柴油機搖桿座支座零件工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計（含CAD圖紙和說明書）

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Discussion in the design of the machining process after the process used in the process of milling and boring special fixture design into the surface when the design. Through the design of our products more familiar with the design of the whole process of the development process in the program, take full account of its economic and feasibility.key words: Technology Process Allowance Fixture Design目錄摘要、關(guān)鍵詞1引言2第一章 零件的分析31.1 零件的作用41.2 零件的工藝分析4第二章 確定毛坯、畫毛坯圖62.1 確定毛坯種類62.2 確定鑄件加工余量及形狀6第三章 工藝規(guī)程設(shè)計83.1 選擇定位基準(zhǔn)83.1.1 精基準(zhǔn)的選擇83.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇93.2 制定工藝路線93.3 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具103.4 加工工序設(shè)計11第四章 夾具設(shè)計14結(jié)論16致謝17參考文獻(xiàn)18引 言畢加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)專業(yè)知識的一次鞏固，是在進(jìn)行社會實踐之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設(shè)計和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項重要任務(wù)。材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計；另一方面，技術(shù)也推動著設(shè)計。從設(shè)計美學(xué)的觀點看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに嚕湍軌騽?chuàng)造出實用，美觀，經(jīng)濟的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化。 工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，對中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類:(1)定位元件及定位裝置；(2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機構(gòu))； (3)夾具體；(4)對刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對刀裝置及靠模裝置等)；(5)動力裝置；(6)分度,對定裝置；(7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)；每個夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動夾具就沒有動力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機構(gòu),例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。專用夾具的設(shè)計主要是對以下幾項內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計：（1）定位裝置的設(shè)計；（2）夾緊裝置的設(shè)計；（3）對刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計；（4）夾具體的設(shè)計；（5）其他元件及裝置的設(shè)計。第一章 零件的分析1.1零件的作用該支座零件由圖分析應(yīng)為柴油機一個主要零件。是柴油機搖桿座的結(jié)合部，22H8孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座通過兩個孔用螺桿與汽缸蓋相連，軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動。零件圖如下圖所示：1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是支座零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：(1) 通孔(2) 大端面表面粗糙度為3.2(3) 通槽表面粗糙度要求均較嚴(yán).(4) 頂部M8-6H螺紋孔(5) 6處M6-6H螺紋孔由參考文獻(xiàn)（1）中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟精度機床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。第二章 確定毛坯、畫毛坯圖2.1確定毛坯種類零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇砂型機器造型毛坯。22確定鑄件加工余量及形狀根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年，通過計算，該零件質(zhì)量約為3Kg，由參考文獻(xiàn)（5）表14、表13可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時效處理。參考文獻(xiàn)（1）表2.312；該種鑄造公差等級為CT1011，MA-H級。參考文獻(xiàn)（1）表2.3-12，用查表方法確定各表面的加工余量如下表所示：如下表：各加工表面總余量加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量數(shù)值說明上端面56mmH4mm單側(cè)加工下端面100mmH5mm單側(cè)加工左端面53mmH4mm單側(cè)加工右端面60mmH4mm單側(cè)加工.最終確定毛坯圖如下：第三章 工藝規(guī)程設(shè)計31選擇定位基準(zhǔn)正確地選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計工藝過程的一項重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關(guān)鍵。定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工 的表面作為定位基準(zhǔn)(粗基準(zhǔn))。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準(zhǔn)(精基準(zhǔn))。 在制定工藝規(guī)程時，總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)以保證達(dá)到精度要求并把各個表面加工出來，然后再考慮選擇合適的粗基準(zhǔn)把精基準(zhǔn)面加工出來。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準(zhǔn)，用以定位。應(yīng)從零件的整個加工工藝過程的全局出發(fā)，在分析零件的結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計基準(zhǔn)和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，合理選擇定位基準(zhǔn)。3.1.1精基準(zhǔn)的選擇 “基準(zhǔn)重合”原則應(yīng)盡量選用被加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合”的原則。這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則應(yīng)選擇多個表面加工時都能使用的定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差，并簡化夾具的設(shè)計制造工作。“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可采用這兩個表面互為基準(zhǔn)，反復(fù)多次進(jìn)行精加工。 “自為基準(zhǔn)”原則 在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。此外，精基準(zhǔn)的選擇還應(yīng)便于工件的裝夾與加工，減少工件變形及簡化夾具結(jié)構(gòu)。需要指出的是，上述四條選擇精基準(zhǔn)的原則，有時是相互矛盾的。例如，保證了基準(zhǔn)統(tǒng)一就不一定符合基準(zhǔn)重合等等。在使用這些原則時，要具體情況具體分析，以保證主要技術(shù)要求為出發(fā)點，合理選用這些原則。精基準(zhǔn)的選擇：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)重合的原則，實現(xiàn)V形塊十大平面的定位方式（V形塊采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)夾緊）。22mm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，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。 3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)。 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可使這個表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報廢。