气门摇臂零件加工工艺专用夹具设计

I无 锡 太 湖 学 院工 学 院 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业毕 业 设 计 论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目 气门摇臂零件加工工艺专用夹具设计 2、专题 二、课题来源及选题依据该零件是柴油发动机气门处的一个零件，通过压紧气门控制气门的启闭。因此对零件接触面的加工精度要求较高。装夹需专用夹具装夹。设计内容包含工艺文件制订、刀具选择、切削用量计算等，以及夹具设计。是对机械专业学生所学专业知识的综合应用。该课题难度适中，设计量合适，能提升学生对知识的应用能力。3、本设计（论文或其他）应达到的要求：1. 根据零件使用要求，分析零件的机械加工的工艺性，编制零件机械加工工艺规程，并形成全套工艺文件，即工艺过程卡、机加工工艺卡、工序卡； 2. 分析计算该零件机械加工工艺参数，选用加工设备和工艺装备；3. 设计该零件加工的专用气动夹具，绘制夹具装配图及全套非标零件图，分析夹具的定位精度等。 4.编写设计说明书（大于 30页） ； 5.专业外语翻译（大于 800010000字符，约合汉字 5000字符） ；四、接受任务学生：班 姓名 五、开始及完成日期：自 2013 年 11 月 11 日 至 2014 年 5 月 27 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教 研 室 主 任学科组组长研究所所长签名系主任 签名2013 年 11 月 7 日摘 要毕业设计的课题是气门摇臂加工工艺规程与夹具设计，本人在设计的时候用到了工程图学，机械设计，机械制造工程学，机械几何精度设计等学科的知识。在设计的过程中外我首先分析了气门摇臂的加工工艺，工序是经过对加工工艺的分析与比较后得到的，然后再进行详细的对比和完善，最终选择了合理的加工工序并对重要工序步骤进行了机加工工艺过程卡和工序卡的制作。该设计中考虑到本零件在工作过程中主要是利用零件的 R10 圆弧面来实施工作的，于是设计的此设计对应的夹具，通过三维软件 Solidworks 的应用来设计整个夹具，并不断调整优化，专业夹具的装配图和零件图选择了 AutoCAD 来完成。关键词： 零件加工，工艺规程，铣削，专用夹具，CADABSTRACTThe subject of graduation design is the valve rocker process planning and fixture design, in the design process I involved in engineering graphics, mechanical design, mechanical manufacturing engineering, mechanical precision design and other disciplines of knowledge. According to the experience of the first analysis of the design process of the valve rocker arm, through the comparison and Analysis on the selection of the process scheme of process, and the process and makes a detailed comparisonand improvement, finally chosethe processing procedure is reasonable and theimportantsteps in making machining process card and process card. The design in consideration ofthepartsin the work process is mainly carried out by R10 arc parts so we design special jig design corresponding, in this paper, a fixture in the design process described in detail the localization scheme selection, clamping