毕业设计-ca10b汽车后钢板弹簧吊耳加工工艺及钻孔夹具的设计论文.doc

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1、CA10B汽车后钢板弹簧吊耳加工工艺及钻孔夹具的设计1 绪 论机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。在些次设计中我们主要是设计“盖子”铣床夹具。在此次课程设计过程中，我认真的分析了该夹具的组成、并阅读了大量的相关资料，在老师和同学的大力帮助下完成了此项设计。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定

2、额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。2 设计的目的机械制造工艺学课程设计,是在学

3、完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的：能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强

4、学生解决工程实际问题的独立工作能力。3零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37mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：一个37mm的孔，尺寸为76mm的与37mm孔相垂直的平面，其中主要加工表面为37mm的孔；2）以30mm孔为中的加工表面这一组加工表面包括：两个30mm的孔，以及尺寸为77与两个30mm 孔相垂直的内平面，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4工艺规程设计4.1 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

5、采用模锻成型4.2基准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30mm孔一侧端面为粗基准，以消除，三个自由度，然后加一个辅助支承。 （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。4.3 制定工艺路线 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

6、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 精铣37mm孔端面。 工序 扩，粗铰，精铰37mm孔并加工倒角1.545。工序 粗铣30mm孔端面。工序 扩，粗铰 30mm孔并加工倒角145工序 粗铣尺寸为77mm的孔端面。工序 精铣尺寸为77mm的孔端面。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1

7、45。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。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 粗铣37mm孔端面。 工序 粗镗37mm孔，倒

8、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的槽工序 去毛刺。工序 检查。4.4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

9、质系数取M1, 毛坯尺寸为34.4。根据机械加工工艺手册加工余量分别为：粗镗：36mm 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加工余量分别为： 扩孔：29.8mm 2Z=1.8mm 铰孔：30mm 2Z=0.2mm3. 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。根据机械

10、加工工艺手册加工余量分别为：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

11、将以上计算的工序间尺寸及公差整理成下表： （mm）工序工尺加寸 锻造毛坯铣削加工30mm孔处加工前最大 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（单边） 2mm最大3.65mm 最小1.435mm 加工公差mm -0.17/2mm4.5计算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。2. 计算切削用量根据切削手册 mm/z切削

12、速度：根据相关手册 取 m/min （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=375 r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=375 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min） 查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 为加工一侧端面的时间，总工时 （min）工序.粗镗37mm孔、倒角。根据机械加工工艺手册查得镗37mm孔的进给量=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=36mm。则 （r/min） 根据机床选取n=300 r/min。 实际切削速度 （m/min）切削工时

13、 （min）工序：粗铣30mm孔外端面。 根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具与工序所使用刀具相同 mm （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=300 r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=300 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 为加工一侧端面的时间，总工时 （min）工序：粗铣30mm孔内端面。 根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具与工序所使用刀具相同 mm （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=300

14、 r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=300 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 为加工一侧端面的时间，总工时 （min）工序：1.扩29.8mm孔。确定进给量：根据机械加工工艺手册 =0.81 mm/r。切削速度：根据相关手册，查得切削速度m/min ，所以 （r/min）根据机床说明书选取n=140 r/min，故实际切削速度 （m/min） 切削工时 （min）2.铰30mm孔。确定进给量：根据机械加工工艺手册 =1.17 mm/r。切削速度：根据相关手册，查得切削速度m/min ，所以 （r/min）

15、根据机床说明书选取n=63 r/min，故实际切削速度 （m/min） 切削工时 （min）工序:精镗孔至36mm根据机械加工工艺手册查得f=0.5mm/rn=1000r/min=16.6r/s切削速度 v=40m/min=0.67m/s切削工时 （min）工序：半精铣30mm孔端面根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=375 r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=375 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min） 查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 为加工一侧端面的时

16、间，总工时 （min）工序:半精铣30mm孔端面。 根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具与工序所使用刀具相同 mm （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=300 r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=300 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 为加工一侧端面的时间，总工时 （min） 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=0.234 mm/r。切削速度：根据相关手册，查得切削速度 m/min ，所以 （r

17、/min）根据机床说明书选取n=394 r/min，故实际切削速度 （m/min） 切削工时 （min）工序：铣宽为4mm的槽 根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具采用YT15硬质合金面铣刀， mm （r/min） 根据机床说明书，取n=600 r/min。故实际切削速度 （m/min）当n=600r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min） 查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min） 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。5 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

18、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37mm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5.1问题的提出本夹具用来钻37mm孔加工本道工序时，该孔有过高的精度要求。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。5.2夹具设计5.2.1定位基准的选择由零件图可知，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。1. 切削力和夹紧力的计算刀具：高速钢锥柄麻花钻，37mm轴向力： （N）扭距：Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，

19、安全系数为基本安全系数1.5；为加工性质系数1.1；为刀具钝化系数1.2。所以 （N）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。5.2.2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37mm。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.5.3夹具设计及操作说明如前所述，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

20、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。结 论紧张而又辛苦的三周课程设计结束了。当我快要完成老师下达给我的任务的任务的时候，我仿佛经过了一次翻山越岭，登上了高山之颠，顿感心旷神怡，眼前豁然开朗。课程设计作为机械制造工艺学、机床夹具设计课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运

21、用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。！所有下载了本文的注意：本论文附有工艺卡和零件图纸共4张CAD图纸，凡下载了本文的读者请留下你的联系方式（邮箱），我把图纸发给他，纯免费的。最后，希望此文能够帮到你！参 考 文 献1 孙巳德机床夹具图册机械工业出版社,2001，32(1)：51-5

22、3 2 赵家齐机械制造工艺学课程设计指导书哈尔滨工业大学,1979： 15-18，313 肖诗纲切削用量简明手册机械工业出版社，1998：10-224 李益民机械制造工艺设计简明手册哈尔滨工业大学，19985 艾兴机械制造工艺学. 清华大学，19976 赵家齐切削手册机械工业出版社，1983-08-127 李洪机械加工工艺手册S北京出版社，19968 邹青机械制造技术基础课程设计指导教程机械工业出版社，1998-12-25(10)9 纪名刚机械设计高等教育出版社，1999单辉祖材料力学高等教育出版社，1999！所有下载了本文的注意：本论文附有工艺卡和零件图纸共4张CAD图纸，凡下载了本文的读者请留下你的联系方式（邮箱），我把图纸发给他，纯免费的。最后，希望此文能够帮到你！13