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1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計氣門搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具內(nèi)容：（1）零件一毛坯合圖 1張（2）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 12張（3）夾具裝配總圖 1張（4）夾具零件圖 一張（5）課程設(shè)計闡明書 一份原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)大綱6000件/年。 班級： 學(xué)生： 指引教師： 時間： 年 月 日目錄第一部分：設(shè)計目的 1 第二部分：設(shè)計環(huán)節(jié)一、零件的作用 1 二、擬定毛坯，畫毛坯零件合圖 2 三、工藝規(guī)程設(shè)計 3 四、加工工序設(shè)計 8五、時間定額計算 10 六、夾具設(shè)計 12 設(shè)計目的：機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)(含機(jī)床夾具設(shè)計)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)
2、行了生產(chǎn)實習(xí)的基本上進(jìn)行的一種教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題。初步具有了設(shè)計一種中檔復(fù)雜限度零件（氣門搖桿軸支座）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和措施，擬訂夾具設(shè)計方案，完畢家具構(gòu)造設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文獻(xiàn)技能的一次實踐機(jī)會，為此后的畢業(yè)設(shè)計及將來從事的工作打下良好的基本。由于能力所限，經(jīng)驗局限性，設(shè)計中尚有許多局限性之處，但愿各位教師多加指引。一 零件的分析 （一） 零件的作用氣門搖桿軸支座是柴油機(jī)一種重要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部，20（+0.10+0
3、.16）孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座通過兩個13mm孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，3mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動。（二） 零件的工藝分析 由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，合用于承受較大應(yīng)力，規(guī)定耐磨的零件。 該零件上重要加工面為上端面，下端面，左右端面，2-13mm孔和20（+0.1+0.06）mm以及3mm軸向槽的加工。20（+0.1+0.06）mm孔的尺寸精度以及下端面0.05mm的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門的傳動精度及密封，213mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.055mm。因此，
4、需要先如下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面，再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再把下端面作為精基準(zhǔn)，最后加工20（+0.1+0.06）mm孔時如下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對下端面的位置精度。由參照文獻(xiàn)（1）中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述規(guī)定可以達(dá)到的零件的構(gòu)造的工藝性也是可行的。二 擬定毛坯，畫毛坯零件合圖（附圖2）根據(jù)零件材料擬定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)大綱為6000件/年，通過計算，該零件質(zhì)量約為3Kg，由參照文獻(xiàn)（5）表14、表13可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鍛造措施選用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘存應(yīng)力，鍛造后安排人工時效解決。參照文獻(xiàn)（1）表2.312；該種鍛造公
5、差級別為CT1011，MA-H級。參照文獻(xiàn)（1）表2.3-12，用查表措施擬定各表面的加工余量如下表所示：加工表面基本尺寸加工余量級別加工余量數(shù)值闡明上端面48mmH4mm單側(cè)加工下端面50mmH3mm單側(cè)加工左端面35mmH3mm單側(cè)加工右端面35mmH3mm單側(cè)加工 三、工藝規(guī)程設(shè)計（一） 定位基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重疊的原則，實現(xiàn)V形塊十大平面的定位方式（V形塊采用聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)夾緊）。20（+0.1+0.06）mm孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，
