氣門搖臂軸支座 加工工藝和鉆φ3斜孔夾具設(shè)計課程設(shè)計

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Clamping and process routing. Process to determine such issues as size to ensure the parts machining Quality Learn how to use graphic materials, as well as manual control with design-related books of various types of information the name of the source, to achieve the proficiency to use. Therefore, it is in our university life plays an important position. For me personally, I hope that through this course design is the work of their own future in an adaptive training, from training its own analysis of issues, problem-solving skills, to work for the future and lay a good foundation. Due to limited capacity to design there may be shortcomings, I earnestly urge the teachers to give criticism of correction 目 錄緒 論 1一 工藝性分析 3.零件的作用3.2審查零件的結(jié)構(gòu)工藝 3.3確定零件的生產(chǎn)類型 3二 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 4.選擇毛坯4.確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 42.2.1公差等級 42.2.2鑄件的重量 42.2.3鑄件的形狀復(fù)雜系數(shù) 42.2.4鑄件的材質(zhì)系數(shù)42.2.5鑄件分模線形狀 52.2.6零件的表面粗糙度 52.3擬定工藝路線 5三、工藝規(guī)程設(shè)計 63.1定位基準的選擇：63.2制定加工工藝路線 73.3選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具10四 加工工序設(shè)計 11五、時間定額計算 14六 專用夾具的設(shè)計 156.1 問題提出 156.2 定位基準的選擇 156.3定位元件的設(shè)計 166.4切削力和夾緊力的計算 166.5:定位誤差分析 176.6夾具設(shè)計及簡要操作說明 187 體會與展望 20致 謝 21參考文獻 224緒 論機械制造工藝學(xué)設(shè)計使我們學(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)課之后進行的。這是我們在進行畢業(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，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。機械制造技術(shù)是一門非常重要的技術(shù)，人類的發(fā)展過程就是一個不斷的制造過程。因此，制造技術(shù)的重要性是不言而喻的，它有以下四個方面的意義。1 社會發(fā)展與制造技術(shù)密切相關(guān)2 制造技術(shù)是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)3 制造技術(shù)是所有工業(yè)的支柱4 制造技術(shù)國力和國防的后盾機械制造工藝學(xué)設(shè)計是在學(xué)完了機械設(shè)計制造工藝學(xué)、進行了生產(chǎn)實習(xí)之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。它一方面要求學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學(xué)過的全部課程進行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，另外，也為以后作好畢業(yè)設(shè)計進行一次綜合訓(xùn)練和準備。學(xué)生通過機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計，應(yīng)在下述各方面得到鍛煉：（1）能熟練運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的時間知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。學(xué)生通過設(shè)計借據(jù)（或量具）的訓(xùn)練，應(yīng)當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理而能保證加工的夾具的能力。（3）學(xué)會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。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“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于個人能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給予指導(dǎo)。一 工藝性分析.零件的作用氣門搖桿軸支座是柴油機一個主要零件。是柴油機搖桿座的結(jié)合.2審查零件的結(jié)構(gòu)工藝 由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，18mm孔和11孔16孔以及3mm軸向槽的加工。11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，直接影響到進氣孔與排氣門的傳動精度及密封，18孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.055mm。因此，需要先以下端面為粗基準加工上端面，再以上端面為粗基準加工下端面，再把下端面作為精基準，最后加工11）mm孔時以下端面為定位基準，以保證孔軸相對下端面的位置精度。