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1 目 錄 目 錄 ............................................................................................................................1 1 緒 論 ......................................................................................................................1 2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設計 ......................................................................3 2.1 零件的分析 .............................................................................................................................3 2.1.1 零件的作用 .....................................................................................................................3 1.1.2 零件的工藝分析 .............................................................................................................3 2.2 工藝過程設計所應采取的相應措施 .....................................................................................3 2.3 后鋼板彈簧吊耳加工定位基準的選擇 .................................................................................4 2.3.1 確定毛坯的制造形式 ....................................................................................................4 2.3.2 粗基準的選擇 .................................................................................................................4 2.3.3 精基準的選擇 .................................................................................................................4 2.4 工藝路線的制定 ....................................................................................................................5 2.4.1 工藝方案一 ....................................................................................................................5 2.4.2 工藝方案二 ....................................................................................................................5 2.4.3 工藝方案的比較與分析 ................................................................................................5 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .....................................................................6 2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） .............................................................................7 2.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 .....................................................................................................8 2.8 本章小結(jié) ..............................................................................................................................10 3 加工 m10工藝孔夾具設計 .................................................................................11 3.1 加工 工藝孔夾具設計 ...............................................................................................11 3.2 定位方案的分析和定位基準的選擇 ...................................................................................11 3.3 定位元件的設計 ...................................................................................................................11 3.4 定位誤差分析 .......................................................................................................................13 3.5 切削力的計算與夾緊力分析 ...............................................................................................13 3.