年4月19日后鋼板彈簧吊耳機械制造工藝學課程設計任務書精文檔僅供參考，不當之處，請聯系改正。機械制造工藝學課程設計說明書設計題目設計“后鋼板彈簧吊耳”零件的機械加工工藝規程及工藝裝備（年產量為10000件）設計者:蔡超、呂圣斌指導老師:王大承五邑大學機械制造工藝學教研室3月8日五邑大學機械制造工藝學課程設計任務書題目：設計“后鋼板彈簧吊耳”零件的機械加工工藝規程及工藝裝備（年產量為100000件）內容：1、零件圖1張2、毛坯圖1張3、機械加工工藝過程綜合卡1張4、機械結構裝配圖1張5、結構設計零件圖1張6、課程設計說明書1份班級:AP08081班學生:蔡超、呂圣斌指導老師:王大承教研室主任目錄設計任務書序言。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4一.零件的分析二.工藝規程設計（一）確定毛坯的制造形式。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4（二）基面的選擇。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5（三）制訂工藝路線。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。。。。。7（五）確定切削用量及基本工時。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8三.夾具設計（一）問題的提出。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13（二）卡具設計。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13四.參考文獻。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14序言機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業課之后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能經過這次的課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的四化建設打下一個良好的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給與指教。一、零件分析（一）、零件的作用：題目給出的零件是CA10B解放牌汽車后鋼板彈簧吊耳。后鋼板彈簧吊耳的主要作用是載重后，使鋼板能夠得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。因此汽車后鋼板彈簧吊耳零件的加工質量會影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。汽車后鋼板彈簧吊耳主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導向功能。（二）、零件的工藝分析：后鋼板彈簧吊耳共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求。現分析如下：以φ60mm兩外圓端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ60mm兩外圓端面的銑削，加工3705.00+φ的孔，其中φ60mm兩外圓端面表面粗糙度要求為Ra6.3um，3705.00+φ的孔表面粗糙度要求為Ra1.6um。以30045.00+φ孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2個30045.00+φ的孔，2個φ10.5mm的孔、2個30045.00+φ孔的內外兩側面的銑削，寬度為4mm的開口槽的銑削，2個在30045.00+φ同一中心線上數值為φ0.01的同軸度要求。其中2個30045.00+φ的孔表面粗糙度要求為Ra1.6um，2個φ10.5mm的孔表面粗糙度要求為Ra12.5um，2個30045.00+φ孔的內側面表面粗糙度要求為Ra12.5um，2個30045.00+φ孔的外側面表面粗糙度要求為Ra50um，寬度為4mm的開口槽的表面粗糙度要求為Ra50um。二、工藝規程設計（一）確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀：該零件是CA6140車床上的撥叉，按照指導老師的要求，年生產綱領10萬件，屬于大量生產。