scheme, clamp design, to design the fixture through the application of three-dimensional the software of Solidworks, and continuously adjust and optimize, the final use of engineering drawing software AutoCAD to complete the assembly diagram for this special fixture and clamp parts map specific.Key Words： parts processing, process specification, milling, special fixture, CAD目录目录第 1 章 绪论 .61.1 选题意义与内容 .61.2 国内外发展 .71.3 要求与关键问题 .7第 2 章 机械加工工艺与夹具设计概述 .82.1 机械加工工艺过程中的基本概念 .82.2 机械加工工艺规程设计的基本准则 .8第 3 章 气门摇臂机械加工工艺规程设计 .93.1 零件的图纸与工艺分析 .93.1.1 零件的作用 .103.1.2 零件的工艺分析 .103.2 工艺规程定性设计 .123.2.1 生产类型与毛坯制造方法的确定 .133.2.2 定位基准的选择 .143.2.3 工艺路线的拟定 .153.3 工艺规程定量设计 .163.3.1 机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 .173.3.2 切削余量及基本工时的确定 .183.4 气门摇臂机械加工工艺过程 .193.4.1 气门摇臂机械加工工艺过程卡 .20第 4 章 气门摇臂专用夹具设计 .214.1 夹具的作用特点 .224.2 工件在夹具中的定位 .224.3 工件在夹具中的夹紧 .234.4 夹具体的设计 .244.5 夹具定位精度分析 .244.6 夹具的装配与操作 .25第 5 章 气门摇臂夹具零件三维模 .255.1 应用软件 Solidworks 简介 .265.2 三维零件库的应用 .265.3 主要零件的三维建模 .275.3.1 定位元件零件 .285.3.2 夹紧机构零件 .295.3.3 铣削对刀零件 .295.3.4 夹具体零件 .306 结论与展望 .31致谢 .32 第 1 章 绪论第 1 章 绪论1.1 选题意义和内容机械制造业是国民经济各部门发展生产力的主要手段。在工业、农业、交通运输业等各个领域都用的到机械制造业，而且还为国家的科研和国防提供了有利的技术支持。机械制造业本生也是全国经济的主要组成，其制造水平，决定了整个名族工业的发展能力与方向。这其中的机床夹具设计是工业生产的重要组成部分，它能保证产品的质量，提高生产效率。在进行设计之前，应该先根据实际情况的调查研究来制作出相应的设计方案，再学习吸收国内外的先进技术来进行具体的设计。保证加上的工精度，提高整体产业的工作效率，减轻工人的劳动强度是设计夹具的主要目的，并合理利用机床的性能。1.2 国内外发展本次的毕业课题气门摇杆加工工艺规程设计与其夹具设计是机械制造工程学的课题，要理论联系实际的来做到设计和研究。工艺设计制造过程中方法和手段。工艺过程通过改变生产对象的形状、相对位置和机械性能最终做出我们想要的零件。零件的加工工艺会直接影响到零件加工的质量和生产效率、生产成本。经过这次毕业设计，我分析和解决问题的能力得到了很好的提高。并充分理解我们的之前所学的相关课程，为以后从事机械工作打好基础。1.3 要求与关键问题基准的选择及加工工艺路线的选择是两个主要要解决的问题所在1.基准的选择精基准的选择：要使工艺路线遵循“基准统一” 的原则，且有简单、方便、易于操作的夹紧法案。 粗基准的选择：零件的重要面和重要孔选择来做基准。加工余量要均匀分布，特别是重要孔或面的加工余量，同时要保证定位夹紧的可靠与方便，辅助时间也要尽可能的少。2.制定加工的工艺路线在各表面的加工要求和各种加工方法的经济精度的要求下，来确定各表面及孔的加工办法。加工时采用工序集中原则，尽量通过减少装的次数来提高加工的精度。3.夹具设计中关键的问题是结构方案的构思问题预计夹具结构方案的构思是一个设计难点。1.需要确定什么类型的夹具；2.根据六点定位规则确定工件的定位方式来确定夹击的定位；3.选择适合的夹紧装置来确定工件以什么方式夹紧；4.