【導(dǎo)讀】后鋼板彈簧吊零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工藝原則可知，保。證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。所以本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原。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。兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面互。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均。整個(gè)加工過(guò)程均選用組合機(jī)床。

　　

【正文】 本次設(shè)計(jì)的后鋼板彈簧吊耳的主要作用就是載重后，使鋼板能夠得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。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(duì)零件的工藝路線(xiàn)進(jìn)行分析，制定出幾套工藝方案，然后對(duì)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。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。太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 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(lái)粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè) 端面。由加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。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? 。本道工序僅是對(duì)內(nèi)側(cè)端面進(jìn)行粗加工。 工件以 37mm? 孔及端面和叉桿 面為定位基準(zhǔn)，在帶臺(tái)肩長(zhǎng)銷(xiāo)和浮動(dòng)支承半板上實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí)，首先由螺母和開(kāi)口墊圈夾緊 37mm? 孔兩端面，再用 DQG 型汽缸通過(guò)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。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和 表面質(zhì)量。 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。 很容易想到一面一孔組合基準(zhǔn)定位，以 在帶臺(tái)肩長(zhǎng)銷(xiāo) 為第一定位基準(zhǔn)限制工件的四個(gè)自由度，端面應(yīng)一點(diǎn)接觸，限制一個(gè)自由度，工件以 37mm? 孔及端面和叉桿面為定位基準(zhǔn)，在帶臺(tái)肩長(zhǎng)銷(xiāo)和浮動(dòng)支撐板上實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí)，首先由螺母和開(kāi)口墊圈夾緊 37mm? 孔兩端面，再用汽缸通過(guò)鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)浮動(dòng)壓塊在工件叉桿處夾緊。 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，由于定位副太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 20 間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。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(xiàn)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(jiàn)下圖。 0 .0 1 2 0 .0 2 3 0 .0 3 2 0 .0 6 72DYz T Td? ??? ? ? ? ? ? 式中 ? —— 定位副間的最小配合間隙（ mm）； DT —— 工件圓孔直徑 公差（ mm）； Td —— 定位銷(xiāo) 外圓直徑公差（ mm）。 圖 定位銷(xiāo) 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(cè)》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 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. 75 0. 879 .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 / ? / ? 0 .8 0 .8 3 9 2 9 .5 1 3 1 4 4LEF F N? ? ? ? ? 5 5 392 1 294 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。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 21 即： LFF??? （ ?? ） 3144 104800 .3LFFN?? ? ? ? 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。F 即： kFF?39。 取 k=2 39。 2 10 48 0 20 96 0FN? ? ? ? 定向鍵與對(duì)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)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。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。 根據(jù) GB2207— 80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： o 圖 夾具體槽形與螺釘 圖 根據(jù) T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下 ： 表 定向鍵 數(shù)據(jù)表 B L H h D 1h 夾具體槽形尺寸 2B 2h 公稱(chēng)尺寸 允差 d 允差 4d 公稱(chēng)尺寸 允差 D 25 40 14 6 15 6 24 + 7 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 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(duì)刀塊。 直角對(duì) 刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示： 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 22 圖 對(duì)刀塊 圖 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如 下 圖所示： 標(biāo)記 四周倒圓 圖 平塞尺 圖 塞尺尺寸為： 表 平塞尺 尺寸表 公稱(chēng)尺寸 H 允差 d C 3 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 23 夾緊裝置及夾具體設(shè) 計(jì) 為了提高生產(chǎn)效率，縮短加工中的輔助時(shí)間。因此夾緊裝置采用氣缸 夾緊裝置。工件在夾具上安裝好后，氣缸活塞帶動(dòng)壓塊從上往下移動(dòng)夾緊工件。 根據(jù)所需要的夾緊力 39。 20960FN? ，來(lái)計(jì)算氣缸缸筒內(nèi)徑 0D 。 氣缸活塞桿推力 ?? PDQ 420? 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。 209 6QF?? 公 斤 力代入公式（ 32）得 220 4 4 2 0 9 6 4 9 4 .43 .1 4 6 0 .9QD P?? ?? ? ? ??? 厘 米 0D ? 厘米 取 0 25D? 厘米 =250mm 因此氣缸選用 DQG 型氣缸，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 DQG型氣缸 圖 其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 DQG型氣缸 數(shù)據(jù)表 缸徑 B? d? L B M K H 80 40 25 60 50 11 7 104 P TG 1d 2d h F E KK 98 77 11 21 G3/8 M16 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 24 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。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖 1所示。 