后钢板弹簧吊耳械制造工艺学任务书

1、机械制造工艺学课程设计说明书设计题目设计“后钢板弹簧吊耳”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为10000件）设i+者:蔡超、吕圣斌指导老师:王大承五邑大学机械制造工艺学教研室2011年3月8日五邑大学机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“后钢板弹簧吊耳”零件的机械加工工艺 规程及工艺装备（年产量为100000件）张张张张张份内容：1、零件图12、毛坯图13、机械加工工艺过程综合卡14、机械结构装配图15、结构设计零件图16、课程设计说明书1班级:AP08081班学生:蔡超、吕圣斌指导老师:王大承教研室主任设计任务书序言4一.零件的分析二.工艺规程设计（-）确定毛坯的制造形式4（二）基面

2、的选择5（三）制订工艺路线5（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定一一7（五）确定切削用量及基本工时8三.夹具设计（一）问题的提出13（二）卡具设计13四.参考文献14序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术 基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前 对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际 的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次的课程设计对自己未来将从事 的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能 力，为今后参加祖国的四化建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计

3、尚有许多不足之处，恳请各位老师给与指教。一、零件分析（一）、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。（二）、零件的工艺分析：后钢板弹簧吊耳共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分析如下：以660mm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：e60mm两外圆端而 的铳削，加工037。的孔，其中660mm两外圆端面表面粗糙度要求为R

4、a6.3um, 037。的孔表面粗糙度要求为Rai. 6um.+OO4S+004S以孔为主要加工表面的加工而。这一组加工表面包括：2个，3°。 的孔，2个小10. 5mm的孔、2个° JU。孔的内外两侧而的铳削，宽度为4mm的开口槽的铳削，2个+0 04540 （）45在同一中心线上数值为GO. 01的同轴度要求。其中2个03°。的孔表面粗糙力任40 tM$度要求为Ral.6um, 2个（M0,5mm的孔表而粗糙度要求为Ral2. 5um, 2个孔的内侧面表面粗糙度要求为Ral2. 5um, 2个"JUo孔的外侧面表而粗糙度要求为Ra30um,宽度为4m

5、m的开口槽的表面粗糙度要求为Ra50um.二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状：该零件是CA6140车床上的拨叉，按照指导老师的要求，年生产纲领10万件，属于大量生产。 零件材料为35钢，考虑到该零件在汽车中的受力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生 产，因此，毛坯可采用模锻成型,毛坯图如下：（二）、基面的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合理，可以使 加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会 造成零件大批报废，使生产无法正常进行.1、粗基准的选择：在零件加工过程的第一道工序，定位基准必然是毛坯表

6、而，即粗基准。选择粗基准时应该从 以下几个方面考虑：选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。 某些表而不需加工，则应选择其中与加工表而有互相位置精度要求的表面为粗基准。选择平整、光滑、有足够大面积的表面为粗基准，以确保安全、可靠、误差小， 粗基准在一般情况下只允许在第一道工序中使用一次，尽量避免重复使用。综合上述，则对本零件，我们以030mm孔一侧端而为粗基准，以消除!，工,三个自由度, 然后加一个辅助支承。2、精基准的选择：根据基准重合和互为基准原则，选用设计基准作为精基准，当设计基准与工序基准不重合时, 应该进行尺寸换算。（三）制定工艺路线制定工艺路

7、线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表 而质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领己经确定为中批量生产的条件下，可以考 虑采用通用机床配以专用夹具并尽量使工序集中来提高生产率°除此以外，还应当考虑经济 效果，以便使生产成本尽量下降, 1、工艺路线方案一：工序I工序II_40.05粗铳大孔037。的两圆端面，以两端而互为粗基准，以及652加工圆外轮廓为 定位基准。选用卧式升降台铳床加专用夹具,C _40.05,+0.051.5x30°的倒角钻、扩、精扩,37。孔，以小52不加工圆外轮廓为基准,对大孔037。进行/ 位045.40.05.40.

