4 加工工藝孔夾具設(shè)計(jì)
4.1加工工藝孔夾具設(shè)計(jì)
本夾具主要用來鉆、、鉸兩個(gè)工藝孔。這兩個(gè)工藝孔均有尺寸精度要求為，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?yàn)楹箐摪鍙椈傻醵庸さ牡谖宓拦ば?，本道工序加工時(shí)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。
4.2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(shí)，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(jì)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(大平面短銷）為主要定位基準(zhǔn)限制工件的五個(gè)自由度，用一個(gè)活動的支承釘限制工件的另一個(gè)自由度。采用螺母夾緊。以及一個(gè)活動的支承釘來作為輔助支承。
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(zhǔn)位移誤差。不過這時(shí)的徑向定位誤差不再只是單向的了，而是在水平面內(nèi)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(shí)大一倍。見下圖。
式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）；
——工件圓孔直徑公差（mm）；
——心軸外圓直徑公差（mm）。
圖4.2 心軸垂直放置時(shí)定位分析圖
4.4切削力的計(jì)算與夾緊力分析
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)、鉸加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由《切削手冊》得：
鉆削力 式（4-1）
鉆削力矩 式（4-2）
式中：
代入公式（4-1）和（4-2）得
本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
4.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
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(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔分鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工步完成加工。即先用的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB1141—84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)GB1141—84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)GB1141—84的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)鉸刀尺寸為故鉆套孔徑尺寸為。
圖 4.3 快換鉆套圖
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
表 4.1 鉸工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表
d
H
D
公稱尺寸
允差
30
30
40
-0.010
-0.027
59
46
16
5.5
27
28
36
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖 4.4 固定襯套圖
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
表 4.2 固定襯套數(shù)據(jù)表
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
40
+0.023
0
42
46
+0.035
+0.018
3
2
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)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖2所示。
4.6夾具精度分析
利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)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(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。
本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸及同軸度公差及表面粗糙度。本道工序最后采用精鉸加工，選用GB1141—84鉸刀，直徑為，并采用鉆套，鉸刀導(dǎo)套孔徑為，外徑為同軸度公差為。固定襯套采用孔徑為，同軸度公差為。
該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。即要求：（1）、各孔的實(shí)際輪廓受最大實(shí)體實(shí)效邊界的控制即受直徑為的理想圓柱面的控制。（2）、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸。（3）、當(dāng)各孔的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)可將偏離量補(bǔ)償給位置度公差。（4）、如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)體狀態(tài)即其實(shí)際直徑為時(shí)，相對于最大實(shí)體尺寸的偏離量為，此時(shí)軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大值。
工藝孔的尺寸，由選用的鉸刀尺寸滿足。
工藝孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步鉆、擴(kuò)、鉸滿足。
4.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
由零件圖可知，兩工藝孔位于零件孔內(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(shí)，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(jì)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)選擇外圓端面為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度，以孔限制工件的兩個(gè)自由度，用一個(gè)擋塊定位限制工件的另一個(gè)自由度。
