气门摇杆轴支座课程设计版本A

毕业设计（论文） 题 目 摇杆轴支座工艺规程与镗夹具设计 姓 名 李 龙 学 号 专业班级 机自0501 所在学院 工程分院 指导教师（职称） 刘 桦（教授） 二九 年五 月 二十二日1浙江大学城市学院毕业论文 摇杆轴支座工艺规程与镗夹具设计摇杆轴支座工艺规程与镗夹具设计【摘要】 本次毕业设计课题是摇杆轴支座加工工艺规程与专用镗孔夹具设计，设计中综合应用了工程图学，机械设计，机械制造工程学，机械几何精度设计等相关课程知识。本毕业设计在摇杆轴支座工艺规程设计过程中，详细的分析了摇杆轴支座的加工工艺，通过工艺方案的比较与分析选择得到了符合技术要求的工序，形成了机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。本设计进行了镗孔专用夹具的设计，阐述了定位方案的选择、夹紧方案的确定、夹具体与镗模设计，运用AutoCAD完成了此专用夹具的装配图和夹具体的零件图。此外，还进行了摇杆轴支座零件的和镗夹具主要零件三维造型设计。【关键词】 零件加工，工艺规程，镗孔，专用夹具，CAD48浙江大学城市学院毕业论文AbstractDesign of Process and Boring Fixture of Rocker Shaft Pedestal【Abstract】 The graduation design task is design of process and boring fixture of rocker shaft pedestal. This design is comprehensively applied the knowledge of correlated curriculum such as engineering graphic, mechanical design, mechanical manufacturing, engineering and mechanical geometry precision design. This graduation design detailed analysis process of rocker shaft pedestal. Process what is in keeping with technical requirements is selection through comparing and analyzing process scheme, to obtain the machinery process card and mechanical processes card. This design designed boring fixture of rocker shaft pedestal, expounds about the positioning scheme selection, determine the clamping schemes. Boring mould design and fixture pedestal design. Use AutoCAD completed the assembly of this special fixture and part drawing of fixture base. In addition, the 3-D modeling designs of the part of the rocker shaft pedestal.【Key Words】 Parts processing，Process flow，Internal boring，Dedicated fixture，CAD ,浙江大学城市学院毕业论文目录目录第1章 绪论11.1制工艺与夹具设计的发展概况11.2机制工艺与夹具设计相关技术的国内外现状11.3选题意义和关键问题21.3.1 选题的背景21.3.2选题意义21.3.2关键问题3第2章 机械加工工艺与夹具设计概述42.1 机械加工工艺过程中的基本概念42.2机械加工工艺规程设计的基本准则42.3机床夹具概述62.4工件在夹具中的定位72.5工件在夹具中的夹紧7第3章 摇杆轴支座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93.1.2零件的工艺分析93.2工艺规程定性设计103.2.2生产类型与毛坯制造方法的确定103.2.3定位基准的选择103.2.4工艺路线的拟定113.3工艺规程定量设计133.3.1机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定133.3.2切削余量及基本工时的确定143.4 摇杆轴支座机械加工工艺过程183.4.1摇杆轴支座机械加工工艺过程卡193.4.2摇杆轴支座机械加工工序卡20第4章 摇杆轴支座专用镗孔夹具设计314.1镗夹具的结构形式与设计要点。314.1.1镗床夹具的典型结构形式314.1.2镗床夹具的设计要点314.2摇杆轴支座专用镗孔夹具总体结构方案324.3定位元件与夹紧装置的设计334.3.1 定位元件334.2.2夹紧装置的设计334.4镗模与夹具体的设计344.5夹具工作能力的计算364.6使用操作说明38第5章 摇杆轴支座专用镗孔夹具零件三维模395.1应用软件NX4.0简介395.2 NX4.0构造零件的基本途径405.3主要零件的三维建模415.3.1定位元件零件415.3.2夹紧机构零件415.3.3镗模零件425.3.4夹具体零件43结 论44致谢46浙江大学城市学院毕业论文图目录图目录图3.1摇杆轴支座9图4.1 V形块33图4.2螺旋夹紧机构34图4.3 镗套35图4.4 夹具体36图5.1 定位机构40图5.2 夹紧加板41图5.3 镗模（整体）41图5.4 镗模（剖视）41图5.5 夹具体42浙江大学城市学院毕业论文表目录表目录表3.1 各表面加工余量13表3.2 各工步加工尺寸14 浙江大学城市学院毕业论文 第1章 绪论第1章 绪论1.1机制工艺与夹具设计的发展概况机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。