由參考文獻（1）中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟精度機床能達到的位置精度可知上述要求可以達到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。.3確定零件的生產(chǎn)類型依據(jù)設(shè)計題目知 Q=5000臺/年，加工零件重量為0.6kg屬輕型機械，所以生產(chǎn)類型屬于中批生產(chǎn)。 二 確定毛坯、繪制毛坯簡圖.選擇毛坯由于氣門搖臂軸支座在工作過程中不承受沖擊載荷，為增強氣門搖臂軸支座的的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯應(yīng)該選用鑄件。而且氣門搖臂軸的輪廓尺寸不大，生產(chǎn)類型屬于中批生產(chǎn)，考慮到提高生產(chǎn)率采用消失模鑄造。.確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量2.2.1公差等級由氣門搖臂軸支座的功用和技術(shù)要求，確定改零件的公差等級為普通級。2.2.2鑄件的重量已知機械加工后撥叉的重量為0.6kg，由此初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為1kg。2.2.3鑄件的形狀復(fù)雜系數(shù)對氣門搖臂軸支座的零件圖進行分析計算。由公式（2-3）S=mt/mN=1/1.9=0.53,所以0.32S0.63，該零件屬于S2級。2.2.4鑄件的材質(zhì)系數(shù)因為該氣門搖臂軸支座的材料是HT200（C含量2.6%-3.6%），所以該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬于M1級。2.2.5鑄件分模線形狀根據(jù)該氣門搖臂軸支座的形位特點，選擇零件高度方向的對稱面為分模面，屬于平直分模線。2.2.6零件的表面粗糙度由零件圖可知，氣門搖臂軸支座的各個加工表面的粗糙度內(nèi)圓為6.3大圓端面為12.5。由此可見此零件的要求不是很高。2.3擬定工藝路線根據(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1Kg，由參考文獻（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（1）表2.312；該種鑄造公差等級為CT1011，MA-H級。參考文獻（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：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 22外圓端面H3mm單側(cè)加工下端面 22下端面H3mm單側(cè)加工前端面 28外圓端面H3mm單側(cè)加工后端面 28外圓端面mmH3mm單側(cè)加工前端面26前外圓端面H3mm單側(cè)加工后端面26后外圓端面H3mm單側(cè)加工三、工藝規(guī)程設(shè)計3.1定位基準的選擇：精基準的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準又是設(shè)計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則，實現(xiàn)用削邊軸加底面的定位方式（采用螺旋加緊機構(gòu)夾緊）。18mm孔及左右兩端面都采用底面做基準，這使得工藝路線又遵循“基準統(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。粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準。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，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以粗基準為上端面。鉆削18mm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)動夾緊機構(gòu)實現(xiàn)對R10的外圓柱表面進行定位，再加底面實現(xiàn)完全定位，由于11mm孔的秒個精度不需要很高，故用做定位銷孔很難保證精度，所以選擇方案二。3.2制定加工工藝路線根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面及孔的加工方法如下：上端面：精銑。 下端面：粗銑28前端面：粗銑精銑 28后端面：粗銑精銑26前端面粗銑，26后端面粗銑11mm孔：鉆孔。18孔鉆，擴，絞 16孔，鉆，擴，絞，3孔鉆根據(jù)先面后孔，先主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，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上18（+0.1+0.006）mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線如下：工序號工序內(nèi)容01鑄造02時效處理03銑22上端面04銑22下端面05鉆11通孔06銑28前端面07銑28后端面08銑26前端面09銑26后端面10鉆16通孔11鉆18通孔12鉆3通孔12檢驗13入庫上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如銑28前后端面和26前后端面時，因為按上述方案在銑28前面后，隨即銑28后端面，這樣會增加輔助勞動時間，降低效率，若換為銑28前端面后，隨即銑26前端面，然后銑26后端面，在銑28前端面，然后在鉆3孔，這樣銑刀的空行程和調(diào)整時間就比較短，大大提高了勞動效率，特別適合于大批量生產(chǎn)，故改為此方案。修改后的工藝路線如下：序號工序內(nèi)容簡要說明01020304050607080901001101213鑄造時效處理涂漆銑22上端面銑22下端面鉆11通孔銑28前端面銑26前端面粗銑26后端面粗銑28后端面精銑28后端面鉆3孔檢驗入庫消除內(nèi)應(yīng)力防止生銹加工經(jīng)基準先面后孔先面后孔先面后次要工序后加工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。粗銑上端面：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（1）表6-18），選擇直徑D為80mm立銑刀，參考文獻（1）表7-88，通用夾具和游標卡尺。粗銑22上端面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標卡尺。粗銑22下端面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標卡尺。鉆11通孔。采用Z525立式鉆床，高速鋼錐柄麻花鉆粗銑28前端面：采用臥式銑床X1632，參考文獻（1）表621，采用以前的刀具，專用夾具及游標卡尺。粗銑26前端面：采用臥式銑床X1632,參考文獻（1）表621，專用夾具及游標卡尺。粗銑26后端面，采用臥式銑床X1632,參考文獻（1）表621，專用夾具及游標卡尺。精銑22前端面，采用臥式銑床X1632,參考文獻（1）表621，專用夾具及游標卡尺。精銑22前端面，采用臥式銑床X1632,參考文獻（1）表621，專用夾具及游標卡尺。鉆18通孔，采用Z3025B*10，參考文獻（1）表626，通用夾具刀具為d為18.0的直柄麻花鉆，參考文獻（1）表7111。鉆16mm孔：采用Z3025B*10，參考文獻（1）表626，通用夾具。刀具為d為16.0的直柄麻花鉆，參考文獻（1）表7111。鉆3孔：，選擇搖臂鉆床Z3025參考文獻（1）表626，采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。四 加工工序設(shè)計經(jīng)查參考文獻（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。取每齒進給量為fz.mmz（粗銑）取每齒進給量為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.又由機床切削功率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。粗銑余量參考文獻表取粗鏜為.mm，粗銑切削余量為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方法余量公差等級工序尺寸及公差18粗鏜1.8_19.819.2精鏜0.2H820H8孔軸線到底面位置尺寸為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,查文獻表. 4-8取V=0.4m/s=24m/min去進給量為f=002mm/rn=1000V/d=1000*24/3.14*20=380r/min查文獻的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。五、時間定額計算下面計算工序的時間定額（） 機動時間粗銑時：L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s精銑時：f取0.1mm/s L/(f*n)=45/0.1*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六 專用夾具的設(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，需要設(shè)計專用的夾具。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計鉆3油孔，選用機床：X525立式鉆床6.1 問題提出本夾具主要用來鉆3油孔，因為鉆3孔本身沒有什么精度要求，因此以提高生產(chǎn)效率為主。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度又因為3相對水平面傾斜10因此我們 定位的時間把工件調(diào)整到水平位置方可加工好。6.2 定位基準的選擇我們采用已經(jīng)加工好的18孔和16孔定位基準，及經(jīng)典的一面2銷定位。6.3定位元件的設(shè)計本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設(shè)計。根據(jù)加工要求和基準重合原則，則以底面18和16孔定位，定位元件采用1面2銷，定位孔和定位銷的主要尺寸如圖2定位孔中心距L及2定位銷中心距l(xiāng) 所以L=63.36mmmm取L=63.36mmmm取圓柱銷直徑16g6菱形銷的直徑公差取IT6為0.09mm，得菱形銷的直徑為8 6.4切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。6.5:定位誤差分析2 一面兩銷定位誤差(1)移動時基準位移誤差 （式5-5）式中： 圓柱銷孔的最大偏差 圓柱銷孔的最小偏差 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙代入（式5-5）得： = = (2) 轉(zhuǎn)角誤差 （式5-6）式中： 圓柱銷孔的最大偏差 圓柱銷孔的最小偏差 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 削邊銷孔的最大偏差 削邊銷孔的最小偏差 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙其中： 則代入（式5-6）得：則： 6.6夾具設(shè)計及簡要操作說明 本工件采用定位銷和菱形銷定位，用移動壓板壓緊，這樣操作更加簡單，迅速，特別適合打批量生產(chǎn)，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產(chǎn)要求裝配圖附圖如下裝配圖附圖 夾具體附圖7 體會與展望經(jīng)過這次設(shè)計，我領(lǐng)悟了理論指導(dǎo)實踐的重要性，作為大學(xué)生的我們學(xué)習(xí)了很多理論知識，但是我們應(yīng)用的卻很少，在這次課程設(shè)計中，我能夠充分的利用老師在課堂上講的知識，去解決一些生產(chǎn)實踐中遇到的實際問題。過程中我們既可以升華和鞏固自己學(xué)過的知識，還可以學(xué)到一些新的知識。要完成課程設(shè)計，除了要復(fù)習(xí)必要的理論知識，如機械圖學(xué)的知識，互換性的知識，機械制造的知識外，還要靈通的掌握一種制圖軟件，如電子圖版或者是aotoCAD，還有高級的Proe制圖等。等做完了所有的課程設(shè)計，才能夠更好的了解自己已經(jīng)掌握了，還要繼續(xù)學(xué)習(xí)的都有那些知識。我總結(jié)了這次設(shè)計的經(jīng)驗，決定要更努力的學(xué)習(xí)專業(yè)知識，學(xué)好專業(yè)英語，學(xué)好專業(yè)教材，掌握更先進的制圖工具，好為畢業(yè)設(shè)計做好準備。致 謝這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。參考文獻1 黃健求 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) M 北京: 機械工藝出版社 2005.112 李鳳平 張士慶 蘇猛 屈振生 機械圖學(xué) M 沈陽: 東北大學(xué)出版社 2003.93 王光斗 王春福 機床夾具設(shè)計手冊 M 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2000.114 鞏云鵬 田萬祿 張祖立 黃秋波 機械設(shè)計課程設(shè)計 M 沈陽: 東北大學(xué)出版社 2000.125 蘇翼林.材料力學(xué)M.北京:人民教育出版社,19796 馬壯 趙越超 馬修泉 工程材料與成型工藝 M 沈陽：東北大學(xué)出版社 2007.03 22