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 ...................................................................................13 3.7 夾具精度分析 .......................................................................................................................15 3.8 夾具設計及操作的簡要說明 ...............................................................................................15 3.9 本章小結(jié) ...............................................................................................................................16 結(jié) 論 ........................................................................................................................17 2 參 考 文 獻 ................................................................................................................18 遼寧工程技術(shù)大學 1 1 緒 論 機械的加工工藝及夾具設計是在完成了大學的全部課程之后，進行的一次 理論聯(lián)系實際的綜合運用，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后 從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、 節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、 生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、 上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。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。 因此，好的夾具設計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生 產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高 效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設計 及制造提出了更高的要求。所以對機械的加工工藝及夾具設計具有十分重要的 意義。 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，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化， 它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作 及機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 夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝 裝備。 在夾具設計過程中，對于被加工零件的定位、夾緊等主要問題,設計人員一 般都會考慮的比較周全，但是，夾具設計還經(jīng)常會遇到一些小問題，這些小問 題如果處理不好，也會給夾具的使用造成許多不便，甚至會影響到工件的加工 精度。我們把多年來在夾具設計中遇到的一些小問題歸納如下：清根問題在設 計端面和內(nèi)孔定位的夾具時，會遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處清根問 題。端面和定位外圓分為兩體時無此問題,。夾具要不要清根，應根據(jù)工件的結(jié) 構(gòu)而定。如果零件定位內(nèi)孔孔口倒角較小或無倒角,則必須清根,如果零件定位 孔孔口倒角較大或孔口是空位，則不需要清根，而且交界處可以倒為圓角 R。 端面與外圓定位時，與上述相同。讓刀問題在設計圓盤類刀具(如銑刀、砂輪等)加 工的夾具時，會存在讓刀問題。設計這類夾具時，應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。更換問題在設計加工結(jié)構(gòu)相同 或相似，尺寸不同的系列產(chǎn)品零件夾具時，為了降低生產(chǎn)成本,提高夾具的利用 遼寧工程技術(shù)大學 2 率，往往會把夾具設計為只更換某一個或幾個零件的通用型夾具。 隨著機械工業(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)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨 勢，必然對機床夾具提出更高的要求。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。在今后的發(fā)展過程中，應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。在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復合、 智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟方 向發(fā)展。 3 2 后鋼板彈簧吊耳加工工藝規(guī)程設計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是 CA10B 解放牌汽車后鋼板彈簧吊耳。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。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。 汽車后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。 1.1.2 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。它們相互間有一定 的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以 兩外圓端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包60m? 括：。 兩外圓端面的銑削，加工 的孔，其中 兩外圓端面3705.??60m? 表面粗糙度要求為 ， 的孔表面粗糙度要求為.3Ra?05.? 1.Ra? （2）以 孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2 個05.? 