吊耳加工工艺设计及专用夹具设计

1、后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计 摘要i摘摘 要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。

2、整个加工过程均选用组合机床。关键词关键词 后钢板弹簧吊耳，加工工艺，专用夹具 abstractiiabstractthe design of the plate after spring lug parts of the processing order of the processes and some special fixture design. spring plate after hanging parts of the main plane of the surface and pore. by the principle known processing , the plane

3、guarantee precision machining holes than guarantee the machining precision easy. so the design follows the surface after the first hole principle. plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. after selecting base plate sprin

4、g lug large cylindrical face as a rough benchmark, after the leaf spring lug large cylindrical end with two holes as a precision technology benchmarks. main processes arrangements after the first spring plate lug large cylindrical face each other benchmarks machined face, end position to further pro

5、cessing out of holes. in addition to the follow-up processes are individual processes with end-positioning technology and other processing kong and plane. the entire process of processing machine combinations were selected. key words the empress steel plate spring coil mourns the ear,process the cra

6、ft,appropriation tongs 目 录1目目 录录摘摘 要要.abstract.ii目录目录.11 绪绪 论论.12 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计.32.1 零件的分析零件的分析.32.1.1 零件的作用 .31.1.2 零件的工艺分析 .32.2 工艺过程设计所应采取的相应措施工艺过程设计所应采取的相应措施.42.32.3 后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择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 .42.3.3 精基准的选择 .52.4 工艺路线的制定工艺路线的制定 .52.4.1 工艺方案

7、一 .52.4.2 工艺方案二 .52.4.3 工艺方案的比较与分析 .62.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.62.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）确定切削用量及基本工时（机动时间）.72.7 时间定额计算及生产安排时间定额计算及生产安排.162.8 本章小结本章小结 .183 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计.193.1 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计.193.2 定位方案的分析和定位基准的选择定位方案的分析和定位基准的选择.193.3 定位误差分析定位误差分析.

8、193.4 铣削力与夹紧力计算铣削力与夹紧力计算.203.5 定向键与对刀装置设计定向键与对刀装置设计.21 目 录23.6 夹紧装置及夹具体设计夹紧装置及夹具体设计.233.7 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明.243.8 本章小结本章小结.244 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计 .2530mm4.1 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计.2530mm4.2 定位方案的分析和定位基准的选择定位方案的分析和定位基准的选择.254.4 切削力的计算与夹紧力分析切削力的计算与夹紧力分析.264.5 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.264.6 夹具

9、精度分析夹具精度分析.284.7 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明.284.8 本章小结本章小结.295 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计.3010.5mm5.1 加工加工10.5mm工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计.305.2 定位方案的分析和定位基准的选择定位方案的分析和定位基准的选择.305.3 定位元件的设计定位元件的设计.305.4 定位误差分析定位误差分析.325.5 切削力的计算与夹紧力分析切削力的计算与夹紧力分析.325.6 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.325.7 夹具精度分析夹具精度分析.345.8 夹具设计及操作的简要说明夹

10、具设计及操作的简要说明.345.9 本章小结本章小结.35结结 论论.36参参 考考 文文 献献.37致致 谢谢.38 1 绪 论11 绪绪 论论机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，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。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

11、，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。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。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，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，夹具成为人与机床之间的桥梁，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，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系

12、，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工精度。我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下：清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。端面和定位外圆分为两体时无此问题,。夹具要不要清根，应根据工件的结构而定。如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角,则必须清根,如果零件定位孔孔口倒角

13、较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角 r。端面与外圆定位时，与上述相同。让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加工的夹具时，会存在让刀问题。设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小，留出超过刀具半径的尺寸位置即可。更换问题在设计加工结构相同或相似，尺寸不同的系列产品零件夹具时，为了降低生产成本,提高夹具的利用 1 绪 论2率，往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。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

14、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还处于落后阶段。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。 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计32 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 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

15、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60mm括：。两外圆端面的铣削，加工的孔，其中两外圆端60mm0.03037mm60mm面表面粗糙度要求为，的孔表面粗糙度要求为6.3ram0.03037mm1.6ram 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计4（2）以孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：20.043

16、030mm个的孔，2 个的孔、2 个孔的内外两侧面的铣削，0.043030mm10.5mm0.043030mm宽度为 4的开口槽的铣削，2 个在同一中心线上数值为的mm0.043030mm0.01同轴度要求。其中 2 个的孔表面粗糙度要求为，2 个0.043030mm1.6ram的孔表面粗糙度要求为，2 个孔的内侧面表面粗10.5mm12.5ram0.043030mm糙度要求为，2 个孔的外侧面表面粗糙度要求为，12.5ram0.043030mm50ram宽度为 4的开口槽的表面粗糙度要求为。mm50ram2.2 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。

