機械制造技術課程設計-前鋼板彈簧吊耳加工工藝及銑寬3槽夾具設計

目錄TOC\o"1-3"\h\u目錄 摘要前鋼板彈簧吊耳零件的工藝分析、夾具設計是這次課程設計的重點，也是難點，前鋼板彈簧吊耳零件的工藝分析運用到工程材料、粗精基準、刀具和機床型號等，前鋼板彈簧吊耳零件的夾具設計運用到六點定位原理、常用定位元件、夾緊裝置、常用夾緊機構(gòu)、對刀及引導裝置和夾具體等。通過這次前鋼板彈簧吊耳的課程設計，不但使我對這幾年所學進行了一次復習、鞏固，更是通過查閱相關資料，豐富了所學，對以往的不足進行補充。指導老師分配我的課題是前鋼板彈簧吊耳零件機械加工工藝分析與銑夾具的設計（即前鋼板彈簧吊耳銑寬3槽的夾具），通過查閱圖書館中的資料及借閱的資料（其中主要參考的資料有《機械制造工藝與夾具課程設計指導》、《典型零件工藝分析與加工》、《機床夾具設計》和專業(yè)方面的教材），確定前鋼板彈簧吊耳毛坯種類、各加工表面毛坯余量、各表面加工的先后順序及各表面的加工方法、刀具型號和量具規(guī)格，夾具的定位元件、夾緊方案和導向機構(gòu)等，最終完成整個設計。關鍵詞：前鋼板彈簧吊耳、夾具設計、夾緊機構(gòu)全套圖紙加V信153893706或扣3346389411abstractTheProcessAnalysisandfixturedesignofthefrontplateSpringLugPartsaretheemphasesanddifficultiesofthiscoursedesign.TheprocessanalysisofthefrontplateSpringLugPartsisappliedtoengineeringmaterials,coarseandfinedatum,cutterandmachinetooltypes,etc.,thefixturedesignofthefrontleafSpringLugPartsisbasedonthesix-pointpositioningprinciple,commonpositioningelements,clampingdevices,commonclampingmechanisms,toolsettingandguidingdevices,andspecificclampingdevices.ThroughthecoursedesignoftheformersteelplateSpringLug,notonlymakemereviewandconsolidatewhatIhavelearnedintheseyears,butalsoenrichwhatIhavelearnedbyconsultingrelevantmaterialsandsupplementthedeficienciesinthepast.TheinstructorassignedmyprojecttotheanalysisofthemachiningprocessofthefrontplatespringlugpartandthedesignoftheMillingFixture(i.e.,theFrontPlateSpringLugMillingfixturewith3slots),byconsultingthematerialsinthelibraryandthematerialsborrowed(amongwhichthemainreferencematerialsaretheguideforthecoursedesignofMechanicalManufacturingTechnologyandfixture,theanalysisandprocessingoftypicalpartstechnology,thedesignofmachinetoolfixture,andtheteachingmaterialsinthefieldofspecialty),determinetheblanktypeofthefrontleafSpringLug,theblankallowanceofeachmachinedsurface,theprocessingsequenceofeachmachinedsurface,theprocessingmethodofeachmachinedsurface,thetooltypeandgaugespecification,finally,thepositioningelement,clampingschemeandguidingmechanismofthefixturearecompleted.Keywords:FrontLeafSpringLug,fixturedesign,clampingmechanism第1章引言1.1工藝規(guī)程前鋼板彈簧吊耳零件工藝過程和加工方法的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。