气门摇臂轴支座钻床夹具设计说明书.doc

目录一、设计任务11.设计目的12.设计内容13.设计要求2二、分析定位基准及确定定位夹紧方案21.分析第一类自由度32.分析定位基准43.确定定位方案44.确定夹紧方案5三、夹具元件的设计计算6四、夹具装配图的绘制9五、夹具体零件图的绘制11六、夹具体工艺过程卡的编制121、加工工艺路线的拟定122、表面加工方法的选择：133、夹具体工艺过程卡片如下：14七、总结与体会15八、参考文献17气门摇臂轴支座钻床夹具设计一、 设计任务1. 设计目的1）基于与实践相结合之原则，培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程的理论知识，独立编制机械加工工艺规程2）根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计 ；3）学会运用相关手册、标准、图表等技术资料4）进一步掌握AutoCAD或UG软件，为毕业设计打下基础2. 设计内容如右图（一）所示为连杆端盖零件示意图，该零件年产量20000件。目前已已加工螺栓孔，其余均，要求设计铣螺栓台的夹具装置。 图一 气门摇臂轴支座3. 设计要求1) 夹具总装图（AutoCAD二维图）；2) 夹具体零件图 （AutoCAD二维图） ；3) 夹具体的机械加工工艺过程卡片；4) 课程设计说明书。二、 分析定位基准及确定定位夹紧方案该零件是1105型柴油机中的活塞连杆的端盖。mm孔装摇臂轴，轴两端各安装一进、排气气门摇臂。mm孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，便于启动柴油机，两孔间距mm，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。该零件通过mm小孔用M10螺杆与汽缸相连。该零件是柴油机气门控制系统的一个重要零件。该零件共有4个孔要加工，其中mm、mm孔加工要求较高，两孔中间距mm，mm孔中心与底平面距离mm，mm孔中心与底面距离490.05mm。有平行度要求，表面粗糙度1.6，需精加工，mm小孔直接钻出即可，另斜小孔直接钻出。该零件需加工平面为2236底面精度要求较高，是后续工序的精基准面，需精加工，上端面要求高，粗铣即可。26圆柱两端面粗铣，28圆柱两端粗糙度要求3.2，要精铣。分析知，该零件的加工应先加工面，孔以面为基准。保证孔中心与底面的距离，平行度。本次设计选择设计 钻扩铰孔的夹具。该工序加工的精度要求较高，粗糙度要求1.6，平行度要求0.05。需要保证的尺寸要求：保证孔轴线与底面距离mm，孔与孔距离mm。夹具设计应首先满足这些要求，并保证较高的生产效率，还应考虑夹具零件制造的工艺性和生产经济性，加工过程中夹具的操作应方便，定位夹紧稳定可靠，夹具体应具有较好的刚性。1. 分析第一类自由度Z空间直角坐标系如图：XY为保证加工要求需限制的自由度：工序尺寸由刀具控制；孔轴线与底面距离mm（工序基准为底面），应限制自由度 、 、 ；孔与孔轴线距离mm（工序基准为轴线），应限制自由度 、 ；平行度要求0.05（工序基准为底面），应限制自由度 。 故该工序应限制 五个自由度。2. 分析定位基准根据图纸要求，为保证加工质量，在工件上钻孔，为减小定位误差，尽量使工序基准应与定位基准重合。定位基准为： 3622底平面、轴线、轴线。3. 确定定位方案方案一：工件以3622底平面作为主要定位面，限制3个自由度，利用短削边销以18内孔限制一个移动自由度，利用短圆柱销以11内孔限制两个移动自由度。如图二、三： 图二 方案二：工件以圆柱端面作为主要定位面，限制3个自由度，和圆柱面用一固定V型块和活动V型块定位，限制3个自由度。再在端面加一辅助支撑。如图三：图三综上，进行两方案比较。本工序的主要加工要求是保证孔孔中心与底面距离mm，孔与孔距离mm。并保证两孔的中心轴与底平面的平行度0.05mm。两孔的精度和距离要求由钻模板保证。而余下的就由定位方案决定。对夹具设计中采用的定位方案，只要可能产生的定位误差小于工件相应尺寸或位置公差的三分之一，或满足装夹+对定+过程T，即可认为定位方案符合加工要求。方案一定位基准与工序基准重合。工件以底平面作为主要定位面，能保证孔的中心轴与底平面的距离49，也能保证孔与底平面的平行度。方案二工件以圆柱端面和外圆表面分别在夹具上的V 形块上定位，夹紧工件两V型块夹紧时，由于两外圆端面是铸造没有处理加工是保证不了两孔之间的距离，且加工16的孔会由于受力不匀损坏D-D处，更无法保证钻孔的中心轴与3622底平面的平行度和距离。