后钢板弹簧吊耳机械加工工艺及夹具设计-钻φ37孔【ug三维】

后钢板弹簧吊耳机械加工工艺及夹具设计-钻φ37孔【ug三维】,ug三维,钢板,弹簧,耳机,加工,工艺,夹具,设计,37,ug,三维 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 哈尔滨理工大学荣成学院 专科生毕业设计（论文）任务书 学生姓名： 辛海茹 学号：1030310116 学 院： 荣成学院 专业：机械设计与制造 任务起止时间： 2013年02月25日至 2013年06月 21日 毕业设计（论文）题目： 后钢板弹簧吊耳工艺规程制订和工装设计 毕业设计工作内容： 1、实际调研，收集相关资料；1—3周。 2、结合生产实际，制订零件的机械加工工艺； 3、填写各工序的工序卡；4—7周。 4、设计指定工序的专用夹具，画出装配图；8—11周。 5、设计所有零件的工作图；12—13周。 6、撰写毕业设计论文；准备答辩。 14---16周。 注：要求全部用计算机绘图和打印文稿（交打印件和电子稿） 资料： 1、机械制造工艺学； 2、机床夹具设计及图册； 3、金属切削用量手册； 4、相关的技术资料。 指导教师意见： 签名： 2013年 2 月 24 日 系主任意见： 签名： 2013年2月 25日 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 后钢板弹簧吊耳 831010 工序名称 粗铣端面和精铣端面 工序号 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 35 1 专用组合铣床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 10 1 1 高 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主轴转速（转/分） 进给量（毫米/转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 05 粗铣Ø60端面,保证尺寸79.5mm 92 1 3 33.4 169 0.08 2.3 高速刚圆柱形铣刀 专用卡板 10 粗铣Ø60端面,保证尺寸78mm 0.51 高速刚圆柱形铣刀 专用卡板 15 精铣Ø60端面,保证尺寸77mm 92 1 2 41.5 210 0.06 1.46 高速刚圆柱形铣刀 专用卡板 20 精铣Ø60端面,保证尺寸76mm 高速刚圆柱形铣刀 专用卡板 25 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 页 第 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 后钢板弹簧吊耳 831010 工序名称 钻孔，扩孔，铰孔，倒角 工序号 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 35 1 专用组合钻床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 10 1 1 高 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主轴转速（转/分） 进给量（毫米/转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 05 钻孔到Ø35mm 99 1 1.25 25.6 233 0.45 0.94 0.54 麻花钻、扩孔钻、绞刀150o锪钻 塞规 10 扩孔到Ø36.8mm 83 1 1.5 20.1 174 0.72 0.66 0.54 麻花钻、扩孔钻、绞刀150o锪钻 塞规 15 铰孔到Ø37mm，保证尺寸Ø37 101 1 0.15 8 72 1.2 1.16 0.54 麻花钻、扩孔钻、绞刀150o锪钻 塞规 20 倒角1.5X30 1 20.1 麻花钻、扩孔钻、绞刀150o锪钻 塞规 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 页 第 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 后钢板弹簧吊耳 831010 工序名称 粗铣内侧面 工序号 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 35 1 专用组合铣床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 10 1 1 高 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主轴转速（转/分） 进给量（毫米/转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 05 粗铣R24两内侧面，保证尺寸77mm 92 1 1.5 26.5 169 0.08 2.3 0.51 高速刚圆柱形铣刀 专用卡板 10 15 20 25 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 页 第 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 后钢板弹簧吊耳 831010 工序名称 粗铣二外侧面 工序号 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 35 1 专用组合铣床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 10 1 1 高 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主轴转速（转/分） 进给量（毫米/转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 05 粗铣R24孔两外侧面 92 1 1.5 26.5 169 0.08 2.3 0.51 高速刚圆柱形铣刀 专用卡板 10 15 20 25 