汽車上重要零部件。前軸的主銷外傾、內(nèi)傾以及后傾(僅部分產(chǎn)品)等傾角以及它與轉(zhuǎn)向節(jié)和拉桿等零部件組成的桿系，構(gòu)成汽車轉(zhuǎn)向系的執(zhí)行部分,保證整車直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向性能。零件的兩端拳頭部位有兩個(gè)的孔，用以安裝主銷，來鉸接轉(zhuǎn)向節(jié)與前軸梁，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。兩端拳頭部位側(cè)面有兩個(gè)的孔，用以安裝帶有螺紋的楔形鎖銷，將主銷固定在前軸梁拳部的孔內(nèi)，

18、使之不能轉(zhuǎn)動。2.2、零件的工藝分析：1、零件結(jié)構(gòu)分析：零件結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用要求的前提下，制造零件的可行性與經(jīng)濟(jì)性，它由零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性和零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性兩部分組成。汽車前軸梁是長桿類對稱零件，共有三組加工表面，它們相互間有一定的位置要求。分述如下：以兩彈簧座的四個(gè)側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，再用兩個(gè)短v形塊支承兩彈簧座背面來加工。這一組加工表面包括：兩個(gè)14.6mm的孔、兩個(gè)尺寸為108mm的與14.6mm相垂直的平面、還有在兩個(gè)平面上的八個(gè)15mm的孔。以兩鋼板彈簧座底面平面及兩孔定位為基準(zhǔn)的加工表面。這一組加工表面包括：兩個(gè)主銷孔、與兩個(gè)主銷孔垂直的上下端面以主銷孔及下端面為基準(zhǔn)的加

19、工表面。這一組加工表面包括：兩個(gè)的鎖銷孔、還有與平行的兩個(gè)的孔。由以上分析可得，對于這三組加工表面而言，分別要借助專用夾具來加工，對于后面兩組加工表面，可以先加工其中一組表面，然后借助專用夾具來加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。2、零件的技術(shù)要求分析：由零件圖分析知，選擇材料為45號鋼，該材料具有它價(jià)格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能。零件硬度需要達(dá)到hb241-286，45號鋼的機(jī)械性能很好，但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好，所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45號鋼優(yōu)越的機(jī)械性能，常將45號鋼表面淬火(高頻淬火或者直接淬

20、火)，這樣就能得到需要的表面硬度。最后需要進(jìn)行探傷檢查，非加工表面涂防銹漆。2.3、零件的生產(chǎn)類型的確定與生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算：1、生產(chǎn)類型的確定：汽車前軸梁質(zhì)量估計(jì)為124kg，屬中型機(jī)械，由表可知生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。2、生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算：生產(chǎn)綱領(lǐng)時(shí)企業(yè)根據(jù)市場需求和自身的生產(chǎn)能力決定生產(chǎn)計(jì)劃。在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃成為生產(chǎn)綱領(lǐng)。計(jì)劃期一般為一年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)一般就是年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)應(yīng)計(jì)入廢品和備品的數(shù)量，常按下式計(jì)算：n=qn（1+）式中 n零件的年產(chǎn)量，單位為件/年 q產(chǎn)品的年產(chǎn)量，單位為臺/年 n每臺產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量，單位為件/臺 備品率 廢品率結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際：零件的備

21、品率和廢品率和分別取2和5，代入公式計(jì)算得：n=9100x1x（1+2+5）=9737件生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小決定了產(chǎn)品的生產(chǎn)類型，而各種生產(chǎn)類型下又有不同的工藝特征，制訂工藝規(guī)程必須符合其相應(yīng)的工藝特征。因此，生產(chǎn)綱領(lǐng)是制訂和修改工藝規(guī)程的重要依據(jù)。三、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)3.1、確定毛坯的制造形式：零件材料為45號鋼?？紤]到前軸是汽車上承受較大的保安件，零件在工作過程中經(jīng)常承受變載荷和沖擊性載荷，所以要求具有較高的強(qiáng)度和疲勞壽命，因此選用鍛件，以保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為9100臺/年，已達(dá)到大批量生產(chǎn)，故采用模鍛成型。這對提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。3.2、基準(zhǔn)的選擇：3.2.1 粗基

