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1、哈工大畢業(yè)設(shè)計(jì) 后鋼板彈簧吊耳加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 38 / 43 摘 要 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?；鶞?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

2、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。整個(gè)加工過程均選用組合機(jī)床。 關(guān)鍵詞后鋼板彈簧吊耳,加工工藝,專用夾具 目 錄 摘要Ⅰ ABSTRACT II 目錄1 1緒論1 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 1.1.2零件的工藝分析3 2.2工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施4 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5 2.4 工藝路線的制定5 2.4.1 工藝方案一5 2.4.2

3、 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)動時(shí)間〕7 2.7時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排16 2.8 本章小結(jié)18 3 粗銑后鋼板彈簧吊耳側(cè)端面夾具設(shè)計(jì)19 3.1粗銑后鋼板彈簧吊耳側(cè)端面夾具設(shè)計(jì)19 3.2定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇19 3.3定位誤差分析19 3.4銑削力與夾緊力計(jì)算20 3.5定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì)21 3.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)23 3.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明24 3.8本章小結(jié)24 4 加工工藝孔夾具設(shè)計(jì)25 4.1加工工藝孔夾具設(shè)計(jì)25 4

4、.2定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇25 4.4切削力的計(jì)算與夾緊力分析26 4.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)26 4.6夾具精度分析28 4.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明28 4.8本章小結(jié)29 5 加工工藝孔夾具設(shè)計(jì)30 5.1加工工藝孔夾具設(shè)計(jì)30 5.2定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇30 5.3定位元件的設(shè)計(jì)30 5.4定位誤差分析32 5.5切削力的計(jì)算與夾緊力分析32 5.6鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)32 5.7夾具精度分析34 5.8夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明34 5.9本章小結(jié)35 結(jié)論36 參考文獻(xiàn)37 致38 1 緒 論

5、 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)床的使用圍,從而使產(chǎn)品在保證精

6、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。 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在,大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上,這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具,是加工過程加速和趨于完善；第二階段,夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁,夾具的機(jī)能發(fā)生變化,它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認(rèn)識到,夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系,所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合,夾具作為機(jī)床的一部分,成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。 在夾具設(shè)計(jì)過程中,對于被

7、加工零件的定位、夾緊等主要問題,設(shè)計(jì)人員一般都會考慮的比較周全,但是,夾具設(shè)計(jì)還經(jīng)常會遇到一些小問題,這些小問題如果處理不好,也會給夾具的使用造成許多不便,甚至?xí)绊懙焦ぜ募庸ぞ取Ｎ覀儼讯嗄陙碓趭A具設(shè)計(jì)中遇到的一些小問題歸納如下：清根問題在設(shè)計(jì)端面和孔定位的夾具時(shí),會遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處清根問題。端面和定位外圓分為兩體時(shí)無此問題,。夾具要不要清根,應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)而定。如果零件定位孔孔口倒角較小或無倒角,則必須清根,如果零件定位孔孔口倒角較大或孔口是空位,則不需要清根,而且交界處可以倒為圓角R。端面與外圓定位時(shí),與上述相同。讓刀問題在設(shè)計(jì)圓盤類刀具<如銑刀、砂輪等>加工的夾具

8、時(shí),會存在讓刀問題。設(shè)計(jì)這類夾具時(shí),應(yīng)考慮銑刀或砂輪完成切削或磨削后,銑刀或砂輪的退刀位置,其位置大小應(yīng)根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的直徑大小,留出超過刀具半徑的尺寸位置即可。更換問題在設(shè)計(jì)加工結(jié)構(gòu)相同或相似,尺寸不同的系列產(chǎn)品零件夾具時(shí),為了降低生產(chǎn)成本,提高夾具的利用率,往往會把夾具設(shè)計(jì)為只更換某一個(gè)或幾個(gè)零件的通用型夾具。 隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展,對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求,使多品種,中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流,為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢,必然對機(jī)床夾具提出更高的要求。特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在今后的發(fā)展過程中,應(yīng)大力推廣使用組合夾具、半組合

9、夾具、可調(diào)夾具,尤其是成組夾具。在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下,夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 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。 圖2.1 后鋼板彈簧吊耳零件圖 1.1.2零件的工藝分析 由后鋼