的孔，2 個 的孔、2 個 孔的內(nèi)外兩側(cè)面的銑削，寬度為 4305.?m1?05.? 的開口槽的銑削，2 個在 同一中心線上數(shù)值為 的同軸度要求。m05. 0.1? 其中 2 個 的孔表面粗糙度要求為 ，2 個 孔的內(nèi)側(cè)面表. 1.Ram?35.? 面粗糙度要求為 ，2 個 孔的外側(cè)面表面粗糙度要求為 ，.5Ra?305.? 0Ram? 寬度為 4 的開口槽的表面粗糙度要求為 。 2.2 工藝過程設計所應采取的相應措施 由以上分析可知。該零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證 平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。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。 該類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工零件的基準平面，以基 準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。后鋼板彈簧吊耳的加工自然應遵 循這個原則。這是因為平面的面積大，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。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不 平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。 4 后鋼板彈簧吊耳零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，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。 由于后鋼板彈簧吊耳的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足后鋼板彈簧吊耳生產(chǎn)率要求 也是過程中的主要考慮因素。 2.3 后鋼板彈簧吊耳加工定位基準的選擇 2.3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 35 鋼。由于生量已達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸 不大，故可以采用鑄造成型，這對提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量也是有利的。 2.3.2 粗基準的選擇 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(guān)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。 2.3.3 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。 5 2.4 工藝路線的制定 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，應盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外， 還應降低生產(chǎn)成本。 2.4.1 工藝方案一 表 2.1 工藝方案一表 工序 1： 銑 兩外圓端面60m? 工序 2： 鉆，擴，鉸 孔，倒角3705.?1.30?? 工序 3： 鉆，擴 孔1? 工序 4： 鉆，擴，鉸 孔，倒角05.?145?? 工序 5： 銑 孔的內(nèi)側(cè)面05.? 工序 6： 銑 孔的外側(cè)面305. 工序 7： 銑寬度為 4 的開口槽m 工序 8： 終檢 2.4.2 工藝方案二 表 2.2 工藝方案二表 工序 1： 銑 孔的內(nèi)側(cè)面305.? 工序 2： 銑 孔的外側(cè)面5.0 工序 3： 鉆，擴 孔m1? 工序 4： 鉆，擴，鉸 孔，倒角305.?145?? 工序 銑寬度為 4 的開口槽 6 5： 工序 6： 銑 兩外圓端面60m? 工序 7： 鉆，擴，鉸 孔，倒角3705.?1.30?? 工序 8： 終檢 2.4.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工 兩外圓端面，然后60m? 再以此為基面加工 孔，再加工 孔， 孔，最后加工3705.??10?35.? 孔的內(nèi)外側(cè)面以及寬度為 4 的開口槽銑，則與方案二相反，先加工305.? m 孔的內(nèi)外側(cè)面，再以此為基面加工 孔， 孔，寬度為 4. 05. 的開口槽，最后加工 兩外圓端面， 孔，m60705.? 經(jīng)比較可見，先加工 兩外圓端面，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 孔， 孔，再加工 孔1.5305.?305.? 的內(nèi)外側(cè)面，不符合先面后孔的加工原則，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 4 的開口槽應放在最后一個工序加工。m 所以合理具體加工藝如下： 表 2.3 工藝方案表 工序 1： 銑 兩外圓端面60m? 工序 2： 鉆，擴，鉸 孔，倒角3705.?1.30?? 工序 3： 銑 孔的兩個端面05.? 工序 4： 鉆，擴，鉸 孔，倒角05.?145?? 工序 5： 鉆，擴 孔m1? 工序 6： 銑寬度為 4 的開口槽 工序 7： 終檢 7 2.5 機械加工余量、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)類型為大 批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 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械加工余量，工 序尺寸及毛坯尺寸如下： (1) 銑 60m?兩外圓端面 考慮其加工表面粗糙度要求為 ，可以先粗銑，再精銑，根據(jù)《機6.3Ram? 械加工工藝手冊》表 2.3-5，取 2Z=5 已能滿足要求 (2) 加工 孔3705.? 其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴，鉸三步，1.6a 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 5m? 擴孔： 2Z=1.836.8m 鉸孔： 2Z=0.270? (3) 銑 孔的內(nèi)側(cè)面5. 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù) 《機械加工工藝12.5Ra? 手冊》表 2.3-5，取 2Z=3 已能滿足要求。 (4) 銑 孔的外側(cè)面305.? 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù) 《機械加工工藝0m 手冊》表 2.3-5，取 2Z=3 已能滿足要求。 (5) 加工 孔 05.? 