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目 錄
目 錄 1
1 緒 論 2
2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
2.1零件的分析 2
2.1.1零件的作用 2
2.1.2零件的工藝分析 3
2.2工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 3
2.3后鋼板彈簧吊耳加工定位基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.1 確定毛坯的制造形式 4
2.3.2粗基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.3精基準(zhǔn)的選擇 4
2.4 工藝路線(xiàn)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(jī)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(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 7
3 粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面夾具設(shè)計(jì) 8
3.1粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面夾具設(shè)計(jì) 8
3.2定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇 9
3.3定位誤差分析 9
3.4銑削力與夾緊力計(jì)算 10
3.5定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 11
3.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì) 13
3.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 14
參考文獻(xiàn) 14
1 緒 論
機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在完成了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、及大部分專(zhuān)業(yè)主干課之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，使我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。
由于能力有限，設(shè)計(jì)上有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給予指教。
2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
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(chē)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(chē)后鋼板彈簧吊耳零件的加工質(zhì)量會(huì)影響汽車(chē)的工作精度、使用性能和壽命。汽車(chē)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。
圖2.1 后鋼板彈簧吊耳零件圖
2.1.2零件的工藝分析
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?xún)赏鈭A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(gè)的孔，2個(gè)的孔、2個(gè)孔的內(nèi)外兩側(cè)面的銑削，寬度為4的開(kāi)口槽的銑削，2個(gè)在同一中心線(xiàn)上數(shù)值為的同軸度要求。其中2個(gè)的孔表面粗糙度要求為，2個(gè)的孔表面粗糙度要求為，2個(gè)孔的內(nèi)側(cè)面表面粗糙度要求為，2個(gè)孔的外側(cè)面表面粗糙度要求為，寬度為4的開(kāi)口槽的表面粗糙度要求為。
2.2工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)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(lái)說(shuō)，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(duì)于該零件來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)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(guān)系。
該類(lèi)零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工零件的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)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(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e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(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
后鋼板彈簧吊耳零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開(kāi)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(chǎn)量很大。怎樣滿(mǎn)足后鋼板彈簧吊耳生產(chǎn)率要求也是過(guò)程中的主要考慮因素。
2.3后鋼板彈簧吊耳加工定位基準(zhǔn)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(dá)到大批生產(chǎn)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(duì)提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量也是有利的。
2.3.2粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)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(gè)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(duì)稱(chēng)、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(shí)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(shí)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(mǎn)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(gè)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(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸換算。
2.4 工藝路線(xiàn)的制定
由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)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
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(kāi)口槽
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(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(kāi)口槽
工序6：
銑兩外圓端面
工序7：
鉆，擴(kuò)，鉸孔，倒角
工序8：
終檢
2.4.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)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(kāi)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(kāi)口槽，最后加工兩外圓端面，孔，
經(jīng)比較可見(jiàn)，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，加工余量更大，所用加工時(shí)間更多，這樣加工路線(xiàn)就不合理，同理，寬度為4的開(kāi)口槽應(yīng)放在最后一個(gè)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
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(kāi)口槽
工序8：
終檢
2.5機(jī)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149～187，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，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(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
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(cè)》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：
擴(kuò)孔： 2Z=1.8
2.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
工序6：鉆，擴(kuò)孔
機(jī)床：專(zhuān)用組合鉆床
刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、
（1）、鉆孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-10，取
由于本零件在加工孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-13，取
取切削速度
取=24, =9代入公式（2-1）得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表9-3，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
取，，, ,代入公式（2-4）得：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
以上為鉆一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為
（2）、擴(kuò)孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-30，
參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-31，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-31，取
