机械制造技术课程设计前钢板弹簧吊耳加工工艺及钻2105孔夹具设计全套图纸.docx

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机械制造技术课程设计前钢板弹簧吊耳加工工艺及钻2105孔夹具设计全套图纸

课程设计说明书

题目：

前钢板弹簧吊耳的工艺规程及钻侧孔工装夹具设计

学生：

学号：

专业：

班级：

指导老师：

摘要

本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。

吊耳前钢板弹簧加工工艺规程及其钻侧孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。

在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：

工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

全套图纸加153893706

ABSTRCT

Thisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.

Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessingholejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.

Keywords:

Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror

序言…………………………………………………………………1

一.零件分析……………………………………………………2

1.1零件作用………………………………………………2

1.2零件的工艺分析…………………………………………3

二.工艺规程设计…………………………………………………4

2.1确定毛坯的制造形式……………………………………4

2.2基面的选择传……………………………………………5

2.3制定工艺路线……………………………………………8

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………6

2.5确定切削用量及基本工时………………………………6

三夹具设计……………………………………………………8

3.1问题的提出………………………………………………8

3.2定位基准的选择…………………………………………8

3.3切削力及夹紧力计算……………………………………9

3.4定位误差分析……………………………………………11

3.5夹具设计及操作简要说明………………………………15

总结………………………………………………………………17

致谢………………………………………………………………18

参考文献…………………………………………………………19

序言

机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。

机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。

我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。

从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

前钢板弹簧吊耳的加工工艺规程及其铣距离64mm的Φ44外圆的内侧面的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。

正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。

本次设计也要培养自己的自学与创新能力。

因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。

所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。

一、零件的分析

1.1零件的作用

前钢板弹簧吊耳的主要作用是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常的缓冲作用。

因此汽车前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。

汽车前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

1.2零件的工艺分析

前钢板弹簧吊耳零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下：

1.以Ø44mm端面和中间外圆为基准加工面

这一组加工面包括：

一个的Ø25mm孔以及各个端面

2.以Φ10.5孔和端面为中心的加工面，这组加工面主要是其余各孔及其槽和宽44mm的2个Φ44外圆的外侧面

二.工艺规程设计

2.1确定毛坯的制造形式

零件材料为KTH350，考虑到工件运行时经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。

由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用锻造，锻造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。

2.2基面的选择的选择

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置精度。

基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。

先选取φ44外圆为定位基准，利用V型块为定位元件。

3.2.2精基准的选择

精基准的选择应满足以下原则：

（1）“基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。

（2）“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。

（3）“自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。

（4）“互为基准”原则当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。

（5）所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。

以φ22孔及其端面为定位精基准，加工其它表面及孔。

主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。

2.3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能得到合理的保证。

在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。

方案一

工序Ⅰ：

锻造。

工序Ⅱ：

退火处理

工序Ⅲ：

铣22端面

工序Ⅳ：

铣22顶面

工序Ⅴ：

钻Φ22的孔

工序Ⅵ：

割宽3槽

工序Ⅶ：

钻孔2-φ10.5

工序Ⅷ：

清洗

工序Ⅸ：

检验，入库

方案二

工序Ⅰ：

锻造。

工序Ⅱ：

退火处理

工序Ⅲ：

钻Φ22的孔

工序Ⅳ：

铣22顶面

工序Ⅴ：

铣22端面

工序Ⅵ：

钻孔2-φ10.5

工序Ⅶ：

割宽3槽

工序Ⅷ：

清洗

工序Ⅸ：

检验，入库

方案一和方案二的区别在于，方案一在加工外44m的2侧面后，及时的加工了Φ22的孔，这样可以利用加工好的Φ22孔作为定位基准，加工其他的工序，这样为后续的工序提供了基准，提高了加工效率，适合于批量生产，而方案二则不能达到这样的效果，因此综合考虑我们选择方案一。

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量和工步如下：

1.Ø10mm的孔

钻孔Φ10

扩孔：

Ø10.5mm

2.叉口侧面

铣：

2Z=3mm

3.各端面

2Z=3：

Z=1.5mm

，

2.5确定切削用量及基本工时

工序III：

铣宽22mm2端面

卧式铣床X6012

选择刀具

刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用YG8,

，

，

，

。

2.决定铣削用量

1）决定铣削深度

因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则

2）决定每次进给量及切削速度

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。

根据表查出

，则

按机床标准选取

＝1450

当

＝1450r/min时

按机床标准选取

3）计算工时

切削工时：

，

，则机动工时为

三、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，需要设计专用夹具。

由指导老师的分配，决定设计第7道工序钻孔2-φ10.5的钻床夹具。

3.1问题的提出

本夹具主要用于钻孔2-φ10.5，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。

3.2定位基准的选择

拟定加工路线的第一步是选择定位基准。

定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。

基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。

因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。

此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。

由于在这是第一道工序，因此加工的时候其他的面都还没有加工，因此我们只能用粗基准定位，我们采用筋板的底面，侧面和Φ44外圆另外一端面作为定位基准。

3.3切削力及夹紧力计算

（1）刀具：

采用钻头φ10.5mmz=5,

机床：

钻床Z3040

由[3]所列公式得

查表9.4—8得其中：

修正系数

z=24

代入上式，可得F=889.4N

因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。

安全系数K=

其中：

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1.1

为断续切削系数1.1

所以

（2）夹紧力的计算

选用夹紧螺钉夹紧机由

其中f为夹紧面上的摩擦系数，取

F=

+GG为工件自重

夹紧螺钉：

公称直径d=15mm，材料45钢性能级数为6.8级

螺钉疲劳极限：

极限应力幅：

许用应力幅：

螺钉的强度校核：

螺钉的许用切应力为

[s]=3.5~4取[s]=4

得

满足要求

经校核：

满足强度要求，夹具安全可靠，

使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力

3.4定位误差分析

（1）定位元件尺寸及公差确定。

由于加工的表面为是平面，没有任何位置度要求，我们只需要保证好加工的时候工件不会移动和震动就可以，因此定位误差分析不予计算方可满足要求。

。

3.5夹具设计及操作简要说明

如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。

应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。

提高夹具性价比。

本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。

本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。

本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。

夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。

为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。

夹具装配图附图如下

夹具体附图如下

总结

通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。

课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。

因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们课程设计完成的更出色的关键一步。

致谢

这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。

但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。

这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。

在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。

多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

参考文献

1.切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年

2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年

3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年

4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年

5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月

6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年