【正文】 ， 專用夾具 河南科技大學(xué) 機(jī)械制造工藝加工課程設(shè)計(jì) 第 4 頁共 40 頁 1 緒 論 機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是 在 完成了大學(xué)的大部分 部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，使我對專業(yè)知識 、 技能有了 進(jìn)一步的提高 ，為以后從事專業(yè)技術(shù) 的工作打下基礎(chǔ)。 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。 當(dāng)今激烈 的 市場競爭 和企業(yè)信息化的要求 ,企業(yè)對夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(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。 隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機(jī)床夾具提出更高的要求。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。 河南科技大學(xué) 機(jī)械制造工藝加工課程設(shè)計(jì) 第 5 頁共 40 頁 2 后鋼板彈簧吊耳 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 零件的分析 零件的作用 題目給出的零件是 汽車后鋼板彈簧吊耳 。 因此汽車 后鋼板彈簧吊耳零件的加工質(zhì)量 會影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。 圖 后鋼板彈簧吊耳零件圖 零件的工藝分析 由后鋼板彈簧吊耳零件圖知可將其分為兩 組加工表面?，F(xiàn)分析如下： （ 1） 以 60mm? 兩外圓端面 為主要加工表面的加 工面。 60mm? 兩外圓端面的 銑削， 加工 ?? 的 孔，其中 60mm? 兩外圓端面表面粗糙度要求為 m? ， ?? 的 孔表面粗糙度要求為 m? （ 2） 以 ?? 孔 為主要加工表面的加工面。 其中 2個 ?? 的孔表面粗糙度要求為 m? ， 2個 ? 的孔表面河南科技大學(xué) 機(jī)械制造工藝加工課程設(shè)計(jì) 第 6 頁共 40 頁 粗糙度要求為 m? ， 2 個 ?? 孔的內(nèi)側(cè)面表面粗糙度要求為 m? ， 2 個 ?? 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? 。該 零件的主要加工表面是平面及孔系。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。然后再加工孔系。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。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。 由于后鋼板彈簧吊耳的生產(chǎn)量 為中批 。 河南科技大學(xué) 機(jī)械制造工藝加工課程設(shè)計(jì) 第 7 頁共 40 頁 確定毛坯，繪制毛坯圖 確定毛坯的制造形式 “后鋼板彈簧吊耳”零件材料為 35 鋼，硬度 HBS 為 149～ 187，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。由于生量已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平（ N=40000），而且零件的輪廓尺寸不大，為提高生產(chǎn)效率和鍛件精度，故可以采用模鍛制造毛坯。 由彈簧吊耳的功用及其技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。 該彈簧吊耳材料為 35 號鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 %的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬 1M 級。 吊耳毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 由彈簧吊耳零件圖可知，該零件各加工表面的粗糙度 Ra 均大于 m? 。 表 224 毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 鍛件重量 /kg 包容題體重量 /kg 形狀復(fù)雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級 4 S2 M1 普通級 項(xiàng)目 /mm 機(jī)械加工余量 /mm 尺寸公差 /mm 備注 寬度 76 ?? 表 210 ~（取 ） 表 213 寬度 ?? 表 210 河南科技大學(xué) 機(jī)械制造工藝加工課程設(shè)計(jì) 第 8 頁共 40 頁 ~（取 ） 表 213 寬度 22 ?? 表 210 ~（取 ） 表 213 孔徑?? ?? 表 210 表 214 孔徑?? ?? 表 210 表 214 上表備注“表 210~214”出自《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 ◆吊耳零件毛坯圖如下： 1 圖 224 后鋼板彈簧吊耳加工定位基準(zhǔn)的選擇 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)。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。 （ 2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。 （ 3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn) 。 （ 4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。 （ 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。 為了滿足上述要求， 基準(zhǔn)選擇以 后鋼板彈簧吊耳大外圓端面作為粗基準(zhǔn)，先以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面互為基準(zhǔn)加工出端面，再以端面定位加工出工藝孔。 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，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸換算。 表 232 彈簧吊耳零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/ m? 加工方案 備注 mm60? 兩外圓端面 IT12 粗銑 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表 18 ?? 孔 IT9 鉆 擴(kuò) 鉸 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表 17 ?? 孔內(nèi)側(cè)面 IT12 粗銑 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表 18 ?? 孔外側(cè)面 IT12 50 粗銑 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表 18 ?? 孔 IT9 鉆 擴(kuò) 鉸 《機(jī)械制造技術(shù)基河南科技大學(xué) 機(jī)械制造工藝加工課程設(shè)計(jì) 第 10 頁共 40 頁 礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表 17 ? 孔 IT12 鉆 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表 17 開口槽 IT12 50 粗銑 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表 18 工藝路線 的制定 由于 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。所以合理具體加工藝如下： 表 工藝方案表 工序 1： 銑 60mm? 兩外圓端面 工序 2： 鉆，擴(kuò)，鉸 ?? 孔，倒角 30? 工序 3： 銑 ?? 孔的內(nèi)側(cè)面 工序 4： 銑 ?? 孔的外 側(cè)面 工序 5： 鉆，擴(kuò)，鉸 ?? 孔，倒角 145? 工序 6： 鉆，擴(kuò) ? 孔 工序 7： 銑寬度為 4mm 的開口槽 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 35鋼 ，硬度 HBS為 149～ 187，生產(chǎn)類型為 中 批量生產(chǎn)，采用 鍛 造毛坯。 (4) 銑 ?? 孔的外側(cè)面 考慮其表面粗糙度要求為 50Ra 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。 確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 工序 3： 粗 銑 ?? 孔的內(nèi)側(cè)面 機(jī)床： 臥式 銑床 X63W 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 in3 .1 4 5 0Vnrd? ?? ? ??，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 114，取 169 / minnr? 河南科技大學(xué) 機(jī)械制造工藝加工課程設(shè)計(jì) 第 13 頁共 40 頁 實(shí)際銑削速度 V? ： 0 3 .1 4 5 0 1 6 9 2 6 .5 / m in1 0 0 0 1 0 0 0dnVm? ??? ? ? ? 取 zf = fa ?， 6Z? ， wn = 169n? 代入公式（ 22） 得： 工作臺每分進(jìn)給量 mf ： 0 .0 8 6 1 6 9 8 1 .1 2 / m inm z wf f zn m m? ? ? ? ? 取 80 / minmf mm? 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 60l mm? 刀具切入長度 1l ： 1 30l? 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 取 60l mm? ， 1 30l? ， mml 22 ? , 80mf ? 代入公式（ 23）得： 機(jī)動時間 1jt ： 121 6 0 3 0 2 1 . 1 5 m in80j ml l lt f?? ??? ? ? 以上為銑一個端面的機(jī)動時間，故本工序機(jī)動工時為 112 2 5 m injtt? ? ? ? 時間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，機(jī)械加工單件（生產(chǎn) 類型：中批以上）時間定額的計(jì)算公式為： Ntkttt zzfjd /%)1)(( ?