铣气门摇臂轴支座φ18mm孔两端面的铣床夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

优秀本科毕业设计（论文） 答辩无忧，值得下载！ 前言 机械制造技术基础课程设计是我们进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 本次课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的，它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。通过本次设计，我们可以在下述各方面得到训练： 1能熟练运用机械制造技术课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺 尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 2提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，我们应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。 3学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称和出处，能够做到熟练运用。 由于能力有限，本次设计尚有许多不足之处，恳请各位老师和同学给予指教。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘要 本套夹具是为加工（铣削） 1105 柴油机中气门摇臂轴支座上 两端面而设计的。鉴于两端面的精度及工作要求，采用卧式双面组合铣床进行加工，本套夹具正是配合该种铣床使用。 夹具中的定位与夹紧方案是采用一根特殊的定位销，定位销中间是一块圆形支撑板，它可以限制气门摇臂轴支座中 A 面上的 3 个自由度。定位销插入 11孔，又可以限制 2 个自由度，剩下 1 个自由度用一个固定在夹具体上的防转销来限制，这样工件被完全固定，既没有出现欠定位，也无过定位现象。最后，定位销上端用夹紧螺母（ 工件夹紧，下端用两个 母将工件固定在夹具体上。为保证两端面同轴度并提高工作效率，按工序集中原则，需将两端面同时铣削，因此在工件左侧安装两个背 靠背的对刀块，使两把刀具同时对刀，对刀块工作面与定位销的位置精度以及各种形位公差必须按设计要求得到保证，这样才能保证零件的合格率。 关键词：定位销；对刀块；定位；夹紧 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 一 零件的分析 . 4 （一）零件的作用 . 4 （二）零件的工艺分析 . 4 二 工艺规程设计 . 5 （一）确定毛坯的制造形式 . 5 （二）基面的选择 . 5 （三）定位与夹紧方案 . 6 （四）制定工艺路线 . 6 （五）选择加工 设备及刀、夹、量具 . 7 （六）加工工序设计 . 8 三 夹具设计 . 16 （一）零件本工序的加工要求分析 . 16 （二）拟定定位方案和选择定位元件 . 17 （三）定位误差计算 . 17 （四）确定夹紧方案 . 17 （五）确定对刀装置 . 17 （六）夹具精度分析和计算 . 18 四 设计小结 . 20 参考文献 . 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 一 零件的分析 （一）零件的作用 题目所给定的零件 （见图 1） 是 1105 柴油机中摇臂座结合部的气门摇臂轴支座。 上两端各装一进 、 排气门摇臂。 于降低气缸内压力，便于起动柴油机。两孔间距 该 为 56 保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。 零件通过 11用 图 1 气门摇臂轴 支座 （ 二 ）零件的 工艺分析 该零件上的主要加工面为 11 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 及 各孔两端面。 的尺寸精度，与 A 面的平行度为 端面对孔中心线的圆跳动为 接影响摇臂轴对 及进排气门摇臂的同轴度。因此，在加工它们时，最好能在一次装夹下将两端面同时加工出来。 的尺寸 精度，与 A 面的平行度为 接影响减压轴与 A 面的平行度。该孔与 距尺寸精度为56 接影响减压轴在摇臂上打开气门。 由参考文献 1中有关面和孔的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 二 工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 根据零件材料确定毛坯为铸件。由题目知零件的生产纲领为 1 万件 /年。由参考文献 2表 1 1知，其生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。零件有肋板结构，故需要挖砂造型。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。 