3夹具是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。1.2机制工艺与夹具设计相关技术的国内外现状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，一般企业习惯采用传统的专用夹具，在一个具有一定生产能力的工厂中约拥有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。61.3选题意义和关键问题1.3.1 选题的背景机械制造业是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的主要支柱，是生产力的主要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度.机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。而夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。131.3.2选题意义本毕业设计选题：气门摇杆轴支座加工工艺规程设计与其夹具设计。属于机械制造工程学范畴，既需要理论指导，还必须联系生产实际.工艺设计是生产车间技术人员最经常的技术工作。工艺是指产品的制造（加工和装配）方法和手段。工艺过程是指按一定的次序改变生产对象的形状、相对位置和机械性能等，使其成为产品的过程。零件的加工工艺直接影响零件加工质量、生产效率与生产成本。就我个人而言通过本次毕业设计，我能够提高自己分析问题、解决问题的能力，能够更深入理解课本知识，并能够很好的应用到实际工作之中，为以后更好地胜任我的工作岗位打好基础。1.3.2关键问题（一）工艺规程设计中的关键问题在于基准的选择及加工工艺路线的选择。（1）基准的选择精基准的选择：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，实现V形块大平面的定位方式。使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。 粗基准的选择：考虑到以下几点要求，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。（2）制定加工工艺路线根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法。因左右两端面均对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。（二）夹具设计中关键的问题在于夹具设计中结构方案的构思夹具设计主要是绘制所需的图样，同时制订有关的技术要求。夹具设计是一种相互关联的工作，它涉及到很广的知识面。对初学者而言，预计夹具结构方案的构思是一个设计难点。构思结构方案需要：（1）确定夹具的类型；（2）定位设计，根据六点定位规则确定工件的定位方式；（3）确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧装置；（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。4浙江大学城市学院毕业论文致谢第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的生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程。这里所指的成品可以是一台机器、一个部件，也可以是某种零件。对于机器制造而言，生产过程包括：(1)原材料、半成品和成品的运输和保存；(2)生产和技术准备工作，如产品的开发和设计、工艺及工艺装备的设计与制造、各种生产资料的准备以及生产组织；(3)毛坯制造和处理；(4)零件的机械加工、热处理及其它表面处理；(5)部件或产品的装配、检验、调试、油漆和包装等。由上可知，机械产品的生产过程是相当复杂的。它通过的整个路线称为工艺路线。工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为半成品或成品的过程。它是生产过程的一部分。工艺过程可分为毛坯制造、机械加工、热处理和装配等工艺过程。 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、尺寸和表面质量，使之成为零件或部件的那部分生产过程，它包括机械加工工艺过程和机器装配工艺过程。本设计所称工艺过程均指机械加工工艺过程，以下简称为工艺过程。172.2机械加工工艺规程设计的基本准则工件是个几何形体，它由一些几何元素（如点、线、面）所构成。工件上任何一个点、线、面的位置总是要用它与另外一些点、线、面的相互关系（如尺寸距离、平行度、垂直度、同轴度等）来确定。称将用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面为基准。在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准，称为定位基准。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，而精基准考虑的重点是如何减少误差。