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I 課程設(shè)計說明書 課 題： 前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝及夾具設(shè)計 專 業(yè)： 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時 間： II 摘 要 本設(shè)計是基于前鋼板彈簧吊環(huán)零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。 前鋼板彈簧吊環(huán)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，本設(shè)計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孔系加工精度。基準(zhǔn)選擇以前鋼板彈簧吊 環(huán)的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以底面與兩個工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加 工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工 藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支 承孔系的加工采用的是坐標(biāo)法鏜孔。整個加工過程均選用組合機床。夾具選用專用夾 具，機構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿 足設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞：前鋼板彈簧吊環(huán)零件；工藝；夾具； III ABSTRACT The design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements. Key words: parts; fixture; IV 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................II ABSTRACT ...........................................................................................................................III 第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 ....................................................................................................1 1.1 零件的分析 ...................................................................................................................1 1.1.1 零件的作用 ............................................................................................................1 1.1.2 零件的工藝分析 ....................................................................................................1 1.2 確定毛坯的制造形式 ...................................................................................................2 1.3 前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝措施 ...................................................................................2 1.3.1 孔和平面的加工順序 ............................................................................................2 1.3.2 孔系加工方案選擇 ................................................................................................2 1.4 前鋼板彈簧吊環(huán)加工定位基準(zhǔn)的選擇 .......................................................................2 1.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ........................................................................................................2 1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 ........................................................................................................3 1.5 前鋼板彈簧吊環(huán)加工主要工序安排 ...........................................................................3 1.6 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ...........................................................5 1.7 確定切削用量及基本工時 ...........................................................................................6 第 2 章 加工 工藝孔夾具設(shè)計 ...............................................................................1310.5m 2.1 加工 工藝孔夾具設(shè)計 ..................................................................................13 2.2 定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇 ..........................................................................13 2.3 定位元件的設(shè)計 ..........................................................................................................14 2.4 定位誤差分析 ..............................................................................................................15 2.5 切削力的計算與夾緊力分析 ......................................................................................15 2.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計 ..........................................................................16 2.7 夾具精度分析 ..............................................................................................................17 2.