由参考文献 3表 知，该种铸件的尺寸公差等级为，加工余量等级 G 级。故取 10 级， （二）基面的选择 1 精基准的选择：气门摇臂轴支座的 A 面和 11 是设计基准，用它们做精基准，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了 “基准统一”的原则。此外， 积较大，定位比较稳定，夹紧 方案也比较简单、可靠，操作方便。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 2 粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择 11 上端面，以及 一，在保证各加工面均有余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；第二，保证装入各孔的零件定位准确，夹紧可靠，且能够按要求正常工作。 （三）定位与夹紧方案 最先进行机械加工的表面是精基准 1 因此可用一块支撑板限制 A 面的 3 个自由度，用一 跟心棒 插入 11 制 2 个自由度，再用一个防转销顶在 的旁侧，这样，工件的 6 个自由度全部被限定。最后，用螺栓与支撑板进行夹紧。 综上所述，考虑到方案的可操作性，兼顾工作效率，本方案采用一根特殊的，两端带螺纹，中间带支撑板的定位销来完成定位与夹紧。 （四）制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几 何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用专用夹具，并尽量使工序集中以提高生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。因此，确定各表面的加工方法为 ， 铣 半精铣； 11 铣； 两端面：粗铣 半精铣 ； 铣； 11 ； 扩 铰； 扩铰。 因为 与 有较高的平行度及位置精度要求，故它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹下将两空同时加工出来，以保证其精度要求。 根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 工的原则，将 A 面、 11 另一端面，以及 加工放在后面。 因此，拟订工艺路线方案如下： 序号 工序内容 简要说明 铸造 时效 消除内应力 涂底漆 防止生锈 10 钳工划线 校正各孔 中心 20 粗铣 1 另一端面 先加工基准面 30 半 精 铣 提高 基准 精 度 40 钻 11 后 加工 孔 50 粗铣 及 两 端面 先加工面 60 钻扩铰 至 口倒角 1 045 留精扩铰余量 70 钻扩铰 至 口倒角 1 045 留精扩铰余量 80 精 扩铰 ，并提高精度至 高精度 90 精 扩铰 ，并提高精度至 高精度 100 检验 110 入库 （五） 选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为大批量生产，加工设备易以通用机床为主，配以专用夹具，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 粗铣 A 面及 11 孔另一端面，采用卧式双面组合铣床，因切削功率较大，应采用功率为 1T 32型铣削头，选择直径为 40 C 类可转位面铣刀 (参考文献 3表 专用夹具 ，游标卡尺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 半精铣 用卧铣，选择 式铣床 (参考文献 3表 刀具型号与粗铣相同。采用半精铣专用夹具 及游标卡尺、刀口型直尺。 粗铣 16孔及 18孔两端面，采用功率为 1T32型铣削头，选择直径为 35 床为卧式双面组合铣床，专用夹具、游标卡尺。 钻孔 铰 16孔直 15， 18孔直 17，孔口倒角 1 045 ，钻孔选用摇臂钻床 考文献 3表 柄麻花钻(参考文献 1表 柄扩孔复合钻，扩孔时倒角 。选用锥柄机用绞刀、专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规。 （六）加工工序设计 0 粗 铣及工序 30半 精铣 A 面 工序 查 参考 文献 3表 平面加工余量知 A 面总余量粗加工余量 查参考文献 3表 粗铣的每齿进给量为0 ，取精度铣的每转进给量 =r ，粗铣走刀 1次，铣走刀 1 次， 查参考文献 3表 取粗铣的主轴转速为 150 取精铣的主轴转速为 300 又前面已选定铣刀直径 D 为40相应的切削速度为 : D n 3 . 1 4 4 0 1 5 0= = = 1 8 . 8 4 m m i 0 0 1 0 0 0v 粗 D n 3 . 1 4 4 0 3 0 0= = = 3 7 . 6 8 m m i 0 0 1 0 0 0v 精 校核机 床功率 (只校核粗加工工序 )： 切削功率- 5 0 . 9 0 . 7 41 6 7 . 