CA10B解放牌汽车后钢板弹簧吊耳工艺和铣叉口两内侧面77的夹具设计-气动夹具[含高清CAD图 工序卡片 说明书]

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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 目 录 摘 要 ABSTRACT.II 目录 1 1 绪 论 .1 2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 3 2.1 零件的分析 .3 2.1.1 零件的作用 .3 1.1.2 零件的工艺分析 .3 2.2 工艺过程设计所应采取的相应措施 .4 2.3 后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择 4 2.3.1 确定毛坯的制造形式 4 2.3.2 粗基准的选择 .4 2.3.3 精基准的选择 .5 2.4 工艺路线的制定 5 2.4.1 工艺方案一 5 2.4.2 工艺方案二 5 2.4.3 工艺方案的比较与分析 6 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .6 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） .7 2.7 时间定额计算及生产安排 .16 2.8 本章小结 18 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计 19 3.1 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计 .19 3.2 定位方案的分析和定位基准的选择 .19 3.3 定位误差分析 .19 3.4 铣削力与夹紧力计算 .20 3.5 定向键与对刀装置设计 .21 2 3.6 夹紧装置及夹具体设计 .23 3.7 夹具设计及操作的简要说明 .24 3.8 本章小结 .24 4 加工 工艺孔夹具设计 2530m 4.1 加工 工艺孔夹具设计 25 4.2 定位方案的分析和定位基准的选择 .25 4.4 切削力的计算与夹紧力分析 .26 4.5 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 .26 4.6 夹具精度分析 .28 4.7 夹具设计及操作的简要说明 .28 4.8 本章小结 .29 5 加工 工艺孔夹具设计 3010.5m 5.1 加工 工艺孔夹具设计 .30 5.2 定位方案的分析和定位基准的选择 .30 5.3 定位元件的设计 .30 5.4 定位误差分析 .32 5.5 切削力的计算与夹紧力分析 .32 5.6 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 .32 5.7 夹具精度分析 .34 5.8 夹具设计及操作的简要说明 .34 5.9 本章小结 .35 结 论 36 参 考 文 献 37 致 谢 38 1 1 绪 论 机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次 理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后 从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、 节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、 生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、 上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的 重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。 因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生 产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高 效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计 及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的 意义。 夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具 与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和 趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化， 它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作 及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为 夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺 装备。 在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员一 般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问 题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工 精度。我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下：清根问题在设 计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问 题。端面和定位外圆分为两体时无此问题,。夹具要不要清根，应根据工件的结 构而定。如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角,则必须清根,如果零件定位 孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角 R。 端面与外圆定位时，与上述相同。让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加 工的夹具时，会存在让刀问题。设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削 或磨削后，铣刀或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的 直径大小，留出超过刀具半径的尺寸位置即可。