17、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。其次，先加工平面可以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

18、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零件材料为 q235。由于生量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这对提高生产效率，保证加工质量也是有利的。2.3.2 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

19、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 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计5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

20、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与平面。2.3.3 精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算。2.4 工艺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 工艺方案一表 2.1 工艺方案一表工序1：铣两外圆端面60mm工序2：钻，扩，铰孔，倒角0.03037mm1.5 30工序3：钻，扩孔10.5mm工

21、序4：钻，扩，铰孔，倒角0.043030mm1 45工序5：铣孔的内侧面0.043030mm工序铣孔的外侧面0.043030mm 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计66：工序7：铣宽度为 4的开口槽mm工序8：终检2.4.2 工艺方案二表 2.2 工艺方案二表 工序1：铣孔的内侧面0.043030mm工序2：铣孔的外侧面0.043030mm工序3：钻，扩孔10.5mm工序4：钻，扩，铰孔，倒角0.043030mm1 45工序5：铣宽度为 4的开口槽mm工序6：铣两外圆端面60mm工序7：钻，扩，铰孔，倒角0.03037mm1.5 30工序8：终检2.4.3 工艺方案的比较与分析上述两个工艺

22、方案的特点在于：方案一是先加工两外圆端面，然后60mm再以此为基面加工孔，再加工孔，孔，最后加工0.03037mm10.5mm0.043030mm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0.043030mmmm工孔的内外侧面，再以此为基面加工孔，孔，宽0.043030mm10.5mm0.043030mm度为 4的开口槽，最后加工两外圆端面，孔，mm60mm0.03037mm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60mm及装夹都较方便，但方案一中先加工孔，孔，再加工10.5mm0.043030mm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0.

23、043030mm 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计7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mm后一个工序加工。所以合理具体加工艺如下：表 2.3 工艺方案表工序1：铣两外圆端面60mm工序2：钻，扩，铰孔，倒角0.03037mm1.5 30工序3：铣孔的内侧面0.043030mm工序4：铣孔的外侧面0.043030mm工序5：钻，扩，铰孔，倒角0.043030mm1 45工序6：钻，扩孔10.5mm工序7：铣宽度为 4的开口槽mm工序8：终检2.5 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 q235，硬度 hbs 为 149187，

24、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60mm两外圆端面考虑其加工表面粗糙度要求为，可以先粗铣，再精铣，根据机6.3ram械加工工艺手册表 2.3-5，取 2z=5已能满足要求mm( 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计8图 3.4 对刀块图塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计9标记四周倒圆图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸 h允差 dc3-0.0060.253.6 夹紧装置及夹具体设计为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。因此夹

25、紧装置采用气缸夹紧装置。工件在夹具上安装好后，气缸活塞带动压块从上往下移动夹紧工件。根据所需要的夹紧力，来计算气缸缸筒内径。20960fn0d气缸活塞杆推力 式（3-2）pdq420其中：p压缩空气单位压力 （取 p=6 公斤力/）2厘米 效率 （取）.90 代入公式（3-2）得2096qf公斤力22044 2096494.43.14 6 0.9qdp 厘米 厘米0d22.23 取025d 厘米=250mm因此气缸选用 dqg 型气缸，其结构如下图所示： 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计10图 3.6 dqg 型气缸图其主要结构参数如下表：表 3.3 dqg 型气缸数据表缸径bdlbmk

26、h8040256050117104ptg1d2dhfekk98771117.52119.5g3/8m16 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图 1 所示。3.7 夹具设计及操作的简要说明本夹具用于后钢板弹簧吊耳内侧端面的粗铣。件以孔及端面和叉杆37mm面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧孔两端面，再用汽缸通过铰链杠杆机构带动浮动压37mm块在工件叉杆处夹紧。其夹紧采用的是气动夹紧，夹紧简单、快速、可靠。有利于提高生产率。工件在夹具体上安装好后，浮动

27、压块在气缸活塞的推动下向下移动夹紧工件。当工件加工完成后，压块随即在气缸活塞的作用下松开工件，即可取下工件。 3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计113.8 本章小结在本章中，夹具主要用来粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面。首先应明确本夹具中的夹紧定位机构，在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时，外圆端面已经精铣，工艺孔已经加工出。工件以孔及端60mm37mm37mm面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧孔两端面，再用汽缸通过铰链杠杆机构带动37mm浮动压块在工件叉杆处夹紧。然后按照有关公式进行铣削力和夹紧的计算，然后对铣床夹具必不可少的定

28、向键和对刀装置进行设计，为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。因此夹紧装置采用气缸夹紧装置，所以还要对汽缸进行设计。夹具是制造系统的重要组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。所以对夹具设计也是非常重要的。 4 加工工艺孔夹具设计30mm124 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计30mm4.1 加工工艺孔夹具设计30mm本夹具主要用来钻、扩、铰两个工艺孔。这两个工艺孔均有尺寸精30mm度要求为，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与端面垂直。并0.043mm1.6 m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。10.

