氣門搖臂軸支座 加工工藝及車加工φ16孔工序夾具設(shè)計

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目錄 前言 一、零件的分析 1.1零件的作用 1.2零件的工藝分析 二、工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1確定毛坯的制造形式 2.1基準(zhǔn)的選擇 2.3制訂工藝路線 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 2.5確定切削用量及基本工時 三、專用夾具的設(shè)計 3.1問題的指出； 3.2夾具設(shè)計； （1）定位基準(zhǔn)的選擇； （2）切削力及夾緊力的計算； （3）夾具設(shè)計及操作的簡要說明。 四、總結(jié) 五、主要參考文獻(xiàn) 前言 本次設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。音癡，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的經(jīng)濟建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 通過對氣門搖臂軸支座的機械制造工藝的設(shè)計，使我們在機械制造工藝規(guī)程設(shè)計，工藝方案論證，機械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查看技術(shù)文獻(xiàn)等各個方面受到一次綜合性的訓(xùn)練，通過對夾具的設(shè)計，我學(xué)會了擬定夾具方案，設(shè)計夾具體結(jié)構(gòu)的方法，初步具備了設(shè)計一個一般零件的工藝規(guī)程和夾具體設(shè)計的能力。通過對零件圖和夾具圖的繪制，使我對A UTO CAD制圖軟件的使用技術(shù)得到進(jìn)一步的提高。 但由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。 一、零件的分析 1.1零件的作用 本設(shè)計所設(shè)計的零件是1105柴油機中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂.直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個減壓軸,用于降低氣缸內(nèi)壓力,便于啟動柴油機.兩孔間距56mm,可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門,實現(xiàn)減壓.兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高,工作時會和軸相配合工作,起到支撐的作用,直徑為11mm的孔用M10的螺桿與氣缸蓋相連,直徑為3mm的孔用來排油。 1.2零件的工藝分析 氣門搖臂軸支座的加工面主要集中在平面加工和孔的加工上。根據(jù)零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下： （1）Ф22mm外圓的上端面以及與此孔相通的Ф22mm通孔，表面粗糙度均為12.5; （2）36mm下底面，根據(jù)零件的總體加工特性，36mm為整個機械加工過程中主要的基準(zhǔn)面，粗糙度為6.3，因此在制定加工方案的時候要先將此面粗加工出來； （3）Ф28mm外圓前后端面，粗糙度3.2，并倒1×45°的角，粗糙度為12.5；Ф18mm的通孔的表面粗糙度為1.6，加工精度較高。該孔的軸線與36mm下底面平行度為0.05，且該孔的軸線圓跳動為0.1； （4）Ф26mm的前后端面，粗糙度為12.5，并倒1×45°的角，粗糙度為12.5。以及Ф16mm的通孔，其加工精度要求很高，表面粗糙度為1.6，孔的軸心線與36mm下底面的平行度為0.05； 由以上分析可知，36mm下底面與Ф22mm上端面表面粗糙度不高，則不需要精加工來達(dá)到要求，并且這兩面為整個加工過程中的定位基準(zhǔn)面，為保證36mm下底面6.3的表面粗糙度，則需要半精加工。以這兩面為基準(zhǔn)采用專用夾具來對其他表面進(jìn)行加工，并且保證其他表面的位置精度要求。 圖1 零件圖 二、工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT200，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，熔點低、流動性好，因此鑄造性能優(yōu)良，切削加工性能優(yōu)越，故零件毛坯課選擇鑄造的方法。 2.2基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的加工表面作為粗基準(zhǔn)。 （2）精基準(zhǔn)的選擇原則；精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 根據(jù)以上選擇原則，對零件圖分析，孔Ф18mm、孔Ф16mm以及孔Ф11mm均為零件設(shè)計基準(zhǔn)，均可選為定位基準(zhǔn)，并且孔Ф18mm和孔Ф16mm設(shè)計精度較高，應(yīng)將這兩孔放在后面進(jìn)行。為遵循“基準(zhǔn)重合”原則，因此選擇先進(jìn)行加工的Ф11mm孔和加工后的36mm下底面為精基準(zhǔn)。選擇Ф28mm外圓端面及未加工的36mm下端面作為粗基準(zhǔn)。 2.3制訂工藝路線 加工工藝路線方案： 工序00：鑄造。 工序10：去應(yīng)力退火。 工序20：粗銑36mm下底面，留余量1mm。以Ф22mm上端面定位。 工序30：粗銑Φ22mm上端面，以粗銑后的36mm下底面定位。 工序40：鉆Φ11mm通孔，以36mm下底面、22mm×5mm右端面定位。 工序50：粗銑Φ28mm前端面，留余量1mm，粗銑Φ26mm前端面，以Φ28mm后端面定位。 工序60：粗銑Φ28mm后端面，留余量1mm，粗銑Φ26mm后端面，以Φ28mm前端面定位。 工序70：鉆Φ17mm的通孔，擴孔至Φ17.85mm，粗鉸至Φ17.94mm，精鉸至Φ18H7，兩邊倒角1×45°，以36mm下底面、Φ11mm通孔定位。 工序80：半精銑Φ28mm前端面，以Φ28mm后端面、Φ18mm通孔定位。 工序90:半精銑Φ28mm后端面,保證尺寸37﹢﹣0.1mm，以Φ28mm前端面及Φ18mm孔定位。 工序100：半精銑36mm下底面，保證尺寸24﹢﹣0.03mm,以Φ22mm上端面及Φ18mm孔定位。 工序110：鉆Φ15mm的通孔，粗車至Φ15.85mm，半精車至Φ15.95mm，精車至Φ16H7，兩邊倒角1×45° 工序120：鉆Φ3mm的孔，以Φ22mm上端面及Φ11mm孔定位。 工序十四：后處理去毛刺，清洗。 工序十五：終檢。 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “氣門搖臂軸支座”零件材料為HT200，根據(jù)加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （1）根據(jù)加工長度等條件，查《工藝手冊》可知Φ22mm上端面，36mm下底面，Φ28mm前后端面，Φ26mm前后端面余量為2.5mm。而36mm下底面及Φ28mm前后端面要進(jìn)行半精銑，查表得粗銑后留余量為1mm。 （2）Φ11mm及Φ3mm孔的加工表面粗糙度要求較低，故直接可以通過鉆來完成。余量分別為11mm及3mm。 （3）加工Φ18mm通孔，表面粗糙度為1.6。故孔的精度等級為IT7，參照《工藝手冊》表確定工序尺寸及余量為: 鉆孔：Φ17mm 2Z=17mm 擴孔：Φ17.85mm 2Z=0.85mm 粗鉸：Φ17.94mm 2Z=0.09mm 精鉸：Φ18H7 2Z=0.06mm （4）加工Φ16mm通孔，表面粗糙度為1.6。取孔的精度等級為IT7，在車床上進(jìn)行加工，參照《工藝手冊》表確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：Φ15mm 2Z=15mm 粗車：Φ15.85mm 2Z=0.85mm 半精車：Φ15.95mm 2Z=0.10mm 精車：Φ16H7 2Z=0.05mm 圖2 毛坯圖 2.5確定切削用量及基本工時 工序十二：車Φ16mm孔，采用計算法確定切削用量。 （1）加工條件： 工件材料：HT200，鑄造。 加工要求：在車床上鉆Φ15mm的通孔。 機床：C620-1臥式車床。 刀具：中心鉆，材料為硬質(zhì)合金。 （2）計算切削用量 工步一： 確定最大加工余量 可知2Z=15mm。 確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊》表查得f=0.08~0.16mm/r.