更换问题在设计加工结构相同 或相似，尺寸不同的系列产品零件夹具时，为了降低生产成本,提高夹具的利用 2 率，往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。 随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求， 使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋 势，必然对机床夹具提出更高的要求。特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的 加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组 合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、 智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方 向发展。 3 2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目给出的零件是 CA10B 解放牌汽车后钢板弹簧吊耳。后钢板弹簧吊耳的 主要作用是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常的缓冲作用。因此 汽车后钢板弹簧吊耳零件的加工质量会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。 汽车后钢板弹簧吊耳主要作用是减震功能、阻尼缓冲部分功能、导向功能。 图 2.1 后钢板弹簧吊耳零件图 1.1.2 零件的工艺分析 由后钢板弹簧吊耳零件图知可将其分为两组加工表面。它们相互间有一定 的位置要求。现分析如下： （1）以 两外圆端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包60m 括：。 两外圆端面的铣削，加工 的孔，其中 两外圆端0.37m60m 面表面粗糙度要求为 ， 的孔表面粗糙度要求为.3Ra0.3 1.Ra 4 （2）以 孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：20.43m 个 的孔，2 个 的孔、2 个 孔的内外两侧面的铣削，0.431.50.43m 宽度为 4 的开口槽的铣削，2 个在 同一中心线上数值为 的0.43 0.1 同轴度要求。其中 2 个 的孔表面粗糙度要求为 ，2 个0.43 1.6Ra 的孔表面粗糙度要求为 ，2 个 孔的内侧面表面粗10.5.Ra0.43 糙度要求为 ，2 个 孔的外侧面表面粗糙度要求为 ，1.5Ram0.43 5m 宽度为 4 的开口槽的表面粗糙度要求为 。5m 2.2 工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证 平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工 过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理 好孔和平面之间的相互关系。 该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基 准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。后钢板弹簧吊耳的加工自然应遵 循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固， 因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不 平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 后钢板弹簧吊耳零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面 的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 由于后钢板弹簧吊耳的生产量很大。怎样满足后钢板弹簧吊耳生产率要求 也是过程中的主要考虑因素。 2.3 后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择 2.3.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 Q235。由于生量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸 不大，故可以采用铸造成型，这对提高生产效率，保证加工质量也是有利的。 2.3.2 粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1） 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加 工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应 选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均 匀、外形对称、少装夹等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨 5 面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工 床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少 的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的 加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定 位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时 需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。 多次使用难以保证表面间的位置精度。 为了满足上述要求，基准选择以后钢板弹簧吊耳大外圆端面作为粗基准， 先以后钢板弹簧吊耳大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工 艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。 2.3.3 精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时， 应当进行尺寸换算。 2.4 工艺路线的制定 由于生产类型为大批生产，应尽量使工序集中来提高生产率，除此之外， 还应降低生产成本。 