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)余量均匀原则(2)相互位置原则(3)余量足够原则(4)选做粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便可靠定位。(5)粗基准只能使用一次，重复使用位置误差大。（二）精基准的选择原则有：(1)基准重合原则：定位基准与设计基准重合(2)基准统一原则：当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他表面时，尽可能在多数工序中采用此组精基准定位。（选作统一基准的表面，应面积大、精度高，孔以及其他距离较大的几个面的组合。）如：箱体零件以一面两孔定位、轴用两个顶尖孔定位、圆盘类零件用其端面和内孔定位。(3)自为基准原则：在精加工或光整加工时，要求余量小而均匀时，选择加工表面自身为基准。 (4)互为基准原则：为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度用。（齿轮加工，淬火后，先以齿面为基准磨内孔、再以孔为基准磨齿面。选择好定位基准后，拟定工艺路线是制订工艺规程的关键一步，它不仅影响零件的加工质量和效率，而且影响设备投资、生产成本、甚至工人的劳动强度。拟定工艺路线时， 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。2.3机床夹具概述机床夹具是在金属切削机床上装夹工件所使用的辅助工艺装备，它可以准确的确定工件与刀具的相对位置，实现对工件的准确定位和夹紧在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件的加工精度、劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。其的作用有：（1）缩短辅助时间，提高劳动生产率；（2）易于保证加工精度，并使加工精度稳定；（3）扩大机床的工艺范围，实现一机多能；(4) 降低对工人的技术要求和减轻工人的劳动强度。2.4工件在夹具中的定位工件的定位：指工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置的过程。定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具占有确定的正确位置，并且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。在机械加工中，通过用一定规律分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，使工件在机床或夹具中的位置完全确定，称为工件的“六点定位原理。即工件在空间具有六个自由度，即沿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 。因此，要完全确定工件的位置，就必须消除这六个自由度，通常用六个支承点（即定位元件）来限制工件的六个自由度，其中每一个支承点限制相应的一个自由度。工件的定位表面有各种形式，如平面、外圆、内孔等，对于这些表面，总是采用一定结构的定位元件。常见的定位方法有如下几种：（1）工件以平面定位：在机械加工中，利用工件上的一个或几个平面作为定位基面来定位工件的方式，称为平面定位。 定位元件有固定支承、可调支承和自位支承。（2）工件以圆孔定位：有些工件，如套筒、法兰盘、拨叉等以孔作为定位基准，此时采用的定位元件有定位销、定位心轴等。（3）工件以外圆柱面定位：工件以外圆柱面定位在生产中是常见的，如轴套类零件等。常用的定位元件有V形块、定位套、半圆定位座。（4）工件以组合表面定位：实际加工过程中，工件往往是以几个表面同时定位的，称为“组合表面定位”。10 2.5工件在夹具中的夹紧（一）夹紧装置的组成机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力、重力、惯性力等的作用，在这些外力作用下，为了使工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动或位移，保证加工质量和生产安全，一般夹具结构中都必须设置夹紧装置将工件可靠夹牢。夹紧主要由以下三部分组成：（1）力源装置 所产生的力称为原始力，如气动、液动、电动等。（2）中间传力机构 介于力源和夹紧元件之间传递力的机构，在传递力的过程中，它能够改变作用力的方向和大小，起增力作用；还能使夹紧实现自锁，保证力源提供的原始力消失后，仍能可靠地夹紧工件，这对手动夹紧尤为重要（3）夹紧元件 夹紧装置的最终执行件，与工件直接接触完成夹紧作用。 （二）夹紧装置的基本要求夹紧装置的具体组成并非一成不变，须根据工件的加工要求、安装方法和生产规模等条件来确定。但无论其组成如何，都必须满足以下基本要求： （1）夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。（2）夹紧力大小要适当。夹紧机构既要保证工件在加工过程中不产生松动或振动。同时，又不得产生过大的夹紧变形和表面损伤。（3）夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应，并有良好的结构工艺性，尽可能采用标准化元件。（4）夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。17（三）常用夹紧机构夹具中常用的夹紧装置有楔块,螺旋,偏心轮等,它们都是根据斜面夹紧原理而夹紧工件的。（1）楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一,其他夹紧装置均是它的变形。