【正文】 摘要 I 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） CA10B 后鋼板彈簧吊耳加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 I 摘 要 本次設(shè)計(jì)是對后鋼板彈簧吊耳零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度。整個(gè)加工過程均選用組合機(jī)床。 因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。人們越來越認(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。夾具要不要清根 ， 應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)而定。設(shè)計(jì)這類夾具時(shí) ， 應(yīng)考慮銑刀或砂輪完成切削或磨削后 ， 銑刀或砂輪的退刀位置 ， 其位置大小應(yīng)根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的直徑大小 ， 留出超過刀具半徑的尺寸位置即可。在今后的發(fā)展過程中，應(yīng)大力推廣使用組合夾具 、 半組合夾具 、可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。因此汽車后鋼板彈簧吊耳零件的加工質(zhì)量會(huì)影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。現(xiàn)分析如下： （ 1）以 60mm? 兩外圓端面為主要加工表面的加工面。其中 2個(gè) mm? ? 的孔表面粗糙度要求為 m? ， 2 個(gè) ?的孔表面粗糙度要求為 m? ， 2 個(gè) mm? ? 孔的內(nèi)側(cè)面表面粗糙度要求為 m? ， 2 個(gè) mm? ? 孔的外側(cè)面表面粗糙度要求為 50Ra m? ，寬度為4mm 的開口槽的表面粗糙度要求為 50Ra m? 。因此，對于該零件來說，加工過程中的主要問題是保證平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因 而容易保證孔的加工精度。 由于后鋼板彈簧吊耳的生產(chǎn)量很大。 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （ 1） 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。 （ 2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。 （ 3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。 （ 5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸換算。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7 (1) 銑 60mm? 兩外圓端面 考慮其加工表面粗糙度要求為 m? ，可以先粗銑，再精銑，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，取 2Z=5mm 已能滿足要求 (2) 加工 mm? ? 孔 其表面粗糙度要求較高為 m? ，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，鉸三步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 35mm? 擴(kuò)孔： ? 2Z= 鉸孔： mm? ? 2Z= (3) 銑 mm? ? 孔的內(nèi)側(cè)面 考慮其表面粗糙度要求為 m? ，只要求粗加工，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，取 2Z=3mm 已能滿足要求。采用 150? 锪鉆。為縮短輔助時(shí) 間，取倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同： 233 / minnr? ，手動(dòng)進(jìn)給。則 0 .4 1 0 .1 0 .5 1 m inft ? ? ? k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 ， 13?k 取 ? ， ? ， k= 代入公式（ 25）得 單間時(shí)間定額 dt ： ( ) ( 1 % ) ( 3 . 7 6 0 . 5 1 ) ( 1 1 3 % ) 4 . 8 2 m i nd j ft t t k? ? ? ? ? ? ? 工序 2：鉆，擴(kuò)，鉸 mm? ? 孔，倒角 30? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt ： ? 輔助時(shí)間 ft ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，取工步輔助時(shí)間為 。則 m ???ft k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 ， 13?k 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 17 取 ? ， ? ， k= 代入公式（ 25）得 單間時(shí)間定額 dt ： ( ) ( 1 % ) (2 . 3 0 . 5 1 ) ( 1 1 3 % ) 3 . 1 7 m i nd j ft t t k? ? ? ? ? ? ? 工序 4：銑 mm? ? 孔的外側(cè)面 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt ： ? 輔助時(shí)間 ft ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 ， 取工步輔助時(shí)間為 。則 0 .4 4 0 .1 0 .5 4 m inft ? ? ? k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 ， ? 取 ? ， ? ， k= 代入公式（ 25）得 單間時(shí)間定額 dt ： ( ) ( 1 % ) ( 0 . 5 4 1 . 8 4 ) ( 1 1 2 . 1 4 % ) 2 . 6 6 m i nd j ft t t k? ? ? ? ? ? ? 工序 6：鉆，擴(kuò) ? 孔 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt ： ? 輔助時(shí)間 ft ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，取工步輔助時(shí)間為 。則 0 .3 1 0 .1 0 .4 1 m inft ? ? ? k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 ， 13k? 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 18 取 ? ， ? ， k= 代入公式（ 25）得 單間時(shí)間定額 dt ： ( ) ( 1 % ) ( 0 . 4 4 0 . 4 1 ) ( 1 1 3 % ) 0 . 9 6 m i nd j ft t t k? ? ? ? ? ? ? 本章小結(jié) 本章主要是對后鋼板彈簧吊耳的加工工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面夾具設(shè)計(jì) 19 3 粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面夾具設(shè)計(jì) 粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面。工件以 37mm? 孔及端面和叉桿面為定位基準(zhǔn)，在帶臺(tái)肩長銷和浮動(dòng)支承半板上實(shí)現(xiàn)完全定位。 定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇 在進(jìn)行后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面粗銑加工工序時(shí)， 60mm? 外圓端面已經(jīng)精銑，37mm? 工藝孔已經(jīng)加工出。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心 軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在 Z 軸方向，且向下，見下圖。