4.8夾具裝配二維圖
機(jī)械加工工序卡片
工序名稱
粗銑孔外側(cè)面
工序號
零件名稱
后鋼板彈簧吊耳
零件號
零件重量
2.6kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型式
重量
35鋼
149~187HBS
模鍛造
3.9kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
銑床
X51
工步
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
基本工時(shí)
1
粗銑孔左外側(cè)面
端銑刀
380
59.7
0.48
2
1
0.51
2
粗銑孔右外側(cè)面
端銑刀
380
59.7
0.48
2
1
0.51
指導(dǎo)老師
第 頁
共頁
機(jī)械加工工序卡片
工序名稱
鉆-擴(kuò)-鉸孔
工序號
零件名稱
后鋼板彈簧吊耳
零件號
零件重量
2.6kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型式
重量
35鋼
149~187HBS
模鍛造
3.9kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
鉆床
Z550
工步
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
基本工時(shí)
1
鉆孔
麻花鉆
250
22.0
0.28
13
0.67
2
擴(kuò)孔
擴(kuò)孔鉆
185
16.3
0.6
1.8
0.07
3
粗鉸孔
鉸刀
63
68.3
0.6
0.2
0.05
4
精鉸孔
鉸刀
63
68.3
0.6
0.2
0.05
5
倒角
锪鉆
（以孔和其兩外圓端面定位）
指導(dǎo)老師
第 頁
共 頁
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
后鋼板彈簧吊耳
零件名稱
共1 頁
第1 頁
材料牌號
35鋼
毛坯種類
鍛件
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
1
每臺件數(shù)
1
備注
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
工段
設(shè)備
工藝裝備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
端面銑
粗精銑兩外圓端面
X51銑床
專用銑夾具
高速鋼圓形銑刀
2
鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸
鉆，擴(kuò)，鉸孔，倒角
Z550鉆床
專用鉆夾具
麻花鉆 擴(kuò)孔鉆 鉸刀 忽刀
3
端面銑
粗銑孔內(nèi)側(cè)面
X51銑床
專用銑夾具
高速鋼圓形銑刀
4
端面銑
粗銑孔外側(cè)面
X51銑床
專用銑夾具
高度速圓形銑刀
5
鉆-擴(kuò)-鉸
鉆-擴(kuò)-鉸孔 倒角1×45
Z550鉆床
專用鉆夾具
麻花鉆 擴(kuò)孔鉆 鉸刀 忽刀
6
鉆-擴(kuò)
鉆-擴(kuò)孔
Z550鉆床
專用鉆夾具
麻花鉆 擴(kuò)孔鉆
7
粗銑
粗銑開口槽
X51銑床
專用銑夾具
8
終檢
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“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(jì) 者：
班級學(xué)號：
指導(dǎo)老師：
學(xué)院：
班級：
2012 年7 月4 日
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目：設(shè)計(jì)“后鋼板彈簧吊耳”零件的機(jī)制加工工藝規(guī)程及工藝裝備
內(nèi)容：1、零件圖 1張
2、毛坯圖 1張
3、機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張
4、夾具裝配圖 1張
5、夾具體零件圖 1張
6、課程設(shè)計(jì)說明書 1份
原始資料：零件圖樣，Q=4000臺/年，n=1件/臺，每日一班
2012年07月
引言 - 2 -
2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) - 3 -
2.1零件的分析 - 3 -
2.1.1零件的作用 - 3 -
2.1.2零件的工藝分析 - 4 -
后鋼板彈簧吊耳的技術(shù)要求 - 4 -
2.2工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 - 5 -
2.3后鋼板彈簧吊耳加工定位基準(zhǔn)的選擇 - 5 -
2.3.1 確定毛坯的制造形式 - 5 -
2.3.2粗基準(zhǔn)的選擇 - 6 -
2.3.3精基準(zhǔn)的選擇 - 6 -
2.4工藝路線的制定 - 6 -
2.4.1 工藝方案一 - 6 -
2.4.2 工藝方案二 - 7 -
2.4.3 工藝方案的比較與分析 - 7 -
2.5機(jī)械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸的確定 - 8 -
2.5.1機(jī)械加工余量·毛坯尺寸 - 8 -
2.5.2 確定工序尺寸 - 8 -
3 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 - 10 -
3.1切削用量的計(jì)算 - 10 -
3.2 時(shí)間定額的計(jì)算 - 12 -
3.2.1 基本時(shí)間的計(jì)算 - 12 -
3.2.2 輔助時(shí)間的計(jì)算 - 13 -
3.2.3 其他時(shí)間的計(jì)算 - 13 -
3.2.4單件時(shí)間的計(jì)算 - 14 -
3.2 本章小結(jié) - 14 -
4 加工工藝孔夾具設(shè)計(jì) - 14 -
4.1加工工藝孔夾具設(shè)計(jì) - 14 -
4.2定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇 - 15 -
4.3定位誤差分析 - 15 -
4.4切削力的計(jì)算與夾緊力分析 - 16 -
4.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) - 16 -
4.6夾具精度分析 - 18 -
4.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 - 18 -
4.8夾具裝配二維圖 - 19 -
4.9夾具裝配三維圖 - 20 -
4.10本章小結(jié) - 22 -
五、結(jié) 論 - 23 -
