厚钢板弹簧吊耳工艺课程设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流厚钢板弹簧吊耳工艺课程设计.精品文档.机械制造工艺学课程设计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(大批量)设 计 者 毛显源 指导教师 韦家增 上海师范大学信息与机电工程学院2010年12月6日上海师范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(大批量)内容:1、零件图 1张2、毛坯图 1张3、机械加工工艺过程综合卡片 1张4、结构设计装配图 1张5、结构设计零件图 1张6、课程设计说明书 1张班 级 07机械国内 学 生 毛显源 指导
2、老师 韦家增 教研室主任_2010年11月29日序 言机械制造工艺学课程设计是在完成全部基础课程和技术基础课程以及大部分专业课程之后,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。通过这次课程设计,可以对以前学过的课程进行一次综合的深入的总复习,把学习到的理论知识和实际结合起来,从而提高自己分析问题,解决问题的能
3、力。由于能力有限,设计尚有许多缺陷,忘老师们给予指教。一、零件的分析(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(见图1)。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 后钢板弹簧吊耳零件图(二)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。这一组加工表面包括:铣削两外圆端面,加工的孔。其中两外圆端面
4、表面粗糙度要求为,的孔表面粗糙度要求为。2、 以孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:2个的孔,2个的孔和2个孔的内外两侧面的铣削,宽度为的开口槽的铣削,2个在同一中心线上数值为的同轴度要求。其中2个的孔表面粗糙度要求为,2个的孔表面粗糙度要求为,2个孔的内侧面表面粗糙度要求为,2个孔的外侧面表面粗糙度要求为,宽度为的开口槽的表面粗糙度要求为。二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为35钢,硬度HBS为149187,生产类型为大批量生产。考虑到该弹簧吊耳零件在工作过程中要承受压力冲级载荷,为增强弹簧吊耳零件的强度和冲级韧度,故毛坯选用锻件,零件材料为35号钢。由于生量已达到大
5、批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,为提高生产效率和锻件精度,保证加工质量,采用模锻制造毛坯。(二)基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。是保证机械加工过程中加工质量与生产效率的重要因素。因此,应该慎重分析选择基准。基准的选择包括:精基准和粗基准。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
6、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。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。1.粗基准的选择(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
7、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
8、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.精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题,根据该弹簧吊耳零件的技术要求和装配要求,选择加工后的两外圆端面作为精基准。(二)制定工艺路线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。根据弹簧吊耳零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工工件各表面的质量要求及加工方法(见表1)。表1 弹簧吊耳零件各表面质量要求及加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗粗糙度加工方案两外圆端面IT126.3粗铣孔IT91.6钻-扩-铰孔内侧面IT1212.5粗铣孔外侧
9、面IT1250粗铣孔IT91.6钻-扩-铰孔IT1212.5钻开口槽IT1250粗铣1、 工艺路线方案一工序铣两外圆端面工序钻,扩,铰孔,倒角工序钻,扩孔工序钻,扩,铰孔,倒角工序铣孔的内侧面工序铣孔的外侧面工序铣宽度为的开口槽工序终检2、工艺路线方案二工序铣孔的内侧面工序铣孔的外侧面工序钻,扩孔工序钻,扩,铰孔,倒角工序铣宽度为的开口槽工序铣两外圆端面工序钻,扩,铰孔,倒角工序终检3、工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先加工两外圆端面,然后再以此为基面加工孔,再加工孔,孔,最后加工孔的内外侧面以及宽度为的开口槽铣,则与方案二相反,先加工孔的内外侧面,再以此为基面加工孔,
10、孔,宽度为的开口槽,最后加工两外圆端面,孔,经比较可见,先加工两外圆端面,以后位置度较易保证,并且定位及装夹都较方便,但方案一中先加工孔,孔,再加工孔的内外侧面,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:工序铣两外圆端面工序钻,扩,铰孔,倒角工序铣孔的内侧面工序铣孔的外侧面工序钻,扩,铰孔,倒角工序钻,扩孔工序铣宽度为的开口槽工序 终检(四)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,硬度HBS为149187,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。根据上述原始资料
11、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,根据机械加工工艺手册表,取已能满足要求2、加工孔其表面粗糙度要求较高为,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,确定工序尺寸及余量为:钻孔: 扩孔: 铰孔: 3、铣孔的内侧面考虑其表面粗糙度要求为,只要求粗加工,根据机械加工工艺手册表2.3-5,取已能满足要求。4、铣孔的外侧面考虑其表面粗糙度要求为,只要求粗加工,根据机械加工工艺手册表2.3-5,取已能满足要求。5、加工孔 精铰余量,粗铰余量,扩孔余量;钻孔余量。查表可得各工序尺寸的加工精度等