其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴，鉸三步，1.6Ra? 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 28m? 擴孔： 2Z=1.89. m 鉸孔： 2Z=0.2305? (6) 加工 孔1 其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴，兩步，12.5Ra? 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔至 Φ9.8mm 粗鉸孔至 φ9.96mm 2z=1.16mm 精鉸孔至 φ10mm 2z=0.04mm (7) 銑寬度為 4 的開口槽m 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù) 《機械加工工藝手50Ra? 8 冊》表 2.3—48，取 2Z=2 已能滿足要求。m 2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 6：鉆，擴 孔10? 機床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、 （1） 、鉆孔至 Φ9.8mm 切削深度 ： =9.8mmpa 進給量 ：由表 5-22，取 =0.1mm/r,取切削速度 v=22m/minff 取 =22, =9.8 代入公式（2-1）得V0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)表 4-9 所列 z525nmin7158.943210rdv???? 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取 n=960r/min 實際切削速度 ： =29.54m/min ? 被切削層長度 ：48mm l 刀具切入長度 ：4.632mm 1 刀具切出長度 ：1mm 2l 走刀次數(shù)為 1 取 =48mm, =4.632mm, =1mm 代入公式得：ll2l 機動時間 ： =33.5sjtfnj1?? 以上為鉆一個孔的機動時間，故本工序機動工時為? T=2 =2x33.5=67sjt （2） 、粗鉸孔至 φ9.96mm 切削深度 ： =0.08mmpa 進給量 ：由表 5-22，取 =0.4mm/r,取切削速度 v=2m/minff 取 =2, d=9.96 代入公式（2-1）得V 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)表 4-9 所列nmin95.63.14320rdv???? z525 立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取 n=97r/min 實際切削速度 ： =3.03m/min ? 被切削層長度 ：48mm l 刀具切入長度 0.37mm1 刀具切出長度 ：15mm 2l 走刀次數(shù)為 1 9 取取 =48mm, =0.37mm, =15mm,=0.4mm/r,n=97r/min 代入公式得：：l1l2l 機動時間 ： =98sjtfnj1?? 以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 T=2x98=196s (3)、精鉸孔至 φ10mm 切削深度 ： =0.02mmpa 進給量 ：由表 5-22，取 =0.3mm/r,取切削速度 v=4m/minff 取 =3, d=10 代入公式得V 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)表 4-9 所列 z525nmin39.12704.310rdv???? 立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取 n=140r/min 實際切削速度 ： =4.40m/min ? 被切削層長度 ：48mm l 刀具切入長度 0.19mm1 刀具切出長度 ：13mm 2l 走刀次數(shù)為 1 取取 =48mm, =0.19mm, =13mm, =0.3mm/r,n=140r/min 代入公式得：ll2lf ： 機動時間 ： =87.4s1jtfnj1?? 以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 T=2x87.4=174.8s 2.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以 上）時間定額的計算公式為： （大量生產(chǎn)時 ）Ntktt zfjd /%)1(?? 0/?Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： 式 (2-5)ttfjd 其中： —單件時間定額 d —基本時間（機動時間）jt —輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動f 作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 —布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值k 10 工序 1：粗、精銑 兩外圓端面60m? 機動時間 ：jt2.314.76inj?? 輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-45，取工步輔助時間為f 。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。0.4in min1.0 則 .10.5inft?? ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-48，k 13?k 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5）得3.76jt.1ft? 單間時間定額 ： d()%(3.7605)(1%)4.82mindjfttk??? 工序 2：鉆，擴，鉸 孔，倒角?.30?? 機動時間 ：jt2.8minj? 輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-41，取工步輔助時間為f 。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。min4.0 min1.0 則 i54.01.??ft ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-43，k 14.2?k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得2.78jt.ft? 單間時間定額 ： d()1%(2.78054)(1.%)3.7indjfttk??? 工序 3：銑 孔的內(nèi)側(cè)面0.43m? 機動時間 ：jt.inj? 輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-45，取工步輔助時間為f 。