制訂工藝規(guī)程步驟：算出生產(chǎn)綱領，以此確定生產(chǎn)類型。對前鋼板彈簧吊耳零件圖進行審核，了解前鋼板彈簧吊耳裝配圖。前鋼板彈簧吊耳形狀、尺寸、毛坯種類及精度的確定。安排工藝，制訂生產(chǎn)路線。設計前鋼板彈簧吊耳工序。1.2研究方法及技術路線1.去生產(chǎn)線現(xiàn)場調(diào)查研究。2.工藝規(guī)程程序的制訂。3.夾緊機構(gòu)和夾緊方式的確定。4.夾具結(jié)構(gòu)形式的確定。5.夾具總裝配圖的繪制。6.主要尺寸、配合公差和技術要求等。7.填寫裝配明細表及各零件編號。8.拆畫夾具零件圖。1.3課題背景及發(fā)展趨勢前鋼板彈簧吊耳加工過程中，確定前鋼板彈簧吊耳位置，并將前鋼板彈簧吊耳固定的裝置稱為機床夾具。機床的夾具用以確定前鋼板彈簧吊耳的加工精度，生產(chǎn)效率和降低勞動強度。故此夾具在制造業(yè)中地位越來越重要。工藝裝備中一個重要組成部分為機床夾具，機床夾具可以提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品的質(zhì)量。但是我們在設計夾具時，應深入調(diào)查，了解生產(chǎn)過程，這樣才能制訂出合理的夾具。產(chǎn)品CAD圖檔或者文檔——仔細查閱產(chǎn)品圖紙，分析前鋼板彈簧吊耳被加工表面的精度要求、位置度要求等。工藝過程——詳細了解各個工序的加工條件，（例如：加工設備、加工方法及刀具選擇等）。生產(chǎn)綱領——前鋼板彈簧吊耳批量及尺寸大小決定了夾具的樣式。夾具使用和制造狀況等。夾具設計的基本要求：前鋼板彈簧吊耳的定位精度在夾具中要得以保證，主要考慮基準重合（即工序基準與定位基準）。隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，夾具的應用出也會越來越廣。例如，在汽車配件、電子產(chǎn)品、家用家電、電動工具、新型家業(yè)、建筑建材、互聯(lián)網(wǎng)加等產(chǎn)品中，約58%-85%的零部件都要依靠夾具。夾具是現(xiàn)化制造業(yè)特別是工業(yè)4.0現(xiàn)代化的重要組成部分，夾具與中國制造2025的規(guī)劃關聯(lián)程度高，是產(chǎn)品升級換代和技術研發(fā)，時代進步的重要保障之一。據(jù)不完全估計，夾具工業(yè)可帶動其上游的服務業(yè)及下游的制造業(yè)等產(chǎn)業(yè)的比例大約是1:150，即是夾具產(chǎn)品增加1億元，可以帶動制造服務相關產(chǎn)業(yè)150億元，甚至更多。夾具是機械工業(yè)的重要組成部分之一，主要包括鉆夾具、銑夾具、鏜夾具、車夾具、磨夾具等，其中鉆夾具、銑夾具產(chǎn)品占比最大。鉆夾具、銑夾具大部分應用于汽車及配件、電動工具、家電家器、化狀美工，航空航天、農(nóng)業(yè)軍事等行業(yè)的零部件生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，我國鉆夾具、銑夾具行業(yè)在整個夾具產(chǎn)品中的占比約為48%。本夾具設計制作在工業(yè)4.0現(xiàn)代化，中國制造2025，智能制造不斷創(chuàng)新的條件下，力爭為中國的發(fā)展增磚添瓦增添一份微薄之力。本人根據(jù)所測的數(shù)據(jù)用CAD繪制出其造型線條，再導入到PROECORE零件圖中，運用自上而下的設計思路繪制出產(chǎn)品模型，再用CAD軟件繪制模具設計結(jié)構(gòu)簡圖，產(chǎn)品零件圖的繪制。