气门摇臂轴支座零件的加工工艺分析及部分工装夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 气门摇臂轴支座零件的加工工艺分析及部分工装设计 摘要： 机械加工行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展，在新经济时代，行业呈 现了新的发展趋势，由此对其它的质量，性能要求有了新的变化。现在机械加工行业发生着结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为企业生存和发展的必要条件，工艺工装的设计与改良直接影响加工产品的质量与性能。本文首先介绍了气门摇臂轴支座的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计，最后进行夹具设计。 此次设计是对气门摇臂轴支座的加工工艺和夹具设计，其零件为铸件，具有体积小，零件结构简单的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，其机构设计简单， 方便且能满足要求。 关键字： 气门摇臂轴支座； 工艺分析 ； 工艺规程设计 ； 夹具设计 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 of as a a In a of in is in of of of by to be he of of a of is of in on to as a to is 文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 录 摘要 1 绪论 设计的依据、背景以及研究意义 1 国内外研究现状 1 国外研究现状 1 国内研究现状 2 机床夹具发展方向 2 主要研究内容 2 2 机械加工工艺规程设计 3 零件的工艺分析及生产类型的确定 3 零件的作用 3 零件的工艺分析 3 确定零件的生产类型 4 选择毛坯种类，绘制毛坯图 4 选择毛坯种类 4 确定毛坯尺寸及机械加工总余量 5 设计毛坯图 5 绘制毛坯图 5 选择加 工方法，制定工艺路线 6 定位基准的选择 6 零件的表面加工方法的选择 6 序顺序的安排 7 确定工艺路线 8 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 加工设备及工艺装备选择 9 工序间加工余量的确定 10 切削用量以及基本时间定额的确定 11 3 气门摇臂轴支座零件专用夹具的设计 22 确定夹具的结构方案 22 确定定位方案，选择定位元件 22 确定导向装置 23 确定夹紧机构 24 确定辅助定位装置 24 设计夹具体 25 在图上标注尺寸、配合及技术要求 25 4 结论 28 参 考 文 献 29 致 谢 31 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 1 1 绪论 计的依据、背景以及研究意义 随着科学技术的进步与飞跃发展，我国的机械行业得到了大幅度的提升。在机械制造行业中主要受多方面的，产品的材料、结构设计、工艺制造能力等是产品设计的物质技术基础，一方面，在制造技术方面对设计提出了过多要求，制约着设计；另一方面，制造技术也在不断的提高和完善，同事也在推动着设计。技术不仅是物质基础，而 且其本身也很重要。我们只要懂得材料的性能，给予对应的结构形态跟合适的加工工艺，可以能够设计出物美价廉的产品，就可以在产品中发挥技术潜在的“功能” 1。设计是产品形态发展的先锋，新材料，新技术的产生，肯定给产品带来新的结构艺术，新的物态和新的风格 2 为了更好的适应机械生产的飞速发展趋势，肯定会对机床夹具的要求更高 4 气门摇臂轴支座零件在实际生产中，往往需求量较大，加工精度对其影响较大。这次的毕业设计对大学四年所学机械课程和有关绘图软件的一次综合性的学习，更是一次实际的操作训练。目的为： 1） 巩固我们在大学里所学的知识，也是对以前所学知识的综合性的检验； 2） 加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料； 3） 树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养我们的实际工作能力； 4） 根据要加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理，懂得夹具设计简单的方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出效率高，经济低，质量好的产品。 5） 通过绘制零件图和装配图，让我们对 图软件的操作得到提高。 国内外研究现状 国外研究现状 通过国际形式来看美国、俄国和德国是组合夹具大量生产的国家。