取f=0.10mm/r。 計算切削速度：根據(jù)《切削手冊》，計算得切削速度Vc=50~70m/min,取Vc=60m/min,根據(jù)數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速n=60×1000/(3.14×15)=1273r/min,查《工藝手冊》取n=1000r/min，在計算實際切削速度Vc=47m/min。 基本時間的確定 根據(jù)公式查表求得T=23/(1360×0.1)=0.17min，其余切削用量及基本工時略。 三、專用夾具的設(shè)計 3.1問題指出 本夾具主要用于在車床上加工Φ16mm孔。Φ16mm孔對36mm下底面及Φ18mm孔都有一定的技術(shù)要求，其表面粗糙度為1.6?？梢酝ㄟ^鉆，粗車，半精車，精車來達(dá)到要求。對應(yīng)零件圖上的尺寸公差要求等，可采用一面一銷達(dá)到定位，通過適當(dāng)?shù)膴A緊裝置和輔助支承來達(dá)到要求。 3.2夾具設(shè)計 （1）定位基準(zhǔn)的選擇。對本夾具，設(shè)計過程如下：在36mm下底面進(jìn)行平面定位，在Φ18mm孔內(nèi)加一菱形銷定位以限制X的移動和Z的轉(zhuǎn)動自由度，在Φ28mm前端面加一支承釘，起到輔助支承的作用。夾緊裝置可用一螺栓通過Φ11mm孔在Φ22mm上端面用螺旋鈕進(jìn)行夾緊。 圖3 車Φ28mm孔的定位夾緊位置 （2）切削力及夾緊力的計算。刀具：硬質(zhì)合金刀，則切削力代入數(shù)據(jù)求得Fy=552(N)。再求得夾緊力大小W遠(yuǎn)大于Fy。故本夾具可安全工作。 （3）夾具設(shè)計及操作的簡要說明。在設(shè)計夾具時，工件的夾緊是很重要的。本夾具采用螺栓連接，再用螺旋鈕來進(jìn)行夾緊的裝置非常方便。該夾具通過在夾具體上聯(lián)接一個菱形銷及一平面來定位工件。再加一個支承釘來防止切削力過大造成工件斷裂。 圖4 工件的夾緊裝置 圖5 工件的定位裝置 四、總結(jié) 為期三周的機械課程設(shè)計結(jié)束了，這次課程對于我來說幫助很大，時間過得也很充實。作為一名機械設(shè)計制造及自動化大四的學(xué)生，我覺得能做這樣的課程設(shè)計是十分有意義。在已度過的三年大學(xué)生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去面對現(xiàn)實中的各種機械設(shè)計？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。 在做本次課程設(shè)計的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱了很多次設(shè)計書和指導(dǎo)書。為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱機械設(shè)計書是十分必要的，同時也是必不可少的。另外，課堂上也有部分知識不太清楚，于是我又不得不邊學(xué)邊用，時刻鞏固所學(xué)知識，這也是我作本次課程設(shè)計的第二大收獲。 在此，我也非常感謝指導(dǎo)老師對我的細(xì)心教導(dǎo)，正是她不厭其煩的對我們進(jìn)行講解，才能讓我們更好的發(fā)現(xiàn)自己的不足，進(jìn)而予以改正。整個設(shè)計我基本上還滿意，由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。由此我可以更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補。 五、主要參考文獻(xiàn) [1] 陳明主編．機械制造工藝學(xué)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2006． [2] 孫麗媛主編．機械制造工藝及專業(yè)夾具設(shè)計指導(dǎo)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2010． [3] 毛昕主編．畫法幾何及機械制圖[M]．北京：高等教育出版社，2004． [4] 朱家誠主編．機械設(shè)計課程設(shè)計[M]．合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2005． [5] 紀(jì)名剛主編．機械設(shè)計[M]．北京：高等教育出版社，2006． [6] 李旦主編．機床專用夾具圖冊[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005． [7] 許德珠主編．機械工程材料[M]．北京：高等教育出版社，2001． [8] 艾興主編．切削用量簡明手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1994． 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工車間 20 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑36mm下底面，留余量1mm 臥式銑床 250 117.8 0.20 2  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工車間 30 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑Φ22mm上端面 臥式銑床 250 117.8 0.20 2  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工車間 40 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆Φ11mm通孔 立式鉆床 272 17 0.28 11  機械工程學(xué)院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 50 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑φ28mm前端面留余量1mm 臥式銑床 250 117.8 0.20 2 2 粗銑φ26mm前端面 臥式銑床  機械工程學(xué)院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 60 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑φ28mm后端面，留余量1mm 臥式銑床 250 117.8 0.20 2 2 粗銑φ26mm后端面 臥式銑床  機械工程學(xué)院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 70 鉆擴鉸 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆Φ17mm通孔 272 17 0.28 17 2 擴孔至Φ17.85mm 3 粗鉸至Φ 17.94mm 4 精鉸至Φ18H7，兩邊倒角1x45° 機械工程學(xué)院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 80 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 半精銑φ28mm前端面 250 117.8 0.2 0.5  機械工程學(xué)院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 90 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 半精銑φ28mm后端面，保證尺寸37+ -0.1mm 250 117.8 0.2 0.5  機械工程學(xué)院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 100 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 半精銑36mm下底面，保證尺寸24+ -0.03mm 250 117.8 0.2 0.5  機械工程學(xué)院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 110 車 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 車Φ16mm通孔鉆至Φ15mm 2 粗車至Φ15.85mm 3 半精車至Φ15.95mm 4 精車至Φ16H7 5 兩邊倒角1x45°  機械工程學(xué)院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 120 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆Φ3mm的孔 畢業(yè)設(shè)計（論文） 開題報告 題目： 氣門搖臂軸支座零件機械加工工藝規(guī)程及加工φ16孔工序夾具設(shè)計 信機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2015年08月14日 課題來源 自擬題目 科學(xué)依據(jù) （1）課題科學(xué)意義 隨著現(xiàn)代社會進(jìn)程的加快，柴油機發(fā)揮的社會作用不可估量，特別是在社會工業(yè)化之后，柴油機作為動力內(nèi)燃機的一種，在社會的各個領(lǐng)域無處不在，為社會創(chuàng)造著巨大的效益。