氣門搖桿軸支座工藝規(guī)程及銑3mm槽夾具設(shè)計(jì)[含高清CAD圖 工序卡片 說明書]

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該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，2-孔和以及3mm軸向槽的加工孔的尺寸精度以及下端面0.05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(dòng)精度及密封，2孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.055。因此，需要先以下端面為粗基準(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)，最后加工孔時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對(duì)下端面的位置精度。由參考文獻(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2章 確定毛坯、畫毛坯零件合圖（附圖2）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8000件/年，通過計(jì)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(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時(shí)效處理。參考文獻(xiàn)（1）表2.312；該種鑄造公差等級(jí)為CT1011，MA-H級(jí)。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：加工表面基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值說明上端面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)加工第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 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(jì)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?？准白笥覂啥嗣娑疾捎玫酌孀龌鶞?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(jiǎn)單，可靠，操作方便。粗基準(zhǔn)的選擇：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(shí)間，所以粗基準(zhǔn)為上端面。3.2 制定工藝路線根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面及孔的加工方法如下：上下端面：粗銑精銑左右端面：粗銑精銑 端面：粗銑精銑2-孔：鉆孔 3mm 軸向槽精銑孔：鉆孔粗鏜精鏜因左右兩端面均對(duì)孔有較高的位置要求，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)先面后孔原則，將上端面下端面的粗銑放在前面，左右端面上孔放后面加工。初步擬訂以下兩個(gè)加工路線方案加工路線方案（一）工序號(hào)工序內(nèi)容05#鑄造10#時(shí)效15#涂漆25#車上端面30#銑下端面35#鉆兩通孔 40#銑左右端面45#鉆通孔50#鏜孔55#軸向槽60#銑檢驗(yàn)65#入庫（二）以V形塊定位的加工路線方案工序號(hào) 工序內(nèi)容05#鑄造10#時(shí)效15#涂漆25#粗銑下端面30#粗銑上端面35#粗銑左右端面45#鉆兩通孔50#精銑下端面55#精銑上端面60#精銑左右端面65#鉆孔65#鏜孔70#銑軸向槽75#入庫上述兩個(gè)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(jìn)一步討論。車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)，故應(yīng)當(dāng)選擇銑削加工。因?yàn)樵诹慵D紙中要求左右端面的跳動(dòng)度為0.06，所以需要同時(shí)銑削左右端面，保證兩端的平行度。工序30#應(yīng)在工序25#前完成，使上端面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少受力變形和受熱變形對(duì)213通孔加工精度的影響。綜上所述選擇方案二。最后確定的工件加工工序如下：序號(hào) 工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)05#鑄造10#時(shí)效15#涂漆20#粗銑下端面上端面（3）+左右端（3）25#粗銑上端面下端面（3）+左右端（3）30#粗左右端面（同時(shí)，不準(zhǔn)調(diào)頭）下端面(3)+ 外圓柱面35#鉆兩通孔13下端面(3)+ 外圓柱面40#精銑下端面上端面（3）+左右端（3）45#精銑上端面下端面（3）+左右端（3）50#精銑左右端面（同時(shí)，不準(zhǔn)調(diào)頭）下端面(3)+ 外圓柱面55#鉆通孔18下端面(3)+ 外圓柱面60#銑槽到20 下端面(3)+ 外圓柱面65#粗-精銑軸向槽下端面(3)+ 外圓柱面70#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(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(dòng)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(jì)等問題，采用立銑選擇X51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。