机械制造技术课程设计-气门摇臂轴支座工艺及铣φ18及16孔端面夹具设计【全套图纸】.doc

武 汉 科 技 学 院机 械 制 造 工 艺 学课程设计说明书 题目：气门摇臂轴支座机械加工工艺规程制订及工序专用夹具的设计全套图纸，加153893706设 计 人： 指导老师： 小组成员： 学 号： 0402051271班 级： 机设046目 录1、序言 22、零件的分析22.1 零件的工艺分析3、工艺规程的设计33.1 确定毛坯的制造形式3.2 基准的选择3.3 制定工艺路线3.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.5 确定切削用量及基本工时4、专用夹具设计. 84.1 机床夹具介绍4.2 夹具的设计4.2.1 定位基准的选择4.2.2 切削力及夹紧力的计算4.2.3 定位误差分析5、课程设计小结106、参考文献101、 序言本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各科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学习中占有重要的地位。另外在做完这次毕业设计之后，我们得到了一次在毕业工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼： （1）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实践知识，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）提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，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质量的夹具的能力。（3）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力。2.零件的分析2.1 零件的工艺分析 （1）零件材料：HT200。切削加工性良好，只是脆性材料，产生崩碎切屑加工中有冲击。选择刀具参数时可适当减小前角以强化刀刃即可；刀具材料选择范围较大，高速钢及YG硬质合金均可胜任。 （2）组成表面分析：11圆孔及其上下端面，16内孔及其两端面，18内孔及其两端面，3斜孔，倒角，各外圆表面，各外轮廓表面。 （3）主要表面分析：16、18孔用于支承零件，为工作面，孔表面粗糙度要求Ra1.6m，11孔底面为安装（支承）面，亦是该零件的主要基准。 （4）主要技术要求：16内孔轴心与底面A的平行度保持在0.05mm以内；18内孔轴心与底面A的平行度保持在0.05mm以内；18内孔两端面与顶面B的跳动保持在0.1mm以内。3工艺规程的设计3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，根据零件材料、形状、尺寸、批量大小等因素，选择砂型铸件。3.2 基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择的正确与合理，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，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择底面A是零件的主要设计基准，也比较适合作零件上众多表面加工的定位基准。（2）精基准的选择根据基准重合和互为基准原则，选用设计基准作为精基准,当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案： 工序：准备毛坯 工序：进行热处理工序：铣上表面保证尺寸高度为41.5mm，粗糙度为12.5m工序：铣下表面保证尺寸高度为39mm，粗糙度为6.3m工序：钻11mm孔 工序：粗精加工16mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度为12.5m 粗精加工18mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度为3.2m工序：钻3mm的孔，内表面粗糙度为12.5m工序：锐边去毛刺工序X：检查 以上工艺过程祥见“机械加工工艺卡片”。3.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为HT200，硬度187220HBS，砂型铸件。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、铣上表面保证尺寸高度为41.5mm，粗糙度为12.5m的加工余量参照机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），确定工序尺寸为 Z=3.5 mm，加工余量为： 铣：41.5 mm Z=3.5mm2、铣下表面保证尺寸高度为39mm，粗糙度为6.3m的加工余量，参照工艺手册，确定工序尺寸为 Z=2.5 mm，加工余量分别为： 铣：39mm Z=2.5mm3、11mm孔, 参照工艺孔的加工余量分配手册，确定加工余量分别为： 钻孔：11mm 2Z=11mm 4、3mm孔，参照工艺孔的加工余量分配手册，确定加工余量分别为： 钻孔：3mm 2Z=3mm 5、粗精加工16mm孔及其前后端面， 粗精加工18mm孔及其前后端面，参照工艺手册，加工余量分别为： 1）16mm孔 钻孔：14mm 镗孔：15.9mm 2Z=1.9mm 铰孔：16mm 2Z=0.1mm 2) 14mm孔钻孔：16mm 镗孔：17.9mm 2Z=1.9mm 铰孔：18mm 2Z=0.1mm 3) 16mm孔前后端面 铣后端面：18.5 mm Z=2.5 mm 铣前端面：16 mm Z=2.5 mm 4）18mm孔前后端面 铣后端面：39 mm Z=3.0 mm铣前端面：37 mm Z=2.0 mm由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。3.5 确定切削用量及基本工时工序：粗铣上表面保证尺寸高度为41.5mm，粗糙度为12.5m。