就目前而言国际上的夹具生产商大部分是中小企业家，组合夹具主要在本区域跟国内生产产品，但是组合夹具已经慢慢成为国际贸易市场中的一个特殊准类。据产量跟贸易额显示资料看，国际市场上组合夹具的零件相当费用高。 在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计 (计算机辅助工程分析 (计算机仿真技 术；在产品加工这方面，能够做到部分车间的自动化，其中包含了数买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 2 控加工技术、等 9从最近 8,9年来看，像发达的美国，德国就从包含有最新制造理念的自动化方面寻找突破口，展开了一类类的制造。比如有计算机集成制造方面、自动生产方面等。 国内研究现状 机械制造行业是一个传统又具有潜力的行业，如德国提出的“工业 我们国家提出的“ 2025计划”，使得机械制造行业面慢慢向智能化方面进军，最后实现所有自动化制造 13 我们的国家中国在设计这类情况下涉及的比较迟，不过在 10年左右的奋斗下 ，我们都得到了特好的成果，同时也不能自傲应继续努力提高。 跟比国外研究相比较，我们国家的机械制造水平比不上美国，德国等国家。所以对气门摇臂轴支座零件的加工工艺分析及部分工装设计显得相当重要。 机床夹具发展 方向 1） 有效的缩短生产周期，进而有效的降低成本； 2） 同一个夹具应该具备可以装夹一组相似性特征的零部件； 3） 夹具不能要能在传统的机床上使 用，并且还应该满足高精度机床的使用要求； 4） 采用以液压站等方式作为动力源，节约能源，同时，还应该有效的提高效率并降低工人劳动强度。 主要研究内容 本毕业设计拟解决的问题主要有以下几个方面： 1） 通过对查阅资料，掌握其气门摇臂轴支座零件的重要性。 2） 掌握气门摇臂轴支座零件加工工艺和相应夹具的设计流程。 3） 学习 绘制气门摇臂轴支座零件图和毛坯图。 4） 编制气门摇臂轴支座零件的机械加工工艺规程；（ 选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图。拟订零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具），确定各工序切削用量及工序尺寸，计算某一代表工序的工时定额。填写工艺文件：工艺过程卡片、工序卡片。 5） 设计加工该零件 通孔和 通孔的专用夹具； 绘制夹具装配图和主要的夹具零件图。 2 机械加工工艺规程设计 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 3 零件的工艺分析及生产类型的确定 零件的作用 此零件中，两孔的位置精度 和粗糙度有很高的要求，要求孔跟轴相配，在机器工作时起支撑的作用。气门摇臂轴支座的零件图如图 图 门摇臂轴支座零件图 零件的工艺分析 通过看上边零件图，零件的表面加工具有以下的要求： 1） 22 外圆的上端面以及与此孔相通的 11 通孔，粗糙度均为 2） 36据零件的总体加工特性， 366糙度为 此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来 ； 3） 28 外圆的前后端面，粗糙度为 后端面倒 451 的角，粗糙度为 及 18 的通孔，在这里由于 18 通孔所要求的精度较高，因此该孔的的加工是一个难点，其所要求的表面粗糙度为 该孔的轴线与 36该孔的轴线圆跳动公差为 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 4 4） 26 的前后端面，粗糙度为 后端面倒 451 的角，粗糙度为 定零件的生产类型 零件的加工种类是企业生产专业化程度的分类，零件的制作影响工艺规程的制订。 (1 % ) (1 % ) m a b 式 中 件 的 生 产 纲 领 品 的 年 产 量 （ 台 、 辆 / 年 ） 台 （ 辆 ） 产 品 中 该 零 件 的 数 量 （ 件 / 台 、 辆 ）% - - - 备 品 率 ， 一 般 取 2% - - - 废 品 率 ， 一 般 取 根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型。 则此零件为轻型零件，则气门摇臂轴支座的生产类型是大批量生产。 择毛坯种类，绘制毛坯图 择毛坯种类 机械生产中毛坯的种类多种多样，如铸造件、锻造件、组合件等，同种毛坯还有其他的制造方法。因此毛坯的加工该考虑以下的因素。 1）材料的工艺性能 材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造； 2）毛坯的尺寸、形状和精度要求 毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。