CAD,CAE軟件轉(zhuǎn)換交錯使用，更有助于夾具設計，同時也使產(chǎn)品造型，夾具設計，制造加工更為合理精確，更大大縮短了產(chǎn)品制造更新?lián)Q找的周期，同時節(jié)約了成本。第2章前鋼板彈簧吊耳的工藝分析2.1前鋼板彈簧吊耳的作用電機主軸轉(zhuǎn)動帶動前鋼板彈簧吊耳繞偏心輪軸心線擺動，同時帶動絲杠一起運動，來完成牛頭刨床工作的自給運動。圖2-1前鋼板彈簧吊耳2.2前鋼板彈簧吊耳工藝分析1.前鋼板彈簧吊耳2×Φ40端面，粗糙度Ra6.32.前鋼板彈簧吊耳底面，粗糙度Ra6.33.前鋼板彈簧吊耳2×Φ25H8孔，粗糙度Ra3.24.前鋼板彈簧吊耳2×Φ10.5孔，粗糙度Ra6.35.前鋼板彈簧吊耳寬3槽，粗糙度Ra12.5第3章前鋼板彈簧吊耳的工藝3.1前鋼板彈簧吊耳毛坯前鋼板彈簧吊耳的零件材料KTH350-10，依據(jù)參考文獻1，表1.3-1，P8知，毛坯精度等級CT9，加工余量等級MA-G。3.2前鋼板彈簧吊耳的加工余量由上述資料，再根據(jù)參考文獻1表2.2-4、表1.4-6、表1.4-7和表1.4-8，查出前鋼板彈簧吊耳表面和孔的加工余量如下：1.前鋼板彈簧吊耳2×Φ40端面的加工余量前鋼板彈簧吊耳2×Φ40端面，由參考文獻1，表2.2-4知，2×Φ40端面單邊余量3.0mm，由前鋼板彈簧吊耳零件知，2×Φ40端面粗糙度Ra6.3，由參考文獻1，表1.4-8知，粗銑即可滿足其精度要求。2.前鋼板彈簧吊耳底面的加工余量前鋼板彈簧吊耳底面，由參考文獻1，表2.2-4知，底面單邊余量3.5mm，由前鋼板彈簧吊耳零件知，底面粗糙度Ra6.3，由參考文獻1，表1.4-8知，粗銑即可滿足其精度要求。3.前鋼板彈簧吊耳2×Φ25H8孔的加工余量前鋼板彈簧吊耳2×Φ25H8孔，孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，Φ25H8孔粗糙度Ra3.2，由參考文獻1，表2.3-8知，鉆——擴——鉸方可滿足其精度要求。首先鉆孔至Ф23，接著擴Ф23孔至Ф24.8，最后鉸Ф24.8孔至Ф25H8。4.前鋼板彈簧吊耳2×Φ10.5孔的加工余量前鋼板彈簧吊耳2×Φ10.5孔，因Φ10.5孔不大，故采用實心鑄造，由前鋼板彈簧吊耳零件知，Φ10.5孔粗糙度Ra6.3，由參考文獻1，表1.4-7知，鉆削即可滿足其精度要求。5.前鋼板彈簧吊耳寬3槽的加工余量前鋼板彈簧吊耳寬3槽，因?qū)?槽尺寸不大，故采用實心鑄造，由前鋼板彈簧吊耳零件知，寬3槽粗糙度Ra12.5，由參考文獻1，表1.4-8知，銑削即可滿足其精度要求。6.前鋼板彈簧吊耳其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。3.3前鋼板彈簧吊耳工藝路線方案一：工序01：金屬模機械砂型鑄造工序02：時效處理，硬度121～149HBW工序03：壓平矯正工序04：銑2×Ф40端面工序05：銑底面工序06：鉆孔至Ф23；擴Ф23孔至Ф24.8；鉸Ф24.8孔至Ф25H8；孔口倒角145°工序07：鉆2×Ф10.5孔工序08：銑寬3槽工序09：去毛刺工序10：檢驗至圖紙要求并入庫方案二：工序01：金屬模機械砂型鑄造工序02：時效處理，硬度121～149HBW工序03：壓平矯正工序04：銑2×Ф40端面工序05：銑底面工序06：劃線工序07：鉆孔至Ф23工序08：擴Ф23孔至Ф24.8工序09：鉸Ф24.8孔至Ф25H8工序10：孔口倒角145°工序11：鉆2×Ф10.5孔工序12：銑寬3槽工序13：去毛刺工序14：檢驗至圖紙要求并入庫方案分析：與方案一相比，方案二將Ф25H8三步分開加工，而且不需要設計專用夾具，只需要依據(jù)工廠現(xiàn)有條件對刀，此方案適用于小批量，而方案一采用專用夾具，流水線生產(chǎn)，適用于中大批量生產(chǎn)，故采用方案一。故前鋼板彈簧吊耳的工藝路線如下：工序01：金屬模機械砂型鑄造工序02：時效處理，硬度121～149HBW工序03：壓平矯正工序04：銑2×Ф40端面工序05：銑底面工序06：鉆孔至Ф23；擴Ф23孔至Ф24.8；鉸Ф24.8孔至Ф25H8；孔口倒角145°工序07：鉆2×Ф10.5孔工序08：銑寬3槽工序09：去毛刺工序10：檢驗至圖紙要求并入庫3.4前鋼板彈簧吊耳工時計算工序04：銑2×Ф40端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金面銑刀，刀片采用YG8,面銑刀直徑，齒數(shù)，2.