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畢業(yè)設計（論文） 后鋼板彈簧吊耳加工工藝及夾具設計 學 生 姓 名： 指 導 教 師 ： 合 作 指 導 教 師 ： 專 業(yè) 名 稱： 所 在 系 別： 目 錄 目 錄 .........................................................................................................I 摘要 .............................................................................................................I ABSTRACT ..............................................................................................II 1、緒論 ......................................................................................................1 2、后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設計 ..................................................2 2.1 零件的分析 .......................................................................................2 2.1.1 零件的作用 .....................................................................................................................2 1.1.2 零件的工藝分析 .............................................................................................................2 2.2 工藝過程設計所應采取的相應措施 ...............................................3 2.3 后鋼板彈簧吊耳加工定位基準的選擇 ...........................................3 2.3.1 確定毛坯的制造形式 ....................................................................................................3 2.3.2 粗基準的選擇 .................................................................................................................3 2.3.3 精基準的選擇 .................................................................................................................4 2.4 工藝路線的制定 ..............................................................................4 2.4.1 工藝方案一 ....................................................................................................................4 2.4.2 工藝方案二 ....................................................................................................................4 2.4.3 工藝方案的比較與分析 ................................................................................................5 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ...............................5 2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） .......................................6 2.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 .............................................................16 2.8 本章小結(jié) ........................................................................................18 3、粗銑后鋼板彈簧銑削上端長 76 兩端端面夾具設計 ......................19 3.1 粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面夾具設計 .....................................19 3.2 定位方案的分析和定位基準的選擇 .............................................19 3.3 定位誤差分析 .................................................................................19 3.4 銑削力與夾緊力計算 .....................................................................20 3.5 定向鍵與對刀裝置設計 .................................................................20 3.6 夾緊裝置及夾具體設計 .................................................................23 3.7 夾具設計及操作的簡要說明 .........................................................24 3.8 本章小結(jié) .........................................................................................24 4、加工工藝孔夾具設計 ........................................................................25 4.1 加工 工藝孔夾具設計 .........................................................2537m 4.2 定位方案的分析和定位基準的選擇 .............................................25 4.4 切削力的計算與夾緊力分析 .........................................................26 4.5 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 .............................................27 4.6 夾具精度分析 .................................................................................29 4.7 夾具設計及操作的簡要說明 .........................................................29 結(jié)論 ..........................................................................................................30 致謝 ..........................................................................................................31 參考文獻 ..................................................................................................32 I 摘要 本次設計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計。 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加工精度?；鶞蔬x擇以后鋼板彈 簧吊耳大外圓端面作為粗基準，以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面與兩個工藝孔作為精 基準。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)工序中除個別工序外均用端面和工藝孔定位加 工其他孔與平面。整個加工過程均選用組合機床。 