零件材料為35鋼，考慮到該零件在汽車中的受力并保證零件的工作可靠性，零件為中批生產，因此，毛坯可采用模鍛成型。毛坯圖如下：（二）、基面的選擇定位基準的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一，定位基準選擇得正確與合理，能夠使加工質量得到保證，生產率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。1、粗基準的選擇：在零件加工過程的第一道工序，定位基準必然是毛坯表面，即粗基準。選擇粗基準時應該從以下幾個方面考慮：選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為粗基準，以保證該表面有足夠而均勻的加工余量。某些表面不需加工，則應選擇其中與加工表面有互相位置精度要求的表面為粗基準。選擇平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準，以確保安全、可靠、誤差小。粗基準在一般情況下只允許在第一道工序中使用一次，盡量避免重復使用。綜合上述，則對本零件，我們以?30mm孔一側端面為粗基準，以消除，x，y三個自由度，然后加一個輔助支承。2、精基準的選擇：根據基準重合和互為基準原則，選用設計基準作為精基準,當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發點，應當是使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批量生產的條件下，能夠考慮采用通用機床配以專用夾具并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。1、工藝路線方案一：工序Ⅰ粗銑大孔3705.00+φ的兩圓端面，以兩端面互為粗基準，以及φ52加工圓外輪廓為定位基準。選用臥式升降臺銑床加專用夾具工序Ⅱ鉆、擴、精擴3705.00+φ孔，以φ52不加工圓外輪廓為基準,對大孔3705.00+φ進行305.1o?的倒角工序Ⅲ銑30045.00+φ二孔內端面，以大孔3705.00+φ左端面及大孔3705.00+φ的中心軸為定位基準。使用立式升降臺加專用夾具的銑床工序Ⅳ銑30045.00+φ二孔外端面，以大孔3705.00+φ左端面及大孔3705.00+φ的中心軸為定位基準。工序Ⅴ鉆、、擴、精擴30045.00+φ二孔，以大孔3705.00+φ及30045.00+φ二孔不加工圓外輪廓為定位基準。使用立式升降臺加專用夾具的機床。對30045.00+φ外端倒角451o?。工序Ⅵ鉆、擴兩φ10.5的孔。工序Ⅶ銑30045.00+φ二孔開縫，以大孔3705.00+φ及30045.00+φ二孔不加工圓外輪廓為定位基準。工序Ⅷ終檢。2、工藝路線方案二：工序Ⅰ銑30045.00+φ二孔內端面，以兩內端面互為粗基準，以及φ52加工圓外輪廓為定位基準。使用立式升降臺加專用夾具的銑床。工序Ⅱ銑30045.00+φ二孔外端面，以兩外端面互為粗基準，以及φ52加工圓外輪廓為定位基準。使用立式升降臺加專用夾具的銑床。工序Ⅲ鉆、擴兩φ10.5的孔。工序Ⅳ鉆、精擴30045.00+φ二孔，以大孔3705.00+φ及30045.00+φ二孔不加工圓外輪廓為定位基準。使用立式升降臺加專用夾具的機床。工序Ⅴ對30045.00+φ外端倒角451o?工序Ⅵ鋸30045.00+φ二孔開縫，以大孔3705.00+φ及30045.00+φ二孔不加工圓外輪廓為定位基準工序Ⅶ粗銑大孔3705.00+φ的兩圓端面，以兩端面互為粗基準，以及φ52加工圓外輪廓為定位基準。選用臥式升降臺銑床加專用夾具工序Ⅷ鉆、擴、精擴3705.00+φ孔，以φ52不加工圓外輪廓為基準工序Ⅸ磨3705.00+φ孔的兩個端面，以3705.00+φ孔定位，并互為基準，保證尺寸762.0-6.0-，采用磨床及專用夾具工序Ⅹ對大孔3705.00+φ進行305.1o?的倒角工序Ⅺ終檢3、工藝方案的比較與分析：上述兩工藝方案的特點在于：方案一是先加工φ60mm兩外圓端面，然后在以此為基面加工3705.00+φ孔，在加工φ10.5孔，30045.00+φ孔，最后加工30045.00+φ孔的內外側端面以及寬度為4mm的開口槽銑。方案二則相反，先加工30045.00+φ孔的內外側端面，然后以此為基面加工φ10.5孔，和30045.00+φ孔以及寬度為4mm的開口槽，最后加工φ60mm兩外圓端面，3705.00+φ孔。