气门摇杆轴支座工艺和 铣φ20两端面全套设计【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 摘 要 在这几周时间里，我们进行了机械制造加工工艺设计及夹具设计。 机械设计制造基础课程设计是在学完了机械制造基础课 (含机床夹具设计 )和大部分专业课（材料力学、机械原理等），并在进行了生产实习的基础上进行的一个教学过程。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的一些基本理论，并结合生产实习中学到的一些实践知识，独立地分析和解决工艺上的问题。初步具备了设计一个中等复杂程度零件（气门摇杆轴支座）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，制订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用相关手册， 图表等技术资料及编写技术文件技能的一次难得的实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的工作奠定良好的基础。 由于所掌握的知识不全面且能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导 关键词： 气门摇杆 夹具 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 摘 要 . I 第 1 章 零件的工艺分析 .件的功能、结构及生产类型的确定 . 1 件的作用 . 1 件的工艺分析 . 1 件的生产类型 . 2 第 2 章 毛坯的选择 .定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差 . 3 坯的技术要求 . 3 第 3 章 基准的选择 .基准的选择 . 4 基准的选择 . 4 第 4 章 制订工艺路线 .定各加工面的加工方法 . 5 定加工工艺路线 . 5 . 5 . 6 艺方案的比较与分析 . 7 第 5 章 工序设计 .序 12 的尺寸链计算 . 9 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 械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 . 10 削余量及基本工时的确定 . 11 械加工余量确定 . 11 . 11 第 6 章 铣 20 端面夹具设计 . 16 定设计方案 . 16 位原理图： . 16 位误差分析 . 17 紧力计算 . 18 设计心得 . 20 参考文献 . 21 附录 . 22 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 1 第 1 章 零件的工艺分析 件的功能、结构及生产类型的确定 件的作用 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 2 0 0 . 1 0 0 . 1 6 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12M 螺杆与汽缸盖相连， 3向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动 。其零件图如下图： 图 杆轴支座 件的工艺分析 由图 材料为 200该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 2 0 0 . 1 0 0 . 1 6 以及 3向槽的加工 2 0 0 . 1 0 0 . 1 6 孔的买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 2 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 因此，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 0 . 1 0 0 . 1 620 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。 件的生产类型 依照设计题目可知：该零件的生产纲领为 5000件 /年，查表可知生产类型是大批量生产。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 3 第 2 章 毛坯的选择 定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差 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。由 2 12可知该种铸造公差等级为 10 11 级。 坯的技术要求 (1) 铸件必须经过时效处理 ; (2) 铸件不得有气孔、砂眼等铸造缺陷。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 4 第 3 章 基准的选择 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准面的选择是否真确与合理关系到零件的加工质量 ,以及生产效率的高低。如果选择不当 ,在加工过程中出现很多问题 ,更可能造成零件的大批报废使生产无法进行。 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 。 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 . 1 0 0 . 1 620 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。