F 即： kFF?39。通過定向鍵與銑床工作臺(tái) T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。因此夾緊裝置采用氣缸夾緊裝置。 氣缸活塞桿推力 ?? PDQ 4 20? 式（ 32） 其中： P— 壓縮空氣單位壓力 （取 P=6 公斤力 / 2厘米 ） ?— 效率 （取 .90?? ） 39。 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 本夾具用于后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面的粗銑。有利于提高生產(chǎn)率。首先應(yīng)明確本夾具中的夾緊定位機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面粗銑加工工序時(shí)， 60mm? 外圓端面已經(jīng)精銑， 37mm? 工藝孔已經(jīng)加工出。當(dāng)工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件，即可取下工件。夾緊時(shí)，首先由螺母和開口墊圈夾緊 37mm? 孔兩端面，再用汽缸通過 鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)浮動(dòng)壓塊在工件叉桿處夾緊。這些攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面夾具設(shè)計(jì) 24 主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。 根據(jù)所需要的夾緊力 39。 由于本道工序是完成后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面的粗銑加工，所以選用直角對刀塊。 2 1 0 4 8 0 2 0 9 6 0FN? ? ? ? 定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。 圖 定位銷水平放置時(shí)定位分析圖 銑削力與夾緊力計(jì)算 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手 冊》可查得： 銑削力計(jì)算公式為 圓周分力 1 . 0 0 . 7 5 0 . 8 8 0 . 8 709 . 8 1 9 6 . 7 p f e F zF z a a a Z d k??? 式（ 31） 查表可得： 0 50d mm? 6Z? 92ea mm? /fa mm z? mm? ?Fzk 代入公式（ 31）得 0 . 7 5 0 . 8 79 . 8 1 9 6 . 7 1 . 5 0 . 0 8 9 2 6 5 0 1 . 0 6zF ?? ? ? ? ? ? ? ? = 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為：?EL FF / ? / ? 3144LEF F N? ? ? ? ? 0 .7 5 0 .7 5 3 9 2 9 .5 1 2 9 4 7 .5VEF F N? ? ? ? NFF Ex 7 6 3 3 ???? 銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。夾緊時(shí)，首先由螺母和開口墊圈夾緊 37mm? 孔兩端面，再用汽缸通過鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)浮動(dòng)壓塊在工件叉桿處夾緊。在本道工序加工時(shí)，還應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面時(shí)，均有表面粗糙度要求 m? 。確定了零件的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸后，就可以對零件的工藝路線進(jìn)行分析，制定出幾套工藝方案，然后對這幾套方案進(jìn)行分析比較，選擇最優(yōu)方案，最后進(jìn)行時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排。則 0 .4 4 0 .1 0 .5 4 m inft ? ? ? k ：根據(jù)《機(jī)械加工工 藝手冊》表 ， k= 取 ? ， ? ， k= 代入公式（ 25）得 單間時(shí)間定額 dt ： ( ) ( 1 % ) ( 0 . 3 8 0 . 5 4 ) ( 1 1 2 . 1 4 % ) 1 . 0 3 m i nd j ft t t k? ? ? ? ? ? ? 工序 7：銑寬度為 4mm 的開口槽 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt ： ? 輔助時(shí)間 ft ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，取工步輔助時(shí)間為 。則 0 .4 1 0 .1 0 .5 1 m inft ? ? ? k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 ， ?k 取 ? ， ? ， k= 代入公式（ 25）得 單間時(shí)間定額 dt ： ( ) ( 1 % ) (2 . 3 0 . 5 4 ) ( 1 1 2 . 1 4 % ) 3 . 1 8 m i nd j ft t t k? ? ? ? ? ? ? 工序 5：鉆，擴(kuò)，鉸 mm? ? 孔，倒角 145? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt ： ? 輔助時(shí)間 ft ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，取工步輔助時(shí)間為 。則 m ???ft k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 ， ?k 取 ? ， ? ， k= 代入公式（ 25）得 單間時(shí)間定額 dt ： ( ) ( 1 % ) (2 . 7 8 0 . 5 4 ) ( 1 1 2 . 1 4 % ) 3 . 7 2 m i nd j ft t t k? ? ? ? ? ? ? 工序 3：銑 mm? ? 孔的內(nèi)側(cè)面 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt ： ? 輔助時(shí)間 ft ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，取工步輔助時(shí)間為 。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種 輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 k — 布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值 工序 1：粗、精銑 60mm? 兩外圓端面 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt ： 2 .3 1 .4 6 3 .7 6 m injt ? ? ? 輔助時(shí)間 ft ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，取工步輔助時(shí)間為 。 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 11 工序 3：粗銑 mm? ? 孔的內(nèi)側(cè)面 機(jī)床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 50d mm? 粗齒數(shù) 6Z? 銑削深度 pa ： mm? 每齒進(jìn)給量 fa ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 3029，取 /fa mm Z? 銑削速度 V ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表 3029，取 24 / minVm? ， 取 V =24, 0d =50 代入公式（ 21）得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ：01 0 0 0 1 0 0 0 2 4 1 5 2 / m i n3 . 1 4 5 0Vnrd? ?? ? ??，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 114，取 169 / minnr? 實(shí)際銑削速度 V? ： 0 3 . 1 4 5 0 1 6 9