机械制造工艺学课程
设计任务书
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目 录
1 设计题目及要求………………………………………………………1 2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„„2 2.1 零件分析 „ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.1.1 零件的作用 ………………………………………………………2 2.1.2 零件的工艺分析 …………………………………………………2 2.1.3 弹簧吊耳零件的技术要求 ………………………………………3 2.2 确定毛坯，绘制毛坯图 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.2.1 确定毛坯的制造形式 ……………………………………………4 2.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 …………………………4 2.2.3 吊耳毛坯尺寸公差及机械加工余量 ……………………………4 2.3 拟定弹簧吊耳工艺路线 …………………………………………6 2.3.1 零件的加工定位基准 ……………………………………………6 2.3.2 零件表面加工方法的确定，吊耳各表面加工方案………………7 2.3.3 工序顺序的安排 …………………………………………………8 2.3.4 工艺方案的比较与分析 …………………………………………8 2.3.5 确定吊耳工艺路线 ………………………………………………9 2.4机床设备及工艺装备的选用………………………………………10 2.4.1 机床设备的选用…………………………………………………10 2.4.2 工艺装备的选用…………………………………………………11 2.5 加工余量，工序尺寸和公差的确定………………………………11 2.5.1 工序1—加工 孔两外圆端面至设计尺寸的加工余量，工序尺寸
和公差的确定…………………………………………………………11 2.5.2 工序5—钻-扩-铰 孔的加工余量，工序尺寸和公差的确定…12 2.5.3 吊耳各加工表面的机械加工余量………………………………13 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）…………………………14 2.7 本章小结 …………………………………………………………25 3加工φ30mm 工艺孔夹具设计 ……………………………………… 25 3.1 加工φ30mm 工艺孔夹具设 ………………………………………25 3.2定位方案的分析和定位基准的选择………………………………26 3.3定位误差分析………………………………………………………26 3.4切削力的计算与夹紧力分析………………………………………27 3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计………………………………27 3.6夹具精度分析………………………………………………………29 3.7夹具设计及操作的简要说明………………………………………29 3.8 本章小结 …………………………………………………………30 结论……………………………………………………………………31参考文献 ………………………………………………………………32
1 设计题目及要求
题目：设计“后钢板弹簧吊耳”零件的机制加工工艺规程及工艺装备
设计要求：
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 4、结构设计装配图 5、结构设计零件图 6、课程设计说明书 张 张 张 份 1 1 1 1
2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用
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2.1 后钢板弹簧吊耳零件图
2.1.2零件的工艺分析
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 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：。
. 05
φ60mm 两外圆端面的铣削，加工φ3700mm 的孔，其中φ60mm 两外圆端面表面. 05粗糙度要求为Ra 6.3μm ，φ3700mm 的孔表面粗糙度要求为Ra 1.6μm
0. 045
φ30mm 孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个0（2）以
. 045. 045
φ300mm 的孔，2个φ10.5mm 的孔、2个φ300mm 孔的内外两侧面的铣削，宽000. 045
φ30mm 同一中心线上数值为φ0.01的同轴度要0度为4mm 的开口槽的铣削，在
0. 045
φ30mm 的孔表面粗糙度要求为Ra 1.6μm ，2个φ10.5mm 的孔表0求。其中2个
0. 045
φ30mm 孔的内侧面表面粗糙度要求为0面粗糙度要求为Ra 12.5μm ，2个
0. 045
φ30mm 孔的外侧面表面粗糙度要求为Ra 50μm ，02个宽度为4mm Ra 12.5μm ，
的开口槽的表面粗糙度要求为Ra 50μm 。
2.1.3弹簧吊耳零件的技术要求
2.2确定毛坯，绘制毛坯图
2.2.1 确定毛坯的制造形式
“后钢板弹簧吊耳”零件材料为35钢，硬度HBS 为149～187，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。由于生量已达到大批生产的水平（N=40000），而且零件的轮廓尺寸不大，为提高生产效率和锻件精度，故可以采用模锻制造毛坯。
2.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-10~表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。
1. 公差等级
由弹簧吊耳的功用及其技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。
2. 锻件重量
已知机械加工后弹簧吊耳的重量为2.6kg ，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为4kg 。
3. 锻件材质系数
该弹簧吊耳材料为35号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M 1级。
4. 锻件分模线形状
根据该弹簧吊耳的形位特点，故选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线，如图2-2-4弹簧吊耳锻造毛坯图所示。
2.2.3 吊耳毛坯尺寸公差及机械加工余量
由弹簧吊耳零件图可知，该零件各加工表面的粗糙度Ra 均大于1. 6 m 。 根据上述各因素，可查表确定该锻件的尺寸公差及机械加工余量，所得结果列于表2-2-4中。
表2-2-4毛坯尺寸公差及机械加工余量
吊耳零件毛坯图如下：
图2-2-4
2.3拟定弹簧吊耳工艺路线 2.3.1 零件的加工定位基准
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。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. 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φ60mm 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
+0. 5φ370mm 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φ60mm 两外圆端面作为精基准。
2.3.2零件表面加工方法的确定，吊耳各表面加工方案
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加工方法，如图2-3-2所示。
2.3.3工序顺序的安排
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. 工艺方案一，如表2-3-3-1所示。
2. 工艺方案二，如表2-3-3-2所示。
2.3.4 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φ60mm 两外圆端面，然后
+0. 05+0. 045
再以此为基面加工φ370mm 孔，再加工φ10.5mm 孔，φ300mm 孔，最后加工+0. 045φ300mm 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
+0. 045+0. 045工φ300mm 孔的内外侧面，再以此为基面加工φ10.5mm 孔，φ300mm 孔，+0. 05宽度为4mm 的开口槽，最后加工φ60mm 两外圆端面，φ370mm 孔。
经比较可见，先加工φ60mm 两外圆端面，以后位置度较易保证，并且定位
+0. 045及装夹都较方便，但方案一中先加工φ10.5mm 孔，φ300mm 孔，再加工+0. 045φ300mm 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2-3-4：
2.3.5确定吊耳工艺路线
在综合考虑以上工序顺序安排原则的基础上，以表2-3-5列出弹簧吊耳的工艺路线。
2.4机床设备及工艺装备的选用 2.4.1机床设备的选用
在大批生产的条件下，可选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。所选用的通用设备应提出机床型号，如该弹簧吊耳零件选用的通用设备“立式铣床X51”。
2.4.2工艺装备的选用
工艺装备主要包括刀具，夹具和量具。该弹簧吊耳零件的工艺装备在工序卡中都有说明，其中由于生产类型为大批量生产，故夹具选用的是专用夹具。
2.5加工余量，工序尺寸和公差的确定
2.5.1工序1—加工φ60mm 孔两外圆端面至设计尺寸的加工余量，工序尺寸和公差的确定
第一道工序的加工过程为：
1） 以φ60mm 左端面A 定位，粗铣右端面B ，保证工序尺寸P 1，余量Z 1； 2） 以φ60mm 右端面B 定位，粗铣左端面A ，保证工序尺寸P 2，余量Z 2, 达
0. 2
到零件图设计尺寸D 的要求，76--0. 6mm 。
由图2-5-1-1所示加工方案，可以找出全部工艺尺寸链，如图2-5-1-2所示，求解各工序尺寸及公差的顺序如下：
图2-5-1-1 第1道工序加工方案示意图
图2-5-1-2 第1道工序工艺尺寸链图
0. 2
1） 从图2-5-1-2a 知，P 2=D =76--0. 6mm ；
2） 从图2-5-1-2b 知，P 1=P 2+Z 2, 其中Z 2为粗铣余量，由《机械制造技术
基础课程设计指导教程》表2-35，由于B 面的加工余量是经粗铣一次切除的，故Z 2应等于B 面的毛坯余量，即Z 2=2mm ，
由《机械制造技术基础课程设计指导教程》P 1=P 2+Z 2=76+2=78mm 。表1-20确定该粗铣工序的经济加工精度等级为IT=12，其公差值为
0. 54mm ，故P 1=(78±0. 27) mm 。
为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。 余量Z 2的校核。在图2-5-1-2b 所示的尺寸链中Z 2是封闭环，故：
Z 2max =P 1max -P 2min =78. 27-75. 73=2. 54mm Z 2min =P 1min -P 2max =77. 73-76. 27=1. 46mm
余量校核结果表明，所确定的工序尺寸及公差是合理的。
0. 20将工序尺寸按“入体原则”表示：P 2=76-，mm P =78-0. 61-0. 54mm 。 +0. 045
φ302.5.2 工序5—钻-扩-铰0mm 孔的加工余量，工序尺寸和公差的