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 5 第 4 章 制订工艺路线 定各加工面的加工方法 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 0 . 1 0 0 . 1 620 孔：钻孔 粗镗 精镗 3轴向槽 精铣 因左右两端面均对 0 . 1 0 0 . 1 620 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 0 . 1 0 0 . 1 620 孔放后面加工。 定加工工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何尺寸形状，尺寸精度位置精度等技术要求能得到合理的保证。 艺路线方案 1 加工路线方案 工序号 工序内容 01 铸造 02 时效 03 涂漆 04 车上端面 05 铣下端面 06 钻两通孔 07 铣左右端面 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 6 08 钻通孔 18 09 镗孔 0 . 1 0 0 . 1 620 11 轴向槽 12 铣检验 13 入库 艺路线方案 2 以 工序号 工序内容 01 铸造 02 时效 03 涂漆 04 粗铣上下端面 05 精铣上下端面 06 钻两通孔 13 07 钻两通孔 13 的螺纹 08 粗铣左右端面 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 7 艺方案的比较与分析 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 所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： 09 精铣左右端面 10 钻 18 孔 11 镗 0 . 1 0 . 0 620 孔 12 铣轴向槽 13 清洗 14 入库 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 8 序号 工序内容 定位基准 01 铸造 02 时效 03 涂漆 04 粗铣下端面 上端面（ 3） +左右端（ 3） 05 粗铣上端面 下端面（ 3） +左右端（ 3） 06 粗铣左右端面 下端面 (3)+ 外圆柱面 07 钻两通孔 13 下 端面 (3)+ 外圆柱面 08 精铣下端面 上端面（ 3） +左右端（ 3） 09 精铣上端面 下端面（ 3） +左右端（ 3） 10 精铣左右端面 下端面 (3)+ 外圆柱面 11 钻通孔 18 下端面 (3)+ 两通孔 13 （ 3） 12 镗孔到 20 下端面 (3)+ 两通孔 13 （ 3） 13 粗 下端面 (3)+ 外圆柱面 14 入库 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 9 第 5 章 工序设计 序 12 的尺寸链计算 加工过程为： 1）铣右端面 2）钻通孔 18 ，保证工序尺寸 1p 3）粗镗，保证工序尺寸 2p 4）精镗， 保证工序尺寸 3p ，达到零件设计尺寸 D 的要求， 5）倒角 如图，可找出工艺尺寸链求解工序尺寸及公差的顺序如下： （ 1）从图知， 3p =D （ 2）从图知， 3 2 2p p Z，其中 2Z 是精镗的余量， 2Z ，则 2 3 2 2 0 0 . 2 1 9 . 8p p Z m m ，由于工序尺寸 在粗镗中保证的，查参考资料（ 5）中表 1 20 知，粗镗工序的经济加工精度等级为 12因此确定该工艺尺寸公差为12 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 10 其公差值为 故 1 9 . 8 0 . 1 7 52 ； （ 3）从图所示的尺寸链知， 112 其中 1Z 为粗镗的余量， 1 ，1 2 1 1 9 . 8 1 . 8 1 8p p Z m m ，查参考资料（ 5）中表 20 知，确定钻削工序的经济加工精度 等级为 13其公差 值为 1 1 8 0 . 2 7p m m 。 为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。 （ 1）余量 2Z 的校核，在图 b 所示的尺寸链里 m a x m a x m i 2 0 0 . 1 1 9 . 8 0 . 1 7 5 0 . 4 7 52 p p m m m m a xm i n m i 2 0 0 . 1 1 9 . 8 0 . 1 7 5 0 . 0 7 52 p p m （ 2）余量 1Z 的校核，在图 a 所示的尺寸链中 m a x m a x m i 1 9 . 8 0 . 1 7 5 1 8 0 . 2 7 2 . 2 4 51 p p m m m m a x m a xm i 1 9 . 8 0 . 1 7 5 1 8 0 . 2 7 1 . 3 5 52 p p m m m 余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。 将工序尺寸按“入体原则”表示： 0 . 5 401 1 8 . 2 7 ， 0 0 . 3 52 1 9 . 9 7 5 ， 0 0 63 2 0 。 械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 因工件的生产类型为成批生产，毛的铸造方法选用砂型机器造型。根据 表 2 确定各表面的加工余量如下表所示 ： 表 各表面加工余量 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 H 4 单侧加工 下端面 50 H 3 单侧加工 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 11 削余量及基本工时的确定 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 12 查表得出各个加工面得加工余量。 