10、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

11、析可知。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

12、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。 由于后鋼板彈簧吊耳的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足后鋼板彈簧吊耳生產(chǎn)率要求也是過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

13、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

14、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),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。 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：

15、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： 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： 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,

16、孔,最后加工孔的外側(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,這樣加工路線就不合理,同理,寬度為4的開口槽應(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： 銑孔的側(cè)面 工序4： 銑孔的外側(cè)面 工序5： 鉆,擴(kuò),鉸孔,倒角 工

17、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、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： <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：

18、 鉆孔： 擴(kuò)孔： 2Z=1.8 鉸孔： 2Z=0.2 <3> 銑孔的側(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。 <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：

19、 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,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3—48,取2Z=2已能滿足要求。 2.6確定切削用量及基本工時(shí)〔機(jī)動時(shí)間〕 工序1：粗、精銑兩外圓端面 機(jī)床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀粗齒數(shù),細(xì)齒數(shù) 〔1〕、粗銑 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-13,取 銑削速度：參照《

20、機(jī)械加工工藝師手冊》表30-23,取, 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 式〔2-1〕 取=30,=63代入公式〔2-1〕得： 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表11-4,取 實(shí)際銑削速度： 工作臺每分進(jìn)給量： 式〔2-2〕 取=,,=代入公式〔2-2〕得： 取 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 式〔2-3〕 取,,, 代入公式〔2-3〕得： 以上為銑一個(gè)端面的機(jī)動時(shí)間,故本工序機(jī)動工時(shí)為 〔2〕、精銑 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-13,取 銑削速

21、度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-23,取, 取=30,=63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》表11-4,取 實(shí)際銑削速度： 取=,,=代入公式〔2-2〕得： 工作臺每分進(jìn)給量： 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 取,,代入公式〔2-3〕得： 機(jī)動時(shí)間：以上為銑一個(gè)端面的機(jī)動時(shí)間,故本工序機(jī)動工時(shí)為 工序2：鉆,擴(kuò),鉸孔,倒角 機(jī)床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀 〔1〕、鉆孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表28

22、-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》表28-13,取 取切削速度 取=24,=35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》表9-3,取 實(shí)際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 式 <2-4> 取,,,,代入公式〔2-4〕得： 〔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》表28-30, 參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-31,取 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-31,取 取=19,=

23、36.8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》表9-3取 實(shí)際切削速度： 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-42 被切削層長度： 刀具切入長度 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取,,,,代入公式〔2-4〕得： 機(jī)動時(shí)間： 〔3〕鉸孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-35,取 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-36,取 取切削速度 取=9.1,=37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》表9-3,取 實(shí)際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取,

24、,,,代入公式〔2-4〕得： 機(jī)動時(shí)間： 〔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。 工序3：粗銑孔的側(cè)面 機(jī)床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀粗齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-29,取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-29,取, 取=24,=50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》表11-4,取 實(shí)際銑削速度： 取=,,=代入公式〔2-2〕得： 工作臺每分進(jìn)給量： 取 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：

25、 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 取,,,代入公式〔2-3〕得： 機(jī)動時(shí)間： 以上為銑一個(gè)端面的機(jī)動時(shí)間,故本工序機(jī)動工時(shí)為 工序4：粗銑孔的外側(cè)面 機(jī)床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀粗齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-29,取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-29,取, 取=24,=50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》表11-4,取 實(shí)際銑削速度： 取=,,=代入公式〔2-2〕得： 工作臺每分進(jìn)給量： 取 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具

26、切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 取,,,代入公式〔2-3〕得： 機(jī)動時(shí)間： 以上為銑一個(gè)端面的機(jī)動時(shí)間,故本工序機(jī)動工時(shí)為 工序5：鉆,擴(kuò),鉸孔 機(jī)床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀 〔1〕、鉆孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》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》表28-13,取 取切削速度 取=24,=28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》表9-3,取 實(shí)際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出