六、參 考 文 獻(xiàn) - 23 -
七、致 謝 - 23 -
設(shè)計(jì)后鋼板彈簧吊耳的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備
1、 引言
機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在完成了大學(xué)的基本課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，使我對專業(yè)知識、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)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(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)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(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當(dāng)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(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。所以對機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。
本次設(shè)計(jì)是對后鋼板彈簧吊耳零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。后鋼板彈簧吊零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工藝原則可知，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。所以本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并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加工精度。基準(zhǔn)選擇以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面作為粗基準(zhǔn)，以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是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 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
按照設(shè)計(jì)要求給出的零件是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、以及導(dǎo)向功能。
圖2.1 后鋼板彈簧吊耳零件圖
三維圖如下圖所示
2.1.2零件的工藝分析
后鋼板彈簧吊耳的技術(shù)要求
加工表面
尺寸及偏差
公差 及精度等級
表面粗糙度
形位公差
兩端面
0.4，IT13
0.05，IT9
尺寸的端面
0.074，IT9
22
0.045,IT9
◎
A
寬為的槽
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的開口槽的銑削，2個(gè)在同一中心線上數(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的開口槽的表面粗糙度要求為。
2.2工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。采用35號鋼，含碳量0.32~0.40 。屬于優(yōu)質(zhì)碳素鋼，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(guān)系。
該類零件的加工應(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。
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35鋼。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(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工藝路線的制定
由于生產(chǎn)類型為中批生產(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。
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：
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：
終檢
2.4.2 工藝方案二
表 2.2 工藝方案二表
工序1：
以的圓柱面以及一個(gè)端面為粗基準(zhǔn)車床加工另外一個(gè)端面，以及用車床尾座進(jìn)行鉆孔
工序2：
以加工完的的圓柱面以及端面為精基準(zhǔn)加工另外一個(gè)端面
工序3：
鉆床 擴(kuò)，鉸孔，倒角
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：
鉆，擴(kuò)孔
工序8：
銑寬度為4的開口槽
工序9：
終檢
2.4.3 工藝方案的比較與分析
工藝方案一與工藝方案二的關(guān)鍵不同的兩個(gè)地方在于的端面加工以及的內(nèi)外表面與孔的加工順序。
方案二車床加工車削的端面與內(nèi)孔，可以保證垂直度的要求，但是相對于方案一，需要裝夾兩次，定位比較麻煩。而且由于的內(nèi)孔的粗糙度要求比較高，還需要擴(kuò)孔以及鉸孔處理。方案一銑床銑削兩側(cè)端面，可以保證平行度，孔加工可以一次性在鉆床上面加工完。
的兩側(cè)面以及孔的加工順序應(yīng)該遵循先面后孔的原則，若先加工孔，加工余量更大，加工時(shí)間耗時(shí)更多，加工路線就不合理。綜上所述，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：
終檢
2.5機(jī)械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸的確定
2.5.1機(jī)械加工余量·毛坯尺寸
“后鋼板彈簧吊耳”零件材料為35鋼，硬度HBS為149～187，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。
參考金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)書本.查表可以 毛坯圖 如下
2.5.2 確定工序尺寸
（1-1）銑端的其中的一個(gè)側(cè)面，以另一側(cè)面為定位基準(zhǔn)
名稱
加工余量
基本尺寸