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 ......................................................................................18 2.9 本章小結(jié) ......................................................................................................................18 總 結(jié) ....................................................................................................................................19 致 謝 ....................................................................................................................................20 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................21 1 第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是前鋼板彈簧吊環(huán)。前鋼板彈簧吊環(huán)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。因此汽車前鋼板彈簧吊環(huán)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。汽車前鋼板彈簧吊環(huán)主要作用是減 震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能 因此前鋼板彈簧吊環(huán)零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度， 而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 1.1.2 零件的工藝分析 由前鋼板彈簧吊環(huán)零件圖可知。它的外表面上有 3 個平面需要進(jìn)行加工。支承 孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為 2 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44mm端面和中間外圓為基準(zhǔn)加工面 這一組加工面包括：一個的22mm孔以及對其倒角，和各個端面 2. 以22孔和端面為中心的加工面，這組加工面主要是其余各孔及其槽和寬 64mm的2個44外圓的內(nèi)側(cè)面 2 1.2 確定毛坯的制造形式 零件材料為 35#，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材 料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型 鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生 產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 1.3 前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝措施 由以上分析可知。該前鋼板彈簧吊環(huán)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，對于前鋼板彈簧 吊環(huán)來說，加工過程中的主要問題是保證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。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 1.3.1 孔和平面的加工順序 前鋼板彈簧吊環(huán)類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工前鋼板彈簧吊 環(huán)上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。前鋼板彈簧吊 環(huán)的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，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。 前鋼板彈簧吊環(huán)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。 1.3.2 孔系加工方案選擇 前鋼板彈簧吊環(huán)孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法 及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在 滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。 1.4 前鋼板彈簧吊環(huán)加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入前鋼板彈簧吊環(huán)的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以前鋼板彈簧吊環(huán) 的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作 為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由 3 度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支 承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。 因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證前鋼板彈簧吊環(huán)孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的 選擇應(yīng)能保證前鋼板彈簧吊環(huán)在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從 前鋼板彈簧吊環(huán)零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積 較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果 使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基 準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是前鋼板彈簧吊環(huán)的裝配基準(zhǔn)，但因為它與 前鋼板彈簧吊環(huán)的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊 以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。 1.5 前鋼板彈簧吊環(huán)加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。前鋼板彈簧吊環(huán)加 工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。 第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到前鋼板彈簧 吊環(huán)加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，底面上的螺孔也 應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工 孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。 對于前鋼板彈簧吊環(huán)，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加 工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此， 實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端 面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于 切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打c908 及 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部 雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20 方案一 1. 鑄造 2. 時效處理 3. 銑 44 的兩外圓端面； 4. 鉆擴 22 孔； 5. 粗銑，半精銑 44 的兩內(nèi)圓端面； 4 6. 半精銑 44 的兩外圓端面； 7. 粗銑 10.5 外圓端面； 8. 