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1、XX大學(xué)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：制定后鋼板彈簧吊耳零件的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆37孔的鉆床夾具學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院（系）： 年級(jí)專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2006-9-26 哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：制定后鋼板彈簧吊耳的加工工藝，鉆37孔的鉆床夾具 設(shè)計(jì)要求：1.中批生產(chǎn)；2.盡量選用通用夾具。 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.填寫設(shè)計(jì)任務(wù)書； 2.制訂一個(gè)中等零件的加工工藝過(guò)程，填寫工 藝過(guò)程卡和工序卡各一張； 3.設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師指定的工序夾具，繪制全套夾具圖紙，要求用計(jì)算機(jī)繪圖； 4.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，按照畢業(yè)論文的格式 寫，要求打印文稿。目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書-1 一.零件的
2、分析 -2 二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式- 3（二）基面的選擇 - 3（三）制訂工藝路線 -3（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 - 5（五）確定切削用量及基本工時(shí) - 6 三.夾具設(shè)計(jì) - 11（一）問(wèn)題的提出 - 11（二）卡具設(shè)計(jì) -12 四.參考文獻(xiàn) - 13一 零件的分析零件的工藝分析后鋼板彈簧吊耳共有三組加工表面，現(xiàn)分述如下：1）以37mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：一個(gè)37mm的孔，尺寸為76mm的與37mm孔相垂直的平面，其中主要加工表面為37mm的孔；2）以30mm孔為中的加工表面這一組加工表面包括：兩個(gè)30mm的孔，以及尺寸為77與兩個(gè)30m
3、m 孔相垂直的內(nèi)平面，以及兩個(gè)孔的外表面；3）以10.5mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：兩個(gè)10.5mm的孔二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一） 確定毛坯的制造形式 零件材料為35鋼，考慮到該零件在汽車中的受力并保證零件的工作可靠性，零件為中批生產(chǎn)，因此，毛坯可采用模鍛成型（二） 基面的選擇基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。以30mm孔一側(cè)端面為粗基準(zhǔn)，以消除，三個(gè)自由度，然后加一個(gè)輔助支承。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)基準(zhǔn)
4、重合和互為基準(zhǔn)原則，選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn),當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。（三）制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 工序 粗銑37mm孔端面。 工序 精銑37mm孔端面。 工序 擴(kuò)，粗鉸，精鉸37mm孔并加工倒角1.545。工序 粗銑30mm孔端面。工序 擴(kuò)，粗鉸 30mm孔并加工倒角145工序 粗銑尺寸為77mm的孔端面。工序 精銑尺寸為77mm的孔端面
5、。工序 鉆2- 10.5mm孔。工序 銑寬為4mm的槽工序 去毛刺工序 檢查。 2.工藝路線方案二工序 粗銑37mm孔端面。 工序 粗鏜37mm孔，倒角1.545。 工序 粗銑30mm孔外端面。工序 粗銑30mm孔內(nèi)端面。工序 擴(kuò)，粗鉸 30mm孔并加工倒角145。工序 粗鏜37mm孔。工序 半精銑37mm孔端面。工序 半精銑37mm孔端面。工序 鉆2-10.5mm孔。工序 銑寬為4mm的槽工序 去毛刺。工序 檢查。 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37mm孔端面，再以該加工平面為基準(zhǔn)加工其余平面，最后加工各個(gè)孔；方案二是先以30mm孔外端面為基準(zhǔn)加工37mm孔端
6、面，再以37mm孔端面為基準(zhǔn)加工其它端面和孔。兩相比較可以看出，方案二遵循互為基準(zhǔn)原則能夠較好的保證加工精度，對(duì)設(shè)備要求較低，而方案一工序比較集中，考慮實(shí)際設(shè)備條件，可將兩個(gè)方案進(jìn)行綜合考慮。具體工藝過(guò)程如下：工序 粗銑37mm孔端面。 工序 粗鏜37mm孔，倒角1.545。 工序 粗銑30mm孔外端面。工序 粗銑30mm孔內(nèi)端面。工序 擴(kuò)，粗鉸 30mm孔并加工倒角145。工序 粗鏜37mm孔。工序 半精銑37mm孔端面。工序 半精銑37mm孔端面。工序 鉆2-10.5mm孔。工序 銑寬為4mm的槽工序 去毛刺。工序 檢查。（四）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
7、材料為35鋼，毛坯重量約為2.6Kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用鍛造。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的餓機(jī)械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.37mm孔毛坯為空心，參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，確定工序尺寸為 Z=2.6mm。由鍛件復(fù)雜系數(shù)為S1,鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 毛坯尺寸為34.4。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)加工余量分別為：粗鏜：36mm 2Z=1.6mm 精鏜：36mm 2Z=1.0mm2.30mm孔毛坯為空心，參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，確定工序尺寸為 Z=2.0mm。由鍛件復(fù)雜系數(shù)為S1,鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 毛坯尺寸為26根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)加工余量分別為： 擴(kuò)孔：29.8mm 2Z
