厚钢板弹簧吊耳夹具设计说明书.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流厚钢板弹簧吊耳夹具设计说明书.精品文档.（本设计完全由个人亲自制作，绝非网上流传的产品，部分删除内容联系QQ690943670，含有工序卡片，工序过程卡片，夹具体图，夹具装配图，零件图，毛坯图，设计说明书，说明书目录摘要等）目 录目 录11 绪 论12 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计32.1零件的分析32.1.1零件的作用31.1.2零件的工艺分析32.2工艺过程设计所应采取的相应措施32.3后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择42.3.1 确定毛坯的制造形式42.3.2粗基准的选择42.3.3精基准的选择42.4 工艺路线的制定52.4.1 工

2、艺方案一52.4.2 工艺方案二52.4.3 工艺方案的比较与分析52.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.6确定切削用量及基本工时（机动时间）72.7时间定额计算及生产安排82.8 本章小结103 加工工艺孔夹具设计113.1加工工艺孔夹具设计113.2定位方案的分析和定位基准的选择113.3定位元件的设计113.4定位误差分析133.5切削力的计算与夹紧力分析133.6钻套、衬套、钻模板及夹具体设计133.7夹具精度分析153.8夹具设计及操作的简要说明153.9本章小结16结 论17参 考 文 献181 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

3、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

4、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

5、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（详见690943670）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

6、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。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。这一组加工表面包括：。两外圆端面的铣削，加工的孔，其中两外圆端面表面粗糙度要求为，的孔表面粗糙度要求为（2）（详见690943670）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

7、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。（详见690943670）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35钢。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

8、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

9、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：铣两外圆端面工序2：钻，扩，铰孔，倒角工序3：钻，扩孔工序4：钻，扩，铰孔，倒角工序5：铣孔的内侧面工序6：铣孔的外侧面工序7：

10、铣宽度为4的开口槽工序8：终检2.4.2 工艺方案二表 2.2 工艺方案二表工序1：铣孔的内侧面工序2：铣孔的外侧面工序3：钻，扩孔工序4：钻，扩，铰孔，倒角工序5：铣宽度为4的开口槽工序6：铣两外圆端面工序7：钻，扩，铰孔，倒角工序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，然后再以此为基面加工孔，再加工孔，孔，最后加工孔的内外侧面以及宽度为4的开口槽铣，则与方案二相反，先加工孔的内外侧面，再以此为基面加工孔，孔，宽度为4的开口槽，最后加工两外圆端面，孔，经比较可见，先加工两外圆端面，以后位置度较易保证，并且定位及装夹都较方便，但方案一中先加

11、工孔，孔，再加工孔的内外侧面，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：铣两外圆端面工序2：钻，扩，铰孔，倒角工序3：铣孔的两个端面工序4：钻，扩，铰孔，倒角工序5：钻，扩孔工序6：铣宽度为4的开口槽工序7：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35钢，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) 铣两外圆端面考

12、虑其加工表面粗糙度要求为，可以先粗铣，再精铣，根据机械加工工艺手册表2.3-5，取2Z=5已能满足要求(2) 加工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，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： 扩孔： 2Z=1.8铰孔： 2Z=0.2(3) 铣孔的内侧面考虑其表面粗糙度要求为，只要求粗加工，根据机械加工工艺手册表2.3-5，取2Z=3已能满足要求。(4) 铣孔的外侧面考虑其表面粗糙度要求为，只要求粗加工，根据机械加工工艺手册表2.3-5，取2Z=3已能满足要求。（详见690943670）2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序6：钻，扩孔机床：

13、专用组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、（1）、钻孔至9.8mm 切削深度： =9.8mm进给量：由表5-22，取=0.1mm/r,取切削速度v=22m/min取=22, =9.8代入公式（2-1）得机床主轴转速：，根据表4-9所列z525型立式钻床的主轴转速，取n=960r/min实际切削速度： =29.54m/min 被切削层长度：48mm 刀具切入长度：4.632mm 刀具切出长度：1mm 走刀次数为1取=48mm, =4.632mm, =1mm代入公式得：机动时间： =33.5s以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为T=2=2x33.5=67s（2）、粗铰孔至9.96mm切削深度： =