确定
由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-28可查得，精铰余量
Z j =0，07mm ；粗铰余量Z C =0. 13mm ；扩孔余量Z K =1. 8mm ；钻孔余量Z Z =13mm 。查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：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：0.021mm ；粗铰：0.084mm ；扩孔：0.130mm ；钻：0.210mm 。
+0. 045
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：φ300mm ；+0. 084+0. 13+0. 21
粗铰：φ29. 930mm ；扩孔：φ29. 80mm ；钻孔：φ280mm ，它们的相互关
系如图2-5-2所示。
+0. 045
图2-5-2 钻-扩-铰φ300mm 孔加工余量，工序尺寸及公差相互关系图
2.5.3 吊耳各加工表面的机械加工余量
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，工序尺寸如下：
(1) 铣φ60mm 两外圆端面
考虑其加工表面粗糙度要求为Ra 6.3μm ，粗铣就可以达到，根据上表2-4，取2Z=4mm 已能满足要求
+0. 05
φ37mm 孔 0(2) 加工
其表面粗糙度要求较高为Ra 1.6μm ，其加工方式可以分为扩，铰两步，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-28，确定工序尺寸及余量为： 钻孔：φ35mm
扩孔：φ36.8mm 2Z=1.8mm
+0. 05
铰孔：φ370mm 2Z=0.2mm +0. 045
φ30mm 孔的内侧面 0(3) 铣
考虑其表面粗糙度要求为Ra1.6um ，只要求粗加工，根据上表2-4，取2Z=4mm 已能满足要求。
+0. 045φ30mm 孔的外侧面 0(4) 铣
考虑其表面粗糙度要求为Ra 50μm ，只要求粗加工，根据上表2-4，取2Z=4mm 已能满足要求。
+0. 045
φ30mm 孔 0(5) 加工
其表面粗糙度要求较高为Ra 1.6μm ，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-28，确定工序尺寸及余量为： 钻孔：φ28mm
扩孔：φ29.8mm 2Z=1.8mm
+0. 045
铰孔：φ300mm 2Z=0.2mm
(6) 加工φ10.5mm 孔
其表面粗糙度要求较高为Ra 12.5μm ，其加工方式可以分为钻，扩，两步，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-28，确定工序尺寸及余量为： 钻孔：φ9. 8mm
扩孔：φ10.5mm 2Z=0.7mm
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）
工序1：粗铣φ60mm 两外圆端面
机床：立式铣床X51
刀具：端铣刀 d =63mm 粗齿数Z =6， （1）、粗铣
铣削深度a w ：a w =2mm
每齿进给量a f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-7，按机床功率为5~10KW 取a f =0. 08mm /z
铣削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-9，取
V =44. 9m /min ，
机床主轴转速n ：n =
1000V
式（2-6-1） πd 0
取V =45m /min , d 0=63mm 代入公式（2-6-1）得：
n =
1000⨯45m /min
≈227. 47r /min
3. 14⨯63mm
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-15，取n =210r /min 实际铣削速度V '：V '=
πd 0n
1000
=
3. 14⨯63mm ⨯210r /min
≈41. 5m /min
1000
工作台每分进给量f m ：f m =f z zn w 式（2-6-2）
取f z =a f =0.08，Z =6，n w =n =210r /min 代入公式（2-6-2）得：
f m =0. 08⨯6⨯210r /min =100. 8mm /min 取f m =100mm /min
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表5-43 被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知l =60mm 刀具切入长度l 1：l 1=14mm 刀具切出长度l 2：l 2=3mm 走刀次数为1 机动时间t j 1：t j 1=
l +l 1+l 2
f m
取l =60mm ，l 1=14mm ，l 2=3mm , f m =100mm /min 代入公式得：
t j 1=
60mm +14mm +3mm
=0. 73min
100mm /min
以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 73min =1. 46min
+0. 05
工序2：钻，扩，铰φ370mm 孔，倒角1.5⨯30
机床：立式铣床X51
刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀 （1）、钻φ35mm 孔
切削深度a p ：a p =1.6㎜
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-21，表5-22，表5-41取f =0. 30~0. 60mm /r
由于本零件在加工φ35mm 孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f =(0. 30~0. 60) ⨯0. 75mm /r =(0. 225~0. 45) mm /r
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-22，取f =0. 40mm /r 取切削速度V =24m /min 取V =24, d 0=35代入以下公式得
机床主轴转速n ：n =
1000V 1000⨯24
=≈218r /min ，根据《机械制造技术πd 03.14⨯35
基础课程设计指导教程》表9-3，取n =233r /min 实际切削速度V '：V '=
πd 0n
1000
=
3.14⨯35⨯233
≈25.6m /min
1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表5-41 被切削层长度l ：l =76mm 刀具切入长度l 1：l =20mm 刀具切出长度l 2：l =3mm 走刀次数为1 机动时间t j ：t j 1=
l +l 1+l 2
fn
取l =76mm ，l =20mm ，l =3mm , f =0.45, n =233代入以下公式得：
t j 1=
76+20+3
≈0.94min
233⨯0.45
（2）、扩φ35mm 孔
切削深度a p ：a p =0. 875mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，
f =(0. 9~1. 2) mm /r ⨯0. 7=(0. 63~0. 84) mm /r
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，取f =0. 8mm /r 切削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-24，取
V =58m /min
取V =58, d 0=36.8代入以下公式得
机床主轴转速n ：n =
1000V 1000⨯58
=≈502r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯36. 8
术基础课程设计指导教程》表4-15取n =490r /min 实际切削速度V '：V '=
πd 0n
1000
=
3. 14⨯36. 8⨯490
≈56. 6m /min
1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41 被切削层长度l ：l =76mm 刀具切入长度l 1 l =4mm 刀具切出长度l 2：l =3mm 走刀次数为1
取l =76mm ，l 1=4，l 2=3, f =0. 8, n =490代入公式得： 机动时间t j 1：t j 1=
l +l 1+l 276+4+3
=≈0. 21min fn 0. 8⨯490
+0. 05
（3）铰φ370mm 孔
切削深度a p ：a p =0.075mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-25，取
f =(0. 8~2. 5) mm /r
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-28，取f =1. 5mm /r 取切削速度V =70m /min 取V =70, d 0=37代入以下公式得
机床主轴转速n ：n =
1000V 1000⨯70
=≈603r /min ，根据《机械制造技术πd 03. 14⨯37
基础课程设计指导教程》表4-15，取n =590r /min 实际切削速度V '：V '=
πd 0n
1000
=
3. 14⨯37⨯590
≈68. 5m /min
1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =76mm
刀具切入长度l 1：l =5mm
刀具切出长度l 2：l =20mm
走刀次数为1
取l =76，l 1=5，l 2=20，f =1. 5，n =590代入以下公式得：
机动时间t j ：t j 1=l +l 1+l 276+5+20=≈0. 11min fn 1. 5⨯590
（4）倒角1.5⨯30 。采用150︒锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速与扩孔时相同：n =490r /min ，手动进给。
+0. 045工序3：粗铣φ300mm 孔的内侧面
机床：立式铣床X51
刀具：端铣刀 d =50mm 粗齿数Z =6
铣削深度a p ：a p =2mm
每齿进给量f z ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-13，取f z =0. 08mm /z
铣削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-13，取V =66m /min ，
取V =66, d 0=50代入以下公式得
机床主轴转速n ： n =1000V 1000⨯66=≈420r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯50
术基础课程设计指导教程》表5-13，取n =380r /min
实际铣削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯50⨯380≈59. 7m /min 1000
取f z =a f =0.08，Z =6，n w =n =380代入以下公式得：
工作台每分进给量f m ：f m =f z zn w =0. 08⨯6⨯380=182. 4mm /min
取f m =180mm /min
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-43
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知l =60mm
刀具切入长度l 1：l 1=30
