机械制造工艺学厚钢板弹簧吊耳课程设计指导书(精)

运城学院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机械加工工艺规程及工艺装备姓名:李彦伟学号: 2009090237系别:机电工程系专业:机械设计制造及自动化指导教师:张洁2012年 06月 24日1 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 1.1零件的分析1.1.1零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60mm φ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:。

60mmφ两外圆端面的铣削,加工0.03037mm φ+的孔,其中60mm φ两外圆端面表面粗糙度要求为6.3Ra m μ, 0.03037mm φ+的孔表面粗糙度要求为 1.6Ra m μ(2以0.043030mm φ+孔为主要加工表面的加工面。

这一组加工表面包括:2个0.043030mm φ+的孔, 2个10.5mm φ的孔、 2个0.043030mm φ+孔的内外两侧面的铣削,宽度为4mm 的开口槽的铣削, 2个在0.043030mm φ+同一中心线上数值为0.01φ的同轴度要求。

其中2个0.043030mm φ+的孔表面粗糙度要求为1.6Ra m μ, 2个10.5mm φ的孔表面粗糙度要求为12.5Ra m μ, 2个0.043030mm φ+孔的内侧面表面粗糙度要求为12.5Ra m μ, 2个0.043030mmφ+孔的外侧面表面粗糙度要求为50Ra m μ,宽度为 4mm 的开口槽的表面粗糙度要求为50Ra m μ。

1.2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。

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。

1.3后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择1.3.1 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。

1.3.2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。

1.3.3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。

1.4 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。

1.4.1 工艺方案一表 1.1 工艺方案一表1.4.2 工艺方案二表 1.2 工艺方案二表1.4.3 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60mm φ两外圆端面, 然后再以此为基面加工0.03037mm φ+孔, 再加工10.5mm φ孔, 0.043030mm φ孔, 最后加工0.043030mm φ+孔的内外侧面以及宽度为 4mm 的开口槽铣, 则与方案二相反, 先加工0.043030mm φ+孔的内外侧面,再以此为基面加工10.5mm φ孔, 0.043030mm φ孔, 宽度为 4mm 的开口槽, 最后加工60mm φ两外圆端面, 0.03037mm φ+孔,经比较可见, 先加工60mm φ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10.5mm φ孔, 0.043030mm φ孔, 再加工0.043030mm φ+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 4mm 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 1.3 工艺方案表1.5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 149~187,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 φ两外圆端面考虑其加工表面粗糙度要求为6.3Ra m μ,可以先粗铣,再精铣,根据《机械加工工艺手册》表 2.3-5,取 2Z=5mm 已能满足要求(2 加工0.03037mm φ+孔其表面粗糙度要求较高为 1.6R a m μ,其加工方式可以分为钻,扩,铰三步,根据《机械加工工艺手册》表 2.3-48,确定工序尺寸及余量为:钻孔:35mm φ扩孔:36.8mm φ 2Z=1.8mm铰孔:0.03037mm φ+ 2Z=0.2mm(3 铣0.043030mm φ+孔的内侧面考虑其表面粗糙度要求为12.5Ra m μ,只要求粗加工,根据《机械加工工艺手册》表2.3-5,取 2Z=3mm 已能满足要求。

(4 铣0.043030mm φ+孔的外侧面考虑其表面粗糙度要求为50Ra m μ,只要求粗加工,根据《机械加工工艺手册》表2.3-5,取 2Z=3mm 已能满足要求。

(5 加工0.043030mm φ孔其表面粗糙度要求较高为1.6Ra m μ,其加工方式可以分为钻,扩,铰三步,根据《机械加工工艺手册》表 2.3-48,确定工序尺寸及余量为:钻孔:28mm φ扩孔:29.8mm φ 2Z=1.8mm铰孔:0.043030mm φ+ 2Z=0.2mm(6 加工10.5mm φ孔其表面粗糙度要求较高为12.5Ra m μ,其加工方式可以分为钻,扩,两步,根据《机械加工工艺手册》表 2.3-48,确定工序尺寸及余量为:钻孔:9mm φ扩孔:10.5mm φ 2Z=1.8mm(7 铣宽度为 4mm 的开口槽考虑其表面粗糙度要求为50Ra m μ,只要求粗加工,根据《机械加工工艺手册》表 2.3— 48,取 2Z=2mm 已能满足要求。