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 可知，粗铣的铣削余量为 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 78T 。左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 78T 根据 表 3 12 确定余量 2 。工序 40 粗镗 18 工序。粗镗余量表 3 83 取粗镗为 粗镗切削余量为 铰孔后尺寸为 20 8H ,各工步余量和工序尺寸 公差列于下表： 表 工步加工尺寸 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 20 8H 定切削用量及基本工 工序 04：粗铣下端面 (1)加工条件 左端面 35 H 3 单侧加工 右端面 35 H 3 单侧加工 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 12 工件材料： 200 1 7 0 2 4 0b M P a ，铸造 ;工件尺寸： 3a ， 36l ; 加工要求：粗铣上端面加工余量 4 。 机床： 51X 立式铣床；刀具：立铣刀。 铣削宽度 90 ,深度 6 ,齿数 12z ,故根据机械制造工艺设计简明手册取刀具直径 80 。根据切削用量手册后表 选择刀具前角 0 0 ，后角 0 16 ，副后角 10 8 ，刃倾角： 10s ,主偏角 60,过渡刃 30,副偏角 1 5。 (2)切削用量 1）确定切削深度 a 根据手册等，选择 ，两次走刀即可完成。 2）确定每齿进给量 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端机床功率为 据简明手册表 5 ， 51X 立式铣床）选择： 8 3 . 9 / m i m m 。 3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 由于铣刀直 0 80d ，故刀具使用寿命 180T （据简明手册表 4）计算切削速度 每分钟进给量 v 根据切削手册表 当 0 80d ， 12Z ， ， 0 /z m m 时，9 8 / m i m m , 2 5 0 / m , 4 7 1 / m i m m 。各修正系数为： ， 。 切削速度计算公式为： 其中 8 ， ， 245 2.0 15.0 35.0 2.0 0 32.0m ， ，z /， 12Z 将以上数据代入公式： 4v 确定机床主轴转速： 1 5 0 r /m d 。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 13 根据简明手册表 6 ，选择 3 0 0 / m i n , 3 9 0 / m i nc r v m m,因此，实际进给量和每分钟进给量为： 0000= 1000 118m /m m / 3 9 0 / 3 0 0 1 2 / 0 . 1 /z c c v n m m s m m s 5)校验机床功率 根据切削手册 表 似为 ,根据机床使用说明书，主轴允许功率 4 . 5 0 . 7 5 3 . 3 7 5c m c k W 。 故校验合格。最终确定 : 4 . 0 , 3 0 0 / m i n , 3 9 0 / m i n , 1 1 8 / m i n , 0 . 1 /p c c n r v m m v m m f m m z 6)计算基本工时 / , , 1 7 6m L v L L y 查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为： 40y 则： 0 . 6 4 m i n/ fT m L v 工序 05：粗铣上端面： 刀具，机床与上到工序相同 得出 : 2 0 , 0 . 5 , 1 6 3 . 2 / m i m m a m m f m 9 6 0 / m i n , 2 9 3 5 4 / m i n , 0 . 3 1 m i ns c mr v m 工序 06: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 知： 0 . 2 0 1 2 2 . 4 /f z m m 由切削用量手册表 知： 1 0 . 9 1 / , 1 . 3 5 / , 1 . 7 0 /tt s n r s v m 各系数为 0 . 6 9M v M n 0 . 8S v S n 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 14 所以有 0 . 3 4 0 . 6 9 0 . 8 0 . 1 9 /v m s n r s 0 /v m m s 取 0 . 7 9 2 / 4 7 . 5 / m i r s r 1 fc m m 所以实际切削速度： m m n 确定主轴转速： 12 1 7 , 7 5l m m l m m 45/71000 切削工时： 工序 07 ：钻孔 13 查机械制造工艺设计手册表 3 38 ，取 9 8 / m m m 查机械制造工艺设计手册表 3 42 ，取 1 1 m i m 721000 rd 查表机械制造工艺设计简明手册 5 ，机床为 525Z ，选择转速 5 4 5 / m i n 9 . 0 8 /w r r 实际切削速度： v =1000 ww = 0. 31m / 0 切削工时带入公式： 0 m wj 工序 08：精铣下端面与工序 5 相同 工序 45：精铣上端面与工序 10 相同 . 工序 50 ： 精铣左右端面与工序 15 相同 工序 11：钻通孔 18 工序步骤与工序 20#相同，代入数据得出结果 : 2 0 , 0 . 