27、長度： 走刀次數(shù)為1 取,,,,代入公式〔2-4〕得： 機(jī)動時(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)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》表28-30, 參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-31,取 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-31,取 取=19.8,=29.8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》表9-3取 實(shí)際切削速度： 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-42 被切削層長度： 刀具切入長度 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取,,,,代入公式〔2-4〕得： 機(jī)動時(shí)間： 以

28、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)為 〔3〕鉸孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-35,取 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-36,取 取切削速度 取=9.9,=30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》表9-3,取 實(shí)際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取,,,,代入公式〔2-4〕得： 機(jī)動時(shí)間： 以上為鉸一個(gè)孔的機(jī)動時(shí)間,故本工序機(jī)動工時(shí)為 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。 工序6：鉆,擴(kuò)孔 機(jī)床：專用組合

29、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》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》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》表9-3,取 實(shí)際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取,,,,代入公式〔2-4〕得： 機(jī)動時(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)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》表2

30、8-30, 參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-31,取 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》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》表9-3取 實(shí)際切削速度： 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-42 被切削層長度： 刀具切入長度 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取,,,,代入公式〔2-4〕得： 機(jī)動時(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)為 工序7：粗銑寬度為4的開口槽 機(jī)床：專用組合銑床 刀具：高速剛鋸片銑刀粗齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-13

31、,取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-23,取, 取=30,=63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》表11-5,取 實(shí)際銑削速度： 取=,,=代入公式〔2-2〕得： 工作臺每分進(jìn)給量： 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 取,,, 代入公式〔2-3〕得： 機(jī)動時(shí)間： 2.7時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-2,機(jī)械加工單件〔生產(chǎn)類型：中批以上〕時(shí)間定額的計(jì)算公式為： 〔大量生產(chǎn)時(shí)〕 因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為：

32、 式 <2-5> 其中：—單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間〔機(jī)動時(shí)間〕 —輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動作所消耗的時(shí)間,包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 —布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值 工序1：粗、精銑兩外圓端面 機(jī)動時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-45,取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-48, 取,,k=0.13代入公式〔2-5〕得 單間時(shí)間定額： 工序2：鉆,擴(kuò),鉸孔,倒角 機(jī)動時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝

33、手冊》表2.5-41,取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-43, 取,,k=0.1214代入公式〔2-5〕得 單間時(shí)間定額： 工序3：銑孔的側(cè)面 機(jī)動時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-45,取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-48, 取,,k=0.13代入公式〔2-5〕得 單間時(shí)間定額： 工序4：銑孔的外側(cè)面 機(jī)動時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-41,取工步輔助時(shí)間為。由于

34、在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-43, 取,,k=0.1214代入公式〔2-5〕得 單間時(shí)間定額： 工序5：鉆,擴(kuò),鉸孔,倒角 機(jī)動時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-41,取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-48, 取,,k=0.1214代入公式〔2-5〕得 單間時(shí)間定額： 工序6：鉆,擴(kuò)孔 機(jī)動時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-41,取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝

35、卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-43,k=12.14 取,,k=0.1214代入公式〔2-5〕得 單間時(shí)間定額： 工序7：銑寬度為4的開口槽 機(jī)動時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-45,取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-48, 取,,k=0.13代入公式〔2-5〕得 單間時(shí)間定額： 2.8 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

36、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。 3 粗銑后鋼板彈簧吊耳側(cè)端面夾具設(shè)計(jì) 3.1粗銑后鋼板彈簧吊耳側(cè)端面夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來粗銑后鋼板彈簧吊耳側(cè)端面。由加工本道工序的工序簡圖可知。粗銑后鋼板彈簧吊耳側(cè)端面時(shí),均有表面粗糙度要求。本道工序僅是對側(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),在帶臺肩長銷和浮動支承半板上

37、實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí),首先由螺母和開口墊圈夾緊孔兩端面,再用DQG型汽缸通過鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動浮動壓塊在工件叉桿處夾緊。在本道工序加工時(shí),還應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強(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,以在帶臺肩長銷為第一定位基準(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),在帶臺肩長銷和浮動支撐板上實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí),首先由螺母和開口墊圈夾緊孔兩端面,再用汽缸通過鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動浮動壓塊在工

