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1、全套图纸三维加153893706后钢板弹簧吊耳的加工工艺和夹具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一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。并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加工精度。基准选择以后钢板弹簧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与两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与平面。整个加工过程
2、均选用组合机床。关键词加工工艺；专用夹具；后钢板弹簧吊耳不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- I -目录绪论1第1章 零件的分析21.1 零件的分析21.1.1 零件的作用21.1.2 零件的工艺分析31.2 弹簧吊耳零件的技术要求3第2章 确定毛坯，绘制毛坯图42.1 确定毛坯的制造形式42.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量42.3 吊耳毛坯尺寸公差及机械加工余量4第3章 拟定弹簧吊耳工艺路线及机床、工艺装备的选用63.1 零件的加工定位基准63.2 零件表面加工方法的确定，吊耳各表面加工方案73.3 工序顺序的安排73.3.1 工艺方案一、工艺路线73.3.2 工艺方案二、工艺路线8
3、3.4 工艺方案的比较与分析83.5 确定吊耳工艺路线83.6 机床设备的选用9第5章 加工余量，工序尺寸和公差的确定105.1 加工两端面的加工余量、工序尺寸和公差的确定105.2 吊耳各加工表面的机械加工余量115.3 确定切削用量及基本工时（机动时间）12第6章 专用夹具设计166.1 加工工艺孔夹具设计166.2 定位方案的分析和定位基准的选择166.3 定位误差分析176.4 切削力的计算与夹紧力分析17第7章 UG三维造型187.1 UG简介187.2 零件的三维建模187.3 整体装配19结论20参考文献21致谢22千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域
4、”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- 1 - 绪论 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
5、十分重要的意义。后钢板弹簧吊耳孔的加工，不容易找正，如果没有夹具钻孔时很难保证孔的垂直度，同时也很麻烦，增加辅助时间，不利于大量成批生产。因此应该设计后钢板弹簧吊耳的专用夹具。夹具在机械加工中起着十分重要的作用，归纳起来为以下几方面：1、缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低加工成本。2、保证加工精度，稳定加工质量。3、降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证安全生产。4、扩大机床的工艺范围，实现一机多能。5、在自动化生产和流水线生产中便于平衡生产节拍。夹具不同于其他环节，他在工艺系统中有着特殊地位，夹具的整体刚度对工件加工的动态误差产生着非常特殊的影响。当夹具的整体刚度远大于其他环节，工件
6、加工的动态误差基本上只取决于夹具的制造精度和安装精度。因此设计夹具时，对夹具的整体刚度应给予足够重视。如因工艺系统其他环节的刚度不足而引起较大的系统动态误差时，也可以采取修正夹具定位元件的方法进行补偿。这就是夹具的能动作用。第1章 零件的分析1.1零件的分析1.1.1 零件的作用题目给出的零件是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，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1-1 后钢板弹簧吊耳零件图1.1.2 零件的工艺分析由后
7、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：两外圆端面的铣削，加工的孔，其中两外。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的开口槽的铣削，在同一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弹簧吊耳零件的技术要求根据后钢板弹簧吊耳的具体应用场合、工作面、受力情况等，根据参考文献可知其加工的
8、技术要求，如表1-2所示。表1-2 弹簧吊耳零件加工的技术要求加工表面尺寸及技术要求/公差及精度等级表面粗糙度Ra/形位公差/两外圆端面60IT126.3孔IT91.6孔内侧面54IT1212.5孔外侧面54IT1250孔IT91.60.01A孔IT1212.5开口槽4IT1250第2章 确定毛坯，绘制毛坯图2.1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，首试生产类型为中批量生产。考虑到该弹簧吊耳零件在工作过程中要承受压力冲击载荷，为增强弹簧吊耳零件的强度和冲击韧度，故毛坯选用锻件，零件材料为35号钢。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，
9、为提高生产效率和锻件精度，故可以采用模锻制造毛坯。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由参考文献可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。1、公差等级 由弹簧吊耳的功用及其技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2、锻件重量已知机械加工后弹簧吊耳的重量为2.6kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为4kg。3、锻件材质系数该弹簧吊耳材料为35号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属级。4、锻件分模线形状根据该弹簧吊耳的形位特点，故选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线，如图2-2弹簧吊耳锻造毛坯图所示。2.3吊耳毛坯尺寸公差及机械
10、加工余量由弹簧吊耳零件图可知，该零件各加工表面的粗糙度均大于。考虑到零件的公差等级、锻件重量、锻件材质系数、锻件分模线形状等因素，可查表确定该锻件的尺寸公差及机械加工余量，针对于该零件的特性以及加工的工艺规程，考虑要复合加工的实际情况，零件的本身特性，对于中批量的生产要求，满足产品的成品率，合格率，最大限度的满足零件的使用寿命，将零件设计出相应的，略宽的毛培图，以利于零件的加工和装夹，满足生产的最大优化。针对于以上要求，绘制钢板弹簧吊耳锻造毛坯图所得结果列于表2-1中。图2-1 后钢板弹簧吊耳锻造毛坯图表2-2 毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量/kg包容题体重量/kg形状复杂系数材质系数公差
11、等级46.4S2M1普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm参考文献宽度76表2-102.02.2（取2.0）表2-13宽度38.5表2-102.02.2（取2.0）表2-13宽度22表2-102.02.2（取2.0）表2-13孔径表2-102.6表2-14孔径表2-102.0表2-14第3章 拟定弹簧吊耳工艺路线3.1零件的加工定位基准由以上分析可知，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
12、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自然应遵循这个原则。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。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。1、粗基准的选择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
13、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，必要时需经初加工。5）粗基准应避免重复使
14、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。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。3.2零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3-1所示。表3-1 弹簧吊耳零件各表面加工方案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钻-扩-铰孔内侧面IT1212.5粗铣孔外侧面IT1250粗铣孔IT91.6钻-扩-铰孔IT1212.5钻开口槽IT1250粗铣3.3 工序顺序的安排由于生产类型为批量生产，应尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，定期对设备进行维护和修养，将产品的合格率实现最优最大化。3.3.1 方案一、工艺路线 如表3-2所示。表3-2 工艺方案一表工序1锻造，退火工序2划线，分配余量，检验工序3铣两外圆端面工序