在這領(lǐng)域中，柴油機所發(fā)揮的作用也是不盡相同，所以根據(jù)作用的需要，柴油機也被設(shè)計出了很多種型號，各種型號功率不同，發(fā)揮的作用大小也就不一樣，創(chuàng)造出的價值也不一樣。但是柴油機的污染排放也是一個不小的社會問題，隨著社會的發(fā)展，人類對生活質(zhì)量要求的提高，而高污染排放的柴油機必定不能滿足人類的這一生活需求，但是柴油機已經(jīng)是社會發(fā)展不可缺少的一個重要零部分，徹底取代柴油機在目前的技術(shù)條件下似乎還不太可能。 （2）研究狀況及其發(fā)展前景： 隨著社會的需要，柴油機生產(chǎn)數(shù)量將不斷的增長，而氣門搖臂軸支座是柴油機上不可或缺的零件，也就是意味著氣門搖臂軸支座的生產(chǎn)數(shù)量將是與日俱增，為了創(chuàng)造出更大的效益，設(shè)計出輕便，經(jīng)久耐用，便于生產(chǎn)的氣門搖臂軸支座這一零件是很有必要的。柴油機具有熱效率高的顯著優(yōu)點，其應(yīng)用范圍越來越廣。隨著強化程度的提高，柴油機單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能，各國都在注重改善燃燒過程，研究燃用低質(zhì)燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進(jìn)一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染，都是柴油機的重要發(fā)展方向。 研究內(nèi)容 ① 了解氣門搖臂零件的工作原理，國內(nèi)外的研究發(fā)展現(xiàn)狀； ② 完成氣門搖臂零件的總體方案設(shè)計； ③ 完成有關(guān)零部件的選型計算、結(jié)構(gòu)強度校核； ④ 熟練掌握計算機CAD繪圖軟件，并繪制裝配圖和零件圖紙，折合A0不少于2.5張； ⑤ 完成說明書的撰寫，并且翻譯外文資料1篇。 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析 1）技術(shù)路線 首先根據(jù)氣門搖臂零件的特殊性對其造型等方面的設(shè)計需求進(jìn)行分析，從整體上把握其設(shè)計原則；然后對不同的功能區(qū)域進(jìn)行單獨的研究分析，總結(jié)出符合工程學(xué)要求的設(shè)計理論；最后將整體的設(shè)計分析和每一部分的設(shè)計相結(jié)合，尋找有效的結(jié)合點并進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，最終設(shè)計出高質(zhì)量、高檔次的產(chǎn)品。 （2）研究方法 ① 測試出氣門搖臂各零件的尺寸、剛度，獲得大量的實驗數(shù)據(jù)。 ② 對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，為建立氣門搖臂力學(xué)模型與分析作了必要的準(zhǔn)備。 （3）實驗方案 確定具體設(shè)計方案：零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定，零件的工藝分析 研究計劃及預(yù)期成果 （1）研究計劃： 1：學(xué)習(xí)并翻譯一篇與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的英文材料 2：按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫畢業(yè)設(shè)計開題報告書。 3：填寫畢業(yè)實習(xí)報告。 4：按照要求修改畢業(yè)設(shè)計開題報告。 5：氣門搖臂軸支座加工φ16孔的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。 6：CAD繪圖。 7：畢業(yè)論文撰寫和修改工作。 （2）預(yù)期成果： 我國市場前景廣闊，產(chǎn)品質(zhì)量性能逐漸滿足要求，因此產(chǎn)品的發(fā)展必須由單純的追求技術(shù)上的完善，轉(zhuǎn)向產(chǎn)品外觀質(zhì)量的提高，放到與技術(shù)改進(jìn)放到同等重要的位置，通過本課題的研究，產(chǎn)品必定以合理的色彩以及人性化的結(jié)構(gòu)方式提高自己的附加值，吸引到更多地客戶，加大自己產(chǎn)品的市場占有率，提高在行業(yè)中的競爭力。 特色或創(chuàng)新之處 1通用性好，氣門搖臂軸支座加工φ16孔在設(shè)計過程中，考略到通用性，因此留有余地，因此除搬運外，還可以焊接噴漆等。 2工作效率，提高了勞動生產(chǎn)效率，同時也降低了成本。 已具備的條件和尚需解決的問題 （1）.夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟性四者的關(guān)系。 （2）.保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運輸，保證安全第一。 （3）.注意結(jié)構(gòu)工藝，對加工、裝配、維修通盤考慮，降低成本。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室（學(xué)科組、研究所）意見 教研室主任簽名： 年 月 日 系意見 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名： 年 月 日 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 氣門搖臂軸支座 共 頁 第 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 00 鑄造 10 熱處理 去應(yīng)力退火 退火爐 20 銑 粗銑36mm下底面，留余量1mm 臥式銑床 30 銑 粗銑Φ22mm上端面 臥式銑床 40 鉆 鉆Φ11mm通孔 立式鉆床 50 銑 粗銑Φ28mm前端面，留余量1mm，粗銑Φ26mm前端面 臥式銑床 60 銑 粗銑Φ28mm后端面，留余量1mm，粗銑Φ26mm后端面 臥式銑床 70 鉆 鉆Φ17mm通孔，擴孔至Φ17.85，粗鉸至Φ 17.94，精鉸至Φ18H7，兩邊倒角1x45° 臥式鏜床 80 銑 半精銑Φ28前端面， 臥式銑床 90 銑 半精銑Φ28后端面，保證尺寸37+ -0.1 臥式銑床 100 銑 半精銑36mm下底面，保證尺寸24+ -0.03 臥式銑床 110 車 車Φ16mm孔鉆至Φ15mm，粗車至Φ15.85mm，半精車至Φ15.95mm精車至Φ16H7，兩邊倒角1x45° 臥式車床 120 鉆 鉆Φ3mm偏10°內(nèi)孔 立式鉆床 130 后處理 去毛刺，清洗 140 終檢 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 施小通 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 第 1 頁 共 25 頁 摘 要 二十一世紀(jì)的制造業(yè)面臨著顧客需求驅(qū)動、不可預(yù)測、快速多變和來自全球 不斷增加的市場競爭，而且競爭不斷加劇。市場的不斷變化要求制造系統(tǒng)加工的 產(chǎn)品品種能夠快速變換以滿足市場需求。近來的制造業(yè)發(fā)展表明，夾具能比較好 的滿足上述要求并符合我國國情。作為制造系統(tǒng)重要組成部分的夾具設(shè)計部分， 制造系統(tǒng)對其提出了新的要求。夾具在機械加工起著重要的作用，它直接影響著 機械加工的質(zhì)量，生產(chǎn)效率和成本，因此夾具設(shè)計是機械工藝準(zhǔn)備和施工中的一 項重要工作。