刀具切出长度l 2：取l 2=2mm
走刀次数为1
取l =60mm ，l 1=30，l 2=2mm , f m =180mm /min 代入以下公式得：
机动时间t j 1：t j 1=l +l 1+l 260+30+2=≈0. 51min f m 180
以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 51=1. 02min
+0. 045 工序4：粗铣φ300mm 孔的外侧面
机床：立式铣床X51
刀具：端铣刀 d =50mm 粗齿数Z =6
铣削深度a p ：a p =2mm
每齿进给量f z ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-13，取f z =0. 08mm /z
铣削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-13，取V =66m /min ，
取V =66, d 0=50代入以下公式得
机床主轴转速n ： n =1000V 1000⨯66=≈420r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯50
术基础课程设计指导教程》表5-13，取n =380r /min
实际铣削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯50⨯380≈59. 7m /min 1000
取f z =a f =0.08，Z =6，n w =n =380代入以下公式得：
工作台每分进给量f m ：f m =f z zn w =0. 08⨯6⨯380=182. 4mm /min
取f m =180mm /min
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-43
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知l =60mm
刀具切入长度l 1：l 1=30
刀具切出长度l 2：取l 2=2mm
走刀次数为1
取l =60mm ，l 1=30，l 2=2mm , f m =180mm /min 代入以下公式得：
机动时间t j 1：t j 1=l +l 1+l 260+30+2=≈0. 51min f m 180
以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 51=1. 02min
+0. 045工序5：钻，扩，铰φ300mm 孔，倒角1⨯45︒
机床：立式铣床X51
刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀
（1）、钻φ28mm 孔
切削深度a p ：a p =1mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-21，表5-22表5-23取f =(0. 3~0. 6) mm /r
+0. 045由于本零件在加工φ300mm 孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，
则f =(0. 3~0. 6) ⨯0. 75mm /r =(0. 225~0. 45) mm /r
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-21，取f =0.32mm /r 取切削速度V =20m /min
取V =20, d 0=28代入公式得
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯20=≈227. 5r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯28
术基础课程设计指导教程》表4-15，取n =210r /min
实际切削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯28⨯210≈18. 5m /min 1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =22mm
刀具切入长度l 1：l =20mm
刀具切出长度l 2：l =3mm
走刀次数为1
取l =22，l 1=20，l 2=3, f =0. 32, n =210代入公式得：
机动时间t j ：t j 1=l +l 1+l 222+20+3=≈0. 67min fn 0. 32⨯210
以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 67=1. 34min
（2）、扩φ29.8mm 孔
切削深度a p ：a p =0. 9mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，
f =(0. 8~1. 0) ⨯0. 7=(0. 56~0. 7) mm /r
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，取f =0.6mm /r 切削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-24，取V =63. 3m /min
取V =63.3, d 0=29.8代入以下公式得
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯63. 3=≈676. 5r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯29. 8
术基础课程设计指导教程》表4-15取n =725r /min
实际切削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯29. 8⨯725≈67. 8m /min 1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =22mm
刀具切入长度l 1 l =4mm
刀具切出长度l 2：l =3mm
走刀次数为1
取l =22，l 1=4，l 2=3，f =0.6，n =725代入公式得：
机动时间t j 1：t j 1=l +l 1+l 222+4+3=≈0. 07min fn 0. 6⨯725
以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 07=0. 14min
+0. 045（3）铰φ300mm 孔
切削深度a p ：a p =0. 1mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-25，取f =(0. 8~2. 5) mm /r
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-28，取f =1.2mm /r 取切削速度V =65m /min
取V =65, d 0=30代入以下公式得：
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯65=≈690r /min ，根据《机械制造技术πd 03. 14⨯30
基础课程设计指导教程》表4-15，取n =725r /min
实际切削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯30⨯725≈68. 3m /min 1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =22mm
刀具切入长度l 1：l =5mm
刀具切出长度l 2：l =20mm
走刀次数为1
取l =22，l 1=5，l 2=20, f =1.2, n =725代入以下公式得：
机动时间t j ：t j 1=l +l 1+l 222+5+20=≈0. 05min fn 1. 2⨯725
以上为铰一个孔的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 05=0. 1min
（4）倒角1⨯45 。采用90︒锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速与扩孔时相同：n =725r /min ，手动进给。
工序6：钻，扩φ10.5mm 孔
机床：立式铣床X51
刀具：麻花钻、扩孔钻、
（1）、钻Φ9. 8㎜孔
切削深度a p ：a p =4.9mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-21，取f =0. 2mm /r
由于本零件在加工φ10. 5mm 孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f =0. 2⨯0. 75=0. 15mm /r
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-21，取切削速度V =20m /min 取V =20, d 0=9代入以下公式得：
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯20==707. 7r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯9
术基础课程设计指导教程》表4-15，取n =725r /min
实际切削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯9⨯725≈20. 5m /min 1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =48mm
刀具切入长度l 1：l =8mm
刀具切出长度l 2：l =3mm
走刀次数为1
取l =48，l 1=8，l 2=3, f =0. 15, n =725代入以下公式得：
机动时间t j ：t j 1=l +l 1+l 248+8+3=≈0. 54min fn 0. 15⨯725
以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 54=1. 08min
（2）、扩φ10.5mm 孔
切削深度a p ：a p =0.35㎜
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，
f =(0. 6~0. 7) ⨯0. 7=(0. 42~0. 49) mm /r
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，取f =0. 45mm /r
切削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-24，取V =56. 5m /min
取V =56.5, d 0=10.5代入以下公式得
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯56. 5=≈1714r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯10. 5
术基础课程设计指导教程》表4-15取n =1800r /min
实际切削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯10. 5⨯1800≈59. 3m /min 1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =48mm
刀具切入长度l 1 l =8mm
刀具切出长度l 2：l =3mm
走刀次数为1
取l =48，l 1=8，l 2=3, f =0. 45, n =1800代入以下公式得：
机动时间t j 1：t j 1=l +l 1+l 248+8+3=≈0. 07min fn 0. 45⨯1800
以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 07=0. 14min