2.4.1 工艺方案一 表 2.1 工艺方案一表 工序 1： 铣 两外圆端面60m 工序 2： 钻，扩，铰 孔，倒角0.371.530 工序 3： 钻，扩 孔1.5 工序 4： 钻，扩，铰 孔，倒角0.43m145 工序 5： 铣 孔的内侧面0.43 工序 铣 孔的外侧面0.43 6 6： 工序 7： 铣宽度为 4 的开口槽m 工序 8： 终检 2.4.2 工艺方案二 表 2.2 工艺方案二表 工序 1： 铣 孔的内侧面0.43m 工序 2： 铣 孔的外侧面0.43 工序 3： 钻，扩 孔1.5 工序 4： 钻，扩，铰 孔，倒角0.43m145 工序 5： 铣宽度为 4 的开口槽 工序 6： 铣 两外圆端面60 工序 7： 钻，扩，铰 孔，倒角0.37m1.530 工序 8： 终检 2.4.3 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工 两外圆端面，然后60m 再以此为基面加工 孔，再加工 孔， 孔，最后加工0.37m10.5.43 孔的内外侧面以及宽度为 4 的开口槽铣，则与方案二相反，先加0.43m 工 孔的内外侧面，再以此为基面加工 孔， 孔，宽. .0.43 度为 4 的开口槽，最后加工 两外圆端面， 孔，60.37 经比较可见，先加工 两外圆端面，以后位置度较易保证，并且定位0 及装夹都较方便，但方案一中先加工 孔， 孔，再加工1.5m0.43 孔的内外侧面，不符合先面后孔的加工原则，加工余量更大，所用0.43m 7 加工时间更多，这样加工路线就不合理，同理，宽度为 4 的开口槽应放在最m 后一个工序加工。所以合理具体加工艺如下： 表 2.3 工艺方案表 工序 1： 铣 两外圆端面60m 工序 2： 钻，扩，铰 孔，倒角0.371.530 工序 3： 铣 孔的内侧面0.43 工序 4： 铣 孔的外侧面0.43m 工序 5： 钻，扩，铰 孔，倒角0.43145 工序 6： 钻，扩 孔1.5 工序 7： 铣宽度为 4 的开口槽m 工序 8： 终检 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “后钢板弹簧吊耳”零件材料为 Q235，硬度 HBS 为 149187，生产类型为大批 量生产，采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工 序尺寸及毛坯尺寸如下： (1) 铣 60m两外圆端面 考虑其加工表面粗糙度要求为 ，可以先粗铣，再精铣，根据机6.3Ram 械加工工艺手册表 2.3-5，取 2Z=5 已能满足要求 (2) 加工 0.37 孔 其表面粗糙度要求较高为 ，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步，1. 根据机械加工工艺手册表 2.3-48，确定工序尺寸及余量为： 钻孔： 35m 扩孔： 2Z=1.86.8m 铰孔： 2Z=0.207 8 (3) 铣 0.43m 孔的内侧面 考虑其表面粗糙度要求为 ，只要求粗加工，根据 机械加工工艺12.5Ra 手册表 2.3-5，取 2Z=3 已能满足要求。 (4) 铣 0.43 孔的外侧面 考虑其表面粗糙度要求为 ，只要求粗加工，根据 机械加工工艺0 手册表 2.3-5，取 2Z=3 已能满足要求。m (5) 加工 0.43 孔 其表面粗糙度要求较高为 ，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步，1.6Ra 根据机械加工工艺手册表 2.3-48，确定工序尺寸及余量为： 钻孔： 28 扩孔： 2Z=1.89.mm 铰孔： 2Z=0.2043 (6) 加工 1.5孔 其表面粗糙度要求较高为 ，其加工方式可以分为钻，扩，两步，12.5Ra 根据机械加工工艺手册表 2.3-48，确定工序尺寸及余量为： 钻孔： 9m 扩孔： 2Z=1.810.5m (7) 铣宽度为 4 的开口槽 考虑其表面粗糙度要求为 ，只要求粗加工，根据 机械加工工艺手50Ra 册表 2.348，取 2Z=2 已能满足要求。 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 1：粗、精铣 两外圆端面60m 机床：专用组合铣床 刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数 ，细齿数63d6Z10Z （1） 、粗铣 铣削深度 ：wa3 每齿进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取f0.8/famZ 铣削速度 ：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取V ，(24)in 机床主轴转速 ： 式（2-1）01Vd 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0dn13(2)/min.46r 9 根据机械加工工艺师手册表 11-4，取 169/minr 实际铣削速度 ：V03.143.4dn 工作台每分进给量 ： 式（2-2）mfzwf 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.8fa6Z69m19.2/in 取 /in 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm 刀具切入长度 ：130 刀具切出长度 ：2l 走刀次数为 1 机动时间 ： 式（2-3）jt12jmlf 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60l13ll801jt2.5in8 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为 1.1.3ijt （2） 、精铣 铣削深度 ：wa2m 每齿进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取f0.6/faZ 铣削速度 ：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取V ，(24)in 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加013(102)/min.46Vrd 工工艺师手册表 11-4，取 2/minr 实际铣削速度 ：.4.5/i1 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa6Zw0 工作台每分进给量 ：mf.6126/minzfn 根据机械加工工艺师手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l 0lm 刀具切入长度 ：130 刀具切出长度 ：取2l 10 走刀次数为 1 取 ， ， 