挺杆课程设计说明书.doc

航空制造工程学院机械设计制造及其自动化专业机械制造装备实训总结专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 090319 姓名： 伍龙辉 学号： 09031942 评分： 指导老师：（签字） 2012 年 11 月 15 日目 录一、零件的分析3（一）零件的作用3（二）零件的工艺分析3二、工艺规程设计4（一）确定毛坯的制造方式4（二）基面的选择4（三）制定工艺路线5（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定7三、夹具设计8（一）问题的提出8（二）夹具设计9四、模拟仿真和程序生成9总结 . 11参考文献12一、零件的分析（一）零件的作用挺杆是内燃机中的一个重要零件。30端面与凸轮轴接触，故挺杆每分钟轴向移动达到2000次之多，它承受高速、较强烈的冲击载荷和受磨损条件下工作。20Cr经渗碳淬火，使挺杆具有高的表面硬度和耐磨性，而心部则具有较高的强度和冲击韧性。它的作用是将凸轮的推力传给气门。（二）零件的工艺分析 毛坯材料20Cr的含碳量为0.2%，故锻件成型后安排了正火的热处理。通过正火处理后，可适当地提高材料的强度和硬度，减小内应力，避免切削时产生“粘刀子”现象。渗碳后，安排车16 端面及钻孔8.580，有如下作用：车去端面碳层，淬火后端面仍能车削；保证端面与孔8.5的垂直度。以粗磨后外圆16 为定位基准，一次装夹下：车端面、镗孔、攻丝。保证M101内螺纹与外圆16 的同轴度和M101与端面的垂直度，以达到技术条件的第一条要求。在M7120A型平面磨床上磨30 的左端面时，工件在专用夹具上竖直安置，底部用弹簧作辅助支撑，一般是多件装夹，故用一根平行于电磁吸盘的圆柱压在所有工件的端面上，同时用V形块加紧16 外圆，此时圆柱即可离开工件端面。这种装夹方法，可保证30 的左端面相对16 圆柱面轴线的端跳在0.025公差值范围内。8.5小孔深度为80，使用过程的有效长度为25，主要作用是提高听歌那的刚度和减轻重量。修磨8.5钻头的两条主切削刃时，有意识磨成不对称，约相差0.1左右，以利于排屑，提高钻头的耐用度。挺杆零件的技术要求二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造方式零件材料为20Cr钢，考虑到作为内燃机中的重要钢质零件，为保证其力学性能，因此应该选择锻件。由于零件的生产水平为中等批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型，这从提高生产效率，保证加工精度上考虑，也是可以的。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择 本零件带螺孔的杆类零件。按照有关粗基准的选择原则，即余量最小原则，本零件应选择30的圆柱表面作为粗基准。精基准的选择 本零件的设计基准是螺孔，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选螺孔为定位基准，即遵守“基准重合”原则，具体而言，即选M101螺孔及它的端面作为精基准。（三）制定工艺路线为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产类型为大批量生产，故采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应降低生产成本。工艺路线方案一粗车30 外圆至31 粗车16 端面，钻中心孔粗车16 外圆至16.2 并倒角铣30左面大端至5.20.1精车30 至图样尺寸，右端倒角0.245车16 17至图样尺寸车R5及端面至图样尺寸铣扁16.2外圆至图样尺寸拷字SN磨大端面至图样尺寸用油石修大端面R0.10.3粗车16 端面，控制总长为124.5精车16 端面，控制总长为124粗磨16 至16钻孔8.580至图样尺寸镗孔9 25至图样尺寸攻丝M101至图样尺寸精磨16 至图样尺寸清洗检验工艺路线方案二粗车16 端面，钻中心孔粗车16 外圆至16.2 并倒角车16 17至图样尺寸车R5及端面至图样尺寸铣扁16.2外圆至图样尺寸拷字SN粗车30 外圆至31精车30 至图样尺寸，右端倒角0.245铣30左面大端至5.20.1磨大端面至图样尺寸用油石修大端面R0.10.3粗车16 端面，控制总长为124.5精车16 端面，控制总长为124粗磨16 至16钻孔8.580至图样尺寸镗孔9 25至图样尺寸攻丝M101至图样尺寸精磨16 至图样尺寸清洗检验工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是先加工30外圆和16端面，并以此为基面加工其他的尺寸，在控制好总长后加工孔，而方案二则是按照从左到右的顺序加工过来的。两者相比较来看，方案二明显减少了装夹的次数，从这方面来看方案二比方案一好，但是考虑到零件的技术要求，前面定的粗基准为30外圆的表面，方案二不能达到，因此，最后的加工路线确定如下：粗车30+0.20 0至31+0.3 0，粗车16-0.04 -0.06端面，钻中心孔，选用C616型车床，三爪卡盘、偏刀、3中心钻粗车16-0.04 -0.06至16.2+0.1 0，并倒角，粗车16-0.4 -0.617至图样要求，粗车R5及端面至图样要求，选用C616型车床、三爪卡盘与顶尖、R5成形刀、活络顶尖铣30左面大端面至5.20.1，选用X61W型铣床、专用夹具、硬质合金端铣刀精车30+0.2 0至图样尺寸，右面倒角0.245，选用C616型车床、三爪卡盘、偏刀铣扁至图样要求，选用X61W型铣床、分度头、立铣刀拷字SN车16-0.04 -0.06端面，控制总长为124.5，钻孔8.580至图样尺寸，选用C616型车床、三爪卡盘、8.5钻头、钻夹头粗磨16-0.04 -0.06至16+0.02 0，选用M1080型无心磨床磨大端面至图样要求，选用M7120型平面磨床 、专用夹具用油石修大端面R0.10.3精车右端面，控制总长为124，镗孔9+0.2 025至图样尺寸，攻丝M101至图样尺寸，选用C616型车床、三爪卡盘、偏刀、内孔镗刀、M101丝锥、攻丝夹头精磨16-0.04 -0.06至图样要求清洗检验（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定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、工序尺寸以及 毛坯尺寸如下：30+0.2 0外圆轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车0.2IT83.230 粗车3IT106.33131+0.3 0毛坯234342 16-0.1 -0.617轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m粗车1.7IT106.31616-0.1 -0.6毛坯317.717.7316-0.04 -0.06轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精磨 0.008IT60.41616-0.04 -0.06 粗磨0.12 IT83.21616+0.02 0粗车1.5IT121016.216.2+0.1 0毛坯217.717.7230大端面加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m 粗磨0.2 IT83.255粗铣3IT12105.25.20.1毛坯28.28.2316-0.04 -0.06右端面加工余量的计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车 0.5IT71.6102102 粗车1.5 IT1210102.5102.5粗车1.5IT1210104104毛坯2105.5105.52SN一边平面加工余量的计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m粗铣1.0IT116.31212毛坯212122三、夹具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。经过于指导老师的协商，决定设计第六道工序粗铣30左面大端面的铣床夹具。本夹具用于X61W型卧式铣床，刀具为硬质合金端铣刀。（一）问题的提出本夹具用来粗铣30外圆的大端面，加工本道工序时16外圆以及螺纹孔都还没有加工，故只要以30右端面为定位基准保证它的尺寸即可。因为在铣完本道工序之后，30大端面还需要进行精磨加工，因此，在加工本道工序时，应主要考虑如何提高劳动生产力，降低劳动强度，而精度不是主要问题。（二）夹具设计1.定位基准的选择由零件图可知，30外圆大端面对16外圆的轴向跳动量有要求，其设计基准是螺纹孔的中心线，定位基准是30右端面。2.定位误差的分析定位误差主要取决于对刀块和V形块使用V形块可以很好的固定挺杆的位置，而对刀块可以准确的使刀对准在需要的位置上。3.夹具设计的操作及主要说明。如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，夹具设计了一块底座同时加工三个零件的思路，这也是符合设计要求的。设计时由于装夹时，可能会出现挺杆的旋转，因此需要足够的力来使挺杆固定住，因此使用了V形块来起到夹紧力的作用。保证夹具与挺杆不产生相应的位置滑动。夹具底部与铣床进行固定。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用），同时，夹具底面的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。四、模拟仿真和程序生成利用UG绘图软件对零件进行模拟加工，同时生成数控加工程序，模拟加工效果图如下所示：生成的外轮廓数控加工程序如下：%N0010 G40 G17 G94 G90 G70N0020 G50 X0.0 Z0.0:0030 T00 H00 M06N0040 G97 S0 M03N0050 G94 G00 G90 X.7199 Z.3346N0060 G92 S0N0070 G96 M03N0080 G95 G01 Z.315 F.004N0090 Z-.0394N0100 Z-.0591 F.0394N0110 G94 G00 X.7593N0120 Z.3346N0130 X.6524N0140 G95 G01 Z.315 F.004N0150 Z-.0394N0160 Z-.0591 F.0394N0170 G94 G00 X.6918N0180 Z.3346N0190 X.5849N0200 G95 G01 Z.315 F.004N0210 Z-.0394N0220 Z-.0591 F.0394N0230 G94 G00 X.6243N0240 Z.3346N0250 X.5174N0260 G95 G01 Z.315 F.004N0270 Z-.0394N0280 Z-.0591 F.0394N0290 G94 G00 X.5568N0300 Z5.0197N0310 X.4499N0320 G95 G01 Z5. F.004N0330 Z-.0394N0340 Z-.0591 F.0394N0350 G94 G00 X.4893N0360 Z5.0197N0370 X.3825N0380 G95 G01 Z5. F.004N0390 Z-.0394N0400 Z-.0591 F.0394N0410 G94 G00 X.4218N0420 Z5.0197N0430 X.315N0440 G95 G01 Z5. F.004N0450 Z-.0394N0460 Z-.0591 F.0394N0470 G94 G00 X.3543N0480 Z5.0197N0490 X.248N0500 G95 G01 Z5. F.004N0510 Z.0279N0520 X.315 Z.0167N0530 Z-.0394N0540 X.3289 Z-.0255 F.0394N0550 G94 G00 Z5.0197N0560 X.1811N0570 G95 G01 Z5. F.004N0580 Z.0391N0590 X.248 Z.0279N0600 X.2619 Z.0418 F.0394N0610 G94 G00 Z5.0197N0620 X.1142N0630 G95 G01 Z5. F.004N0640 Z.0503N0650 X.1811 Z.0391N0660 X.195 Z.053 F.0394N0670 G94 G00 Z5.0197N0680 X.0472N0690 G95 G01 Z5. F.004N0700 Z.0615N0710 X.1142 Z.0503N0720 X.1281 Z.0642 F.0394N0730 G94 G00 Z5.0197N0740 X-.0197N0750 G95 G01 Z5. F.004N0760 Z.0727N0770 X.0472 Z.0615N0780 X.0612 Z.0754 F.0394N0790 M02%总 结通过这次机械制造装备实训，使我进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。这次装备实训，也使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实践中学到的知识，也学会分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等程度零件的工艺规程的能力。根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备了设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。通过这次装备实训，也进一步使自己的识图、制图、