气门摇杆轴支座工艺规程及铣φ32外圆端面夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

机械制造工艺学课程设计任务书 题目 ：设计气门摇杆轴支座零件的机械加工工艺规程及专用夹具 内容 ：（ 1）零件一毛坯合图 1 张 （ 2）机械加工工艺规程卡片 12张 （ 3）夹具装配总图 1 张 （ 4）夹具零件图 一张 （ 5）课程设计说明书 一份 原始资料 ：该零件图样一张；生产纲领 6000 件 /年。 班级 ： 学生： 指导老师 ： 2008 年 9 月 20 日 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 目录 第一部分 ： 序言 2 一 设计目的 2 二 设计感想与体会 2 第二部分： 工艺规程与夹具设计过程 工艺规程与夹具设计过程 4 一、 设计题目 ,计算生产纲领及生产 型 4 二、 零件的 分析 5 (一 ) 零件的作 5 (二 ) 零件的工艺分析 5 三、 确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯 6 四 、工艺规程设计 6 (一 ) 定位基准的选择 6 （二） 零件表面加工方法的选择 7 （三）制定加工工艺路线 8 （ 四 ） 选择加工设备及刀、夹、量具 10 五、加工工序设计 11 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 (一 ) 确定切削用量及基本工时 11 六、 填写机械加工工艺卡和机械加工工序卡 17 七、夹具设计 17 （一）问题 的提出 17 （二） 夹具设计的有关计算 17 （三） 夹具结构设计及操作简要说明 20八 、 主要参考文献 21 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 序 言 一、设计目的 ： 现代机械制造工艺设计是机械类专业学生在学完了机械制造技术基础等技术基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。其目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 现代 实际工艺设计问题的能力。通过工艺规程及工艺装备设计，学生应达到： 1、掌握零件机械加工工艺规程设计的能力； 2、掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力； 3、掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力； 4、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、夹具总装图，标注必要的技术条件等。 二、设计感想与体会： 三周的课程设计就是一个团队合作的过程。所谓 1+12，一个团队的合作，使我们的设计成果不到三周时间就渐渐呈现在我们的眼前。看着眼前的手工图纸、 三周的设计过程一幕幕浮现在眼前。 三周的设计让我们学到了很多东西。这次设计可以说是三年的课程学习所掌握的所有机械工程学科的基础知识的融会贯通，因为我们以前曾经学得很好，但是都是理论的东西，学习了马克思主义哲学之后，终于知道理论联系实际才使我们有了更进一步的体会。 在这次设计中，我学会的如何设计、如何计算，更重要的是我学会了合作，我懂得了团队合作的重要性。我们以前做的设计都是一个人的，而且规模小，不需要什么规划，这次可以说是综合了我们的所有智慧。同时，得到了我们的指导老师的大力支持。 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 由于我们水平所限，设计中 难免有错误和不妥之处，在此还诚请指导老师批评指正。 工艺规程与夹具设计过程 一、根据生产纲领，确定生产类型： 该零件是柴油机上的 气门摇杆轴支座 ，按照指导老师的要求，设计此零件为 大 批量生产。 二 零件的分析 （一） 零件的作用 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 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， 20 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用 杆与汽缸盖相连， 3向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。 （二） 零件的工艺分析 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， 23和 20及 3向槽的加工。 20的尺寸精度与下端面 平行度与左右两端面孔的尺寸精度，直接影响到进气门与排气门的传动精度及密封， 2 13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 20与左右两端面时以 下端面为定位基准，以保证孔轴线与两端面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。 三 确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状 ，（附图 2） 根据零件的用途及其结构，材料确定为 坯为铸件，零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，不可铸出。 已知零件的生产纲领为 6000件 /年，通过计买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 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， 。参考文献（ 1）查表方法确定各表面的加工余量如下表所示： 表 1 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 82 2侧加工 下端面 82 2侧加工 左端面 46 2侧加工 右端面 46 2侧加工 四 工艺规程设计 （一） 定位基准的选择： 定位基准的选择是工艺规程设 计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：考虑到以下几点要求，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。