代入公式（2-3）得：60lm3lml2 机动时间 ： 以上为铣一个端面的1jt12603.7injf 机动时间，故本工序机动工时为 10.734injt 工序 2：钻，扩，铰 孔，倒角0.1.530 机床：专用组合钻床 刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀 （1） 、钻 孔35m 切削深度 ：pa1.2 进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 28-10，取f(0.6.7)/fr 由于本零件在加工 孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则350./(0.63.52)/f mmr 根据机械加工工艺师手册表 28-13，取 0.45/fr 取切削速度 24/inV 取 =24, =35 代入公式（2-1）得0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工艺01218/in3.45rd 师手册表 9-3，取 2/minr 实际切削速度 ： V.3.6/mi10 被切削层长度 ：l76 刀具切入长度 ： 120 刀具切出长度 ： l3 走刀次数为 1 机动时间 ： 式 (2-4)jt12jlfn 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：60l13l0.4523n1jt72.94mi.5 （2） 、扩 孔 切削深度 ：pa1. 进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 28-30，f(0.9).7(063.84)f/r 参照机械加工工艺师手册表 28-31，取 0.72f/mr 11 切削速度 ：参照机械加工工艺师手册表 28-31，取V 19/minV 取 =19, =36.8 代入公式（2-1）得0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工n011964/in38Vrd 艺师手册表 9-3 取 74/minr 实际切削速度 ： 720.1/i11m 根据机械加工工艺师手册表 28-42 被切削层长度 ：l76 刀具切入长度 14 刀具切出长度 ： 2l3m 走刀次数为 1 取 ， ， , , 代入公式（ 2-4）得：74ll2l0.72f14n 机动时间 ：1jt163.6min.j （3）铰 孔0.3 切削深度 ：pa.5m 进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 28-35，取f(0.952.1)/fr 根据机械加工工艺师手册表 28-36，取 1.2/fmr 取切削速度 9./inV 取 =9.1, =37 代入公式（2-1）得0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工艺019.78/in34rd 师手册表 9-3，取 72/minr 实际切削速度 ： V.2/mi10 被切削层长度 ：l6 刀具切入长度 ： 15 刀具切出长度 ： 2l0 走刀次数为 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：76ll2l1.2f7n 机动时间 ：jt1650.6min.jn （4）倒角 。采用 锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转.530 速与扩孔时相同： ，手动进给。74/mir 工序 3：粗铣 孔的内侧面.0 12 机床：专用组合铣床 刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数50dm6Z 铣削深度 ：pa1.w 每齿进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 30-29，取f0.8/famZ 铣削速度 ：参照机械加工工艺师手册表 30-29，取 ，V 24/minV 取 =24, =50 代入公式（2-1）得0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工艺n012415/min3.Vrd 师手册表 11-4，取 69/minr 实际铣削速度 ：.69./i10 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.8faZw 工作台每分进给量 ：mf.81.2/inzfnm 取 /inmf 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l 60l 刀具切入长度 ：130 刀具切出长度 ：取2lm 走刀次数为 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60lmll280f 机动时间 ：1jt1631.5minjmf 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为 12.52.3injt 工序 4：粗铣 孔的外侧面04 机床：专用组合铣床 刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数50dm6Z 铣削深度 ：pa1.w 每齿进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 30-29，取f0.8/famZ 铣削速度 ：参照机械加工工艺师手册表 30-29，取 ，V 24/minV 取 =24, =50 代入公式（2-1）得0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工艺n012415/min3.Vrd 师手册表 11-4，取 69/minr 13 实际铣削速度 ：V03.145692.5/mindn 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.8fa6Zw 工作台每分进给量 ：mf.81./izf 取 /inm 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm 刀具切入长度 ：130 刀具切出长度 ：取2l 走刀次数为 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60lmll280mf 机动时间 ：1jt1631.5injmf 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为 12.52.3injt 工序 5：钻，扩，铰 孔04 机床：专用组合钻床 刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀 （1） 、钻 孔28m 切削深度 ：pa1.5 进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 28-10，取f(0.45.)