22、準(zhǔn)的選擇按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作為基準(zhǔn)。先選擇零件上兩彈簧座的四個(gè)側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，利用專用夾具沿側(cè)面雙向夾緊，以消除、兩個(gè)自由度，再用一組共兩個(gè)短v形塊支承兩彈簧座背面消除一個(gè)自由度，銑端面和鉆孔不需要完全定位。這一組要加工的零件表面有銑尺寸為108mm的端面、鉆兩個(gè)14.6mm孔、鉆八個(gè)15mm的孔。然后選擇鋼板彈簧座底面平面及兩15mm孔定位。即一面兩銷定位。要加工的零件表面有兩個(gè)28mm主銷孔與倒角及其上下端面。3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基

23、準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 零件的各精確尺寸均以精加工后的28mm主銷孔和鋼板彈簧座側(cè)面為精基準(zhǔn)。此時(shí)要加工的表面有兩個(gè)15mm鎖銷孔和兩個(gè)16mm孔及倒角。3.3、工藝路線方案：方案一：工序1：鍛坯、調(diào)質(zhì)hb241286工序2：銑尺寸為108mm的兩鋼板彈簧座底面工序3：鉆兩鋼板彈簧座平面兩孔14.6mm，八孔15mm工序4：锪兩鋼板彈簧座八個(gè)背孔32mm工序5：粗銑兩主銷孔上下端面工序6：精銑兩主銷孔上下端面工序7：鉆擴(kuò)鉸28mm兩主銷孔，倒角2x45°工序8：鉆擴(kuò)鉸15mm兩鎖銷孔工序9：鉆擴(kuò)鉸16mm兩孔，倒角2x45°工序10：探

24、傷檢查工序11：去刺，清洗，未加工表面涂防銹漆工序12：終檢在該方案中，存在以下問題:以主銷孔定位鉆15mm鎖銷孔時(shí)，鉆頭經(jīng)過十字相貫孔時(shí)，易出現(xiàn)單邊切削現(xiàn)象，發(fā)生偏移，造成主銷孔與鎖銷孔中心距不易保證。方案二：工序1：鍛坯、調(diào)質(zhì)hb241286工序2：銑尺寸為108mm的兩鋼板彈簧座底面工序3：鉆兩鋼板彈簧座平面兩孔14.6mm，八孔15mm工序4：锪兩鋼板彈簧座八個(gè)背孔32mm工序5：鉆擴(kuò)鉸15mm兩鎖銷孔工序6：粗銑兩主銷孔上下端面工序7：精銑兩主銷孔上下端面工序8：鉆擴(kuò)鉸28mm兩主銷孔，倒角2x45°工序9：鉆擴(kuò)鉸16mm兩孔，倒角2x45°工序10：探傷檢查工序

25、11：去刺，清洗，未加工表面涂防銹漆工序12：終檢在該方案中，存在以下問題：因該工藝方法是采用先鉆15mm鎖銷孔后鉆28mm主銷孔，而主銷孔孔徑及位置尺寸為關(guān)鍵尺寸, 主銷孔孔徑精度不易保證，采用先精銑主銷孔上下端面后加工主銷孔，端面相對主銷孔的垂直度難以保證。方案三：工序1：鍛坯、調(diào)質(zhì)hb241286工序2：銑尺寸為108mm的兩鋼板彈簧座底面工序3：鉆兩鋼板彈簧座平面兩孔14.6mm，八孔15mm工序4：锪兩鋼板彈簧座八個(gè)背孔32mm工序5：粗銑主銷孔上下端面工序6：鉆擴(kuò)鉸28mm兩主銷孔，倒角2x45°工序7：精銑兩主銷孔上下端面工序8：鉆擴(kuò)鉸15mm兩鎖銷孔工序9：鉆擴(kuò)鉸16

26、mm兩孔，倒角2x45°工序10：探傷檢查工序11：去刺，清洗，未加工表面涂防銹漆工序12：終檢方案三提出先對28mm主銷孔進(jìn)行精加工，再以主銷孔為基準(zhǔn)加工15mm鎖銷孔和16mm孔的工藝，以主銷孔及下端面為定位基準(zhǔn)，兩鋼板彈簧座側(cè)面為輔助支承裝夾好工件，工件裝夾好后，沿縱向滑臺運(yùn)行至加工部位開始工作。在主銷孔部位對刀具采用上下定位裝夾方式，在此工藝中，關(guān)鍵之處在于采用三工位動力頭分別裝夾鉆頭、擴(kuò)刀及鉸刀完成鉆擴(kuò)鉆鉸四個(gè)加工過程。該工藝具有如下特點(diǎn): 一是設(shè)備采用了專用設(shè)備，在強(qiáng)度及剛度方面得到了保證，且效率得到提高。二是將各類刀具有機(jī)地結(jié)合在一起，形成了較好的切削組合。既提高了效率

