气门摇臂轴支座 工艺加工和钻φ3斜孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 设计说明书 题 目： 气门摇臂轴支座钻 3 油孔的夹具设计 班 级： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 1 1 摘要 能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位 工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量 学会使用图表资料以及手册，掌握与本本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练运用。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自 己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。由于能力有限，设计当中可能会有不足之处，恳请各位老师给予批评指正。 2 2 of in of in a to as to to as as of of of to to it is in an me I is of in an of to a to to be I to of 3 3 目 录 绪 论 1 一 工艺性分析 3 3 3 3 二 确定毛坯、绘制毛坯简图 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 三、工艺规程设计 6 6 7 、量具 10 四 加工工序设计 11 五、时间定额计算 14 六 专用夹 具的设计 15 题提出 15 位基准的选择 15 16 16 位误差分析 17 18 7 体会与展望 20 致 谢 21 参考文献 22 4 4 5 5 6 6 1 1 绪 论 机械制造工艺学设计使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 。 这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习 ,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。 机械制造技术是一门非常重要的技术，人类的发展过程就是一个不断的制造过程。因此，制造技术的重要性是不言而喻的，它有以下四个方面的意义。 1 社会发展与制造技术密切相关 2 制造技术是科学技术物化的基础 3 制造技术是所有工业的支柱 4 制造技术国力和国防的后盾 机械制造工艺学设计是在学完了机械设计制造工艺学、进行了生产实习之后的下一个教学环节。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，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和 准备。学生通过机械制造工艺学课程设计，应在下述各方面得到锻炼： （ 1）能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的时间知识，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 2 （ 2）提高结构设计能力。学生通过设计借据（或量具）的训练，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、出处，能够做到熟练运用。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设 计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。 3 3 一 工艺性分析 气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合 查零件的结构工艺 由附图 1 得知，其材料为 材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。 该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右 端面， 18和 11 孔 16 孔以及 3向槽的加工。 11 孔的尺寸精度以及下端面 平面度与左右两端面孔的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封， 18 孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度 此，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最后加工 11） 时以下端面为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。 由参考文献（ 1）中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行 的 。 定零件的生产类型 依据设计题目知 Q=5000 台 /年，加工零件重量为 以生产类型属于中批生产。 4 4 二 确定毛坯、绘制毛坯简图 由于气门摇臂轴支座在工作过程中不承受冲击载荷，为增强气门摇臂轴支座的的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯应该选用铸件。而且气门摇臂轴的轮廓尺寸不大，生产类型属于中批生产，考虑到提高生产率采用消失模铸造。 差等级 由气门摇臂轴支座的功用和技术要求，确定改零件的公差等级为普通级。 件的重量 已知机械加工后拨叉的重量为 此初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为 1 件的形状复杂系数 对气门摇臂轴支座的零件图进行分析计算。 由公式（ 2S=mt/,所以 S零件属于 。 