14、0.08mm进给量：由表5-22，取=0.4mm/r,取切削速度v=2m/min取=2, d=9.96代入公式（2-1）得机床主轴转速：，根据表4-9所列z525立式钻床的主轴转速，取n=97r/min（详见690943670）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）因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 式 (2-5)其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 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

15、占操作时间的百分比值工序1：粗、精铣两外圆端面机动时间：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。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。则：根据机械加工工艺手册表2.5-48，取，k=0.13代入公式（2-5）得单间时间定额： 工序2：钻，扩，铰孔，倒角机动时间：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。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。则：根据机械加工工艺手册表2.5-43，取，k=0.1214代入公式（2-5）得（详见690943670）机动时间：=3.65min 辅助时间：=32.84s其他时间 =15.11

16、s单件时间：+=4.45min2.8 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。3 加工工艺孔夹具设计3.1加工工艺孔夹具设计本夹具主要用来钻、扩、两个工艺孔。这两个工艺孔均有表面粗糙

17、度要求，表面粗糙度为。本到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表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2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上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与端面垂直。为了保证所钻、扩的孔与侧面垂直，根据基准重合、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钻扩铰工序的定位基准，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孔端面为主要定位基面以限制工件的三个自由度，以孔配和的圆柱销限制工件的两个自由度，以孔配和的削边销限制工件的一个自由度，既采用一面两销

18、定位。再用一个螺旋夹紧机构从孔的另一端面进行夹紧。图5.1 定位分析图3.3定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计。由加工工艺孔工序简图可知两工艺孔中心距。由于两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差为所以两工艺孔的中心距为 ，而两工艺孔尺寸为，。根据机床夹具设计手册削边销与圆柱销的设计计算过程如下：图5.2 两销分析图（1）、确定两定位销中心距尺寸及其偏差（2）、确定圆柱销直径及其公差 （基准孔最小直径） 取f6 （详见690943670）（6）、补偿值3.4定位误差分析本夹具选用的定位元

19、件为一面两销定位。其定位误差主要为：（1）、移动时基准位移误差 (2)、转角误差其中：3.5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（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中（详见690943670）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。3.6钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需钻、扩、两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

20、孔分钻、绞、两个工步完成加工。即先用的麻花钻钻孔，根据GB114184的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为 再用标准铰孔，根据的规定铰孔钻的尺寸为，钻套尺寸为。图 5.3 快换钻套图扩工艺孔钻套结构参数如下表：表 5.1 铰工艺孔钻套数据表dHD公称尺寸允差101616-0.006-0.01826221241011.520.5衬套选用固定衬套其结构如图所示：图 5.4 固定衬套图3.7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

21、。本道工序加工中主要保证两工艺孔尺寸及与孔距离要求为粗糙度表面粗糙度。固定衬套采用孔径为，同轴度公差为。（详见690943670）工艺孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、铰满足。3.8夹具设计及操作的简要说明由零件图可知，两工艺孔位于零件孔上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与端面垂直。为了保证所钻、扩的孔与侧面垂直，根据基准重合、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钻扩铰工序的定位基准，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（详见690943670）3.9本章小结本夹具主要用来加工后钢板弹簧吊

22、耳工艺孔。首先应明确本夹具中的夹紧定位机构，本工艺孔的定位基准应选择孔端面为主要定位基面以限制工件的三个自由度，（详见690943670） 结 论后钢板弹簧吊耳的加工工艺及夹具设计，主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺和夹具进行设计。（详见690943670）参 考 文 献1黄建求等，机械制造技术基础，北京；机械工业出版社，20082 刘守勇，机械制造工艺与机床夹具，北京：机械工业出版社，1994。3 白成轩等，机床夹具设计新原理，北京：机械工业出版社，1997。4 机械工程基础与通用标准实用丛书编委会，形状和位置公差，北京：中国计划出版社，2004。5 孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导，北京：冶金工业出版社，2002。6 机械设计手册编委会，机械设计手册卷4，北京：机械工业出版社，1998 7王启平主，机械夹具设计，西安：西安交通大学出版社，1992