29、5mm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。4.2 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24rmm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10.5mm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和与之配合的心轴为主要60mm37m

30、m定位基准限制工件的五个自由度，用一个定位销限制工件的另一个自由度。采用螺母夹紧。图 4.1 定位分析图4.3 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 4 加工工艺孔夹具设计30mm13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一倍。见下图。0.031 0.021 0.0120.064yxyydttd 式中 定位副间的最小配合间隙（mm） ； 工件圆孔直径公差（mm） ； dt 心轴外圆直径公差（mm） 。td图 4.2 心轴垂直放置时定位分析图

31、4.4 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。由切削手册得：钻削力 式（4-1）6 . 08 . 026hbdff 钻削力矩 式（4-2）6 . 08 . 09 . 110hbfdt 式中： 30dmmmaxmaxmin11187187 14917433hbhbhbhb 代入公式（4-1）和（4-2）得10.32fmm r0.80.626 30 0.321746896fn 1.90.80.610 300.3217456320tn mm本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大

32、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。4.5 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔分钻、扩、铰三个工步完成加工。即先用的麻花钻钻孔，根0.043030mm28mm据 gb114184 的规定钻头上偏差为零，钻套孔径为。再用0.0340.01628mm 4 加工工艺孔夹具设计30mm14标准扩孔钻扩孔，根据 gb114184 的规定扩孔钻的尺寸为29.8mm29.8mm，钻套尺寸为。最后用的标准铰刀铰孔，根00.02729.8mm0.0340.0162

33、9.8mm30mm据 gb114184 的规定标准铰刀尺寸为故钻套孔径尺寸为。0.0150.00830mm0.0390.02130mm图 4.3 快换钻套图铰工艺孔钻套结构参数如下表：表 4.1 铰工艺孔钻套数据表ddh公称尺寸允差1d2dh1hm1mr303040-0.010-0.0275946165.527283665衬套选用固定衬套其结构如图所示：图 4.4 固定衬套图 4 加工工艺孔夹具设计30mm15其结构参数如下表：表 4.2 固定衬套数据表dd公称尺寸允差h公称尺寸允差c 1c40+0.02304246+0.035+0.01832夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联

34、成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图 2 所示。4.6 夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。本道工序加工中主要保证两工艺孔尺寸及同轴度公差0.04330mm及表面粗糙度。本道工序最后采用精铰加工，选用 gb1141840.01mm1.6 m铰刀，直径为，并采用钻套，铰刀导套孔径为，外0.0150.00830mm0.0390.02130dmm径为同轴度公差为。固定衬套采

35、用孔径为，0.0230.01240dmmmm005. 00.0340.01640mm同轴度公差为。mm005. 0该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1） 、各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为的理想圆柱面300.0129.99mm的控制。 （2） 、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。 （3） 、30mm当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时30mm可将偏离量补偿给位置度公差。 （4） 、如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺寸的偏离量为，30.043mm30mm0.043mm此时轴线的位置度误差可达到其最大

36、值。0.010.0430.053mm工艺孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。0.04330mm0.0150.00830mm工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。1.6 m 4 加工工艺孔夹具设计30mm164.7 夹具设计及操作的简要说明由零件图可知，两工艺孔位于零件孔内外侧面上，其有尺寸精度要24rmm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10.5mm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

37、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60mm自由度，以孔限制工件的两个自由度，用一个挡块定位限制工件的另一37mm个自由度。4.8 本章小结在本章中，夹具主要用来加工后钢板弹簧吊耳工艺孔。首先应明确30mm本夹具中的夹紧定位机构，在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时，外圆端面已经精铣，工艺孔已经加工出。本工艺孔的定位基准60mm37mm应选择外圆端面和与之配合的心轴为主要定位基准限制工件的60mm37mm五个自由度，用一个定位销限制工件的另一个自由度。采用螺母夹紧。然后按照有关公式进行切削力和夹紧力的计算，然后对钻床夹具必不可少的钻套和衬套进行设计，还应对夹具精

38、度进行分析。夹具是制造系统的重要组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。所以对夹具设计也是非常重要的。 5 加工工艺孔夹具设计10.5mm175 加工加工工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计10.5mm5.1 加工工艺孔夹具设计10.5mm本夹具主要用来钻、扩、两个工艺孔。这两个工艺孔均有表面粗10.5mm糙度要求，表面粗糙度为，与圆垂直。本到工序为后钢板弹簧12.5 m24rmm吊耳加工的第六道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。5.2 定位方案的分析和定位基准的选择由零件图可知，

