【正文】 表面粗糙度要求為 ?，F(xiàn)分析如下：（1）以 兩外圓端面為主要加工表面的加工面。因此汽車(chē)后鋼板彈簧吊耳零件的加工質(zhì)量會(huì)影響汽車(chē)的工作精度、使用性能和壽命。在今后的發(fā)展過(guò)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。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(guò)刀具半徑的尺寸位置即可。夾具要不要清根，應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)而定。人們?cè)絹?lái)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(duì)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。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。整個(gè)加工過(guò)程均選用組合機(jī)床。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。1 / 42后鋼板彈簧吊耳加工工藝及夾具設(shè)計(jì)二〇〇七年六月1 / 42摘 要本次設(shè)計(jì)是對(duì)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)。所以本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過(guò)程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。端面和定位外圓分為兩體時(shí)無(wú)此問(wèn)題,。讓刀問(wèn)題在設(shè)計(jì)圓盤(pán)類刀具(如銑刀、砂輪等)加工的夾具時(shí)，會(huì)存在讓刀問(wèn)題。特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。后鋼板彈簧吊耳的主要作用是載重后，使鋼板能夠得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。它們相互間有一定的位置要求。這一組加工表面包括：??個(gè) 的孔，2 個(gè) 的孔、2 個(gè) 孔的內(nèi)外兩側(cè)面的銑削，???寬度為 4 的開(kāi)口槽的銑削，2 個(gè)在 同一中心線上數(shù)值為 ?同軸度要求。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。后鋼板彈簧吊耳的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。后鋼板彈簧吊耳零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開(kāi)的原則，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孔系加工精度。由于生量已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這對(duì)提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量也是有利的。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面。所以合理具體加工藝如下：表 工藝方案表工序1：銑 兩外圓端面60m?工序2：鉆，擴(kuò)，鉸 孔，???工序3：銑 ??工序4：銑 工序5：鉆，擴(kuò)，鉸 孔，??145??工序6：鉆，擴(kuò) 工序7：銑寬度為 4 的開(kāi)口槽m工序8：終檢 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“后鋼板彈簧吊耳”零件材料為 Q235，硬度 HBS 為 149～187，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）工序 1：粗、精銑 兩外圓端面60m?機(jī)床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù) ，細(xì)齒數(shù)63d?6Z?10Z?（1） 、粗銑銑削深度 ：wa3每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 3013，?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 3023，取V，(2~4)in機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： 式（21）01Vd??取 =30, =63 代入公式（21）得：0dn13(~2)/???9 / 42根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 114，取 169/minr?實(shí)際銑削速度 ：V?????工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： 式（22）mfzwf取 = ， ， = 代入公式（22）得：??取 /in根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm?刀具切入長(zhǎng)度 ：130?刀具切出長(zhǎng)度 ：2l走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（23）jt12jmlf?取 ， ， , 代入公式（23）得：60l?13ll?以上為銑一個(gè)端面的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為 ?（2） 、精銑銑削深度 ：wa2m?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 3013，?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 3023，取V，(2~4)in取 =30, =63 代入公式（21）得：0d機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機(jī)械加013(10~2)/????工工藝師手冊(cè)》表 114，取 2/minr實(shí)際銑削速度 ：?.取 = ， ， = 代入公式（22）得：?6Zw0?工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：??根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知l 0lm?刀具切入長(zhǎng)度 ：130?刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l10 / 42走刀次數(shù)為 1取 ， ， 代入公式（23）得：60lm?3lml2?機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： ????機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為 ?工序 2：鉆，擴(kuò)，鉸 孔，倒角0.????機(jī)床：專用組合鉆床刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀（1） 、鉆 孔35m切削深度 ：?進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2810，取f(~.7)/fr?由于本零件在加工 孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) ，則35?..0./(~.52)/f mmr??根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2813，取 ?取切削速度 24/inV取 =24, =35 代入公式（21）得0d機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機(jī)械加工工藝01218/????師手冊(cè)》表 93，取 2/minr實(shí)際切削速度 ： V?.被切削層長(zhǎng)度 ：l76?刀具切入長(zhǎng)度 ： 120刀具切出長(zhǎng)度 ： l3走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式 (24)jt12jlfn??取 ， ， , , 代入公式（24）得：????（2） 、擴(kuò) 孔?切削深度 ：pa1.?進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2830，f(~).7(063~.84)f??/r參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2831，取 ?/mr11 / 42切削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2831，取V 19/minV?