27、又保證了質(zhì)量。三是工裝設(shè)計(jì)簡單合理。首先普遍使用鉆頭鉆孔，再利用擴(kuò)刀半精加工，最后用鉸刀進(jìn)行孔的精加工，既提高了效率又保證了質(zhì)量。工裝設(shè)計(jì)簡單合理，采用上下定位以確保刀具在加工過程中不發(fā)生偏移，以精度較高的主銷孔定位確保定位基準(zhǔn)的可靠性，以利刀具加工。3.4、選擇加工設(shè)備及工藝設(shè)備：由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。（1） 粗銑兩鋼板彈簧座底面。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用立銑，選擇x53k立式銑床。選擇面銑刀，專用夾具，

28、專用量儀。（2） 鉆8-15mm孔和2-14.6mm孔。選用搖臂鉆床z3025bx10。選擇錐柄麻花鉆，專用夾具，快換夾頭，專用量儀。（3） 粗、精銑主銷孔上下端面。采用立銑，選擇x53k立式銑床。選擇面銑刀，專用夾具，專用量儀。（4） 鉆擴(kuò)鉸2x28mm主銷孔，倒角2x45°。選用搖臂鉆床z3035b。選擇錐柄麻花鉆，錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，擴(kuò)孔時(shí)倒角。選用錐柄機(jī)用鉸刀，專用夾具，快換夾頭，專用量儀。锪兩鋼板彈簧座8-32mm孔。選用直徑為32mm、帶可換導(dǎo)柱錐柄平底锪鉆。（5） 鉆擴(kuò)鉸15mm鎖銷孔、鉆擴(kuò)鉸16mm孔，倒角2x45°。綜合考慮零件的尺寸大小，仍選用搖臂鉆床z30

29、25bx10。選擇錐柄麻花鉆，錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，擴(kuò)孔時(shí)倒角，選用錐柄機(jī)用鉸刀，專用夾具，快換夾頭，專用量儀。以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。3.5、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：前軸梁零件材料為45號鋼，硬度hb241-286，毛坯質(zhì)量約為124kg，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，采用在錘鍛上合模模鍛毛坯。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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：兩鋼板彈簧座底面：表面粗糙度ra=12.5um，只需要粗加工。查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表3-37得：z毛坯=4.0mm查表得：粗銑經(jīng)濟(jì)精度it12：t粗銑=0.35mm計(jì)算：毛坯尺寸=7

30、8mm+4.0mm=82mm查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表3.1-27得，粗銑=3-8mm，所以一次粗銑即可。粗銑后尺寸等于工件設(shè)計(jì)尺寸78mm。結(jié)果如下圖：主銷孔上下端面：表面粗糙度要求為ra=3.2um，需要精銑才可以達(dá)到。查表得：z毛坯上=4mm （鍛件上端面）z毛坯下=3mm （鍛件下端面）z粗銑=2.5mm粗銑經(jīng)濟(jì)精度it12=0.35mm精銑經(jīng)濟(jì)精度it10=0.14mm計(jì)算：毛坯尺寸=65mm+4mm+3mm=72mm第一次粗銑尺寸=72mm- z粗銑=72mm-2.5mm=69.5mm第二次粗銑尺寸=69.5mm-2.5mm=67mm上端面精銑余量=4mm-2.5mm=1.5mm

31、下端面精銑余量=3mm-2.5mm=0.5mm第一次精銑尺寸=67mm-1.5mm=65.5mm第二次精銑尺寸等于工件設(shè)計(jì)尺寸65mm按入體方向標(biāo)注公差，結(jié)果如下圖：前軸梁的鍛件毛坯圖3.6確定切削用量及基本工時(shí)：工序8：鉆、擴(kuò)、鉸16mm孔，倒角2x45°（1） 鉆孔14mm。確定進(jìn)給量f：根據(jù)金屬切削簡明手冊表2.7，當(dāng)鋼的b小于800mpa，d0=14mm時(shí)，f=0.250.31（mm/r）根據(jù)搖臂鉆床z3025bx10說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r。切削速度：根據(jù)金屬切削簡明手冊表2.13及表2.14，查得切削速度=19（m/min）所以=432（r/min）根據(jù)機(jī)床說明書