關(guān)鍵詞:后鋼板彈簧吊耳，加工工藝，專用夾具 II ABSTRACT The design of the plate after spring lug parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Spring plate after hanging parts of the main plane of the surface and pore. By the principle known Processing , the plane guarantee precision machining holes than guarantee the machining precision easy. So the design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. After selecting base plate spring lug large cylindrical face as a rough benchmark, After the leaf spring lug large cylindrical end with two holes as a precision technology benchmarks. main processes arrangements after the first spring plate lug large cylindrical face each other benchmarks machined face, End position to further processing out of holes. In addition to the follow-up processes are individual processes with end-positioning technology and other processing Kong and plane. The entire process of processing machine combinations were selected. Key words：The empress steel plate spring coil mourns the ear,Process the craft,Appropriation tongs 1 1、緒論 機械的加工工藝及夾具設計是在完成了大學的全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的 綜合運用，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎。 機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，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)進行 生產(chǎn)準備，計劃調(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 具設計可以提高產(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，還可以擴大機床的 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)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。所以對機械的加工工藝及夾具設計 具有十分重要的意義。 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(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 人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識 到，夾具與操作人員改進工作及機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)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝 備。 在夾具設計過程中，對于被加工零件的定位、夾緊等主要問題,設計人員一般都會考慮的比 較周全，但是，夾具設計還經(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，甚至會影響到工件的加工精度。我們把多年來在夾具設計中遇到的一些小 問題歸納如下：清根問題在設計端面和內(nèi)孔定位的夾具時，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無此問題,。夾具要不要清根，應根據(jù)工件的結(jié)構(gòu) 而定。如果零件定位內(nèi)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，與上述相同。讓 刀問題在設計圓盤類刀具(如銑刀、砂輪等)加工的夾具時，會存在讓刀問題。設計這類夾具時， 應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。更換問題在設計加工結(jié)構(gòu)相同或相 似，尺寸不同的系列產(chǎn)品零件夾具時，為了降低生產(chǎn)成本,提高夾具的利用率，往往會把夾具設 計為只更換某一個或幾個零件的通用型夾具。 隨著機械工業(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)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高 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， 應大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。在機床技術(shù)向高速、高 效、精密、復合、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 方向發(fā)展。 2 3 2、后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設計 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：。60m 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0.37m60m 為 ， 的孔表面粗糙度要求為.3Ra.307 1.Ra 4 （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0.43m 的孔，2 個 的孔、2 個 孔的內(nèi)外兩側(cè)面的銑削，寬度為 40.431.50.43m 的開口槽的銑削，2 個在 同一中心線上數(shù)值為 的同軸度要求。其中 2 個m0.43 0.1 的孔表面粗糙度要求為 ，2 個 的孔表面粗糙度要求為.0 6Ra.5 ， 2 個 孔的內(nèi)側(cè)面表面粗糙度要求為 ，2 個 孔15Ra0.43 .Ra0.43m 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 。5 5Ra 2.2 工藝過程設計所應采取的相應措施 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。 該類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工零件的基準平面，以基準平面定位加工 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 于保護刀具。 后鋼板彈簧吊耳零件的加工工藝應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。 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 粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1） 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。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不需加工的表面，則應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。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。例如：機床床身導軌面是其余量要求 均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基 準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨 性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 5 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。 有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(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，基準選擇以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面作為粗基準，先以后鋼板彈簧 吊耳大外圓端面互為基準加工出端面，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 精基準的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應當進行尺寸 換算。 2.4 工藝路線的制定 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，應盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應降低生產(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60m 工序 2： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.371.530 工序 3： 鉆，擴 孔15 工序 4： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.434 工序 5： 銑 孔的內(nèi)側(cè)面.0 工序 6： 銑 孔的外側(cè)面.43m 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 孔的內(nèi)側(cè)面0.43m 工序 2： 銑 孔的外側(cè)面. 工序 3： 鉆，擴 孔15 工序 4： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.4314 6 工序 5： 銑寬度為 4 的開口槽m 工序 6： 銑 兩外圓端面0 工序 7： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.371.530 工序 8： 終檢 2.4.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工 兩外圓端面，然后再以此為基面加60m 工 孔，再加工 孔， 孔，最后加工 孔的內(nèi)外側(cè)面0.37m10.5m0.430.43m 以及寬度為 4 的開口槽銑，則與方案二相反，先加工 孔的內(nèi)外側(cè)面，再以此為.430 基面加工 孔， 孔，寬度為 4 的開口槽，最后加工 兩外圓端面，1.5.430 6 孔，0.3 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，6 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.0.430.43 面后孔的加工原則，加工余量更大，所用加工時間更多，這樣加工路線就不合理，同理，寬度 為 4 的開口槽應放在最后一個工序加工。