CA10B解放牌汽車(chē)后鋼板彈簧吊耳 工藝和銑4mm槽夾具設(shè)計(jì)【含三維SW造型】[含CAD高清圖和說(shuō)明書(shū)]

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機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在完成了大學(xué)的全部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，使我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，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(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)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(jì)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(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。當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。所以對(duì)機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉： 1.能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。 2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 3.學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱(chēng)、出處、能夠做到熟練運(yùn)用。 就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加生產(chǎn)實(shí)踐打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚存在許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師予以指教。 一、零件的分析 （一）零件的作用 題目給出的零件是CA10B解放牌汽車(chē)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(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。汽車(chē)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(dǎo)向功能。 圖1-1 后鋼板彈簧吊耳零件圖 （二）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?xún)赏鈭A端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：兩外圓端面的銑削，加工的孔，其中兩外圓端面表面粗糙度要求為，的孔表面粗糙度要求為。 （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(gè)的孔，2個(gè)的孔、2個(gè)孔的內(nèi)外兩側(cè)面的銑削，寬度為的開(kāi)口槽的銑削，2個(gè)在同一中心線上數(shù)值為的同軸度要求。其中2個(gè)的孔表面粗糙度要求為，2個(gè)孔的內(nèi)側(cè)面表面粗糙度要求為，2個(gè)孔的外側(cè)面表面粗糙度要求為，寬度為的開(kāi)口槽的表面粗糙度要求為。 （三）工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)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(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。因此，對(duì)于該零件來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)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(lèi)零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工零件的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)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(yīng)遵循這個(gè)原則。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。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(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。 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。 由于后鋼板彈簧吊耳的生產(chǎn)量很大。怎樣滿(mǎn)足后鋼板彈簧吊耳生產(chǎn)率要求也是過(guò)程中的主要考慮因素。 12 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （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(chē)后鋼板中支架鋼板，受到各種不同的振蕩，有減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能作用，故可以采用鑄造成型，保證零件工作可靠。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，這對(duì)提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量也是有利的。 （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 1、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)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)。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(gè)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)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱(chēng)、少裝夾等。（保證相互位置要求原則） （2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)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。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。 （3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（保證加工表面加工余量合理分配的原則） （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。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。（便于工件裝夾原則） （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。多次使用難以保證表面間的位置精度。（粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上一般只能使用一次的原則） 為了滿(mǎn)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。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。 2、精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸轉(zhuǎn)算，這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三）制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用數(shù)控機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1、 工藝路線方案一： 工序1： 銑兩外圓端面 工序2 ：鉆，擴(kuò)，鉸孔，并加工倒角 工序3 ：鉆2-孔 工序4 ：鉆，擴(kuò)，鉸孔，并加工倒角 工序5 ：粗銑孔的外側(cè)端面 工序6 ：粗銑孔的內(nèi)側(cè)端面 工序7 ：銑寬度為的開(kāi)口槽 工序8 ：鉗工去毛刺 工序9 ：終檢 2、工藝路線方案二： 工序1 ：粗銑孔的外側(cè)端面 工序2 ：粗銑孔的內(nèi)側(cè)端面 工序3 ：鉆2-孔 工序4 ：鉆，擴(kuò)，鉸孔，并加工倒角 工序5 ：銑寬度為的開(kāi)口槽 工序6 ：銑兩外圓端面 工序7 ：鉆，擴(kuò)，鉸孔，并加工倒角 工序8 ：鉗工去毛刺 工序9 ：終檢 3、工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工兩外圓端面，然后再以此為基面加工孔，再加工孔，孔，最后加工孔的內(nèi)外側(cè)面以及寬度為的開(kāi)口槽銑，則與方案二相反，先加工孔的內(nèi)外側(cè)面，再以此為基面加工孔，孔，寬度為的開(kāi)口槽，最后加工兩外圓端面，孔。 經(jīng)比較可見(jiàn)，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(shí)間更多，這樣加工路線就不合理，同理，寬度為的開(kāi)口槽應(yīng)放在最后一個(gè)工序加工。所以合理具體加工藝如下： 工序1 ：銑兩外圓端面 工序2 ：鉆，擴(kuò)，鉸孔，并加工倒角 工序3 ：粗銑孔的外側(cè)端面 工序4 ：粗銑孔的內(nèi)側(cè)端面 工序5 ：鉆，擴(kuò)，鉸孔，并加工倒角 工序6 ：鉆孔 工序7 ：銑寬度為的開(kāi)口槽 工序8 ：鉗工去毛刺 工序9 ：終檢 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)附表1機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片。 （四）機(jī)械加工余量、工藝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(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 毛坯圖如圖2-1后鋼板彈簧吊耳毛坯圖。 