新版后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计模板.doc

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1、后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计二七年六月摘 要此次设计是对后钢板弹簧吊耳零件加工工艺规程及部分工序专用夹具设计。后钢板弹簧吊零件关键加工表面是平面及孔。由加工工艺标准可知，确保平面加工精度要比确保孔加工精度轻易。所以本设计遵照先面后孔标准。并将孔和平面加工明确划分成粗加工和精加工阶段以确保加工精度。基准选择以后钢板弹簧吊耳大外圆端面作为粗基准，以后钢板弹簧吊耳大外圆端面和两个工艺孔作为精基准。关键加工工序安排是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。在后续工序中除部分工序外均用端面和工艺孔定位加工其它孔和平面。整个加工过程均选择组合机床。关键词 后钢板弹簧吊

2、耳，加工工艺，专用夹具目 录摘 要ABSTRACTII目录11绪 论12 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计32.1零件分析32.1.1零件作用31.1.2零件工艺分析32.2工艺过程设计所应采取对应方法42.3后钢板弹簧吊耳加工定位基准选择42.3.1 确定毛坯制造形式42.3.2粗基准选择42.3.3精基准选择52.4 工艺路线制订52.4.1 工艺方案一52.4.2 工艺方案二52.4.3 工艺方案比较和分析62.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定62.6确定切削用量及基础工时（机动时间）72.7时间定额计算及生产安排162.8 本章小结183 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计193

3、.1粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计193.2定位方案分析和定位基准选择193.3定位误差分析193.4铣削力和夹紧力计算203.5定向键和对刀装置设计213.6夹紧装置及夹具体设计233.7夹具设计及操作简明说明243.8本章小结244 加工工艺孔夹具设计254.1加工工艺孔夹具设计254.2定位方案分析和定位基准选择254.4切削力计算和夹紧力分析264.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计264.6夹具精度分析284.7夹具设计及操作简明说明284.8本章小结295 加工工艺孔夹具设计305.1加工工艺孔夹具设计305.2定位方案分析和定位基准选择305.3定位元件设计305.4定位误差分

4、析325.5切削力计算和夹紧力分析325.6钻套、衬套、钻模板及夹具体设计325.7夹具精度分析345.8夹具设计及操作简明说明345.9本章小结35结 论36参 考 文 献37致 谢381 绪 论机械加工工艺及夹具设计是在完成了大学全部课程以后，进行一次理论联络实际综合利用，使我对专业知识、技能有了深入提升，为以后从事专业技术工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，确保产品质量、节省能源、降低成本关键手段，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关键依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提升经济效益技术确保。然而夹具又是制造系统关键组成部分，不

5、管是传统制造，还是现代制造系统，夹具全部是十分关键。所以，好夹具设计能够提升产品劳动生产率，确保和提升加工精度，降低生产成本等，还能够扩大机床使用范围，从而使产品在确保精度前提下提升效率、降低成本。当今猛烈市场竞争和企业信息化要求,企业对夹具设计及制造提出了更高要求。所以对机械加工工艺及夹具设计含有十分关键意义。夹具从产生到现在，大约能够分为三个阶段：第一个阶段关键表现在夹具和人结合上，这是夹具关键是作为人单纯辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人和机床之间桥梁，夹具机能发生改变，它关键用于工件定位和夹紧。大家越来越认识到，夹具和操作人员改善工作及机床性能提升有着亲密关系，所

6、以对夹具引发了重视；第三阶段表现为夹具和机床结合，夹具作为机床一部分，成为机械加工中不可缺乏工艺装备。在夹具设计过程中，对于被加工零件定位、夹紧等关键问题,设计人员通常全部会考虑比较周全，不过，夹具设计还常常会碰到部分小问题，这些小问题假如处理不好，也会给夹具使用造成很多不便，甚至会影响到工件加工精度。我们把多年来在夹具设计中碰到部分小问题归纳以下：清根问题在设计端面和内孔定位夹具时，会碰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，应依据工件结构而定。假如零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角,则必需清根,假如零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不

7、需要清根，而且交界处能够倒为圆角R。端面和外圆定位时，和上述相同。让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加工夹具时，会存在让刀问题。设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮退刀位置，其位置大小应依据所使用铣刀或砂轮直径大小，留出超出刀具半径尺寸位置即可。更换问题在设计加工结构相同或相同，尺寸不一样系列产品零件夹具时，为了降低生产成本,提升夹具利用率，往往会把夹具设计为只更换某一个或多个零件通用型夹具。伴随机械工业快速发展，对产品品种和生产率提出了愈来愈高要求，使多品种，中小批生产作为机械生产主流，为了适应机械生产这种发展趋势，肯定对机床夹具提出更高要求。尤其像后钢板弹簧