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時，則應(yīng)以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。 選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準(zhǔn)確，裝夾可靠。粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當(dāng)毛坯是精密鑄件或精密鍛件，毛坯質(zhì)量高，而工件加工精度要求又不高時，可以重復(fù)使用某一粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。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，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以粗基準(zhǔn)為上端面。鏜削22mm孔的定位夾緊方案：V形塊采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)實現(xiàn)對外圓柱表面進(jìn)行定位，再加底面實現(xiàn)完全定位。32制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序號工序內(nèi)容鑄造時效涂底漆010粗銑小端面020粗銑半精大端面030粗銑半精銑底面040粗鏜半精鏜22孔050粗鏜半精鏜30孔,達(dá)要求060半精銑小端面070粗銑半精銑通槽,達(dá)圖示要求.080鉆6-M6-6H螺紋孔090鉆底面2-9孔,锪孔20100鉆12孔110鉆M8-6H螺紋孔120檢驗130入庫3.3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)備適宜通用機床為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳動均由人工完成。粗銑小端面：考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑選擇X1632立式銑床。（參考文獻(xiàn)（1）表6-18），選擇直徑D為80mm立銑刀，參考文獻(xiàn)（1）表7-88，通用夾具和游標(biāo)卡尺。粗銑大端面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑底面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。鉆孔：采用Z3025B, 參考文獻(xiàn)（1）表626，通用夾具。刀具為直柄麻花鉆，參考文獻(xiàn)（1）表7111。鏜孔：粗鏜：采用臥式組合鏜床，選擇功率為1.5KM的ITA22鏜削頭，選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿，專用夾具，游標(biāo)卡尺。3.4加工工序設(shè)計工序4粗鏜20孔工序。20粗鏜余量參考文獻(xiàn)表取粗鏜為2mm，粗鏜切削余量為0.2mm,鉸孔后尺寸為22H8。孔軸線到底面位置尺寸為83mm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22.020.08mm，與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)重合，故不需保證。0.06mm跳動公差由機床保證。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 取機床效率為.0.78*0.85=0.89kw0.58kw故機床的功率足夠。時間定額計算（） 機動時間粗鏜時：L/(f*n)=61/0.2*380=7.5s精鏜時：f取0.1mm/s L/(f*n)=61/0.1*380=15s總機動時間: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開機到開始的時間0.31110.3退刀0.11110.1所以輔助時間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=605+0.37=6.87 min該工序單位加工時間為6.87min工序9鉆底面2-9孔工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?mm，公差為默認(rèn)公差，表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床。鉆頭為9mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。確定鉆削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)2表28-8，鉆頭強度所允許是進(jìn)給量。由于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)2，由表28-3，故查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻(xiàn)2，表28-5，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，切削工時 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機動時間：查機械加工手冊，表2.5-41工步輔助時間為：1.76min第四章 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工此支座零件時，需要設(shè)計專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計鏜孔夾具。本次設(shè)計的夾具為第4道工序粗精鏜22H8mm孔。該夾具為雙支承前后引導(dǎo)鏜床夾具。確定設(shè)計方案該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為下端面，故以下端平面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”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，從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，若工件以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)。工件以下端面在夾具上定位，限制了三個自由度，其余三個自由度也必須限制。用哪種方案合理呢？ 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個轉(zhuǎn)動自由度，這種方案定位可靠，可實現(xiàn)完全定位。計算夾緊力并確定螺桿直徑參考文獻(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.所以夾*.F0= F夾/2=1178.4（N）參考文獻(xiàn)3表1-24，從強度考慮，用一個M10的螺柱完全可以滿足要求，M10的許應(yīng)夾緊為3924N，所以螺桿直徑為d=10mm定位精度分析22孔的精加工是在一次裝夾下完成的，具體采用的是前后支撐引導(dǎo)的夾具機構(gòu)，機床與鏜桿之間所采用的是浮動連接，故機床主軸振動可略不計，22孔的加工精度主要由鏜模來保證。圖見附表。因為孔的軸線與底面的平行度要求為0.05。故兩鏜模裝配后同軸度要求應(yīng)小于0.05，又因為鏜套與鏜桿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60mm取兩孔同軸度誤差為0.03mm則 T1=2600.00007=0.006T2=0.03mm所以T=T1+T2=0.036 又以為 0.0360.050.0060.06所以夾具能滿足零件加工精度的要求。結(jié) 論經(jīng)過幾個月的畢業(yè)實習(xí)，我有以下幾點心得：1能夠運用機械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程的知識，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有關(guān)問題，初步具備設(shè)計中等復(fù)雜零件的能力。2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。3熟悉并運用有關(guān)手冊規(guī)范圖表等技術(shù)能力。4有一定的識圖，制圖和運算能力。通過畢業(yè)設(shè)計，我綜合運用理論知識和專業(yè)知識的能力得到一步提高，對一般機械零件的加工工藝過程有更深的了解，設(shè)計夾具的能力得到提高。機械產(chǎn)品的開發(fā)與設(shè)計具有廣闊的前景，需要我們努力學(xué)習(xí)新知識，發(fā)展新技術(shù)，在以后的工作中，我會以認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度去迎接新的挑戰(zhàn)，解決新的問題。致 謝幾個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)進(jìn)入尾聲了，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，我完成了支座零件工藝工裝的設(shè)計。我要感謝我的設(shè)計指導(dǎo)教師XXX老師，若沒有他的指導(dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計絕對不可能如此順利地完成。在整個設(shè)計過程中我在老師的指導(dǎo)下學(xué)到了很多有關(guān)專業(yè)方面的知識，在一些探索性問題上得到了深層次的理解，更在老師的身上學(xué)到了許多為人處事的道理，我想這些都是我人生中最寶貴的財富，在我以后的學(xué)習(xí)和工作中一定會受益匪淺。 由于本人所掌握的知識技能水平有限，在設(shè)計中難免存在一些問題，在此懇請廣大的老師和同學(xué)們給予批評與指正，以便我在今后的工作和學(xué)習(xí)中獲得更大的提高。參考文獻(xiàn)1陳宏均 主編 實用加工工藝手冊2孟少農(nóng) 主編 機械加工工藝手冊3鄭修本 編 機械制造工藝學(xué)4艾興等 主編 切削用量簡明手冊5王光斗 主編 機床夾具設(shè)計手冊6龔定安 主編 機床夾具設(shè)計原理 19