所以选用方案一。4. 确定夹紧方案根据夹紧力方向的原则（1）夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置。（2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小；（3）夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。根据夹紧力作用点的原则（1）夹紧力的作用点应正对夹具定位支承元件或位于支承元件所形成的稳定力区域内，以免工件产生位移和偏转；（2）夹紧力的作用点应在工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理布局夹紧点位置等措施来实现；（3）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减小工件的夹紧力，防止加工过程产生振动。根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定夹紧方式，通过前面工序加工出的孔用螺旋夹紧机构，方向竖直，这样能保证主要定位基准面与定位元件的良好接触。三、 夹具元件的设计计算定位销固定式定位销 GB/T2203-1991（单位：mm） A型 （单位：mm）D=18 H=26 d=15 D=20 D1=22 L=40 h=10 H=12 B=D-2=16 b=4 b1=3 d=12h1=1 L=26 固定式手柄压紧螺钉 AM2060 GB/T 2163-1991A型（单位：mm）M20 d0=16 D=30 H=25L1=160 L=70定位键 JB/T 8016-1999（单位：mm） B=280-0.013 L=40 H=16 h1=9 d=9 d1=15 相配件尺寸 螺钉M820 h2=8 h3=15 定位键 固定式手柄压紧螺钉配用螺钉钻套 GB/T 2264-91r=26 m=14.5 t=0.012配用螺钉M8d=16 D=26 D1=39 D2=35 H=20 h=12 h1=5.5 配用螺钉衬套钻套 夹具体 采用固定式钻模板，与夹具体铸造成一体四、夹具装配图的绘制总装图按1:1的比例绘制，使所设计的夹具具有良好的直观性。夹具装配图样按如下顺序绘制：1、将工件视为透明体用双点划线画出工件轮廓、定位基准（基面）、夹紧面和加工面；2、画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧装置；3、画出其他元件或机构；4、画出夹具体，形成完整的气门摇臂轴支座钻床夹具；5、标写必要的尺寸、配合和技术条件；6、对零件编序号，填写零件明细表和标题栏等。五、夹具体零件图的绘制对装配图样上的非标准零件均要绘制零件图样，视图尽可能与装配图样上的位置一致。绘制夹具体零件图的步骤如下：1、 确定表达方案2、 补全投影3、 标注尺寸4、 标注技术要求六、夹具体工艺过程卡的编制夹具体的工艺过程卡的内容包括各工序的工序号、工序内容、工艺过程所经过的各个车间和工段，每个工序所使用的机床、工艺装备及时间定额等。工艺路线的制定直接影响工艺过程的工序数目、设备投资、车间面积、零件加工质量、生产率和生产成本等。综合考虑各方面的要求，如定位基准的选择、表面加工方法的选择、加工阶段的划分等。1、加工工艺路线的拟定定位基准的选择：粗基准的选择原则是余量均匀，光滑平整，一次使用；精基准的选择原则是基准重合，基准统一，互为基准、反复加工，装夹可靠。综上，可以选高为244mm的平面作为粗基准，选底面作为精基准。1) 确定零件加工顺序：A、先加工基准表面，后加工其他表面。B、先安排粗加工，后安排精加工。C、先加工平面，后加工孔。D、先加工主要表面，后加工次要表面。2) 加工阶段划分 加工阶段分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。粗加工是从毛坯上切除较大加工余量的加工阶段，因此，在这个加工阶段，需要高效地切除零件主要表面及一些加工关于两较大表面上的大部分加工余量。半精加工是切除主要表面粗加工后留下的误差，为主要表面的精加工做好准备，并完成一些精度要求不高表面的终加工。在这个阶段中，先进行零件主要表面的半精加工，然后加工次要表面。精加工的阶段的任务是保证各主要表面达到零件图样规定的加工质量和技术要求。