所以合理具體加工藝如下：m 表 2.3 工藝方案表 工序 1： 銑 兩外圓端面60 工序 2： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.37m1.530 工序 3： 銑 孔的內(nèi)側(cè)面.40 工序 4： 銑 孔的外側(cè)面 工序 5： 鉆，擴，鉸 孔，倒角0.34 工序 6： 鉆，擴 孔15 工序 7： 銑寬度為 4 的開口槽 工序 8： 終檢 2.5 機械加工余量、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 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60m 考慮其加工表面粗糙度要求為 ，可以先粗銑，再精銑，根據(jù)機械加工工藝手冊6.3Ram 表 2.3-5，取 2Z=5 已能滿足要求 7 (2) 加工 孔 0.37m 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，根據(jù)機械加1.6Ra 工工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 35 擴孔： 2Z=1.86.8mm 鉸孔： 2Z=0.20.37 (3) 銑 孔的內(nèi)側(cè)面 .4 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù) 機械加工工藝手冊表 2.3-12.5Ra 5，取 2Z=3 已能滿足要求。m (4) 銑 孔的外側(cè)面 0.43 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-50am 5，取 2Z=3 已能滿足要求。 (5) 加工 孔 0.43 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，根據(jù)機械加1.6Ra 工工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 28m 擴孔： 2Z=1.89. m 鉸孔： 2Z=0.20.43 (6) 加工 孔15 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) 機械加12.5Ra 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=1.810.5m (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)機械加工工藝手冊表 2.350Ra 48，取 2Z=2 已能滿足要求。 2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 1：粗、精銑 兩外圓端面60m 8 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù) ，細齒數(shù)63dm6Z10Z （1） 、粗銑 銑削深度 ：wa 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-13，取f 0.8/fam 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/inr 實際銑削速度 ：V03.43.4m1d 工作臺每分進給量 ： 式（2-2）mfzwfn 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.8fa6Z9m19.2/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l60lm 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 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60l13l2l801jt.5in8 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 12.12.3mijt （2） 、精銑 9 銑削深度 ：wa2m 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-13，取f 0.6/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n013(10)/in.46Vrd 手冊表 11-4，取 2/mir 實際銑削速度 ：0.24.5/mi1n 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa6Zw 工作臺每分進給量 ：mf0.6126/inzfn 根據(jù)機械加工工藝師手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知llm 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：60lm3ll2 機動時間 ： 以上為銑一個端面的機動時間，1jt12603.7minjmf 故本工序機動工時為 10.734injt 工序 2：鉆，擴，鉸 孔，倒角.1.530 機床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1） 、鉆 孔35m 切削深度 ：pa1.2 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-10，取f (0.6.7)/fmr 由于本零件在加工 孔時屬于底剛度零件，故進給量應乘系數(shù) 0.75，則35(0.6.7)0./(0.63.52)/f mrmr 10 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-13，取 0.45/fmr 取切削速度 24/minV 取 =24, =35 代入公式（2-1 ）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手冊表012418/in3.5rd 9-3，取 23/inr 實際切削速度 ： V0.32.6/mi1 被切削層長度 ：l76m 刀具切入長度 ： 12 刀具切出長度 ： l3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式 (2-4)jt12jlfn 取 ， ， , , 代入公式（ 2-4）得：60l13l2l0.4523n1jt7.9mi2.45 （2） 、擴 孔 切削深度 ：pa1. 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-30，f(0.92).7(063.84)/mr 參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取 0.72f/r 切削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取V 19/minV 取 =19, =36.8 代入公式（2-1 ）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手冊n011964/in3..8Vrd 表 9-3 取 74/mir 實際切削速度 ： 0..720.1/mi11n 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-42 被切削層長度 ：l76 11 刀具切入長度 1l4m 刀具切出長度 ： 23 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：74ll2l0.72f14n 機動時間 ：1jt163.6mi.jfn （3）鉸 孔0.37m 切削深度 ：pa.5 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-35，取f (0.952.1)/fmr 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-36，取 1.2/fmr 取切削速度 9.1/inVm 取 =9.1, =37 代入公式（2-1 ）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù) 機械加工工藝師手冊表019.78/in34rd 9-3，取 72/inr 實際切削速度 ： V0.2/mi1 被切削層長度 ：l6m 刀具切入長度 ： 15 刀具切出長度 ： 2l0 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：76l5l2l1.2f7n 機動時間 ：jt1650.6mi.jfn （4）倒角 。采用 锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同：.530 ，手動進給。17/minr 工序 3：粗銑 孔的內(nèi)側(cè)面.40 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)50dm6Z 銑削深度 ：pa1.w 12 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-29，取fa 0.8/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-29，取 ，V 24inV 取 =24, =50 代入公式（2-1 ）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手冊表n012415/in3.Vrd 11-4，取 69/mir 實際銑削速度 ：0.692./mi1n 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.8fa6Zw 工作臺每分進給量 ：mf.8619./inzfn 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l60lm 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：60lm3ll280mf 機動時間 ：1jt1631.5injmf 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 12.52.injt 工序 4：粗銑 孔的外側(cè)面0.43 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)50dm6Z 銑削深度 ：pa1.w 每齒進給量 ：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 24inV 取 =24, =50 代入公式（2-1 ）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n 13 ，根據(jù)機械加工工藝師手冊表 11-4，取012415/min3.Vnrd69/mir 實際銑削速度 ：03.451692.5/min1d 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.8fa6Zwn 工作臺每分進給量 ：mf.8619./izf 取 /imf 根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l60lm 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：60lm3ll280mf 機動時間 ：1jt1631.5injmf 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 12.52.injt 工序 5：鉆，擴，鉸 孔0.43 機床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1） 、鉆 孔28m 切削深度 ：pa1.5 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-10，取f (0.45.)