8、吊耳类不规则零件加工还处于落后阶段。在以后发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环境保护方向发展带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计2.1零件分析2.1.1零件作用题目给出零件是CA10B解放牌汽车后钢板弹簧吊耳。后钢板弹簧吊耳关键作用是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常缓冲作用。所以汽车后钢板弹簧吊耳零件加工质量会影响汽车工作精度、使用性能和寿命。汽车后钢板弹簧吊耳关键作用是减震功效、阻尼缓冲部分功效、导向功效。图2.1 后钢板弹簧吊耳零件图1.1.2零

9、件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。它们相互间有一定位置要求。现分析以下：（1）以两外圆端面为关键加工表面加工面。这一组加工表面包含：。两外圆端面铣削，加工孔，其中两外圆端面表面粗糙度要求为，孔表面粗糙度要求为（2）以孔为关键加工表面加工面。这一组加工表面包含：2个孔，2个孔、2个孔内外两侧面铣削，宽度为4开口槽铣削，2个在同一中心线上数值为同轴度要求。其中2个孔表面粗糙度要求为，2个孔表面粗糙度要求为，2个孔内侧面表面粗糙度要求为，2个孔外侧面表面粗糙度要求为，宽度为4开口槽表面粗糙度要求为。2.2工艺过程设计所应采取对应方法由以上分析可知。该零件关键加工表面是平面及孔

10、系。通常来说，确保平面加工精度要比确保孔系加工精度轻易。所以，对于该零件来说，加工过程中关键问题是确保平面尺寸精度和孔尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间相互关系。该类零件加工应遵照先面后孔标准：即先加工零件基准平面，以基准平面定位加工其它平面。然后再加工孔系。后钢板弹簧吊耳加工自然应遵照这个标准。这是因为平面面积大，用平面定位能够确保定位可靠夹紧牢靠，所以轻易确保孔加工精度。其次，先加工平面能够先切去铸件表面凹凸不平。为提升孔加工精度发明条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。后钢板弹簧吊耳零件加工工艺应遵照粗精加工分开标准，将孔和平面加工明确划分成粗加工和精加工阶段以确保孔系加工精度。因

11、为后钢板弹簧吊耳生产量很大。怎样满足后钢板弹簧吊耳生产率要求也是过程中关键考虑原因。2.3后钢板弹簧吊耳加工定位基准选择2.3.1 确定毛坯制造形式零件材料为Q235。因为生量已达成大批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，故能够采取铸造成型，这对提升生产效率，确保加工质量也是有利。2.3.2粗基准选择粗基准选择应该满足以下要求：（1） 粗基准选择应以加工表面为粗基准。目标是为了确保加工面和不加工面相互位置关系精度。假如工件上表面上有好多个不需加工表面，则应选择其中和加工表面相互位置精度要求较高表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀关键表面作为粗基准。比如：机

12、床床身导轨面是其它量要求均匀关键表面。所以在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这么就能确保均匀地去掉较少余量，使表层保留而细致组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小表面作为粗基准。这么能够确保该面有足够加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大表面作为粗基准，以确保定位正确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺表面不宜选作粗基准，必需时需经初加工。（5） 粗基准应避免反复使用，因为粗基准表面大多数是粗糙不规则。数次使用难以确保表面间位置精度。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

13、工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除部分工序外均用端面和工艺孔定位加工其它孔和平面。2.3.3精基准选择精基准选择关键考虑基准重合问题，当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。2.4 工艺路线制订因为生产类型为大批生产，应尽可能使工序集中来提升生产率，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：铣孔内侧面工序6：铣孔外侧面工序7：铣宽度为4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：铣孔内侧面工序2：铣孔外侧面工序3：

14、钻，扩孔工序4：钻，扩，铰孔，倒角工序5：铣宽度为4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 工艺方案比较和分析上述两个工艺方案特点在于：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，最终加工孔内外侧面和宽度为4开口槽铣，则和方案二相反，先加工孔内外侧面，再以此为基面加工孔，孔，宽度为4开口槽，最终加工两外圆端面，孔，经比较可见，先加工两外圆端面，以后位置度较易确保，而且定位及装夹全部较方便，但方案一中先加工孔，孔，再加工孔内外侧面，不符合先面后孔加工标准，加工余量更大，所用加工时间更多，这么加工路线就不合理，同理，宽度为4开口槽应放在最终一