件的材质系数 因 为 该 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 材 料 是 C ，所以该锻件的材质系数属于 。 5 5 件分模线形状 根据该气门摇臂轴支座的形位特点，选择零件高度方向的对称面为分模面，属于平直分模 线。 件的表面粗糙度 由零件图可知，气门摇臂轴支座的各个加工表面的粗糙度内圆为 圆端面为 此可见此零件的要求不是很高。 定工艺路线 根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为 6000 件 /年，通过计算，该零件质量约为 1参考文献（ 5）表 1 4、表 1 3 可知，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。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。参考文献（ 1）表 12；该种铸造公差等级为 1， 考文献（ 1）表 查表方法确定各表面的加工余量如下表所示： 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 上端面 22 外圆端面 H 3侧加工 下端面 22 下端 H 3侧加工 6 6 面 前端面 28 外圆端面 H 3侧加工 后端面 28 外圆端面 3侧加工 前端面 26 前外圆端面 H 3侧加工 后端面 26 后外圆端面 H 3侧加工 三、工艺规程设计 位基准的选择： 精基准的选择：气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用 它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现用削边轴加底面的定位方式（采用螺旋加紧机构夹紧） 。18及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。 粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要面和 7 7 重要孔做基准。 第一， 在保证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尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。 钻削 18的定位夹紧方案： 方案一：用 一菱形销加一圆柱销定位两个 13加上底面定位实现，两孔一面完全定位，这种方案适合于大批生产类型中。 方案二：用 V 形块十大平面定位 V 形块采用联动夹紧机构实现对 外圆柱表面进行定位，再加底面实现完全定位，由于 11用做定位销孔很难保证精度，所以选择方案二。 定加工工艺路线 根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下： 上端面：精铣。 下端面：粗铣 28 前 端面：粗铣 精铣 28 后端面：粗铣 精铣 26 前端面粗铣， 26 后端面粗铣 11：钻孔。 18 孔钻，扩，绞 16 孔，钻，扩， 8 8 绞， 3 孔钻 根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，左右端面上 18（ +步拟订加工路线如下： 工序号 工序内容 01 铸造 02 时效处理 03 铣 22 上端面 04 铣 22 下端面 05 钻 11 通孔 06 铣 28 前端面 07 铣 28 后端面 08 铣 26 前端面 09 铣 26 后端面 10 钻 16 通孔 11 钻 18 通孔 12 钻 3通孔 12 检验 13 入库 9 9 上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如铣 28前后端面和 26前后 端面时，因为按上述方案在铣 28前面后，随即铣 28后端面，这样会增加辅助劳动时间，降低效率， 若换为铣 28 前端面后，随即铣 26 前端面 ，然后铣26 后端面，在铣 28 前端面，然后在钻 3 孔，这样铣刀的空行程和调整时间就比较短，大大提高了劳动效率，特别适合于大 批量生产 ，故改为此方案。 修改后的工艺路线如下： 序号 工序内容 简要说明 01 02 03 04 05 06 07 08 09 010 011 012 13 铸造 时效处理 涂漆 铣 22 上端面 铣 22 下端面 钻 11 通孔 铣 28 前端面 铣 26 前端面 粗铣 26后端面 粗铣 28后端面 精铣 28后端面 钻 3孔 检验 消除内应力 防止生锈 加工经基准 先面后孔 先面后孔 先面后 次要工序后加工 10 10 入库 择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为大批生产，故加工设备适宜通 用机床为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传动均由人工完成。 粗铣上端面：考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择 参考文献（ 1）表 6选择直径 D 为 80考文献（ 1）表 7用夹具和游标卡尺。 粗铣 22上端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 粗铣 22下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 钻 11 通孔。采用 式钻床，高速钢锥柄麻花钻 粗铣 28前端面：采用卧式铣床 考文献（ 1）表 6 21，采用以前的刀具，专用夹具及游标卡尺。 粗铣 26前端面：采用卧式铣床 考文献（ 1）表 6 21，专用夹具及游标卡尺。 粗铣 26后端面，采用卧式铣床 考文献（ 1）表 6 21， 11 11 专用夹具及游标卡尺。 精铣 22前端面，采用卧式铣床 考文献（ 1）表 6 21，专用夹具及游标卡尺。 精铣 22前端面，采用卧式铣床 考文献（ 1）表 6 21，专用夹具及游标卡尺。 