气门摇杆轴支座工艺规程及铣3mm槽夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

目 录 第 1章 零件分析 1 页 件作用分析 1页 件工艺分析 1页 第 2章 确定毛坯、画毛坯 零件合图 3页 第 3章 工艺规程设计 4页 位基准的选择 4页 定工艺路线 4页 择加工设备及刀、夹、量具 6页 工工序设计 7页 间定额计算 11页 写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 12页 第 4章 摇杆轴支座铣槽专用夹具设计 13 页 工件自由度分析及定位方案的确定 13页 夹紧力的计算 13页 定位误差的 计算及定位精度分析 14页 定位元件及夹紧装置设计 14 页 镗模与夹具体的设计 16 页 操作说明 18页 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 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 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 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 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 第 1 章 零件分析 件作用分析 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部）0 孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个13 孔用 3之不转动 。其零件图如下图 ： 图 杆轴支座 件工艺分析 由图 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， 2- 13 孔和 ）0 以及 30 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， 2 13 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 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）0 孔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。 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 第 2 章 确定毛坯、画毛坯 零件合图 （附图 2） 根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为 8000件 /年，通过计算，该零件质量约为 3参考文献（ 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 48 4侧加工 下端面 50 3侧加工 左端面 35 3侧加工 右端面 35 3侧加工 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 第 3 章 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。 ）0 孔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：选择零件的重要面和重要孔做基准。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 。 定工艺路线 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： 上下端面 ：粗铣 精铣 左右端面：粗铣 精铣 端面：粗铣 精铣 2- 13 孔：钻孔 3向槽 精铣 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔：钻孔 粗镗 精镗 因左右两端面均对 ）0 孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔原则，将上端面下端面的粗铣放在前面，左右端面上 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔放后面加工。初步拟订以下 两个加工路线方案 加工路线方案（一） 工序号 工序内容 05# 铸造 10# 时效 15# 涂漆 25# 车上端面 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 30# 铣下端面 35# 钻两通孔 40# 铣左右端面 45# 钻通孔 18 50# 镗 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔 55# 轴向槽 60# 铣检验 65# 入库 （二）以 V 形块定位的加工路线方案 工序号 工序内容 05# 铸造 10# 时效 15# 涂漆 25# 粗铣下端面 30# 粗 铣上端面 35# 粗铣左右端面 45# 钻两通孔 13 50# 精铣下端面 55# 精铣上端面 60# 精铣左右端面 65# 钻 18 孔 65# 镗 ）（ 孔 70# 铣轴向槽 75# 入库 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 上述两个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。 车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯 性力较大，平衡困难；又由上端面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削容易引起工艺系统的震动，故应当选择铣削加工。 因为在零件图纸中要求左右端面的跳动度为 以需要同时铣削左右端面，保证两端的平行度。 工序 30#应在工序 25#前完成，使上端面在加工后有较多的时间进行自然时效，减少受力变形和受热变形对 2 13 通孔加工精度的影响。综上所述选择方案二。 