15、个工序加工。所以合理具体加工艺以下：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：铣孔内侧面工序4：铣孔外侧面工序5：钻，扩，铰孔，倒角工序6：钻，扩孔工序7：铣宽度为4开口槽工序8：终检2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定“后钢板弹簧吊耳”零件材料为Q235，硬度HBS为149187，生产类型为大批量生产，采取铸造毛坯。依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸以下：(1) 铣两外圆端面考虑其加工表面粗糙度要求为，能够先粗铣，再精铣，依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

16、较高为，其加工方法能够分为钻，扩，铰三步，依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) 铣孔内侧面考虑其表面粗糙度要求为，只要求粗加工，依据机械加工工艺手册表2.3-5，取2Z=3已能满足要求。(4) 铣孔外侧面考虑其表面粗糙度要求为，只要求粗加工，依据机械加工工艺手册表2.3-5，取2Z=3已能满足要求。(5) 加工孔 其表面粗糙度要求较高为，其加工方法能够分为钻，扩，铰三步，依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(6) 加工孔其表面粗糙度要求较高为，其加工

17、方法能够分为钻，扩，两步，依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(7) 铣宽度为4开口槽考虑其表面粗糙度要求为，只要求粗加工，依据机械加工工艺手册表2.348，取2Z=2已能满足要求。2.6确定切削用量及基础工时（机动时间）工序1：粗、精铣两外圆端面机床：专用组合铣床 刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数，细齿数（1）、粗铣铣削深度：每齿进给量：依据机械加工工艺师手册表30-13，取铣削速度：参考机械加工工艺师手册表30-23，取，机床主轴转速： 式（2-1）取=30, =63代入公式（2-1）得：依据机械加工工艺师手册表11-4，取实际铣削速度：工作

18、台每分进给量： 式（2-2）取=，=代入公式（2-2）得：取依据机械加工工艺手册 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间： 式（2-3）取，, 代入公式（2-3）得：以上为铣一个端面机动时间，故本工序机动工时为（2）、精铣铣削深度：每齿进给量：依据机械加工工艺师手册表30-13，取铣削速度：参考机械加工工艺师手册表30-23，取，取=30, =63代入公式（2-1）得：机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表11-4，取实际铣削速度：取=，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：依据机械加工工艺师手册 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长

19、度：取走刀次数为1取，代入公式（2-3）得：机动时间：以上为铣一个端面机动时间，故本工序机动工时为工序2：钻，扩，铰孔，倒角机床：专用组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀（1）、钻孔切削深度：进给量：依据机械加工工艺师手册表28-10，取因为本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则依据机械加工工艺师手册表28-13，取取切削速度取=24, =35代入公式（2-1）得机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表9-3，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1机动时间： 式 (2-4)取，, ,代入公式（2-4）得：（2）、扩孔切削深度：进给量：依

20、据机械加工工艺师手册表28-30，参考机械加工工艺师手册表28-31，取切削速度：参考机械加工工艺师手册表28-31，取取=19, =36.8代入公式（2-1）得机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表9-3取实际切削速度： 依据机械加工工艺师手册表28-42被切削层长度：刀具切入长度 刀具切出长度： 走刀次数为1取，, ,代入公式（2-4）得：机动时间：（3）铰孔切削深度：进给量：依据机械加工工艺师手册表28-35，取依据机械加工工艺师手册表28-36，取取切削速度取=9.1, =37代入公式（2-1）得机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表9-3，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入

21、长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1取，, ,代入公式（2-4）得：机动时间：（4）倒角。采取锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是主轴转速和扩孔时相同：，手动进给。工序3：粗铣孔内侧面机床：专用组合铣床刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数铣削深度：每齿进给量：依据机械加工工艺师手册表30-29，取铣削速度：参考机械加工工艺师手册表30-29，取，取=24, =50代入公式（2-1）得机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表11-4，取实际铣削速度：取=，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：取依据机械加工工艺手册 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1取，,代入公式（2