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 页 第 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 后钢板弹簧吊耳 831010 工序名称 钻孔，扩孔，铰孔，倒角 工序号 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 35 1 专用组合钻床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 10 1 1 高 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主轴转速（转/分） 进给量（毫米/转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 05 钻孔到Ø28mm 45 1 1.25 20.4 233 0.32 0.86 0.54 麻花钻、扩孔钻、绞刀90o锪钻 塞规 10 扩孔到Ø29.8mm 29 1 1.5 21.8 233 0.6 0.40 0.54 麻花钻、扩孔钻、绞刀90o锪钻 塞规 15 铰孔到Ø30mm，保证尺寸Ø30mm 47 1 0.125 9 96 1.2 0.82 0.54 麻花钻、扩孔钻、绞刀90o锪钻 塞规 20 倒角1X45 1 233 麻花钻、扩孔钻、绞刀90o锪钻 塞规 25 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 页 第 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 后钢板弹簧吊耳 831010 工序名称 钻孔，扩孔 工序号 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 35 1 专用组合钻床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 10 1 1 高 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主轴转速（转/分） 进给量（毫米/转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 05 钻孔到Ø9mm 59 1 0.85 21.8 772 0.20 0.76 0.54 麻花钻，扩孔钻 塞规 10 扩孔到Ø10.5mm 59 1 1 25.4 772 0.40 0.38 0.54 麻花钻，扩孔钻 塞规 15 20 25 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 页 第 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 后钢板弹簧吊耳 831010 工序名称 粗铣开口槽 工序号 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 35 1 专用组合铣床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 10 1 1 高 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主轴转速（转/分） 进给量（毫米/转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 05 粗铣宽度为4mm的开口槽 55 1 22 28.8 118 0.05 0.44 0.51 高速刚圆柱形铣刀 专用卡板 10 15 20 25 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 页 第 页 机械加工工艺过程卡 产品型号 零（部）图号 831010 共 1 页 产品名称 零（部）名称 后钢板弹簧吊耳 第 1 页 材料牌号 35 毛坯种类 铸 件 毛坯外形尺寸 175.2mm×121mm×48mm 每毛坯件数 1 每台件数 1 备 注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 １ 粗、精铣∅60mm两外圆端面 粗精铣∅60mm两外端面，保证两外端面粗糙度6.3，两外端面间距为76mm 机加工 2 专用组合铣床 专用铣夹具 高速刚圆柱形铣刀 0.5 4.82 ２ 钻、扩、铰孔到Ø37mm 钻孔到Ø35mm，扩孔到Ø36.8mm，铰孔到Ø37mm，保证尺寸Ø37mm, 倒角1.5X30 ,保证内孔端面粗糙度1.6 机加工 2 专用组合钻床 专用钻夹具 麻花钻 扩孔钻 绞刀 150o锪钻 0.5 3.72 ３ 粗铣R24两内侧 面 粗铣R24两内侧面，保证尺寸77MM, 保证两内侧端面粗糙度12.5 机加工 2 专用组合铣床 专用铣夹具 高速刚圆柱形铣刀 0.5 3.7 ４ 粗铣R24孔两外侧 面 粗铣R24孔两外侧面，保证两外端面粗糙度50 机加工 2 专用组合铣床 专用铣夹具 高速刚圆柱形铣刀 0.5 3.18 ５ 钻、扩、铰孔到Ø30mm 钻孔到Ø28mm，扩孔到Ø29.8mm，铰孔到Ø30mm，保证尺寸Ø30mm, 倒角1X45 ,保证两外端面粗糙度6.3 机加工 2 专用组合钻床 专用钻夹具 麻花钻 扩孔钻 绞刀 90o锪钻 0.5 2.66 ６ 钻、扩、铰孔到Ø10.5mm 钻孔到Ø9mm, 扩孔到Ø10.5mm，保证两内孔端面粗度12.5 机加工 2 专用组合钻床 专用钻夹具 麻花钻 扩孔钻 0.5 1.03 ７ 粗铣宽度为4mm的开口槽 粗铣宽度为4mm的开口槽，保证两端面粗度50 专用组合铣床 专用铣夹具 高速刚锯片铣刀 0.5 0.96 ８ 清洗 清洗 ９ 终检 终检 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处记 更改文件号 签字 日期 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 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 - - 目录 绪论 1 第1章 零件的分析 2 1.1 零件的分析 