最后确定的工件加工工序如下： 序号 工序内容 定位基准 05# 铸造 10# 时效 15# 涂漆 20# 粗铣下端面 上端面（ 3） +左右 端（ 3） 25# 粗铣上端面 下端面（ 3） +左右端（ 3） 30# 粗左右端面（同时，不准调头） 下端面 (3)+ 外圆柱面 35# 钻两通孔 13 下端面 (3)+ 外圆柱面 40# 精铣下端面 上端面（ 3） +左右端（ 3） 45# 精铣上端面 下端面（ 3） +左右端（ 3） 50# 精铣左右端面（同时，不准调头） 下端面 (3)+ 外圆柱面 55# 钻通孔 18 下端面 (3)+ 外圆柱面 60# 铣槽到 20 下端面 (3)+ 外圆柱面 65# 粗 下端面 (3)+ 外圆柱面 70# 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 铣选择 参考文献（ 1）表 6选择直径 80考文献（ 1）表 7用夹具和游标卡尺。 粗铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 精铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 粗铣左端面：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。 精铣左端面：采用卧式铣床 考文献（ 1）表 6 21，专用夹具及游标卡尺。 钻 2用 考文献（ 1）表 6 26，通用夹具。刀具为 考文献（ 1）表 7 111。 钻 18 孔：钻孔直行为 118择摇臂钻床 考文献（ 1）表 626，采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。 镗 20（ + +：粗镗：采用卧式组合镗床，择镗通孔镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺。 工工序设计 （一） 机械加工余量确定 根据文献（ 1）可知计算底面加工余量公式如下。 A 式中 ： e 余量值； 铸件的最大尺寸； A 加工表面最大尺寸； C 系数 根据 表 3 经查 表 3 12可得，铣削上端面的加工余量为 4，又由零件对上顶端表面的表面精度 铣的铣削余量为 4。底面铣削余量为 3，粗铣的铣削余量为 2，铣余量 1，精铣后公差登记为 右端面的铣削余量为 3，粗铣的铣削余量为 2，精铣余量 1，精铣后公差登记为 据 表 3 12确定余量 2。工序 40粗镗 18 工序。粗镗余量表 3粗镗为 镗切削余量为 孔后尺寸为 20工步余量和工序尺寸公差列于下表 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 表 工步加工尺寸 =（二）确定切削用量及基本工时 工序 20#：粗铣下端面 1)加工条件 工件材料： b=170240造 ;工件尺寸：3， l=36; 加工要求：粗铣 上端面加工余量 4 机床： 具： 立铣 刀。 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 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 2铣走刀一次 1步取主轴转速为 150r 铣），取精铣主轴的转速为 300r 前面已选定直径为 80相应的切削速度分别为：校核粗加工。 / 1 0 0 0粗 80 150/1000 1 0 0 0精 =80 300/1000=由机床切削功率 P= 5 0 . 9 0 . 7 41 6 7 . 9 1 0 az e p mp f a z n k 取 Z=10个齿，,n=150/60=s ,68mm,z. 代入得： 5 0 . 9 0 . 7 41 6 7 . 9 1 0 2 0 . 2 1 6 8 1 0 2 . 5 1 因前查的机床的功率为 h 若效率为 新选择主轴的转速为 118m/ 加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸及公差 18 粗镗 _ 精镗 8H 820H 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 / 1 0 0 0粗 =80 118/1000=其带入公式得 5 0 . 9 0 . 7 41 6 7 . 9 1 0 2 0 . 2 1 6 8 1 0 1 1 8 / 6 0 1 =机床功率足够 2)计算基本工时 176, v,t m 查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为： 40y 则： f 工序 25# 粗铣上端面： 刀具，机床与上到工序相同，得出 0, a p 0 . 3 1 m i n = . 5 4 m / m i n= 0 r / m i n n s 工序 30# 粗铣左右端面：同时粗铣左右端面，圆盘铣刀一次加工完成不准调头 计算切 削用量： 2 由 机械加工工艺手册表 f f / 由切削用量手册表 1 . 7 0 m / s 3 5 r / 0 . 9 1 m / ，各系数为 0 s fK s nK s v 所以有 s/V s= V 取 4 7 .5 r/ m 7 9 2 r/ 4 7 .5 r/ m 7 9 2 r/ sn t 所以实际切削速度： 0v = d n / 1 0 0 0 = 1 4 . 5 5 m / m i n f = 1 5 2 . 6 m m / m i n确定主轴转速： 171 75 0n = 1 0 0 v / d = 7 r / s = 5 4 5 r / m i n切削工时： 5# 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 钻孔 13 查机械制造工艺设计手册表 3 mm/8f 查机械制造工 艺设计手册表 3 1 0 0 0 / 2 7 2 r / m i nn v d 查表机械制造工艺设计简明手册 床为 择转速 r/ s 9 r/ m 5 4 5 实际切削速度： v= / 1000 9 . 0 8 3 . 1 4 1 1 / 1 0 0 0 0 . 3 1 m / s 切削工时带入公式： 12( ) / 0 . 3 6 m i l l l f n 工序 40# 精铣下端面与工序 20#相 同。 工序 45# 精铣上端面与工序 25#相同 . 工序 50# 精铣左右端面与工序 30#相同 工序 55# 钻通孔 18，工序步骤与工序 35#相同，代入数据得出结果 : 0, a p f 1 6 3 .2 m /m 1 . 4 5 m i n =1 5 m / m i n t= 0 r / m i n = mc n s 工序 60# 铣槽到 20 因精镗与粗镗的定位的下底面与 镗后工序尺寸为 下底面的位置精度为 左右端面的位置精度为 且定位夹、紧时基准重合，故不需保证。 