1、机械制造基础课程设计题目：制定后钢板弹簧吊耳的加工工艺,设计铣 4mm 工艺槽的铣床夹具全套设计，联系 153893706班 级：机械 03-1-16学 生： 指导教师： 哈尔滨理工大学2006-9-261目 录设计任务书2一.零件的分析 3二.工艺规程设计 3（一）确定毛坯的制造形式3（二）基面的选择3（三）制订工艺路线3（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5（五）确定切削用量及基本工时6三.夹具设计（一）问题的提出 13（二）卡具设计13四.参考文献 142哈尔滨理工大学机械制造工艺及夹具课程设计任务书题目：制定后钢板弹簧吊耳的加工工艺，钻 37 孔的钻床夹具要求：1.中批生产；2
2、.尽量选用通用夹具。内容：1.填写设计任务书；2.制订一个中等零件的加工工艺过程，填写工 艺过程卡和工序卡各一张；3.设计指导教师指定的工序夹具，绘制全套夹具图纸，要求用计算机绘图；4.编写设计说明书一份，按照毕业论文的格式 写，要求打印文稿。3一 零件的分析零件的工艺分析后钢板弹簧吊耳共有三组加工表面， 现分述如下：1）以 37 mm 孔为中心的加工表面05.这一组加工表面包括：一个 37 mm 的孔，尺寸 为 76 mm 的与 37 mm 孔相垂直的05.2.0605.平面，其中主要加工表面为 37 mm 的孔；.02）以 30 mm 孔为中的加工表面045.这一组加工表面包括：两个 30
3、 mm 的孔，以及尺寸 为 77 与两个 30 mm 孔相045. 074.045.垂直的内平面，以及两个孔的外表面；3）以 10.5mm 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：两个 10.5mm 的孔一 工艺规程设计（一） 确定毛坯的制造形式零件材料为 35 钢，考虑 到该零件在汽车中的受力并保 证零件的工作可靠性，零件 为中批生产，因此，毛坯可采用模锻成型（二） 基面的选择基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面 选择 的正确与合理，可以使加工 质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。以
4、30mm 孔一侧端面为粗基准，以消除 ， ， 三个自由度，然后加一个zxy辅助支承。（2）精基准的选择。根据基准重合和互 为基准原则， 选用设计 基准作为精基准,当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸 换算。（三） 制订工艺路线4制订工艺路线的出发点， 应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领为中批生 产的条件下，可以考 虑采用万能性机床配以 专用夹具来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一工序 粗铣 37mm 孔端面。 工序 粗镗 37mm 孔，倒角 1.545。工序 粗铣 30mm 孔外端面。工序 粗
5、铣 30mm 孔内端面。工序 扩，粗铰 30mm 孔并加工倒角 145。工序 粗镗 37mm 孔。工序 半精铣 37mm 孔端面。工序 半精铣 37mm 孔端面。工序 钻 2-10.5mm 孔。工序 铣宽为 4mm 的槽工序 去毛刺。工序 检查。2.工艺路线方案二工序 粗铣 37mm 孔端面。 工序 粗镗 37mm 孔，倒角 1.545。工序 粗铣 30mm 孔外端面 。工序 粗铣 30mm 孔内端面。工序 扩，粗铰 30mm 孔并加工倒角 145。工序 粗镗 37mm 孔。工序 半精铣 37mm 孔端面。工序 半精铣 37mm 孔端面。工序 钻 2-10.5mm 孔。工序 铣宽为 4mm 的
6、槽工序 去毛刺。工序 检查。工艺方案的比较与分析5上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工 37mm 孔端面，再以该加工平面为基准加工其余平面，最后加工各个孔；方案二是先以 30mm 孔外端面为基准加工 37mm 孔端面，再以 37mm 孔端面为基准加工其它端面和孔。两相比 较可以看出，方案二遵循互为基准原则能够较好的保证加工精度，对设备 要求较低，而方案一工序比较集中，考虑实际设备条件，可将两个方案进行综合考虑。具体工 艺过程如下：工序 锻造毛坯工序 时效处理去应力工序 铣 37mm 孔端面。工序 扩，粗铰，精铰 37mm 孔并加工倒角 1.545。工序 铣尺寸为 77mm 的孔端面。工序
7、 粗铣 30mm 孔端面。工序 钻 2- 10.5mm 孔。工序 扩，粗铰 30mm 孔并加工倒角 145工序 铣宽为 4mm 的槽工序 去毛刺工序 检查。 （四）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 35 钢，毛坯重量约为 2.6Kg，生产类型为中批生产，采用锻造。根据上述原始资料及加工工艺，分 别确定各加工表面的饿 机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.37mm 孔毛坯为空心，参照机械加工工 艺手册，确定工序尺寸 为 Z=2.6mm。由锻件复杂系数为 S1,锻件材质系数取 M1, 毛坯尺寸为 34.4 。根据机械加工工艺手册加6.12工余量分别为：粗镗：3
