設(shè)計后鋼板彈簧吊耳零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計“后鋼板彈簧吊耳”零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計者： xxxxxxxxx班級學(xué)號：xxxxxxxxxx指導(dǎo)老師：李mmmmm江南大學(xué)2009年7月1日星期三江南大學(xué)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計“后鋼板彈簧吊耳”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及相關(guān)工序的專用夾具內(nèi)容：1、零件圖 1張 2、毛坯圖 1張 3、機(jī)械加工工藝綜合卡片 1張 4、機(jī)械加工工序綜合卡片 1張 5、夾具裝配圖 1張 6、夾具體零件圖 1張 7、課程設(shè)計說明書 1份原始資料:該零件圖樣，班級學(xué)號： xxxxxxxxx學(xué) 生： xxxxxxx 指導(dǎo)老師： 李xxxxx 2009

2、/7/1目錄1、 序言(3)2、 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定.（3）3、 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖(4)4、 選擇加工方法，制定工藝路線.(6)5、 工序設(shè)計.(9)6、 確定切削用量及基本時間（工序5）.(11)7、 夾具設(shè)計.(13)8、 設(shè)計小結(jié).(16)序 言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題，設(shè)計了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計

3、及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定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(zhì)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(dǎo)向功能。 后鋼板彈簧吊耳零件圖 后鋼板彈簧吊耳三維圖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。這一組加工表面包括：。兩外圓端面的銑削，加工的孔，其

4、中兩外圓端面表面粗糙度要求為，的孔表面粗糙度要求為（2）以孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2個的孔，2個的孔、2個孔的內(nèi)外兩側(cè)面的銑削，寬度為4的開口槽的銑削，2個在同一中心線上數(shù)值為的同軸度要求。其中2個的孔表面粗糙度要求為，2個的孔表面粗糙度要求為，2個孔的內(nèi)側(cè)面表面粗糙度要求為，2個孔的外側(cè)面表面粗糙度要求為，寬度為4的開口槽的表面粗糙度要求為。二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖1、選擇毛坯 該零件材料為35鋼。該零件在工作過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件屬批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成形。這從提

5、高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2、確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差 參見課程設(shè)計指南第五章第一節(jié)，鋼制模鍛件的公差及機(jī)械加工余量按GB/ 12362-2003確定。要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素。 （1）鍛件公差等級 有該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級為普通級。 （2）鍛件質(zhì)量mf 根據(jù)零件成品的質(zhì)量為2.6kg，估算為mf=4.5kg。 （3）鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S S=mf/mN 該鍛件為方形，假設(shè)其長為180mm，寬為120mm，厚為70mm，則由公式（5-4）、公式（5-5） =180130707.85=12.8583kg S=4.5/12.

6、8583=0.3 5 由于0.35介于0.32和0.63之間，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)S屬S2級。（4）鍛件材質(zhì)系數(shù)M 由于該零件材料為35鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M1級。 （5）零件表面粗糙度 由零件圖知，其各表面均1.6。3、確定機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量 零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表5-9，由此查得單邊余量在厚度方向為1.72.2mm。4、確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度1.6。分析本零件，各表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量即可（由于有的表面只需粗加工，這時可取所查數(shù)據(jù)的小值。當(dāng)表面需經(jīng)粗加工和半精加工時，可取

7、其較大值）。 綜上所述，確定毛坯尺寸見下表：零件尺寸單邊加工余量鍛件尺寸mm2mm80mm2mm73mm22mm2mm26mm5、確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)從表5-6、表5-7中查得。本零件毛坯尺寸允許偏差見表如下：鍛件尺寸偏差根據(jù)80mm+2.0-0.5表5-773mm+2.0-0.5表5-726mm+1.5-0.5表5-76、設(shè)計毛坯圖（1）確定模鍛斜度 本鍛件由于上、下模膛深度相等，模鍛斜度應(yīng)以模膛對稱中心面的一側(cè)計算。 按表5-11，模鍛斜度=57（2）確定分模位置 由于毛坯是HD的柱形類鍛件，應(yīng)采用中心分模，可使材料利用率得到提高。為便于起模及

8、便于發(fā)現(xiàn)上、下模鍛過程中錯移，選擇中心對成平面為分模面，分模線為直線，屬于直分模線。（3）確定毛坯的熱處理方式 鋼制毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除殘留的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過重結(jié)晶而得到細(xì)化、均勻的組織，從而改善加工性。 下圖所示為毛坯圖：三、選擇加工方法，制定工藝路線1、定位基準(zhǔn)的選擇 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