取 =19, = 代入公式（21）得0d機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機(jī)械加工工n011964/in3..8Vrd????藝師手冊(cè)》表 93 取 74/minr實(shí)際切削速度 ： ?..根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2842被切削層長(zhǎng)度 ：l76?刀具切入長(zhǎng)度 14刀具切出長(zhǎng)度 ： 2l3m走刀次數(shù)為 1取 ， ， , , 代入公式（24）得：74l?l2l??機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：????（3）鉸 ??切削深度 ：?進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2835，取f(~)/fr?根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2836，取 ?取切削速度 9./inV?取 =, =37 代入公式（21）得0d機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《????師手冊(cè)》表 93，取 72/minr實(shí)際切削速度 ： V?.2/mi10被切削層長(zhǎng)度 ：l6?刀具切入長(zhǎng)度 ： 15刀具切出長(zhǎng)度 ： 2l0走刀次數(shù)為 1取 ， ， , , 代入公式（24）得：76l?l2l??機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：????（4）倒角 。采用 锪鉆。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 。優(yōu)良的加工工藝是能否生產(chǎn)出合格，優(yōu)質(zhì)零件的必要前提，所以對(duì)加工工藝的設(shè)計(jì)十分重要，設(shè)計(jì)時(shí)要反復(fù)比較，選擇最優(yōu)方案。?工序僅是對(duì)內(nèi)側(cè)端面進(jìn)行粗加工。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。圖 定位機(jī)構(gòu)圖 定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在定位銷(xiāo)上定位，定位銷(xiāo)為水平放置，由于定位21 / 42副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。22 / 42 即： （ ）LF???查 表 可 ? ?計(jì)算出的理論夾緊力 F 再乘以安全系數(shù) k 既為實(shí)際所需夾緊力 39。通過(guò)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(duì)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24 / 42裝置。2096FN?0D氣缸活塞桿推力 式（32）??PDQ420其中：P—壓縮空氣單位壓力 （取 P=6 公斤力/ ）2厘 米 —效率 （取 ）?.9? 代入公式（32）得39。25 / 42 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)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)，外圓端面已經(jīng)精銑， 工藝孔已經(jīng)加工出。因此夾緊裝置采用氣缸夾緊裝置，所以還要對(duì)汽缸進(jìn)行設(shè)計(jì)。26 / 424 加工 工藝孔夾具設(shè)計(jì)30m? 加工 工藝孔夾具設(shè)計(jì)30m?本夾具主要用來(lái)鉆、擴(kuò)、鉸兩個(gè)工藝孔 。15本道工序?yàn)楹箐摪鍙椈傻醵庸さ牡谖宓拦ば?，本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在選擇兩工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。不過(guò)這時(shí)的徑向定位誤27 / 42差不再只是單向的了，而是在水平面內(nèi)任意方向上都有可能發(fā)生，其最大值也比心軸水平放置時(shí)大一倍。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿足加工要求。?28 / 42標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，根據(jù) GB1141—84 的規(guī)定 ? ?，鉆套尺寸為 。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見(jiàn)夾具裝配圖 2 所示。本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸 ??及表面粗糙度 。即要求：（1） 、各孔的實(shí)際輪廓受最大實(shí)體實(shí)效邊界的控制即受直徑為 .????的控制。.??工藝孔的尺寸 ，由選用的鉸刀尺寸 滿足。?重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。首先應(yīng)明確30m?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)，外圓端面已經(jīng)精銑， 工藝孔已經(jīng)加工出。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。這兩個(gè)工藝孔均有表面粗.糙度要求，表面粗糙度為 ，與 圓垂直。在選擇兩工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即鉆擴(kuò)鉸 工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)短圓柱銷(xiāo)和短削邊銷(xiāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。??（6） 、補(bǔ)償值 ? mLxg ??????? 定位誤差分析本夾具選用的定位元件為一面兩銷(xiāo)定位。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。根據(jù)工藝要求：工藝孔分鉆、擴(kuò)、兩個(gè)工步完成加工。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫(huà)出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。5?該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。 （4） 、如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)0m?體狀態(tài)即其實(shí)際直徑為 時(shí)，相對(duì)于最大實(shí)體尺寸 ?10，此時(shí)軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大值 。為了保證所鉆、擴(kuò)的孔與側(cè)面垂直，根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。?中的夾緊定位機(jī)構(gòu)，本工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇 孔端面為主要定位基面37以限制工件的三個(gè)自由度，以 孔配和的圓柱銷(xiāo)限制工件的兩個(gè)自由度，37以 孔配和的削邊銷(xiāo)限制工件的一個(gè)自由度，既采用一面兩銷(xiāo)定位。是能否高效、便捷生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。在本設(shè)計(jì)中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。不過(guò)在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)三個(gè)多月自身的不斷努力，這些問(wèn)題都一一解決。[3] 何玉林，機(jī)械制圖，重慶：重慶大學(xué)出版社，20221983。[7] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)卷 4，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998。[11] 孫麗媛，機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：冶金工業(yè)出版社，2022。[16] 馬賢智，機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)，北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1