形状复杂的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。 3）零件的生产纲领 其次，观察零件图知，本设计零件尺寸并不大，而且其形状也不复杂，属于简单零件， 除了几个需要加工的表面以外，零件的其他表面粗糙度都是以不去除材料的方法获得，若要使其他不进行加工的表面达到较为理想的表面精度，可选择砂型铸造方法因此，综上所述，本零件的毛坯种类以砂型铸造机器造型的方法获得。 定毛坯尺寸及机械加工总余量 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 5 根据零件图计算零件的轮廓尺寸为长 83 37 62 我们为了机械生产过程中的简变，除孔外的加工表面，我们可以使总的加工余量统一为一个值。如下图所示。 表 坯尺寸及机械加工总余量表 加工 表面 基本 尺寸 铸件尺寸 公差 机械加工总余量 铸件 尺寸 22 上端面 39 47 36端面 39 47 28 前端面 37 45 28 后端面 37 45 26 前端面 16 24 26 后端面 16 24 计毛坯图 1） 确定分型面 由于毛坯形状对称，且最大截面在中间截面，为了起模以及便于发现上下模在铸造过程中的错移，所以选择前后对称中截面为分型面。 2） 毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后进行机械加工前应当做时效处理。 制毛坯图 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 6 图 气门摇臂轴支座毛坯图 择加工方法，制定工艺路线 位基准的选择 对于定位基准我们可以分为粗基准跟精基准 2类。 1） 粗基准的选择原则 粗基准一般只在头道工序中使用一次，应精良避免重复使用。 2） 精基准的选择原则 “基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的定位误差。 件的表面加工方法的选择 根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求，通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较，最后确定本零件各加工表面的加工方法如表 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 7 表 门摇臂轴支座各加工 表面方案 需加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 m 加工方案 22 上端面 2.5 m 粗铣 36.3 m 粗铣半精铣 28 前端面 .2 m 粗铣半精铣 28 后端面 .2 m 粗铣半精铣 26 前端面 2.5 m 粗铣 26 后端面 2.5 m 粗铣 11 通孔 2.5 m 钻 3 偏 010 内孔 2.5 m 钻 通孔 .6 m 钻扩粗铰精铰 通孔 .6 m 钻扩粗铰精铰 序顺序的安排 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工 361 通孔。 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3）先主后次，加工次要表面 3 偏 010 内孔。 4）加工 11 通孔；先加工 28 和 26 外圆前后端面，后加工 通孔， 通孔。 2热处理工序 机械加工前对铸件毛坯进行时效处理，时效处理硬度 效处理的主要目的是 消除铸件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，这样可以提高毛坯进行加工的切削性能。 毛坯铸造成一定形状时，我们就该对铸件毛坯进行清理砂，然后对清完砂的铸件采用尺寸检验，然后继续机械生产，当零件的工序都完成后，我们让零件进行毛刺、买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 8 清洗、终检。 定工艺路线 气门摇臂轴支座零件的加工工艺流程以下边为主： 图 定位面 ,加工面代号指示图 工序：铸造； 工序：清砂，检验； 工序：时效处理 序： 以 36底面 C 以及 28 外圆端面 G 或 F 定位，粗铣 22 上端面 A； 工序 ： 以粗铣后的 22 上端面 A 以及 28 外圆端面 G 或 F 定位，粗铣 36底面 C；半精铣 36底面 C； 工序：以加工后的 36 端面 C， 36以及 28 端面 G 或 F 定位，钻11 通孔； 工序：以加工后的 11 内孔表面 H，以加工后的 36端面 C 以及 28 后端面 G 定位，粗铣 28 前端面 F，粗铣 26 前端面 I，半精铣 28 前端面 F； 工序：钻扩粗铰精铰 通孔，并倒角； 工序：钻扩粗铰精铰 通孔，并倒角； 工序：以 22 上端面 10 以及 28 端面 G 或 F 定位，钻 3 偏 010 内孔； 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 9 工序：钳工去毛刺，清洗； 工序：终检。 