機械制造基礎課程設計畢業(yè)設計論文制定后鋼板彈簧吊耳零件的加工.doc

XX大學機械制造基礎課程設計 設計題目：制定后鋼板彈簧吊耳零件的加工工藝，設計鉆37孔的鉆床夾具學生姓名： 學生學號： 院（系）： 年級專業(yè)： 指導教師： 2006-9-26 哈爾濱理工大學 機械制造工藝及夾具課程設計任務書設計題目：制定后鋼板彈簧吊耳的加工工藝，鉆37孔的鉆床夾具 設計要求：1.中批生產(chǎn)；2.盡量選用通用夾具。 設計內(nèi)容：1.填寫設計任務書； 2.制訂一個中等零件的加工工藝過程，填寫工 藝過程卡和工序卡各一張； 3.設計指導教師指定的工序夾具，繪制全套夾具圖紙，要求用計算機繪圖； 4.編寫設計說明書一份，按照畢業(yè)論文的格式 寫，要求打印文稿。目 錄 設計任務書-1 一.零件的分析 -2 二.工藝規(guī)程設計（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 - 6 三.夾具設計 - 11（一）問題的提出 - 11（二）卡具設計 -12 四.參考文獻 - 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30mm的孔，以及尺寸為77與兩個30mm 孔相垂直的內(nèi)平面，以及兩個孔的外表面；3）以10.5mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：兩個10.5mm的孔二 工藝規(guī)程設計（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） 基面的選擇基準面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；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，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 （1）粗基準的選擇。以30mm孔一側端面為粗基準，以消除，三個自由度，然后加一個輔助支承。 （2）精基準的選擇。根據(jù)基準重合和互為基準原則，選用設計基準作為精基準,當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。（三）制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效率，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，粗鉸，精鉸37mm孔并加工倒角1.545。工序 粗銑30mm孔端面。工序 擴，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。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，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工藝方案的特點在于：方案一是先加工37mm孔端面，再以該加工平面為基準加工其余平面，最后加工各個孔；方案二是先以30mm孔外端面為基準加工37mm孔端面，再以37mm孔端面為基準加工其它端面和孔。兩相比較可以看出，方案二遵循互為基準原則能夠較好的保證加工精度，對設備要求較低，而方案一工序比較集中，考慮實際設備條件，可將兩個方案進行綜合考慮。具體工藝過程如下：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，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，參照機械加工工藝手冊，確定工序尺寸為 Z=2.6mm。由鍛件復雜系數(shù)為S1,鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 毛坯尺寸為34.4。根據(jù)機械加工工藝手冊加工余量分別為：粗鏜：36mm 2Z=1.6mm 精鏜：36mm 2Z=1.0mm2.30mm孔毛坯為空心，參照機械加工工藝手冊，確定工序尺寸為 Z=2.0mm。由鍛件復雜系數(shù)為S1,鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 毛坯尺寸為26根據(jù)機械加工工藝手冊加工余量分別為： 擴孔：29.8mm 2Z=1.8mm 鉸孔：30mm 2Z=0.2mm3. 37mm孔、30mm孔端面的加工余量參照機械加工工藝手冊，取加工精度F2 ,由鍛件復雜系數(shù)為S3, 兩孔外側單邊加工余量為Z=2mm。鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 復雜系數(shù)為S3, 確定鍛件偏差為 mm和mm。根據(jù)機械加工工藝手冊加工余量分別為：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 毛坯為實心，不出孔 ，為自由工差。根據(jù)機械加工工藝手冊加工余量分別為： 鉆孔：10.5mm 2Z=10.5mm 由于本設計規(guī)定的零件為中批生產(chǎn)，可采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，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） 確定切削用量及基本工時工序：粗銑37mm孔端面。本設計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. 計算切削用量根據(jù)切削手冊 mm/z切削速度：根據(jù)相關手冊 取 m/min （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=375 r/min。故實際切削速度 （m/min） 當n=375 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min）工序.粗鏜37mm孔、倒角。根據(jù)機械加工工藝手冊查得鏜37mm孔的進給量=0.31.0mm，按機床規(guī)格取=0.6mm，切削速度，根據(jù)相關手冊及機床說明書，取v=30mm/s，加工孔徑=36mm。