決定銑削用量①決定銑削深度2×Ф40端面粗糙Ra6.3，一步銑削即可滿足其精度要求。則②決定每次進給量及切削速度根據(jù)X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選取＝380當＝380r/min時按機床標準選取3.計算工時此為面銑刀銑2×Ф40端面（由前鋼板彈簧吊耳零件圖知，此次銑削為對稱銑），面銑刀主偏角為90°，公式如下：=式中≈0.5×（63-48.7）+（1~3）mm≈0.5×14.3+（1~3）mm≈(8.2~10.2)mm為銑削長度，由前鋼板彈簧吊耳知，=40mm，=，取=2mm故=≈0.260min工序05：銑底面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金面銑刀，刀片采用YG8,面銑刀直徑，齒數(shù)，2.決定銑削用量①決定銑削深度底面粗糙Ra6.3，一步銑削即可滿足其精度要求。則②決定每次進給量及切削速度根據(jù)X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?80當＝380r/min時按機床標準選取3.計算工時此為面銑刀銑底面（由前鋼板彈簧吊耳零件圖知，此次銑削為對稱銑），面銑刀主偏角為90°，公式如下：=式中≈0.5×（63-45.1）+（1~3）mm≈0.5×17.9+（1~3）mm≈(10~12)mm為銑削長度，由前鋼板彈簧吊耳知，=112mm，=，取=2mm故=≈0.128min工序06：鉆孔至Ф23；擴Ф23孔至Ф24.8；鉸Ф24.8孔至Ф25H8；孔口倒角145°工步一：鉆孔至Ф23確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為 工步二：擴Ф23孔至Ф24.8利用擴孔鉆將Ф23孔至Ф24.8，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取則主軸轉(zhuǎn)速為，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為工步三：鉸Ф24.8孔至Ф25H8確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為工步四：孔口倒角145°工序07：鉆2×Ф10.5孔確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為 工序08：銑寬3槽1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,立銑刀直徑，齒數(shù)，2.決定銑削用量①決定銑削深度寬3槽粗糙度Ra12.5，一步銑削即可滿足其精度要求。則②決定每次進給量及切削速度根據(jù)X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?90當＝590r/min時按機床標準選取3.計算工時此為面銑刀銑寬3槽，公式如下：=式中=1.5+（1~2）mm=(2.5~3.5)mm為銑削長度，由前鋼板彈簧吊耳知，=17.6mm，=，取=2mm故=≈0.274min第5章前鋼板彈簧吊耳銑床夾具我選擇的夾具任務是：前鋼板彈簧吊耳銑寬3槽的夾具，選用機床：立式銑床X51。5.1加工要求前鋼板彈簧吊耳銑寬3槽，粗糙度Ra12.5，精度要求一般，因此設計夾具時，主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率。5.2前鋼板彈簧吊耳夾具的夾緊機構(gòu)夾緊的作用：保持前鋼板彈簧吊耳零件精度，前鋼板彈簧吊耳銑寬3槽的定位正確。5.2.1銑削力計算計算切削力如下：查《簡明機床夾具設計手冊》表3-3得切削力計算公式：由銑寬3槽的工時計算知，，=0.25mm，，，，由《簡明機床夾具設計手冊》表3-3知即≈510×1.44×0.33×0.37×3N≈269N5.2.2夾緊力計算所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：K=2.153，當計算K<2.5時，取K=2.5孔軸部分由M6螺母鎖緊，查表得夾緊力為2903N夾緊力越大于鉆削力，故夾緊可靠。