5 , 1 6 3 . 2 / m i m a m m f 9 6 0 / m i n , 1 5 / m i n , 1 . 4 5 m i ns c mr v m 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 15 工序 12 :镗孔到 20 因精镗与粗镗的定位的下底面与 V 型块，精镗后工序尺寸为 ，与 下底面的位置精度为 与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。 动公差由机床保证。 粗镗孔时因余量为 故 , 查机械制造工艺设计手册 28 0 . 4 / 2 4 / m i nv m s m 取进给量为 0 / m i nf m m m 801000 rd 故实际切削速度为： m 51 0 0 0 此时作台每分钟进给量 为： m 计算切削基本工时： m 工序 13 :铣槽 加工条件：机床： 6132X 卧式铣 刀具：直齿三面刃铣刀其中 80, 18 计算切削用量： 10 由机械加工工艺手册表 15 15 1 3 6 / m i n , 1 3 2 . 6 / m i nf 确定主轴转速： 0 3 7 5 / m i d 切削工时： m 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 16 第 6 章 铣 20 端面夹具设计 本次设计的夹具为铣工件 20 圆柱面。以底面作为定位基准面。 定设计方案 方案 1 用固定 V 块和可动 V 型块分别夹紧工件左 右两圆柱面，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，此方案定位可靠，可实现完全定位。 方案 2 在 2 13 的通孔内插入一限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支撑钉限制一个移动自由度和一个转动自由度，此方案从定位原理上是可行的，夹具结构简单。由于孔及内侧面都未规定精度，及结构原因，夹紧力不宜施加在此定位元件上，可能出现定位面与定位元件接触不好，所以此方案部宜采用。 经比较本次设计选择方案 1来为工件定位。 位原理图： 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 17 位误差分析 （ 1） 定位误差 工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的： 1）工件在夹具中的定位、夹紧误差。 2） 夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。 3） 加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。 其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。 （ 2） 产生定位误差的原因 夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之 间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。 在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。 1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。 2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。 3）夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。 4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导 向元件、定向元件等元件的磨损。 综上所述 该夹具结构简单 ,操作方便。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 18 此次设计的夹具有如下优点： (1)操作比较简单，使用方便，制造比较容易，价格便宜； (2)能 保证工件的加工精度、稳定产品质量； (3)能提高劳动生产率和降低成本； (4)能改善工人劳动条件，安全生产。夹具使用的一面两销定位可靠性好，定位能力强。 紧力计算 根据机床夹具设计手表 5 37 09 . 8 1 z f y d 查表知 ： 根据机床夹具设计手册表 取 2 4 / m ， 0 0 2 /f m m r 3 8 0 / m i d 在计算切削力时必须考虑安全系数 : 1 2 3 4K K 式中： 安全系数在夹紧力与切削力相反时后： 1 2 3 4K K 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 19 09 . 8 1 z f y d 而 1 3K 所以 1 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 20 设计心得 类、设计原 则等基础理论知识。 完成了一系列的 形生成，对 及借助前人的研究成果寻求解决问题的思维方法，对新信息和新知识及时做笔记。 了解学习了新的知识，开阔了视野，拓宽了自己的知识面。同时培养个人一定的创新思维。 一步完善了自己的知识结构。 明年的毕业设计做了一定的准备。 作为机械制造专业的学生，最基本也是最实用的就 是机械加工工艺规程的制定和工装夹具的设计。通过毕业设计，我更为深入的掌握了机械加工工艺规程的设计和工装夹具设计的基本步骤和方法。 基由于设计时间有限，该设计中的疏忽和缺陷在所难免， 夹具设计 中依然存在许多漏洞和不足之处，因此，在以后还需对该 设计 进行必要的修补和完善工作， 再次感谢老师的的多次批评、指正。 买文档赠送