32、，=400r/min，故切削速度為=17.6（m/min）切削工時(shí)：l=54mm，l1=9mm，l2=3mm=0.66（min）以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動時(shí)間。故本道工序的機(jī)動工時(shí)為=2=1.32（min）（2） 擴(kuò)鉆15.75mm孔。利用15.75專用鉆頭對14mm的孔進(jìn)行擴(kuò)鉆。根據(jù)金屬切削簡明手冊表2.10得，f=0.60.7（mm/r）查機(jī)床說明書，取f=0.63mm/r機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=125r/min，其切削速度= 6.18m/min切削工時(shí)：=0.762（min）當(dāng)加工兩個(gè)孔時(shí)=2=1.52（min）（3） 鉸16mm孔。確定進(jìn)給量：根據(jù)金屬切削簡明手冊表2.11，當(dāng)鋼的b小于900

33、mpa，d0=16mm時(shí)，f=0.651.4mm/r根據(jù)機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=1.00mm/r。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=250r/min，其切削速度=12.57m/min切削工時(shí)：=0.24(min)以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動時(shí)間。故本道工序的機(jī)動工時(shí)為=2=0.48（min）（4） 倒角2x45°單面。采用锪鉆。為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同：n=125r/min，手動進(jìn)給。工序:2：銑尺寸為108mm的兩鋼板彈簧座底面本道工序只需要粗銑，參考機(jī)床說明書，機(jī)床功率=10kw，查金屬切削簡明手冊表3.3得，=0.08mm/齒切削速度：參考有關(guān)手冊，確定=27m/min。采用高

34、速鋼鑲齒三面刃銑刀，=225mm，齒數(shù)z=20。得=38（r/min）現(xiàn)采用x53k立式銑床，根據(jù)機(jī)床說明書（工藝手冊表4.2-36），取=37.5r/min，故實(shí)際切削速度為=26.5（m/min）當(dāng)=37.5r/min時(shí)，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為=z=60（mm/min）根據(jù)機(jī)床說明書，正好有=60（mm/min），直接選用該值。切削工時(shí)：本工序是粗銑，整個(gè)銑刀不必銑過整個(gè)工件，查機(jī)械工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表6.2-7得，刀具的行程l1+l2+l3=108+33=114mm，所以機(jī)動工時(shí)=1.9（min）工序6：粗銑主銷孔上下端面根據(jù)x53k機(jī)床說明書，機(jī)床功率=10kw，查金屬切削簡明手冊表3

35、.3得，=0.11mm/齒，切削速度仍選擇=27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=200mm，齒數(shù)z=20。得=42.97（r/min）現(xiàn)采用x53k立式銑床，根據(jù)機(jī)床說明書（工藝手冊表4.2-36），取=47.5r/min，故實(shí)際切削速度為=29.8（m/min）當(dāng)=47.5r/min時(shí)，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為=z=104.5（mm/min）查機(jī)床說明書，取118 mm/min切削工時(shí)：由于是粗銑，整個(gè)銑刀不必銑過整個(gè)工件，查機(jī)械工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表6.2-7得，刀具的行程l1+l2+l3=54+3+3=60mm，所以機(jī)動工時(shí)為=0.51（min）以上為粗銑一個(gè)端面的機(jī)動工時(shí)。所以本工

36、序的機(jī)動工時(shí)為=4=2.04（min）四、專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。按照畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，設(shè)計(jì)前軸梁16mm鉆夾具。本夾具將用于搖臂鉆床z3025bx10。刀具為選擇錐柄麻花鉆，錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，擴(kuò)孔時(shí)倒角，選用錐柄機(jī)用鉸刀。4.1、問題的提出：本夾具主要用來鉆、擴(kuò)、鉸16mm有一定的精度要求，因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何保證加工質(zhì)量，其次才是提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。4.2、夾具設(shè)計(jì)：4.2.1、定位基準(zhǔn)的選擇：方案一：以兩彈簧座的四個(gè)側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，再用兩個(gè)短v形塊支承兩彈簧座背面夾緊。方案二：以mm主銷孔及下端面為基準(zhǔn)，兩