8、05工序用铳°3°。二孔内端面，以大孔037。左端面及大孔037。的中心轴为定位 基准.使用立式升降台加专用夹具的铳床工序IV工序V工序VI工序VH工序vidK).O45.+0.0540.05铳°3Q)二孔外端而，以大孔037。左端面及大孔037。的中心轴为定 位基准。40.045 钻、扩、精扩03Qo+0.05.40.015二孔，以大孔037。及°3Q)二孔不加工圆外轮廓为定位基准。使用立式升降台加专用夹具的机床。对030。 外端倒角1x45钻、扩两力10.5的孔.铳"U。二孔开缝, 基准。终检。以大孔037r>30T二孔不加工圆外轮廓

9、为定位2、工艺路线方案二：工序I铳055 二孔内端而，以两内端而互为粗基准, 基准。使用立式升降台加专用夹具的铳床。工序II铳"二孔外端面，以两外端而互为粗基准, 基准。使用立式升降台加专用夹具的铳床，以及小52加工圆外轮廓为定位以及小52加工圆外轮廓为定位工序川工序IV 位基准。工序V钻、扩两小10.5的孔。W.045.40.05.-K).(M5钻、精扩03。0二孔，以大孔037。及°3Q二孔不加工圆外轮廓为定使用立式升降台加专用夹具的机床°对。307%卜端倒角1x45"工序VI 基准锯。30。二孔开缝,40.05.-H).(M5以大孔037。及

10、76;3Qo二孔不加工圆外轮廓为定位工序VII粗铳大孔037。的两圆端面，以两端面互为粗基准，以及"52加工圆外轮廓为 定位基准。选用卧式升降台铳床加专用夹具40.05工序vm钻、扩、精扩,37。孔，以652不加工圆外轮廓为基准,q-KI.O5,q-H).O5勺么也2工序IX磨"J/。孔的两个端而，以"J/。孔定位，并互为基准，保证尺寸/°。6 采用磨床及专用夹具 工序x对大孔037。进行l5x3°的倒角 工序XI终检3、工艺方案的比较与分析：上述两工艺方案的特点在于：方案一是先加工“60nmi两外圆端而，然后在以此为基而加工 q , +0.0

11、5凌门+0.045.公门+0.04505/。孔，在加工610.5孔，孔，最后加工°JU。孔的内外侧端而以及宽 度为4mm的开口槽铳。方案二则相反，先加工孔的内外侧端而，然后以此为基而加工中10.5孔，和40.045,+0.05°30。 孔以及宽度为4mm的开口槽，最后加工小60mm两外圆端而，°37。通过以上的两工艺路线的优、缺点分析比较可见，先加工少60nlm两外圆端面，在后续加工4 2八位04 过程中位置度较易保证，并且定位及装夹都较方便，但方案一中先加工巾10. 5孔，° JU。孔，再加工,30。 孔的内外侧而，不符合先而后孔的加工原则，加工余量更

12、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。 因此，整合两种方案，我们最终确定加工工艺路线如下：_44）.05工序I粗铳大孔037。的两圆端面，以两端面互为粗基准，以及e52加工圆外轮廓为定位基准。选用卧式升降台铳床加专用夹具工序II钻、扩、 精扩037。 孔，以e52不加工圆外轮廓为基准，对大孔037。进行 15x30的倒角的中心轴工序in半精铳030。二孔内端而，以大孔037。左端面及大孔037。 为定位基准。使用立式升降台加专用夹具的铳床。工序N 位基准。铳。30o二孔外端而,&,+0.05. q-40.05工序V钻、精扩03

13、76;。二孔,位基准。使用Z35钻床加专用夹具,以大孔037o及。30o二孔不加工圆外轮廓为定+0.0451. -o对外端倒角1x4"工序VI钻两小10.5的孔。工序VD基准工序VDI铳 03°。二孔开缝,以大孔”7产及°30产二孔不加工圆外轮廓为定位终检以大孔"J /。左端面及大孔"J九的中心轴为定以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”（四）、确定机械加工余量、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，毛坯重量约为2.6Kg,生产 类型为中批生产，采用锻造模锻毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的

14、饿机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、铳大孔娟7/8的两端面考虑其加工表面粗糙度要求为R46.3?，可以先粗铳，再精铳，参照工艺手册，取加 +1.2工精度F2 ,由锻件复杂系数为S3,锻件重2. 6KG,确定锻件偏差为动、mm。两孔外侧单边加 工余量为Z=2mm<,粗铳 精铳2Z=4. 0mm2Z=1. 0mm2、加工其表面粗糙度要求较高为，由锻件复杂系数为S1,锻件材质系数取Ml根据工艺手册表9-21,确定工序尺寸及余量为：钻孔：620mm钻扩：扩孔：忙67mm2Z=1. lmm校孔：037052Z=0.2"3、铳030?g'孔的内侧面考虑其表而粗糙度要求为R”

