郭枫后钢板弹簧吊耳设计说明书

工程技术学院工艺综合课程设计课程设计(论文)题目:后钢板弹簧吊耳的机械加工工艺规程及夹具设计学生姓名郭枫专业机械设计制造及其自动化学号222012322220120班级2012级机制3班指导教师何辉波成绩工程技术学院2015年7月机械制造工艺学课程设计任务书题目：“后钢板弹簧吊耳”零件的机制加工工艺规程及夹具设计内容：1、零件图1张2、毛坯图1张3、工艺过程卡1张4、工序卡3张4、夹具总装图1张5、夹具体零件图3张6、装配图1张7、课程设计说明书1份原始资料：零件图样，零件年产量5000件/年。2016年06月-1-目录1引言…………………………………………………………………………………32课程设计的目的……………………………………………………………………3错误!未定义书签。3零件的工艺分析……………………………………………………………………43.1零件结构及工艺性分析……………………………………………………43.2零件的的技术要求分析……………………………………………………63.3工艺过程设计所应采取的相应措施………………………………………64毛坯的选择…………………………………………………………………………75零件机械加工工艺路线……………………………………………………………75.1定位基准的选择……………………………………………………………75.1.1粗基准的选择………………………………………………………75.1.2精基准的选择………………………………………………………85.2工艺路线的制定……………………………………………………………85.2.1加工方法的选择和加工阶段的划分………………………………85.2.2工艺路线的拟定…………………………………………………85.2.2.1工艺方案一…………………………………………………95.2.2.2工艺方案二…………………………………………………95.2.2.3工艺方案的比较与分析……………………………………95.3加工余量及工序尺寸的拟定……………………………………………105.3.1毛坯尺寸的确定…………………………………………………105.3.2确定机械加工余量和工序尺寸…………………………………125.4切削用量的确定…………………………………………………………135.4.1工序10切削用量的确定………………………………………135.4.2工序20切削用量的确定………………………………………145.4.3工序60切削用量的确定………………………………………155.5时间定额的确定…………………………………………………………155.5.1工序10时间定额的确定………………………………………15-2-5.5.2工序20时间定额的确定………………………………………165.5.3工序60时间定额的确定………………………………………186加工mm045.0030工艺孔夹具设计……………………………………………196.1加工工艺孔mm045.0030夹具设计方案的确定……………………………196.2选择定位方式及定位元件…………………………………………………206.3导向装置的确定……………………………………………………………206.4切削力的计算与夹紧力分析………………………………………………206.5夹紧机构的确定……………………………………………………………216.6定位误差分析………………………………………………………………217小结………………………………………………………………………………228参考文献…………………………………………………………………………239致谢………………………………………………………………………………23-3-后钢板弹簧吊耳的机械加工工艺规程及夹具设计郭枫西南大学工程技术学院，重庆4007161引言机械的加工工艺及夹具设计是在我们完成机械原理和机械设计课程设计之后的又一次重要课程设计，本次课程设计安排在我们完成全部专业课程学习之后，旨在检验我们对所学专业知识的综合运用能力以及理论联系实际的能力。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。为适应当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求，所以合理的机械加工工艺过程设计及夹具设计具有十分重要的意义，而这也是我们机械制造类专业学生必须掌握的技能。2课程设计的目的机械制造技术基础课程设计旨在继承材料成型技术基础课程设计，让我们完成一次机械零件的机械加工工艺规程和典型夹具设计的锻炼，其目的如下：（1）在结束了机械制造技术基础等前期课程的学习后，通过本次设计使学生所学到的知识得到巩固和加深。培养学生学会全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。（2）通过设计提高学生的自学能力，使学生熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计和夹具设计方面的资料，并-4-学会结合生产实际正确使用这些资料。（3）通过设计使学生树立正确的设计理念，懂得合理的设计应该是技术上先进的，经济上合理的，并且在生产实践中是可行的。（4）通过编写设计说明书，提高学生的技术文件整理、写作及组织编排能力，为学生将来撰写专业技术及科研论文打下基础。