39、两工艺孔位于零件孔上，其有尺寸精度要求和表面24rmm粗糙度要求并应与端面垂直。为了保证所钻、扩的孔与侧面垂直，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钻扩铰工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工30mm工艺孔的定位基准应选择孔端面为主要定位基面以限制工件的三个自由37mm度，以孔配和的圆柱销限制工件的两个自由度，以孔配和的削37mm30mm边销限制工件的一个自由度，既采用一面两销定位。再用一个螺旋夹紧机构从孔的另一端面进行夹紧。37mm图 5.1 定位分析图5.3 定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两孔定位，所以相应的夹具上的定位

40、元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计。 5 加工工艺孔夹具设计10.5mm18由加工工艺孔工序简图可知两工艺孔中心距。gl110glmm由于两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差为mmlg03. 01 . 031所以两工艺孔的中心距为 ，而两工艺孔尺寸为，1100.03mm0.04330mm。0.0337mm根据机床夹具设计手册削边销与圆柱销的设计计算过程如下：定位销中心距基准孔中心距图 5.2 两销分析图（1） 、确定两定位销中心距尺寸及其偏差xllx =xlgl110mm lxmmlg01. 003. 031)3151(（2） 、确定圆柱销直径及其公差1

41、d1d （基准孔最小直径）1137ddmm1d 取 f61d 所以圆柱销尺寸为 0.0160.03437mm（3） 、削边销的宽度 b 和 b （由机床夹具设计手册 ） mmb415213bmm（4） 、削边销与基准孔的最小配合间隙2 式（5-1）212)2(2dblglx其中： 基准孔最小直径 圆柱销与基准孔的配合间隙2d1代入数据由公式（5-1）得mm018. 012)2027. 003. 001. 0(422（5） 、削边销直径及其公差2d 5 加工工艺孔夹具设计10.5mm19 222150.01814.982ddmm 按定位销一般经济制造精度，其直径公差带为，则削边销的定位6h圆柱部

42、分定位直径尺寸为 。00.00914.982mm（6） 、补偿值 mmlxlg032. 0008. 001. 003. 021min15.4 定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为：（1） 、移动时基准位移误差yj yjmin111xdd =0.0160.0270.009 =mm052. 0 (2)、转角误差 lxddxddtg2min222min111其中：)2(2min1min2xxlglx 000288. 055.2792064. 0027. 0009. 0016. 0027. 0018. 0tg0165. 05.5 切削力的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成

43、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（5-2）6 . 08 . 026hbdff 钻削力矩 式（5-3）6 . 08 . 09 . 110hbfdt 式中： 10.5dmmmaxmaxmin11187187 14917433hbhbhbhb 代入公式（5-2）和（5-3）得10.20fmm r0.80.626 10.5 0.201741664fn 1.90.80.610 10.50.2017446379tn mm本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适

44、当即能满足加工要求。 5 加工工艺孔夹具设计10.5mm205.6 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需钻、扩、两次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔分钻、扩、两个工步完成加工。即先用的麻花钻钻孔，根据10.5mm9mmgb114184 的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为。再用0.0340.0169mm标准扩孔钻扩孔，根据的规定扩孔钻的尺寸为，10.5mm10.5mm00.02710.5mm钻套尺寸为。0.0340.01610.5mm图 5.3 快换钻套图扩工艺孔钻套结构参数如下表：表 5.1 扩工艺孔钻套数据表ddh

45、公称尺寸允差1d2dh1hm1mr10.51616-0.006-0.01826221241011.520.555 衬套选用固定衬套其结构如图所示： 5 加工工艺孔夹具设计10.5mm21图 5.4 固定衬套图其结构参数如下表：表 5.2 固定衬套数据表dd公称尺寸允差h公称尺寸允差c 1c16+0.01901622+0.039+0.02510.6夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图 2 所示。5.7 夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互

46、联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。本道工序加工中主要保证两工艺孔尺寸及与孔距离要10.5mm0.043030mm求为粗糙度表面粗糙度。 。固定衬套采用孔径为，0.40.138.2mm12.5 m0.0340.01618mm同轴度公差为。mm005. 0该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1） 、各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为的理想10.538.638.110mm圆柱面的控制。 （2） 、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。10mm（3） 、当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时可将偏离量补偿给位置度公差。 （4） 、如各孔的实际轮廓处于最小实30mm体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺寸的偏离量为10.9mm10mm，此时轴线的位置度误差可达到其最大值。0.9mm0.9mm 5 加工工艺孔夹具设计10.5mm22工艺孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。工艺孔的10.5 mm00.02710.5mm表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、扩、满足。12.5 m5.8 夹具设计及操作的简要说明由零件图可知，两工艺孔位于零件孔上，其有尺寸精度要求和表面24rmm粗糙度要求并应与端面垂直。为了保证所钻、扩的孔与侧面垂直，根据基准重合