8、6mm 2Z=1.6mm精镗：36mm 2Z=1.0mm2.30mm 孔毛坯为空心，参照机械加工工 艺手册，确定工序尺寸 为 Z=2.0mm。由锻件复杂系数为 S1,锻件材质系数取 M1, 毛坯尺寸为 26 根据机械加工工艺手册5.01加工余量分别为：扩孔：29.8mm 2Z=1.8mm铰孔：30mm 2Z=0.2mm463. 37mm 孔、30mm 孔端面的加工余量参照机械加工工艺手册，取加工精度 F2 ,由锻件复杂系数为 S3, 两孔外侧单边加工余量为 Z=2mm。锻 件材质系数取 M1, 复杂系数为 S3, 确定锻件偏差为 mm 和 mm。2.1601.50根据机械加工工艺手册加工余量分
9、别为：37mm 孔端面：粗铣 2Z=3.0mm精铣 2Z=1.0mm30mm 孔端面：粗铣 2Z=4.0mm 4. 10.5mm 孔毛坯为实心，不出孔 ，为自由工差。根据机械加工工艺手册加工余量分别为：钻孔：10.5mm 2Z=10.5mm由于本设计规定的零件为中批生产，可采用 调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，可按调整法加工方式予以确定。毛坯名义尺寸：122+22=126mm 毛坯最大尺寸：126+21.3=128.6mm 毛坯最小尺寸：126-20.7=124.6mm 铣后最大尺寸：122+0=122mm 铣后最小尺寸：122-0.17=121.83mm 将以上计算的工序间尺寸及
10、公差整理成下表： （mm）锻造毛坯 铣削加工30mm 孔处最大 128.6 mm 加工前 最小 124.6 mm 最大 128.6 mm 112 mm 加工后 最小 124.6 mm 121.83 mm 最大 3.65 mm 加工余量（单边）2 mm最小 1.435 mm 工序工 尺加 寸7加工公差 1.50mm -0.17/2 mm（五） 确定切削用量及基本工时工序：粗铣 37mm 孔端面。本 设计采用查表法确定切削用量。1. 加工条件工件材料：35 钢，锻造。加工要求：铣 37mm 端面，Ra6.3m。机床：X51 立式铣床。刀具：YT15 硬质合金面铣刀，齿数 Z=5， =100mm。w
11、d2. 计算切削用量根据切削手册 mm/z20.zf切削速度：根据相关手册 取 m/min 18v（r/min）.37510dwvns现采用 X51 立式铣床，根据机床说明书，取 n =375 r/min。w故实际切削速度 （m/min）5.1701wnv当 n =375 r/min 时，工作台每分钟进给量 应为w mf（mm/min）3752.wzmnf查机床说明书，取 mm/min切削工时 （min）27.035121mflt为加工一侧端面的时间，总工时 （min）mt 58.64.t工序 扩，粗铰，精铰 37mm 孔并加工倒角 1.545。8根据机械加工工艺手册查得加工 37mm 孔的进
12、给量 =0.31.0mm，按机床规格取 =0.6mm，切削速度，根据相关手册及机床说明书，取 v=30mm/s，加工孔径f=36mm。则0d（r/min）4.2653010dvns根据机床选取 n =300 r/min。w实际切削速度 （m/min）9.31060v切削工时 （min）48.3721fnltw工序 铣尺寸为 77mm 的孔端面。根据切削手册 mm/z20.zf切削速度：根据相关手册 取 m/min 18v刀具与工序所使用刀具相同 mm 5wd4z（r/min）30210dwvns现采用 X51 立式铣床，根据机床说明书，取 n =300 r/min。w故实际切削速度 （m/mi
13、n）18051wnv当 n =300 r/min 时，工作台每分钟进给量 应为w mf（mm/min）243.wzmnf查机床说明书，取 mm/min59切削工时 （min）45.02.3621mflt为加工一侧端面的时间，总工时 （min）mt 90t工序 粗铣 30mm 孔两端面。根据切削手册 mm/z20.zf切削速度：根据相关手册 取 m/min 18v刀具与工序所使用刀具相同 mm 5wd4z（r/min）30210dwvns现采用 X51 立式铣床，根据机床说明书，取 n =300 r/min。w故实际切削速度 （m/min）180251wdv当 n =300 r/min 时，工作
14、台每分钟进给量 应为w mf（mm/min）243.0wzmnf查机床说明书，取 mm/min5切削工时 （min）45.02.3621mflt为加工一侧端面的时间，总 工时 （min）mt 9t工序 铣尺寸为 77mm 的孔端面。工序:精铰孔至 37mm根据机械加工工艺手册查得f=0.5mm/r10n =1000r/min=16.6r/sw切削速度 v=40m/min=0.67m/s切削工时 （min）14.061721fnltw工序 铣 30mm 孔两端面。根据切削手册 mm/z20.zf切削速度：根据相关手册 取 m/min 18v（r/min）.37510dwvns现采用 X51 立式