加工經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
2
78
IT12
Ra6.3
毛胚尺寸
-
80
-
-
（1-2）銑端的其中的一另一個(gè)側(cè)面，以加工后的那面作為精基準(zhǔn)
名稱
加工余量
基本尺寸
加工經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
2
76
IT12
Ra6.3
（2）工孔：
名稱
加工余量（雙）
基本尺寸
加工經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸及公差
表面粗糙度
鉸孔（粗-精）
0.25
IT7
Ra1.6
擴(kuò)孔
1.75
IT11
Ra6.3
鉆孔
35
IT12
-
（3）銑孔的內(nèi)側(cè)端面：
名稱
加工余量（雙）
基本尺寸
加工經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
4
76.5
-
Ra12.5
毛胚尺寸
-
72.5
-
（4）銑孔的外側(cè)兩端面 以加工后的內(nèi)側(cè)面為定位的基準(zhǔn)
名稱
加工余量
基本尺寸
加工經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
2
22
IT12
22
Ra50
（5）加工孔：
名稱
加工余量（雙）
基本尺寸
加工經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸及公差
表面粗糙度
鉸孔（粗-精）
0.2
IT7
Ra1.6
擴(kuò)孔
1.8
IT11
Ra6.3
鉆孔
28
IT12
-
（6）加工孔：
名稱
加工余量（雙）
基本尺寸
加工經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸及公差
表面粗糙度
擴(kuò)孔
0.7
-
-
鉆孔
9.8
IT12
-
（7）銑寬度為4mm的開口槽：
名稱
加工余量
基本尺寸
加工經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
4
4
IT13
4
Ra50
3 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算
3.1切削用量的計(jì)算
以工序1為例：粗銑兩外圓端 確定切削用量
機(jī)床：立式銑床X51
刀具：高速鋼圓柱形銑刀 粗齒數(shù)，細(xì)齒數(shù)
（1）、粗銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：查設(shè)計(jì)指南 表5-144可知，取
銑削速度： 取，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
取=30, =63代入公式得：
根據(jù)表5-72，取
實(shí)際銑削速度：
工作臺每分進(jìn)給量：
取=，，=代入公式得：
工作臺每分進(jìn)給量：
取
以工序5——鉆—擴(kuò)—鉸孔為實(shí)例，確定切削用量
機(jī)床：立式鉆床 Z550
刀具：麻花鉆（45度的主偏角）、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、锪鉆
1.鉆孔工步
1）背吃刀量的確定 取。（雙邊余量）
2）進(jìn)給量的確定 零件材料為低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則～0.43）0.26～0.32mm/r，取f=0.28mm/r根據(jù)表4-64可以查到選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。
3）切削速度的計(jì)算 由表4-66，按工件材料為35鋼中碳鋼的條件選取，切削速度v可取為。由可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速，參照課程設(shè)計(jì)指南表5-65所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度：
。
2.擴(kuò)孔工步
1）背吃刀量的確定 取。
2）進(jìn)給量的確定 由表5-128，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。
3）切削速度的計(jì)算 由指南 表5-128，按工件材料為35鋼的條件選取，切削速度v可取為。由可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速，參照表5-65所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際鉆削速度：
。
3.鉸孔工步
1）背吃刀量的確定 取。
2）進(jìn)給量的確定 查設(shè)計(jì)指南表5-129，可以查到每轉(zhuǎn)進(jìn)給量處于0.5-0.6之間，可以選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。
3）切削速度的計(jì)算 根據(jù)課程設(shè)計(jì)指南表5-135可以知道，主軸轉(zhuǎn)速處于5-7m/min參照表4-9所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速， .取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際鉆削速度：
。
4.倒角
采用锪鉆。為縮短輔助時(shí)間，取倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同：，手動進(jìn)給。
3.2 時(shí)間定額的計(jì)算
3.2.1 基本時(shí)間的計(jì)算
以工序7——鉆—擴(kuò)—鉸孔為例
1）鉆孔工步
鉆孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中；；；；。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間。
以上為鉆一個(gè)孔的機(jī)動時(shí)間，故本工序機(jī)動工時(shí)是。
2）擴(kuò)孔工步
擴(kuò)孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中；；;；；；。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間。
以上為擴(kuò)一個(gè)孔的機(jī)動時(shí)間，故本工序機(jī)動工時(shí)是。
3）鉸孔工步（因?yàn)榉执帚q和精鉸。所以鉸孔工步時(shí)長為兩倍0
鉸孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中；；;；；；。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間。