确定刀具的对刀导向方案，选择合适的对刀元件或导向元件；5.确定夹具总体布局和夹具体的结构。 第 2 章 机械加工工艺与夹具设计概述第 2 章 机械加工工艺与夹具设计概述2.1 机械加工工艺过程中的基本概念机械产品加工与生产有他的复杂性。工艺路线就是其通过的全部路线。工艺过程是指生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为半成品或成品的过程，是生产中必须的部分。包括有铸造、锻造、热处理、机械加工和装配作业等工艺过程。 机械加工工艺过程是指用机械加工的方法直接改变毛坯的形状、相对位置和性质，使其成为完整的零件的过程，它包括机械加工工艺过程和机器装配工艺过程。在本设计中将机械加工工艺过程简称为工艺过程。2.2 机械加工工艺规程设计的基本准则粗基准和精基准均有自身的选择原则:（一）粗基准的选择原则有：1.余量足够原则 2.余量均匀原则 3.相互位置原则 4.粗基准的表面不能够冒口、飞边或浇口等不足，应以表面平整为选择标准，这样才能可靠的定位。5.为了避免重复使用所造成的误差，粗基准一般只使用一次。（二）精基准的选择原则有：1.自为基准原则 2.基准重合原则 3.互为基准原则 4.基准统一原则在确定了定位的基准以后，还需要拟定工艺路，它影响了工艺规程的重要部 此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）1.先基准面后其它 2.先粗后精 3.先主后次 4.先面后孔第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计3.1 零件的图纸与工艺分析 3.1.1 零件的作用气门摇臂主要用于柴油机。该零件是柴油机摇杆座的结合部孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇臂，安装好的气门摇臂通固定在摇杆座使其与汽缸盖相互连接，气门摇臂的内孔 18 是关键性的转动定位孔。下图为其零件图：图 3.1 摇杆轴支座3.1.2 零件的工艺分析本次根据零件的外形特征较为复杂的现状选择 HT200 为零件的材料。较强的耐磨、耐热性，较高的强度以及优良的减震性是这种材料的特点，与本零件需要的耐磨、需要承受较大的应力相符。 这个零件的主要加工面为内孔18（0.027，0）以及与该孔有定位误差要求 420.20 和 34.50.20 的上弧形 R10 面和底部 M12x1.25 螺纹孔。同时在孔 18 的斜侧面有沉头小孔 2x5 深 2 与其相通。根据以上的零件尺寸关系与精度要求可以得出，需要先首先加工出我们的粗基准第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计即尺寸 15 的左右侧面，然后以尺寸 15 左右侧面作为基准来加工车床 10 的左 此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）根据精基准内孔 18 定位分别加工圆弧面 R10 和底部的螺纹通孔 M12,这样的加工方法可以保证孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度。3.2 工艺规程定性设计3.2.2 确定其生产类型以及毛坯的制造方法零件的材料经过分析研究得到毛坯是铸件，此次设计选用砂型机器造型来铸造毛坯，以应对零件的大批量生产模式。需要安排人工时效来消除铸造造成的应力集中问题。3.2.3 选择定位基准精基准的选择：气门摇臂的中部内孔 18（+0.027,0）与顶部的 R10 弧形面和底部的螺纹孔都有位置精度要求。使用该孔作为精基准能满足基准重合原则，因为它满足了设计基准和装配基准两个要求。工艺路线遵循“基准统一” 的原则，以该孔作为定心基准同时配合其右侧端面可以进行准确定位，可以使得夹紧方案操作容易，简单方便又可靠。粗基准的选择：本次加工中的粗基准选择的是尺寸 15 的左右侧面，以该基准加工出上述的精基准保证了基准一致原则。同时在装夹时配合定位面螺纹孔M12x1.25 的左侧为辅助基准保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间。3.2.4 拟定工艺路线从之前的计划已知各表的加工要求，再根据各种加工方法所能到达的经济精度，可得出如下的面与孔的加工路线：加工部件 加工方式尺寸 15 左右端面 先粗铣后精铣顶部圆弧两端面 先粗铣后精铣底部螺纹孔端面 先粗铣后精铣孔18钻孔R10 圆弧端面 先粗铣后精铣孔25深钻孔M12x1.25 钻孔加工过车中选用工序集中原则，这是为了提高加工的精度并且减少装次数。