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。楔块夹紧装置具有自锁性 ，斜楔能改变夹紧作用力方向，但是其夹紧行程小，效率低，适用范围于机动夹紧装置中（2）螺旋夹紧装置结构简单,制造容易,夹紧可靠但是夹紧动作慢,效率低，适用于手动夹紧装置。（3）偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装的一种变形. 偏心夹紧与螺旋夹紧相比,夹紧行程小,夹紧力小,自锁能力差,但夹紧迅速,结构紧凑,所以常用与切削力不大,振动较小的的场合,常与其他夹紧元件联合使用。（4）定心夹紧结构是一种利用定位夹紧元件等速移动或弹性变形来保证工件准确定心或对中的装置.使工件的定位和夹紧过程同时完成,而定位元件与夹紧元件合二为一。17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孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个孔用M12螺杆与汽缸盖相连，3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。其零件图如下图： 图3.1 摇杆轴支座3.1.2零件的工艺分析由图3.1得知，其材料为HT200。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-孔和以及3mm轴向槽的加工孔的尺寸精度以及下端面0.05的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孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度0.055。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。由参考文献（1）中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。3.2工艺规程定性设计3.2.2生产类型与毛坯制造方法的确定根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为1000件/年，通过计算，该零件质量约为3Kg，由表14、表13可知，其生产类型为成批生产，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212可知该种铸造公差等级为CT1011，MA-H级。3.2.3定位基准的选择精基准的选择：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。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。粗基准的选择：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。3.2.4工艺路线的拟定根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下：上下端面：粗铣精铣左右端面：粗铣精铣 端面：粗铣精铣2-孔：钻孔 3mm 轴向槽精铣孔：钻孔粗镗精镗因左右两端面均对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，左右端面上孔放后面加工。初步拟订以下两个加工路线方案加工路线方案（一）工序号工序内容05#铸造10#时效15#涂漆25#车上端面30#铣下端面35#钻两通孔 40#铣左右端面45#钻通孔50#镗孔55#轴向槽60#铣检验65#入库（二）以V形块定位的加工路线方案工序号 工序内容05#铸造10#时效15#涂漆25#粗铣下端面30#粗铣上端面35#粗铣左右端面45#钻两通孔50#精铣下端面55#精铣上端面60#精铣左右端面65#钻孔65#镗孔70#铣轴向槽75#入库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0.06，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213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：序号 工序内容定位基准05#铸造10#时效15#涂漆20#粗铣下端面上端面（3）+左右端（3）25#粗铣上端面下端面（3）+左右端（3）30#粗左右端面（同时，不准调头）下端面(3)+ 外圆柱面35#钻两通孔13下端面(3)+ 外圆柱面40#精铣下端面上端面（3）+左右端（3）45#精铣上端面下端面（3）+左右端（3）50#精铣左右端面（同时，不准调头）下端面(3)+ 外圆柱面55#钻通孔18下端面(3)+ 外圆柱面60#镗孔到20 下端面(3)+ 外圆柱面65#粗-精铣轴向槽下端面(3)+ 外圆柱面70#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2.3-12确定各表面的加工余量如下表所示： 表3.1 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48H4 单侧加工下端面50H3 单侧加工左端面35H3 单侧加工右端面35H3 单侧加工3.3.2切削余量及基本工时的确定（一） 机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。 