鉆擴 10.5 的孔； 9. 半精銑 10.5 的兩外圓端面； 10. 粗銑寬度為 4mm 的開口槽； 11. 粗銑另一寬度為 4mm 的槽； 12. 終檢 方案二 工序：鍛造。 工序：退火處理 工序：銑 44 的 2 外圓端面 工序：粗銑，半精銑 44 的 2 內(nèi)圓端面 工序：鉆，擴 22 孔 工序：半精銑 44 的 2 外圓端面 工序：粗銑 10.5 外圓圓端面 工序：鉆，擴 10.5 的孔 工序：半精銑 10.5 孔的 2 外圓端面 工序 X：粗銑寬度為 4mm 的開口槽 工序 XI：粗銑另一端寬度為 4mm 槽 工序 XII：清洗 工序 XIII：檢驗，入庫 方案一和方案二的區(qū)別在于，方案一在加工外44m的2側(cè)面后，及時的加工了 22的孔，這樣可以利用加工好的22孔作為定位基準(zhǔn)，加工其他的工序，這 樣為后續(xù)的工序提供了基準(zhǔn)，提高了加工效率，適合于批量生產(chǎn)，而方案二則 不能達(dá)到這樣的效果，因此綜合考慮我們選擇方案一。 工藝路線選擇方案一: 13. 鑄造 14. 時效處理 15. 銑 44 的兩外圓端面； 16. 鉆擴 22 孔； 17. 粗銑，半精銑 44 的兩內(nèi)圓端面； 18. 半精銑 44 的兩外圓端面； 19. 粗銑 10.5 外圓端面； 20. 鉆擴 10.5 的孔； 5 21. 半精銑 10.5 的兩外圓端面； 22. 粗銑寬度為 4mm 的開口槽； 23. 粗銑另一寬度為 4mm 的槽； 24. 終檢 1.6 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： “吊環(huán)-后鋼板彈簧”零件材料為 35#，硬度 HBS 為 149187，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械加工余量，工序尺 寸及毛坯尺寸如下： (1) 銑 兩外圓端面4m 考慮其加工表面粗糙度要求為 ，可以先粗銑，再精銑，根據(jù)機械加6.3Ram 工工藝手冊表 2.3-5，取 2Z=5 已能滿足要求 （2） 銑 孔 2 個外圓端面10.5 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù)機械加工工藝手冊50a 表 2.3-5，取 2Z=3 已能滿足要求。m （3） 加工 孔 2 其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴，鉸三步，根1.6Ram 據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 19m 擴孔： 2Z=32 (4) 加工 孔0.5 其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴，兩步，根據(jù)12.5Ram 機械加工工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 9m 擴孔： 2Z=1.810.5 (5) 銑寬度為 4 的開口槽 6 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù)機械加工工藝手冊50Ram 表 2.348，取 2Z=4 已能滿足要求。 1.7 確定切削用量及基本工時 工序(1) ：銑 44 兩外圓端面 機床：銑床 X52K 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù) ，細(xì)齒數(shù)63dm6Z10Z （1） 、粗銑 銑削深度 ：wa3 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-13，取f 0.8/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-23，取 ，V (24)inV 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： 式（2-1）n01Vd 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0dn13(12)/min.46r 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 11-4，取 169/minr 實際銑削速度 ：V03.143.4d 工作臺每分進(jìn)給量 ： 式（2-2）mfzwfn 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa6Z169m19.2/i 取 /inf 根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（2-3）jt12jmlf 7 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60l13l2l80mf1jt.5in8 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 12.12.3ijt 工序(2) ：鉆擴 22 孔 工件材料為 35#，硬度 200HBS。孔的直徑為 22mm。 加工機床為 Z525 立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔 19mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔22mm 標(biāo)準(zhǔn)高 速鋼擴孔鉆。選擇各工序切削用量。 （1 ）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 7表 28-10 可查出 ，f 0.47.5/fmr表 由于孔深度比 ， ，故0/3/21.6ld.9lfk 。查 Z525 立式鉆床說明書，取(.47.5).9405/f mr表 。03/mr 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-8，鉆頭強度所允許是進(jìn)給量 。由于機床進(jìn)給1.75/fr 機構(gòu)允許的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的進(jìn)給max16FN 量 。1.8/fr 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。fff 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由插v mP 入法得： ，17/inm表 4732N表 ，5.69TNM表 1.5mkW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)7表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk17/in07.2(/in)表 01./i16n rd表 查 Z525 機床說明書，取 。實際切削速度為：95/mir095/in4/mi110rv 由表 28-5， ，故.6MFTk432.6()FN 8 51.69.054.8TNmN 3）校驗機床功率 切削功率 為P/)Mnk表（.2(21.6kWW 機床有效功率 4.50.835E mPkP 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，019dm0.3/fr19/inr14/inv 相應(yīng)地 ， ，56FN54.8T.05mkW （2）確定擴孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-31，f 。根據(jù) Z525 機床說明書，取f::表 （ 0.78） /r0.7=9./r =0.57mm/r。 2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-33，取 。修正系vn 25/minv表 數(shù)： ，0.8mvk1.0pavk 故 5/i0.812/invm表 1)nd表 （ ./in(4.7)286/ir 查機床說明書，取 。實際切削速度為275/ir301vdn 3/min102./i （4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，019d.43/fr95/minr14/inv 擴孔： ， ， ，057272.3 5) 切削工時，按工藝手冊表 6.2-1。 t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2l t = = =1.28min6043. 