粗銑下端面：采用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑下端面：采用上述相同的機(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X1632，參考文獻(xiàn)（1）表621，采用以前的刀具，專用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑左端面：采用臥式銑床X1632,參考文獻(xiàn)（1）表621，專用夾具及游標(biāo)卡尺。鉆2-18mm孔：采用Z525，參考文獻(xiàn)（1）表626，通用夾具。刀具為d為18.0的直柄麻花鉆，參考文獻(xiàn)（1）表7111。鉆18孔：鉆孔直行為118mm，選擇搖臂鉆床Z525參考文獻(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，選擇功率為1.5KM的ITA20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(jì)（一） 機(jī)械加工余量確定根據(jù)文獻(xiàn)（1）可知計(jì)算底面加工余量公式如下。 式中 ： e 余量值； 鑄件的最大尺寸； 加工表面最大尺寸； C 系數(shù)根據(jù)表3-12查表得出各個(gè)加工面得加工余量。經(jīng)查表312可得，銑削上端面的加工余量為4，又由零件對(duì)上頂端表面的表面精度RA=12.5可知，粗銑的銑削余量為4。底面銑削余量為3，粗銑的銑削余量為2，銑余量1，精銑后公差登記為IT7IT8。左右端面的銑削余量為3，粗銑的銑削余量為2，精銑余量1，精銑后公差登記為IT7IT8，根據(jù)表312確定余量2。工序40粗鏜18工序。粗鏜余量表3-83取粗鏜為1.8，粗鏜切削余量為0.2,鉸孔后尺寸為20H8,各工步余量和工序尺寸公差列于下表表3.2 各工步加工尺寸加工表面加工方法余量公差等級(jí)工序尺寸及公差粗鏜_精鏜= （二）確定切削用量及基本工時(shí)工序20#：粗銑下端面1)加工條件工件材料：HT200,=170240MPa，鑄造;工件尺寸：=13，l=36;加工要求：粗銑上端面加工余量4機(jī)床：X51立式銑床；刀具：立銑刀。經(jīng)查參考文獻(xiàn)（1）表312可得，銑削上端面的加工余量為4mm，又由零件對(duì)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IT7IT8。取每齒進(jìn)給量為fz0.2mmz（粗銑）取每齒進(jìn)給量為f0.5mmr（精銑）粗銑走刀一次ap2mm，精銑走刀一次ap1mm初步取主軸轉(zhuǎn)速為150rmin（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為300rmin，又前面已選定直徑為80mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：校核粗加工。3.1480150/100037.68m/min=3.1480300/1000=75.36m/min又由機(jī)床切削功率P=取Z=10個(gè)齒，=1,n=150/60=2.5r/s ,=168mm, =2mm,=0.2mm/z.代入得：=4kw又因前查的機(jī)床的功率為4.5kw/h 若效率為0.85P,則0.85p=3.825kw4kw重新選擇主軸的轉(zhuǎn)速為118m/min，則=3.1480118/1000=29.64m/min 將其帶入公式得 = =3.15kw3.825kw故機(jī)床功率足夠2)計(jì)算基本工時(shí) ，查切削手冊(cè)表3. 26，入切量及超切量為：則： 工序25# 粗銑上端面： 刀具，機(jī)床與上到工序相同，得出 , 工序30#粗銑左右端面：同時(shí)粗銑左右端面，圓盤銑刀一次加工完成不準(zhǔn)調(diào)頭計(jì)算切削用量： =2由 機(jī)械加工工藝手冊(cè)表15.53可知：由切削用量手冊(cè)表9.4-8可知： 各系數(shù)為 所以有 取 所以實(shí)際切削速度： 確定主軸轉(zhuǎn)速： 切削工時(shí)： 工序35# 鉆孔查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-38，取查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-42，取 查表機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)4.2-15，機(jī)床為Z525，選擇轉(zhuǎn)速實(shí)際切削速度：v= 切削工時(shí)帶入公式：工序40# 精銑下端面與工序20#相同。工序45# 精銑上端面與工序25#相同.工序50# 精銑左右端面與工序30#相同工序55#鉆通孔18，工序步驟與工序35#相同，代入數(shù)據(jù)得出結(jié)果: , 工序60#銑槽到20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20.020.08，與下底面的位置精度為0.05,與左右端面的位置精度為0.06, 且定位夾、緊時(shí)基準(zhǔn)重合，故不需保證。0.06跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。