加工左右两端平面时 ,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 为了保证位置度求 ,采用一面两孔定位 ,限制六个自由度 ,用下端面与两 13 孔作为定位基准 . 镗削 20的 定位夹紧方案为：用一菱形销加一圆柱销定位两个 13孔，再加上底面定位实现，两孔一面完全定位，这种方案适合于大批生产类型中。 精基准的选择： 主要考虑基准重合问题， 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 。 20 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。 （二） 零件表面加工方法的选择： 本零件的加工面有端面、内孔、槽等，材料为 铸铁，参考机械 制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表 表 上端面：粗铣。 下端面：精铣 左端面：粗铣 精铣 右端面：粗铣 精铣 2 13：钻孔。 3向槽 精铣 20孔 粗镗 精镗 （三） 制定加工工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 以专用夹具并尽量使工序集中来提 高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 方案一： 表 2 工序号 工序内容 01 铸造 02 时效 03 涂漆 04 车上端面 05 钻两 13通孔 06 精铣下端面 07 铣右端面 08 钻通孔 189 镗孔 20口角 *度 10 铣左端面 11 铣轴向槽 12 检验 13 入库 方案二： 表 3 序号 工序内容 简要说明 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 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 铸造 时效 涂漆 铣上端面 粗 ,精铣 下端面 钻两 13通孔 铣右端面 钻通孔 18 镗孔到 20，孔口倒角 1*45 度 铣左端面 铣轴向槽 检验 入库 消除内应力 防止生锈 先加工粗基准面 加工经基准 先面后孔 先面后孔 后镗削余量 次要工序后加工 工艺方案的比较与分析： 因左右两端面均对 20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，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 20放后面加工。初步拟订加工路线方案一。方案一 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。如车上端面，因工件和买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 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，故改动铣削加工。工序 05 应在工序 06 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 通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。该工艺过 程详见附表 和附表 2，机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。 （ 四 ） 选择加工设备及刀、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。 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 式铣床。（参考文献（ 1）表 6选择直径D 为 80铣刀，参考文献（ 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，通用夹具游标卡尺。 粗铣左端面：采用 立式 铣床 考文献（ 1）表 6 21，采用以前的刀具，专用夹具游标卡尺。 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 23：采用 考文献（ 1）表 6 26，通用夹买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 具。刀具为 d 为 13直柄麻花钻，参考文献（ 1）表 7 111。 钻 18：钻孔直行为 18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。 镗 20：粗镗：采用卧式组合镗 床，选择功率为 削头，参考文献（ 1）白喔 88。选择镗通孔镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺。 五 加工工序设计 (一 ) 确定切削用量及基本工时（ 机动时间 ） 在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。 (1)切削用量指 ：背吃刀量 切削深度 进给量 f 及切削速度 (2)确定方法是 ：确定切削深度 确定进给量 确定切削速度 (3)具体要求是 ：由工序或工步余量确定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率机床上一次走刀 10按本工序 或工步加工表面粗糙度确定进给量：对粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度：可用查表法或计算法得出切削速度 ，用公式 换算出查表或计算法所得的转速 ，根据 在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速 n 机 作为实际的转速，再用 换算出实际的切削速度 填入工艺文件中。