9、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，因為粗基準(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)，

10、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。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)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸換算。2、零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓端面、孔、槽等，材料為35鋼。以公差等級和表面粗糙度要求，參考指南有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。銑兩外圓mm端面 由公差等級、表面粗糙度為6.3，先需進(jìn)行粗銑，再進(jìn)行精銑。(2) 加工孔其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，鉸三步。(3) 銑孔的內(nèi)側(cè)面考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工。(4) 銑孔的外側(cè)

11、面考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工。(5) 加工孔 其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，鉸三步。(6) 加工孔其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，兩步。(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。3、制定工藝路線由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。工藝方案一表 2.1 工藝方案一表工序1：銑兩外圓端面工序2：鉆，擴(kuò)，鉸孔，倒角工序3：鉆，擴(kuò)孔工序4：鉆，擴(kuò)，鉸孔，倒角工序5：銑孔的內(nèi)側(cè)面工序6：銑孔的外側(cè)面工序7：銑寬度為4的開口槽工序8：去毛刺工序9清洗工序10檢驗工藝方案二表 2.2 工藝方案

12、二表 工序1：銑孔的內(nèi)側(cè)面工序2：銑孔的外側(cè)面工序3：鉆，擴(kuò)孔工序4：鉆，擴(kuò)，鉸孔，倒角工序5：銑寬度為4的開口槽工序6：銑兩外圓端面工序7：鉆，擴(kuò)，鉸孔，倒角工序8：去毛刺工序9清洗工序10檢驗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，然后再以此為基面加工孔，再加工孔，孔，最后加工孔的內(nèi)外側(cè)面以及寬度為4的開口槽銑，則與方案二相反，先加工孔的內(nèi)外側(cè)面，再以此為基面加工孔，孔，寬度為4的開口槽，最后加工兩外圓端面，孔，經(jīng)比較可見，先加工兩外圓端面，以后位置度較易保證，并且定位及裝夾都較方便，但方案一中先加工孔，孔，再加工孔的內(nèi)外側(cè)面，不符合先面后孔的加工原則，加

13、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4的開口槽應(yīng)放在最后一個工序加工。所以合理具體加工藝如下：工序1：銑兩外圓端面工序2：鉆，擴(kuò)，鉸孔，倒角工序3：銑孔的內(nèi)側(cè)面工序4：銑孔的外側(cè)面工序5：鉆，擴(kuò)，鉸孔，倒角工序6：鉆，擴(kuò)孔工序7：銑寬度為4的開口槽工序8：去毛刺工序9清洗工序10檢驗四、工序設(shè)計1、選擇加工設(shè)備與工藝裝備（1）選擇加工設(shè)備與工藝裝備工序1、3、4是粗銑、精銑。各工序的工步不多，成批生產(chǎn)不需要很高的生產(chǎn)率，故選用專用組合銑床即可。工序2、5、6為鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔。選用Z525立式鉆床。2、選擇夾具 本零件除粗銑、精銑、鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工

14、序使用通用夾具即可。3、選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 在銑床上加工的工序，銑端面時選用高速鋼圓柱形銑刀，銑槽是選用高速鋼鋸片銑刀。 在Z525立式鉆床上鉆孔時選用麻花鉆，擴(kuò)孔時選用擴(kuò)孔鉆，鉸孔時選用鉸刀。4、選用量具 本零件屬成批成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用夾具。根據(jù)零件的精度要求、尺寸和形狀特點，參考指南有關(guān)資料，選擇如下： （1）選擇加工孔用量具。 本零件各孔加工面的量具見下表：工序加工面尺寸尺寸公差量具2錐柄圓柱塞規(guī)0.055錐柄圓柱塞規(guī)0.05（1） 選擇銑端面量具 本零件各端面加工的量具如下表：工序加工面尺寸尺寸公差量具181mm外徑千分尺75100mm76mm0.4374

15、mm外徑千分尺75100mm77mm0.07425mm專用卡板22mm2、確定工序尺寸后鋼板彈簧吊耳”零件材料為35鋼，硬度HBS為149187HBS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。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(jī)械加工余量，工序尺寸如下：(1) 銑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(jī)械加工工藝手冊表2.3-5，取2Z=5已能滿足要求(2) 加工孔其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，鉸三步，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔： 擴(kuò)孔： 2Z=1.8鉸孔： 2Z=0.2(3) 銑孔的內(nèi)側(cè)面考慮其表面粗糙