粗銑槽時(shí)因余量為1.9,故,查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)2-8 取進(jìn)給量為 故實(shí)際切削速度為： 此時(shí)作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：查文獻(xiàn)得 取 =950.6N取機(jī)床功率為0.85故機(jī)床效率足夠精銑槽時(shí)，因余量為0.2mm，取取v=1.2m/s=72m/min f=0.1mm/r工序65#銑槽：加工條件：機(jī)床：x6132臥式銑.床.刀具：直齒三面刃銑刀其中 , 計(jì)算切削用量： 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表15-53，表15-55可知： 確定主軸轉(zhuǎn)速： 切削工時(shí)： 3.5 時(shí)間定額計(jì)算下面計(jì)算工序60的時(shí)間定額1）機(jī)動(dòng)時(shí)間 粗鏜時(shí)： 精鏜時(shí)： 總機(jī)動(dòng)時(shí)間：=0.58+1.17=1.75min 2）輔助時(shí)間：操作內(nèi)容每次時(shí)間(min)粗鏜精鏜操作次數(shù)時(shí)間min操作次數(shù)時(shí)間min裝夾212-換刀11111測(cè)量0.110.110.1卸夾1.5-11.5開機(jī)到開始的時(shí)間0.310.310.3退刀0.110.110.1所以輔助時(shí)間3）作業(yè)時(shí)間 1.75+6.4=8.15min4）布置工作地時(shí)間 取 則5）休息與生理需要時(shí)間 取 則6）單件時(shí)間 =（1.75+6.4+0.24+0.24）min=8.63min3.6 填寫機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡 工件文件詳見附表。第4章 搖桿軸支座專用銑槽夾具設(shè)計(jì)4.1 工件自由度分析及定位方案的確定 本次設(shè)計(jì)的夾具為工序銑槽該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為下端面，故以下端平面做定位基準(zhǔn)，實(shí)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(duì)R10的外圓柱面進(jìn)行夾緊，從對(duì)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(shí)現(xiàn)。工件以下端面在夾具上定位，限制了三個(gè)自由度，其余三個(gè)自由度也必須限制。用哪種方案合理呢？方案1在2-孔內(nèi)插入一現(xiàn)邊銷限制一個(gè)移動(dòng)自由度，再以兩孔的另一個(gè)孔內(nèi)側(cè)面用兩個(gè)支承釘限制一個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。這種定位方案從定位原理上分析是合理的，夾具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。但由于孔和其內(nèi)側(cè)面均不規(guī)定其精密度，又因結(jié)構(gòu)原因，夾緊力不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可能會(huì)接觸不好，使定位不穩(wěn)定。這個(gè)方案不宜采用。方案2用兩個(gè)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(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，這種方案定位可靠，可實(shí)現(xiàn)完全定位。4.2 夾緊力的計(jì)算 計(jì)算切削力與夾緊力的計(jì)算及螺桿的直徑：根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-37查表可知： 根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表2-4-8取取在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù) 式中： 基本安全系數(shù)；取1.4 加工性質(zhì)系數(shù)；取0.9刀具鈍化系數(shù)；取0.9斷續(xù)切削系數(shù)；取1.0安全系數(shù)在夾緊力與切削力方向相反后時(shí)：由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-11緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力與切削力之間的關(guān)系。安全系數(shù)在夾緊力與切N削力方向相反后時(shí)，由前面的計(jì)算可知 由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-24，從強(qiáng)度考慮，用一個(gè)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=10。 4.3 定位誤差的計(jì)算及定位精度分析20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(jī)構(gòu)，機(jī)床與鏜桿之間所采用的是浮動(dòng)連接，故機(jī)床主軸振動(dòng)可略不計(jì)，20孔的加工精度主要由鏜模來保證。因?yàn)榭椎妮S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，其最大間隙為 被加工孔的長(zhǎng)度為 ,取兩孔同軸度誤差為則 所以 因?yàn)?