9 1 0p z e n p ma f a z k取 z=10 个齿， 则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 15060= = 2 .5 r =168m m 0 .2 m m z= =1 代入式中得： 167.9= 168 10 1=由文献 3表 机床功率为 效率为 重新 选择主轴转速为 118 则： D n 3 . 1 4 4 0 1 1 8= = = 1 4 . 8 m m i 0 0 1 0 0 0v 粗 带入 式得： = 168 1011860 1 机床功率足够。 0 钻 11 孔 工序 因 11 孔 为一次 钻 出，故其钻削余量为 1/2= 11孔 的公差等级 参考文献 3表 插入法求得钻 11 孔的切削速度 v= m m i n 0 . 4 4 5 = 2 6 . 7由此算出转速为： n=1000v/ d=1000 11=773r 按机床实际转速取 n=630 则实际切削速度为： v=11 630/1000=m m 参考文献 3表 ：d f k(N) M= d f k(分别求出钻 11孔 如下： 11 1=2427N M=211 1=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 它们均小于机床的最大进给力 7840N 和 机床的最大扭转力矩 196机床刚度足够。 3粗铣 序 计算与工序 20 相同， 取粗铣的每齿进给量为 0 ，取精度铣的每转进给量 =r ，粗铣走刀 1 次，铣走刀 1 次， 查参考文献 3表 取粗铣的主轴转速为 150 取精铣的主轴转速为 300 又 前面已选定铣刀直径 D 为19相应的切削速度为 : D n 3 . 1 4 3 5 1 5 0= = = 1 6 . 4 8 5 m m i 0 0 1 0 0 0v 粗 D n 3 . 1 4 3 5 3 0 0= = = 3 2 . 9 7 m m i 0 0 1 0 0 0v 精 机床的功率校核同工序 20。 4钻扩铰 的扩铰余量 参考文献 3表 由此可算出 172 工序的余量和工序尺寸及公差列于表 1。 表 1 加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸及公差 钻 15 扩 铰 参考文献 3表 参考 钻 15孔的进给量 f=r。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 参考文献 3表 插入法求得钻 15 孔的切削速度 v=2.7 由此算出转速为： n=100015=按机床实际转速取 n=590 则实际切削速度为 ： v=15 590/1000=参考文献 3表 ： ) M=0d m) 分别求出钻 18孔 的 如下： 15 1=2836N M=215 1=们均小于机床 的最大进给力 7840N 和机床的最大扭转 力矩 196机床刚度足够。 扩 ， 参考文献 3表 参考机床实际进给量，取 f=r 。 参考文献 1表 3孔的切削速度为 (1123)故取12= =12 由此算出转速 为 : n=100000013 63.4 按机床实际转速取 n=270 参考文献 3表 孔的进给量取 f=买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 参考文献 3表 取铰孔的切削速度为 ： v=8 由此算出转速 n=100018 17 =337.2 按机床实际转速取 n=350 则实际 切削速度为 ： v=1000 1 7 3501000 =取进给量为 f=r，则 v=n=100013 =622.2 按 机床实际转速取 n=650 则实际切削速度为 : v=13 650/1000=参考文献 3表 ： ) M=0d m) 分别求出钻 16 孔的 如下 ： 13 1=2616N M=213 1=们均小于机床的最大进给力 7840N 和机床的最大扭转力矩 196机床刚度足够。 扩 ， 参考文献 3表 参考机床实际进给量，取 f=r 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 参考文献 1表 3孔的切削速度为 (1123)故取12= =12 由此算出转速为 : n=100000013 85.4 按机床实际转速取 n=300 参考文献 3表 孔的进给量取 f=参考文献 3表 铰孔的切削速度为 ： v=8 由此算出转速 n=100018 15 =382.2 按机床实际转速取 n=400 则实际 切削速度为 ： v=1000 1 5 4001000 =根据本次设计要求，只计算一道工序工时。 下面计算工序 70 钻扩铰 机动时间 由 参考文献 3表 钻孔的计算公式为 ：12=l 1 2= c tg k + ( 1 2 ) 2 1=l 4 钻 15 孔 ：11 5 1 1 822l= c t g 0( ) + 1 . 5 l=37 取2l=3将以上数据及已选定的 f、 n 代入公式，得 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 0 . 5 0 m i 1 5 6= 7 + 6 . 