37、鋼板彈簧座側(cè)面為輔助支承裝夾緊。要加工的兩孔都有一定的精度要求，方案一以未加工的表面作為精基準(zhǔn)，不能滿足。方案二是以精加工后的主銷孔作為精基準(zhǔn)，由零件圖可知，16mm孔表面有精度要求，為了使加工精度能夠達(dá)到要求，應(yīng)該選擇主銷孔定位的專用夾具。根據(jù)六點(diǎn)定位原則，方案二可取。兩鋼板彈簧座側(cè)面定位選擇可調(diào)支承，主銷孔定位選擇定位銷。4.2.2、導(dǎo)向元件：對于鉆夾具，應(yīng)正確的選擇鉆套的型式和結(jié)構(gòu)尺寸。當(dāng)工件上被加工的孔需要在一次裝夾下依次進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔加工時(shí)，由于刀具直徑逐次增大，需采用外徑相同而內(nèi)孔尺寸隨刀具變更的鉆套來引導(dǎo)刀具，所以選擇快換鉆套。4.2.3、夾緊力的確定：(1) 夾緊力方向的確定

38、確定原則：夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面；夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形；夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。本次設(shè)計(jì)采用與工件端面垂直方向?yàn)閵A緊力方向。（2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇選擇原則：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支承點(diǎn)對應(yīng)，或在支承點(diǎn)確定的區(qū)域內(nèi)；夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在工件剛度高的部位；夾緊力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)盡可能靠近切削部位本次設(shè)計(jì)的夾緊力作用點(diǎn)靠近零件軸線均勻分布，滿足要求。（3）夾緊力大小的確定在計(jì)算夾緊力時(shí)，將夾具和工件看作一個(gè)剛性系統(tǒng)，易切削力的作用點(diǎn)、方向和大小處于最不利于夾緊時(shí)的狀況為工件受

39、力狀況。根據(jù)切削力、夾緊力以及夾緊機(jī)構(gòu)具體尺寸，列出工件的靜力平衡方程式，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需夾緊力。本次設(shè)計(jì)的夾緊力由計(jì)算得出。4.2.4、切削力和夾緊力的計(jì)算：刀具：錐柄麻花鉆、錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆、錐柄機(jī)用鉸刀刀具材料：高速鋼查機(jī)械加工工藝師手冊表17-16、表17-17得，鉆孔時(shí)： 切削力f=667df0.7kf式中：d=15.5mm f=0.25mm （每轉(zhuǎn)進(jìn)給量） kf=()0.75=1計(jì)算得：切削力f=667x15.5x0.250.7x1= 3917.56（n）在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)k=k1k2k3k4式中：k1-基本安全系數(shù)，1.2 k2-

40、加工性質(zhì)系數(shù)，1.0 k3 -刀具鈍化系數(shù)，1.3 k4-斷續(xù)切削系數(shù)。1.2則f=1.2x1.0x1.3x1.2x3917.56= 7333.67（n）單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力按下式計(jì)算：式中 w0 單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力 q 原始作用力（n） l 作用力臂(mm) 當(dāng)量摩擦半徑（mm） 螺桿端部與工件的摩擦角 螺旋副的當(dāng)量摩擦角 螺紋中徑之半 螺紋升角查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-8、1-2-9代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：（n）4.3、定位誤差的分析：工件的主要公差要求為孔徑尺寸要求16mm 。夾具的主要定位元件是定位銷，該銷的尺寸和公差現(xiàn)定與零件在工作時(shí)與其相配的軸的尺寸與公差相同。查表得，孔的基本

41、偏差為h7，與之配合的基軸制軸的基本偏差為h6，查表，即為定位銷與零件的最大間隙為max=0.03-0.012=0.018mm而零件要求的最小偏差為 min=0-0=0mm因此最大間隙滿足精度要求。4.4、夾具操作簡要說明：如上所述，本道工序采用手動夾緊，夾具體通過t形塊固定在搖臂鉆床的工作臺上，在加工時(shí)，先松掉螺栓，取下鉆模，將工件主銷孔穿過定位銷放在支承板上，鋼板彈簧座側(cè)面靠在支承板凸起處，再套上鉆模，找準(zhǔn)位置，擰緊螺栓，將鉆頭對準(zhǔn)鉆套進(jìn)行加工，即可加工出孔。然后取下快換鉆套和襯套，換上擴(kuò)孔鉆和鉸刀，即可進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸孔的加工了，加工完成后松掉螺栓，取下鉆模。夾具裝配圖及相關(guān)零件圖見附圖。五