/fr 由于本零件在加工 孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则30.75/(0.41)/f mmr 根据机械加工工艺师手册表 28-13，取 0.32/fr 取切削速度 24/inV 取 =24, =28 代入公式（2-1）得0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工艺01247/in3.8rd 师手册表 9-3，取 2/minr 实际切削速度 ： V.30./mi1 被切削层长度 ：l 刀具切入长度 ： 120 刀具切出长度 ： l3 走刀次数为 1 14 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：2l10l23l0.45f23n 机动时间 ：jt1.mi.jn 以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为 120.43.86mijt （2） 、扩 孔9 切削深度 ：pa1.5 进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 28-30，f(0.8).7(06.)f/r 参照机械加工工艺师手册表 28-31，取 0.6f/mr 切削速度 ：参照机械加工工艺师手册表 28-31，取V 19.8/inV 取 =19.8, =29.8 代入公式（2-1）得0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工n0119.82/in3.4Vr 艺师手册表 9-3 取 2/minr 实际切削速度 ： 31./mi110d 根据机械加工工艺师手册表 28-42 被切削层长度 ：l2 刀具切入长度 14 刀具切出长度 ： 2l3m 走刀次数为 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：ll2l0.6f23n 机动时间 ：1jt14.0minj 以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为 1204minjt （3）铰 孔3 切削深度 ：pa.125 进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 28-35，取f (0.81)/fmr 根据机械加工工艺师手册表 28-36，取 1.2/fmr 取切削速度 9./inVm 取 =9.9, =30 代入公式（2-1）得0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工艺019.05/in34rd 师手册表 9-3，取 96/inr 实际切削速度 ： V.6/mi1 15 被切削层长度 ：l2m 刀具切入长度 ： 15 刀具切出长度 ： 2l0 走刀次数为 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：ll2l1.2f96n 机动时间 ：jt150.41min.jn 以上为铰一个孔的机动时间，故本工序机动工时为 120.482mijt 4）倒角 。采用 锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速与59 扩孔时相同： ，手动进给。3/inr 工序 6：钻，扩 孔. 机床：专用组合钻床 刀具：麻花钻、扩孔钻、 （1） 、钻 孔9m 切削深度 ：pa0.85 进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 28-10，取f(0.2.)/fr 由于本零件在加工 孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则380.75/(0.165.2)/f mmr 根据机械加工工艺师手册表 28-13，取 0.2/fr 取切削速度 24inV 取 =24, =9 代入公式（2-1）得0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工艺012489/in3.rd 师手册表 9-3，取 72/minr 实际切削速度 ： V.71./mi10 被切削层长度 ：l48 刀具切入长度 ： 1 刀具切出长度 ： 2l3 走刀次数为 1 取 ， ， , , 代入公式（ 2-4）得：48ll2l0.2f7n 机动时间 ：jt1483.8min.jn 以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为120.38.76mijt 16 （2） 、扩 孔10.5m 切削深度 ：pa 进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 28-30，f(.6).7(30.42)/f mr 参照机械加工工艺师手册表 28-31，取 (0.56).704/f mr 切削速度 ：参照机械加工工艺师手册表 28-31，取V 25inV 取 =25, =10.5 代入公式（2-1）得0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工n01278/in3.41.5Vrd 艺师手册表 9-3 取 72/minr 实际切削速度 ： .4/mi10 根据机械加工工艺师手册表 28-42 被切削层长度 ：l48 刀具切入长度 1 刀具切出长度 ： 2l3m 走刀次数为 1 取 ， ， , , 代入公式（ 2-4）得：48ll2l0.4f72n 机动时间 ：1jt183.19mijl 以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为 120.9.3minjt 工序 7：粗铣宽度为 4 的开口槽 机床：专用组合铣床 刀具：高速刚锯片铣刀 粗齿数 80d20Z4L 铣削深度 ：wa2 每齿进给量 ：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取f0.5/famZ 铣削速度 ：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取V ，(24)in 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0d 机床主轴转速 ： ，根据机械加工工艺013120/min.48Vrd 师手册表 11-5，取 8/minr 实际铣削速度 ：.5.8/i1 