，由以上計(jì)算可知夾具能滿足零件加工精度的要求4.4 定位元件及夾緊裝置設(shè)計(jì)（1） 定位元件定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾具定位元件直接接觸或相配合。工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，V形塊定位，工件的定位基準(zhǔn)始終在V型塊兩定位面的對(duì)稱中心平面內(nèi)，對(duì)中性好，能使工件的定位基準(zhǔn)軸線在V形塊兩斜面的對(duì)稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響，其次V形塊定位安裝方便。本設(shè)計(jì)中采用兩個(gè)形塊（圖4.1）夾緊前后兩外圓柱面，用壓板壓在工件的下端，這樣就限制了兩個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。其次設(shè)計(jì)中，采用了定位塊保證工件在加工時(shí)，螺桿和工件不會(huì)偏移。 1-v形塊 2-支座圖4.1 v形塊（2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)夾緊裝置是使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置。本設(shè)計(jì)采用的夾緊裝置是一對(duì)螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、自鎖性能好、夾緊可靠，是手動(dòng)夾緊中常用的一種夾緊機(jī)構(gòu) 。其結(jié)構(gòu)如圖4.2所示1-螺桿 2 圓銷柱 3-大頭螺栓 圖4.2 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 4.5鏜模與夾具體的設(shè)計(jì)(1)鏜模的設(shè)計(jì)鏜套 本設(shè)計(jì)鏜套采用軸承外滾式鏜套，作用：回轉(zhuǎn)精度低，但是剛性好，適合適合轉(zhuǎn)速高的粗加工和精加工。其與鏜桿的配合主要采用H7/h6/h5。精加工時(shí)，鏜套內(nèi)孔的圓度公差取被加工孔的圓度公差的1/6或者1/5。鏜套內(nèi)外圓的同軸度一般小于0.0050.01。如圖4.3所示，滾動(dòng)軸承外滾式回轉(zhuǎn)鏜套，鏜套2支承在兩個(gè)滾動(dòng)軸承上，軸承安裝在鏜模支架 1的軸承孔中，軸承孔的兩端用軸承端蓋3封住。這種鏜套采用標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承，所以設(shè)計(jì)、制造和維修方便，鏜桿轉(zhuǎn)速高，一般摩擦面線速度 v 0.4m/s 。但徑向尺寸較大，回轉(zhuǎn)精度受軸承精度影響。可采用滾針軸承以減小徑向尺寸，采用高精度軸承提高回轉(zhuǎn)精度。1-鏜模支架 2-鏜套 3-軸承套圖4.3 鏜套鏜桿鏜桿的直徑按經(jīng)驗(yàn)公式一般去d=（0.70.8）D，一般應(yīng)大于25，不得小于15。同根鏜桿的直徑應(yīng)相同，便于制造和保證加工加工精度。主要的技術(shù)參數(shù)：導(dǎo)向部分的圓度和圓柱度的公差為其直徑的1/2；鏜桿的同軸度在500內(nèi)為0.01；鏜桿的傳動(dòng)銷孔軸線和鏜桿軸線的垂直度和位置度均小于0.01；導(dǎo)向部分的表面粗糙度R一般在0.80.4，刀孔的表面粗糙度在0.4.17(2)夾具體夾具體是用于連接夾具各元件及裝置,使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件,并與機(jī)床有關(guān)部位連接,以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置.其在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求:應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度保證在加工過程中, 夾具體在夾緊力,切削力等外力作用下,不至于產(chǎn)生不允許的變形和震動(dòng).結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單,具有良好工藝性. 在保證強(qiáng)度和剛度條件下,力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,重量輕,以便于操作.尺寸要穩(wěn)定.對(duì)于鑄造夾具體,要進(jìn)行時(shí)效處理,以消除內(nèi)應(yīng)力.保證夾具體加工尺寸的穩(wěn)定.便于排屑為防止加工中切削聚積在一起定位元件工作表面或其他裝置中,而影響工件的正確定位和夾具的 正常工作,在設(shè)計(jì)夾具體時(shí),要考慮切削的排除問題.選擇夾具體毛坯結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性,工藝性,經(jīng)濟(jì)性,標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮.其夾具體設(shè)計(jì)見附圖4.4。圖4.4夾具體4.6使用操作說明夾具的操作：該夾具是用于精加工的，裝配完成后，安裝在鏜床工作臺(tái)上，。安裝后要檢查安裝是否存在誤差，如有應(yīng)設(shè)法消除，以免造成加工誤差。安裝工件時(shí)，將工件放置底板上，后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)搖柄，旋進(jìn)V形塊夾緊工件。后壓板壓住工件下端，旋緊螺桿螺母。鏜桿通過鏜套和工件已鉆好的18孔，從另一鏜套出。鏜刀沿鏜桿加工工件。加工完成后，退出鏜刀，退出鏜桿。松開螺母螺桿。搖柄逆時(shí)針旋出后取出工件。19