9 工序 6：鉆，擴 孔10.5m 機床：立式鉆床 Z525 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、 （1） 、鉆 孔9 切削深度 ：pa4.5m 進(jìn)給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-10，取f (0.2.8)/fmr 由于本零件在加工 孔時屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則3(0.2.8)0.75/(0.165.2)/f rr 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-13，取 0.2/fmr 取切削速度 24/minV 取 =24, =9 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手012489/in3.rd 冊表 9-3，取 72/inr 實際切削速度 ： V0.14721.8/min 被切削層長度 ：l48m 刀具切入長度 ： 1 刀具切出長度 ： 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48ll2l0.2f7n 機動時間 ：jt1483.8min.jfn 以上為鉆一個孔的機動時間，故本工序機動工時為120.38.76mijt （2） 、擴 孔5 10 切削深度 ：pa0.75m 進(jìn)給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-30，f(0.56).(3.42)/f r 參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取 (0.56).704/f mr 切削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取V 25inV 取 =25, =10.5 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師n012578/in3.41.Vrd 手冊表 9-3 取 72/mir 實際切削速度 ： 0..52.4/min110n 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-42 被切削層長度 ：l48 刀具切入長度 1m 刀具切出長度 ： 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48ll2l0.4f72n 機動時間 ：1jt183.19mijlf 以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 120.9.38minjt 工序 7:半精銑 孔端面5 機床：銑床 X52K 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)50d6Z 銑削深度 ：pa1.wm 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-29，取f 0.8/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-29，取 ，V 24/inV 取 =24, =50 代入公式（2-1）得0d 11 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手n012415/min3.Vrd 冊表 11-4，取 69/mir 實際銑削速度 ：0.4692.5/in1n 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa6Zw 工作臺每分進(jìn)給量 ：mf0.8619./mizfn 取 /inmf 根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60lm3lml280f 機動時間 ：1jt1631.5injf 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 12.52.3injt 工序 8： 粗銑寬度為 4mm 的開口槽 機床：銑床 X52K 刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 80dm20Z4L 銑削深度 ：wa2 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-13，取f 0.5/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-23，取 ，V (24)inV 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手n013120/min.48Vrd 12 冊表 11-5，取 18/minr 實際銑削速度 ：V03.14852.8/mind 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.5fa2Zwn 工作臺每分進(jìn)給量 ：mf0.51/izf 根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 2lm 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：0l3l2l18mf 機動時間 ：1jt 13 1203.4min8jmltf 第 2 章 加工 工藝孔夾具設(shè)計.5 2.1 加工 工藝孔夾具設(shè)計10.5m 本夾具主要用來鉆、擴、兩個工藝孔 。這兩個工藝孔均有表面粗糙度10. 要求，表面粗糙度為 。本到工序為吊環(huán)前鋼板彈簧加工的第六道工序，本道2. 工序加工時主要應(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 低勞動強度。 2.2 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 22 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，應(yīng)盡量選擇上一道工序即鉆擴鉸 22 孔工序的定位基準(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 22 孔孔端面為主要定位基面以限制工件的三個自由度，以 22 孔孔配和的 圓柱銷限制工件的兩個自由度，以 22 孔孔配和的削邊銷限制工件的一個自由度， 既采用一面兩銷定位。再用一個螺旋夾緊機構(gòu)從 22 孔孔的另一端面進(jìn)行夾緊。 14 圖 2.1 定位分析圖 2.3 定位元件的設(shè)計 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)計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進(jìn)行設(shè)計。 由加工工藝孔工序簡圖可知兩工藝孔中心距 。gL140gLm 由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為 mLg03.1 所以兩工藝孔的中心距為 140，而兩工藝孔尺寸為 22 孔。 根據(jù)機床夾具設(shè)計手冊削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下： 定 位 銷 中 心 距基 準(zhǔn) 孔 中 心 距 圖 2.2 兩銷分析圖 （1） 、確定兩定位銷中心距尺寸 及其偏差xLLx = =xg140m LmLg01.3.)35( （2） 、確定圓柱銷直徑 及其公差1d1d （ 基準(zhǔn)孔最小直徑）7D1D 取 f61d 所以圓柱銷尺寸為 0.634m （3） 、削邊銷的寬度 b 和 B （由機床夾具設(shè)計手冊 ） m41523 （4） 、削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙 式（5-1）2 12)(DbLgx 其中： 基準(zhǔn)孔最小直徑 圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙2D1 15 代入數(shù)據(jù)由公式（5-1）得 m018.12)7.03.(42 （5） 、削邊銷直徑 及其公差d 225.4.92D 按定位銷一般經(jīng)濟制造精度，其直徑公差帶為 ，則削邊銷的定位圓柱6h 部分定位直徑尺寸為 。0.9148m （6） 、補償值 mLxg 032.8.013.2in1 2.4 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） 、移動時基準(zhǔn)位移誤差 yj j min11XDd = 0.6.270.9 = 5 (2)、轉(zhuǎn)角誤差 LdXdtg2min2min11 其中： )(2iminXLgx 028.5.27964.027.016..018. tg65. 2.5 切削力的計算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴、鉸加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴和鉸的 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）6.08.2HBDfF 鉆削力矩 式（5-3）..91T 式中： 10.5Dmmaxaxmin187491733B 代入公式（5-2）和（5-3）得12fr0.8.66.741FN 16 1.90.8.60527439TNm 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計算 無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 2.