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1、 课程设计说明书 题目：批量生产“后钢板弹簧吊耳”机加工工艺规程及专用夹具设计 学 院： 机电工程学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 绪 论 机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大三的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，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。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
2、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。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。通过这次课程设计，可对以前学过的课程进行一次综合的深入的总复习，把学习到的理论知识和实际结合起来，从而提高自己分析问题，解决问题的能力。 目录1 课程设计任务书11.1设计题目11.2设计任务11.3设计要求12 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计22.1零件分析及毛坯设计22.1.1零件功用22.1.2零件的结构和技术要求分析32.2工艺过程设计所应采取的相应措施42
3、.3后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择42.3.1 确定毛坯的制造形式42.3.2粗基准的选择52.3.3精基准的选择52.3.4零件表面加工方法的确定，吊耳各表面加工方案62.4 工艺路线的制定62.4.1 工艺方案一6表 2.1 工艺方案一表72.4.2 工艺方案二7表 2.2 工艺方案二表72.4.3 工艺方案的比较与分析72.5机床设备及工艺装备的选用82.5.1机床设备的选用82.5.2工艺装备的选用82.6机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定92.7 工序6 加工孔112.7.1切削用量的确定112.7.2加工余量，工序尺寸及公差的确定132.8本章小结143 加工工艺孔夹具设计1
4、53.1加工工艺孔夹具设计153.2定位方案的分析和定位基准的选择153.3定位元件的设计163.4定位误差分析173.5切削力的计算与夹紧力分析183.6钻套、衬套、钻模板及夹具体设计183.7夹具精度分析203.8夹具设计及操作的简要说明213.9本章小结21心 得22 1 课程设计任务书1.1设计题目 设计某个零件的制造工艺和某道工序的专用夹具。 生产纲领：大批量。1.2设计任务 零件：后钢板弹簧吊耳 夹具工序：钻10.5孔1.3设计要求 所设计的零件加工工艺切实可行；专用夹具简单实用，能够满足大批量加工要求；所绘图纸符合工程要求。 完成的任务包括： 零件图（一份） 毛坯图（一份） 工艺
5、综合卡片（一份） 专用夹具装配图（一份） 课程设计说明书（一份） 2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计2.1零件分析及毛坯设计2.1.1零件功用 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。 图2.1 后钢板弹簧吊耳零件图 2.1.2零件的结构和技术要求分析由后钢板弹簧吊耳零件图知，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）以外圆端面为主要加
6、工表面的加工面。这一组加工面包括：外圆端面的铣削，加工孔，其中外圆端面粗糙度要求为，的孔表面粗糙度要求为。（2） 以孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个的孔，2个的孔、2个孔的内外两侧面的铣削，宽度为4开口槽的铣削，2个数值为的同轴度要求。其中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。 加工表面技术要求/mm公差及精度等级Ra/m形位公差/mm 60mm 两外圆端面60mmIT126.3 37 孔IT91.6 30孔内侧面54mmIT1212.530孔外侧面54mmIT125
7、0 30孔IT91.60.01A 10.5孔10.5IT1212.5 开口槽4mmIT12502.2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。该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即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。后钢板弹簧吊耳的加工应遵循这个原则。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
8、先切去铸件表面的凹凸不平。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。后钢板弹簧吊耳零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。由于后钢板弹簧吊耳的生产量很大。怎样满足后钢板弹簧吊耳生产率要求也是过程中的主要考虑因素。2.3后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择2.3.1 确定毛坯的制造形式“后钢板弹簧吊耳”零件材料为35钢，硬度HBS为149187，生产类型为大批量生产。考虑到该弹簧吊耳零件在工作过程中要承受压力冲级载荷，为增强弹簧吊耳零件的强度和冲级韧度，故毛坯选用铸造件，零件材料为35号钢。2.3.2粗基准的选择粗基
9、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。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。（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。（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与平面。（具体请见工序卡片）2.3.3精基准的选择1.精基准
10、的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算。2.精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题，根据该弹簧吊耳零件的技术要求和装配要求，选择加工后的两外圆端面作为精基准。2.3.4零件表面加工方法的确定，吊耳各表面加工方案 根据弹簧吊耳零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件各表面的加工方法，如表2-3-2所示。加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/加工方案两外圆端面IT126.3粗铣孔IT91.6粗镗-粗拉孔内侧面IT1212.5粗铣孔外侧面IT1250粗铣孔IT91.6粗镗-粗拉孔IT1212.5钻开口槽IT1250粗铣表2-3-22.4 工艺
11、路线的制定由于生产类型为大批生产，应尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还应降低生产成本。2.4.1 工艺方案一工序1：铣两外圆端面工序2：粗镗，粗拉 孔，倒角工序3：钻，扩孔工序4：粗镗，粗拉 孔，倒角工序5：铣孔的内侧面工序6：铣孔的外侧面工序7：铣宽度为4的开口槽工序8：终检 表 2.1 工艺方案一表2.4.2 工艺方案二 工序1：铣孔的内侧面工序2：铣孔的外侧面工序3：钻，扩孔工序4：粗镗 ，粗拉 孔，倒角工序5：铣宽度为4的开口槽工序6：铣两外圆端面工序7：粗镗，粗拉 孔，倒角工序8：终检 表 2.2 工艺方案二表 2.4.3 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一
12、是先加工两外圆端面，然后再以此为基面加工孔，再加工孔，孔，最后加工孔的内外侧面以及宽度为4的开口槽铣，则与方案二相反，先加工孔的内外侧面，再以此为基面加工孔，孔，宽度为4的开口槽，最后加工两外圆端面，孔，经比较可见，先加工两外圆端面，以后位置度较易保证，并且定位及装夹都较方便，但方案一中先加工孔，孔，再加工孔的内外侧面，不符合先面后孔的加工原则，加工余量更大，所用加工时间更多，这样加工路线就不合理，同理，宽度为4的开口槽应放在最后一个工序加工。所以合理具体加工艺如下：工序1：铣两外圆端面，（粗铣半精铣）工序2：粗镗，粗拉，锪倒角 ，铰孔。工序3：铣孔的内侧面。，粗铣。工序4：铣孔的外侧面。，粗
13、铣。工序5：粗镗，粗拉 孔，倒角。工序6：钻，扩孔，工序7：铣宽度为4的开口槽，。工序8：终检表 2.3 工艺方案表2.5机床设备及工艺装备的选用2.5.1机床设备的选用 在大批生产的条件下，可选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。所选用的通用设备应提出机床型号，如该弹簧吊耳零件选用的通用设备“立式铣床X51”。 2.5.2工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具，夹具和量具。该弹簧吊耳零件的工艺装备在工序卡中都有说明，其中由于生产类型为大批量生产，故夹具选用的是专用夹具。2.6机械加工余量、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，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。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） 铣两外圆端