工设备及工艺装备选择 机床及工艺装备的选择是制定工艺规程的一项重要工作，它不但直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。 1） 机床的加工尺寸范围应与零件的外廓尺寸相适应； 2） 机床的功率应与工序要求的功率相适应； 3） 机床的生产率应与工件的生产类型相适应； 4） 还应与现有的设备条件相 适应。 本零件的生产类型为大批量生产，为提高生产效率，所用的夹具应为专用夹具。 刀具的选择要以精度和钱多少等。 选择的加工工艺装备如表 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 10 表 门摇臂轴支座加工工艺装备选用 工序号 机床设备 刀具 量具 工序 铸 （免填） 游标卡尺 工序 检 游标卡尺 工序 热处理 游标卡尺 工序 铣 卧式铣床 质合金端铣刀 游标卡尺 工序 铣 卧式铣床 质合 金端铣刀 游标卡尺 工序 钻 立式钻床 柄麻花钻 11 卡尺、塞规 工序 铣 卧式铣床 质合金端铣刀 游标卡尺 工序 铣 卧式铣床 质合金端铣刀 游标卡尺 工序 钻 式镗床 麻花钻、扩钻、机用铰刀 内径千分尺，塞规 工序 钻 式镗床 麻花钻、扩钻、机用铰刀 内径千分尺，塞规 工序 钻 立式钻床 柄麻花钻 3 塞规 工序 钳 （免填） 游标卡尺 工序 检 内径千分尺、游标卡尺、塞规 工序间加工余量的确定 对毛坯尺寸跟机械制造工艺路线的分析，确定的各种工序间加工余量如下图所示： 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 11 表 机械加工工序 间加工余量表 工序号 工步号 工步内容 加工余量 /序 1 粗铣 22 上端面 A 4 工序 1 粗铣 36 3 2 半精铣 36 1 工序 1 钻 11 通孔 11 工序 1 粗铣 28 前端面 F 3 2 粗铣 26 前端面 I 4 3 半精铣 28 前端面 F 1 工序 1 粗铣 26 后端面 J 4 2 粗铣 28 后端面 G 3 3 半精铣 28 后端面 G 1 工序 1 钻 17 的通孔 17 2 扩孔至 粗铰至 精铰至 18 9H 序 1 钻 15 通孔 15 2 扩孔至 粗铰至 精铰至 16 9H 序 1 钻 3 偏 010 内孔 3 削用量以及基本时间定额的确定 工序 粗铣 22 上端面 A 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 12 表 铣 22上端面 A 参数 切削深度 4pa 进给量 0 . 2 0 1 0 2 /f m m r 切削速度 主轴转速 6 5 1 0 0 0 2 5 8 / m i 1 4 8 0 切削速度 2 5 5 3 . 1 4 8 0 6 4 / m i 时间定额 1229 0 . 0 6 m i zl l 符号如下： z 铣刀齿数 铣刀每齿的进给量， mm/z 工作台的水平进给量， mm/f 工作台的进给量， mm/f 铣削宽度， mm 铣削深度， mm d 铣刀直径， 算公式： 12l 式（ 工序 加工 361） 工步一 粗铣 36底面 C 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 13 表 铣 36端面参数 切削深度 3pa 进给量 0 . 2 0 1 0 2 /f m m r 切削速度 主轴转速 6 5 1 0 0 0 2 5 8 / m i 1 4 8 0 切削速度 2 5 5 3 . 1 4 8 0 6 4 / m i 时间定额 12 43 0 . 0 8 m i zl l 因80mm/削加工面 L=36127， 12 43 0 . 0 8 m i zl l 式（ 2） 工步二 半精铣 36底面 C 表 精铣 36端面参数 切削深度 1pa 进给量 0 . 1 0 1 0 1 /f m m r 切削速度 主轴转速 1 2 4 1 0 0 0 4 9 5 / m i 1 4 8 0 切削速度 4 9 0 3 . 1 4 8 0 1 2 3 / m i 时间定额 1243 0 . 0 8 m i zl l 主轴转速 n=490r/作台进给量 0 . 1 1 0 4 9 0 4 9 0 / m i z n m m 12 43 0 . 0 8 m i l 式（ 工序 钻 11 通孔 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 14 表 11通孔参数 切削深度 11pa 进给量 0 f m m r 切削速度 主轴转速 6 0 1 0 0 0 1 7 3 7 / m i 1 4 1 1 切削速度 1 3 6 0 3 . 