3零件的工艺分析3.1零件结构及工艺性分析图3-1后钢板弹簧吊耳零件图由后钢板弹簧吊耳零件图3-1知可将其分为两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以60mm两外圆端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：60mm两外圆端面的铣削，加工mm05.0037的孔以及其孔口倒角301，其中60mm两外圆端面表面粗糙度要求为，mm05.0037孔的表面粗糙度要求-5-为，其孔口倒角粗糙度要求为。（2）以mm045.0030孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：两个mm045.0030的孔及其孔口倒角C1，两个10.5mm的孔，两个mm045.0030孔的内外两侧面的铣削，以及宽度为4mm的开口槽的铣削，两个mm045.0030孔在同一中心线上有数值为0.01的同轴度要求。其中两个mm045.0030孔的表面粗糙度要求为，其空口倒角粗糙度要求为，两个10.5mm的孔表面粗糙度要求为，两个mm045.0030孔的内侧面表面粗糙度要求为，两个mm045.0030孔的外侧面表面粗糙度要求为，宽度为4mm的开口槽的表面粗糙度要求为。在两组加工表面之间没有一定的位置要求，先加工哪一组表面都可以，现计划是加工第一组表面，再以第一组为基准加工第二组表面。图3-2后弹簧钢板吊耳三维零件图-6-3.2零件的技术要求分析查【3】表9-1，可知各尺寸加工精度等级如下：加工表面mm/尺寸及公差及精度等级/um公差um/表面粗糙度mm/形位公差两端面mm602.06.076400，IT13孔mm3705.003750，IT9孔mm30045.003045，IT9两端面相距mm77074.007774，IT9孔两侧面mm3022IT12（经济精度）mm5.10孔mm5.10IT12（经济精度）宽为4mm的槽IT12（经济精度）孔口倒角mm37孔口倒角mm30301C1IT12（经济精度）3.3工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知，该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。该类零件的加工也应遵循先加工定位基面后加工其他表面、先加工主要面后加工次要面、先粗后精、先面后孔的总体原则。即首先根据零件技术要求将孔与平面的加工明确划分粗加工和精加工阶段，以保证孔系加工精度；加工过程先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去锻件表面的凹凸不平，为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。-7-4毛坯的选择后钢板弹簧吊耳零件的材料选用35钢，硬度为HBS187~149,其年生产纲领为5000件，设其设备品率为3%，机械加工废品率为0.5%，则零件年生产纲领为：5176%)5.01(%)31(15000%)1%)(1(baQnN件/年。其中：a—备品率；b—废品率，并且零件的轮廓尺寸不大，根据【1】表1-2可知，该零件的生产已初步达到大批生产水平，在造型中可采用模锻成型。再考虑零件在工作中的情况，零件在汽车后后钢板中支架钢板，受到各种不同的振荡，有减震功能、阻尼缓冲部分功能、导向功能作用，因此应该选择锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。综上所述，根据【2】表2-5,又由于零件结构复杂程度一般，故毛坯制造形式采用模锻成型。5零件机械加工工艺路线5.1定位基准的选择5.1.1粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需-8-经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。为了满足上述要求，基准选择以后钢板弹簧吊耳mm60大外圆端面作为粗基准。先以后钢板弹簧吊耳大外圆端面互为基准加工出零件图所要求的端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。5.1.2精基准的选择精基准的选择应遵循基准重合、统一基准、互为基准、自为基准的原则，例如加工后钢板弹簧吊耳零件时，第二面组的加工都是以大圆端面和mm37孔作为精基准，做到了基准统一，容易保证第二面组各面之间的相互位置关系。当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算，计算出相应的定位误差。5.2工艺路线的制定5.2.1加工方法的选择和加工阶段的划分后钢板弹簧吊耳零件的主要加工面为孔和端面。由于端面和孔的精度要求并不高，端面的加工采用粗铣或粗铣、半精铣就能达到图样要求；孔的加工可以采用扩—铰工艺，也可以采用先钻孔后镗孔；倒角采用锪削加工；在钳工台上去毛刺。mm60端面和mm37孔外侧面加工采用粗铣就能满足要求，mm37孔内侧面需先粗铣，再半精铣。孔的加工中，若在预留孔的基础上采用扩-铰工艺，则扩、铰孔依次完成孔的半精加工、精加工。若采用在预留孔基础上镗孔，则镗孔完成孔的半精加工。具体工艺路线及其分析见5.2.2。5.2.2工艺路线的拟定拟定工艺路线时，首先必须保证零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等达到图纸上的设计要求。在生产纲领已确定为大