15、铣床，根据机床说明书，取 n =375 r/min。w故实际切削速度 （m/min）5.1701wdv当 n =375 r/min 时，工作台每分钟进给量 应为w mf（mm/min）3752.0wzmnf查机床说明书，取 mm/min切削工时 （min）27.035121mflt为加工一侧端面的时间，总工时 （min）mt 528.64.t半精铣 30mm 孔端面。根据切削手册 mm/z20.zf切削速度：根据相关手册 取 m/min 18v刀具与工序所使用刀具相同 mm 5wd4z11（r/min）30125810dwvns现采用 X51 立式铣床，根据机床说明书，取 n =300 r/m
16、in。w故实际切削速度 （m/min）1801wnv当 n =300 r/min 时，工作台每分钟进给量 应为w mf（mm/min）243.wzmnf查机床说明书，取 mm/min5切削工时 （min）45.02.3621mflt为加工一侧端面的时间，总工时 （min）mt 9t工序 钻 2- 10.5mm 孔。确定进给量 ：根据机械加工工艺手册 锻件硬度 149-187HBS 取f md5.10=0.234 mm/r。f切削速度：根据相关手册，查得切削速度 m/min ，所以6.12v（r/min）385.010wsdn根据机床说明书选取 n =394 r/min，故实际切削速度 （m/m
17、in）0.13094.1vw切削工时 （min）65.2.382fnltw12工序 扩，粗铰 30mm 孔并加工倒角 145确定进给量 f：根据机械加工工艺手册 f=0.81 mm/r。切削速度：根据相关手册，查得切削速度 2.13vm/min ，所以48.901wsdn（r/min）根据机床说明书选取 n =140 r/min，故实际切削速度1.3104.2vw（m/min）切削工时 3.8.14021fnltw（min）确定进给量 ：根据机械加工工艺手册 f=1.17 mm/r。切削速度：根据相关手册，查得切削速度 4.5vm/min ，所以3.7010wsdn（r/min）根据机床说明书
18、选取 n =63 r/min，故实际切削速度9.51063vw（m/min）切削工时46.07.22fnltw（min）工序工序 铣宽为 4mm 的槽根据切削手册 mm/z01.zf切削速度：根据相关手册 取 m/min 46v刀具采用 YT15 硬质合金面铣 刀， mm 80wd4z13（r/min）58104610dwvns根据机床说明书，取 n =600 r/min。故实际切削速度（m/min）1480681wv当 n =600r/min 时，工作台每分钟进给量 应为w mf（mm/min）24601.wzmnf查机床说明书，取 mm/min523切削工时 （min）45.1.1mflt
19、最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据一并填入机械加工工序过程综合卡片。三.夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工 质量，降低 劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计 第道工序钻 2-10.5mm 孔的钻床夹具。本夹具将用于 Z3040 摇臂钻床，刀具为 高速钢锥柄麻花钻一一一 提出问题本夹具用来钻 10.5mm 孔加工本道工序时， 该孔没有过高的精度要求。因此，在本道工序加工时，主要考虑如何保证孔的定位，如何降低劳动强度、提高劳动生产率。一一一 夹具设计1. 定位基准的饿选择由零件图可知，以 37mm 孔和 37mm 孔的一个端面为定位基准，采用支承
20、钉为辅助支承，同时为了缩短本工序的辅助时间，应设计一个可以快速更 换工件的夹紧装置。2. 切削力和夹紧力的计算刀具：高速钢锥柄麻花钻，10.5mm14轴向力： （N）301.234.05167.0 FYXFKfdC扭距： 93.338.9.1MNm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数 321K为基本安全系数 1.5；1K为加工性质系数 1.1；2为刀具钝化系数 1.2。3所以 （N）72031.15. KF夹紧力：在此夹具中，只是为了防止工件在加工 过程中的振 动和转动，因此很小。3. 定位误差分析定位尺寸公差的确定。夹具的主要定位元件是一根定位 轴 ，该定位轴的尺寸与公差现定与本零
21、件在工作时与其相配的轴的尺寸与公差相同,取其公差为 ，即 37 mm。6n017.|3定位轴与零件的最大间隙为max=0.05-(-0.033)=0.083mm而零件要求的最小偏差为min=0-(-0.01)=0.01因此最大间隙满足精度要求.4. 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率，为此，应首先着眼于采用何种夹紧装置以减少更换工件的辅助时间。本 夹具设计 采用开口垫圈夹紧装置，只要松开螺母即可取下工件，可以提高劳动生产率，而且本 夹具总体 结构设计比较简单、紧凑。四、参考文献1.机械制造工艺学课程设计指导书 机械工业出版社 赵家齐 编2.简明机械加工工艺手册 上海科学技术出版社 徐圣群 主编3.机床夹具设计手册第二版 上海科学技术出版社154切削手册 机械工业出版社 艾兴 肖诗纲 编