选取原则先面后孔，把尺寸 15 左右端面、顶部圆弧两端面和底部螺纹孔端面的粗铣和精铣放在前面。精基准确定后，后续进行精加工孔 18，并继续后续的铣削与钻孔工序。拟定的方案有两个如下：方案（一）工序号工序名称工序内容1 铸造 金属型铸造、喷砂及其清理2 油漆 非加工表面喷漆3 粗精铣 台虎钳装夹校正1.粗精铣尺寸 15 左右侧面；2.粗精铣尺寸 10 左右侧面；3.粗精铣尺寸 14 左右侧面4 划线 备钻、钳5 镗孔 镗孔 18（0.027,0）至尺寸6 铣削 专用夹具上活，以孔 18（0.027,0）进行定位，校正铣削圆弧 C 面 R6 至尺寸要求7 钻 1.钻攻孔 M12x1.252.钻刮孔 2x5 深 2 至尺寸要求（ A-A）8 热处理 淬火 C359 钳 修去锐边，去毛倒钝10 质检 C 面硬度要求 HRC45 以上第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计方案（二）上述两个方案遵循了工艺路线拟订的一般原则，都是按照前面的加工工工艺路线进行加工，但是方案一当中在铸造后没有进行时效处理容易造成应力集中后续零件将会变形，同时方案一基准孔 18 的加工采用的是镗孔工艺，根据零件的尺寸精度要求，该工序可以采用钻铰孔工艺达到要求，镗工艺操作较为复杂加工成本高，方案二与方案一路线大体保持一致，但是方案二的钻孔后续工艺放在了铣削工艺之前影响了精度的保证可能在铣削的大切削状态下引起变形。综合了方案一二的优点和缺点后，最后确定的工件加工工序如下：11 入库工序号工序名称工序内容1 铸造 金属型铸造、喷砂及其清理2 热处理 时效处理人工时效：加热到 530560保温 6-8 小时，冷却速度小于 303 油漆 非加工表面喷漆4 粗精铣 此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）5 划线6 钻7 铰孔8 钻 1.钻攻孔 M12x1.252.钻刮孔 2x5 深 2 至尺寸要求（A-A）9 铣削 专用夹具上活，以孔 18（ 0.027,0）进行定位，校正铣削圆弧 C 面 R6 至尺寸要求10 热处理 淬火 C3511 钳 修去锐边，去毛倒钝12 质检 C 面硬度要求 HRC45 以上13 入库3.3 工艺规程定量设计3.3.1 机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定此次设计选用砂型机器造型来铸造毛坯，以应对零件的大批量生产模式。查 得各表面的加工余量如下表：加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明尺寸 15 左右 15 H 4 单侧加工工序号工序名称工序内容1 铸造 金属型铸造、喷砂及其清理2 热处理时效处理人工时效：加热到 530560保温 6-8 小时，冷却速度小于 303 油漆 非加工表面喷漆4 粗精铣此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）5 划线6 钻7 铰8 铣削9 钻 1.钻攻孔 M12x1.252.钻刮孔 2x5 深 2 至尺寸要求（ A-A）10 热处理淬火 C3511 钳 修去锐边，去毛倒钝12 质检 C 面硬度要求 HRC45 以上13 入库第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计端面尺寸 15 右端面15 H 3 单侧加工R10 左端面 10 H 3 单侧加工R10 右端面 10 H 3 单侧加工3.3.2 确定切削余量及基本工时（一） 计算机械加工余量公式为 15.02maxCeA其中中 ： e 代表余量值代表铸件的 MAX 尺寸ax代表加工表面尺寸C 代表系数查表得出各面的加工余量：经查表 312 可得，铣削尺寸 15 左右侧面的加工余量为 4，粗铣的铣削余量为 3，精铣削余量为 1。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 IT7IT8。顶部圆弧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。底部螺纹孔的铣削余量为 3，粗铣的铣削余量为 2，精铣余量 1。钻铰孔 18 工序。