工序7：粗铣宽度为4mm 的开口槽
机床：立式铣床X51
刀具：槽铣刀 d =80mm 粗齿数Z =20 L =4
铣削深度a w ：a w =22mm
每齿进给量a f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-19，取a f =0. 08mm /Z ，
铣削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-20，取V =(232~273) m /min ，
取V =235, d 0=80代入以下公式得：
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯235==935. 5r /min ，根据《机械制造技术基πd 03. 14⨯80
础课程设计指导教程》表4-15，取n =725r /min
实际铣削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯80⨯725≈182. 1m /min 1000
取f z =a f =0. 08mm /Z ，Z =20，n w =n =725r /min 代入以下公式得： 工作台每分进给量f m ：f m =f z zn w =0. 08⨯20⨯725=1160mm /min
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表5-43
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知l =22mm
刀具切入长度l 1：l 1=30
刀具切出长度l 2：取l 2=2mm
走刀次数为1
取l =22，l 1=30，l 2=2, f m =1160 代入以下公式得：
机动时间t j 1：t j 1=l +l 1+l 222+30+2=≈0. 05min f m 1160
2.7 本章小结
本章主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺进行设计。先要明确零件的作用 ，本次设计的后钢板弹簧吊耳的主要作用就是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常的缓冲作用。确定了零件的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸后，就可以对零件的工艺路线进行分析，制定出几套工艺方案，然后对这几套方案进行分析比较，选择最优方案，最后进行时间定额计算及生产安排。优良的加工工艺是能否生产出合格，优质零件的必要前提，所以对加工工艺的设计十分重要，设计时要反复比较，选择最优方案。
3 加工φ30mm 工艺孔夹具设计
3.1加工φ30mm 工艺孔夹具设计
本夹具主要用来钻、扩、铰两个工艺孔φ30mm 。这两个工艺孔均有尺寸精度要求为+0.043mm ，表面粗糙度要求，表面粗糙度为1.6μm ，与端面垂直。并用于以后φ10.5mm 加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本道工序为后钢板弹簧吊耳加工的第五道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强
度。
3.2定位方案的分析和定位基准的选择
由零件图可知，两工艺孔位于零件R 24mm 孔内外侧面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与侧面垂直。为了保证所钻、铰的孔与侧面垂直并保证两工艺孔能在后续的孔加工工序中使φ10.5mm 孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择φ60mm 外圆端面和与φ37mm 之配合的心轴为主要定位基准限制工件的五个自由度，用一个定位销限制工件的另一个自由度。采用螺母夹紧。
图3.2 定位分析图
3.3定位误差分析
本工序选用的工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为垂直放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。不过这时的径向定位误差不再只是单向的了，而是在水平面内任意方向上都有可能发生，其最大值也比心轴水平放置时大一倍。见下图。
∆Yx =∆Yy =ε+T D +Td =0.031+0.021+0.012=0.064
式中 ε——定位副间的最小配合间隙（mm ）；
T D ——工件圆孔直径公差（mm ）；
Td ——心轴外圆直径公差（mm ）。
图3.2 心轴垂直放置时定位分析图
3.4切削力的计算与夹紧力分析
由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由《切削手册》得：
钻削力 F =26Df 0. 8HB 0. 6 式（3-1）
钻削力矩 T =10D 1. 9f 0. 8HB 0. 6 式（3-2）
式中：D =30mm HB =HB m a -x 1(HB 3HB m -a x =i 187-(187-149)=174 )m n 13
1 f =0. 32代入公式（3-1）和（3-2）得 m m ⋅-r
∴F =26⨯30⨯0.320.8⨯1740.6=6896N
. 90. 8⨯0. 32⨯ T =10⨯3100. 6174=5N 63m ⋅2m 0
本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。
3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计
工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其
+0.043结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔φ300mm
分钻、扩、铰三个工步完成加工。即先用φ28mm 的麻花钻钻孔，根据GB/T
0.0346135.2-1996规定钻头上偏差为零，钻套孔径为φ28+
+0.016mm 。再用φ29.8mm 标准
扩孔钻扩孔，根据GB/T 4256-1984规定φ29.8mm 扩孔钻的尺寸为φ29.80
-0.027mm ，
+0. 034钻套尺寸为φ29.8。最后用φ30mm 的标准铰刀铰孔，根据机GB/T +0. 01mm 6
0.015+0.0391132-1984规定标准铰刀尺寸为φ30+故钻套孔径尺寸为mm φ30+0.008+0.021mm 。
图 3.3 快换钻套图
铰工艺孔钻套结构参数如下表：
衬套选用固定衬套其结构如图所示：
图 3.4 固定衬套图
其结构参数如下表：
夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图2所示。
3.6夹具精度分析
利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。 本道工序加工中主要保证两工艺孔尺寸φ30+0.043mm 及同轴度公差φ0.01mm 及表面粗糙度1.6μm 。本道工序最后采用精铰加工，根据GB/T 1132-1984采用铰刀，
0. 015+0. 039直径为φ30+，并采用钻套，铰刀导套孔径为mm d =φ30mm ，外径为+0. 008+0. 021
0.023+0.034同轴度公差为。固定衬套采用孔径为同轴φ0. 005mm D =40+mm φ40+0.012+0.016mm ，
度公差为φ0. 005mm 。
该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）、各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为φ30-φ0.01=φ29.99mm 的理想圆柱面的控制。（2）、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸φ30mm 。（3）、当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸φ30mm 时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）、如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为φ30.043mm 时，相对于最大实体尺寸φ30mm 的偏离量为φ0.043mm ，此时轴线的位置度误差可达到其最大值φ0.01+φ0.043=φ0.053mm 。
0.015工艺孔的尺寸φ30+0.043mm ，由选用的铰刀尺寸φ30+
+0.008mm 满足。
工艺孔的表面粗糙度1.6μm ，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。
3.7夹具设计及操作的简要说明
由零件图可知，两工艺孔位于零件R 24mm 孔内外侧面上，其有尺寸精度要
求和表面粗糙度要求并应与侧面垂直。为了保证所钻、铰的孔与侧面垂直并保证两工艺孔能在后续的孔加工工序中使φ10.5mm 孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择φ60mm 外圆端面为主要定位基面以限制工件的三个自由度，以φ37mm 孔限制工件的两个自由度，用一个挡块定位限制工件的另一个自由度。
3.8本章小结
在本章中，夹具主要用来加工后钢板弹簧吊耳φ30mm 工艺孔。首先应明确本夹具中的夹紧定位机构，在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时，φ60mm 外圆端面已经精铣，φ37mm 工艺孔已经加工出。本工艺孔的定位基准应选择φ60mm 外圆端面和与φ37mm 之配合的心轴为主要定位基准限制工件的五个自由度，用一个定位销限制工件的另一个自由度。采用螺母夹紧。然后按照有关公式进行切削力和夹紧力的计算，然后对钻床夹具必不可少的钻套和衬套进行设计，还应对夹具精度进行分析。
夹具是制造系统的重要组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。所以对夹具设计也是非常重要的。
结 论
后钢板弹簧吊耳的加工工艺及夹具设计，主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺和夹具进行设计。后钢板弹簧吊耳的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，机械加工余量和切削用量、基本工时的确定，夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合理，夹具的定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的，能保证加工工件的精度。在设计中需要考虑到很多问题，如工艺路线的选择，必须保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时，要合理选择定位基准选择，同时考虑定位以及由定位造成对加工的零件的精度的影响。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。在这个过程中，对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解，增强了对本专业综合知识运用的能力，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。
参 考 文 献
[1]徐嘉元, 曾家驹. 机械制造工艺学[M].北京:机械工业出版社
[2]赵家齐. 机械制造工艺学课程设计指导书[M].北京:机械工业出版社
[3]李益民. 械制造工艺设计简明手册[M].北京:机械工业出版社
[4]艾兴, 诗纲. 削用量简明手册[M].北京:机械工业出版社
[5]浦林祥. 金属切削机床夹具设计手册[M].北京:机械工业出版社,1984
[6]何铭新. 机械制图[M].北京:机械工业出版社,2008。