取=25, =10.5代入公式（2-1）得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表9-3取
實(shí)際切削速度：
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-42
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
取，，, ,代入公式（2-4）得：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
以上為擴(kuò)一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為
3 粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面夾具設(shè)計(jì)
3.1粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面夾具設(shè)計(jì)
本夾具主要用來(lái)粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面。由加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面時(shí)，均有表面粗糙度要求。本道工序僅是對(duì)內(nèi)側(cè)端面進(jìn)行粗加工。工件以孔及端面和叉桿面為定位基準(zhǔn)，在帶臺(tái)肩長(zhǎng)銷(xiāo)和浮動(dòng)支承半板上實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí)，首先由螺母和開(kāi)口墊圈夾緊孔兩端面，再用DQG型汽缸通過(guò)鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)浮動(dòng)壓塊在工件叉桿處夾緊。在本道工序加工時(shí)，還應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
3.2定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇
在進(jìn)行后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面粗銑加工工序時(shí)，外圓端面已經(jīng)精銑，工藝孔已經(jīng)加工出。很容易想到一面一孔組合基準(zhǔn)定位，以在帶臺(tái)肩長(zhǎng)銷(xiāo)為第一定位基準(zhǔn)限制工件的四個(gè)自由度，端面應(yīng)一點(diǎn)接觸，限制一個(gè)自由度，工件以孔及端面和叉桿面為定位基準(zhǔn)，在帶臺(tái)肩長(zhǎng)銷(xiāo)和浮動(dòng)支撐板上實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí)，首先由螺母和開(kāi)口墊圈夾緊孔兩端面，再用汽缸通過(guò)鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)浮動(dòng)壓塊在工件叉桿處夾緊。
圖3.1 定位機(jī)構(gòu)圖
3.3定位誤差分析
本工序選用的工件以圓孔在定位銷(xiāo)上定位，定位銷(xiāo)為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)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(xiàn)接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見(jiàn)下圖。
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(xiāo)外圓直徑公差（mm）。
圖3.2 定位銷(xiāo)水平放置時(shí)定位分析圖
3.4銑削力與夾緊力計(jì)算
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可查得：
銑削力計(jì)算公式為
圓周分力 式（3-1）
查表可得：
代入公式（3-1）得
=
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：
銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。
即： （）
計(jì)算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實(shí)際所需夾緊力
即： 取k=2
3.5定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
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(jié)構(gòu)尺寸如下：
表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱(chēng)尺寸
允差d
允差
公稱(chēng)尺寸
允差D
25
-0.014
-0.045
40
14
6
15
6
24
+0.023
7
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
由于本道工序是完成后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面的粗銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。直角對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示：
圖 3.4 對(duì)刀塊圖
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖 3.5 平塞尺圖
塞尺尺寸為：
表 3.2 平塞尺尺寸表
公稱(chēng)尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
3.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)
為了提高生產(chǎn)效率，縮短加工中的輔助時(shí)間。因此夾緊裝置采用氣缸夾緊裝置。工件在夾具上安裝好后，氣缸活塞帶動(dòng)壓塊從上往下移動(dòng)夾緊工件。
根據(jù)所需要的夾緊力，來(lái)計(jì)算氣缸缸筒內(nèi)徑。
氣缸活塞桿推力 式（3-2）
其中：P—壓縮空氣單位壓力 （取P=6公斤力/）
—效率 （?。?
代入公式（3-2）得
厘米
取厘米=250
因此氣缸選用DQG型氣缸，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖 3.6 DQG型氣缸圖
其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
表 3.3 DQG型氣缸數(shù)據(jù)表
缸徑
L
B
M
K
H
80
40
25
60
50
11
7
104
P
TG
h
F
E
KK
98
77
11
17.5
21
19.5
G3/8
M16
夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫(huà)出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖1所示。
3.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
本夾具用于后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面的粗銑。件以孔及端面和叉桿面為定位基準(zhǔn)，在帶臺(tái)肩長(zhǎng)銷(xiāo)和浮動(dòng)支撐板上實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí)，首先由螺母和開(kāi)口墊圈夾緊孔兩端面，再用汽缸通過(guò)鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)浮動(dòng)壓塊在工件叉桿處夾緊。其夾緊采用的是氣動(dòng)夾緊，夾緊簡(jiǎn)單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件在夾具體上安裝好后，浮動(dòng)壓塊在氣缸活塞的推動(dòng)下向下移動(dòng)夾緊工件。當(dāng)工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開(kāi)工件，即可取下工件。
參考文獻(xiàn)
1）趙家齊. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū). 機(jī)械工業(yè)出版社，2010
2）徐勇，吳百中. 機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì). 北京大學(xué)出版社， 2011
3）朱耀祥，浦林祥. 現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社， 2010
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5）何銘新，錢(qián)可強(qiáng)，徐祖茂 機(jī)械制圖（第6版）高等教育出版社，2010
6）王之櫟，王大康 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)（第2版）機(jī)械工業(yè)出版社2007
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8）濮良貴，陳國(guó)定，吳立言 機(jī)械設(shè)計(jì)(第9版)高等教育出版社，2013
9) 孫麗媛 機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 冶金工業(yè)出版社，2002
10）李益明 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1994
11) 楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社，2001
12）孫本緒，熊萬(wàn)武 加工余量手冊(cè) 國(guó)防工業(yè)出版社，1999
18
學(xué)號(hào)
機(jī)械加工工序卡片
工序名稱(chēng)
銑側(cè)面工藝
工序號(hào)
6
零件名稱(chēng)
后鋼板彈簧吊耳（CA10B解放牌汽車(chē)）
零件號(hào)
831010
零件數(shù)量
10萬(wàn)/年
同時(shí)加工零件數(shù)
1件
材料
35
毛坯
鑄件
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱(chēng)
型號(hào)
專(zhuān)用夾具
鉆模板
專(zhuān)用組合鉆床
安裝
工步
安裝及工步說(shuō)明
刀具
走刀次數(shù)
走刀長(zhǎng)度
(mm)
切削深度
(mm)
進(jìn)給量
(mm/min)
切削速度
(m/min)
基本工時(shí)
(min)
1
1
粗銑R24兩側(cè)面，保證尺寸77 mm
高速剛圓柱形銑刀
1
92
1.5
0.08（mm/r）
26.5
2.3
2
2
粗銑R24孔兩外側(cè)面
高速剛圓柱形銑刀
1
92
1.5
0.08（mm/r）
26.5
2.3
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
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