以上為鉸孔工步的機(jī)動時(shí)間，故本工序機(jī)動工時(shí)是。
3.2.2 輔助時(shí)間的計(jì)算
工序5——鉆—擴(kuò)—鉸孔
輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系為=（0.15~0.2），這里取=0.15，則：
工序5鉆孔工步的輔助時(shí)間：t = 0.15 * 48s=7.2s
工序5擴(kuò)孔工步的輔助時(shí)間：t = 0.15 * 28.6s=4.3s
工序5鉸孔工步的輔助時(shí)間：t = 0.15 * 164.8s=24.72s
3.2.3 其他時(shí)間的計(jì)算
除了作業(yè)休息時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于該工件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%~7%，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%~4%，均取為3%，則各工序的其它時(shí)間（+）可按關(guān)系式(3%+3%)(+)計(jì)算，則：
工序5——鉆—擴(kuò)—鉸孔
工序5鉆孔工步的其他時(shí)間：+=6%（48s+7.2s）=3.1s；
工序5擴(kuò)孔工步的其他時(shí)間：+=6%（28.6s+4.3s）=1.98s；
工序5鉸孔工步的其他時(shí)間：+=6%（164.8s+24.72s）=11.37s；
3.2.4單件時(shí)間的計(jì)算
工序5單件時(shí)間為三個(gè)工步單件時(shí)間的和，其中
鉆孔工步：=48s+7.2s+3.1s=58.3s
擴(kuò)孔工步：=28.6s+4.3s+1.98s=34.88s
鉸孔工步：=164.8s+24.72s+11.37s=200.8s；
因此，工序9的單件時(shí)間=++=58.3s+34.88s+200.8s=293.98s。
3.2 本章小結(jié)
本章主要是對后鋼板彈簧吊耳的加工工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。先要明確零件的作用 ，本次設(shè)計(jì)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(jī)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(jìn)行分析，制定出幾套工藝方案，然后對這幾套方案進(jìn)行分析比較，選擇最優(yōu)方案，最后進(jìn)行時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排。優(yōu)良的加工工藝是能否生產(chǎn)出合格，優(yōu)質(zhì)零件的必要前提，所以對加工工藝的設(shè)計(jì)十分重要，設(shè)計(jì)時(shí)要反復(fù)比較，選擇最優(yōu)方案.
4 加工工藝孔夾具設(shè)計(jì)
4.1加工工藝孔夾具設(shè)計(jì)
本夾具主要用來鉆、、鉸兩個(gè)工藝孔。這兩個(gè)工藝孔均有尺寸精度要求為，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?yàn)楹箐摪鍙椈傻醵庸さ牡谖宓拦ば颍镜拦ば蚣庸r(shí)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。
4.2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(shí)，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(jì)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(大平面短銷）為主要定位基準(zhǔn)限制工件的五個(gè)自由度，用一個(gè)活動的支承釘限制工件的另一個(gè)自由度。采用螺母夾緊。以及一個(gè)活動的支承釘來作為輔助支承。
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(zhǔn)位移誤差。不過這時(shí)的徑向定位誤差不再只是單向的了，而是在水平面內(nèi)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(shí)大一倍。見下圖。
式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）；
——工件圓孔直徑公差（mm）；
——心軸外圓直徑公差（mm）。
圖4.2 心軸垂直放置時(shí)定位分析圖
4.4切削力的計(jì)算與夾緊力分析
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)、鉸加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由《切削手冊》得：
鉆削力 式（4-1）
鉆削力矩 式（4-2）
式中：
代入公式（4-1）和（4-2）得
本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
4.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
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(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔分鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工步完成加工。即先用的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB1141—84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)GB1141—84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)GB1141—84的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)鉸刀尺寸為故鉆套孔徑尺寸為。
圖 4.3 快換鉆套圖
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
表 4.1 鉸工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表
d
H
D
公稱尺寸
允差
30
30
40
-0.010
-0.027
59
46
16
5.5
27
28
36
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖 4.4 固定襯套圖