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.5fa2Zw8 工作台每分进给量 ：mf0.21/inzfnm 17 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l 20lm 刀具切入长度 ：130 刀具切出长度 ：取2l 走刀次数为 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：0ll2l18mf 机动时间 ：1jt1032.4inj 2.7 时间定额计算及生产安排 参照机械加工工艺手册表 2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以 上）时间定额的计算公式为： （大量生产时 ）Ntktt zfjd /%)1( 0/Ntz 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 式 (2-5)ttfjd 其中： 单件时间定额 d 基本时间（机动时间）jt 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动f 作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值k 工序 1：粗、精铣 两外圆端面60m 机动时间 ：jt2.314.76inj 辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5-45，取工步辅助时间为f 。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。0.4in min1.0 则 .10.5inft ：根据机械加工工艺手册表 2.5-48，k 13k 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5）得3.76jt.1ft 单间时间定额 ： d()%(3.7605)(1%)4.82mindjfttk 工序 2：钻，扩，铰 孔，倒角0m.30 机动时间 ：jt2.8inj 辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5-41，取工步辅助时间为f 。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。min4.0 min1.0 则 i54.01.ft ：根据机械加工工艺手册表 2.5-43，k 14.2k 18 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得2.78jt0.54ft 单间时间定额 ： d()1%(2.78)(12.4%)3.7mindjfttk 工序 3：铣 孔的内侧面0.43m 机动时间 ：jt.inj 辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5-45，取工步辅助时间为f 。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。in41.0 in1.0 则 i51.0.ft ：根据机械加工工艺手册表 2.5-48，k 13k 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5）得2.3jt.ft 单间时间定额 ： d()1%(2.3051)(%).7mindjfttk 工序 4：铣 孔的外侧面0.43m 机动时间 ：jt.inj 辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5-41，取工步辅助时间为f 。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。0.1in min1.0 则 .40.51ift ：根据机械加工工艺手册表 2.5-43，k 14.2k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得2.3jt.4ft 单间时间定额 ： d()1%(2.305)(12.4%)3.8mindjfttk 工序 5：钻，扩，铰 孔，倒角4m5 机动时间 ：jt.8inj 辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5-41，取工步辅助时间为f 。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。0.4min min1.0 则 .01.54ift ：根据机械加工工艺手册表 2.5-48，k 12.4k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得.8jt.ft 单间时间定额 ： d()1%(0.5418)(.%).6mindjfttk 工序 6：钻，扩 孔.m 机动时间 ：jt3inj 辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5-41，取工步辅助时间为f 。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。0.4in min1.0 则 .01.54ift 19 ：根据机械加工工艺手册表 2.5-43，k=12.14k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得0.38jt.54ft 单间时间定额 ： d()1%(0.38)(12.4%)1.03mindjfttk 工序 7：铣宽度为 4 的开口槽m 机动时间 ：jt.inj 辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5-45，取工步辅助时间为f 。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。0.31in min1.0 则 .0.41ift ：根据机械加工工艺手册表 2.5-48， k 13k 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5）得.jt.ft 单间时间定额 ： d()1%(0.41)(%)0.96mindjfttk 2.8 本章小结 本章主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺进行设计。先要明确零件的作用 ，本次设计的后钢板弹簧吊耳的主要作用就是载重后，使钢板能够得到延伸， 伸展，能有正常的缓冲作用。确定了零件的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 寸后，就可以对零件的工艺路线进行分析，制定出几套工艺方案，然后对这几 套方案进行分析比较，选择最优方案，最后进行时间定额计算及生产安排。