22、-3）得：机动时间：以上为铣一个端面机动时间，故本工序机动工时为 工序4：粗铣孔外侧面机床：专用组合铣床刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数铣削深度：每齿进给量：依据机械加工工艺师手册表30-29，取铣削速度：参考机械加工工艺师手册表30-29，取，取=24, =50代入公式（2-1）得机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表11-4，取实际铣削速度：取=，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：取依据机械加工工艺手册 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1取，,代入公式（2-3）得：机动时间：以上为铣一个端面机动时间，故本工序机动工时为工序5：钻，扩，铰孔机床：专

23、用组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀（1）、钻孔切削深度：进给量：依据机械加工工艺师手册表28-10，取因为本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则依据机械加工工艺师手册表28-13，取取切削速度取=24, =28代入公式（2-1）得机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表9-3，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1取，, ,代入公式（2-4）得：机动时间：以上为钻一个孔机动时间，故本工序机动工时为（2）、扩孔切削深度：进给量：依据机械加工工艺师手册表28-30，参考机械加工工艺师手册表28-31，取切削速度：参考机械加工工艺师手册表

24、28-31，取取=19.8, =29.8代入公式（2-1）得机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表9-3取实际切削速度： 依据机械加工工艺师手册表28-42被切削层长度：刀具切入长度 刀具切出长度： 走刀次数为1取，, ,代入公式（2-4）得：机动时间：以上为扩一个孔机动时间，故本工序机动工时为（3）铰孔切削深度：进给量：依据机械加工工艺师手册表28-35，取依据机械加工工艺师手册表28-36，取取切削速度取=9.9, =30代入公式（2-1）得机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表9-3，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1取，, ,代入公式（2-

25、4）得：机动时间：以上为铰一个孔机动时间，故本工序机动工时为4）倒角。采取锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是主轴转速和扩孔时相同：，手动进给。工序6：钻，扩孔机床：专用组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、（1）、钻孔切削深度：进给量：依据机械加工工艺师手册表28-10，取因为本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则依据机械加工工艺师手册表28-13，取取切削速度取=24, =9代入公式（2-1）得机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表9-3，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1取，, ,代入公式（2-4）得：机动时间：以上为钻一个孔机动时间，

26、故本工序机动工时为（2）、扩孔切削深度：进给量：依据机械加工工艺师手册表28-30，参考机械加工工艺师手册表28-31，取切削速度：参考机械加工工艺师手册表28-31，取取=25, =10.5代入公式（2-1）得机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表9-3取实际切削速度： 依据机械加工工艺师手册表28-42被切削层长度：刀具切入长度 刀具切出长度： 走刀次数为1取，, ,代入公式（2-4）得：机动时间：以上为扩一个孔机动时间，故本工序机动工时为 工序7：粗铣宽度为4开口槽机床：专用组合铣床刀具：高速刚锯片铣刀 粗齿数 铣削深度：每齿进给量：依据机械加工工艺师手册表30-13，取铣削速度：参考

27、机械加工工艺师手册表30-23，取，取=30, =63代入公式（2-1）得：机床主轴转速：，依据机械加工工艺师手册表11-5，取实际铣削速度：取=，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：依据机械加工工艺手册 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1取，, 代入公式（2-3）得：机动时间：2.7时间定额计算及生产安排参考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）时间定额计算公式为： （大量生产时）所以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 基础时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时全部要进行

28、多种辅助动作所消耗时间，包含装卸工件时间和相关工步辅助时间 部署工作地、休息和生理需要时间占操作时间百分比值工序1：粗、精铣两外圆端面机动时间：辅助时间：参考机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。因为在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：依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：参考机械加工工艺手册表2.5-41，取工步辅助时间为。因为在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：依据机械加工工艺手册表2.5-43，取，k=0.1214代入公式（2-5）得单间时间定额

29、： 工序3：铣孔内侧面机动时间：辅助时间：参考机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。因为在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：依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4：铣孔外侧面机动时间：辅助时间：参考机械加工工艺手册表2.5-41，取工步辅助时间为。因为在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：依据机械加工工艺手册表2.5-43，取，k=0.1214代入公式（2-5）得单间时间定额： 工序5：钻，扩，铰孔，倒角机动时间：辅助时间：参考机械加工工艺手册表2.5-41，取工步辅助时间为。因为在生产线上装