經過以上的兩工藝路線的優、缺點分析比較可見，先加工φ60mm兩外圓端面，在后續加工過程中位置度較易保證，而且定位及裝夾都較方便，但方案一中先加工φ10.5孔，30045.00+φ孔，再加工30045.00+φ孔的內外側面，不符合先面后孔的加工原則，加工余量更大，所用加工時間更多，這樣加工路線就不合理，同理，寬度為4的開口槽應放在最后一個工序加工。因此，整合兩種方案，我們最終確定加工工藝路線如下：工序Ⅰ粗銑大孔3705.00+φ的兩圓端面，以兩端面互為粗基準，以及φ52加工圓外輪廓為定位基準。選用臥式升降臺銑床加專用夾具工序Ⅱ鉆、擴、精擴3705.00+φ孔，以φ52不加工圓外輪廓為基準，對大孔3705.00+φ進行305.1o?的倒角工序Ⅲ半精銑30045.00+φ二孔內端面，以大孔3705.00+φ左端面及大孔3705.00+φ的中心軸為定位基準。使用立式升降臺加專用夾具的銑床。工序Ⅳ銑30045.00+φ二孔外端面，以大孔3705.00+φ左端面及大孔3705.00+φ的中心軸為定位基準。工序Ⅴ鉆、精擴30045.00+φ二孔，以大孔3705.00+φ及30045.00+φ二孔不加工圓外輪廓為定位基準。使用Z35鉆床加專用夾具，對30045.00+φ外端倒角451o?。工序Ⅵ鉆兩φ10.5的孔。工序Ⅶ銑30045.00+φ二孔開縫，以大孔3705.00+φ及30045.00+φ二孔不加工圓外輪廓為定位基準工序Ⅷ終檢以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”（四）、確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“后鋼板彈簧吊耳”零件材料為35鋼，毛坯重量約為2.6Kg，生產類型為中批生產，采用鍛造模鍛毛坯。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的餓機械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、銑大孔mm05.0037+φ的兩端面考慮其加工表面粗糙度要求為6.3Ramμ，能夠先粗銑，再精銑，參照《工藝手冊》，取加工精度F2,由鍛件復雜系數為S3,鍛件重2.6KG,確定鍛件偏差為2.16.0+-mm。兩孔外側單邊加工余量為Z=2mm。粗銑2Z=4.0mm精銑2Z=1.0mm2、加工mm05.0037+φ孔其表面粗糙度要求較高為1.6Ramμ，由鍛件復雜系數為S1,鍛件材質系數取M1根據《工藝手冊》表9-21，確定工序尺寸及余量為：鉆孔：mm20φ鉆擴：35mmφ擴孔：mm7.36φ2Z=1.7mm鉸孔：mm05.0037+φ2Z=0.2mm3、銑mm045.0030+φ孔的內側面考慮其表面粗糙度要求為12.5Ramμ，只要求粗加工，根據《機械加工工藝手冊》表2.3-5，取2Z=3mm已能滿足要求。4、銑mm045.0030+φ孔的外側面考慮其表面粗糙度要求為50Ramμ，只要求粗加工，取加工精度F2，鍛件材質系數取M1,復雜系數為S3,確定鍛件偏差為1.15.0+-mm。根據《工藝手冊》表2.3-5，取2Z=3mm已能滿足要求。5、加工mm045.0030+φ孔其表面粗糙度要求較高為1.6Ramμ，毛坯為實心，參照《機械加工工藝手冊》，確定工序尺寸為Z=2.0mm。由鍛件復雜系數為S1,鍛件材質系數取M1,毛坯尺寸根據《機械加工工藝手冊》加工余量分別為：鉆孔：?28mm鉸孔：?30mm2Z=2mm6、加工10.5mmφ孔其表面粗糙度要求較高為12.5Ramμ，毛坯為實心，不出孔，為自由工差。根據《工藝手冊》加工余量分別為：鉆孔：?10.5mm2Z=10.5mm7、銑寬度為4mm的開口槽考慮其表面粗糙度要求為50Ramμ，只要求粗加工，根據《工藝手冊》表2.3—48，取2Z=2mm已能滿足要求。由于本設計規定的零件為大批生產，可采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，可按調整法加工方式予以確定。（五）、確定切削用量及基本工時工序I：銑削Φ60mm端面。1、加工條件工件材料：35剛正火，模鍛。加工要求：粗銑Φ60mm端面，粗糙度Ra=6.3μm.機床：X51立式銑床。刀具：硬質合金端銑刀YG6，銑刀直徑d0=80mm，齒數z=102、計算切削用量粗銑Φ60mm端面1）毛坯的長度方向的單邊加工余量為22.16.0+-mm，因為7o的拔模斜度，毛坯的長度方向單邊最大加工余量Zmax=7mm。為了滿足尺寸精度，先分別銑去兩個端面5mm的加工余量，后再銑一次，以保證762.06.0--mm，即共加工三次。長度加工公差為IT12級。2）、每齒進給量fz，根據《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《簡明手冊》）表3.5，機床功率為5～10kw時，fz=0.14~0.24mm/z，現取fz=0.14mm/z。