钻孔工序余量表 3-83 取为 3，铰孔切削余量为 0.2,各工步余量和工序尺寸公差列于下表（二）确定切削用量及基本工粗铣尺寸 15 左右端面(1)加工条件工件材料：HT200, =170240MPa，铸造;工件尺寸： =13，l=36;bmax加工要求：粗铣上端面加工余量 4机床：X52 立式铣床；刀具：立铣刀。 此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）(2)切削用量1）确定切削深度 ap 根据资料分析，选取深度 ap=1.15，只需两次走刀即可。2）确定每齿进给量 fz 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 4.5kw（据简明手册表 4.2-35，X51 立式铣床）选择： fz=83.9mm/min。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm；由于铣刀直 d0=80，故刀具使用寿命 T=180min（据简明手册表 3.8） 。4）计算切削速度 vc 和每分钟进给量 vf根据切削手册表 3.16，当 d0=80，Z=12，a p7.5，f z0.18mm/z 时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft = 471mm/min。各修正系数为： kMV= 1.0，k SV= 0.8。 切削速度计算公式为： vpevzpTckuayfxqdvm0测量数据 ， ， ， ， ，ae384245vC.0qv15.xv， ， ， ， ，35.0yv .1kSvMv .32m， ，min18Tzfz/02Z将以上数据代入公式： min/142 8.012.735.081.8043.vc 确定机床主轴转速： 。r/inwcsdv根据简明手册表 4.2-36，选择 ,可求出实390m/inv30,fcc际的进给量 V 和平均进给量（每分钟）：第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计=cv10nd01254.318m/in/i0.ss 9/ fnczfz5)检测机床的功率 查切削用量手册可得出近似值 ,由机床使用说明书得，允许的3.kwPc主轴攻略为： 。c.750.kw45Pcm故校验合格。最终确定: 0.1m/zf18/inv390m/sv3r/in.a zcfp ，6)计算基本工时，176,L/,t mly查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为： 则：40y0.4i/v Tf同理粗铣尺寸 10 左右端面： 刀具，机床与上到工序相同，得出, 20ea.5map163.2/inf0m =t294/i=v96r/inc ns粗铣螺纹孔 12x1.25 前后端面计算切削用量： =2pa查机械加工工艺手册得出： f rmzf /4.210.查切削用量手册可知：.70/s v.35r/sn 10.9m/svfttt ，各系数为 69Kmfv8.ss所以有 s/1069.340V75r/.s= 取 4r/min0.792r/snt47.5r/min0.92r/t1.0/svfc所以实际切削速度： 2.6/i =f1.i dv确定主轴转速： 17ml25l4r/in=r/sd0v n切削工时： .1ijT钻孔 027.18由机械制造工艺设计手册中表，得 得m/in 98f1./minv27r/i10dvn此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）（1）铰刀选用 18mm 标准高速钢铰刀（2）确定铰空切削用量1）确定进给量 根据表 3.4-6 查出， ，按照标注 4，进给量取小值。