[7]熊良山, 严晓光, 张福润. 机械制造基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2007
[8]程宏均, 方向明, 马素敏. 典型零件机械加工生产实例[M].北京:机械工业出版社,2005
[9]藤森洋三. 自动化夹具图集[M].北京:科学出版社,1982
[10]张龙勋. 机械制造工艺学课程设计指导书及习题[M].北京:机械工业出版社,2001
机械制造工艺学课程
设计任务书
指导老师： 班 级： 学 号： 姓 名：
目 录
1 设计题目及要求………………………………………………………1 2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„„2 2.1 零件分析 „ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.1.1 零件的作用 ………………………………………………………2 2.1.2 零件的工艺分析 …………………………………………………2 2.1.3 弹簧吊耳零件的技术要求 ………………………………………3 2.2 确定毛坯，绘制毛坯图 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.2.1 确定毛坯的制造形式 ……………………………………………4 2.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 …………………………4 2.2.3 吊耳毛坯尺寸公差及机械加工余量 ……………………………4 2.3 拟定弹簧吊耳工艺路线 …………………………………………6 2.3.1 零件的加工定位基准 ……………………………………………6 2.3.2 零件表面加工方法的确定，吊耳各表面加工方案………………7 2.3.3 工序顺序的安排 …………………………………………………8 2.3.4 工艺方案的比较与分析 …………………………………………8 2.3.5 确定吊耳工艺路线 ………………………………………………9 2.4机床设备及工艺装备的选用………………………………………10 2.4.1 机床设备的选用…………………………………………………10 2.4.2 工艺装备的选用…………………………………………………11 2.5 加工余量，工序尺寸和公差的确定………………………………11 2.5.1 工序1—加工 孔两外圆端面至设计尺寸的加工余量，工序尺寸
和公差的确定…………………………………………………………11 2.5.2 工序5—钻-扩-铰 孔的加工余量，工序尺寸和公差的确定…12 2.5.3 吊耳各加工表面的机械加工余量………………………………13 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）…………………………14 2.7 本章小结 …………………………………………………………25 3加工φ30mm 工艺孔夹具设计 ……………………………………… 25 3.1 加工φ30mm 工艺孔夹具设 ………………………………………25 3.2定位方案的分析和定位基准的选择………………………………26 3.3定位误差分析………………………………………………………26 3.4切削力的计算与夹紧力分析………………………………………27 3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计………………………………27 3.6夹具精度分析………………………………………………………29 3.7夹具设计及操作的简要说明………………………………………29 3.8 本章小结 …………………………………………………………30 结论……………………………………………………………………31参考文献 ………………………………………………………………32
1 设计题目及要求
题目：设计“后钢板弹簧吊耳”零件的机制加工工艺规程及工艺装备
设计要求：
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 4、结构设计装配图 5、结构设计零件图 6、课程设计说明书 张 张 张 份 1 1 1 1
2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用
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2.1 后钢板弹簧吊耳零件图
2.1.2零件的工艺分析
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 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：。
. 05
φ60mm 两外圆端面的铣削，加工φ3700mm 的孔，其中φ60mm 两外圆端面表面. 05粗糙度要求为Ra 6.3μm ，φ3700mm 的孔表面粗糙度要求为Ra 1.6μm
0. 045
φ30mm 孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个0（2）以
. 045. 045
φ300mm 的孔，2个φ10.5mm 的孔、2个φ300mm 孔的内外两侧面的铣削，宽000. 045
φ30mm 同一中心线上数值为φ0.01的同轴度要0度为4mm 的开口槽的铣削，在
0. 045
φ30mm 的孔表面粗糙度要求为Ra 1.6μm ，2个φ10.5mm 的孔表0求。其中2个
0. 045
φ30mm 孔的内侧面表面粗糙度要求为0面粗糙度要求为Ra 12.5μm ，2个
0. 045
φ30mm 孔的外侧面表面粗糙度要求为Ra 50μm ，02个宽度为4mm Ra 12.5μm ，
的开口槽的表面粗糙度要求为Ra 50μm 。
2.1.3弹簧吊耳零件的技术要求
2.2确定毛坯，绘制毛坯图
2.2.1 确定毛坯的制造形式
“后钢板弹簧吊耳”零件材料为35钢，硬度HBS 为149～187，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。由于生量已达到大批生产的水平（N=40000），而且零件的轮廓尺寸不大，为提高生产效率和锻件精度，故可以采用模锻制造毛坯。
2.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-10~表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。
1. 公差等级
由弹簧吊耳的功用及其技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。
2. 锻件重量
已知机械加工后弹簧吊耳的重量为2.6kg ，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为4kg 。
3. 锻件材质系数
该弹簧吊耳材料为35号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M 1级。
4. 锻件分模线形状
根据该弹簧吊耳的形位特点，故选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线，如图2-2-4弹簧吊耳锻造毛坯图所示。
2.2.3 吊耳毛坯尺寸公差及机械加工余量
由弹簧吊耳零件图可知，该零件各加工表面的粗糙度Ra 均大于1. 6 m 。 根据上述各因素，可查表确定该锻件的尺寸公差及机械加工余量，所得结果列于表2-2-4中。
表2-2-4毛坯尺寸公差及机械加工余量
吊耳零件毛坯图如下：
图2-2-4
2.3拟定弹簧吊耳工艺路线 2.3.1 零件的加工定位基准
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。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. 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φ60mm 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
+0. 5φ370mm 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φ60mm 两外圆端面作为精基准。
2.3.2零件表面加工方法的确定，吊耳各表面加工方案
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加工方法，如图2-3-2所示。
2.3.3工序顺序的安排
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. 工艺方案一，如表2-3-3-1所示。
2. 工艺方案二，如表2-3-3-2所示。
2.3.4 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φ60mm 两外圆端面，然后
+0. 05+0. 045
再以此为基面加工φ370mm 孔，再加工φ10.5mm 孔，φ300mm 孔，最后加工+0. 045φ300mm 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
+0. 045+0. 045工φ300mm 孔的内外侧面，再以此为基面加工φ10.5mm 孔，φ300mm 孔，+0. 05宽度为4mm 的开口槽，最后加工φ60mm 两外圆端面，φ370mm 孔。
经比较可见，先加工φ60mm 两外圆端面，以后位置度较易保证，并且定位
+0. 045及装夹都较方便，但方案一中先加工φ10.5mm 孔，φ300mm 孔，再加工+0. 045φ300mm 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2-3-4：
2.3.5确定吊耳工艺路线
在综合考虑以上工序顺序安排原则的基础上，以表2-3-5列出弹簧吊耳的工艺路线。
2.4机床设备及工艺装备的选用 2.4.1机床设备的选用
在大批生产的条件下，可选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。所选用的通用设备应提出机床型号，如该弹簧吊耳零件选用的通用设备“立式铣床X51”。
2.4.2工艺装备的选用
工艺装备主要包括刀具，夹具和量具。该弹簧吊耳零件的工艺装备在工序卡中都有说明，其中由于生产类型为大批量生产，故夹具选用的是专用夹具。
2.5加工余量，工序尺寸和公差的确定
2.5.1工序1—加工φ60mm 孔两外圆端面至设计尺寸的加工余量，工序尺寸和公差的确定
第一道工序的加工过程为：
1） 以φ60mm 左端面A 定位，粗铣右端面B ，保证工序尺寸P 1，余量Z 1； 2） 以φ60mm 右端面B 定位，粗铣左端面A ，保证工序尺寸P 2，余量Z 2, 达
0. 2
到零件图设计尺寸D 的要求，76--0. 6mm 。
由图2-5-1-1所示加工方案，可以找出全部工艺尺寸链，如图2-5-1-2所示，求解各工序尺寸及公差的顺序如下：
图2-5-1-1 第1道工序加工方案示意图
图2-5-1-2 第1道工序工艺尺寸链图
0. 2
1） 从图2-5-1-2a 知，P 2=D =76--0. 6mm ；
2） 从图2-5-1-2b 知，P 1=P 2+Z 2, 其中Z 2为粗铣余量，由《机械制造技术
基础课程设计指导教程》表2-35，由于B 面的加工余量是经粗铣一次切除的，故Z 2应等于B 面的毛坯余量，即Z 2=2mm ，
由《机械制造技术基础课程设计指导教程》P 1=P 2+Z 2=76+2=78mm 。表1-20确定该粗铣工序的经济加工精度等级为IT=12，其公差值为
0. 54mm ，故P 1=(78±0. 27) mm 。
为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。 余量Z 2的校核。在图2-5-1-2b 所示的尺寸链中Z 2是封闭环，故：