2 1.1.1 零件的作用 2 1.1.2 零件的工艺分析 3 1.2 弹簧吊耳零件的技术要求 3 第2章 确定毛坯，绘制毛坯图 4 2.1 确定毛坯的制造形式 4 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 4 2.3 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 6 3.1 零件的加工定位基准 6 3.2 零件表面加工方法的确定，吊耳各表面加工方案 7 3.3 工序顺序的安排 7 3.3.1 工艺方案一、工艺路线 7 3.3.2 工艺方案二、工艺路线 8 3.4 工艺方案的比较与分析 8 3.5 确定吊耳工艺路线 8 3.6 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 10 5.1 加工两端面的加工余量、工序尺寸和公差的确定 10 5.2 吊耳各加工表面的机械加工余量 11 5.3 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 16 6.1 加工工艺孔夹具设计 16 6.2 定位方案的分析和定位基准的选择 16 6.3 定位误差分析 17 6.4 切削力的计算与夹紧力分析 17 第7章 UG三维造型 18 7.1 UG简介 18 7.2 零件的三维建模 18 7.3 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”，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 - III - 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 60 IT12 6.3 孔 IT9 1.6 孔内侧面 54 IT12 12.5 孔外侧面 54 IT12 50 孔 IT9 1.6 ◎ 0.01 A 孔 IT12 12.5 开口槽 4 IT12 50 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149～187，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，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 公差等级 4 6.4 S2 M1 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2-10 2.0～2.2（取2.0） 表2-13 宽度38.5 表2-10 2.0～2.2（取2.0） 表2-13 宽度22 表2-10 2.0～2.2（取2.0） 表2-13 孔径 表2-10 2.6 表2-14 孔径 表2-10 2.0 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 IT12 6.3 粗铣 孔 IT9 1.6 钻-扩-铰 孔内侧面 IT12 12.5 粗铣 孔外侧面 IT12 50 粗铣 孔 IT9 1.6 钻-扩-铰 孔 IT12 12.5 钻 开口槽 IT12 50 粗铣 3.3 工序顺序的安排 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，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4 钻，扩，铰孔，倒角 工序5 钻，扩孔 工序6 钻，扩，铰孔，倒角 工序7 铣孔的内侧面 工序8 铣孔的外侧面 工序9 铣宽度为4的开口槽 工序10 终检 3.3.2 工艺方案二、工艺路线 如表3-3所示。 表3-3工艺方案二表 工序1 锻造，退火 工序2 划线，分配余量，检验 工序3 铣孔的内侧面 工序4 铣孔的外侧面 工序5 钻，扩孔 工序6 钻，扩，铰孔，倒角 工序7 铣宽度为4的开口槽 工序8 铣两外圆端面 工序9 钻，扩，铰孔，倒角 工序10 终检 3.4 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表3-4。 3.5 确定吊耳工艺路线 在综合考虑以上工序顺序安排原则的基础上，最终确定合理的后钢板弹簧吊耳工艺路线，如表3-4。 表3-4 最终工艺方案 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4 铣孔的内侧面 工序5 铣孔的外侧面 工序6 钻，扩，铰孔，倒角 工序7 钻，扩，铰孔，倒角 工序8 钻，扩孔 工序9 铣宽度为4的开口槽 工序10 终检 3.6 机床设备的选用 在大批生产的条件下，所选用的弹簧吊耳零件选用的设备如下。 表3-5 吊耳工艺路线及设备、工装的选用 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 锻造，退火 2 划线 3 粗铣60mm 两外圆端面 立式铣床X52 端铣刀 游标卡尺 4 铣 孔的内侧面 立式铣床X52 端铣刀 卡尺，塞规 5 铣 孔的外侧面 立式铣床X52 端铣刀 游标卡尺 6 钻，扩，铰 mm孔， 倒角1.5×30° 立式铣床X52 麻花钻，扩孔钻，铰刀 游标卡尺 7 钻，扩，铰孔， 倒角1×45° 立式铣床X52 麻花钻，扩孔钻，铰刀 卡尺，塞规 8 钻，扩Φ10.5mm孔 立式铣床X52 麻花钻，扩孔钻 卡尺，塞规 9 铣宽为4mm的开口槽 立式铣床X52 槽铣刀 卡规,深度游标卡尺 11 去毛刺，终检 塞规，卡尺 第4章 加工余量，工序尺寸和公差的确定 4.1加工两端面的加工余量、工序尺寸和公差的确定 1、第一道工序的加工过程为： 1）以左端面A定位，粗铣右端面B，保证工序尺寸，余量； 2）以右端面B定位，粗铣左端面A，保证工序尺寸，余量,达到零件图设计尺寸D的要求，。 3）由图5-1所示加工方案，可以找出全部工艺尺寸链，如图5-2所示，求解各工序尺寸及公差的顺序如下： 图5-1 第1道工序加工方案示意图 a) b) 图5-2 第1道工序工艺尺寸链图 从图5-2的a图可知，； 从图5-2的b图可知，，其中：为粗铣余量,由于B面的加工余量是经粗铣一次切除的，故应等于B面的毛坯余量，即，。