30、卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：依据机械加工工艺手册表2.5-48，取，k=0.1214代入公式（2-5）得单间时间定额： 工序6：钻，扩孔机动时间：辅助时间：参考机械加工工艺手册表2.5-41，取工步辅助时间为。因为在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：依据机械加工工艺手册表2.5-43，k=12.14取，k=0.1214代入公式（2-5）得单间时间定额： 工序7：铣宽度为4开口槽机动时间：辅助时间：参考机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。因为在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：依据机械加工工艺手册表2.5-48， 取，k=0.13代

31、入公式（2-5）得单间时间定额： 2.8 本章小结本章关键是对后钢板弹簧吊耳加工工艺进行设计。先要明确零件作用 ，此次设计后钢板弹簧吊耳关键作用就是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常缓冲作用。确定了零件机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸后，就能够对零件工艺路线进行分析，制订出几套工艺方案，然后对这几套方案进行分析比较，选择最优方案，最终进行时间定额计算及生产安排。优良加工工艺是能否生产出合格，优质零件必需前提，所以对加工工艺设计十分关键，设计时要反复比较，选择最优方案。3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计3.1粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计本夹具关键用来粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面。

32、由加工本道工序工序简图可知。粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面时，全部有表面粗糙度要求。本道工序仅是对内侧端面进行粗加工。工件以孔及端面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支承半板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧孔两端面，再用DQG型汽缸经过铰链杠杆机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。在本道工序加工时，还应考虑提升劳动生产率，降低劳动强度。同时应确保加工尺寸精度和表面质量。3.2定位方案分析和定位基准选择在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时，外圆端面已经精铣，工艺孔已经加工出。很轻易想到一面一孔组合基准定位，以在带台肩长销为第一定位基准限制工件四个自由度，端面应一点接触，限制一个

33、自由度，工件以孔及端面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧孔两端面，再用汽缸经过铰链杠杆机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。图3.1 定位机构图3.3定位误差分析本工序选择工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，因为定位副间存在径向间隙，所以必将引发径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件一直以孔壁和心轴上母线接触，故此时径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下，见下图。式中 定位副间最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 定位销外圆直径公差（mm）。图3.2 定位销水平放置时定位分析图3.4铣削力和夹紧力计

34、算依据机械加工工艺手册可查得：铣削力计算公式为圆周分力 式（3-1）查表可得： 代入公式（3-1）得 =查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力和圆周分力比值为： 铣削加工产生水平分力应由夹紧力产生摩擦力平衡。 即： （） 计算出理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力 即： 取k=2 3.5定向键和对刀装置设计定向键安装在夹具底面纵向槽中，通常使用两个。其距离尽可能部署远些。经过定向键和铣床工作台T形槽配合，使夹具上定位元件工作表面对于工作台送进方向含有正确位置。依据GB220780定向键结构图所表示：图 3.3 夹具体槽形和螺钉图依据T形槽宽度 a=25mm 定向键结构尺寸以下：表

35、3.1 定向键数据表 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D25-0.014-0.0454014615624+0.0237对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具和夹具相对位置。因为本道工序是完成后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工，所以选择直角对刀块。直角对刀块结构和尺寸图所表示：图 3.4 对刀块图塞尺选择平塞尺，其结构以下图所表示： 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC3-0.0060.253.6夹紧装置及夹具体设计为了提升生产效率，缩短加工中辅助时间。所以夹紧装置采取气缸夹紧装置。工件在夹具上安装好后，气缸活塞带动压块从上往下移动夹紧工

36、件。依据所需要夹紧力，来计算气缸缸筒内径。气缸活塞杆推力 式（3-2）其中：P压缩空气单位压力 （取P=6千克力/） 效率 （取） 代入公式（3-2）得 厘米 取厘米=250所以气缸选择DQG型气缸，其结构以下图所表示： 图 3.6 DQG型气缸图其关键结构参数以下表：表 3.3 DQG型气缸数据表缸径LBMKH8040256050117104PTGhFEKK98771117.52119.5G3/8M16 夹具体设计关键考虑零件形状及将上述各关键元件联成一个整体。这些关键元件设计好后即可画出夹具设计装配草图。整个夹具结构夹具装配图1所表示。3.7夹具设计及操作简明说明本夹具用于后钢板弹簧吊耳内