f 0.6514f:根据 Z150A 型立式钻床说明书，取 =0.8mm/r2)切削速度 V 及 n,根据表 3.4-40，取 v=13.5m/min切削速度的修正系数由表 3.4-9 查出0.72,1Mvapvk故 135/min.9.72/min84.d0n根据 Z150A 型立式钻床说明书，取 n=150r/min,则实际铰孔速度478.105.3nvm/min4 惚钻倒角1）选用高速钢外锥面惚钻2）根据表 3.4-36 选择进给量=0.1mm/r，切削速09,0.25/,375/min,10.6/in7. .2MdmfrvFNTPkw:f度为 24m/min所以 r/min014/i3.19vnd取 n=400r/minm/min608.2.1v第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计铣 R10 圆弧面的加工方式选择：选用 x6132 卧式铣床选用直齿三面刃铣刀为刀具 查说明书得出数据 ,80d1z文档有重要部分删减需要原文档及配套 CAD 图纸，三维建模图，工艺卡工序卡等联系 QQ：10295100503.4 气门摇臂机械加工工艺过程3.4.1 气门摇臂机械加工工艺过程卡在安排加工顺序时一般应遵循以下原则： 1) 先基准面后其它 应首先安排被选作精基准的表面的加工，再以加工出的精基准为定位基准，安排其它表面的加工。该原则还有另外一层意思，是指精加工前应先修一下精基准。例如，精度要求高的轴类零件，第一道加工工序就是以外圆面为粗基准加工两端面及顶尖孔，再以顶尖孔定位完成各表面的粗加工；精加工开始前首先要修整顶尖孔，以提高轴在精加工时的定位精度，然后再安排各外圆面的精加工。 2) 先粗后精 这是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。 3) 先主后次 主要表面一般指零件上的设计基准面和重要工作面。这些表面是决定零件质量的主要因素，对其进行加工是工艺过程的主要内容，因而在确定加工顺序时，要首先考虑加工主要表面的工序安排，以保证主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工顺序后，常常从加工的方便与经济角度出发，安排次要表面的加工。例如，图 5.5 所示的车床主轴箱体工艺路线，在加工作为定位基准的工艺孔时，可以同时方便地加工出箱体顶面上所有紧固孔，故将这些紧固孔安排在加工工艺孔的工序中进行加工。此外，次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工。 4) 先面后孔 这主要是指箱体和支架类零件的加工而言。一般这类零件上既有平面，又有孔或孔系，这时应先将平面（通常是装配基准）加工出来，再以平面为基准加工孔或孔系。此外，在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀。此时也应先加工面，再加工孔，以避免上述情况的发生。 3.4.2 制定加工工艺路线应遵循的一般原则制定工艺路线时，必须充分考虑采用确保产品质量，并以最经济的办法达到所要求的生产纲领的必要措施，即应该作到：技术上先进、经济上合理，并有良好、安全的劳动条件。 3.4.3 工艺阶段的划分零件加工时，一般不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，通常将整个工艺过程划分为以下四个加工阶段： 1、粗加工阶段 本阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准和均匀而适当的余量。此外，应注意提高生产率。 半精加工阶段 本阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备（达到一定的精度、粗糙度和精加工余量）并完成一些次要表面的加工（如钻孔、攻螺纹、铣键槽等） ，一般在热处理前进行。 3、精加工阶段 本阶段的作用是使零件主要表面的加工达到图样要求。此阶段切去的余量很少。4、光整加工阶段 本阶段的作用是提高加工面的尺寸精度和表面质量，减小加工面粗糙度值，一般不用来纠正形状误差和位置误差。主要适于公差等级在IT6 以上，粗糙度值 Ra 在 0.2m 以下的表面。 热处理工序的安排，应根据零件材料和热处理目的而定。第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计图 3.1 机加工工序卡（铣削）本道工序过程中演示的是工序 4，铣削加工，总共有三个工步任务，主要加工类型是铣削，其中主要定位面是选择侧面的大平面，分别加工尺寸 18 左右侧面两个大端面以及圆弧处搭子两侧面，第三工步是加工螺孔 M12 的上下两个端面。通过该工序可以充分保证定位基准的精度为后续加工提供良好的定位基准，与基准的一致性。图 3.2 机加工工序卡（钻孔）本道工序过程中演示的是工序 6，钻削加工，该工序过程中如图所示加工了18（+0.027,0 ）该孔，通过前面的零件分析可以知道该处是整个工件定位加工的主要基准，为了保证加工精度需要先行加工出，但是由于公差带尺寸为 0.027 所以，该处需要经过先钻孔后铰孔的顺序。