2、表面加工方法的选择：夹具体底面、高30的平面、凸台：粗车半精车（凸台精车）；夹具体左右端面、前端面：粗车半精车精车；夹具体上钻模板内端面: 粗车半精车；底面两个定位键槽：粗铣精铣；底面2M8螺纹孔：钻扩粗铰精铰；凸台M10螺纹孔、R6孔：钻扩粗铰精铰；钻模板M8螺纹孔：钻扩粗铰精铰；钻模板30孔：粗镗半精镗精镗3、夹具体工艺过程卡片如下：机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号31产品名称内燃机零件名称支座钻床夹具体共 1 页第 1 页材料牌号HT150毛坯种类铸造毛坯外形尺寸350150145每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1车粗车工件底面、高30的平面、凸台，单边留3mm余量机加立式车床随机夹具2车粗车工件两端面、前端面、钻模板端面，单边留3mm余量机加卧式车床随机夹具3检验采用超声波探伤检查工件内部是否有影响强度的缺陷检验探伤仪器4时效处理热处理调质达到技术要求机加5车半精车底面、高30的平面达图要求，凸台留0.5mm余量机加立式车床随机夹具精车凸台达图要求机加6车半精车两端面、前端面、钻模板端面达图要求机加卧式车床随机夹具7划线以已加工面为基准，划出键槽及各孔的加工位置线机加划线通用工具8铣粗铣工件底面两定位键槽机加立式铣床专用铣床夹具9精铣工件底面两定位键槽机加10钻钻凸台上M10螺纹孔及R6通孔达图要求机加立式钻床专用夹具11钻底面2M8螺纹孔达图要求机加专用夹具12钻钻钻模板M8螺纹孔达图要求机加卧式钻床专用夹具13镗镗钻模板M8螺纹孔达图要求机加卧式镗床专用夹具14清洁表面，去除毛刺并攻螺纹孔机加丝锥等七、总结与体会历时两个星期的课程设计已经结束了，这其中有欢喜、有挫折，但是我相信大家感受唯一不变的是再此过程中对于自己怎样做好一名合格的机械人的思考。一直以来认为课程设计无非是运用理论知识即可完成大部分问题，但是事实并非如此。在这次机床夹具设计中，我深刻认识到机械设计往往离不开自己的阅历。经验的积累固然可以从书本上学到不少，但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象，对别人的经验，自己没有一定的基础，要理解吸收真的是一件很不容易的事。这次课程设计的任务是设计气门摇臂轴支座钻床夹具，刚接到任务觉得还是蛮简单的，无非是要将个零件固定夹紧。然而，事实并非如此。机械设计贯穿设计、制造、使用，维护的整个过程，设计时的疏忽总会在这些方面反映出来，成功与否是很容易判断的。像此次的设计中，对于钻模板知之甚少，导致自己在开始的设计中的总装图中浪费了大部分时间，从而拖延了自己的设计进度。首先对于自己此次的设计进行以下总结。第一，是关于图纸的绘制问题。我认为绘图的规范性，自己的基础是一方面，但设计者对制造工艺的了解不深入是主要原因。比如说铸造的一些基本常识，车工、铣工、磨工的操作动作全过程，如此等等，才算是有了比较好的基础。不是说搞设计的一定要会玩车床，铣床，会烧电焊才可以，但是要知道这些作业特点，在设计时加以充分考虑，才有安身立命之处。如此，在设计过程中，就会规避一些不合理的结构，设计的质量与效率自然提高不少。可是还不够，另一方面是对于配合问题的理解。例如哪些情况用于间隙配合，哪些情况用于过渡配合，哪些情况用于过盈，他们的配合公差如何确定等等。带着问题想、做、学，就再也不会说“只要保证同心度就行了”这样愚蠢的回答。第二，设计总是为了使用，好的设计必须具备一点点人性的。设计不利于使用，就面临淘汰。虽然我们设计的机械也许不能投入到实际使用中，但是作为一名机械人，你要是时刻刻考虑到你的设计师为人类带来方便而不是麻烦。最后，我们搞设计不光是要站在制造的基础上，还要有创新，但一定要学会继承。现在，全社会都在强调创新，但我们不能一强调创新，就瞧不起原有的东西。通常的创新分为两种，一种就是构成事物旧有元素的重新组合，一种是在旧有元素上加一些新的元素。所以，不管怎样，创新的东西总是含有一些旧有事物的影子是不可否认的。所以我们强调创新，但不能忘记继承，只有继承，没有创新，那是因循守旧，而只有创新，没有继承，那是空中楼阁。 在这次的设计中，因为自己的实际经验不足，我在设计过程模仿了老师上课所讲的相关内容，但这并不意味着这其中没有自己的看法观点。能有自己的设计理念，设计风格，就是不一样，查阅资料，多看些经典的设计案例，与自己接触过的一些东西进行对比，这样当自己在完成一个设计时就有了大的提高。“天才等于99%的勤奋+1%的努力”其实说的并不是只要下苦工就会有成就。这句话说的是若一个人对某个职业没有那1%天分，再勤奋也是没有用的。勤奋是一个发掘自己天分的一个途径，是有所