16、度要求為，只要求粗加工，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.3-5，取2Z=3已能滿足要求。(4) 銑孔的外側(cè)面考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.3-5，取2Z=3已能滿足要求。(5) 加工孔 其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，鉸三步，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔： 擴(kuò)孔： 2Z=1.8鉸孔： 2Z=0.2(6) 加工孔其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，兩步，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔： 擴(kuò)孔： 2Z=1.8(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

17、據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.348，取2Z=2已能滿足要求。五、確定切削用量及基本時間（工序5） 切削用量包括背吃刀量，ap,進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序是先確定ap，f,再v.1.工序5切削用量及基本時間確定（1）切削用量 本工序為鉆，擴(kuò)，粗絞，精絞孔。已知工件材料為35鋼，鍛件，鉆床為Z525立式鉆床。 用的麻花鉆鉆孔，用標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，最后用的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸孔。 確定鉆孔的切削用量因為鉆孔至28mm，所以ap=14mm確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-127，f表=0.450.55，選f=0.48確定切削速度v 按表2-13的計算公式確定 式中，=6.6 Zv=0.4 Xv=0 Yv=0.5 m=0.3

18、 d0=28 T=50 kv=0.87所以V=9.7mm/min。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：=110.3r/min，根據(jù)課程設(shè)計指南表5-65，取n=140 r/min實際切削速度：12.3 mm/min 確定擴(kuò)孔的切削用量擴(kuò)孔至29.8mm，所以ap=1.4mm確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-128得 f=0.81.0,選f=0.81確定切削速度v 按表2-13的計算公式確定 式中，=18.6 Zv=0.3 Xv=0.2 Yv=0.5 m=0.3 d0=29.8 T=40 kv=0.8所以V=14.1mm/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：=150.6r/min，根據(jù)課程設(shè)計指南表5-65，取n=140 r/min實際切削速

19、度：13.1 mm/min 確定絞孔的切削用量絞至30mm，所以ap=0.1mm確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-129得 f=0.81.8,選f=0.81確定切削速度v 按表2-13的計算公式確定式中，=12.1 Zv=0.3 Xv=0 Yv=0.65 m=0.4 d0=30 T=80 kv=0.9所以v=6.00mm/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：=63.7r/min，根據(jù)課程設(shè)計指南表5-65，取n=97 r/min實際切削速度：9.13 mm/min （2）基本時間 刀具材料，28高速鋼麻花鉆、29.8高速鋼擴(kuò)孔鉆、30高速鋼標(biāo)準(zhǔn)鉸刀，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o120。鉆中心孔由公式，計算確定鉆孔的基本時

20、間，=20, =2, =2，=2s擴(kuò)，絞由公式 ，計算機(jī)動時間確定擴(kuò)孔的基本時間=20, =2, =4，= =4s;確定精絞孔的基本時間，=20, =2, =13，=14s.六、夾具設(shè)計加工工藝孔夾具設(shè)計 本夾具主要用來鉆、擴(kuò)、鉸兩個工藝孔。這兩個工藝孔均有尺寸精度要求為+0.05mm，表面粗糙度要求，表面粗糙度為，與端面垂直。并用于以后加工中的定位。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。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(yīng)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(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，兩工藝孔位于零件孔

21、內(nèi)外側(cè)面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與側(cè)面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與側(cè)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(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇外圓端面和與之配合的心軸為主要定位基準(zhǔn)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。定位分析圖鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)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、

22、擴(kuò)、鉸三個工步完成加工。即先用的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB114184的規(guī)定鉆頭上偏差為零，鉆套孔徑為。再用標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，根據(jù)GB114184的規(guī)定擴(kuò)孔鉆的尺寸為，鉆套尺寸為。最后用的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸孔，根據(jù)GB114184的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)鉸刀尺寸為故鉆套孔徑尺寸為。快換鉆套圖鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：鉸工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表dHD公稱尺寸允差303040-0.010-0.0275946165.5272836襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 固定襯套圖其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 固定襯套數(shù)據(jù)表dHDC 公稱尺寸允差公稱尺寸允差40+0.02304246+0.035+0.01832夾具體的設(shè)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(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配