15、2.5?，只要求粗加工，根据机械加工工艺手册表2. 3-5, 取2Z=3"已能满足要求。4、铳姆°?"'孔的外侧面考虑其表而粗糙度要求为&50刖,只要求粗加工，取加工精度F2,锻件材质系数取Ml,复 +1.1杂系数为S3,确定锻件偏差为45mm。根据工艺手册表2,3-5,取2Z=3已能满足要 求©iQ z+0.（M55、力口工 °30。?孔其表而粗糙度要求较高为工？，毛坯为实心，参照机械加工工艺手册，确定工序 尺寸为Z=2. 0mm,由锻件复杂系数为S1,锻件材质系数取Ml,毛坯尺寸根据机械加工工艺 手册加工余量分别为：钻孔：0

16、28nlm较孑L： 030mm2Z=2mm6、加工加°5?孔其表而粗糙度要求较高为2.5?，毛坯为实心，不出孔，为自由工差。根据工艺手 册加工余量分别为：钻孔：010. 5mm2Z=10. 5mm7、铳宽度为4"的开口槽考虑其表面粗糙度要求为凡'50/，只要求粗加工，根据工艺手册表2.348,取 2Z=2加已能满足要求。由于本设计规定的零件为大批生产，可采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时, 可按调整法加工方式予以确定。（五）、确定切削用量及基本工时工序L铳削60mm端面。1、加工条件工件材料：35刚正火，模锻。加工要求：粗铳60mm端而，粗糙度艮=6.3

17、即1.机床：X51立式铳床。刀具：硬质合金端铳刀YG6,铳刀直径d。=80mm,齿数z=102、计算切削用量粗铳60nlm端而1）毛坯的长度方向的单边加工余量为2mm,因为7。的拔模斜度，毛坯的长度方向单边 最大加工余量2皿=7mm,为了满足尺寸精度，先分别铳去两个端而5mm的加工余量，后再铳-0.2一次，以保证76fsmm,即共加工三次。长度加工公差为IT12级。2)、每齿进给量fz,根据切削用量简明手册(第三版)(以下简称简明手册)表3.5, 机床功率为 510kw 时,fz=O. 14"0. 24mm./z,现取 fz=O. 14mm/z,>3)、计算铳削速度：根据简明手

18、册表3. 16当d0=80mm, z=10,铳削深度ap<7. 5mm 时，可选 vt=87m/mint nt=345r/min, vn=386mm/min各修正系数为：匕=kuFkf=L 26ksv-kan-kav- 1故vc=Vtkv=87X 1. 26Xlm/min=109. 6m/minn=ntka=345 X 1. 26 X lr/min=435r/minVf=v-kvt=386X 1. 26 X l=486mm/min根据X51铳床说明，选择nc=38 Or/m i nvfc=4 8 Omm/m i n因此实际切削速度和每齿进给量为vc= n donc/1000=3.14X8

19、0X 380m/min=95m/minfzVrc/ricZSO/ (380X 10)mm/z=0. 13mm/z4)、检验机床功率根据简明手册表3.24当每齿进给量f*O.l3mm/z,每分进给量为480mm/min,铳 削深度为5mm时，功率为3.8kw,而机床X51的功率是4.5kw,所以机床可以正常工作。5)、铳削工时铳削长度l=60mm刀具切入长度1k30mm刀具切出长度l：=3mm走刀次数：1,故t= (l+li+12)/vfc= (60+30+3)/480min=0. 2min以上是铳一个端而的机动时间，故本工序的机动工时为ti=3t=3X0. 2min=0. 6mintO.05工

20、序II：钻、扩、较37。 皿孔，倒角1.5X30°机床：立式钻床Z550刀具：麻花钻、扩孔钻、较刀1、钻中20nlm孔进给量:f=0.390.43mm/r (见简化手册表2.7)由工艺手册表4.2-16的机床说明,取f=0.4mm/r根据简明手册表2.19,可查出这时的轴向力为6500N,而机床允许的最大轴向力是24525N, 故 f=0. 4nm/r 可用。切削速度：v=17m/min (见简明手册表削13和表2.14,按5类加工性考虑)则主轴转速：n=(1000v)/(n d0)=270r/min根据Z550说明书，选择n=250r/min检验机床功率根据简明手册表2.22,当n

21、=250r/min, v=17m/min, f=0.4mm/r时，所需功率为L 3kw, 而机床功率为7kw,故机床可正常工作。计算工时t=L/(nf)(其中L=l+y+A, 1=76皿,根据简明手册表2.29 y+A=10mm)故t=(76+10)/(250X0. 4)min=0. 86min2、钻孔35mm根据有关资料介绍，扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之间的关系为:f=(l.2l.8)f 钻£ 1v二(2 3)v 钻而f钻二0.60”0.70mm/r (见简明手册表2.7)现取f钻二0.6mm. rv钻二14m/min (见简明手册表2.13