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。in41.0 min1.0 則 i51.0.??ft ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-48，k 13?k 取 ， ，k=0.13 代入公式（2-5）得2.3jt.ft? 單間時間定額 ： d()1%(2.3051)(%).7mindjfttk??? 銑 孔的外側(cè)面0.43m? 機動時間 ：jt.inj? 輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-41，取工步輔助時間為f 。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。0.41in min1.0 則 .0.51ift?? ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-43，k 14.2?k 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得2.3jt.4ft? 單間時間定額 ： d 11 ()1%(2.3054)(12.%)3.18mindjfttk????? 工序 4：鉆，擴，鉸 孔，倒角m5?? 機動時間 ：jt.8inj 輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-41，取工步輔助時間為f 。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。0.min min1.0 則 .401.5ift?? ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-48，k 12.4k? 取 ， ，k=0.1214 代入公式（2-5）得.8jt.4ft? 單間時間定額 ： d()1%(0.518)(.%).6mindjfttk??? 工序 5：鉆、擴、粗鉸、精鉸兩個 Φ10 的孔 機動時間 ： =3.65min jtj 輔助時間 ： =32.84sff 其他時間 =15.11sxb? 單件時間： + + =4.45minjtftxb 2.8 本章小結(jié) 本章主要是對后鋼板彈簧吊耳的加工工藝進行設計。先要明確零件的作用 ，本次設計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行分析，制定出幾套工藝方案，然后對這幾 套方案進行分析比較，選擇最優(yōu)方案，最后進行時間定額計算及生產(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，所以對加工工藝的設 計十分重要，設計時要反復比較，選擇最優(yōu)方案。 遼寧工程技術(shù)大學 12 3 加工 工藝孔夾具設計m10 3.1 加工 工藝孔夾具設計m10 本夾具主要用來鉆、擴、兩個工藝孔 。這兩個工藝孔均有表面粗糙 度要求，表面粗糙度為 。本到工序為后鋼板彈簧吊耳加工的第五道工序，12.5? 本道工序加工時主要應考慮如何保證其表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生 產(chǎn)率，降低勞動強度。 3.2 定位方案的分析和定位基準的選擇 由零件圖可知，兩工藝孔位于零件 孔上，其有尺寸精度要求和表面24Rm 粗糙度要求并應與端面垂直。為了保證所鉆、擴的孔與側(cè)面垂直，根據(jù)基準重 合、基準統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準時，應盡量選擇上一道工 序即鉆擴鉸 工序的定位基準，以及設計基準作為其定位基準。因此加工30m? 工藝孔的定位基準應選擇 孔端面為主要定位基面以限制工件的三個自由37? 度，以 孔配和的圓柱銷限制工件的兩個自由度，以 孔配和的削7 30m? 邊銷限制工件的一個自由度，既采用一面兩銷定位。再用一個螺旋夾緊機構(gòu)從 孔的另一端面進行夾緊。3? 圖 5.1 定位分析圖 3.3 定位元件的設計 本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應 是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設計。 遼寧工程技術(shù)大學 13 由加工工藝孔工序簡圖可知兩工藝孔中心距 。gL10gLm? 由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為 mLg03.1??? 所以兩工藝孔的中心距為 ，而兩工藝孔尺寸為 ，10.3m?5.? 。3705.?? 根據(jù)《機床夾具設計手冊》削邊銷與圓柱銷的設計計算過程如下： 定 位 銷 中 心 距基 準 孔 中 心 距 圖 5.2 兩銷分析圖 （1） 、確定兩定位銷中心距尺寸 及其偏差xLLx? = =xg10m L?mLg01.3.)3~5(??? （2） 、確定圓柱銷直徑 及其公差1d1d （ —基準孔最小直徑）7D1D 取 f61d? 所以圓柱銷尺寸為 0.634m? （3） 、削邊銷的寬度 b 和 B （由《機床夾具設計手冊》 ） m4?1523? （4） 、削邊銷與基準孔的最小配合間隙 ? 式（5-1）2 12)(DbLgx???? 其中： —基準孔最小直徑 —圓柱銷與基準孔的配合間隙2D1 代入數(shù)據(jù)由公式（5-1）得 m08.12)7.03.(42 ??????? （5） 、削邊銷直徑 及其公差d 遼寧工程技術(shù)大學 14 22150.84.92dDm???? 按定位銷一般經(jīng)濟制造精度，其直徑公差帶為 ，則削邊銷的定位6h 圓柱部分定位直徑尺寸為 。0.9?? （6） 、補償值 ? mLxg 032.8.13.21min??????? 3.4 定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為： （1） 、移動時基準位移誤差 yj?? j? min11XDd?? = 0.6.270.9 = 5 (2)、轉(zhuǎn)角誤差 LdXdtg2min2min11 ?????? 其中： )(2iminXLgx?? 028.5.27964.027.016..018. ????tg??65. 3.5 切削力的計算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴、鉸加工，而鉆削力遠遠大于擴和 鉸的切削力。因此切削力應以鉆削力為準。由《切削手冊》得： 鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF? 鉆削力矩 式（5-3）..91T 式中 mD10?????maxaxmin187491733???? 代入公式（5-2）和（5-3）得1.2fr???0.8.665741FN?? 1.9.0.09T?? 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立 計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 遼寧工程技術(shù)大學 15 3.