Z 2max =P 1max -P 2min =78. 27-75. 73=2. 54mm Z 2min =P 1min -P 2max =77. 73-76. 27=1. 46mm
余量校核结果表明，所确定的工序尺寸及公差是合理的。
0. 20将工序尺寸按“入体原则”表示：P 2=76-，mm P =78-0. 61-0. 54mm 。 +0. 045
φ302.5.2 工序5—钻-扩-铰0mm 孔的加工余量，工序尺寸和公差的
确定
由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-28可查得，精铰余量
Z j =0，07mm ；粗铰余量Z C =0. 13mm ；扩孔余量Z K =1. 8mm ；钻孔余量Z Z =13mm 。查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：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：0.021mm ；粗铰：0.084mm ；扩孔：0.130mm ；钻：0.210mm 。
+0. 045
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：φ300mm ；+0. 084+0. 13+0. 21
粗铰：φ29. 930mm ；扩孔：φ29. 80mm ；钻孔：φ280mm ，它们的相互关
系如图2-5-2所示。
+0. 045
图2-5-2 钻-扩-铰φ300mm 孔加工余量，工序尺寸及公差相互关系图
2.5.3 吊耳各加工表面的机械加工余量
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，工序尺寸如下：
(1) 铣φ60mm 两外圆端面
考虑其加工表面粗糙度要求为Ra 6.3μm ，粗铣就可以达到，根据上表2-4，取2Z=4mm 已能满足要求
+0. 05
φ37mm 孔 0(2) 加工
其表面粗糙度要求较高为Ra 1.6μm ，其加工方式可以分为扩，铰两步，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-28，确定工序尺寸及余量为： 钻孔：φ35mm
扩孔：φ36.8mm 2Z=1.8mm
+0. 05
铰孔：φ370mm 2Z=0.2mm +0. 045
φ30mm 孔的内侧面 0(3) 铣
考虑其表面粗糙度要求为Ra1.6um ，只要求粗加工，根据上表2-4，取2Z=4mm 已能满足要求。
+0. 045φ30mm 孔的外侧面 0(4) 铣
考虑其表面粗糙度要求为Ra 50μm ，只要求粗加工，根据上表2-4，取2Z=4mm 已能满足要求。
+0. 045
φ30mm 孔 0(5) 加工
其表面粗糙度要求较高为Ra 1.6μm ，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-28，确定工序尺寸及余量为： 钻孔：φ28mm
扩孔：φ29.8mm 2Z=1.8mm
+0. 045
铰孔：φ300mm 2Z=0.2mm
(6) 加工φ10.5mm 孔
其表面粗糙度要求较高为Ra 12.5μm ，其加工方式可以分为钻，扩，两步，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-28，确定工序尺寸及余量为： 钻孔：φ9. 8mm
扩孔：φ10.5mm 2Z=0.7mm
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）
工序1：粗铣φ60mm 两外圆端面
机床：立式铣床X51
刀具：端铣刀 d =63mm 粗齿数Z =6， （1）、粗铣
铣削深度a w ：a w =2mm
每齿进给量a f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-7，按机床功率为5~10KW 取a f =0. 08mm /z
铣削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-9，取
V =44. 9m /min ，
机床主轴转速n ：n =
1000V
式（2-6-1） πd 0
取V =45m /min , d 0=63mm 代入公式（2-6-1）得：
n =
1000⨯45m /min
≈227. 47r /min
3. 14⨯63mm
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-15，取n =210r /min 实际铣削速度V '：V '=
πd 0n
1000
=
3. 14⨯63mm ⨯210r /min
≈41. 5m /min
1000
工作台每分进给量f m ：f m =f z zn w 式（2-6-2）
取f z =a f =0.08，Z =6，n w =n =210r /min 代入公式（2-6-2）得：
f m =0. 08⨯6⨯210r /min =100. 8mm /min 取f m =100mm /min
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表5-43 被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知l =60mm 刀具切入长度l 1：l 1=14mm 刀具切出长度l 2：l 2=3mm 走刀次数为1 机动时间t j 1：t j 1=
l +l 1+l 2
f m
取l =60mm ，l 1=14mm ，l 2=3mm , f m =100mm /min 代入公式得：
t j 1=
60mm +14mm +3mm
=0. 73min
100mm /min
以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 73min =1. 46min
+0. 05
工序2：钻，扩，铰φ370mm 孔，倒角1.5⨯30
机床：立式铣床X51
刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀 （1）、钻φ35mm 孔
切削深度a p ：a p =1.6㎜
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-21，表5-22，表5-41取f =0. 30~0. 60mm /r
由于本零件在加工φ35mm 孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f =(0. 30~0. 60) ⨯0. 75mm /r =(0. 225~0. 45) mm /r
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-22，取f =0. 40mm /r 取切削速度V =24m /min 取V =24, d 0=35代入以下公式得
机床主轴转速n ：n =
1000V 1000⨯24
=≈218r /min ，根据《机械制造技术πd 03.14⨯35
基础课程设计指导教程》表9-3，取n =233r /min 实际切削速度V '：V '=
πd 0n
1000
=
3.14⨯35⨯233
≈25.6m /min
1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表5-41 被切削层长度l ：l =76mm 刀具切入长度l 1：l =20mm 刀具切出长度l 2：l =3mm 走刀次数为1 机动时间t j ：t j 1=
l +l 1+l 2
fn
取l =76mm ，l =20mm ，l =3mm , f =0.45, n =233代入以下公式得：
t j 1=
76+20+3
≈0.94min
233⨯0.45
（2）、扩φ35mm 孔
切削深度a p ：a p =0. 875mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，
f =(0. 9~1. 2) mm /r ⨯0. 7=(0. 63~0. 84) mm /r
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，取f =0. 8mm /r 切削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-24，取
V =58m /min
取V =58, d 0=36.8代入以下公式得
机床主轴转速n ：n =
1000V 1000⨯58
=≈502r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯36. 8
术基础课程设计指导教程》表4-15取n =490r /min 实际切削速度V '：V '=
πd 0n
1000
=
3. 14⨯36. 8⨯490
≈56. 6m /min
1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41 被切削层长度l ：l =76mm 刀具切入长度l 1 l =4mm 刀具切出长度l 2：l =3mm 走刀次数为1
取l =76mm ，l 1=4，l 2=3, f =0. 8, n =490代入公式得： 机动时间t j 1：t j 1=
l +l 1+l 276+4+3
=≈0. 21min fn 0. 8⨯490
+0. 05
（3）铰φ370mm 孔
切削深度a p ：a p =0.075mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-25，取
f =(0. 8~2. 5) mm /r
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-28，取f =1. 5mm /r 取切削速度V =70m /min 取V =70, d 0=37代入以下公式得
机床主轴转速n ：n =
1000V 1000⨯70
=≈603r /min ，根据《机械制造技术πd 03. 14⨯37
基础课程设计指导教程》表4-15，取n =590r /min 实际切削速度V '：V '=
πd 0n
1000
=
3. 14⨯37⨯590
≈68. 5m /min
1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =76mm
刀具切入长度l 1：l =5mm
刀具切出长度l 2：l =20mm
走刀次数为1
取l =76，l 1=5，l 2=20，f =1. 5，n =590代入以下公式得：
机动时间t j ：t j 1=l +l 1+l 276+5+20=≈0. 11min fn 1. 5⨯590
（4）倒角1.5⨯30 。采用150︒锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速与扩孔时相同：n =490r /min ，手动进给。
+0. 045工序3：粗铣φ300mm 孔的内侧面
机床：立式铣床X51
刀具：端铣刀 d =50mm 粗齿数Z =6
铣削深度a p ：a p =2mm
每齿进给量f z ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-13，取f z =0. 08mm /z
铣削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-13，取V =66m /min ，
取V =66, d 0=50代入以下公式得
机床主轴转速n ： n =1000V 1000⨯66=≈420r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯50
术基础课程设计指导教程》表5-13，取n =380r /min
实际铣削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯50⨯380≈59. 7m /min 1000
取f z =a f =0.08，Z =6，n w =n =380代入以下公式得：