3）、計算銑削速度：根據《簡明手冊》表3.16當d0=80mm，z=10，銑削深度ap≤7.5mm時，可選vt=87m/min，nt=345r/min，vft=386mm/min各修正系數為：kmv=kmn=kmvf=1.26kBv=kan=kav=1故vc=vtkv=87×1.26×1m/min=109.6m/minn=ntkn=345×1.26×1r/min=435r/minvf=vftkvt=386×1.26×1=486mm/min根據X51銑床說明，選擇nc=380r/minvfc=480mm/min因此實際切削速度和每齒進給量為vc=πd0nc/1000=3.14×80×380m/min=95m/minfzc=vfc/ncz=480/(380×10mm/z=0.13mm/z4）、檢驗機床功率根據《簡明手冊》表3.24當每齒進給量fzc=0.13mm/z，每分進給量為vfc=480mm/min，銑削深度為5mm時，功率為3.8kw，而機床X51的功率是4.5kw，因此機床能夠正常工作。5）、銑削工時銑削長度l=60mm刀具切入長度l1=30mm刀具切出長度l2=3mm走刀次數：1，故t=(l+l1+l2/vfc=(60+30+3/480min=0.2min以上是銑一個端面的機動時間，故本工序的機動工時為t1=3t=3×0.2min=0.6min工序II：鉆、擴、鉸Φ3705.00+mm孔，倒角1.5×30o機床：立式鉆床Z550刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀1、鉆Φ20mm孔進給量：f=0.39~0.43mm/r（見《簡化手冊》表2.7）由《工藝手冊》表4.2-16的機床說明，取f=0.4mm/r根據《簡明手冊》表2.19，可查出這時的軸向力為6500N，而機床允許的最大軸向力是24525N，故f=0.4mm/r可用。切削速度：v=17m/min（見《簡明手冊》表2.13和表2.14，按5類加工性考慮）則主軸轉速：n=(1000v/(πd0=270r/min根據Z550說明書，選擇n=250r/min檢驗機床功率根據《簡明手冊》表2.22，當n=250r/min，v=17m/min，f=0.4mm/r時，所需功率為1.3kw，而機床功率為7kw，故機床可正常工作。計算工時t=L/(nf（其中L=l+y+Δ,l=76mm,根據《簡明手冊》表2.29y+Δ=10mm）故t=(76+10/(250×0.4min=0.86min2、鉆孔Φ35mm根據有關資料介紹，擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之間的關系為：f=(1.2~1.8f鉆v=(21~31v鉆而f鉆=0.60~0.70mm/r（見《簡明手冊》表2.7）現取f鉆=0.6mm/rv鉆=14m/min（見《簡明手冊》表2.13）令f=1.5f鉆=0.9mm/r，根據機床說明，恰有f=0.9mm/r可選v=0.4v鉆=5.6m/min因此，主軸轉速為：n=(1000v/(πd0=(1000×5.6/(π×35r/min=51r/min按機床說明選：n=47r/min因此實際切削速度為：v=(π×35×47/1000m/min=5.2m/min計算工時：t=L/(nf(其中L=l+y+Δ，l=76mm,根據《簡明手冊》表2.29y+Δ=15mm因此t=(76+15/(47×0.9min=2.15min3、擴Φ36.75mm孔1）進給量根據《簡明手冊》表2.10，進給量為：f=0.9~1.1mm/r，又根據機床說明，選f=0.9mm/r2切削速度根據有關資料，確定為v=0.4v鉆其中v鉆=12m/min（見《簡明手冊》表2.13），故v=0.4v鉆=0.4×12m/min=4.8m/min因此主軸轉速為n=(1000×4.8/(π×36.75r/min=42r/min按機床說明，取n=47r/min因此實際切削速度為v=(π×36.75×47/1000m/min=5.4m/min3計算工時刀具切入長度l1=3mm，切出長度l2=1.5mm因此t=(76+3+1.5/(47×0.9min=1.9min4鉸Φ3705.00mm孔1）進給量根據《簡明手冊》表2.11為f=1.3~2.8mm/r又根據機床說明，確定為f=1.8mm/r2切削速度根據《簡明手冊》表2.24v=5~7m/min,現取v=6m/min則主軸轉速為n=(1000×v/(πd0=(1000×6/(3.14×3r/min=52r/min由機床說