对粗加工，选取实际切削速度 、实际进给量 f 机 和背吃刀量 后，还要校验机床功率是否足够等，才能作为最后的切削用量填入工艺文件中。 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 工序钻个 (1)、 加工条件 工件材料： 火， b=220190 220工要求：钻扩孔 床选择：选用立式钻床 工艺手册表 (2)、 确定切削用量及基本工时 选择 速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册 d=13 L=238 40mm f 机 =r (见切削手册表 艺手册表 =13m/（见切削手册表 按机床选取 n 机 =195r/工艺手册表 所以 实际切削速度： m/基本工时： l=80 ) 1 4) 4按工艺手册表 工序 粗、精铣左右端面 （） 粗铣 1）、选择刀具： 根据工艺手册表 择用一把 质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径 00刀齿数 Z=10。 2）、确定铣削深度 a p： 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 单边加工余量 Z= 量不大，一次走刀内切完，则： a p= ）、确定每 齿进给量 根据切削手册表 硬质合金铣刀在功率为 51铣床加工时，选择每齿进给量 z，由于是粗铣，取较大的值。现取： z 4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度： 根据切削手册表 刀刀齿后刀面最大磨损量为 取 据切削手册表 刀直径 00硬质合金端铣刀的耐用度 T=180 5）、确定切削速度 根据切削手册表 以查 由 z，查得 7mm/z n=245mm/z 85mm/z 根据 55 r/ 00 mm/(横向 ) 6）、计算基本工时： l=47 T=）精铣 1）、选择刀具： 根据工艺手册表 择用一把 质合金端铣刀，铣刀外径 00刀齿数 Z=10 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 2）、确定铣削深度 由于单边加工余量 Z=1，故一次走刀内切完，则： a p= 1 ）、确定每齿进给量 由切削手册表 硬质合金铣刀在功率为 择每齿进给量 z，半精铣取较小的值。现取： z 4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度： 根据切削手册表 刀刀齿后刀面最大磨损量为 取 据切削手册表 刀直径 00硬质合金端铣刀的耐用度 T=180 5）、确定切削速度 根据切削手册表 以查 由 4 z=z，查得： 10mm/z n=352mm/z 94mm/z 根据 80 r/ 00 mm/(横向 ) 6）、计算基本工时： l=40 2 所以本工序的基本时间为： T=t1+） 工序粗镗工序 粗镗余量参考文献表取粗镗为 . 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 18 粗镗 _ 镗 8 20轴线到底面位置尺寸为 0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 定位夹紧时基准重合，故不需保证。 动公差由机床保证。 (钻孔 18择 18工艺手册 d=18 L=238 40mm f 机 =r (见切削手册表 艺手册表 =13m/（见切削手册表 按机床选取 n 机 =195r/工艺手册表 所以实际切削速度： 基本工时： l=80 ) 1 4) 4按工艺手册表 文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 粗镗孔时因余量为 1 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 P=机床效率为 机床的功率足够。 下面计算工序 09 的时间定额 （） 机动时间 粗镗时： L/(f*n)=45/80=镗时： f 取 s L/(f*n)=45/80=15s 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 总机动时间 :T=5= 填写机械加工工艺卡和机械加工工序卡 工艺文件详见附表。 七 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹具。按指导老师的布置，设计第 07 与道工序 粗，精铣 右两端面铣床夹具。本夹具将用于 式铣床，刀具为 质合金端铣刀，对工件 （一） 问题的提出： 本夹具主要用于铣 面，由于该端面精度要求高，所以，在本道工序加工时，应该考虑其精度要求，同时也要考虑如何提高劳动生产率。 （二） 夹具设计的有关计算： 、定位基准的选择： 由零件图可知， 面应对下端面有垂直度要求，并且左右两端面有平行度要求。为了使定位误差为零，应该选择以 20 孔定位的定心夹具。但这种定心夹具在结构上将过于复杂，因此这里只选用以 13和下端面为主要定位基面。 、切削力及夹紧力计算： 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 刀具： 质合金端铣刀 (见切削手册表 其 中： 8， .0，00， n=255， ， Z=10 F=28 10/(100 2550) ) 水平分力： ) 垂直分力： ) 在计算切削力时，必须安全系数考虑在内。 安全系数 : K= 其中： F = N) 实际加紧力为 F 加 = 2） =N) 其中 夹具定位面及加紧面上的磨擦系数， 2=母选用 生的加紧力为 W=2M/a+6055)+3- （ 其中： M=19000 a=2029， D=23d=16文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 解得： W=1N) 此时螺母的加紧力 W 已大于所需的 加紧力 F 加，故本夹具可安全工作。 1. 心轴取材料为 . 查表得 158. 弯曲应力 =M/2 4. = 许用弯曲应力 1583)定位误差分析 由于基准重合