粗铣槽时因余量为 , 查机械制造工艺设计手册 2 4 m /m 4 m / 取进给量为 f r 1 0 0 0 / 3 8 0 / m i nn v d r 故实际切削速度为： / 1 0 0 0 1 5 / m i d n m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 此时作台每分钟进给量 m 查文献得 9 . 8 1 6 0F z F z F z F Y z p F a f v k310 v 取 1801 0 1 0 1 0 . 7 5 09 . 8 1 6 0 1 8 0 1 . 8 0 . 2 0 . 4 1 =9 5 1 0 . 4 1 0 0 . 3 8mP k w 取机床功率为 . 8 5 0 . 7 8 0 . 6 6 0 . 3 8k w k w 故机床效率足够 精铣槽时，因余量为 v=s=72m/f=r 1 0 0 0 / 1 0 0 0 7 2 / ( 3 . 1 4 2 0 ) / m i n 1 1 4 6 / m i nn v d r r 工序 65# 铣槽： 加工条件：机床： 床 . 刀具：直齿三面刃铣刀其中 80d , 18z 计算切削用量： 10由机械加工工艺手册表 15 15 1 3 2 .6 m / m m 6a f 确定主轴转速： 0n = 1 0 0 0 v / d = 3 7 5 r / m i n切削工时： T 0 m m 间定额计算 下面计算工序 60 的时间定额 1）机动时间 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 粗镗时： / ( ) 4 5 / ( 0 . 2 3 8 6 ) 0 . 5 8 m i nL f n 精镗时： / ( ) 4 5 / ( 0 . 1 3 8 6 ) 1 . 1 7 m i nL f n 总机动时间：）辅助时间： 所以辅助时间 2 1 0 . 3 0 . 1 1 0 . 1 1 . 5 0 . 3 0 . 1 6 . 4 m i 3）作业时间 B b T ）布置工作地时间03 则 0 08 . 1 5 3 0 . 2 4 m i 5）休息与生理需要时间03 则 0 08 . 1 5 3 0 . 2 4 m i 6）单件时间b a s T T T =（ 写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 工件文件详见附表。 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 机到开始的时间 刀 文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 第 4 章 摇杆轴支座专用铣槽夹具设计 工件自由度分析及定位方案的确定 本次设计的夹具为工序 铣槽 该孔的设计基准为下端面，故以下端平面做定位基准，实现“基准重合”原则；另加两形块从前后两方向实现对 对工件的结构形状分析， 若工件以下端面朝下放置在支承板上，定位夹紧就比较稳定，可靠，也容易实现。工件以下端面在夹具上定位，限制了三个自由度，其余三个自由度也必须限制。用哪种方案合理呢？ 方案 1 在 2- 13 孔内插入一现边销限制 一个移动自由度，再以两孔的另一个孔内侧面用两个支承钉限制一个移动自由度和一个转动自由度。这种定位方案从定位原理上分析是合理的，夹具结构也简单。但由于孔和其内侧面均不规定其精密度，又因结构原因，夹紧力不宜施加在这样的定位元件上，故工件定位面和定位元件之间很可能会接触不好，使定位不稳定。这个方案不宜采用。 方案 2 用两个形块夹紧前后两外圆柱面，用两铰链压板压在工件的下端，这样就限制了两个移动自由度和一个转动自由度，这种方案定位可靠，可实现完全定位。 夹紧力的计算 计算切削力与夹紧力的计算及螺杆 的直径： 根据机床夹具设计手册表 5 查表可知： 180 根据机床夹具设计手册表 2文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 取 24m/ 取 002mm/ m 80/ 在计算切削力时，必须考虑安全系 数 4321 式中： 1K 基本安全系数；取 2K 加工性质系数；取 K 断续切削系数；取 全系数 k 在夹紧力与切削力方 向相反后时： 4321 09 . 8 1 d 9 5 0 . 6Z f Y f F f K N由机床夹具设计手册表 1力与切削力方向相反，实际所需夹紧力 夹F 与切削力 F 之间的关系 夹 。安全系数 K 在夹紧力与切 K ，由前面的计算可知 2 8 5 1 . 8F K F N夹 0 / 2 1 4 2 5 . 9F F N夹 由机床夹具设计手册表 1强度考虑，用一个 螺柱完全可以满足要求， 924N，所以螺杆直径为 d=10。 定位误差的计算及定位精度分析 20孔的精加工是在一次装夹下完成的，具体采用的是前后支撑引导的夹具机构，机床与镗杆之间所采用的是浮动连接，故机床主轴振动可略不计， 20孔的加工精度主要由镗模来保证。因为孔的轴线与底面的平行度要求为 两镗模装配后同轴度要求应小于 最大间隙为 被加工孔的长度为 45 ,取两孔同轴度误差为 则 T T 所以 0 3 因为 ， 由以上计算可知夹具能满足零件加工精度的要求 位元件及夹紧装置设计 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 （ 1） 定位元件 定位元件是用来确定工件正确位置的元件。被加工工件的定位基面与夹具定位元件直接接触或相配合。工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，件的定位基准始终在 对中性好，能使工件的定位基准轴线在 不受定位基准直径误差的影响，其次 设计中采用 两个形块（图 紧前后两外圆柱面，用压板压在工件的下端，这样就限制了两个移动自由度和一个转动自由度。其次设计中，采用了定位块保证工件在加工时，螺杆和工件不会偏移 。 12图 4.1 （ 2） 夹紧装置的设计 夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。本设计采用的夹紧装置是一对螺旋压板夹紧机构。 螺旋夹紧机构具有结构简单、制造容易、自锁性能好、夹紧可靠，是手动夹紧中常用的一种夹紧机构 。其结构如图 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 12 圆销柱 3图 旋夹紧机构 模与夹具体的设计 (1)镗模的设计 镗套 本设计镗套采用轴承外滚式镗套，作用：回转精度低，但是刚性好，适合适合转速高的粗加工和精加工。其与镗杆的配合主要采用 H7/h6/加工时，镗套内孔的圆度公差取被加工孔的圆度公差的 1/6或者 1/5。镗套内外圆的同轴度一般小于 图 滚动轴承外滚式回转镗套，镗套 2支承在两个滚动轴承上，轴承安装在镗模支架 1 的轴承孔中，轴承