钻孔后保证尺寸 17.5 留余量 0.5 给铰孔工序。图 3.3 机加工工序卡（铰孔）工序 7 过程中主要是接工序 6。根据前面钻孔 17.5 底孔，以及所留的余量0.50，进行铰孔工序，钳工按照钳工铰孔的工艺操作规程进行铰孔操作，注意铰孔的速度控制与最后的光整。图 3.4 机加工工序卡（铣削）工序 8 是本次加工的目标任务，主要通过前面所加工的定位孔与定位面进行第 4 章 气门摇臂专用夹具设计定位，并通过本次后续设计的专用夹具进行气动压紧定位后，并根据对刀块进行对刀，铣削圆弧面。注意光洁度要求。图 3.5 机加工工序卡（钳工钻孔）工序 9 主要针对的是基准孔 18 侧面的沉头小孔加工，钳工按照操作规程，利用专用夹具或者台虎钳垫块校正后可以进行该工序的加工（钻孔和刮沉头）。工序二中加工螺孔 M12 通。第 4 章 气门摇臂专用夹具设计4.1 夹具的作用特点机床夹具设计被广泛的运用于各行各业，是设计产品和准备生产技术中的重要组成部分，其优点可概括为：（1）可用于提高劳动生产力，大大减少了辅助时间；（2）可以让加工的精度稳定，这保证了零件能稳定制造；（3）可以增加机床的利用率，一台机床能多种功能；(4) 缩减了劳动力降低操作难度，节约生产成本。4.2 对夹具进行定位工件的定位的概念是确定工件在机床或者夹具中的正确加工位置的过程。这样做的目的是让工件在对应的机床或者夹具中放到正确的位置，使得夹具能正确的定位工件，也能让工件的加工位置达到一致性。在加工过程中使用工件的六点定位原理来确定工件在机床或夹具中的位置是否正确。就是通过一定规律的排布的六个支撑点来限制工件的自由度。工件在x、y、z 三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度需要消除，这样可完全定位工件。在本次的夹具设计中，采用的定位方式是利用工件的精加工基准直径 18 内孔及其下侧端面进行定位，这样定位后只能限制工件的四个自由度，可以发现根据六点定位原则还需要两个定位两个自由度，工件的旋转方向需要进行定位，所以在工件的侧面 M12 螺钉孔端面定位在定位螺钉面并贴紧。这样就完全定位了整个工件。符合六点定位原则4.1 夹具二维 CAD 外观图第 4 章 气门摇臂专用夹具设计4.3 工件在夹具中的夹紧在实际的加工过程中，工件是会收到外力的影响的，如切削力、重力、惯性等等。由于有这些外力的存在，夹紧装置就有了其存在的必要性。它被用来保持工件在夹具中的加工位置，使工件不会发送位移或者振动。以此来确定加工的质量和安全。夹紧的主要组成部分为夹紧原件、中间传力机构和力源装置。本次夹具设计过程中的夹紧模式按照任务书的要求采用的气压夹紧模式，通过气缸活塞的运动推动气缸杆进行运动带动组合的连杆机构来保证前部的圆形压块可以顺利下压在工件的表面。4.4 设计夹具体夹具体的作用是确定夹具在机床中的相对位置。它可以把夹具的各个元件相互连接并使之与装置相连，让它们成为一个完整的基础件。再将其连接到机床的相应位置。在设计夹具体时应该满足下列条件：为了使夹具体不会在夹紧力和切削力等外力影响下，产生基准范围外的形变和震动，其必须拥有足够的强度和刚性。在不影响强度和刚度的条件下，应该要使其能结构简单，体积小、重量轻并且有良好的工艺性，这样可以方便操作。为了保证夹具能有稳定的加工尺寸，需要对铸造的夹具体进行时效处理，以便于消除夹具的内应力。由于加工过程可能会产生切削，设计的夹具体应该便于排削，以此来预防切削聚集在定位元件的工作表面或其他装置里，而产生的工件正确定位受影响和夹具的工作正常。在确定夹具体的毛坯结构过程中，应从多方面综合考虑。要保证其结构的合理性、工艺性，还需要保证经济性和标准化来符合工厂的实际条件。4.5 夹具定位精度分析18 孔的精加工是在一次装夹下完成的，机床主轴振动可略不计， R10 的圆弧定位面中心与 18 孔的中心距离有精度要求，误差为 0.20。所以夹具装配后同轴度要求应小于 0.40定位基准孔 18 的公差为（+0.027，0） ，公差带宽度误差为 027.则 06.1T所以 因为 40.3.根据计算可知夹具可以满足精度的要求4.6 夹具的装配与操作1.把夹具各个零部件的毛刺去除并用轻柴油进行清洗后，装配工人熟悉装配精度要求以及装配顺序，以夹具体为基准进行安装定位分别将工件定心芯棒插入到定位槽 10 孔内并用榔头敲紧，侧面安装工件的侧面定位螺钉与顶紧座。在夹具体的右侧面安装对刀块。最后安装气缸夹紧装置。对气缸的位置进行调节。