22、)令f=L 5f钻=0.9mm/r,根据机床说明,恰有f=0. 9mm/r可选v=0. 4v 钻二5. 6m/min所以，主轴转速为：n=(1000v)/( n dO) = ( 1000X5. 6)/(冗 X35)r/min=51r/min 按机床说明选：n=47r/min所以实际切削速度为：v=( n X 35 X 47) /1000m/min=5. 2m/min计算工时：t=L/(nf)(其中L=l+ y+A, l=76mm,根据简明手册表2.29 所以t= (76+15)/(47X0. 9)min=2.15min3、扩中3675mm孔1)进给量根据简明手册表2 10,进给量为：f=0.

23、9、L lmm/r,又根据机床说明,选f=0. 9mm/r2)切削速度根据有关资料，确定为v=0. 4v 砧其中v钻二(见简明手册表2.13),故v=0. 4v 彷=0. 4X 12m/'min=4. 8m/min所以主轴转速为n= (1000X4. 8)/( n X36. 75)r/min=42r/min按机床说明，取n=47r/min所以实际切削速度为v=( n X36. 75 X 47) /1000m/min=5. 4m/min3)计算工时刀具切入长度ll=3mm,切出长度12二L 5mm所以t= (76+3+1. 5)/(47X0. 9)min=l. 9min40.054校中3

24、7。 mm孔1)进给量根据简明手册表2.11为f=l. 32. 8mm/r又根据机床说明，确定为f=l. 8mm/r2)切削速度根据简明手册表2.24v=57m/min,现取v=6m/min则主轴转速为n= (1000 Xv)/(nd0) = (1000 X6)/(3. 14 X 3)r/min=52r/min由机床说明，确定为n=47r/min所以实际切削速度为v=(n X37X47)/1000=5. 5m/min4)计算工时t=L/(nf)(其中L=l+ y+A, l=76mm,根据简明手册表2.29 y+A=15mm) 所以t=(76+15)/(47X 1. 8)min=l. 08min

25、5)倒角 1.5X30°使用150°锐钻，钻速n=185r/min,手动进给。工序m：粗铳的二孔内端面1)、加工条件：工件材料，35钢正火，模锻有外皮。工件尺寸：加工约为R24圆大小的平面，加工余量约为3mm.刀具：标准直柄立铳刀，Z=6,用乳化液作为切削液。机床：X52K立式铳床2)、计算切削用量己知毛坯长度方向加工余量为3mm,考虑5的模锻拔模斜度，则毛坯长度方向的加工余量为 Z=3. 5mm>故分二次加工,ap=2mm计。进给量f,根据£切削用量简明手册表3.4,当刀杆18mm X 25mm, aW3mm,工件直径为 24mm 时，f=0. 080.

26、05mm/r,取 f=0. 08mmzr计算切削速度，根据切削用量简明手册表3.27,切削速度的公式为(取寿命T=60min” Vc-CvdoQvkv/ T&eUrZ，由于毛坯为锻件,所以修正系数为 kv=0. 8, cv=2L 5, qv=0. 45> xv=0. L yv=0. 5» uv=0. 5, p=0. 1, m=0. 33,所以 vc= 21. 5X18X0. 45X0. 8 / 600. 33X2X0. 08X24X0. 5X0, 1X0. 5X60. 1=30 m/min取v=30, d=18代入以下公式得机床主轴转速 n： n=1000r/jrdo=

27、1000X30 / 3. 14X18=530r,/min根据机械制造工艺简介手册表4.236,取"600r/min实际切削速度 v'： v' = don/1000=3.14X18X600/1000=33.9m/min工作台每分进给量fm：f户f：“二008X6X600=288mm/min被切削层长度：l=24mm刀具切入长度：11=9mm刀具切出长度：12=2mm本工序要走刀两次，所以机动时间：tF(l+li+l：)X2/fB= (24+9+2)X2/288=0. 24min本工序加工两个端面，故加工工时为：t=2t：=0. 48min工序W：以互为基准的方式加工63