优 良的加工工艺是能否生产出合格，优质零件的必要前提，所以对加工工艺的设 计十分重要，设计时要反复比较，选择最优方案。 20 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计 3.1 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计 本夹具主要用来粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面。由加工本道工序的工序简 图可知。粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面时，均有表面粗糙度要求 。本道12.5m 工序仅是对内侧端面进行粗加工。工件以 孔及端面和叉杆面为定位基准，37m 在带台肩长销和浮动支承半板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫 圈夹紧 孔两端面，再用 DQG 型汽缸通过铰链杠杆机构带动浮动压块在工37m 件叉杆处夹紧。在本道工序加工时，还应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。 同时应保证加工尺寸精度和表面质量。 3.2 定位方案的分析和定位基准的选择 在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时， 外圆端面已经精铣，60m 工艺孔已经加工出。很容易想到一面一孔组合基准定位，以在带台肩长37m 销为第一定位基准限制工件的四个自由度，端面应一点接触，限制一个自由度， 工件以 孔及端面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实 现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧 孔两端面，再用汽缸37 通过铰链杠杆机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。 图 3.1 定位机构图 3.3 定位误差分析 本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位 21 副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只 存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移 误差仅存在 Z 轴方向，且向下，见下图。 0.12.30.2.67DYzTd 式中 定位副间的最小配合间隙（mm） ； 工件圆孔直径公差（mm） ； 定位销外圆直径公差（mm） 。d 图 3.2 定位销水平放置时定位分析图 3.4 铣削力与夹紧力计算 根据机械加工工艺手册可查得： 铣削力计算公式为 圆周分力 式（3-1）1.075.80.79.86pfeFzFzaZdk 查表可得： 05dm92m.08/faz 1.pa.Fzk 代入公式（3-1）得 0.750.879.86.78616zF =329N 查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为： .0/EL/0.5VEF/0.4xEF 8329.1L N .7.7.5 Ex 6. 铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。 22 即： （ ）LF查 表 可 得3.0 31480.N 计算出的理论夹紧力 F 再乘以安全系数 k 既为实际所需夹紧力 F 即： 取 k=2k 2148960 3.5 定向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的 远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面 对于工作台的送进方向具有正确的位置。 根据 GB220780 定向键结构如图所示：o 图 3.3 夹具体槽形与螺钉图 根据 T 形槽的宽度 a=25mm 定向键的结构尺寸如下： 表 3.1 定向键数据表 夹具体槽形尺寸 B 2B 公称 尺寸 允差 d 允差 4 L H h D 1 公称尺寸 允差 D 2h 25 -0.014 -0.045 40 14 6 15 6 24 +0.023 7 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 由于本道工序是完成后钢板弹簧吊耳内侧端面的粗铣加工，所以选用直角 对刀块。直角对刀块的结构和尺寸如图所示： 23 图 3.4 对刀块图 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 标 记四 周 倒 圆 图 3.5 平塞尺图 塞尺尺寸为： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公称尺寸 H 允差 d C 3 -0.006 0.25 3.6 夹紧装置及夹具体设计 为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。因此夹紧装置采用气缸夹紧 24 装置。工件在夹具上安装好后，气缸活塞带动压块从上往下移动夹紧工件。 根据所需要的夹紧力 ，来计算气缸缸筒内径 。2096FN0D 气缸活塞杆推力 式（3-2）PDQ420 其中：P压缩空气单位压力 （取 P=6 公斤力/ ）2厘 米 效率 （取 ）.9 代入公式（3-2）得206F公 斤 力2 2044.3.1.D厘 米 厘米. 取 05厘米=250 m 因此气缸选用 DQG 型气缸，其结构如下图所示： 图 3.6 DQG 型气缸图 其主要结构参数如下表： 表 3.3 DQG 型气缸数据表 缸径 BdL B M K H 80 40 25 60 50 11 7 104 P TG 12h F E KK 98 77 11 17.5 21 19.5 G3/8 M16 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这 些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配 图 1 所示。 25 3.7 夹具设计及操作的简要说明 本夹具用于后钢板弹簧吊耳内侧端面的粗铣。件以 孔及端面和叉杆37m 面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。夹紧时，首先由 螺母和开口垫圈夹紧 孔两端面，再用汽缸通过铰链杠杆机构带动浮动压37m 块在工件叉杆处夹紧。其夹紧采用的是气动夹紧，夹紧简单、快速、可靠。有 利于提高生产率。工件在夹具体上安装好后，浮动压块在气缸活塞的推动下向 下移动夹紧工件。当工件加工完成后，压块随即在气缸活塞的作用下松开工件， 即可取下工件。 