学位论文制定厚钢板弹簧吊耳零件的加工设计.docx
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学位论文制定厚钢板弹簧吊耳零件的加工设计
机械制造基础课程设计
设计题目:
制定厚钢板弹簧吊耳零件的加工
工艺,设计钻Ø37孔的钻床夹具
班级:
学生:
指导教师:
xx年xx月xx日
机械制造工艺及夹具课程设计任务书
设计题目:
制定厚钢板弹簧吊耳的加工工艺,钻Ø37孔
的钻床夹具
设计要求:
1.中批生产;
2.尽量选用通用夹具。
设计内容:
1.填写设计任务书;
2.制订一个中等零件的加工工艺过程,填写工
艺过程卡和工序卡各一张;
3.设计指导教师指定的工序夹具,绘制全套夹
具图纸,要求用计算机绘图;
4.编写设计说明书一份,按照毕业论文的格式
写,要求打印文稿。
班级:
学生:
指导教师:
xx年xx月xx日
目录
设计任务书--------------------------------------1
一.零件的分析---------------------------------2
二.工艺规程设计
(一)确定毛坯的制造形式----------------------3
(二)基面的选择-----------------------------3
(三)制订工艺路线---------------------------3
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-5
(五)确定切削用量及基本工时-----------------6
三.夹具设计--------------------------------11
(一)问题的提出--------------------------11
(二)卡具设计------------------------------12
四.参考文献---------------------------------13
一.零件的分析
零件的工艺分析
厚钢板弹簧吊耳共有三组加工表面,现分述如下:
1)以Ø37mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
一个Ø37mm的孔,尺寸为76mm的与Ø37mm孔相垂直的平面,其中主要加工表面为Ø37mm的孔;
2)以Ø30mm孔为中的加工表面
这一组加工表面包括:
两个Ø30mm的孔,以及尺寸为77与两个Ø30mm孔相垂直的内平面,以及两个孔的外表面;
3)以Ø10.5mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
两个Ø10.5mm的孔
二.工艺规程设计
(一)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,毛坯可采用模锻成型
(二)基面的选择
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Ø30mm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。
(三)制订工艺路线
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Ⅰ粗铣Ø37mm孔端面。
工序Ⅱ精铣Ø37mm孔端面。
工序Ⅲ扩,粗铰,精铰Ø37mm孔并加工倒角1.5×45°。
工序Ⅳ粗铣Ø30mm孔端面。
工序Ⅴ扩,粗铰Ø30mm孔并加工倒角1×45°
工序Ⅵ粗铣尺寸为77mm的孔端面。
工序Ⅶ精铣尺寸为77mm的孔端面。
工序Ⅷ钻2-Ø10.5mm孔。
工序Ⅸ铣宽为4mm的槽
工序Ⅹ去毛刺
工序Ⅺ检查。
2.工艺路线方案二
工序Ⅰ粗铣Ø37mm孔端面。
工序Ⅱ粗镗Ø37mm孔,倒角1.5×45°。
工序Ⅲ粗铣Ø30mm孔外端面。
工序Ⅳ粗铣Ø30mm孔内端面。
工序Ⅴ扩,粗铰Ø30mm孔并加工倒角1×45°。
工序Ⅵ粗镗Ø37mm孔。
工序Ⅶ半精铣Ø37mm孔端面。
工序Ⅷ半精铣Ø37mm孔端面。
工序Ⅸ钻2-Ø10.5mm孔。
工序Ⅹ铣宽为4mm的槽
工序Ⅺ去毛刺。
工序Ⅻ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Ø37mm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Ø30mm孔外端面为基准加工Ø37mm孔端面,再以Ø37mm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Ⅰ粗铣Ø37mm孔端面。
工序Ⅱ粗镗Ø37mm孔,倒角1.5×45°。
工序Ⅲ粗铣Ø30mm孔外端面。
工序Ⅳ粗铣Ø30mm孔内端面。
工序Ⅴ扩,粗铰Ø30mm孔并加工倒角1×45°。
工序Ⅵ粗镗Ø37mm孔。
工序Ⅶ半精铣Ø37mm孔端面。
工序Ⅷ半精铣Ø37mm孔端面。
工序Ⅸ钻2-Ø10.5mm孔。
工序Ⅹ铣宽为4mm的槽
工序Ⅺ去毛刺。
工序Ⅻ检查。
(四)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.Ø37mm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,锻件材质系数取M1,毛坯尺寸为Ø34.4。
根据《机械加工工艺手册》加工余量分别为:
粗镗:
Ø36mm2Z=1.6mm
精镗:
Ø36mm2Z=1.0mm
2.Ø30mm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Ø26根据《机械加工工艺手册》加工余量分别为:
扩孔:
Ø29.8mm2Z=1.8mm
铰孔:
Ø30mm2Z=0.2mm
3.Ø37mm孔、Ø30mm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《机械加工工艺手册》加工余量分别为:
Ø37mm孔端面:
粗铣2Z=3.0mm
精铣2Z=1.0mm
Ø30mm孔端面:
粗铣2Z=4.0mm
4.Ø10.5mm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:
Ø10.5mm2Z=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+2×2=126mm
毛坯最大尺寸:
126+2×1.3=128.6mm
毛坯最小尺寸:
126-2×0.7=124.6mm
铣后最大尺寸:
122+0=122mm
铣后最小尺寸:
122-0.17=121.83mm
将以上计算的工序间尺寸及公差整理成下表:
(mm)
锻造毛坯
铣削加工
Ø30mm孔处
加工前
最大
128.6
mm
最小
124.6
mm
加工后
最大
128.6
mm
112
mm
最小
124.6
mm
121.83
mm
加工余量
(单边)
2
mm
最大
3.65
mm
最小
1.435
mm
加工公差
mm
-0.17/2
mm
(五)确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ:
粗铣Ø37mm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Ø37mm端面,Ra6.3μm。
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=375r/min。
故实际切削速度(m/min)
当n=375r/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Ⅱ.粗镗Ø37mm孔、倒角°。
根据《机械加工工艺手册》查得镗Ø37mm孔的进给量ƒ=0.3——1.0mm,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=Ø36mm。
则
(r/min)
根据机床选取n=300r/min。
实际切削速度(m/min)
切削工时(min)
工序Ⅲ:
粗铣Ø30mm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Ⅰ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=300r/min。
故实际切削速度(m/min)
当n=300r/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Ⅳ:
粗铣Ø30mm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Ⅰ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=300r/min。
故实际切削速度(m/min)
当n=300r/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Ⅴ:
1.扩Ø29.8mm孔。
确定进给量:
根据《机械加工工艺手册》=0.81mm/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=140r/min,故实际切削速度(m/min)
切削工时
(min)
2.铰Ø30mm孔。
确定进给量:
根据《机械加工工艺手册》=1.17mm/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=63r/min,故实际切削速度(m/min)
切削工时
(min)
工序Ⅵ:
精镗孔至Ø36mm
根据《机械加工工艺手册》查得
f=0.5mm/r
n=1000r/min=16.6r/s
切削速度v=40m/min=0.67m/s
切削工时(min)
工序Ⅶ:
半精铣Ø30mm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=375r/min。
故实际切削速度(m/min)
当n=375r/min时,工作台每分钟进给量应为
(m