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。 件以 37mm? 孔及端面和叉桿面為定位基準(zhǔn)，在帶臺(tái)肩長(zhǎng)銷(xiāo)和浮動(dòng)支撐板上實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí)，首先由螺母和開(kāi)口墊圈夾緊 37mm? 孔兩端面，再用汽缸通過(guò)鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)浮動(dòng)壓塊在工件叉桿處夾緊。 其夾緊采用 的是氣動(dòng)夾緊，夾緊簡(jiǎn)單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件 在夾具體上安裝好后， 浮動(dòng) 壓塊在氣缸活塞的推動(dòng)下向下移動(dòng)夾緊工件。當(dāng)工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下 松開(kāi)工件，即可取下工件。 本章小結(jié) 在 本章中， 夾具主要用來(lái)粗銑后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面 。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。工件以 37mm? 孔及端面和叉桿面為定位基準(zhǔn)，在帶臺(tái)肩長(zhǎng)銷(xiāo)和浮動(dòng)支撐板上實(shí)現(xiàn)完全定位。夾緊時(shí)，首先由螺母和開(kāi)口墊圈夾緊 37mm? 孔兩端面，再用汽缸通過(guò)鉸 鏈杠桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)浮動(dòng)壓塊在工件叉桿處夾緊。 然后按照有關(guān)公式進(jìn)行銑削力和 夾緊 的計(jì)算，然后對(duì)銑床夾具必不可少的 定向鍵和對(duì)刀裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)， 為了提高生產(chǎn)效率，縮短加工中的輔助時(shí)間。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)。 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。 是能否高效 、 便捷生產(chǎn)出合格 、 優(yōu)質(zhì)零件的保證。所以對(duì)夾具設(shè)計(jì)也是非常重要的。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 25 4 加工 30mm? 工藝孔夾具設(shè)計(jì) 加工 30mm? 工藝孔夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來(lái)鉆、擴(kuò)、鉸兩個(gè)工藝孔 30mm? 。這兩個(gè)工藝孔均有尺寸精度要求為 ? ，表面粗糙度要求，表面粗糙度為 ? ，與端面垂直。并用于以后 ? 加工中的定位。其加工質(zhì) 量直接影響以后各工序的加工精度。本道 工序?yàn)?后鋼板彈簧吊耳 加工的第五 道工序 ， 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。 定位方案的分析和 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，兩工藝孔位于零件 24R mm 孔內(nèi)外側(cè)面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與側(cè)面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與側(cè)面垂直并保證兩工藝孔能在后續(xù)的孔加工工序中使 ? 孔的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。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)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇 60mm? 外圓端面 和與 37mm? 之配合的心軸為主要定位基準(zhǔn)限制工件的五 個(gè)自由度， 用一個(gè) 定位 銷(xiāo) 限制工件的另一個(gè)自由度。 采用螺母夾緊。 圖 定位分析圖 定位誤差分析 本工序選用的工件以圓孔在間隙心軸上定位，心軸為垂直放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起 徑向 基準(zhǔn)位移 誤差。不過(guò)這時(shí)的徑向定位誤差不太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 26 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。見(jiàn)下圖。 0. 03 1 0. 02 1 0. 01 2 0. 06 4Y x Y y DT T d?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 ? —— 定位副間的最小配合間隙（ mm）； DT —— 工件圓孔直徑公差（ mm）； Td —— 心軸外圓直徑公差（ mm）。 圖 心軸垂直放置時(shí)定位分析圖 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)、鉸加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由《切削手冊(cè)》得： 鉆削力 HBDfF ? 式 （ 41） 鉆削力矩 HBfDT ? 式 （ 42） 式中： 30D mm? ? ? ? ?m a x m a x m i n11 1 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B? ? ? ? ? ? ? mm r???代入公式（ 41）和（ 42）得 ? 0 . 8 0 . 626 30 0. 32 17 4 68 96FN? ? ? ? ? 1. 9 0. 8 0. 610 30 0. 32 17 4 56 32 0T N m m? ? ? ? ? ? 本道工序加工工藝孔時(shí)， 夾緊 力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件 的銷(xiāo)釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿(mǎn)足加工要求。 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(mǎn)足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔 mm? ?分鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工步完成加工。即先用 28mm? 的麻花鉆鉆孔，根據(jù) GB1141—84 的規(guī)定鉆頭上偏差為零， 鉆套孔徑為 mm? ?? 。再用 ? 標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，根據(jù) GB1141— 84 的規(guī)定 ? 擴(kuò)孔鉆的尺寸為 mm? ? ， 鉆套尺寸為 mm? ?? 。最后用 30mm? 的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸孔，根據(jù) GB1141— 84 的規(guī)定標(biāo)太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 27 準(zhǔn)鉸刀尺寸為 mm? ?? 故鉆套孔徑尺寸為 mm? ?? 。 圖 快換鉆套 圖 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 鉸工藝孔鉆套 數(shù)據(jù)表 d H D 1D 2D h 1h m 1m r ? 公稱(chēng)尺寸 允差 30 30 40 59 46 16 27 28 36 65? 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 固定襯套 圖 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 28 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 固定襯套 數(shù)據(jù)表 d H D C 1C 公稱(chēng)尺寸 允差 公稱(chēng)尺寸 允差 40 + 0 42 46 + + 3 2 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零 件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。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。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見(jiàn)夾具裝配圖2所示。 夾具精度分析 利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系