最新-后钢板弹簧吊耳机械加工工艺及加工30mm孔夹具设计

设计说明书

设计题目：设计“后钢板弹簧吊耳”零件机械

加工工艺规程及工艺装备

设计者：

班级学号：

指导老师：

学院：

班级：

2012 年7 月4 日

设计任务书

题目：设计“后钢板弹簧吊耳”零件的机制加工工艺规程及工艺装备

内容：1、零件图1张

2、毛坯图1张

3、机械加工工艺过程综合卡片1张

4、夹具装配图1张

5、夹具体零件图1张

6、课程设计说明书1份原始资料：零件图样，Q=4000台/年，n=1件/台，每日一班

2012年07月

引言 ............................................................................................................................................. - 2 - 2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计.................................................................................... - 3 -

2.1零件的分析.................................................................................................................... - 3 -

2.1.1零件的作用......................................................................................................... - 3 -

2.1.2零件的工艺分析................................................................................................. - 4 -

后钢板弹簧吊耳的技术要求...................................................................................... - 4 -

2.2工艺过程设计所应采取的相应措施............................................................................ - 5 -

2.3后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择........................................................................ - 5 -

2.3.1 确定毛坯的制造形式........................................................................................ - 5 -

2.3.2粗基准的选择..................................................................................................... - 6 -

2.3.3精基准的选择..................................................................................................... - 6 -

2.4工艺路线的制定............................................................................................................ - 6 -

2.4.1 工艺方案一........................................................................................................ - 6 -

2.4.2 工艺方案二........................................................................................................ - 7 -

2.4.3 工艺方案的比较与分析.................................................................................... - 7 -

2.5机械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸的确定............................................................ - 8 -

2.5.1机械加工余量·毛坯尺寸................................................................................. - 8 -

2.5.2 确定工序尺寸.................................................................................................... - 8 -

3 切削用量、时间定额的计算................................................................................................ - 10 -

3.1切削用量的计算.......................................................................................................... - 10 -

3.2 时间定额的计算......................................................................................................... - 12 -

t的计算......................................................................................... - 12 -

3.2.1 基本时间

m

3.2.2 辅助时间的计算.............................................................................................. - 13 -

3.2.3 其他时间的计算.............................................................................................. - 13 -

t的计算.......................................................................................... - 14 -

3.2.4单件时间

dj

3.2 本章小结..................................................................................................................... - 14 -

φ工艺孔夹具设计............................................................................................. - 14 - 4 加工30mm

φ工艺孔夹具设计................................................................................... - 14 -

4.1加工30mm

4.2定位方案的分析和定位基准的选择.......................................................................... - 15 -

4.3定位误差分析.............................................................................................................. - 15 -

4.4切削力的计算与夹紧力分析...................................................................................... - 16 -

4.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.......................................................................... - 16 -

4.6夹具精度分析.............................................................................................................. - 18 -

4.7夹具设计及操作的简要说明...................................................................................... - 18 -

4.8夹具装配二维图.......................................................................................................... - 19 -

4.9夹具装配三维图.......................................................................................................... - 20 -

4.10本章小结.................................................................................................................... - 22 -

五、结论.............................................................................................................................. - 23 -

六、参考文献...................................................................................................................... - 23 -

七、致谢................................................................................................................................ - 23 -

设计后钢板弹簧吊耳的机械加工工艺规程及工艺装备

1、引言

机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的基本课程之后，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。

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。

2 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

按照设计要求给出的零件是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、以及导向功能。

图2.1 后钢板弹簧吊耳零件图

三维图如下图所示

2.1.2零件的工艺分析

后钢板弹簧吊耳的技术要求 加工表面 尺寸及偏差mm / 公差 mm /及精度等

级

表面粗糙度um / 形位公差mm / mm 60φ两端面 2.06.076-- 0.4，IT13

3.6Ra 孔mm 37φ 05.0037+φ 0.05，IT9 6.1Ra

尺寸mm 77的端

面 074.0077+ 0.074，IT9 5.12Ra 的外侧面

mm 30φ 22 50Ra

孔mm 30φ 045

.0030+φ 0.045,IT9

◎ 01

.0φ A 宽为mm 4的槽 50Ra

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60mm φ两外圆端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：。60mm