1.6确定切削用量及基本工时(机动时间工序 1:粗、精铣60mm φ两外圆端面机床:专用组合铣床刀具:高速刚圆柱形铣刀 63d mm = 粗齿数 6Z =,细齿数 10Z =(1 、粗铣铣削深度 w a :3w a mm =每齿进给量 f a :根据《机械加工工艺师手册》表 30-13,取 0.08/f a mm Z = 铣削速度 V :参照《机械加工工艺师手册》表 30-23,取 (20~40 /min V m =, 机床主轴转速n :01000V n d π= 式(1-1 取 V =30, 0d =63代入公式(1-1得: n 100030(101~201 /min 3.1463r ⨯=≈⨯根据《机械加工工艺师手册》表 11-4,取 169/min n r =实际铣削速度 V ':03.146316933.4/min 10001000d n V m π⨯⨯'==≈ 工作台每分进给量 m f :m z w f f zn = 式(1-2 取 z f =0.08f a =, 6Z =, w n =169n =代入公式(1-2得:m f =0.08616981.12/min mm ⨯⨯=取 80/min m f mm =根据《机械加工工艺手册》被切削层长度 l :由毛坯尺寸可知 60l mm =刀具切入长度 1l :130l =刀具切出长度 2l :mm l 22=走刀次数为 1机动时间 1j t :121j ml l l t f ++=式(1-3 取 60l =, 130l =, 22l =, 80m f = 代入公式(1-3得:1j t 603021.15min 80++== 以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为11221.152.3min j t t ==⨯=(2 、精铣铣削深度 w a :2w a mm =每齿进给量 f a :根据《机械加工工艺师手册》表 30-13,取 0.06/f a mm Z = 铣削速度 V :参照《机械加工工艺师手册》表 30-23,取 (20~40 /min V m =, 取 V =30, 0d =63代入公式(1-1得:机床主轴转速 n :010********(101~201 /min 3.1463V n r d π⨯==≈⨯, 根据《机械加工工艺师手册》表 11-4,取 210/min n r =实际铣削速度 V ':03.146321041.5/min 10001000d n V m π⨯⨯'==≈ 取 z f =0.08f a =, 6Z =, w n =210n =代入公式(1-2得:工作台每分进给量 m f :0.0610210126/min m z w f f zn mm ==⨯⨯=根据《机械加工工艺师手册》被切削层长度 l :由毛坯尺寸可知 60l mm =刀具切入长度 1l :130l =刀具切出长度 2l :取 mm l 22=走刀次数为 1取 60l mm =, 130l =, mm l 22=代入公式(1-3得:机动时间 1j t :122603020.73min 126j m l l l t f ++++===∴以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为11220.731.46min j t t ==⨯=工序 2:钻,扩,铰0.03037mm φ+孔,倒角 1.530⨯机床:专用组合钻床刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀(1 、钻35mm φ孔切削深度 p a :1.25p a mm =进给量 f :根据《机械加工工艺师手册》表 28-10,取 (0.60~0.70 /f mm r = 由于本零件在加工35mm φ孔时属于底刚度零件 , 故进给量应乘系数 0.75, 则 (0.60~0.70 0.75/(0.63~0.525 /f mm r mm r =⨯=根据《机械加工工艺师手册》表 28-13,取 0.45/f mm r =取切削速度 24/min V m =取 V =24, 0d =35代入公式(1-1得机床主轴转速 n :01000100024218/min 3.1435V n r d π⨯==≈⨯, 根据《机械加工工艺师手册》表 9-3,取 233/min n r =实际切削速度 V ':03.143523325.6/min 10001000d nV m π⨯⨯'==≈ 被切削层长度 l :76l mm = 刀具切入长度 1l :20l mm =刀具切出长度 2l :3l mm =走刀次数为 1机动时间 j t :121j l l l t fn++=式 (1-4 取 60l =, 130l =, 22l =, 0.45f =, 233n =代入公式(1-4得:1j t 762030.94min 2330.45++=≈⨯ (2 、扩35mm φ孔切削深度 p a :1.5p a mm =进给量 f :根据《机械加工工艺师手册》表 28-30,(0.9~1.2 0.7(0.63~0.84 f =⨯=/mm r参照《机械加工工艺师手册》表 28-31,取 0.72f =/mm r切削速度 V :参照《机械加工工艺师手册》表 28-31,取 19/min V m =取 V =19, 0d =36.8代入公式(1-1得机床主轴转速 n :01000100019164/min 3.1436.8V n r d π⨯==≈⨯,根据《机械加工工艺师手册》表 9-3取 174/min n r =实际切削速度V ':03.1436.817420.1/min 10001000d n V m π⨯⨯'==≈ 根据《机械加工工艺师手册》表 28-42被切削层长度 l :76l mm =刀具切入长度 1l 4l mm =刀具切出长度 2l :3l mm =走刀次数为 1取 74l =, 14l =, 23l =, 0.72f =, 174n =代入公式(1-4得:机动时间 1j t :12176430.66min 1740.72j l l l t fn ++++==≈⨯ (3铰0.03037mm φ+孔切削深度 p a :0.15p a mm =进给量 f :根据《机械加工工艺师手册》表 28-35,取 (0.95~2.1 /f mm r = 根据《机械加工工艺师手册》表 28-36,取 1.2/f mm r =取切削速度 9.1/min V m =取 V =9.1, 0d =37代入公式(1-1得机床主轴转速n :010*******.178/min 3.1437V n r d π⨯==≈⨯,根据《机械加工工艺师手册》表 9-3,取 72/min n r =实际切削速度 V ':03.1437728/min 10001000d nV m π⨯⨯'==≈ 被切削层长度 l :76l mm =刀具切入长度 1l :5l mm = 刀具切出长度 2l :20l mm =走刀次数为 1取 76l =, 15l =, 220l =, 1.2f =, 72n =代入公式(1-4得:机动时间 j t :121765201.16min 721.2j l l l t fn ++++==≈⨯(4倒角 1.530⨯。