12、级为:精铰,IT7;粗铰,IT10;扩孔,IT11;钻,IT12。根据上述结果,再查互换性与测量技术基础表2-4标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为:精铰,;粗铰,;扩孔,;钻,。综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰:;粗铰:;扩孔:;钻孔:,它们的相互关系如图2所示。图2 钻-扩-铰孔加工余量,工序尺寸及公差相互关系图其表面粗糙度要求较高为,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,确定工序尺寸及余量为:钻孔: 扩孔: 铰孔: 6、加工孔其表面粗糙度要求较高为,其加工方式可以分为钻,扩,两步,根据机械加工工艺手册表,确定工序尺寸及余量为:钻孔: 扩孔: 7、
13、铣宽度为的开口槽考虑其表面粗糙度要求为,只要求粗加工,根据机械加工工艺手册表,取已能满足要求。(五)确定切削用量及基本工时工序1:粗、精铣两外圆端面机床:专用组合铣床 工件材料:35钢,模锻刀具:高速刚圆柱形铣刀 粗齿数,细齿数1、粗铣铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺师手册表30-13,取铣削速度:参照机械加工工艺师手册表30-23,取机床主轴转速: 式(1)取, 代入公式(1)得:根据机械加工工艺师手册表11-4,取实际铣削速度: 工作台每分进给量: 式(2)取,代入公式(2)得:取根据机械加工工艺手册 被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1机动时间: 式
14、(3)取,, 代入公式(3)得:以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为2、精铣铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺师手册表,取铣削速度:参照机械加工工艺师手册表,取,取, 代入公式(1)得:机床主轴转速:,根据机械加工工艺师手册表,取实际铣削速度: 取,代入公式(2)得:工作台每分进给量:根据机械加工工艺师手册 被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1取,代入公式(3)得:机动时间:以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为工序2:钻,扩,铰孔,倒角机床:专用组合钻床刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀1、钻孔切削深度:进给量:根据机械加工工艺师手册表,取由于
15、本零件在加工孔时属于底刚度零件,故进给量应乘系数0.75,则根据机械加工工艺师手册表,取取切削速度取, 代入公式(1)得机床主轴转速:,根据机械加工工艺师手册表,取实际切削速度: 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 式 (4)取,, ,代入公式(4)得:2、扩孔切削深度:进给量:根据机械加工工艺师手册表,参照机械加工工艺师手册表,取切削速度:参照机械加工工艺师手册表,取取, 代入公式(1)得机床主轴转速:,根据机械加工工艺师手册表取实际切削速度: 根据机械加工工艺师手册表被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1取,, ,代入公式(4)得:机动时间
16、: 3、铰孔切削深度:进给量:根据机械加工工艺师手册表,取根据机械加工工艺师手册表,取取切削速度取, 代入公式(1)得机床主轴转速:,根据机械加工工艺师手册表,取实际切削速度: 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1取,,,代入公式(4)得:机动时间: 4、倒角。采用锪钻。为缩短辅助时间,取倒角是的主轴转速与扩孔时相同:,手动进给。工序3:粗铣孔的内侧面机床:专用组合铣床刀具:高速刚圆柱形铣刀 粗齿数铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺师手册表,取铣削速度:参照机械加工工艺师手册表,取,取,代入公式(1)得机床主轴转速:,根据机械加工工艺师手册表,取实际铣削速度: 取,代入
17、公式(2)得:工作台每分进给量:取根据机械加工工艺手册 被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1取,,代入公式(3)得:机动时间: 以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为工序4:粗铣孔的外侧面机床:专用组合铣床刀具:高速刚圆柱形铣刀 粗齿数铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺师手册表,取铣削速度:参照机械加工工艺师手册表,取,取, 代入公式(2-1)得机床主轴转速:,根据机械加工工艺师手册表,取实际铣削速度: 取,代入公式(2-2)得:工作台每分进给量: 取根据机械加工工艺手册 被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1取,,
18、代入公式(2-3)得:机动时间:以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为工序5:钻,扩,铰孔机床:专用组合钻床刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀1、钻孔切削深度: 进给量:根据机械加工工艺师手册表,取由于本零件在加工孔时属于底刚度零件,故进给量应乘系数0.75,则根据机械加工工艺师手册表,取取切削速度取,代入公式(1)得机床主轴转速:,根据机械加工工艺师手册表,取实际切削速度: 被切削层长度: 刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1取,, ,代入公式(4)得:机动时间: 以上为钻一个孔的机动时间,故本工序机动工时为2、扩孔切削深度:进给量:根据机械加工工艺师手册表,参照机械加工工艺师手册表,
19、取切削速度:参照机械加工工艺师手册表,取取, 代入公式(2-1)得机床主轴转速:,根据机械加工工艺师手册表取实际切削速度: 根据机械加工工艺师手册表被切削层长度: 刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1取,,,代入公式(4)得:机动时间: 以上为扩一个孔的机动时间,故本工序机动工时为3、铰孔切削深度:进给量:根据机械加工工艺师手册表,取根据机械加工工艺师手册表,取取切削速度取, 代入公式(1)得机床主轴转速:,根据机械加工工艺师手册表,取实际切削速度: 被切削层长度: 刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1取,, ,代入公式(4)得:机动时间: 以上为铰一个孔的机动时间,故本工序机动工
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