38、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上定位,定位銷為水平放置,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〕； ——定位銷外圓直徑公差〔mm〕。 圖3.2 定位銷水平放置時(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》可查得： 銑削力計(jì)算公式為 圓周分力 式〔3-1〕 查表可得：

39、 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。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(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=2

40、5mm 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 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 25 -0.014 -0.045 40 14 6 15 6 24 +0.023 7 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成,用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成后鋼板彈簧吊耳側(cè)端面的粗銑加工,所以選用直角對刀塊。直角對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示： 圖 3.4 對刀塊圖 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

41、 公稱尺寸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,氣缸活塞帶動壓塊從上往下移動夾緊工件。 根據(jù)所需要的夾緊力,來計(jì)算氣缸缸筒徑。 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〔取〕 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

42、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)及操作的簡要說明 本夾具用于后鋼板彈簧吊耳側(cè)端面的粗銑。件以孔及端面和叉桿面為定位基準(zhǔn),在帶臺肩長銷和浮動支撐板上實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí),首先由螺母和開口墊圈夾緊孔兩端面,再用汽缸通過鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動浮動壓塊在工件叉

43、桿處夾緊。其夾緊采用的是氣動夾緊,夾緊簡單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件在夾具體上安裝好后,浮動壓塊在氣缸活塞的推動下向下移動夾緊工件。當(dāng)工件加工完成后,壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件,即可取下工件。 3.8本章小結(jié) 在本章中,夾具主要用來粗銑后鋼板彈簧吊耳側(cè)端面。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。工件以孔及端面和叉桿面為定位基準(zhǔn),在帶臺肩長銷和浮動支撐板上實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí),首先由螺母和開口墊圈夾緊孔兩端面,再用汽缸通過鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動浮動壓塊在工件叉桿處夾緊。然后按照有關(guān)公式進(jìn)行銑削力和夾緊的計(jì)算

44、,然后對銑床夾具必不可少的定向鍵和對刀裝置進(jìn)行設(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,所以還要對汽缸進(jìn)行設(shè)計(jì)。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。 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、擴(kuò)、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)

45、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。 圖4.

46、1 定位分析圖 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

47、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

48、。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

49、 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

50、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?！?〕、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸?！?〕、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?！?〕、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

51、可知,兩工藝孔位于零件孔外側(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)行后鋼板彈簧吊耳側(cè)端面粗銑加工工序時(shí),外圓端面

52、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。 5 加工工藝孔夾具設(shè)計(jì) 5.1加工工藝孔夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來鉆、擴(kuò)、兩個(gè)工藝孔。這兩個(gè)工藝孔均有表面粗糙度要求,表面粗糙度為,與圓垂直。本到工序?yàn)?/p>

53、后鋼板彈簧吊耳加工的第六道工序,本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其表面粗糙度要求,以及如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強(qiáng)度。 5.2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上,其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與端面垂直。為了保證所鉆、擴(kuò)的孔與側(cè)面垂直,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鉆擴(kuò)鉸工序的定位基準(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)選擇孔端面為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度,以孔配和的圓柱銷限制工件的兩個(gè)自由度,以孔配和的削邊銷限制工件的一個(gè)自由度,既采用一面兩銷定位。再用一個(gè)螺旋夾緊機(jī)

54、構(gòu)從孔的另一端面進(jìn)行夾緊。 圖5.1 定位分析圖 5.3定位元件的設(shè)計(jì) 本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位,所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對短圓柱銷和短削邊銷進(jìn)行設(shè)計(jì)。 由加工工藝孔工序簡圖可知兩工藝孔中心距。 由于兩工藝孔有位置度公差,所以其尺寸公差為 所以兩工藝孔的中心距為,而兩工藝孔尺寸為,。 根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》削邊銷與圓柱銷的設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下： 圖5.2 兩銷分析圖 〔1〕、確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差 == 〔2〕、確定圓柱銷直徑及其公差 〔—基準(zhǔn)孔最小直徑〕 取f6 所以圓柱銷尺寸為 〔