钻 18 通孔，采用 0，参考文献（ 1）表 6 26，通用夹具刀具为 d 为 直柄麻花钻，参考文献（ 1）表 7 111。 钻 16：采用 0，参考文献（ 1）表 6 26，通用夹具。刀具为 d 为 考文献（ 1）表 7 111。 钻 3 孔：，选择摇臂钻床 考文献（ 1）表 6 26，采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。 四 加工工序设计 经查参考文献（ 1）表 3 12可得，铣削上端面的加工余量为 4由零件对上顶端表面的表面精度 知，粗铣的铣削余量为 4 底面铣削余量为 3铣的铣削余量为 2铣余量 1铣后公差登记为 。 取每齿进给量为 . z（粗铣） 取每齿进给量为 f . r（精铣） 粗铣走刀一次 铣走刀一次 12 12 初步取主轴转速为 r 铣），取精铣主轴的转速为 r 前面已选定直径为 相应的切削速度分别为：校核粗加工。 粗 n 精 n 又由机床切削功率 P=0 Z=10 个齿， 50*0*1 又因前查的机床的功率为 . kw/h 若效率为 =6.0选择主轴的转速为 m/2)工序中的粗镗 工序。 粗铣余量参考文献表取粗镗为 . 铣切削余量为 孔后尺寸为 20工部余量和工序尺寸公差列于表 加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸及公差 13 13 18 粗镗 _ 镗 8 20轴线到底面位置尺寸为 0精镗与粗镗的定位的下底面与 下底面的位置精度为 左右端面的位置精度为 定位夹紧时基准重合，故不需保证。 动公差由机床保证。 粗镗孔时因余量为 查文献表 . 4 V=s=24m/进给量为 f=002mm/r n=1000V/ d=1000*24/0=380r/文献的 0080, 0 *180*1 =1452 N 14 14 P=机床效率为 机床的功率足够。 五、时间定额计算 下面计算工序的时间定额 （） 机动时间 粗铣时： L/(f*n)=45/80=铣时： f 取 s L/(f*n)=45/80=15s 总机动时间 :T=5=2)辅助时间： 操作内容 每次时间 (粗镗 精镗 操作次数 时间 作次数 时间 夹 2 1 2 - - 换刀 1 1 1 1 1 测量 夹 - 1 机到开 1 1 15 15 始的时间 退刀 1 1 以辅助时间 ： +1+ =业时间为 b=605+工序单位加工时间为 六 专用夹具的设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。 有老师分配的任务，我被要求设计 钻 3 油孔，选用机床： 式钻床 题提出 本夹具主要用来钻 3 油孔，因为钻 3 孔本身没有什么精度要求，因此以提高生产效率为主。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何 提高生产率、降低劳动强度又因为 3相对水平面倾斜 10因此我们 定位的时间把工件调整到水平位置方可加工好。 位基准的选择 我们采用已经加工好的 18 孔和 16 孔定位基准，及经典的一面 2 16 16 销定位。 位元件的设计 本工序选用的定位基准为一面两孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计。 根据加工要求和基准重合原则，则以底面 18 和 16 孔定位，定位元件采用 1 面 2 销，定位孔和定位销的主要尺寸如图 2 定位孔中心距 L 及 2 定位销中心距 l 32556 22 2m a x 3.2m i n 所以 L= 圆柱销直径 16形销的直径公差取 菱形销的直径为 8 削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得： 钻削力 式（ 5 钻削力矩 式（ 5 式中： m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 0 . 8 0 . 62 6 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 1 6 6 4 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 4 6 3 7 9T N m m 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 17 17 位误差分析 2 一面两销定位误差 (1)移动时基准位移误差 m （式5 式中： 1d 圆柱销孔的最大偏差 1D 圆柱销孔的最小偏差 1 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 代入（式 5： m =0 9 0 0 6 =(2) 转角误差 L m i i （式5 式中： 1d 圆柱销孔的最大偏差 1D 圆柱销孔的最小偏差 1 圆柱销 定位孔与定位销最小配合间隙 2d 削边销孔的最大偏差 2D 削边销孔的最小偏差 2 削边销定位孔与定位销最小配合间隙 其中： )2(2 m X 则代入（式 5： 0 . 0 0 9 0 0 . 0 1 6 0 . 0 0 9 0 0 . 0 0 4 0 . 0 0 0 0 6 2 22 3 0 5 . 2 9 则： 0 0 0 6 2 1 9 18 18 具设计及简要操作说明 本工件采用定位销和菱形销定位，用移动压板压紧，这样操作更加简单，迅速，特别适合打批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求 装配图附图如下 装配图附图 19 19 夹具体附图 20 20 7 体会与展望 经过这次设计，我领悟了理论指导实践的重要性，作为大学生的我们学习了很多理论知识，但是我们应用的却很少，在这次课程设计中，我能够充分的利用老师在课堂上讲的知识，去解决一些生产实践中遇到的实际问题。过程中 我们既可以升华和巩固自己学过的知识，还可以学到一些新的知识。要完成课程设计，除了要复习必要的理论知识，如机械图学的知识，互换性的知识，机械制造的知识外，还要灵通的掌握一种制图软件，如电子图版或者是 有高级的图等。等做完了所有的课程设