前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝及鉆10.5孔夾具設計

車輛與交通工程學院課程設計說明書設計類型:工藝課程設計設計題目：吊環(huán)-前鋼板彈簧第八道工序的機床專用夾具設計專業(yè)班級：車輛132班學生姓名：完成日期：2016/11/3指導教師：目錄引言1一、零件分析2二、.零件的工藝分析2三、工藝規(guī)程分析2（一）確定毛坯的制造形式2（二）基準的選擇4（三）制定工藝路線4四、工序設計6五、夾具設計 7（一）定位分析7（二）夾緊機構設計8（三）切削力與夾緊力計算9（四）定位誤差分析9六、結論9七、心得與體會10八、.參考文獻10引言本次設計是對前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計。前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。所以本設計遵循先面后孔的原則。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?；鶞蔬x擇以前鋼板彈簧吊耳大外圓端面作為粗基準，以前鋼板彈簧吊耳大外圓端面與兩個工藝孔作為精基準。主要加工工序安排是先以前鋼板彈簧吊耳大外圓端面互為基準加工出端面，再以端面定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面。整個加工過程選用不同類型的加工機床。全套圖紙加153893706一、零件的分析題目給出的零件是汽車前鋼板彈簧吊耳。前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。因此汽車前鋼板彈簧吊耳零件的加工質量會影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。汽車前鋼板彈簧吊耳主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導向功能。兩端的卷耳用銷子鉸接在車架的支架上。這樣，通過鋼板彈簧將車橋與車身連接起來，起到緩沖、減振、傳力的作用。二、零件的工藝分析由前鋼板彈簧吊耳零件圖知可將其分為兩組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：（1）以F44mm兩外圓端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：F44mm兩外圓端面的銑削，加工F22mm的孔，其中兩外圓端面表面粗糙度Ra50，F(xiàn)22mm的孔在同一中心線上數(shù)值為F0.01mm的同軸度 （2）以F300mm孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：4個的F10.5mm孔、10.5mm孔的內外兩側面的銑削，寬度為4的開口槽的銑削。在兩組加工表面之間沒有一定的位置要求，先加工哪一組表面都可以，現(xiàn)計劃是加工第一組表面，再以第一組為基準加工第二組表面。三、工藝規(guī)程設計（一）確定毛坯的制造形式零件材料為35鋼?？紤]零件在工作中的情況，零件在汽車鋼板中支架鋼板，受到各種不同的振蕩，有減震功能、阻尼緩沖部分功能、導向功能作用，因此應該選擇鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。在初定義，本零件為大批量生產，而且零件的輪廓尺寸不大，在造型中可采用模鍛成型。圖1 前鋼板彈簧吊環(huán)零件圖圖2 零件三維圖（二）基準的選擇基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞蔬x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。1 . 粗基準選擇應當滿足以下要求：（1） 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應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。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。為了滿足上述要求，基準選擇以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面作為粗基準，先以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面互為基準加工出端面，再以端面定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面。2 .精基準的選擇精基準的選擇主要考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應當進行尺寸換算。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批量生產的條件下，可以考慮萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還考慮經(jīng)濟效果，以便使生產成本盡量降低。1.工藝路線方案一工序號工 名序 稱工 序 內 容 銑銑44孔的四個外圓鉆鉆，擴，鉸22的孔，倒角145銑粗銑44的內端面銑半精銑44的外圓端面銑粗銑10.5的外圓端面鉆鉆10.5的孔銑粗銑10.5的外圓端面鉆鉆10.5的孔銑粗銑寬度為4mm的槽銑粗銑另一端的4mm的槽去毛刺，清洗去邊角的毛刺，清洗涂漆 涂漆VIII檢驗，入庫檢驗，入庫2. 工藝路線方案二工序號工 名序 稱 工 序 內 容 鉆鉆，擴，鉸22的孔，倒角145銑銑44孔的四個外圓銑粗銑44的內端面銑半精銑44的外圓端面銑粗銑10.5的外圓端面鉆鉆10.5的孔銑粗銑10.5的外圓端面鉆鉆10.5的孔銑粗銑寬度為4mm的槽銑粗銑另一端的4mm的槽去毛刺，清洗去邊角的毛刺，清洗涂漆 涂漆VIII檢驗，入庫檢驗，入庫3. 