本設(shè)計做的是氣門搖臂軸零件的工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計。 關(guān)鍵詞：制造業(yè)；工藝夾具；氣門搖臂軸；機械加工 第 2 頁 共 25 頁 Abstract Twenty-first Century manufacturing is facing the customer demand driven, unpredictable, rapidly changing and from the increase of global market competition, and the competition intensifies. The constant change of the market requirements of product varieties to meet market demand fast transform. Development of the manufacturing industry the recent show, fixture can better meet the above requirements and in line with Chinas national conditions. As part of fixture design is an important part of manufacturing system, manufacturing system put forward new requirements to the. Fixture plays an important role in the mechanical processing, which directly affects the quality of machining, production efficiency and cost, therefore the fixture design is an important work of mechanical process preparation and construction of the. This design is the process of the valve rocker shaft parts and fixture design. Keywords: manufacturing; fixture; valve rocker arm shaft; mechanical processing 第 3 頁 共 25 頁 目 錄 目 錄 .1 1 引言 .4 2 氣門搖臂軸支座的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 .5 2.1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 .5 2.1.1 零件的作用 .5 2.1.2 零件的工藝分析 .6 2.2 毛坯選擇 .7 2.2.1 選擇毛坯種類 .7 2.2.2 確定毛坯尺寸及機械加工總余量 .8 2.2.3 設(shè)計毛坯圖 .9 2.2.4 繪制毛坯圖 .10 2.3 選擇加工方法，制定工藝路線 .10 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .10 2.3.2 確定工藝路線 .11 2.3.3 工序間加工余量的確定 .12 2.3.4 切削用量以及基本時間定額的確定 .13 3 專用夾具的設(shè)計 .22 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .22 3.2 夾緊力大小的確定原則 .22 3.3 夾具設(shè)計及操作簡要說明 .23 參考文獻(xiàn) .25 致 謝 .26 第 4 頁 共 25 頁 1 引言 本次設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的機械制造、機械工藝學(xué)基礎(chǔ)課之后進(jìn)行的課 程設(shè)計。其目的在于： 1鞏固我們在大學(xué)里所學(xué)的知識，也是對以前所學(xué)知識的綜合性的檢驗； 2加強我們查閱資料的能力，熟悉有關(guān)資料； 3樹立正確的設(shè)計思想，掌握設(shè)計方法，培養(yǎng)我們的實際工作能力； 4通過對氣門搖臂軸支座的機械制造工藝設(shè)計，使我們在機械制造工藝規(guī) 程設(shè)計，工藝方案論證，機械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及 查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個方面受到一次綜合性的訓(xùn)練。初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程 度零件的工藝規(guī)程的能力。 5.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬 定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理并 能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。 6通過零件圖，裝配圖繪制，使我們對于 AutoCAD 繪圖軟件的使用能得到 進(jìn)一步的提高。 第 5 頁 共 25 頁 2 氣門搖臂軸支座的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1.1 零件的作用 本設(shè)計所設(shè)計的零件是 1105 柴油機中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，它是 柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為 18mm 的孔用來裝配搖臂軸，軸 的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂。直徑為 16mm 的孔內(nèi)裝一個減壓軸，用于降 低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機。兩孔間距 56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打 開氣門，實現(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配 合工作，起到支撐的作用，直徑 11 的孔用 M10 的螺桿與汽缸蓋相連，直徑 3 的 孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。 圖 2.1 氣門搖臂軸支座零件圖 第 6 頁 共 25 頁 2.1.2 零件的工藝分析 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較 差、脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根據(jù) 對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下： 1. 外圓的上端面以及與此孔相通的 通孔，粗糙度均為 12.5；21 2. 36mm 下端面，根據(jù)零件的總體加工特性，366mm 為整個機械加工過程中主 要的基準(zhǔn)面，粗糙度為 12.5，因此在制定加工方案的時候應(yīng)當(dāng)首先將此面加工出 來； 3. 外圓的前后端面，粗糙度為 12.5；前后端面倒 的角，粗糙度為28 451 12.5；以及 的通孔，在這里由于 通孔所要求的精度較高，因此該孔的的118 加工是一個難點，其所要求的表面粗糙度為 1.6，且該孔的軸線與 36mm 下端面的 平行度為 0.05，且該孔的軸線圓跳動公差為 0.1 需要選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒▉磉_(dá)到 此孔加工的技術(shù)要求。 4. 的前后端面，粗糙度為 2.5；前后端面倒 的角，粗糙度為 12.5；26 451 以及 的通孔， 的通孔同樣也是本零件加工一個比較重要的部分，觀察零11 件圖就可以知道， 的孔要求的表面粗糙度和位置精度和 的通孔一樣都是8 比較高的， 的通孔表面粗糙度為 1.6，孔的軸線與 36mm 的地面的平行度為6 0.05； 通過上面零件的分析可知，36mm 下端面和 上端面的表面粗糙度要求都不2 是很高，因此都不需要精加工來達(dá)到要求，而且這兩個面也是整個加工工程中主 要的定位基準(zhǔn)面，因此可以粗加工或者半精加工出這兩個面而達(dá)到精度要求，再 以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具來對其他表面進(jìn)行加工，并且能夠更好的保證其他表 面的位置精度要求?？