由参考文献[1]可知，该粗铣工序的经济加工精度等级为IT=12，其公差，故。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。 2、加工余量的校核 在图5-2的b图所示的尺寸链中是封闭环，故： 余量校核结果表明，所确定的工序尺寸及公差是合理的。将工序尺寸按“入体原则”表示：，。 4.2吊耳各加工表面的机械加工余量 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，工序尺寸如下： 1)铣两外圆端面 考虑其加工表面粗糙度要求为，粗铣就可以达到，根据上表2-4，取2Z=4已能满足要求 2)加工孔 其表面粗糙度要求较高为，其加工方式可以分为扩，铰两步，根据参考文献[4]，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，取2Z=4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，取2Z=4已能满足要求。 5)加工孔 其表面粗糙度要求较高为，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步，根据参考文献[4]，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，其加工方式可以分为钻，扩，两步，根据参考文献[4]，确定工序尺寸及余量为： 钻孔： 扩孔： 2Z=0.7 4.3确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序1：粗铣两外圆端面 机床：立式铣床X52。 刀具：端铣刀、粗齿数。 铣削深度： 每齿进给量：根据相参考文献[2]可知，按机床功率为取。 铣削速度：根据参考文献可知,取。 机床主轴转速： （2-1） 取=, =代入公式（2-1）得： 根据参考文献[4]可知，取。 实际铣削速度：　　　　　　　　　　　　　 工作台每分进给量： （2-2） 取=，，=代入公式（2-2）得： 在此取。 根据文献[4]可得： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为：1 机动时间： 取，，, 代入公式得： 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为： 工序2：钻、扩、铰孔，倒角 机床：立式铣床X52 刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀 1）钻孔 切削深度： 进给量：根据参考文献[4]，取由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则 根据参考文献[2]，取。 铣削速度：取切削速度。取=24,=35代入以下公式得： 机床主轴转速： 根据参考文献[4]，取。 实际切削速度： 根据参考文献[4]可得： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为：1 机动时间： 取，，, ,代入以下公式得： 2）扩孔 切削深度： 进给量：根据参考文献[1]可知， ，取。 切削速度：根据参考文献[2]，取。取=58, =36.8代入以下公式得： 机床主轴转速： 根据参考文献[2]可知，取。 实际切削速度： 根据参考文献[4]可得： 被切削层长度： 刀具切入长度 刀具切出长度： 走刀次数为：1 取，，, ,代入公式得： 机动时间： 3）铰孔 切削深度： 进给量：根据参考文献[2]，可知，取。 铣削速度：根据参考文献[2]，可知切削速度。取=70, =37代入以下公式得： 机床主轴转速： 根据参考文献[4]可知，取。 实际切削速度： 根据参考文献[4]可得： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为：1 取，，，，代入以下公式得： 机动时间： 4）倒角 采用锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速与扩孔时相同：，手动进给。 同理，根据以上相同的计算过程可得出其它工序的机动时间为： 工序3：粗铣孔的内侧面 工序4：粗铣孔的外侧面 工序5：钻、扩、铰孔，倒角 1）钻孔 2）扩孔 3）铰孔 工序6：钻、扩孔 1）钻孔 2）扩孔 工序7：粗铣宽度为4的开口槽 第5章 专用夹具设计 5.1 加工工艺孔夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第Ⅳ道工序——钻孔的钻床夹具。本夹具将用于Z3040摇臂钻床，刀具为高速钢锥柄麻花钻。 5.2 定位方案的分析和定位基准的选择 由零件图可知，两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并应与侧面垂直。为了保证所钻、铰的孔与侧面垂直并保证两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、基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、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为主要定位基面以限制工件的三个自由度，以孔限制工件的两个自由度。 以孔和孔的一个端面为定位基准，采用支承钉为辅助支承，同时为了缩短本工序的辅助时间，应设计一个可以快速更换工件的夹紧装置。 1、切削力和夹紧力的计算 刀具：高速钢锥柄麻花钻, 轴向力：（N） 扭矩： 在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数计算公式： 其中： ——基本安全系数，取1.5； ——加工性质系数，取1.1； ——刀具钝化系数，取1.2。 所以 (N） 2、夹紧力的计算 在此夹具中，只是为了防止工件在加工过程中的振动和转动，因此很小，在此忽略不计。 5.3 定位误差分析 定位尺寸公差的确定。夹具的主要定位元件是一根定位轴，该定位轴的尺寸与公差现定与本零件在工作时与其相配的轴的尺寸与公差相同,取其公差为，即。