郭枫后钢板弹簧吊耳设计说明书

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1、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 月目录1引言32

2、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5.2.2.3 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1

3、35.4.1 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155.5.2 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3O0.045 mm工艺孔夹具设计 196.1加工工艺孔30 O.045 mm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- # -后钢板弹簧吊耳的机械加工工艺

4、规程及夹具设计郭枫 西南大学工程技术学院，重庆 400716 1 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。

5、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

6、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

7、工表面，它们相互间有 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37 05 mm的孔以及其孔口倒角1 30，其中60mm两外圆端面表面粗糙度要求为 7心皿，37 0.05mm孔的表面粗糙度要求 为 卡蔬,其孔口倒角粗糙度要求为存丽。(2) 以30 0.045mm孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：两个30 0.045 mm的孔及其孔口倒角C1，两个10.5mm的孔，两个30 0.045 mm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 3O 0.045 mm孔在同 一中心线上有数值

8、为 0.01的同轴度要求。其中两个3O0.045 mm孔的表面粗糙度 要求为存更，其空口倒角粗糙度要求为护而，两个10.5mm的孔表面粗糙 度要求为协融，两个30 0.045mm孔的内侧面表面粗糙度要求为西祈，两个30 0.045 mm孔的外侧面表面粗糙度要求为1：，宽度为4mm的开口槽的表面 粗糙度要求为朋莎O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：加工表面尺寸及公差/mm公差/um及精度等级 表面粗糙度/um形位

9、公差/mm60m m两端面“ 0.276 0.6400， IT1337 m m 孔37 0.0537 050，IT930 m m 孔0.04530 045，IT9 0個J相距77 mm两端面77 0.07477074，IT9v仪农5IT12 （经济30 mm孔两侧面22v/Ra5C精度）IT12 （经济10.5mm 孔L10.5mmJ 1精度）宽为IT12 （经济4mm的卄5Q精度）槽37 m m孔口倒角1 30IT12 （经济30m m孔口倒角C1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

10、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

11、护刀具。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 149 187HBS , 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： N Qn(1 a%)(1 b%) 5000 1 (1 3%) (1 0.5%) 5176 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

12、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，

13、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 60mm 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

14、。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37mm 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。60mm端面和37mm孔外侧面加工采用粗铣就能满足要求，37mm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 。- # -522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批量生产的条件下，应尽量