偟目磥恚摿慵]有復(fù)雜的加工曲面，屬于較為簡單的 零件，所以根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證，簡單的工 藝路線安排如下：將零件定位夾緊，加工出 36mm 下端面以及 上端面，并鉆2 第 7 頁 共 25 頁 出 的通孔，然后再以這先加工出來的幾個表面為基準(zhǔn)定位，加工出 和1 28 的外圓端面，并鉆出 這兩個精度要求比較高的空，最后翻轉(zhuǎn)零件，26168和 深孔加工出 的斜油孔。3 2.2 毛坯選擇 2.2.1 選擇毛坯種類 機械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、 焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質(zhì)量， 可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。 選擇毛坯的制造方法一般應(yīng)當(dāng)考慮一下幾個因素。 （1）.材料的工藝性能 材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。例如，鑄鐵， 鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制 造組合毛坯，而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可 鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。 （2）.毛坯的尺寸、形狀和精度要求 毛坯的尺寸大小和形狀復(fù)雜程度也是選擇毛坯的重要依據(jù)。直徑相差不大的 階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的宜采用鍛件。尺寸很大的毛坯，通常不采 用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀 復(fù)雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合 毛坯。 （3）.零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，才能獲得最佳的經(jīng)濟 效益。生產(chǎn)綱領(lǐng)大時宜采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，如模鍛及熔模 鑄造等；生產(chǎn)綱領(lǐng)小時，宜采用設(shè)備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造 及自由鍛造。 根據(jù)上述內(nèi)容的幾個方面來分析本零件，零件材料為 HT200，首先分析灰鑄鐵材 第 8 頁 共 25 頁 料的性能，灰鑄鐵是一種脆性較高，硬度較低的材料，因此其鑄造性能好，切削 加工性能優(yōu)越，故本零件毛坯可選擇鑄造的方法；其次，觀察零件圖知，本設(shè)計 零件尺寸并不大，而且其形狀也不復(fù)雜，屬于簡單零件，除了幾個需要加工的表 面以外，零件的其他表面粗糙度都是以不去除材料的方法獲得，若要使其他不進(jìn) 行加工的表面達(dá)到較為理想的表面精度，可選擇砂型鑄造方法；再者，前面已經(jīng) 確定零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可選擇砂型鑄造機器造型的鑄造方法，較大 的生產(chǎn)批量可以分散單件的鑄造費用。因此，綜上所述，本零件的毛坯種類以砂 型鑄造機器造型的方法獲得。 2.2.2 確定毛坯尺寸及機械加工總余量 根據(jù)零件圖計算零件的輪廓尺寸為長 83mm，寬 37mm，高 62mm。 查閱機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 3表 2-1 按鑄造方法為砂型鑄 造機器造型，零件材料為灰鑄鐵，查得鑄件公差等級為 CT8-CT12，取鑄件公差等 級為 CT10。 再根據(jù)毛坯鑄件基本尺寸查閱機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 3表 2-3 ，按前面已經(jīng)確定的鑄件公差等級 CT10 差得相應(yīng)的鑄件尺寸公差。 查閱機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 3表 2-5 按鑄造方法為砂型鑄 造機器造型，材料為灰鑄鐵，查得鑄件所要求的機械加工余量等級為 E-G,將要求 的機械加工余量等級確定為 G，再根據(jù)鑄件的最大輪廓尺寸查閱機械制造工藝 設(shè)計簡明手冊 13表 2.2-4 要求的鑄件機械加工余量。 由于所查得的機械加工余量適用于機械加工表面 ， 的加1.6Ram1.6a 工表面，機械加工余量要適當(dāng)放大。分析本零件，除了 的 外，8和 R 沒有一個加工表面的表面粗糙度是小于 1.6 的，也就是所有的加工表面 ，因此一般情況下這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得1.6Ram 的余量值即可，但是由于大部分表面加工都需經(jīng)過粗加工和半精加工，因此余量 將要放大，這里為了機械加工過程的方便，除了孔以外的加工表面，將總的加工 余量統(tǒng)一為一個值。如下表： 第 9 頁 共 25 頁 表 2.1 毛坯尺寸及機械加工總余量表 加工 表面 基本 尺寸 鑄件尺寸 公差 機械加工總余 量 鑄件 尺寸 上端面239m2.6 4 471.3 下端面36m2.6 4 前端面872.6 4 5. 后端面23m2.6 4 413 前端面6162.2 4 2. 后端面 2.2 4 2.2.3 設(shè)計毛坯圖 （1） 確定鑄造斜度 根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 13表 2.2-6 本零件 毛坯砂型鑄造斜度為 。035 （2） 確定分型面 由于毛坯形狀對稱，且最大截面在中間截面，為了起模以 及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移，所以選擇前后對稱中截面為分 型面。 （3） 毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后進(jìn)行 機械加工前應(yīng)當(dāng)做時效處理。 第 10 頁 共 25 頁 2.2.4 繪制毛坯圖 圖 2.2 氣門搖臂軸支座毛坯圖 2.3 選擇加工方法，制定工藝路線 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數(shù)目，各表面加工順序， 夾具結(jié)構(gòu)及零件的精度。 定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)成為 粗基準(zhǔn)，使用經(jīng)過加工表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。在制定工藝規(guī)程時，先進(jìn) 行精基準(zhǔn)的選擇，保證各加工表面按圖紙加工出來，再考慮用什么樣的粗基準(zhǔn)來 加工精基準(zhǔn)。 1.粗基準(zhǔn)的選擇原則 為保證加工表面與不加工表面之間的位置精度，則應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)。 若工件上有很多歌不加工表面，應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求較高的表面 為粗基準(zhǔn)。 為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。 第 11 頁 共 25 頁 應(yīng)盡量選光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定 位準(zhǔn)確，夾緊可靠。 粗基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)精良避免重復(fù)使用。 2.精基準(zhǔn)的選擇原則 “基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不 重合引起的定位誤差。 