φ两外圆端面的铣削，加工0.03037mm φ+的孔，其中60mm φ两外圆端面表面粗糙度要求为

6.3Ra m μ，0.03037mm φ+的孔表面粗糙度要求为 1.6Ra m μ

（2）以0.043030mm φ+孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个

0.043030mm φ+的孔，2个10.5mm φ的孔、2个0.043030mm φ+孔的内外两侧面的铣削，宽度为

4mm 的开口槽的铣削，2个在0.043030mm φ+同一中心线上数值为0.01φ的同轴度要求。其中

2个0.043030mm φ+的孔表面粗糙度要求为 1.6Ra m μ，2个10.5mm φ的孔表面粗糙度要求为

12.5Ra m μ，2个0.043030mm φ+孔的内侧面表面粗糙度要求为12.5Ra m μ，2个0.043030mm

φ+孔的外侧面表面粗糙度要求为50Ra m μ，宽度为4mm 的开口槽的表面粗糙度要求为50Ra m μ。

2.2工艺过程设计所应采取的相应措施

由以上分析可知。采用35号钢，含碳量0.32~0.40 。属于优质碳素钢，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。

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35钢。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。

（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

由于生产类型为中批生产，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60mm φ两外圆端面 工序2：

钻，扩，铰mm 05.0037+φ孔，倒角1.530? 工序3：

铣mm 045.0030+φ孔的内侧面

0工序5：

钻，扩，铰mm 045.0030+φ孔，倒角145? 工序6：

钻，扩孔10.5mm φ 工序7：

铣宽度为4mm 的开口槽 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： 以60mm φ的圆柱面以及一个端面为粗基准车床加工60mm φ另外一个端面，以

及用车床尾座进行钻孔

工序2：

以加工完的60mm φ的圆柱面以及端面为精基准加工另外一个端面 工序3：

钻床 扩，铰mm 05.0037+φ孔，倒角1.530? 工序4：

钻，扩，铰mm 045.0030+φ孔，倒角145? 工序5：

铣mm 045.0030+φ孔的内侧面 工序6：

铣mm 045.0030+φ孔的外侧面 工序7：

钻，扩孔10.5mm φ 工序8：

铣宽度为4mm 的开口槽 工序9： 终检

2.4.3 工艺方案的比较与分析

工艺方案一与工艺方案二的关键不同的两个地方在于60mm φ的端面加工以及

mm 045.0030+φ的内外表面与孔的加工顺序。

方案二车床加工车削60mm φ的端面与内孔，可以保证垂直度的要求，但是相对于方

案一，需要装夹两次，定位比较麻烦。而且由于

mm 05.0037+φ的内孔的粗糙度要求比较高，还需要扩孔以及铰孔处理。方案一铣床铣削两侧端面，可以保证平行度，孔加工可以一次性在钻床上面加工完。

mm 045.0030+φ的两侧面以及孔的加工顺序应该遵循先面后孔的原则，若先加工孔，加工余量更大，加工时间耗时更多，加工路线就不合理。综上所述，合理具体加工艺如下：

工序1：

铣60mm φ两外圆端面 工序2：

钻，扩，铰mm 05.0037+φ孔，倒角1.530?

0工序4：

铣mm 045.0030+φ孔的外侧面 工序5：

钻，扩，铰mm 045.0030+φ孔，倒角145? 工序6：

钻，扩孔10.5mm φ 工序7：

铣宽度为4mm 的开口槽 工序8：

终检

2.5机械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸的确定

2.5.1机械加工余量·毛坯尺寸

“后钢板弹簧吊耳”零件材料为35钢，硬度HBS 为149～187，生产类型为中批量生产，采用锻造毛坯。

参考金属加工工艺及工装设计书本.查表可以 毛坯图 如下

2.5.2 确定工序尺寸

（1-1）铣mm 60φ端的其中的一个侧面，以另一侧面为定位基准