5.3前鋼板彈簧吊耳夾具的定位\t"C:/Users/Administrator/Desktop/%E8%AE%BA%E6%96%87%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%9F%A5%E9%87%8D%E5%8A%A9%E6%89%8B/static/resultFrame"夾具設計要遵循六點定位原理，定位基準選擇應首選工藝基準。由于前鋼板彈簧吊耳所設計的為銑寬3槽的夾具，以前鋼板彈簧吊耳底面、后端面和左端面定位，本套設計定位方案，定位塊與前鋼板彈簧吊耳底面相配合，限制三個自由度（即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動）；兩A型固定式定位銷與前鋼板彈簧吊耳后端面相配合限制兩個自由度（即Y軸移動、Z軸移動），A型固定式定位銷與前鋼板彈簧吊耳左端面相配合，限制一個自由度（即X軸移動），屬于完全定位。5.4誤差分析前鋼板彈簧吊耳銑寬3槽的夾具，以底面、后端面和左端面定位，由前鋼板彈簧吊耳零件圖可知，工序基準是底面，定位基準是底面，故基準重合。按式得設計誤差分析時因此5.5對刀裝置前鋼板彈簧吊耳銑寬3槽的夾具，加工的面，采用直角對刀塊，其結(jié)構(gòu)形狀如下所示：圖5-1直角對刀塊圖5-2對刀塞尺圖5-3對刀塞尺的規(guī)格及主要尺寸圖5-4定位鍵圖5-5定位鍵的規(guī)格及主要尺寸結(jié)論通過對前鋼板彈簧吊耳加工工藝及其銑寬3槽的夾具設計，讓我對這幾年所學的知識進行了一次鞏固和學習，通過去圖書包館查閱機械方面資料，還有百度查找和下載的資料，最終在老師和同學的幫助下完成了這次課程設計。首先用CAD軟件，繪制出前鋼板彈簧吊耳零件圖，然后制定出前鋼板彈簧吊耳工藝路線，然后選擇合理定位元件，夾緊元件和引導裝置，這些元件選好之后，合理排布在夾具體上，最終完成裝配圖的繪制，在繪制裝配圖中盡量選擇標準件，沒有標準件的情況下，設計非標零件圖，標代號和填寫明細表。裝配圖繪制完成之后，然后拆畫裝配圖中最重要的零件圖——夾具體，夾具體一般的材料為HT200，再接下編寫設計說明書，說明書完成之后，利用CAD軟件繪制圖工序卡圖，再利用QQ軟件截圖，把每張工序卡都截圖并保存下來，這些完成最后，填寫工序卡，把切削用量、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度和工時等，盡而完成整套設計。通過對前鋼板彈簧吊耳加工工藝及其銑寬3槽的夾具設計，讓我對這幾年所學的知識進行了一次鞏固和學習，通過去圖書包館查閱機械方面資料，還有百度查找和下載的資料，最終在老師和同學的幫助下完成了這次課程設計。致謝大學生活四年，轉(zhuǎn)瞬之間已經(jīng)步入了尾聲，在校生活不算太長但很美好，學校環(huán)境優(yōu)美，同學之間相處融洽，馬上要離開這里，踏入另外一所叫社會大學，在此生活的點點滴滴都浮在腦海，常在空閑時，想起每一位老師對我的教導，想起與朋友、同學開心、快樂、無憂無慮的生活，都對這里依依不舍。今天，是我即將離開學校，踏上工作崗位開啟人生新起點的時刻，我愿將滿腔的激動化為一顆感恩之心，獻給在這段路程中推動和幫助以及同我一路前行的每一位老師和同學。在這離別之季，我首先感謝各位指導老師，各位同學，幫我順利完成了對前鋼板彈簧吊耳零件的課程設計，在此次對前鋼板彈簧吊耳課程設計之間，不懂的地方，咨詢過同學、指導老師，也去圖書館借閱過資料，尤其在這段時間，對我?guī)椭鷮ψ畲蟆⒆疃嗟闹笇Ю蠋?，他每天要面對我們這幾十號人的詢問及對我們的解答，在這里我代表大家說一聲，老師你辛苦了！其次，四年的時光轉(zhuǎn)眼即逝，和同學們很快就要分別了，四年的相處時光愉快并也令人難忘，要感謝大學幾年生活陪伴我身邊的每一位，感謝你們對我的幫助，特別是一起生活的室友，我們來各不同區(qū)域，確有緣在一起生活了四年，也感謝他們在生活上對我照顧，在此對各位道聲謝謝！除了要感謝老師和同學們，還要感謝我的家人，我最親愛的父母親。是他們給了我無私的愛和理解，使我學習無憂，你們默默的奉獻以及支持和理解永遠是我前進的動力。謝謝你們！參考文獻李