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表 面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 “自為基準(zhǔn)“原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選 該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 “互為基準(zhǔn)“原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時， 可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 根據(jù)上述定位基準(zhǔn)的選擇原則，分析本零件，根據(jù)氣門搖臂軸支座零件圖，本零 件時帶有孔的形狀比較簡單的零件，孔 、孔 以及孔 均為零件設(shè)計基準(zhǔn)，1861 均可選為定位基準(zhǔn)，而且孔 和孔 設(shè)計精度較高（亦是裝配基準(zhǔn)和測量基 準(zhǔn)） ，工序?qū)才胚@兩個孔在最后進(jìn)行，為遵循“基準(zhǔn)重合”原則，因此選擇先 進(jìn)行加工的 孔和加工后的 36mm 下底面作為精基準(zhǔn)，在該零件需要加工的表1 面中，由于外圓面上有分型面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，應(yīng)選 外圓端面及未加工的 mm 外圓面為粗基準(zhǔn)。2816 2.3.2 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎(chǔ)上，確定了該氣門搖臂軸支座零件的 工藝路線如下： 工序 1：鑄造； 工序 2：時效處理； 第 12 頁 共 25 頁 工序 3：以 外圓為基準(zhǔn)，用一個長 V 形塊和一個活動 V 形塊分別置于 外28 28 圓和 外圓處夾緊，用臥式銑床粗銑 前端面，保證尺寸 至 38，粗銑628370.1 前端面保證尺寸 16mm 至 16mm; 工序 4：精銑 前端面，翻面精銑 后端面，保證尺寸 ；28 . 工序 5：用 V 形塊定位 與 外圓，粗銑 上端面，保證尺寸 39 至 42mm;262 工序 6：翻面粗銑 端面，保證尺寸 39 至 39.5mm； 3 工序 7：精銑 下端面，保證尺寸 39mm； 工序 8：鉆孔 ；1 工序 9：鉆孔 至 ，擴孔至 ，鉸孔至 ，鉆孔 至 ，0.6415.80.160.27816 擴孔至 ，鉸孔至 ，保證兩孔中心距 ;7.80.25. 工序 10： 、 兩端倒角 ；0.210.44o 工序 11：鉆孔 ；3 工序 12：去毛刺，銳邊。 工序 13：終檢。 上述工藝方案的特點在于工序較集中，適合中小批量生產(chǎn)，減少生產(chǎn)場地，減少 生產(chǎn)設(shè)備，可以較多采用通用化設(shè)備生產(chǎn)，是對中批量生產(chǎn)是很合適的。 2.3.3 工序間加工余量的確定 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 3表 2-28，表 2-35，并綜合對毛 坯尺寸以及已經(jīng)確定的機械加工工藝路線的分析，確定各工序間加工余量如下表： 表 2.4 機械加工工序間加工余量表 工序號 工步 號 工步內(nèi)容 加工余量/mm 第 13 頁 共 25 頁 1 粗銑 前端面283 工序 3 2 粗銑 前端面64 1 精銑 上端面 1 工序 4 2 精銑 下端面281 工序 5 1 粗銑 上端面 4 工序 6 1 粗銑 前端面363 工序 7 1 精銑 后端面4 工序 8 1 鉆孔 1 1 鉆孔 4 2 擴孔至 15.80.85工序 9 3 精鉸至 69H0.05 工序 11 1 鉆 偏 內(nèi)孔30 3 2.3.4 切削用量以及基本時間定額的確定 一、工序 3 粗銑 前、后端面 粗銑 前、后端面。2628 1.粗銑 前端面8 切削深度 。pam （1） 進(jìn)給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑 刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒1D1L 數(shù) z=10，根據(jù)所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計指南 2表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 0.29/zfmz 。0.21/fmr 第 14 頁 共 25 頁 （2） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù) 機械加工工藝師手冊 10表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。cv 計算主軸轉(zhuǎn)速 ，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計651028/min3.4nr 指導(dǎo)教程 3表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際 。25.86/i10cv （4）基本時間的確定 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 2-28 得此工 序機動時間計算公式： 12jMzllTf 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進(jìn)給量 =Mf 。0.2150/minzfn 根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=28mmMf 根據(jù)機械加工工藝師手冊 10，表 30-9 查得 =7，12l 。12350.7min48jMzlTf 2. 工步二 粗銑 前端面26 （1） 切削深度 。4pam （2） 進(jìn)給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑 刀的具體參數(shù)如下： D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒數(shù) z=10，根據(jù)1D1L 所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 0.29/zfmz 。0.21/fr （3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù) 機械加工工藝師手冊 10表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。計算主cv 第 15 頁 共 25 頁 軸轉(zhuǎn)速 ，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教651028/min3.4nr 程 3表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際 。2.6/i10cv （4） 基本時間的確定 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 2-28 得此工 序機動時間計算公式： 12jMzllTf 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進(jìn)給量 =Mf0.2150/minzfn 根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=26mmMf 根據(jù)機械加工工藝師手冊 10，表 30-9 查得 =7，12l1230.7min48jMzlTf 二、工序 5 粗銑 上端面2 （1） 切削深度 。4pam （2） 進(jìn)給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑 刀的具體參數(shù)如下： D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒數(shù) z=10，根據(jù)1D1L 所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 0.29/zfmz 。0.21/fr （3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù) 機械加工工藝師手冊 10表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。