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1、（数控加工）数控潘伟建说明书毕业设计说明书课题名称： 吊耳数控加工工艺及工装设计 学生姓名 潘伟建 学号 0905023328 所在学院 机械工程学院 专业 数控技术 班级 数控1041 指导教师 楼建忠 许茂富 起讫时间： 2012年 2 月 13 日 2012年 4 月 6 日吊耳数控加工工艺及工装设计摘要本次设计是对后钢板弹簧吊耳零件的加工工艺规程及壹些工序的专用夹具设计。后钢板弹簧吊零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。且将孔和平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以后钢板弹簧
2、吊耳大外圆端面作为粗基准，以后钢板弹簧吊耳大外圆端面和俩个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以后钢板弹簧吊耳大外圆端面互为基准加工出端面，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和平面。整个加工过程均选用普通机床。关键词：机械设计；后钢板弹簧吊耳；加工工艺；专用夹具目录摘要1绪论.11.1引言11.2主要机械结构设计2第1章 零件加工工艺.22.1零件的加工工艺22.2零件基准选择22.2机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3第2章 夹具设计.63.1夹具方案的分析.63.2夹具定位分析.63.2.1定位基准选择63.2.2定位误差分析73.3夹具
3、夹紧分析83.4导向分析.83.5夹具精度分析.103.7夹具设计及操作的简要说明.11第3章 三维造型.12第4章 结论.12第5章 参考文献.14第6章 致谢.15绪论1.1引言机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的大部分部课程之后，进行的壹次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进壹步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。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
4、成部分，不论是传统制造，仍是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计能够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，仍能够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。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。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。夹具从产生到当下，大约能够分为三个阶段：第壹个阶段主要表当下夹具和人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人和机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具和操作人
5、员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具和机床的结合，夹具作为机床的壹部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工仍处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。1.2主要机械结构分析1.2.1
6、零件的作用题目给出的零件是CA10B解放牌汽车后钢板弹簧吊耳。后钢板弹簧吊耳的主要作用是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常的缓冲作用。因此汽车后钢板弹簧吊耳零件的加工质量会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车后钢板弹簧吊耳主要作用是减震功能、阻尼缓冲部分功能、导向功能。1.2.2零件的工艺分析由后钢板弹簧吊耳零件图知可将其分为俩组加工表面。它们相互间有壹定的位置要求。现分析如下：（1）以俩外圆端面为主要加工表面的加工面。这壹组加工表面包括：。俩外圆端面的铣削，加工的孔，其中俩外圆端面表面粗糙度要求为，的孔表面粗糙度要求为（2）以孔为主要加工表面的加工面。这壹组加工表面包括：2个的孔
7、，2个的孔、2个孔的内外俩侧面的铣削，宽度为4的开口槽的铣削，2个在同壹中心线上数值为的同轴度要求。其中2个的孔表面粗糙度要求为，2个的孔表面粗糙度要求为，2个孔的内侧面表面粗糙度要求为，2个孔的外侧面表面粗糙度要求为，宽度为4的开口槽的表面粗糙度要求为。1.2.3毛坯的制造形式零件材料为35钢。由于生量已达到中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故能够采用锻造成型，这对提高生产效率，保证加工质量也是有利的。1.3零件基准选择1.3.1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和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
8、加工的表面，则应选择其中和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。这样能够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，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复
9、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和平面。1.3.2精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准和工序基准不重合时，应当进行尺寸换算。第2章加工工艺2.1零件的加工工艺工序1：铣俩外圆端面工序2：钻，扩，铰孔，倒角工序3：铣孔的内侧面工序4：铣孔的外侧面工序5：钻，扩，铰孔，倒角工序6：钻，扩孔工序7：铣宽度为4的开口槽工序8：终检2.2机械加工余
10、量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“后钢板弹簧吊耳”零件材料为35钢，硬度HBS为149187，生产类型为中批量生产，采用锻造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1)铣俩外圆端面考虑其加工表面粗糙度要求为，能够先粗铣，再精铣，根据机械加工工艺手册表2.3-5，取2Z=5已能满足要求(2)加工孔其表面粗糙度要求较高为，其加工方式能够分为钻，扩，铰三步，根据机械加工工艺手册表2.3-48，确定工序尺寸及余量为：钻孔：扩孔：2Z=1.8铰孔：2Z=0.2(3)铣孔的内侧面考虑其表面粗糙度要求为，只要求粗加工，根据机械加工工艺手册表2.3-5，取2Z
11、=3已能满足要求。(4)铣孔的外侧面考虑其表面粗糙度要求为，只要求粗加工，根据机械加工工艺手册表2.3-5，取2Z=3已能满足要求。(5)加工孔其表面粗糙度要求较高为，其加工方式能够分为钻，扩，铰三步，根据机械加工工艺手册表2.3-48，确定工序尺寸及余量为：钻孔：扩孔：2Z=1.8铰孔：2Z=0.2(6)加工孔其表面粗糙度要求较高为，其加工方式能够分为钻，扩，俩步，根据机械加工工艺手册表2.3-48，确定工序尺寸及余量为：钻孔：扩孔：2Z=1.8(7)铣宽度为4的开口槽考虑其表面粗糙度要求为，只要求粗加工，根据机械加工工艺手册表2.348，取2Z=2已能满足要求。第3章结构设计3.1加工工艺
12、孔夹具设计本夹具主要用来钻、扩、铰俩个工艺孔。这俩个工艺孔均有尺寸精度要求为，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，和端面垂直。且用于以后加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本道工序为后钢板弹簧吊耳加工的第五道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2定位方案的分析和定位基准的选择由零件图可知，俩工艺孔位于零件孔内外侧面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求且应和侧面垂直。为了保证所钻、铰的孔和侧面垂直且保证俩工艺孔能在后续的孔加工工序中使孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统壹原则。在选择俩工艺孔的加工定位基准时
13、，应尽量选择上壹道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择外圆端面和和之配合的心轴为主要定位基准限制工件的五个自由度，用壹个定位销限制工件的另壹个自由度。采用螺母夹紧。图2-1定位分析示意图3.3定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为垂直放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。不过这时的径向定位误差不再只是单向的了，而是在水平面内任意方向上都有可能发生，其最大值也比心轴水平放置时大壹倍。见下图。式中定位副间的最小配合间隙（mm）；工件圆孔直径公差（mm）；心轴外圆直径公差（mm）。图4.2心轴垂直放置时定位分析图3.4切削力的计算和夹紧力分析由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册得：钻削力式（4-1）钻削力矩式（4-2）式中：代入公式（4-1）和（4-2）得本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向和钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当