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計 工藝孔的加工需鉆、擴、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間。根據(jù)工藝要求：工藝孔 分鉆、10.5m 擴、兩個工步完成加工。即先用 的麻花鉆鉆孔，根據(jù) GB114184 的規(guī)定鉆頭9m 上偏差為零，故鉆套孔徑為 。再用 標(biāo)準(zhǔn)擴孔鉆擴孔，根據(jù)的規(guī)定0.341610.5 擴孔鉆的尺寸為 ，鉆套尺寸為 。10.5m0.2715m 0.34165m 圖 2.3 快換鉆套圖 擴工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 2.1 擴工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表 D d H 公稱尺寸 允差 12 Dh1m1r 10.5 16 16 -0.006 -0.018 26 22 12 4 10 11.5 20.5 5 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 17 圖 2.4 固定襯套圖 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 2.2 固定襯套數(shù)據(jù)表 d D 公稱尺寸 允差 H 公稱尺寸 允差 C 1 16 +0.019 0 16 22 +0.039 +0.025 1 0.6 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)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖 2 所 示。 2.7 夾具精度分析 利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系 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) 計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計算。 本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸 及與 22 孔孔距離粗糙度表面10.5m 粗糙度 。 。固定襯套采用孔徑為 ，同軸度公差為 。12.5m.3468 m05. 該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實體要求。即要求：（1） 、各孔的實際輪廓受 最大實體實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 寸不能小于最大實體實效尺寸 。 （3） 、當(dāng)各孔的實際輪廓偏離其最大實體狀10 態(tài)，即其直徑偏離最大實體尺寸 22 孔時可將偏離量補償給位置度公差。 （4） 、如 各孔的實際輪廓處于最小實體狀態(tài)即其實際直徑為 時，相對于最大實體尺10.9m 寸 的偏離量為 ，此時軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大值 。10m.9m0.9m 工藝孔的尺寸 ，由選用的鉸刀尺寸 滿足。工藝孔的表面1050.275 粗糙度 ，由本工序所選用的加工工步鉆、擴、滿足。2.5 18 2.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 由零件圖可知，兩工藝孔位于零件 22 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，應(yīng)盡量選擇上一道工序即鉆擴鉸 22 孔工序的定位基準(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 22 孔孔端面為主要定位基面以限制工件的三個自由度，以 22 孔孔配和的 圓柱銷限制工件的兩個自由度，以 22 孔孔配和的削邊銷限制工件的一個自由度， 既采用一面兩銷定位。然后由一個螺旋夾緊機構(gòu)夾緊就可以開始加工了 2.9 本章小結(jié) 本夾具主要用來加工吊環(huán)前鋼板彈簧 工藝孔。首先應(yīng)明確本夾具中的10.5m 夾緊定位機構(gòu)，本工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇 22 孔孔端面為主要定位基面以限制工 件的三個自由度，以 22 孔配和的圓柱銷限制工件的兩個自由度，以 22 孔孔配 和的削邊銷限制工件的一個自由度，既采用一面兩銷定位。再用一個螺旋夾緊機構(gòu) 從 22 孔孔的另一端面進(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算， 然后對鉆床夾具必不可少的鉆套和襯套進(jìn)行設(shè)計，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)計也是非常重要的。 19 總 結(jié) 設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè) 計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié) 合進(jìn)行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)， 使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的 做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了 很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們課程設(shè)計完成的更出 色的關(guān)鍵一步。 20 致 謝 這次課程設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。 但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于 經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我 提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè) 計。 這次課程設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心 感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的 一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感 染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不 懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生 活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科 學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn) 向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 21 參考文獻(xiàn) 1 東北重型機械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機床夾具 設(shè)計手冊M，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，111134。 2 張進(jìn)生。機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo) 。機械工業(yè)出版社，111115。 3 李慶壽。機床夾具設(shè)計 。機械工業(yè)出版社，111111。 4 李洪。機械加工工藝手冊 。北京出版社，111134。 5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會。金屬切削手冊 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2544。 6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊 ?；瘜W(xué)工業(yè)出版社， 2544。 7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設(shè)計M，重慶：重慶大學(xué)出版社， 111115。 8 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