/fmr 由于本零件在加工 孔時屬于底剛度零件，故進給量應乘系數(shù) 0.75，則3(0.45.)0.75/(0.3.41)/f rmr 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-13，取 .32/f 取切削速度 24/inVm 取 =24, =28 代入公式（2-1 ）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手冊表0147/in3.28rd 9-3，取 23/inr 14 實際切削速度 ： V03.14280.4/mindn 被切削層長度 ：l2m 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：l0l2l0.45f23n 機動時間 ：jt1.mi.jfn 以上為鉆一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 120.43.86mijt （2） 、擴 孔9 切削深度 ：pa1.5 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-30，f(0.8).7(06.)/mr 參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取 0.6f/r 切削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 28-31，取V 19.8/minV 取 =19.8, =29.8 代入公式（2-1 ）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手冊n0119.82/in3.4Vr 表 9-3 取 23/mir 實際切削速度 ： 0..31.8/mi110dn 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-42 被切削層長度 ：l2 刀具切入長度 14m 刀具切出長度 ： 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：l4l2l0.6f23n 機動時間 ：1jt 12430.2min6jltfn 15 以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 120..4minjt （3）鉸 孔.43 切削深度 ：pa.125 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-35，取f (0.81)/fmr 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-36，取 1.2/fmr 取切削速度 9./minV 取 =9.9, =30 代入公式（2-1 ）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手冊019.105/in34rd 表 9-3，取 96/inr 實際切削速度 ： V0.69/mi1 被切削層長度 ：l2m 刀具切入長度 ： 15 刀具切出長度 ： 2l0 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：l5l2l1.2f96n 機動時間 ：jt150.41mi.jfn 以上為鉸一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 120.482mijt 4）倒角 。采用 锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同：59 ，手動進給。3/inr 工序 6：鉆，擴 孔. 機床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、 （1） 、鉆 孔9m 切削深度 ：pa0.85 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-10，取f (0.2.8)/fmr 16 由于本零件在加工 孔時屬于底剛度零件，故進給量應乘系數(shù) 0.75，則35m(0.2.8)0.7/(0.165.2)/f rmr 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-13，取 0./f 取切削速度 4/inV 取 =24, =9 代入公式（2-1 ）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手冊表012489/min3.rd 9-3，取 72/minr 實際切削速度 ： V0.721./i1 被切削層長度 ：l48 刀具切入長度 ： 1 刀具切出長度 ： 2l3m 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48ll2l0.f72n 機動時間 ：jt1483.8mi.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 切削深度 ：pa1 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-30，f(0.56).7(035.42)/mr 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 2inV 取 =25, =10.5 代入公式（2-1 ）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝師手冊n012578/in3.41.Vrd 表 9-3 取 72/mir 17 實際切削速度 ： V03.14.572.4/min0dn 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 28-42 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：48ll2l0.4f72n 機動時間 ：1jt183.19mijf 以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 120.9.3minjt 工序 7：粗銑寬度為 4 的開口槽 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 80d20Z4L 銑削深度 ：wa2 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-13，取f .05/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)機械加工工藝師手冊表n013120/in.48Vrd 11-5，取 8/mir 實際銑削速度 ：0.5.8/mi1n 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.5fa2Zw1 工作臺每分進給量 ：mf.5201/inzfn 根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知llm 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 18 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：20l13l2l18mf 機動時間 ：jt1032.4injf 2.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 參照機械加工工藝手冊表 2.5-2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計 算公式為： （大量生產(chǎn)時 ）Ntktt zfjd /%)1( 0/Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： 式 (2-5)ttfjd 其中： 單件時間定額 d 基本時間（機動時間）jt 輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動作所消耗的時間，f 包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值k 工序 1：粗、精銑 兩外圓端面60m 機動時間 ：jt2.314.76inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-45，取工步輔助時間為 。由于在f 0.41min 生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則min1.05ft ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-48，k 3k 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5 ）得3.76jt0.51ft 單間時間定額 ： d()%(3.76)(1%)4.82indjfttk 工序 2：鉆，擴，鉸 孔，倒角0m.530 機動時間 ：jt2.8inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-41，取工步輔助時間為 。由于在f min4.0 生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則min1. 51ft ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-43，k 42k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5 ）得2.78jt0.54ft 單間時間定額 ： d()1%(2.78)(1.