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
表 4.2 固定襯套數(shù)據(jù)表
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
40
+0.023
0
42
46
+0.035
+0.018
3
2
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)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖2所示。
4.6夾具精度分析
利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)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(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。
本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸及同軸度公差及表面粗糙度。本道工序最后采用精鉸加工，選用GB1141—84鉸刀，直徑為，并采用鉆套，鉸刀導(dǎo)套孔徑為，外徑為同軸度公差為。固定襯套采用孔徑為，同軸度公差為。
該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。即要求：（1）、各孔的實(shí)際輪廓受最大實(shí)體實(shí)效邊界的控制即受直徑為的理想圓柱面的控制。（2）、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸。（3）、當(dāng)各孔的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)可將偏離量補(bǔ)償給位置度公差。（4）、如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)體狀態(tài)即其實(shí)際直徑為時(shí)，相對于最大實(shí)體尺寸的偏離量為，此時(shí)軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大值。
工藝孔的尺寸，由選用的鉸刀尺寸滿足。
工藝孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步鉆、擴(kuò)、鉸滿足。
4.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
由零件圖可知，兩工藝孔位于零件孔內(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(shí)，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(jì)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)選擇外圓端面為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度，以孔限制工件的兩個(gè)自由度，用一個(gè)擋塊定位限制工件的另一個(gè)自由度。
4.8夾具裝配二維圖
4.9夾具裝配三維圖
4.10本章小結(jié)
在本章中，夾具主要用來加工后鋼板彈簧吊耳工藝孔。首先應(yīng)明確本夾具中的夾緊定位機(jī)構(gòu)，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。本工藝孔的定位基準(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(gè)自由度，用一個(gè)定位銷限制工件的另一個(gè)自由度。采用螺母夾緊。然后按照有關(guān)公式進(jìn)行切削力和夾緊力的計(jì)算，然后對鉆床夾具必不可少的鉆套和襯套進(jìn)行設(shè)計(jì)，還應(yīng)對夾具精度進(jìn)行分析。
夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。是能否高效、便捷生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。所以對夾具設(shè)計(jì)也是非常重要的。
- 24 -
五、結(jié) 論
后鋼板彈簧吊耳的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是對后鋼板彈簧吊耳的加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。后鋼板彈簧吊耳的加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時(shí)的確定，夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過三個(gè)多月自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個(gè)過程中，對機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識有了更深的理解，增強(qiáng)了對本專業(yè)綜合知識運(yùn)用的能力，使我對專業(yè)知識、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。
六、參 考 文 獻(xiàn)
《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》化工工業(yè)出版， 主編：黃如林，汪群，2006.3
《機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》化工工業(yè)出版 主編：王祟凱
《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 高等教育出版社 主編 ：吉衛(wèi)喜
七、致 謝
首先，我要感謝汪群老師對我的課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。在課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中，汪老師給予了我學(xué)術(shù)和指導(dǎo)性的意見以及寶貴的指導(dǎo)意見和鼓勵。
同時(shí)，我深深感謝我們班級的同學(xué)，在兩個(gè)個(gè)星期的設(shè)計(jì)過程中，大家團(tuán)結(jié)互愛，彼此互幫互助，使得整個(gè)設(shè)計(jì)過程順利有序的進(jìn)行。我也非常感謝我的父母朋友。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中。
最后，很感謝閱讀這篇課程設(shè)計(jì)（論文）的人們。感謝你們抽出寶貴的時(shí)間來閱讀這篇課程設(shè)計(jì)（論文）