6、定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡樸，可靠，操作以便。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到如下幾點規(guī)定，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。第一， 在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的以便性，減少輔助時間，因此粗基準(zhǔn)為上端面。鏜削20（+0.1+0.06）mm孔的定位夾緊方案：方案一：用一菱形銷加一圓柱銷定位兩個13mm的孔，再加上底面定位實現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn)類型中。方案二：用V形塊十大平面定位V形塊采用聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)實現(xiàn)對R10的外圓柱表面進(jìn)行定位，再加底面實現(xiàn)完全定位，由于13mm孔的秒個精度不需要很高，故用做定位銷孔很
7、難保證精度，因此選擇方案二。（二） 制定加工工藝路線根據(jù)各表面加工規(guī)定，和多種加工措施能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，擬定各表面及孔的加工措施如下：上端面：精銑。 下端面：粗銑左端面：粗銑精銑 右端面：粗銑精銑213mm孔：鉆孔。 3mm 軸向槽精銑20（+0.1+0.006）mm：鉆孔粗鏜精鏜因左右兩端面均對20（+0.1+0.006）mm孔有較高的位置規(guī)定，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先重要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在背面，每一階段要一方面加工上端面后鉆孔，左右端面上20（+0.1+0.006）m
8、m孔放背面加工。初步擬訂加工路線如下：工序號工序內(nèi)容鍛造時效涂漆00車上端面01鉆兩通孔02精銑下端面03銑右端面04鉆通孔18mm05鏜孔20mm，孔口角*度06銑左端面07銑軸向槽08檢查09入庫上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序尚有某些問題還值得進(jìn)一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是持續(xù)的圓環(huán)面，車削中浮現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動，故改動銑削加工。工序03應(yīng)在工序02前完畢，使上端面在加工后有較多的時間進(jìn)行自然時效，減少受力變形和受熱變形對213mm通孔加工精度的影響。修改后的工藝路線如下：序號工序
9、內(nèi)容簡要闡明01020304050607080910鍛造時效涂漆精銑上端面精銑下端面鉆兩通孔銑右端面鉆通孔18鏜孔到20，孔口倒角1*45度銑左端面銑軸向槽檢查入庫消除內(nèi)應(yīng)力避免生銹先加工粗基準(zhǔn)面加工經(jīng)基準(zhǔn)先面后孔先面后孔后鏜削余量次要工序后加工（三）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備合適通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳動均由人工完畢。粗銑上端面：考慮到工件的定位夾緊方案及夾具構(gòu)造設(shè)計等問題，采用立銑選擇X1632立式銑床。（參照文獻(xiàn)（1）表6-18），選擇直徑D為80mm立銑刀，參照文獻(xiàn)（1）表7-88，通用夾具和游標(biāo)卡
10、尺。粗銑下端面：采用上述相似的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑下端面：采用上述相似的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。粗銑左端面：采用臥式銑床X1632，參照文獻(xiàn)（1）表621，采用此前的刀具，專用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑左端面：采用臥式銑床X1632,參照文獻(xiàn)（1）表621，專用夾具及游標(biāo)卡尺。鉆2-18mm孔：采用Z3025B*10，參照文獻(xiàn)（1）表626，通用夾具。刀具為d為18.0的直柄麻花鉆，參照文獻(xiàn)（1）表7111。鉆18孔：鉆孔直行為118mm，選擇搖臂鉆床Z3025參照文獻(xiàn)（1）表626，采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。鏜20（+0.1+0.06）mm孔：粗鏜：采用臥式組合鏜床，
11、選擇功率為1.5KM的ITA20鏜削頭，參照文獻(xiàn)（1）白喔88。選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿，專用夾具，游標(biāo)卡尺。四、加工工序設(shè)計經(jīng)查參照文獻(xiàn)（1）表312可得，銑削上端面的加工余量為4mm，又由零件對上頂端表面的表面精度RA=12.5mm可知，粗銑的銑削余量為4mm。底面銑削余量為3mm，粗銑的銑削余量為2mm，精銑余量1mm，精銑后公差登記為IT7。取每齒進(jìn)給量為fz.mmz（粗銑）取每齒進(jìn)給量為f.mmr（精銑）粗銑走刀一次apmm，精銑走刀一次apmm初步取主軸轉(zhuǎn)速為rmin（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為rmin，又前面已選定直徑為mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：校核粗加工。粗n.精n.又由機(jī)床切