工作台每分进给量f m ：f m =f z zn w =0. 08⨯6⨯380=182. 4mm /min
取f m =180mm /min
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-43
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知l =60mm
刀具切入长度l 1：l 1=30
刀具切出长度l 2：取l 2=2mm
走刀次数为1
取l =60mm ，l 1=30，l 2=2mm , f m =180mm /min 代入以下公式得：
机动时间t j 1：t j 1=l +l 1+l 260+30+2=≈0. 51min f m 180
以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 51=1. 02min
+0. 045 工序4：粗铣φ300mm 孔的外侧面
机床：立式铣床X51
刀具：端铣刀 d =50mm 粗齿数Z =6
铣削深度a p ：a p =2mm
每齿进给量f z ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-13，取f z =0. 08mm /z
铣削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-13，取V =66m /min ，
取V =66, d 0=50代入以下公式得
机床主轴转速n ： n =1000V 1000⨯66=≈420r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯50
术基础课程设计指导教程》表5-13，取n =380r /min
实际铣削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯50⨯380≈59. 7m /min 1000
取f z =a f =0.08，Z =6，n w =n =380代入以下公式得：
工作台每分进给量f m ：f m =f z zn w =0. 08⨯6⨯380=182. 4mm /min
取f m =180mm /min
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-43
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知l =60mm
刀具切入长度l 1：l 1=30
刀具切出长度l 2：取l 2=2mm
走刀次数为1
取l =60mm ，l 1=30，l 2=2mm , f m =180mm /min 代入以下公式得：
机动时间t j 1：t j 1=l +l 1+l 260+30+2=≈0. 51min f m 180
以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 51=1. 02min
+0. 045工序5：钻，扩，铰φ300mm 孔，倒角1⨯45︒
机床：立式铣床X51
刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀
（1）、钻φ28mm 孔
切削深度a p ：a p =1mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-21，表5-22表5-23取f =(0. 3~0. 6) mm /r
+0. 045由于本零件在加工φ300mm 孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，
则f =(0. 3~0. 6) ⨯0. 75mm /r =(0. 225~0. 45) mm /r
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-21，取f =0.32mm /r 取切削速度V =20m /min
取V =20, d 0=28代入公式得
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯20=≈227. 5r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯28
术基础课程设计指导教程》表4-15，取n =210r /min
实际切削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯28⨯210≈18. 5m /min 1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =22mm
刀具切入长度l 1：l =20mm
刀具切出长度l 2：l =3mm
走刀次数为1
取l =22，l 1=20，l 2=3, f =0. 32, n =210代入公式得：
机动时间t j ：t j 1=l +l 1+l 222+20+3=≈0. 67min fn 0. 32⨯210
以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 67=1. 34min
（2）、扩φ29.8mm 孔
切削深度a p ：a p =0. 9mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，
f =(0. 8~1. 0) ⨯0. 7=(0. 56~0. 7) mm /r
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，取f =0.6mm /r 切削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-24，取V =63. 3m /min
取V =63.3, d 0=29.8代入以下公式得
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯63. 3=≈676. 5r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯29. 8
术基础课程设计指导教程》表4-15取n =725r /min
实际切削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯29. 8⨯725≈67. 8m /min 1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =22mm
刀具切入长度l 1 l =4mm
刀具切出长度l 2：l =3mm
走刀次数为1
取l =22，l 1=4，l 2=3，f =0.6，n =725代入公式得：
机动时间t j 1：t j 1=l +l 1+l 222+4+3=≈0. 07min fn 0. 6⨯725
以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 07=0. 14min
+0. 045（3）铰φ300mm 孔
切削深度a p ：a p =0. 1mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-25，取f =(0. 8~2. 5) mm /r
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-28，取f =1.2mm /r 取切削速度V =65m /min
取V =65, d 0=30代入以下公式得：
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯65=≈690r /min ，根据《机械制造技术πd 03. 14⨯30
基础课程设计指导教程》表4-15，取n =725r /min
实际切削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯30⨯725≈68. 3m /min 1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =22mm
刀具切入长度l 1：l =5mm
刀具切出长度l 2：l =20mm
走刀次数为1
取l =22，l 1=5，l 2=20, f =1.2, n =725代入以下公式得：
机动时间t j ：t j 1=l +l 1+l 222+5+20=≈0. 05min fn 1. 2⨯725
以上为铰一个孔的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 05=0. 1min
（4）倒角1⨯45 。采用90︒锪钻。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速与扩孔时相同：n =725r /min ，手动进给。
工序6：钻，扩φ10.5mm 孔
机床：立式铣床X51
刀具：麻花钻、扩孔钻、
（1）、钻Φ9. 8㎜孔
切削深度a p ：a p =4.9mm
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-21，取f =0. 2mm /r
由于本零件在加工φ10. 5mm 孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f =0. 2⨯0. 75=0. 15mm /r
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-21，取切削速度V =20m /min 取V =20, d 0=9代入以下公式得：
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯20==707. 7r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯9
术基础课程设计指导教程》表4-15，取n =725r /min
实际切削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯9⨯725≈20. 5m /min 1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =48mm
刀具切入长度l 1：l =8mm
刀具切出长度l 2：l =3mm
走刀次数为1
取l =48，l 1=8，l 2=3, f =0. 15, n =725代入以下公式得：
机动时间t j ：t j 1=l +l 1+l 248+8+3=≈0. 54min fn 0. 15⨯725
以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 54=1. 08min
（2）、扩φ10.5mm 孔
切削深度a p ：a p =0.35㎜
进给量f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，
f =(0. 6~0. 7) ⨯0. 7=(0. 42~0. 49) mm /r
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，取f =0. 45mm /r
切削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-24，取V =56. 5m /min
取V =56.5, d 0=10.5代入以下公式得
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯56. 5=≈1714r /min ，根据《机械制造技πd 03. 14⨯10. 5
术基础课程设计指导教程》表4-15取n =1800r /min
实际切削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯10. 5⨯1800≈59. 3m /min 1000
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41
被切削层长度l ：l =48mm
刀具切入长度l 1 l =8mm
刀具切出长度l 2：l =3mm