根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具选用高速钢面铣刀 mm （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=95r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=95 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min）工序：铣下表面保证尺寸高度为39mm，粗糙度为6.3m根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具与工序相同 mm （r/min） 故采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=95r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=95 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min）工序：钻11mm孔确定进给量：根据工艺手册取=0.35mm/r。切削速度：根据相关手册，查得切削速度 m/min ，所以 （r/min）根据机床说明书选取n=750 r/min，故实际切削速度 （m/min） 切削工时 （min）工序：粗精加工16mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度为12.5m 粗精加工18mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度为3.2m 1）铣16mm孔前后端面根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具与工序相同 mm （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=95r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=95 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min）为加工一侧端面的时间，总工时 （min）2）18mm孔前后端面根据切削手册 mm/z切削速度：根据相关手册 取 m/min 刀具与工序相同 mm （r/min） 现采用X51立式铣床，根据机床说明书，取n=95r/min。故实际切削速度 （m/min） 当n=95 r/min时，工作台每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书，取 mm/min 切削工时 （min）为加工一侧端面的时间，总工时 （min）3）钻、镗、精铰18mm孔并加工倒角145根据工艺手册查得加工18mm孔的进给量=0.310.37mm/r，按机床规格取=0.35mm/r，切削速度，根据相关手册及机床说明书，取v=31.2m/min，加工孔径=18mm。则 （r/min） 根据机床选取n=630 r/min。 实际切削速度 （m/min）切削工时 （min）4）钻、镗、精铰16mm孔并加工倒角145根据工艺手册查得加工16mm孔的进给量=0.310.37mm，按机床规格取=0.35mm，切削速度，根据相关手册及机床说明书，取v=31.2m/min，加工孔径=16mm。则 （r/min） 根据机床选取n=630 r/min。 实际切削速度 （m/min）切削工时 （min）工序：钻3mm的孔，内表面粗糙度为12.5m确定进给量：根据工艺手册取=0.08mm/r。切削速度：根据相关手册，查得切削速度=10m/min ，所以 （r/min）根据机床说明书选取n=1500 r/min，故实际切削速度 （m/min） 切削工时 （min）最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据一并填入机械加工工序过程综合卡片。4.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，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第道工序粗精加工16mm孔及其前后端面与 18mm孔及其前后端面。4.1机床夹具的介绍夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的能力工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求： （1）能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期； （2）能装夹一组相似性特征的工件； （3）适用于精密加工的高精度的机床； （4）适用于各种现代化制造技术的新型技术；（5）采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。4.2 夹具的设计本夹具用在铣16mm孔前后端面工序时，该孔表面粗糙度为12.5m。4.2.1 定位基准的选择由零件图可知，以底平面和11孔为定位基准，夹具以心轴，支承板，挡销定位，零件的六个自由度都被限制了，实现了完全定位。同时为了缩短本工序的辅助时间，我们采用螺旋夹紧装置。（如附图夹具组装图所示）4.2.2 切削力及夹紧力计算刀具：端铣刀 d=80mm z=10由机械制造工程原理表22可查得 CF =930N =1 yF=0.84轴向力： （N）在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数为基本安全系数1.5；为加工性质系数1.1；为刀具钝化系数1.2。所以 切削力: （N）夹紧力：在此夹具中，只是为了防止工件在加工过程中的振动和转动，因此很小。4.2.3 定位误差分析定位误差包括定位基准与设计基准不重合误差和定位基准位移误差。基准位移误差又可分为是由于工件定位表面不准确所引起的和由于夹具定位元件不准确所引起的两部分。因为我们的定位元件是以下端面和11mm孔