55、3〕、削邊銷的寬度b和B 〔由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》〕 〔4〕、削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙 式〔5-1〕 其中：—基準(zhǔn)孔最小直徑—圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙 代入數(shù)據(jù)由公式〔5-1〕得 〔5〕、削邊銷直徑及其公差 按定位銷一般經(jīng)濟(jì)制造精度,其直徑公差帶為,則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為。 〔6〕、補(bǔ)償值 5.4定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為： 〔1〕、移動時(shí)基準(zhǔn)位移誤差 = = <2>、轉(zhuǎn)角誤差

56、 其中： 5.5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〔5-2〕 鉆削力矩 式〔5-3〕 式中： 代入公式〔5-2〕和〔5-3〕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。 5.6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)、兩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

57、、擴(kuò)、兩個(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,故鉆套孔徑為。再用標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔,根據(jù)的規(guī)定擴(kuò)孔鉆的尺寸為,鉆套尺寸為。 圖 5.3 快換鉆套圖 擴(kuò)工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 5.1 擴(kuò)工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表 d H D 公稱尺寸 允差 10.5 16 16 -0.006 -0.018 26 22 12 4 10 11.5 20.5 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 5.4 固定襯套圖 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 5.2 固定襯套數(shù)據(jù)表 d H D

58、 C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 16 +0.019 0 16 22 +0.039 +0.025 1 0.6 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。 5.7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與孔距離要求為粗糙度表面粗糙度。。固定

59、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?！?〕、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸?！?〕、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)、滿足。 5.8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上

60、,其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與端面垂直。為了保證所鉆、擴(kuò)的孔與側(cè)面垂直,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鉆擴(kuò)鉸工序的定位基準(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)選擇孔端面為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度,以孔配和的圓柱銷限制工件的兩個(gè)自由度,以孔配和的削邊銷限制工件的一個(gè)自由度,既采用一面兩銷定位。然后由一個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊就可以開始加工了 5.9本章小結(jié) 本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),本工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇孔端面為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度,以孔配和的

61、圓柱銷限制工件的兩個(gè)自由度,以孔配和的削邊銷限制工件的一個(gè)自由度,既采用一面兩銷定位。再用一個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)從孔的另一端面進(jìn)行夾緊。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),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。 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)

62、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

63、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)。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 旦等,機(jī)床專用夾具圖冊,：工業(yè)大學(xué),2005。 [2] 已德,機(jī)床夾具圖冊,：機(jī)械工業(yè),1984。 [3] 何,機(jī)械制圖,：大學(xué),20001983。 [4] 機(jī)械工程基礎(chǔ)與通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用叢書編委會,形狀和位置公差,：中國計(jì)劃,2004。 [5] 淘濟(jì)賢等,機(jī)床夾具設(shè)計(jì),：機(jī)械工業(yè),1986。 [6] 洪,機(jī)械加工工藝師手冊,：機(jī)械工業(yè),1990。 [7] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會,機(jī)械設(shè)計(jì)手冊卷4,：機(jī)械工業(yè),1998。 [8]東北重型機(jī)械學(xué)院,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊,：

64、科學(xué)技術(shù),1979。 [9] 賀光誼等,畫法幾何及機(jī)械制圖,：大學(xué),1994。 [10] 丁駿一,典型零件制造工藝,：機(jī)械工業(yè),1989。 [11] 麗媛,機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo),：冶金工業(yè),2002。 [12] 東北重型機(jī)械學(xué)院等,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊,：科學(xué)技術(shù),1979。 [13] 孟少龍,機(jī)械加工工藝手冊第1卷,：機(jī)械工業(yè),1991。 [14] 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》修訂組,金屬機(jī)械加工工藝人員手冊,：科學(xué)技術(shù),1979。 [16] 馬賢智,機(jī)械加工余量與公差手冊,：中國標(biāo)準(zhǔn),1994。 [17] 金屬切削技術(shù)協(xié)會,金屬切削手冊,：科學(xué)技術(shù),1984。 [18] 周永強(qiáng),高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo),：中國建材工業(yè),2002。 致 首先,我要感老師對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中,他給予了我學(xué)術(shù)和指導(dǎo)性的意見。我萬分的感他們給我的寶貴的指導(dǎo)意見和鼓勵(lì)。 我也非常感我的父母。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,很感閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕的人們。感你們抽出寶貴的時(shí)間來閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕。