氣門(mén)搖臂軸支座零件的加工工藝分析及部分工裝設(shè)計(jì)【夾具設(shè)計(jì)含定位夾緊符號(hào)CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)、工藝工序卡片】

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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(lái)新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格2-3。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。 工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，使多品種，對(duì)中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求4。氣門(mén)搖臂軸支座零件是1105柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的氣門(mén)搖臂軸支座，它是柴油機(jī)上氣門(mén)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。直徑為18mm的孔用來(lái)裝配搖臂軸、軸的兩端各安裝進(jìn)、排氣氣門(mén)搖臂。直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個(gè)減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動(dòng)柴油機(jī)。兩孔間距56mm可以保證減壓軸在搖臂上打開(kāi)氣門(mén)，起到支撐的作用。直徑11mm的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3mm的孔用來(lái)排油5。氣門(mén)搖臂軸支座零件在實(shí)際生產(chǎn)中，往往需求量較大，加工精度對(duì)其影響較大。分析本零件，零件材料為HT200，首先分析灰鑄鐵材料的性能，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。在后期的零件加工的過(guò)程中，要想得到最終的理想工件，不僅需要使用高精度是機(jī)床，而且?jiàn)A具也是起著至關(guān)重要的作用，夾具的設(shè)計(jì)是否合理將直接影響零件最后的精度和性能。此次的設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件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(shí)際的訓(xùn)練。其目的在于： （1）鞏固我們?cè)诖髮W(xué)里所學(xué)的知識(shí)，也是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的綜合性的檢驗(yàn)； （2）加強(qiáng)我們查閱資料的能力，熟悉有關(guān)資料；（3）樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)我們的實(shí)際工作能力；（4）通過(guò)對(duì)氣門(mén)搖臂軸支座的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)，使我們?cè)跈C(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，工藝方案論證，機(jī)械加工余量計(jì)算，工藝尺寸的確定，編寫(xiě)技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個(gè)方面受到一次綜合性的訓(xùn)練，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)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(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。（6）通過(guò)零件圖，裝配圖繪制，使我們對(duì)于AutoCAD繪圖軟件的使用能得到進(jìn)一步的提高。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀（1）國(guó)外研究現(xiàn)狀從國(guó)際上看俄國(guó)、德國(guó)和美國(guó)是組合夾具的主要生產(chǎn)國(guó)。當(dāng)前國(guó)際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國(guó)內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國(guó)際貿(mào)易中的一個(gè)品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計(jì)資料，但歐美市場(chǎng)上一套用于加工中心的央具，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國(guó)在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢(shì)，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景6-8。 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，普遍采用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；在加工技術(shù)方面，巳實(shí)現(xiàn)了底層(車(chē)間層)的自動(dòng)化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù))、自動(dòng)引導(dǎo)小車(chē)(AGV)等9-12。近10余年來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動(dòng)化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)。如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、并行工程、敏捷制造等。（2）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀機(jī)械行業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)而又具有發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)，伴隨著德國(guó)現(xiàn)在提出的“工業(yè)4.0”的概念以及中國(guó)提出的“2025計(jì)劃”，機(jī)械制造業(yè)面臨著有逐步向智能化方向轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化、柔性化制造13-15。我國(guó)在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方面起步較晚，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)于1983年5月才召開(kāi)了“第一次機(jī)械設(shè)計(jì)方法學(xué)討論會(huì)”，但經(jīng)過(guò)了多年的努力，我國(guó)在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的研究方面已經(jīng)取得了可喜的成績(jī)，現(xiàn)在的中國(guó)可以自豪地稱為“世界的工廠”，“MADE IN CHINA”已經(jīng)是世界聞名了。雖然有了很大的進(jìn)步，但是我國(guó)目前的整體機(jī)械設(shè)計(jì)水平還是有待于提高的，下面討論我國(guó)現(xiàn)階段使用較多的幾種設(shè)計(jì)方式。研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類(lèi)總數(shù)的85左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔34年就要更新5080左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為1020左右16-17。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求18-20： （1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；（2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；（3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；（4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；（5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的研究，我們明顯可知，目前我國(guó)的機(jī)械加工能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上國(guó)外，而夾具則是主要影響因素之一21。因此，本文開(kāi)展對(duì)氣門(mén)搖臂軸支座零件的加工工藝分析及部分工裝設(shè)計(jì)研究顯示得非常重要。參考文獻(xiàn)：1 崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2009.2 陳宏鈞.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2009.3 王先逵.機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007.4 吳拓.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).20065 陳余輝.機(jī)械制造工藝與夾具.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2010.6 吳拓，方瓊珊.機(jī)械制造工藝與機(jī)床與夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005.7 鄒青.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.8吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：高等教育出版社，2006.9余光國(guó)，馬俊.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M.重慶：重慶大學(xué)出版社，1995. 10程緒琦.AutoCAD2008中文標(biāo)準(zhǔn)教程M.北京：電子工業(yè)出版社，2008.4.11楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.8.12鄧文英.金屬工藝學(xué) 上冊(cè)M.北京：高等教育出版社，2001. 13鄧文英.金屬工藝學(xué) 下冊(cè)M.北京：高等教育出版社，2001.14李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7. 15孫麗媛 .機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京：冶金工業(yè)出版社，2007.16 L.Schulze,L.Li. Cooperative Coevolutionary Optimization Method for Product Family Design.17 Heng Liu,Ozalp Ozer. Managing a product family under stochastic technological changes. Int. J. Production Economics 122 (2009) 567580.18 Soon Chong Johnson Lim,Ying Liu,Wing Bun Lee. Multi-facet product information search and retrieval using semantically annotated product family ontology. Information Processing and Management 46 (2010) 479493.19 Petri Helo,Qianli Xu,Kristianto,Roger Jianxin Jiao. Product Family Design And Logistics Decision Support System.20 Taioun Kim,Hae Kyung Lee,Eun Mi Youn. Product Family Design based on Analytic Network Process. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：1、 研究或解決的問(wèn)題本畢業(yè)設(shè)計(jì)擬解決的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面：（1）通過(guò)對(duì)查閱資料，掌握其氣門(mén)搖臂軸支座零件的重要性。（2）掌握氣門(mén)搖臂軸支座零件加工工藝和相應(yīng)夾具的設(shè)計(jì)流程。（3）學(xué)習(xí)AutoCAD，并繪制氣門(mén)搖臂軸支座零件圖和毛坯圖。（4）編制氣門(mén)搖臂軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程；（選擇毛坯種類(lèi)及制造方法，繪制毛坯圖。擬訂零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定各工序切削用量及工序尺寸，計(jì)算某一代表工序的工時(shí)定額。）填寫(xiě)工藝文件：工藝過(guò)程卡片、工序卡片。（5）設(shè)計(jì)加工該零件通孔和通孔的專用夾具；繪制夾具裝配圖和主要的夾具零件圖。（6）撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)，完成相應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)和加工工藝設(shè)計(jì)。2、 擬采用的研究手段初步擬采用理論分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合的研究方法。針對(duì)氣門(mén)搖臂軸支座主要采取以下方法： 結(jié)合所學(xué)知識(shí)，首先對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，深入明白該零件的用途和作用。對(duì)零件毛坯進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中包括：毛坯的選擇、毛坯尺寸的確定。確定零件的工藝加工方案及工序。其中包括：加工方案的確定、工藝路線的確定、加工設(shè)備與工藝設(shè)備、切削用量和工時(shí)的確定等。結(jié)合本零件的特征，初步采用以下的加工工藝路線，如表1所示：表1 擬采取的加工工藝路線需加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度Ra/加工方案上端面IT1412.5粗銑36mm下端面IT126.3粗銑半精銑前端面IT113.2粗銑半精銑后端面IT113.2粗銑半精銑前端面IT1412.5粗銑后端面IT1412.5粗銑通孔IT1412.5鉆偏內(nèi)孔IT1412.5鉆通孔IT81.6鉆擴(kuò)粗鉸精鉸通孔IT81.6鉆擴(kuò)粗鉸精鉸工裝夾具的確定。其中包括：夾具結(jié)構(gòu)方案、夾具固定方案、裝配圖尺寸的確定。針對(duì)某個(gè)工序夾具設(shè)計(jì)。其中包括：定位方案、導(dǎo)向裝置、加緊機(jī)構(gòu)、復(fù)制定位裝置、夾具體的設(shè)計(jì)等。 定位方案的定位元件選擇一個(gè)長(zhǎng)定心軸，定心軸與定位孔的配合尺寸為配合完成定位，如圖1所示；導(dǎo)向裝置采用與孔尺寸相對(duì)應(yīng)的快換鉆套做導(dǎo)向元件，相應(yīng)的臥式鏜床上面采用快換夾頭，如圖2所示；加緊機(jī)構(gòu)在定心軸上直接做出一段螺桿，裝夾工件時(shí)，先將工件定位孔裝入帶有螺母的定心軸上，實(shí)現(xiàn)定位，然后在工件與螺母之間插上開(kāi)口墊圈，最后擰緊螺母壓緊工件，如圖3所示；為了減小加工時(shí)工件的變形，保證加工時(shí)工藝系統(tǒng)的剛度，后端面處增加輔助支承，如圖4所示。 圖1 定位方案結(jié)構(gòu)示意圖 圖2 導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)示意圖 圖3 加緊機(jī)構(gòu)示意圖 圖4 輔助定位裝置示意圖 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備答辯。三、 工作進(jìn)度安排第1-2周：選擇設(shè)計(jì)方向，收集資料，確定設(shè)計(jì)內(nèi)容，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。第3-4周：調(diào)研并學(xué)習(xí)氣門(mén)搖臂軸支座的工藝設(shè)計(jì)和夾具的設(shè)計(jì)方法。第5-6周：繪制氣門(mén)搖臂軸支座夾具結(jié)構(gòu)圖及工作原理圖。第7-8周：根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并繪制氣門(mén)搖臂軸支座的夾具裝配圖及部分零件圖。第9-10周：結(jié)合零件的特點(diǎn)，編制零件的加工工藝規(guī)程。第11-12周：總結(jié)材料，撰寫(xiě)畢業(yè)論文初稿。第13周：查漏補(bǔ)缺并根據(jù)老師提出的修改意見(jiàn)完善圖紙及論文。第14周：畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿、打印，畢業(yè)答辯。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見(jiàn)：黨志杰同學(xué)在查閱了大量的和畢業(yè)設(shè)計(jì)工作有關(guān)的資料、書(shū)籍后，成功的完成了開(kāi)題報(bào)告開(kāi)題。開(kāi)題報(bào)告語(yǔ)言通順、格式規(guī)范。文獻(xiàn)綜述部分對(duì)研究課題氣門(mén)搖臂軸支座零件有意義，并對(duì)相關(guān)技術(shù)和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了查新，且有一定的深度。國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了較為詳細(xì)的敘述，并對(duì)挖掘部件、分離部件等相關(guān)技術(shù)和研究現(xiàn)狀進(jìn)行有一定深度。本課題要研究和解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）部分中，提出問(wèn)題明確，方法可行，圓滿完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。同意開(kāi)題。 指導(dǎo)教師： 2016 年 3月22日所在系審查意見(jiàn)：同意開(kāi)題 系主任： 2016 年 3月 22日