cv 第 16 頁 共 25 頁 計算主軸轉(zhuǎn)速 ，查機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計基礎(chǔ)651028/min3.4nr 教程 3表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際25.86/i10cv （4）基本時間的確定 銑削常用符號如下： z銑刀齒數(shù) 銑刀每齒的進(jìn)給量，mm/zzf 工作臺的水平進(jìn)給量，mm/minMz 工作臺的進(jìn)給量，mm/min，f Mzfn 銑削寬度，mmea 銑削深度，mmp d銑刀直徑，mm 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 2-28 得此工序機動時間計算公式：12jMzllTf 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進(jìn)給量 =Mf 。0.2150/minzfn 根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=22mmMf 根據(jù)機械加工工藝師手冊 10，表 30-9 查得 =7，12l 。1290.6min48jMzlTf 工序 6 加工 36mm 前端面 1.工步一 粗銑 36mm 下底面 （1）切削深度 。3pam 第 17 頁 共 25 頁 （2）進(jìn)給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑 刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒1D1L 數(shù) z=10，根據(jù)所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè) 計指南 2表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 0.29/zfmz 。0.21/fmr （3）切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù) 機械加工工藝師手冊 10表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。cv 計算主軸轉(zhuǎn)速 ，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教651028/min3.4nr 程 3表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際 253.14806/mincv （4） 基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進(jìn)給量 =Mf0.2150/inzn 根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=36mmf 根據(jù)機械加工工藝師手冊 10，表 30-9 查得 =7，12l 。 12430.8minjMzlTf 2.工步二 半精銑 36mm 下底面 （1）切削深度 。1pam （2）進(jìn)給量的確定 此工序選擇 YG8 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑 刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒1D1L 數(shù) z=10，根據(jù)所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,取 fz=0.10mm/r， 。0.1/fmr （3）切削速度的確定 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 5-157 =124m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速 ，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)cv124095/min3.8nr 第 18 頁 共 25 頁 課程設(shè)計指導(dǎo)教程 3機床主軸轉(zhuǎn)速表，確定 n=490r/min，再計算實際切削速 度 4903.1823/mincv （4）基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=490r/min，工作臺進(jìn)給量 =Mf0.1490/inzn 根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=36mmMf 根據(jù)機械加工工藝師手冊 10，表 30-9 查得 =7，12l12430.8minjMzlTf 工序 8 鉆 通孔1 （1） 切削深度 。pam （2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 選硬質(zhì)合金鉆頭直柄麻花鉆，鉆頭參數(shù)如下： ，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南1,42,9dL 2表 5-134， ，取 ，0.8.6/fr0.1/fmr ，取 ，根據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算主軸轉(zhuǎn)速57/mincv incv ，查立式鉆床 Z525 主軸轉(zhuǎn)速表，取6013/i3.4nr n=1360r/min，計算實際切削速度， 。1360.417/incv （3） 基本時間的確定，首先查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 2- 26，查得鉆削機動時間計算公式， ， ，nflTj21 )21(cot1D =（14） ，2l 鉆孔深度 ， ， ，所以39lm1l25l .in34.06721nfTj 第 19 頁 共 25 頁 工步 9 鉆 的通孔17 （1） 切削深度 。pam （2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定 鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭： ，查表機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南117,84,25dll 2表 5-134，查得， ，取 ，查得0.8.6/fmr0.1/fmr ， ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速50/mincv/incv ，查機械加工工藝師手冊 10表 10-2，查6124/i3.7nr TX617 臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表，取 ，再計算實際切削速度10/ir 。0.53/in1cv （3） 基本時間的確定 首先查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 2- 26，查得鉆削機動時間計算公式， ， ，nflTj21 )21(cot1D =（14） ，鉆孔深度 ， ， ，見機械加工工藝師手冊2l 37lm1l25l 10表 28-42，所以 .min3.0642nfTj 1. 工步二 擴孔至 17.80 （1） 切削深度 5pam （2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 5-87，確定擴孔鉆為 YG8 硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，選 ，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南117.5,9,30dll 2表 5-128，查得 ，取 ，再查機械加工工./fmr1/fr 藝師手冊 10表 28-33，確定 ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)59incv 第 20 頁 共 25 頁 速， ，查機械加工工藝師手冊 10表 10-591052/min3.47.8nr 2，查 TX617 臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表，取 ，再計算實際切削速10/minr 度 。.6/i10cv （3） 基本時間的確定 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 3表 2- 26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式： ，nflTj21 ， ，擴通孔長度 ，)21(cot211dDl 4lm1237,43ll 見機械加工工藝師手冊 10表 28-42，.in4.0121nflTj 2. 