28、0孔的两个外端面由于两外端而的特征性质和上一工序内端而的性质基本一致，故切削用量和加工工时 是一样的。取， 切削深度a尸2mm,进给量f=0. 08mm/z(2)切削速度：v=33. 9m/min(3)机动时间：0. 48min工序V：钻、扩内喈二孔钻孔中25mm，机床Z35钻床确定进给量&根据切削用量简明手册表2.7,当钢的oK800mpa, d户中251nm时， f=0. 39、0.47mm/入由于本零件在加工中25mm孔时属于低刚度零件，进给量应乘以系数0.75, 则F= (0. 390. 47) X0. 75=0. 290. 35 (mm/r)根据X52K立式铳床说明书，取f=

29、0. 35mm/ro切削速度：根据切削用量简明手册表2.13及2. 14,查得切削速度v=22m/min。所以：nk 1000X22 / TlX25=280r/min,根据机械制造工艺手册表4.212,机床最接近的转速为265r/min,则实际切削速度为：v= dwnw/1000=20. 8m/min切削工时： l=22mm, 1 k 10mm, 1； 3mm则机动加工工时为t广(1+L+1D /fn=0. 32min由于零件有两个孔，而且中间有较大一段空行程，取空行程用的时间为手动加速，t-0. 5min本工步总时间是：t=2t：+t：=l. 14, min扩钻29nlm孔利用中29mm的钻

30、头对中25mm的孔进行扩钻。根据有关规定，扩钻的切削用量可以根据钻孔 的切削用量选取F二(L2/.8) f %= (1.2"1. 8) X0. 35=0. 42"0. 63mm/r取 f=0. 63mm/rV= (l/2l/3) X24. 7=12. 358. Im/min则机床的主轴转速：n=1000v/ X29=13588. 9r/min根据机械制造工艺手册表4.212,在这区域的机床转速为n=132r/min,则实际切削速度为：v= d.n/1000=12m/mi n加工工时：被切削长度:1=22, 11=10, 12=3ti= (l+L+L) /fn=0. 42mi

31、n本工步加工工时：t二2七+七二0.84+0. 5=1. 34min精扩孔030:65是满足尺寸精度要求有：f= (0. 9"1.2) X0. 7=0. 63"0. 84mm/r,取 f=0. 72mm/r切削速度：n=68r/min, 则 v=8. 26m/min加工工时：l=22mm, lx=10mm, l:=3mmt,=(22+10+3)/fn=0. 71min本工步的总工时为：t=2t1+tc=l. 42+0. 5=1. 92min4、倒角1X45°双而采用90°惚钻c£缩短辅4时间，取倒角是的主轴转速与扩孔时相同：n=68r/min手

32、动进给。工序VI钻二孔10.5,采用Z35钻床为提高生产效率，采用中10.5的钻头一次加工完成。进给量：由切削用单简明手册.表2.7得，在直径为10.5的进给量为f=0. 25、0. 31 mm/r取f=0.31mm/r,由切削手册表2. 13查得，切削速度为：v=17m/min机床主轴转速：n=1000v/ d=515. 4r/min由机械制造工艺手册表4.212有，最接近的转速为"530r/min则，实际切削速度为:v=17. 5m/min再由其中的表 6. 25 有，l=24mm, li=5mm, l：=3mm,则加工工时：t1=(l+l1+l2)/nf=0. 19min本工序

33、有两个孔要加工，所以有： t=2tx=0. 38min工序VII铳双耳开缝为了简化整个零件的加工设备，本工序选用和上面工序相同的机床，X52k铳床刀具：60的锯片铳刀，细齿，z=48,厚度l=4mm进给量：由切削用量简明手册表手4查得,当直径为60mm时，进给量f=0.02“0.01mm/z取 f=0. 02mm/z.切削速度：参照机械制造工艺手册取 v=235m/min则机床主轴转速：n=1000X235/(3. 14X 60)=1247r/min由切削用量简明手册有，最近为n=1180r/min,则实际切削速度为：v= x60X1180/1000=222m/min机动工时, li=3mm

34、, l：=2mmtl=(l+li+l:)/nf=O. 8min本工序总加工时间：t=2ti=l. 6min三、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I道工序一一铳削60mm端而。本夹具将用于X51立式 铳床，刀具为硬质合金端铳刀YG6(一)提出问题本夹具用来铳削60mm端而加工本道工序时，该平面表面粗糙度没有过高的精度要求，但2 而距离有较高的尺寸精度。因此，在本道工序加工时，主要考虑如何保证两平面的定位，如 何降低劳动强度、提高劳动生产率.(二)夹具设计1、定位基准的饿选择由零件图可知，以052mm的外圆柱和037mm孔的一个端面为定位基准，采用V形块来做定位, 平面支架辅助支承，同时为了缩短本工序