3.8 本章小结 在本章中，夹具主要用来粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面。首先应明确本夹 具中的夹紧定位机构，在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时， 外圆端面已经精铣， 工艺孔已经加工出。工件以 孔及端60m37m37m 面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。夹紧时， 首先由螺母和开口垫圈夹紧 孔两端面，再用汽缸通过铰链杠杆机构带动 浮动压块在工件叉杆处夹紧。然后按照有关公式进行铣削力和夹紧的计算，然 后对铣床夹具必不可少的定向键和对刀装置进行设计，为了提高生产效率，缩 短加工中的辅助时间。因此夹紧装置采用气缸夹紧装置，所以还要对汽缸进行 设计。夹具是制造系统的重要组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本 都有直接的影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。所以对夹 具设计也是非常重要的。 26 4 加工 工艺孔夹具设计30m 4.1 加工 工艺孔夹具设计30m 本夹具主要用来钻、扩、铰两个工艺孔 。这两个工艺孔均有尺寸精30 度要求为 ，表面粗糙度要求，表面粗糙度为 ，与端面垂直。并.4 1.6m 用于以后 加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。15 本道工序为后钢板弹簧吊耳加工的第五道工序，本道工序加工时主要应考虑如 何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳 动强度。 4.2 定位方案的分析和定位基准的选择 由零件图可知，两工艺孔位于零件 孔内外侧面上，其有尺寸精度要24Rm 求和表面粗糙度要求并应与侧面垂直。为了保证所钻、铰的孔与侧面垂直并保 证两工艺孔能在后续的孔加工工序中使 孔的加工余量均匀。根据基准10.5 重合、基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道 工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加 工工艺孔的定位基准应选择 外圆端面和与 之配合的心轴为主要6m37m 定位基准限制工件的五个自由度，用一个定位销限制工件的另一个自由度。采 用螺母夹紧。 图 4.1 定位分析图 4.3 定位误差分析 本工序选用的工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为垂直放置，由于定位 副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。不过这时的径向定位误 27 差不再只是单向的了，而是在水平面内任意方向上都有可能发生，其最大值也 比心轴水平放置时大一倍。见下图。 0.31.20.1.64YxyDTd 式中 定位副间的最小配合间隙（mm） ； 工件圆孔直径公差（mm） ； D 心轴外圆直径公差（mm） 。d 图 4.2 心轴垂直放置时定位分析图 4.4 切削力的计算与夹紧力分析 由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和 铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册得： 钻削力 式（4-1）6.08.2HBDfF 钻削力矩 式（4-2）91T 式中： 30Dmmaxaxmin187491733 代入公式（4-1）和（4-2）得1.2fr0.8.66749FN 1.9.0.352T 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立 计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 4.5 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套 （其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔 分钻、扩、铰三个工步完成加工。即先用 的麻花钻钻孔，根0.43m 28m 据 GB114184 的规定钻头上偏差为零，钻套孔径为 。再用0.3416 28 标准扩孔钻扩孔，根据 GB114184 的规定 扩孔钻的尺寸为29.8m 29.8m ，钻套尺寸为 。最后用 的标准铰刀铰孔，根0.7 0.3416298m30 据 GB114184 的规定标准铰刀尺寸为 故钻套孔径尺寸为 。0.158 0.3921m 图 4.3 快换钻套图 铰工艺孔钻套结构参数如下表： 表 4.1 铰工艺孔钻套数据表 D d H 公称尺寸 允差 12 Dh1m1r 30 30 40 -0.010 -0.027 59 46 16 5.5 27 28 36 65 衬套选用固定衬套其结构如图所示： 图 4.4 固定衬套图 29 其结构参数如下表： 表 4.2 固定衬套数据表 d D 公称尺寸 允差 H 公称尺寸 允差 C 1 40 +0.023 0 42 46 +0.035 +0.018 3 2 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这 些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装 配图 2 所示。 4.6 夹具精度分析 利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加 工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此 在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计 算。 本道工序加工中主要保证两工艺孔尺寸 及同轴度公差0.43m 及表面粗糙度 。本道工序最后采用精铰加工，选用 GB1141840.1m1.6m 铰刀，直径为 ，并采用钻套，铰刀导套孔径为 ，外0.583 0.3921dm 径为 同轴度公差为 。固定衬套采用孔径为 ，.214D05. .46 同轴度公差为 。 该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1） 、各孔的实际轮 廓受最大实体实效边界的控制即受直径为 的理想圆柱面3.0129. 的控制。 （2） 、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸 。 （3） 、0m 当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，