定位轴与零件的最大间隙为： max=0.05-(-0.033)=0.083mm 而零件要求的最小偏差为： min=0-(-0.01)=0.01 因此最大间隙满足精度要求。 5.4 切削力的计算与夹紧力分析 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。由参考文献[3]得： 钻削力的计算公式： （3-1） 钻削力矩的计算公式： （3-2） 其中：； ； 代入公式（3-1）和（3-2）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧力计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 第6章 UG三维造型 6.1 UG简介 UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。 UG为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用 UG 建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状， 并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。 UG包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 NX 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。 UG 优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。UG允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。 6.2 零件的三维建模 首先分析一下零件的CAD图纸，把零件分为几个简单的几何体的组合，再根据学过的拉伸、旋转、扫掠等建出零件的基本形状，再用倒角、求和、求差等进一步修改，最终得到零件的模型，如图7-1所示。 图7-1 后钢板弹簧吊耳 其次分析夹具的底座和钻模板的CAD图，分析图纸可知这两个零件的三维建模主要用的是拉伸的命令，确定好各个方向上的尺寸，拉伸就可以得到所需零件的模型，如图7-2所示。对于钻模板先建好，其次把钻套的模型也建出来，然后进行简单的组装，就可以得到如图7-3所示的套件。 图7-2 夹具底座 图7-3 钻模板 6.3 整体装配 装配是指在装配过程中建立部件之间的相对关系，由部件和子装配组成。部件间位置关系的确定主要通过通过添加约束实现的。通过接触对齐、距离、固定等约束将各个零件依次装配起来，完成后的装配模型如图7-4所示。 图7-4 装配图 - 23 - 结论 后钢板弹簧吊耳的加工工艺及夹具设计，主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺和夹具进行设计。后钢板弹簧吊耳的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，机械加工余量和切削用量、基本工时的确定，夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合理，夹具的定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的，能保证加工工件的精度。在设计中需要考虑到很多问题，如工艺路线的选择，必须保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时，要合理选择定位基准选择，同时考虑定位以及由定位造成对加工的零件的精度的影响。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。在这个过程中，对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解，增强了对本专业综合知识运用的能力，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。 虽然我很努力去做，但本设计仍存在一些不足： 1、我没有亲自去实践，也没有亲自去看后钢板弹簧吊耳的工作状况、实际加工。所设计的夹具在实际应用中也许存在一些问题。 2、在计算加工余量和基本工作时间中，许多数据都是在理想的条件下得到的，在实际的工作情况下，还应根据具体的情况而定。 3、我所学的知识也是有限的，在整个设计过程中，肯定还存在许多不足，如没有涉及加工过程中的热处理工艺、加工过程中的检测等。 因此在以后的工作中，我会时刻不忘学习，关注先进技术的发展，提高自己的技能，全面发展自己，为祖国机械工业的发展做出更大的贡献。 参考文献 1 赵家齐．机械制造工艺学课程设计指导书．机械工业出版社，1994：14~18 2 徐圣群．简明机械加工工艺手册．上海科学技术出版社，2008：6~10 3 王光斗．机床夹具设计手册．上海科学技术出版社，2000：19~20 4 艾兴．切削手册．机械工业出版社，1994：10~18 5 展迪优．UG NX 7.0快速入门教程．机械工业出版社，2010：21~23 6 鲁昌国．机械制造技术．大连理工大学出版社，2009：7~12 7 麓山．UGNX7中文版零件设计实例精讲．机械工业出版社，2010： 21~23 8 王先奎．机械制造工艺学．机械工业出版社，2010：8~13 9 朱耀祥．现代夹具设计手册．机械工业出版社，2010：19~20 10 曾令宜．AutoCAD 2006工程绘图教程．高等教育出版社，2008：4~7 致谢 感谢我的导师张宝海，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。 感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。在我设计的过程中遇到很多困难，是我的老师、同学一直帮助着我、支持我，让我顺利完成了设计，在这我要谢谢他们。 感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请再次接受我诚挚的谢意！最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！