工藝方案的比較與分析兩個方案的不同點之一：在于銑F44mm兩端的端面的先后，方案一中先銑端面，加工44mm，即是方案一中的工序，和方案二工序的不同，方案一增加了裝夾的次數(shù)，提高了精度，但是端面的精度要求不高，可以采用方案二的工序來加工F44mm的兩端端面，即先粗銑后精銑，互為基準參考； 經(jīng)比較可見，先加工兩F44mm外圓端面，以后位置度較易保證，并且定位及裝夾都較方便，但方案一中先加工F44mm孔，再加工F44mm孔的內外側面，不符合先面后孔原則，加工余量更大，所用加工時間更多這樣加工路線就不合理，同理，寬度為4mm的開口槽應放在最后一個工序加工。故選擇方案一，所以合理具體加工藝如下：工序號工 名序 稱工 序 內 容 銑銑44孔的四個外圓鉆鉆，擴，鉸22的孔，倒角145銑粗銑44的內端面銑半精銑44的外圓端面銑粗銑10.5的外圓端面鉆鉆10.5的孔銑粗銑10.5的外圓端面鉆鉆10.5的孔銑粗銑寬度為4mm的槽銑粗銑另一端的4mm的槽去毛刺，清洗去邊角的毛刺，清洗涂漆 涂漆VIII檢驗，入庫檢驗，入庫四、工序設計由于組內分工，我只做工序，即鉆f10.5mm孔，故只對工序進行說明所用設備：機床：立式鉆床Z535刀具： 直徑f10.5mm麻花鉆確定進給量f：根據(jù)切削手冊表2.7，當鋼b800MPa，d0=f10.5時，f=0.250.31 mm/r。由于本零件在加工f10.5孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.9，則f=（0.250.31）0.9=（0.2250.279）mm/r根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取f=0.25 mm/r。切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13及表2.14，查的切削速度v=12 m/min。所以n=1000vdw =100012/10.5=364（r/min）根據(jù)機床說明書，取nw=275 r/min，故實際切削速度為 V=dwnw/1000 =10.5275/1000=9.06 m/min計算時間定額：切削加工時 l=42mm l1 =7mm l2=3mm nwf故 tm1=(l+l1+l2)nwf =(42+7+3)/(2750.25) =0.756min以上為鉆一個孔的時的機動時間。故本工序的機動時間為 tm= tm12=1.51(min)五 夾具設計 （一）定位分析：由于我只負責加工10.5的孔，故只對工序的定位進行分析，加工10.5孔至于限制x,y,x,y四個自由度，考慮到在工序之前44的兩端面已經(jīng)精加工過，故選取44孔的端面作為定位基準，采用兩銷一面定位，由于其中一定位銷端面不接觸，故兩銷軸只限制五個自由度，即x,x，y, z，z ，在吊環(huán)下方由于在加工過程中需要支撐來保證在加工過程中不會產生變形導致誤差，初步考慮用兩個支撐釘，但分析之后發(fā)現(xiàn)會由于兩臂高低不同而導致無法起到支撐作用，且兩個支撐釘會產生過定位，故經(jīng)過分析論證采用自位支承，這樣限制一個自由度，并且能夠在加工過程中保證提供支撐。圖3 定位元件三維圖（二）夾緊機構設計：考慮到加工時產生的力是垂直向下的，故夾緊力設定為由零件上方加載較為合適，故設計零件由上而下進行施加夾緊力。圖4夾具總裝三維圖圖5夾具裝配二維圖（三）切削力與夾緊力計算：由于本道工序切削力與夾緊力在同一方向上，經(jīng)過定性分析可知夾緊力滿足整個加工過程的夾緊要求（四）定位誤差分析：在本道工序中所加工的孔沒有同軸度的特殊要求，且采用已經(jīng)精加工過的44孔的端面作為定位基準，加工過程中采用鉆套鉆模板等進行對刀，故能夠滿足加工精度要求，六、小 結前簧吊耳的加工工藝及夾具設計，主要是前鋼板彈簧吊耳的加工工藝和夾具進行設計。前鋼板彈簧吊耳的加工工藝設計主要是確定加工工藝路線，機械加工余量和切削用量、基本工時的確定，夾具的設計主要是要設計出正確的定位夾緊機構。在本設計中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機構也能達到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設計中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達到的精度。在進行夾具設計時，因定位基準選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機構時由于機構的大小，尺寸等不合理，而達不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點或作用面的位置不合理而使工件產生翻轉。不過在指導老師的悉心認真的指導下，經(jīng)過兩個星期的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個過程中，對機械加工工藝和夾具設計有關的知識有了更深的理解，增強了對本專業(yè)綜合知識運用的能力，使我們對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術的工作打下基礎。七、心得體會在一開始拿到設計任務書的時候是沒有一點頭緒的，但經(jīng)過與同學們慢慢探討，從查閱數(shù)據(jù)到夾具設計，再到出CAD圖，個人貫穿整個過程。首先，是工藝的設計過程，討論并給出自己的方案，再結合不同的方案，確定我們認為最合理的方案。然后，不斷從各個網(wǎng)站，各個參考書中找數(shù)據(jù)，確定參數(shù)。搞完數(shù)據(jù)之后，我并沒有覺得自己已經(jīng)完成任務，開始全身心投入到自己所負責的工序的夾具設計參與的過程當中，并不斷關注同組其他同學的進度，力求使得整個過程有序而融洽的進行。這次設計讓我了解到了，設計一個產品的過程不僅僅是一個創(chuàng)新創(chuàng)造的過程，更是一個想象與現(xiàn)實不斷妥協(xié)的過程，很多我們天馬行空般的設計由于現(xiàn)在的加工技術的 限制不能