0 1 + 3 59参考文献 3表 扩孔和铰孔的计算公式为 ： 1ll=n+ +1 2l= rD c t g d + ( 1 2 )扩 1 1 6 . 8 1 5 6 022l= c t g 0 ( ) + 1 . 5 7 取 2l =3 将以上数据及已选定的 f、 n 代入公式，得 m i 3 0 0 . 4 7 8= 7 + 3 . 0 5 + 3 27 铰 17 ： 01 17 452 6l = =c t g 1 . 5 l=37 2l =3 将以上数据的前面已选定的 f 及 n 带入公式，得 ：3 7 1 . 6 3 m i 4 3 5 0 0 . 2 9 7=+ 总机动时间即基本时间 辅助时间 参考文献 3表 所示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 表 2 辅助时间 操作内容 每次需用时间 钻 15 扩 17 操作次数、时间 次数、时间 次数、时间 主轴变速 1 1 1 换进给量 1 移动摇臂 2 1 1 降钻杆 2 2 2 卸刀具 1 1 1 尺测量 2 2 塞规测量 2 停车 主轴运转 清洗 铣 屑 工序的辅助时间为 ： 钻 15 孔 17 装卸工件时间 参考文献 3表 以辅助时间 ： 作业时间 BT=bT+ 布置工作地时间 参考文献 2取 a=3%,则 % 体息与生理需要时间 参考文献 2取 =3%,则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 3%= 准备与终结时间 参考文献 3表 各部分时间为 ： 中等件 ： 33降摇臂 ： 1度定位 ： 用回转夹具 ： 10铰刀 ： 7题意已知生产批量为 ： 1万件 ,则 n=(33+1+0+7)/6000= 单件时间 pT= 单件计算时间 n= 夹具设计 图 1 所示为气门摇臂轴支座零件图，根据老师布置的要求，现需设计铣 18 （一） 零件本工序的加工要求分析 本工序的加工要求， 铣 18的两端面，两端面表面粗糙度 为 m，圆跳动不允许超过 本工序采用两把高速钢三面刃铣刀，对工件的两个端面同时进行铣削加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 （二） 拟定定位方案和选择定位元件 以 A 面和 11作为定位基准，限制五个自由度，再加一个防转销限定工件一个自由度，这样工件六个自由度全部被限定。 根据定位方式，采用带台肩的定位销，其它装工件部分的直径 为 11 。 （三） 定位误差计算 工序尺寸 36位误差分析如下 ： 由于 定位孔与 定位销为任意边接触，则 ： Y= D+ d+ (以 D= B+ Y=(0+3 k 因此 ， 定位 精度足够。 由于加工要求不高，其它精度可不必计算。 （四） 确定夹紧方 案 采用如摘要所述的定位销，用 母把工件轴夹紧在定位销上，下端用双螺母结构将定位销与夹具固定在一起。 （五） 确定对刀装置 用 形刀块；塞尺符合本尺寸及偏差 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图 2 圆形对刀块 计算时应把尺寸化为双向对称偏差，即 37 H=37/2差取工件相应公差的 1/3，即 13 H=六） 夹具精度分析和计 算 本夹具总图上与工件加工精度直接有关的技术要求如下 ： 定位销表面尺寸 11 6h 定位件与对刀块的位置尺寸 (刀塞尺度 定位销轴线与夹具安装面平行度公差为 刀块工作表面对夹具安装面的垂直度为 1)尺寸 37 D= T= A=20=纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 2 2 2 D+ T+ A= 2 2 20 . 0 6 4 + 0 . 1 6 + 0 . 0 0 8 6=3k 所以此夹具能保证 37 寸。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 四 设计小结 本次课程设计是在学完了机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个实践环节，它要求我们全面地综合运用本课程及有关选修 课程的理论和时间知识，进行零件加工工艺规程设计和机床夹具设计。 从大一至今的历次课程设计中，数本次 最为艰苦了， 040 室里只有一个风扇，从早到晚衣服都被汗水泡着。以往五周才能完成的课程设计题目，现在必须在两周内完成，这对我们是一个巨大的挑战。幸亏有老师耐心的指导，冯老师的认真负责的确感动了所有的人，每天早上过来，一直忙到中午将近 1 点，两周时间天天如此，这在历次课程设计中也是很少见的。我们 从冯老师身上不仅学到了知识，更重要的是学到了对学问的认真和尊 重，以及对工作的负责，这些都是在书本上很难学到的。 本次课程设计，从头到尾感觉就是艰苦，每天早上七点多来教室，晚上两点多回去，外加三个通宵。在这些天虽然自己水平所限，在设计中令老师有许多不满，但我也可以问心无愧地说，我已经尽力了，说良心话，这次的确是我最认真的一次课程设计了。 说说收获吧！本次设计实际上对我们所学课程的一次综合