调试夹具的夹紧。2.具体操作：根据该夹具用于精加工的实际目的来装配夹具，并将其安装在铣床工作台上。安装完成后应检测误差的有无，如果存在误差应找出问题以消除，否则会造成加工时出现误差。将液压压块抬起以安装工件，将工件的内定位孔 18放入到定位芯轴处并将底面贴紧。侧面采用顶紧螺钉杆顶紧压实，定位完毕后，气缸杆运动后压紧块压住工件顶面即可进行铣削加工。铣刀靠近后首先与对刀块进行校正，而后进刀。放松夹具时同理反向操作。第 5 章 气门摇臂夹具零件三维模第 5 章 气门摇臂夹具零件三维模5.1 应用软件 Solidworks 简介1. Solidworks 软件介绍SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统，功能强大，组件繁多。 Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新，提供一系列的三维（3D）设计产品，大大减少了设计师的设计时间，可以使产品更快的进入市场。设计的精确性和创新性也因此得到了提高。Solidworks 软件组成：1.2D 与 3D 相互转换工具在 SolidWorks 工程图中能达到 2D 与 3D 之间的转换支持外部参考可重复 2D几何；3D 模型自 DWG 资料中生成2.内置零件分析可自主测试和分析零件图，检测其完整性。3.机器设计工具具有整套熔接结构设计和文件工具，以及完全关联的钣金功能。4.模具设计工具对塑料射出制模零件的可制造性进行测试。5.消费产品设计工具通过保持产品薄壁内凹零件和设计中曲线的连续性，对设计此类产品起到加速作用。6.对现成零组件的线上存取将已存在的零组件记录到数据库中，以方便世界各地的用户学习与交流。7.模型组态管理通过在一个文件中生成零件或零组模型的多种变化来简化设计，方便操作。8.零件模型建构产生设计时使用了伸长、旋转、薄件特征、进阶薄壳、特征复制排列和钻孔。9.曲面设计使用有导引曲线的叠层拉伸和扫出产生复杂曲面、填空钻孔，拖曳控制点以进行简单的相切控制。直观地修剪、延伸、图化、缝织曲面、缩放和复制排列曲面。5.2 三维零件库的应用标准件库的价值在于机械产品有 10%25%的零件为标准件，标准件的使用极大地节省产品的制造成本。在产品开发过程中标准件库同样能节省大量的设计成本，如果没有标准件的三维模型库，工程师将花费大量的时间在简单的重复建模工作上，造成设计资源的浪费。以一个轴承模型为例：工程师通常需要 2 个小时才能建立一个合格的模型，而从标准件库中选用，只需要 1 分钟。世界上主流标准库与零件图有 trace parts 零件库、Cardenas 零件库、Strack Norma 模具标准件库。国际市场上常用的标准件库有：发恩特标准件库、新迪3D 零件图、迈迪标准件库、Link Able Pat-community。solidworks 标准件库主要为 Solidworks 软件开发的标准件三维模型图库，主要包括螺栓，螺母，螺钉，螺柱，键，销，垫圈，挡圈，密封圈，弹簧，型材，法兰等。Solidworks 软件右侧的 Toolbox 是较为方便可以调用的零件库。从图中可以看出内部涵盖了美国、中国、英国、发过、澳大利亚等众多国家的标准件，普通的紧固件、型材、辅助件都有相关的标准可以查找。第 5 章 气门摇臂夹具零件三维模5.3 主要零件的三维建模此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）图 5.1 夹具整体三维效果5.3.1 定位元件零件以气门摇臂零件的内孔 18 进行定位，该定位元件底部 20 段与夹具体进行过盈配合，而上部 10 段与零件的内孔 18 进行定位，这样保证了每个待加工零件定位的准确性。图 5.1 定位元件零件的侧面定位依靠的是定位销钉顶紧工件的螺孔 M12 的侧面，同时利用顶紧螺钉与顶紧座的联合作用来固定工件。图 5.3 侧面定位5.3.2 夹紧机构零件本夹具采用的气压固定的方式，本次我们夹具中使用的是如图所示的气压夹紧夹具设备，气压夹具与传统的手工定位夹紧方式方法的优势是夹紧速度快，而且定位准确，可靠，机械安全度高，自动化程度好可以使用与大批量生产。大大减轻工人的劳动强度。结构特点主要是该气压夹紧设备后侧是一个气压缸，前侧与铰链杆装置进行连接，气压运动杆推动前面铰链联动装置来是的前部的圆形压紧块做上下运动，保证夹紧的可靠进行图 5.4 夹紧机构压板第 5 章 气门摇臂夹具零件三维模5.3.3 铣削对刀零件为了铣削 R10 的圆