1 4 1 1 4 7 / m i 时间定额 .m 6 0 4721 nf j 工序 粗铣以及半精铣端面 1） 工步一 粗铣 28 前端面 F 表 铣 28前端面 F 参数 切削深度 3pa 进给量 0 . 2 0 1 0 2 /f m m r 切削速度 主轴转速 6 5 1 0 0 0 2 5 8 / m i 1 4 8 0 切削速度 2 5 5 3 . 1 4 8 0 6 4 / m i 时间定额 1235 0 . 0 7 m i zl l 工序机动时间计算公式： 12l 式（ 2） 工步二 粗铣 26 前端面 I 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 15 表 铣 26 前端面 I 参数 切削深度 4pa 给量 0 . 2 0 1 0 2 /f m m r 切削速度 主轴转速 6 5 1 0 0 0 2 5 8 / m i 1 4 8 0切削速度 2 5 5 3 . 1 4 8 0 6 4 / m i 时间定额 12 33 0 . 0 7 m i zl l 12 33 0 . 0 7 m i l 式（ 1） 工步三 半精铣 28 前端面 F 表 精铣 28 前端面 F 参数 切削深度 1pa 给量 0 . 2 0 1 0 2 /f m m r 切削速度 主轴转速 6 5 1 0 0 0 2 5 8 / m i 1 4 8 0切削速度 2 5 5 3 . 1 4 8 0 6 4 / m i 时间定额 12 35 0 . 0 7 m i zl l 此工序机动时间计算公式： 12l 式（ 12 35 0 . 0 7 m i l 工序 粗铣以及半精铣端面 1） 工步一 粗铣 26 后端面 J 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 16 表 铣 26后端面 J 参数 切削深度 4pa 进给量 0 . 2 0 1 0 2 /f m m r 切削速度 主轴转速 6 5 1 0 0 0 2 5 8 / m i 1 4 8 0 切削速度 2 5 5 3 . 1 4 8 0 6 4 / m i 时间定额 1235 0 . 0 7 m i zl l 此工序机动时间计算公式： 12l 式（ 2） 工步二 粗铣 28 后端面 G 表 铣 26 后端面 G 参数 切削深度 3pa 给量 0 . 2 0 1 0 2 /f m m r 切削速度 主轴转速 6 5 1 0 0 0 2 5 8 / m i 1 4 8 0切削速度 2 5 5 3 . 1 4 8 0 6 4 / m i 时间定额 12 35 0 . 0 7 m i zl l 12 35 0 . 0 7 m i l 3） 工步三 半精铣 28 后端面 G 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 17 表 精铣 28后端面 G 参数 切削深度 1pa 进给量 0 . 2 0 1 0 2 /f m m r 切削速度 主轴转速 6 5 1 0 0 0 2 5 8 / m i 1 4 8 0 切削速度 2 5 5 3 . 1 4 8 0 6 4 / m i 时间定额 1235 0 . 0 7 m i zl l 此工序机动时间计算公式： 12l 工序 钻扩粗铰精铰 18 的孔 1） 工步一 钻 17 的通孔 表 17 的通孔参数 切削深度 17pa 给量 0 f mm r 切削速度 主轴转速 6 0 1 0 0 0 1 1 2 4 / m i 1 4 1 7切削速度 1 0 0 0 3 . 1 4 1 7 5 3 / m i 时间定额 .m 6 04521 21 ， )21(c o 2l =（ 14） ， 钻孔深度 37l ，1 3l ，2 5l ，所以 .m 6 04521 纸 14951605 或 1304139763 18 2） 工步二 扩孔至 表 孔至 参数 切削深度 给量 1/f mm r 切削速度 主轴转速 5 9 1 0 0 0 1 0 5 2 / m i 1 4 1 7 . 8 5切削速度 1 0 0 0 3 . 1 4 1 7 . 8 5 5 6 / m i 时间定额 .m 0 04421 21 ， )21(c o 1 2 4l 123 7 , 4 , 3l l l .m 0 0 4421 nf 工步三 粗铰至 表 孔至 参数 切削深度 给量 0 f mm r 切削速度 主轴转速 6 0 1 0 0 0 1 0 6 1 / m i 1 4 1 8切削速度 1 0 0 0 3 . 1 4 1 8 5 6 / m i 时间定额 .m 0 04321 21 ， )21(c o 1 2 4l 123 7 , 3 , 3l l l .m 0 0 4321 nf 纸 14951605 或 1304139763 19