則 （r/min） 根據(jù)機床選取n=300 r/min。 實際切削速度 （m/min）切削工時 （min）工序：粗銑30mm孔外端面。 根據(jù)切削手冊 mm/z切削速度：根據(jù)相關手冊 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)機床說明書，取n=300 r/min。故實際切削速度 （m/min） 當n=300 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min）查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min）工序：粗銑30mm孔內(nèi)端面。 根據(jù)切削手冊 mm/z切削速度：根據(jù)相關手冊 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)機床說明書，取n=300 r/min。故實際切削速度 （m/min） 當n=300 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min）查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min）工序：1.擴29.8mm孔。確定進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊 =0.81 mm/r。切削速度：根據(jù)相關手冊，查得切削速度m/min ，所以 （r/min）根據(jù)機床說明書選取n=140 r/min，故實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min）2.鉸30mm孔。確定進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊 =1.17 mm/r。切削速度：根據(jù)相關手冊，查得切削速度m/min ，所以 （r/min）根據(jù)機床說明書選取n=63 r/min，故實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min）工序:精鏜孔至36mm根據(jù)機械加工工藝手冊查得f=0.5mm/rn=1000r/min=16.6r/s切削速度 v=40m/min=0.67m/s切削工時 （min）工序：半精銑30mm孔端面根據(jù)切削手冊 mm/z切削速度：根據(jù)相關手冊 取 m/min （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=375 r/min。故實際切削速度 （m/min） 當n=375 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min）工序:半精銑30mm孔端面。 根據(jù)切削手冊 mm/z切削速度：根據(jù)相關手冊 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)機床說明書，取n=300 r/min。故實際切削速度 （m/min） 當n=300 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min）查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min） 工序：鉆2-10.5mm孔確定進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊 鍛件硬度149-187HBS 取=0.234 mm/r。切削速度：根據(jù)相關手冊，查得切削速度 m/min ，所以 （r/min）根據(jù)機床說明書選取n=394 r/min，故實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min）工序：銑寬為4mm的槽 根據(jù)切削手冊 mm/z切削速度：根據(jù)相關手冊 取 m/min 刀具采用YT15硬質(zhì)合金面銑刀， mm （r/min） 根據(jù)機床說明書，取n=600 r/min。故實際切削速度 （m/min）當n=600r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機械加工工序過程綜合卡片。 三.夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第道工序鉆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） 提出問題本夾具用來鉆37mm孔加工本道工序時，該孔有過高的精度要求。因此，在本道工序加工時，主要考慮如何保證孔的定位，如何降低勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率。（二） 夾具設計1. 定位基準的餓選擇由零件圖可知，以37mm孔和37mm孔的一個端面為定位基準，采用支承釘為輔助支承，同時為了縮短本工序的輔助時間，應設計一個可以快速更換工件的夾緊裝置。2. 切削力和夾緊力的計算刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，37mm軸向力： （N）扭距：Nm在計算切削力時必須把安全系數(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程中的振動和轉動，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. 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率，為此，應首先著眼于采用何種夾緊裝置以減少更換工件的輔助時間。本夾具設計采用開口墊圈夾緊裝置，只要松開螺母即可取下工件，可以提高勞動生產(chǎn)率，而且本夾具總體結構設計比較簡單、緊湊。 四、參考文獻1.機械制造工藝學課程設計指導書 機械工業(yè)出版社 趙家齊 編2.簡明機械加工工藝手冊 上?？茖W技術出版社 徐圣群 主編3. 機床夾具設計手冊第二版 上海科學技術出版社4切削手冊 機械工業(yè)出版社 艾興 肖詩綱 編