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 工藝孔的加工需鉆、擴、兩次切削才能滿足加工要求。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間。根據(jù)工藝要求：工藝孔 分鉆、絞、兩個工步完成加工。即先用 的麻花鉆鉆孔，根據(jù)m10 m8.9? GB1141—84 的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為 再用 標準鉸034.16?m 孔，根據(jù)的規(guī)定 鉸孔鉆的尺寸為 ，鉆套尺寸為 。m1007.1???034.16?? 圖 5.3 快換鉆套圖 擴工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 5.1 鉸工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表 D d H 公稱尺寸 允差 12 Dh1m1r? 10 16 16 -0.006 -0.018 26 22 12 4 10 11.5 20.5 5? 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 遼寧工程技術(shù)大學 16 圖 5.4 固定襯套圖 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 5.2 固定襯套數(shù)據(jù)表 d D 公稱尺寸 允差 H 公稱尺寸 允差 C 1 16 +0.019 0 16 22 +0.039 +0.025 1 0.6 夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這 些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝 配圖所示。 3.7 夾具精度分析 利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加 工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此 在夾具設計中，當結(jié)構(gòu)方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計 算。 本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸 及與 孔距離要求m10?305.? 為 粗糙度表面粗糙度 。 。固定襯套采用孔徑為 ，同0.41382m?? 12.5?.34168m? 軸度公差為 。5? 該工藝孔的位置度應用的是最大實體要求。即要求：（1） 、各孔的實際輪 廓受最大實體實效邊界的控制即受直徑為 的理想圓0).36.8(0??? 柱面的控制。 （2） 、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實體實效尺寸 。1? （3） 、當各孔的實際輪廓偏離其最大實體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實體尺寸 時可將偏離量補償給位置度公差。 （4） 、如各孔的實際輪廓處于最小實0m? 體狀態(tài)即其實際直徑為 時，相對于最大實體尺寸 的偏離量為10.9m?0m ，此時軸線的位置度誤差可達到其最大值 。.9 .9 遼寧工程技術(shù)大學 17 工藝孔的尺寸 ，由選用的鉸刀尺寸 滿足。工藝孔的10.5m?0.2715m?? 表面粗糙度 ，由本工序所選用的加工工步鉆、鉸滿足。2.? 3.8 夾具設計及操作的簡要說明 由零件圖可知，兩工藝孔位于零件 孔上，其有尺寸精度要求和表面24R 粗糙度要求并應與端面垂直。為了保證所鉆、擴的孔與側(cè)面垂直，根據(jù)基準重 合、基準統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準時，應盡量選擇上一道工 序即鉆擴鉸 工序的定位基準，以及設計基準作為其定位基準。因此加工30m? 工藝孔的定位基準應選擇 孔端面為主要定位基面以限制工件的三個自由30? 度，以 孔配和的圓柱銷限制工件的兩個自由度，以 孔配和的削37m? 邊銷限制工件的一個自由度，既采用一面兩銷定位。然后由一個螺旋夾緊機構(gòu) 夾緊就可以開始加工了 3.9 本章小結(jié) 本夾具主要用來加工后鋼板彈簧吊耳 工藝孔。首先應明確本夾具中m10? 的夾緊定位機構(gòu)，本工藝孔的定位基準應選擇 孔端面為主要定位基面以37? 限制工件的三個自由度，以 孔配和的圓柱銷限制工件的兩個自由度，以37? 孔配和的削邊銷限制工件的一個自由度，既采用一面兩銷定位。再用一30m? 個螺旋夾緊機構(gòu)從 孔的另一端面進行夾緊。然后按照有關(guān)公式進行切削m 力和夾緊力的計算，然后對鉆床夾具必不可少的鉆套和襯套進行設計，對夾具 精度進行分析。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對加工質(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。 所以對夾具設計也是非常重要的。 遼寧工程技術(shù)大學 18 結(jié) 論 后鋼板彈簧吊耳的加工工藝及夾具設計，主要是對后鋼板彈簧吊耳的加工 工藝和夾具進行設計。后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(gòu)。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(gòu)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(gòu)時由于機構(gòu)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(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過在指導老師的悉心認真的指導下，經(jīng)過三個多月自身的不 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(guān)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(shù)的工作打下基礎(chǔ)。 遼寧工程技術(shù)大學 致謝 19 參 考 文 獻 [1]黃建求等，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，北京；機械工業(yè)出版社，2008 [2] 劉守勇，機械制造工藝與機床夾具，北京：機械工業(yè)出版社，1994。 [3] 白成軒等，機床夾具設計新原理，北京：機械工業(yè)出版社，1997。 。 [4] 機械工程基礎(chǔ)與通用標準實用叢書編委會，形狀和位置公差，北京：中國計劃出 版社，2004。 [5] 孫麗媛，機械制造工藝及專用夾具設計指導，北京：冶金工業(yè)出版社，2002。 [6] 機械設計手冊編委會，機械設計手冊卷 4，北京：機械工業(yè)出版社，1998 [7]王啟平主，機械夾具設計，西安：西安交通大學出版社，1992