37、侧端面粗铣。件以孔及端面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧孔两端面，再用汽缸经过铰链杠杆机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。其夹紧采取是气动夹紧，夹紧简单、快速、可靠。有利于提升生产率。工件在夹具体上安装好后，浮动压块在气缸活塞推进下向下移动夹紧工件。当工件加工完成后，压块随即在气缸活塞作用下松开工件，即可取下工件。3.8本章小结在本章中，夹具关键用来粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面。首先应明确本夹具中夹紧定位机构，在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时，外圆端面已经精铣，工艺孔已经加工出。工件以孔及端面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮

38、动支撑板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧孔两端面，再用汽缸经过铰链杠杆机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。然后根据相关公式进行铣削力和夹紧计算，然后对铣床夹具必不可少定向键和对刀装置进行设计，为了提升生产效率，缩短加工中辅助时间。所以夹紧装置采取气缸夹紧装置，所以还要对汽缸进行设计。夹具是制造系统关键组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本全部有直接影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件确保。所以对夹具设计也是很关键。4 加工工艺孔夹具设计4.1加工工艺孔夹具设计本夹具关键用来钻、扩、铰两个工艺孔。这两个工艺孔全部有尺寸精度要求为，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，和端面垂直。

39、并用于以后加工中定位。其加工质量直接影响以后各工序加工精度。本道工序为后钢板弹簧吊耳加工第五道工序，本道工序加工时关键应考虑怎样确保其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，和怎样提升劳动生产率，降低劳动强度。4.2定位方案分析和定位基准选择由零件图可知，两工艺孔在零件孔内外侧面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应和侧面垂直。为了确保所钻、铰孔和侧面垂直并确保两工艺孔能在后续孔加工工序中使孔加工余量均匀。依据基准重合、基准统一标准。在选择两工艺孔加工定位基按时，应尽可能选择上一道工序即粗、精铣顶面工序定位基准，和设计基准作为其定位基准。所以加工工艺孔定位基准应选择外圆端面和和之配合心轴为关键定位基准

40、限制工件五个自由度，用一个定位销限制工件另一个自由度。采取螺母夹紧。图4.1 定位分析图4.3定位误差分析本工序选择工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为垂直放置，因为定位副间存在径向间隙，所以必将引发径向基准位移误差。不过这时径向定位误差不再只是单向了，而是在水平面内任意方向上全部有可能发生，其最大值也比心轴水平放置时大一倍。见下图。式中 定位副间最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 心轴外圆直径公差（mm）。图4.2 心轴垂直放置时定位分析图4.4切削力计算和夹紧力分析因为本道工序关键完成工艺孔钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰切削力。所以切削力应以钻削力为准。由切削手册得：

41、钻削力 式（4-1）钻削力矩 式（4-2）式中： 代入公式（4-1）和（4-2）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向和钻削力方向相同。所以进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件销钉强度、刚度合适即能满足加工要求。4.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选择快换钻套（其结构以下图所表示）以降低更换钻套辅助时间。依据工艺要求：工艺孔分钻、扩、铰三个工步完成加工。即先用麻花钻钻孔，依据GB114184要求钻头上偏差为零，钻套孔径为。再用标准扩孔钻扩孔，依据GB114184要求扩孔钻尺寸为，钻套尺寸为。最终用标准铰刀铰孔，依据GB114184要求标准铰

42、刀尺寸为故钻套孔径尺寸为。图 4.3 快换钻套图铰工艺孔钻套结构参数以下表：表 4.1 铰工艺孔钻套数据表dHD公称尺寸允差303040-0.010-0.0275946165.5272836衬套选择固定衬套其结构图所表示：图 4.4 固定衬套图其结构参数以下表：表 4.2 固定衬套数据表dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差40+0.02304246+0.035+0.01832夹具体设计关键考虑零件形状及将上述各关键元件联成一个整体。这些关键元件设计好后即可画出夹具设计装配草图。整个夹具结构见夹具装配图2所表示。4.6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加工系统

43、。它们之间相互联络，最终形成工件和刀具之间正确位置关系。所以在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计夹具进行精度分析和误差计算。本道工序加工中关键确保两工艺孔尺寸及同轴度公差及表面粗糙度。本道工序最终采取精铰加工，选择GB114184铰刀，直径为，并采取钻套，铰刀导套孔径为，外径为同轴度公差为。固定衬套采取孔径为，同轴度公差为。该工艺孔位置度应用是最大实体要求。即要求：（1）、各孔实际轮廓受最大实体实效边界控制即受直径为理想圆柱面控制。（2）、各孔体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。（3）、当各孔实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时可将偏离量赔偿给位置度公差。（4）、如各孔实