8、=1.8mm 鉸孔：30mm 2Z=0.2mm3. 37mm孔、30mm孔端面的加工余量參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，取加工精度F2 ,由鍛件復(fù)雜系數(shù)為S3, 兩孔外側(cè)單邊加工余量為Z=2mm。鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 復(fù)雜系數(shù)為S3, 確定鍛件偏差為 mm和mm。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)加工余量分別為：37mm孔端面： 粗銑 2Z=3.0mm精銑 2Z=1.0mm30mm孔端面：粗銑 2Z=4.0mm 4. 10.5mm孔 毛坯為實(shí)心，不出孔 ，為自由工差。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)加工余量分別為： 鉆孔：10.5mm 2Z=10.5mm 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批生產(chǎn)，可采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工
9、余量時(shí)，可按調(diào)整法加工方式予以確定。 毛坯名義尺寸：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 銑后最大尺寸：122+0=122mm 銑后最小尺寸：122-0.17=121.83mm 將以上計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成下表： （mm）工序工尺加寸 鍛造毛坯銑削加工30mm孔處加工前最大 128.6mm 最小 124.6mm 加工后最大128.6mm 112mm 最小 124.6mm 121.83 mm 加工余量（單邊） 2mm最大3.65mm 最小1.435mm 加工公差mm -0.17/2mm（五） 確定切削用量及
10、基本工時(shí)工序：粗銑37mm孔端面。本設(shè)計(jì)采用查表法確定切削用量。1. 加工條件工件材料：35鋼，鍛造。加工要求：銑37mm端面，Ra6.3m。機(jī)床：X51立式銑床。刀具：YT15硬質(zhì)合金面銑刀，齒數(shù)Z=5，=100mm。2. 計(jì)算切削用量根據(jù)切削手冊(cè) mm/z切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取n=375 r/min。故實(shí)際切削速度 （m/min） 當(dāng)n=375 r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min） 查機(jī)床說(shuō)明書，取 mm/min 切削工時(shí) （min） 為加工一側(cè)端面的時(shí)間，總工時(shí) （min）工序.粗鏜37mm孔、倒
11、角。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)查得鏜37mm孔的進(jìn)給量=0.31.0mm，按機(jī)床規(guī)格取=0.6mm，切削速度，根據(jù)相關(guān)手冊(cè)及機(jī)床說(shuō)明書，取v=30mm/s，加工孔徑=36mm。則 （r/min） 根據(jù)機(jī)床選取n=300 r/min。 實(shí)際切削速度 （m/min）切削工時(shí) （min）工序：粗銑30mm孔外端面。 根據(jù)切削手冊(cè) mm/z切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min 刀具與工序所使用刀具相同 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取n=300 r/min。故實(shí)際切削速度 （m/min） 當(dāng)n=300 r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min）查機(jī)床說(shuō)明書，取 m
12、m/min 切削工時(shí) （min） 為加工一側(cè)端面的時(shí)間，總工時(shí) （min）工序：粗銑30mm孔內(nèi)端面。 根據(jù)切削手冊(cè) mm/z切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min 刀具與工序所使用刀具相同 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取n=300 r/min。故實(shí)際切削速度 （m/min） 當(dāng)n=300 r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min）查機(jī)床說(shuō)明書，取 mm/min 切削工時(shí) （min） 為加工一側(cè)端面的時(shí)間，總工時(shí) （min）工序：1.擴(kuò)29.8mm孔。確定進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè) =0.81 mm/r。切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，查得切削速度m/mi
13、n ，所以 （r/min）根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取n=140 r/min，故實(shí)際切削速度 （m/min） 切削工時(shí) （min）2.鉸30mm孔。確定進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè) =1.17 mm/r。切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，查得切削速度m/min ，所以 （r/min）根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取n=63 r/min，故實(shí)際切削速度 （m/min） 切削工時(shí) （min）工序:精鏜孔至36mm根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)查得f=0.5mm/rn=1000r/min=16.6r/s切削速度 v=40m/min=0.67m/s切削工時(shí) （min）工序：半精銑30mm孔端面根據(jù)切削手冊(cè) mm/z切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m