%)3.7indjfttk 工序 3：銑 孔的內(nèi)側(cè)面0.43m 機動時間 ：jtinj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-45，取工步輔助時間為 。由于在f min41.0 生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則min1.05ft ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-48，k 3k 19 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5 ）得2.3jt0.51ft 單間時間定額 ： d()%(2.3)(1%)3.7mindjfttk 工序 4：銑 孔的外側(cè)面0.43m 機動時間 ：jt.inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-41，取工步輔助時間為 。由于在f 0.41min 生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則in1.05ft ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-43，k 42k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5 ）得2.3jt0.54ft 單間時間定額 ： d()1%(2.3)(1.%)3.18indjfttk 工序 5：鉆，擴，鉸 孔，倒角04m45 機動時間 ：jt.8inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-41，取工步輔助時間為 。由于在f 0.4min 生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則min1.015ft ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-48，k 24k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5 ）得1.84jt0.5ft 單間時間定額 ： d()%(.418)(.%).6indjfttk 工序 6：鉆，擴 孔.m 機動時間 ：jt03inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-41，取工步輔助時間為 。由于在f 0.4min 生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則min1.015ft ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-43，k=12.14k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5 ）得0.38jt.54ft 單間時間定額 ： d()1%(0.38)(12.4%)1.03indjfttk 工序 7：銑寬度為 4 的開口槽m 機動時間 ：jt.inj 輔助時間 ：參照機械加工工藝手冊表 2.5-45，取工步輔助時間為 。由于在f 0.31min 生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則min1.04ft ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.5-48， k 3k 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5 ）得0.4jt.1ft 單間時間定額 ： d()%(0.4)(1%)0.96indjfttk 20 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行設計。先要明確零件的作用 ，本次設計的后 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行分析，制定 出幾套工藝方案，然后對這幾套方案進行分析比較，選擇最優(yōu)方案，最后進行時間定額計算及 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計 十分重要，設計時要反復比較，選擇最優(yōu)方案。 21 3、粗銑后鋼板彈簧銑削上端長 76 兩端端面夾具設計 3.1 粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面夾具設計 本夾具主要用來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圖可知。粗銑后 鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面時，均有表面粗糙度要求 。本道工序僅是對內(nèi)側(cè)端面進行粗加工。12.5m 工件以 孔及端面和叉桿面為定位基準，在帶臺肩長銷和浮動支承半板上實現(xiàn)完全定位。37m 3.2 定位方案的分析和定位基準的選擇 在進行后鋼板彈簧吊耳端面 76 兩端端面粗銑加工工序時 圖 3.1 機構(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 22 隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。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，故此時的徑向基準位移誤差僅存在 Z 軸方向，且向下，見下圖。0.12.30.2.67DYzTd 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） 。 3.4 銑削力與夾緊力計算 根據(jù)機械加工工藝手冊可查得： 銑削力計算公式為 圓周分力 式（3-1）1.075.80.79.86pfeFzFzaZdk 查表可得： 05dm92m.08/faz .pa.Fzk 代入公式（3-1）得 0.750.879.816.78616z =32N 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： 8.0/ELF /0.5VEF/.4xEF .80392.514L N 7.7.V Ex 6.. 銑削加工產(chǎn)生的水平分力應由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。 即： （ ）LF查 表 可 得3.0 3148.N 計算出的理論夾緊力 F 再乘以安全系數(shù) k 既為實際所需夾緊力 F 即： 取 k=2k 2104896 3.5 定向鍵與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。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方向具有正確 的位置。 根據(jù) GB220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 23 o 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 夾具體槽形尺寸 B 2B 公稱尺 寸 允差 d 允差 4 L H h D 1 公稱尺寸 允差 D 2h 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內(nèi)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： 24 圖 3.4 對刀塊圖 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 標 記四 周 倒 圓 圖 3.5 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸 H 允差 d C 3 -0.006 0.25 25 3.6 夾緊裝置及夾具體設計 為了提高生產(chǎn)效率，縮短加工中的輔助時間。因此夾緊裝置采用夾緊裝置。 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的 瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全 系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKW 安全系數(shù) K 可按下式計算有：： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻5表 可得： 6 12.01..310.56C 223P .2...fK 所以有： 98()CWFN 76.3P 150Kf 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 tgtQLz 式中參數(shù)由參考文獻5可查得： 6.2.76zr90105229 其中： 3()Lm)(8N 螺旋夾緊力： 04.W 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 163 圖 4.1 移動壓板受力簡圖 由表 得：原動力計算公式 261001KLWl 即： 0478.23.932.75()KWLNl 26 由上述計算易得： KW 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決 定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 夾具體的設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 要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖 1 所示。 3.7 夾具設計及操作的簡要說明 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，37m 在帶臺肩長銷和浮動支撐板上實現(xiàn)完全定位。夾緊時，首先由螺母和開口墊圈夾緊 孔兩37m 端面，再用汽缸通過鉸鏈杠桿機構(gòu)帶動浮動壓塊在工件叉桿處夾緊。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端面。首先應明確本夾具中的夾緊定位機構(gòu)， 在進行后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面粗銑加工工序時后按照有關(guān)公式進行銑削力和夾緊的計算，然 后對銑床夾具必不可少的定向鍵和對刀裝置進行設計，為了提高生產(chǎn)效率，縮短加工中的輔助 時間。因此夾緊裝置采用氣缸夾緊裝置，所以還要對汽缸進行設計。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。