12、削功率P=167.9*10-5ap0.9f2aeznkpm取Z=10個齒，pm=1.代入得：pm=.0.9*(0.2)50*2.5*10*1pm=0.861(km)又因前查的機(jī)床的功率為.kw/h 若效率為.8P,則. P=6.0pm故選擇主軸的轉(zhuǎn)速為m/min(2)工序中的粗鏜工序。粗鏜余量參照文獻(xiàn)表取粗鏜為.mm，粗鏜切削余量為0.2mm,鉸孔后尺寸為20H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表加工表面加工措施余量公差級別工序尺寸及公差18粗鏜1.8_19.819.2精鏜0.2H820H8孔軸線究竟面位置尺寸為0mm因精鏜與粗鏜的定位的下底面與V型塊，精鏜后工序尺寸為20.020.08mm，與
13、下底面的位置精度為0.05mm,與左右端面的位置精度為0.06mm,且定位夾緊時基準(zhǔn)重疊，故不需保證。0.06mm跳動公差由機(jī)床保證。粗鏜孔時因余量為1.9mm,故ap=1.9mm,查文獻(xiàn)表. 4-8取V=0.4m/s=24m/min去進(jìn)給量為f=002mm/rn=1000V/d=1000*24/3.14*20=380r/min查文獻(xiàn)的Fz=9.81*60nFzCFzapXFzVnFzKFzpm=FzV*10-3CF2=180, XFz=1Yfz=0.75nFz=0Rfz=9.81*60*180*2.75*0.20.75*0.4*1 =1452 NP=0.58 kw 取機(jī)床效率為.0.78*0
14、.85=0.89kw0.58kw故機(jī)床的功率足夠。五、時間定額計算下面計算工序的時間定額（） 機(jī)動時間粗鏜時：L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s精鏜時：f取0.1mm/s L/(f*n)=45/0.1*380=15s總機(jī)動時間:T=7.5+15=22.5s(2)輔助時間：操作內(nèi)容每次時間(min)粗鏜精鏜操作次數(shù)時間min操作次數(shù)時間min裝夾212-換刀11111測量0.110.110.1卸夾1.5-11.5開機(jī)到開始的時間0.31110.3退刀0.11110.1因此輔助時間Ta為：Ta=2+1+0.1+1.5+0.3*2+0.1*0.1*2=6.5min作業(yè)時間為Ta+Tb=6
15、05+0.37=6.87 min該工序單位加工時間為6.87min五、填寫機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡工藝文獻(xiàn)詳見附表。六、夾具設(shè)計本次設(shè)計的夾具為第道工序粗精鏜（+.+.）mm孔。該夾具為雙支承前后引導(dǎo)鏜床夾具。、 擬定設(shè)計方案該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為下端面，故如下端平面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重疊”原則；另加兩形塊從前后兩方向?qū)崿F(xiàn)對的外圓柱面進(jìn)行夾緊，從對工件的構(gòu)造形狀分析，若工件如下端面朝下放置在支承板上，定位夾緊就比較穩(wěn)定，可靠，也容易實現(xiàn)。工件如下端面在夾具上定位，限制了三個自由度，其他三個自由度也必須限制。用哪種方案合理呢？方案在的通孔內(nèi)插入一現(xiàn)邊銷限制一種移動自由度，再以兩孔的另一種孔內(nèi)
16、側(cè)面用兩個支承釘限制一種移動自由度和一種轉(zhuǎn)動自由度。這種定位方案從定位原理上分析是合理的，夾具構(gòu)造也簡樸。但由于孔和其內(nèi)側(cè)面均不規(guī)定其精密度，又因構(gòu)造因素，夾緊力不適宜施加在這樣的定位元件上，故工件定位面和定位元件之間很也許會接觸不好，使定位不穩(wěn)定。這個方案不適宜采用。方案用兩個形塊夾緊前后兩外圓柱面，用兩鉸鏈壓板壓在工件的下端，這樣就限制了兩個移動自由度和一種轉(zhuǎn)動自由度，這種方案定位可靠，可實現(xiàn)完全定位。計算夾緊力并擬定螺桿直徑參照文獻(xiàn)（）表，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力夾與切削力之間的關(guān)系夾安全系數(shù)在夾緊力與切削力方向相反后時，由前面的計算可知.因此夾*.F0= F夾/2
17、=1178.4（N）參照文獻(xiàn)3表1-24，從強(qiáng)度考慮，用一種M10的螺柱完全可以滿足規(guī)定，M10的許應(yīng)夾緊為3924N，因此螺桿直徑為d=10mm3.定位精度分析20（+0.10+0.16）孔的精加工是在一次裝夾下完畢的，具體采用的是前后支撐引導(dǎo)的夾具機(jī)構(gòu)，機(jī)床與鏜桿之間所采用的是浮動連接，故機(jī)床主軸振動可略不計，20（+0.10+0.16）孔的加工精度重要由鏜模來保證。圖見附表。由于孔的軸線與底面的平行度規(guī)定為0.05。故兩鏜模裝配后同軸度規(guī)定應(yīng)不不小于0.05，又由于鏜套與鏜桿18 H6（+0.030）/h5(0-0.009)，其最大間隙為Xmax=0.013+0.009=0.022mm=0.022/310=0.00007被加工孔的長度為42mm取兩孔同軸度誤差為0.03mm則 T1=2420.00007=0.006T2=0.03mm因此T=T1+T2=0.036 又覺得 0.0360.050.0060.06因此夾具能滿足零件加工精度的規(guī)定。零件圖，零件毛坯合圖另附參照文獻(xiàn)：（） 陳宏均 主編 實用加工工藝手冊（） 孟少農(nóng) 主編 機(jī)械加工工藝手冊（3） 機(jī)床夾具設(shè)計手冊（4） 鄭修本 主編 機(jī)械制造工藝學(xué)
氣門搖桿軸支座 (2)