走刀次数为1
取l =48，l 1=8，l 2=3, f =0. 45, n =1800代入以下公式得：
机动时间t j 1：t j 1=l +l 1+l 248+8+3=≈0. 07min fn 0. 45⨯1800
以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为
t 1=2t j 1=2⨯0. 07=0. 14min
工序7：粗铣宽度为4mm 的开口槽
机床：立式铣床X51
刀具：槽铣刀 d =80mm 粗齿数Z =20 L =4
铣削深度a w ：a w =22mm
每齿进给量a f ：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-19，取a f =0. 08mm /Z ，
铣削速度V ：参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-20，取V =(232~273) m /min ，
取V =235, d 0=80代入以下公式得：
机床主轴转速n ：n =1000V 1000⨯235==935. 5r /min ，根据《机械制造技术基πd 03. 14⨯80
础课程设计指导教程》表4-15，取n =725r /min
实际铣削速度V '：V '=πd 0n
1000=3. 14⨯80⨯725≈182. 1m /min 1000
取f z =a f =0. 08mm /Z ，Z =20，n w =n =725r /min 代入以下公式得： 工作台每分进给量f m ：f m =f z zn w =0. 08⨯20⨯725=1160mm /min
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表5-43
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知l =22mm
刀具切入长度l 1：l 1=30
刀具切出长度l 2：取l 2=2mm
走刀次数为1
取l =22，l 1=30，l 2=2, f m =1160 代入以下公式得：
机动时间t j 1：t j 1=l +l 1+l 222+30+2=≈0. 05min f m 1160
2.7 本章小结
本章主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺进行设计。先要明确零件的作用 ，本次设计的后钢板弹簧吊耳的主要作用就是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常的缓冲作用。确定了零件的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸后，就可以对零件的工艺路线进行分析，制定出几套工艺方案，然后对这几套方案进行分析比较，选择最优方案，最后进行时间定额计算及生产安排。优良的加工工艺是能否生产出合格，优质零件的必要前提，所以对加工工艺的设计十分重要，设计时要反复比较，选择最优方案。
3 加工φ30mm 工艺孔夹具设计
3.1加工φ30mm 工艺孔夹具设计
本夹具主要用来钻、扩、铰两个工艺孔φ30mm 。这两个工艺孔均有尺寸精度要求为+0.043mm ，表面粗糙度要求，表面粗糙度为1.6μm ，与端面垂直。并用于以后φ10.5mm 加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本道工序为后钢板弹簧吊耳加工的第五道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强
度。
3.2定位方案的分析和定位基准的选择
由零件图可知，两工艺孔位于零件R 24mm 孔内外侧面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与侧面垂直。为了保证所钻、铰的孔与侧面垂直并保证两工艺孔能在后续的孔加工工序中使φ10.5mm 孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择φ60mm 外圆端面和与φ37mm 之配合的心轴为主要定位基准限制工件的五个自由度，用一个定位销限制工件的另一个自由度。采用螺母夹紧。
图3.2 定位分析图
3.3定位误差分析
本工序选用的工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为垂直放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。不过这时的径向定位误差不再只是单向的了，而是在水平面内任意方向上都有可能发生，其最大值也比心轴水平放置时大一倍。见下图。
∆Yx =∆Yy =ε+T D +Td =0.031+0.021+0.012=0.064
式中 ε——定位副间的最小配合间隙（mm ）；
T D ——工件圆孔直径公差（mm ）；
Td ——心轴外圆直径公差（mm ）。
图3.2 心轴垂直放置时定位分析图
3.4切削力的计算与夹紧力分析
由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由《切削手册》得：
钻削力 F =26Df 0. 8HB 0. 6 式（3-1）
钻削力矩 T =10D 1. 9f 0. 8HB 0. 6 式（3-2）
式中：D =30mm HB =HB m a -x 1(HB 3HB m -a x =i 187-(187-149)=174 )m n 13
1 f =0. 32代入公式（3-1）和（3-2）得 m m ⋅-r
∴F =26⨯30⨯0.320.8⨯1740.6=6896N
. 90. 8⨯0. 32⨯ T =10⨯3100. 6174=5N 63m ⋅2m 0
本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。
3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计
工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其
+0.043结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔φ300mm
分钻、扩、铰三个工步完成加工。即先用φ28mm 的麻花钻钻孔，根据GB/T
0.0346135.2-1996规定钻头上偏差为零，钻套孔径为φ28+
+0.016mm 。再用φ29.8mm 标准
扩孔钻扩孔，根据GB/T 4256-1984规定φ29.8mm 扩孔钻的尺寸为φ29.80
-0.027mm ，
+0. 034钻套尺寸为φ29.8。最后用φ30mm 的标准铰刀铰孔，根据机GB/T +0. 01mm 6
0.015+0.0391132-1984规定标准铰刀尺寸为φ30+故钻套孔径尺寸为mm φ30+0.008+0.021mm 。
图 3.3 快换钻套图
铰工艺孔钻套结构参数如下表：
衬套选用固定衬套其结构如图所示：
图 3.4 固定衬套图
其结构参数如下表：
夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图2所示。
3.6夹具精度分析
利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。 本道工序加工中主要保证两工艺孔尺寸φ30+0.043mm 及同轴度公差φ0.01mm 及表面粗糙度1.6μm 。本道工序最后采用精铰加工，根据GB/T 1132-1984采用铰刀，
0. 015+0. 039直径为φ30+，并采用钻套，铰刀导套孔径为mm d =φ30mm ，外径为+0. 008+0. 021
0.023+0.034同轴度公差为。固定衬套采用孔径为同轴φ0. 005mm D =40+mm φ40+0.012+0.016mm ，
度公差为φ0. 005mm 。
该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）、各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为φ30-φ0.01=φ29.99mm 的理想圆柱面的控制。（2）、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸φ30mm 。（3）、当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸φ30mm 时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）、如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为φ30.043mm 时，相对于最大实体尺寸φ30mm 的偏离量为φ0.043mm ，此时轴线的位置度误差可达到其最大值φ0.01+φ0.043=φ0.053mm 。
0.015工艺孔的尺寸φ30+0.043mm ，由选用的铰刀尺寸φ30+
+0.008mm 满足。
工艺孔的表面粗糙度1.6μm ，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。
3.7夹具设计及操作的简要说明
由零件图可知，两工艺孔位于零件R 24mm 孔内外侧面上，其有尺寸精度要
求和表面粗糙度要求并应与侧面垂直。为了保证所钻、铰的孔与侧面垂直并保证两工艺孔能在后续的孔加工工序中使φ10.5mm 孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择φ60mm 外圆端面为主要定位基面以限制工件的三个自由度，以φ37mm 孔限制工件的两个自由度，用一个挡块定位限制工件的另一个自由度。
3.8本章小结
在本章中，夹具主要用来加工后钢板弹簧吊耳φ30mm 工艺孔。首先应明确本夹具中的夹紧定位机构，在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时，φ60mm 外圆端面已经精铣，φ37mm 工艺孔已经加工出。本工艺孔的定位基准应选择φ60mm 外圆端面和与φ37mm 之配合的心轴为主要定位基准限制工件的五个自由度，用一个定位销限制工件的另一个自由度。采用螺母夹紧。然后按照有关公式进行切削力和夹紧力的计算，然后对钻床夹具必不可少的钻套和衬套进行设计，还应对夹具精度进行分析。
夹具是制造系统的重要组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。所以对夹具设计也是非常重要的。
结 论
后钢板弹簧吊耳的加工工艺及夹具设计，主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺和夹具进行设计。后钢板弹簧吊耳的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，机械加工余量和切削用量、基本工时的确定，夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合理，夹具的定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的，能保证加工工件的精度。在设计中需要考虑到很多问题，如工艺路线的选择，必须保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时，要合理选择定位基准选择，同时考虑定位以及由定位造成对加工的零件的精度的影响。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。在这个过程中，对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解，增强了对本专业综合知识运用的能力，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。
参 考 文 献
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