工步三 精鉸至 89H （1） 切削深度 。0.6pam （2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 5-93，確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機用鉸刀，參數(shù)如下 ，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表18,2,56dLl 5-136，查得進(jìn)給量 ，取 ，因為此工步為0.4/fmr0.2/fmr 精鉸，查得 ，取 ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)1/incvincv 速 ，查機械加工工藝師手冊 10表 10-2，查60.23.48nr TX617 臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表，取 ，再根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計算實際的80/ir 切削速度 。.14.5mn0cv （3） 基本時間的確定 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 3表 2- 26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式： ，nflTj21 第 21 頁 共 25 頁 ， ，擴通孔長度 ，)21(cot211dDl 4lm1237,43ll 見機械加工工藝師手冊 10表 28-42，.in51.08421nflTj 工序 10 鉆 偏 內(nèi)孔30 （1） 切削深度 pam （2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定 鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭： ，查表機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表13,6,3dll 5-134，查得， ，取 ，查得0.4.8/fmr0.5/fmr ， ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速40/incvmincv ，查 Z525 立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表，取126/i3.nr ，再計算實際切削速度 。6/ir 1360.412.8/incvm （3） 基本時間的確定 首先查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 2- 26，查得鉆削機動時間計算公式， ， ，nflTj21 )21(cot1D =（14） ，鉆孔深度 ， ， ，見機械加工工藝師手冊2l 39lm1l24l 10表 28-42，所以 .min3.062nfTj 第 22 頁 共 25 頁 三、專用夾具的設(shè)計 3.1 問題指出 本夾具主要用于在車床上加工 16mm 孔 。 16mm 孔 對 36mm 下 底 面 及 18mm 孔 都 有 一 定 的 技 術(shù) 要 求 ， 其 表 面 粗 糙 度 為 1.6。 可 以 通 過 鉆 ， 粗 車 ， 半 精 車 ， 精 車 來 達(dá) 到 要 求 。 對 應(yīng) 零 件 圖 上 的 尺 寸 公 差 要 求 等 ， 可 采 用 一 面 一 銷 達(dá) 到 定 位 ， 通 過 適 當(dāng) 的 夾 緊 裝 置 和 輔 助 支 承 來 達(dá) 到 要 求 。 3.2 夾 具 設(shè) 計 （ 1） 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 。 對 本 夾 具 ， 設(shè) 計 過 程 如 下 ： 在 36mm 下 底 面 進(jìn) 行 平 面 定 位 ， 在 18mm 孔 內(nèi) 加 一 菱 形 銷 定 位 以 限 制 X 的 移 動 和 Z 的 轉(zhuǎn) 動 自 由 度 ， 在 28mm 前 端 面 加 一 支 承 釘 ， 起 到 輔 助 支 承 的 作 用 。 夾 緊 裝 置 可 用 一 螺 栓 通 過 11mm 孔 在 22mm 上 端 面 用 螺 旋 鈕 進(jìn) 行 夾 緊 。 圖 3 車 28mm 孔 的 定 位 夾 緊 位 置 第 23 頁 共 25 頁 （ 2） 切 削 力 及 夾 緊 力 的 計 算 。 刀 具 ： 硬 質(zhì) 合 金 刀 ， 則 切 削 力 代 入數(shù)據(jù)求得 Fy=552(N)。再求得夾緊力大小 W 遠(yuǎn)大于 Fy。故本夾具 可安全工作。 （3）夾具設(shè)計及操作的簡要說明。在設(shè)計夾具時，工件的夾緊是 很重要的。本夾具采用螺栓連接，再用螺旋鈕來進(jìn)行夾緊的裝置非常 方便。該夾具通過在夾具體上聯(lián)接一個菱形銷及一平面來定位工件。 再加一個支承釘來防止切削力過大造成工件斷裂。 圖 4 工件的夾緊裝置 圖 5 工件的定位裝置 第 24 頁 共 25 頁 參考文獻(xiàn) 1艾興、肖詩綱.切削用量手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1985 2機械設(shè)計手冊編輯委員會.機械設(shè)計手冊（1-2）第三版M.北京：機械工業(yè) 出版社，2004 3李益民.機械制造工藝設(shè)計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1994 第 25 頁 共 25 頁 致 謝 經(jīng)過這幾個月的努力，在各位老師的督促指導(dǎo)，以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們的支 持下，本次畢業(yè)設(shè)計已圓滿結(jié)束，由于自身經(jīng)驗的匱乏和學(xué)習(xí)上的欠缺，整個設(shè) 計中肯定還存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤，設(shè)計上還有許多考慮不周全的地方，懇 請評閱的各位老師，多予指正，不勝感激在我將在以后工作中一定會逐步改正。 首先，我要特別感謝指導(dǎo)老師這段時間對我的悉心指導(dǎo)。每次與導(dǎo)師見面的 時候，指導(dǎo)老師總是會仔細(xì)詢問我們的設(shè)計狀況，我設(shè)計內(nèi)容中遇到困難，指導(dǎo) 在百忙之中通過郵件來給我指出錯誤并附加說明，細(xì)心的為我講解設(shè)計中的疑惑， 讓我改正，讓我能更好的完成畢業(yè)設(shè)計。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)和科研精神是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí) 的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次，我要感謝大學(xué)里所有給予我知識的老師。正是有了你們的教導(dǎo)，我學(xué) 到了豐富的專業(yè)知識，使自己的知識儲備得到了升華。你們無私的奉獻(xiàn)促使我們 盡早的成長起來，我們堅實的翅膀源于你們不懈的滋養(yǎng)。等到參加工作時，我們 將去實現(xiàn)我們的偉大理想，將你們所授盡數(shù)回報社會。我還要感謝這段時間同學(xué) 們對我的幫助，當(dāng)我遇到不懂的題目時，他們也是盡自己所能來為我講解。 最后，我要感謝我偉大的母校，感謝與我朝夕相伴四年的朋友。四年時光， 如梭如夢，我們又要各自奔天涯。留戀學(xué)校的一草一木，懷念那平凡的每一天。 四年的學(xué)習(xí)生活，酸甜苦辣一一飽嘗，無論是開心時的愉悅，還是失落時的惆悵； 無論是入校時的迷茫，還是畢業(yè)時的感傷，都將化作永久的記憶深深地鐫刻在我 心里。相信這份緣分，更要珍惜這份緣分。 再一次感謝所有給予我?guī)椭娜?，愿你們永遠(yuǎn)快樂！愿母校明天會更好！