42、、設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)期間最綜合的一次課程設(shè)計(jì)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的選題是汽車載重系前軸梁工藝分析研究，即設(shè)計(jì)前軸梁的工藝路線、方案以及各工序工藝裝備的選擇，同時(shí)要對其中的鉆孔工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)。為了順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，我查閱了大量資料，包括從圖書館借閱了大量書籍，利用網(wǎng)絡(luò)資源了解要設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，并看到前軸梁實(shí)物，這樣更加使我對課題的認(rèn)識更加系統(tǒng)全面。經(jīng)過大量精心的準(zhǔn)備，我基本上了解了機(jī)械零件加工工藝過程設(shè)計(jì)的方法和流程，在設(shè)計(jì)的過程中，遇到不懂的知識點(diǎn)就隨手查閱工具書和課本，使自己加深了大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識。遇到自己不能解決的疑問，及時(shí)和指導(dǎo)老師溝通，使我受益匪淺，在此向兩位老師表示衷心的

43、感謝。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我重新溫習(xí)了大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的理論知識，我想這對即將工作的我將會有很大的好處。當(dāng)然，畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是溫習(xí)了知識，也鍛煉了遇到問題該怎么做，如何去解決。最后，感謝學(xué)校和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)給了我這么一次歷練自己的機(jī)會，我會在以后的工作學(xué)習(xí)中努力做好本職工作，不辜負(fù)家長、學(xué)校、老師的期望。六、參考文獻(xiàn)1. 簡明機(jī)械加工工藝手冊 陳宏鈞主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2008.12. 實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 王凡主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2008.53. 機(jī)械制造工藝學(xué)，陳明主編 機(jī)械工業(yè)出版社 20054. 機(jī)械制造工藝學(xué) 王先逵主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2004年5金屬切削原理與刀具 第四版 陸劍中主

44、編 機(jī)械工業(yè)出版社 20086. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 王啟平 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2005年7. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 趙家齊主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2007版8. 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 第二版 傅水根主編 機(jī)械工業(yè)出版 2006年9. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 李慶余 機(jī)械工業(yè)出版社 2003年 附錄附錄nc technology1、research current situation of nc lathe in our timesresearch and development process to such various kinds of new technologies as numeric

45、al control lathe , machining center , fms , cims ,etc. of countries all over the world, linked to with the international economic situation closely. the machine tool industry has international economy to mutually promote and develop, enter 21 alert eras of world affairs, the function that people'

46、;s knowledge plays is more outstanding , and the machine tool industry is regarded as the foundation of the manufacturing industry of the machine, its key position and strategic meaning are more obvious. within 1991-1994 years, the economic recession of the world, expensive fms, cims lowers the temp

47、erature, among 1995-2000 years, the international economy increases at a low speed, according to requisition for nc lathe and the world four major international lathes exhibition in order to boost productivity of users of various fields of present world market (emo , imts , jimtof , china cimt of ja

48、pan of u.s.a. of europe), have the analysis of the exhibit, there are the following several points mainly in the technical research of nc lathe in our times.pay more attention to new technology and innovationworldwide , are launching the new craft , new material , new structure , new unit , research

49、 and development of the new component in a more cost-effective manner, developmental research of for instance new cutter material , the new electric main shaft of main shaft structure , high speed , high-speed straight line electrical machinery ,etc. regard innovating in improvement of the processin

50、g technology as the foundation, for process ultra and hard difficult to cut material and special composite and complicated part , irregular curved surface ,etc. research and develop new lathe variety constantly.improve the precision and research of machine toolingin order to improve the machining ac

51、curacy of the machining center , are improving rigidity of the lathe , reduction vibration constantly, dispel hotly and out of shape, reduce the noise , improve the precision of localization of nc lathe , repeat precision , working dependability , stability , precision keeping, world a lot of countr

52、y carry on lathe hot error , lathe sport and load out of shape software of error compensate technical research, take precision compensate , software compensate measure improve , some may make this kind of error dispel 60% already. and is developing retrofit constantly, nanometer is being processed.i

53、mprove the research of the machine tooling productivityworld nc lathe, machining center and corresponding some development of main shaft , electrical machinery of straight line , measuring system , nc system of high speed, under the prerequisite of boosting productivity.what a lot of countries have

54、already begun to the numerical control system melt intelligently, openly, study networkedlya、elligent research of the numerical control systemmainly showing in the following aspects: it is intelligent in order to pursue the efficiency of processing and process quality, the self-adaptation to the pro

55、cessing course is controlled, the craft parameter produces research automatically; join the convenient one in order to improve the performance of urging and use intelligently, to the feedback control , adaptive operation , discerning automatically load selects models automatically , since carries on

56、 research whole definitely ,etc. of the electrical machinery parameter; there are such research of the respect as intelligent automatic programming , intelligent man-machine interface , intelligence diagnosing , intelligent monitoring ,etc.b、the numerical control system melts and studies openmainly showing in the fol