圖2-1 后鋼板彈簧吊耳毛坯圖 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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （1） 銑端面其中的一個(gè)側(cè)面，以另一側(cè)面為定位基準(zhǔn)： 表2-1 銑一端面尺寸表 名稱(chēng) 加工余量 基本尺寸 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 2 78 IT12 Ra6.3 毛胚尺寸 - 80 - - （2） 銑端面其中的一另一個(gè)側(cè)面，以加工后的那面作為精基準(zhǔn)： 表2-2 銑二端面尺寸表 名稱(chēng) 加工余量 基本尺寸 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 2 76 IT12 Ra6.3 （3） 加工孔： 表2-3 加工孔尺寸表 名稱(chēng) 加工余量（雙） 基本尺寸 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及公差 表面粗糙度 鉸孔（粗-精） 0.25 IT7 Ra1.6 擴(kuò)孔 1.75 IT11 Ra6.3 鉆孔 35 IT12 - （4） 銑孔的內(nèi)側(cè)端面： 表2-4 銑孔的內(nèi)側(cè)端面尺寸表 名稱(chēng) 加工余量（雙） 基本尺寸 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 4.5 77 - Ra12.5 毛胚尺寸 - 72.5 - （5） 銑孔的外側(cè)兩端面以加工后的內(nèi)側(cè)面為定位的基準(zhǔn) 表2-5 銑孔的外側(cè)兩端面尺寸表 名稱(chēng) 加工余量 基本尺寸 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 2 22 IT12 22 Ra50 （6） 加工孔： 表2-6 加工孔的尺寸表 名稱(chēng) 加工余量（雙） 基本尺寸 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及公差 表面粗糙度 鉸孔（粗-精） 0.2 IT7 Ra1.6 擴(kuò)孔 1.8 IT11 Ra6.3 鉆孔 28 IT12 - （7） 加工孔： 表2-7 加工孔尺寸表 名稱(chēng) 加工余量（雙） 基本尺寸 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及公差 表面粗糙度 擴(kuò)孔 0.7 - Ra12.5 鉆孔 9.8 IT12 - （8） 銑寬度為4mm的開(kāi)口槽： 表2-8 銑寬度為4mm的開(kāi)口槽尺寸表 名稱(chēng) 加工余量 基本尺寸 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 4 4 IT13 4 Ra50 （5） 確定切削用量及基本工時(shí) 工序7：銑寬為4mm的槽 1、 加工條件 工件材料：35鋼，模鑄。 加工要求：銑寬為4mm的槽，表面粗糙度值為Ra50μm。 機(jī)床：X51立式銑床。 刀具：YT15硬質(zhì)合金面銑刀，，Z=4。 2、計(jì)算切削用量 根據(jù)《切削手冊(cè)》mm/z 切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取m/min 刀具采用YT15硬質(zhì)合金面銑刀， mm （r/min） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=600 r/min。故實(shí)際切削速度 （m/min） 當(dāng)n=600r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min） 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 mm/min 切削工時(shí) （min） 最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機(jī)械加工工序過(guò)程綜合卡片。 最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片，見(jiàn)附表。 三、專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。 經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序7銑寬為4mm的槽夾具。 本夾具用來(lái)銑4mm槽加工本道工序時(shí)，該孔沒(méi)有過(guò)高的精度要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何保證孔的定位，如何降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 （一）定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，以?37mm孔和?37mm孔的一個(gè)端面為定位基準(zhǔn)，采用支承釘為輔助支承，同時(shí)為了縮短本工序的輔助時(shí)間，應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)可以快速更換工件的夾緊裝置。 （二）切削力和夾緊力的計(jì)算 銑刀m 軸向力： （N） 扭距：n·m 在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 為基本安全系數(shù)1.5； 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1； 為刀具鈍化系數(shù)1.2。 所以 （N） 夾緊力：在此夾具中，只是為了防止工件在加工過(guò)程中的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，因此很小。 （三）定位誤差分析 定位尺寸公差的確定。夾具的主要定位元件是一根定位軸，該定位軸的尺寸與公差現(xiàn)定與本零件在工作時(shí)與其相配的軸的尺寸與公差相同,取其公差為，即37mm。 定位軸與零件的最大間隙為 max=0.05-(-0.033)=0.083mm 而零件要求的最小偏差為 min=0-(-0.01)=0.01 因此最大間隙滿(mǎn)足精度要求. （四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，為此，應(yīng)首先著眼于采用何種夾緊裝置以減少更換工件的輔助時(shí)間。本夾具設(shè)計(jì)采用開(kāi)口墊圈夾緊裝置，只要松開(kāi)螺母即可取下工件，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且本夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單、緊湊。 總 結(jié) 后鋼板彈簧吊耳的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是對(duì)后鋼板彈簧吊耳的加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。后鋼板彈簧吊耳的加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時(shí)的確定，夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。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。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)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(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過(guò)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(jī)構(gòu)時(shí)由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過(guò)在指導(dǎo)老師悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)一個(gè)多月自身的不斷努力，這些問(wèn)題都一一解決。在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)有了更深的理解，增強(qiáng)了對(duì)本專(zhuān)業(yè)綜合知識(shí)運(yùn)用的能力，使我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。 致 謝 首先我要感謝我的指導(dǎo)老師廖結(jié)安在課程設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我這次能夠順利完成這次設(shè)計(jì)的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難點(diǎn)，讓我能把設(shè)計(jì)做的更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開(kāi)拓了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力和綜合素質(zhì)。 其次，我要感謝我的同學(xué)給予的幫助和支持，他們也為我解決了許多我不太懂的難點(diǎn)，使我的課題進(jìn)展順利。 最后要再次感謝我的指導(dǎo)老師廖結(jié)安給予我的幫助，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的很多困難都在他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的指導(dǎo)下得以解決；在此過(guò)程中老師那淵博的學(xué)識(shí)及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度深深地影響著我們，使我們不僅在專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面有了很大地提升，也使我的思想有了很大的升華。這對(duì)我以后的工作和學(xué)習(xí)一定會(huì)有很大的幫助！ 參考文獻(xiàn) [1] 王小華.機(jī)床夾具圖冊(cè)[M].第1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1992. 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