14、/min （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取n=375 r/min。故實(shí)際切削速度 （m/min） 當(dāng)n=375 r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min） 查機(jī)床說(shuō)明書，取 mm/min 切削工時(shí) （min） 為加工一側(cè)端面的時(shí)間，總工時(shí) （min）工序:半精銑30mm孔端面。 根據(jù)切削手冊(cè) mm/z切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min 刀具與工序所使用刀具相同 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取n=300 r/min。故實(shí)際切削速度 （m/min） 當(dāng)n=300 r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min）查機(jī)床說(shuō)明
15、書，取 mm/min 切削工時(shí) （min） 為加工一側(cè)端面的時(shí)間，總工時(shí) （min） 工序：鉆2-10.5mm孔確定進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè) 鍛件硬度149-187HBS 取=0.234 mm/r。切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，查得切削速度 m/min ，所以 （r/min）根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取n=394 r/min，故實(shí)際切削速度 （m/min） 切削工時(shí) （min）工序：銑寬為4mm的槽 根據(jù)切削手冊(cè) mm/z切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min 刀具采用YT15硬質(zhì)合金面銑刀， mm （r/min） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取n=600 r/min。故實(shí)際切削速度 （m/min）當(dāng)n=600r/m
16、in時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min） 查機(jī)床說(shuō)明書，取 mm/min 切削工時(shí) （min） 最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機(jī)械加工工序過(guò)程綜合卡片。 三.夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第道工序鉆37mm孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z3040搖臂鉆床，刀具為高速鋼錐柄麻花鉆（一） 提出問(wèn)題本夾具用來(lái)鉆37mm孔加工本道工序時(shí)，該孔有過(guò)高的精度要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何保證孔的定位，如何降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。（二） 夾具設(shè)計(jì)1. 定位基準(zhǔn)的餓選擇由零件
17、圖可知，以37mm孔和37mm孔的一個(gè)端面為定位基準(zhǔn)，采用支承釘為輔助支承，同時(shí)為了縮短本工序的輔助時(shí)間，應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)可以快速更換工件的夾緊裝置。2. 切削力和夾緊力的計(jì)算刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，37mm軸向力： （N）扭距：Nm在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；為刀具鈍化系數(shù)1.2。所以 （N）夾緊力：在此夾具中，只是為了防止工件在加工過(guò)程中的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，因此很小。3. 定位誤差分析定位尺寸公差的確定。夾具的主要定位元件是一根定位軸，該定位軸的尺寸與公差現(xiàn)定與本零件在工作時(shí)與其相配的軸的尺寸與公差相同,取其公差為，即37mm。定位軸與零件
18、的最大間隙為max=0.05-(-0.033)=0.083mm而零件要求的最小偏差為min=0-(-0.01)=0.01 因此最大間隙滿足精度要求.4. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，為此，應(yīng)首先著眼于采用何種夾緊裝置以減少更換工件的輔助時(shí)間。本夾具設(shè)計(jì)采用開(kāi)口墊圈夾緊裝置，只要松開(kāi)螺母即可取下工件，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且本夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單、緊湊。 四、參考文獻(xiàn)1.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 機(jī)械工業(yè)出版社 趙家齊 編2.簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 徐圣群 主編3. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社4切削手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 艾興 肖詩(shī)綱 編
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