式中 ： e 余量值； 铸件的最大尺寸； 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312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RA=12.5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IT7IT8。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IT7，根据表312确定余量2。工序40粗镗18工序。粗镗余量表3-83取粗镗为1.8，粗镗切削余量为0.2,铰孔后尺寸为20H8,各工步余量和工序尺寸公差列于下表表3.2 各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粗镗_精镗（二）确定切削用量及基本工工序20#：粗铣下端面(1)加工条件工件材料：HT200,=170240MPa，铸造;工件尺寸：=13，l=36;加工要求：粗铣上端面加工余量4机床：X51立式铣床；刀具：立铣刀。铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册表3.1，取刀具直径d0=80。根据切削用量手册后表3.16，选择刀具前角00后角016，副后角0=8，刃倾角：s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。(2)切削用量1）确定切削深度ap 根据手册等，选择ap=1.15，两次走刀即可完成。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，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。 切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择,因此，实际进给量和每分钟进给量为：=5)校验机床功率 根据切削手册表3.24，近似为,根据机床使用说明书，主轴允许功率。故校验合格。最终确定: 6)计算基本工时 ，查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：则： 工序25# 粗铣上端面： 刀具，机床与上到工序相同，得出 , 工序30#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15.53可知：由切削用量手册表9.4-8可知： 各系数为 所以有 取 所以实际切削速度： 确定主轴转速： 切削工时： 工序35# 钻孔查机械制造工艺设计手册表3-38，取查机械制造工艺设计手册表3-42，取 查表机械制造工艺设计简明手册4.2-15，机床为Z525，选择转速实际切削速度：v= 切削工时带入公式：工序40# 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55#钻通孔18，工序步骤与工序20#相同，代入数据得出结果: , 工序60#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20.020.08，与下底面的位置精度为0.05,与左右端面的位置精度为0.06, 且定位夹、紧时基准重合，故不需保证。0.06跳动公差由机床保证。粗镗孔时因余量为1.9,故,查机械制造工艺设计手册2-8 取进给量为 故实际切削速度为： 此时作台每分钟进给量应为：计算切削基本工时：工序65#铣槽：加工条件：机床：x6132卧式铣.床.刀具：直齿三面刃铣刀其中 , 计算切削用量： 由机械加工工艺手册表15-53，表15-55可知： 确定主轴转速： 切削工时： 3.4 摇杆轴支座机械加工工艺过程3.4.1摇杆轴支座机械加工工艺过程卡3.4.2摇杆轴支座机械加工工序卡 第4章 摇杆轴支座专用镗孔夹具设计4.1镗夹具的结构形式与设计要点。4.1.1镗床夹具的典型结构形式镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模.（1）前后双支承镗模；（2）无支承镗床夹具。4.1.2镗床夹具的设计要点(1) 导引方式及导向支架镗杆的引导方式分为单、双支承引导。单支承时，镗杆与机床主轴采用刚性连接，主轴回转精度影响镗孔精度，故适于小孔和短孔的加工。双支承时，镗杆和机床主轴采用浮动联接。所镗孔的位置精度取决于模两导向孔的位置精度，而与机床主轴精度无关。镗模导向支架主要用来安装镗套和承受切削力。因要求其有足够的刚性及稳定性，故在结构上一般应有较大的安装基面和必要的加强筋；而且支架上不允许安装夹紧机构来承受夹紧反力，以免支架变形而破坏精度。(2) 镗套镗套的结构形式和精度直接影响被加工孔的精度。常用的镗套有：固定式镗套 固定式镗套外形尺寸小，结构简单，导向精度高，但镗杆在镗套内一边回转，一边作轴向移动，镗套易磨损，故只适用于低速镗孔。回转式镗套 随镗杆一起转动，与镗杆之间只有相对移动而无相对转动的镗套。这种镗套大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而“卡死”。因此，它适合于高速镗孔。(3) 镗杆和浮动接头镗杆是镗模中一个重要部分。镗杆直径d及长度主要是根据所镗孔的直径D及刀具截面尺寸BB来确定。镗杆直径d应尽可能大，其双导引部分的L/d10为宜；而悬伸部分的L/d45，以使其有足够的刚度来保证加工精度。用于固定镗套的镗杆引进结构有整体式和镶条式两种。 当双支承镗模镗孔时，镗杆与机床主轴通过浮动接头而浮动连接。4.2摇杆轴支座专用镗孔夹具总体结构方案该孔的设计基准为下端面，故以下端平面做定位基准，实现“基准重合”原则；另加两形块从前后两方向实现对R10的外圆柱面进行夹紧，从对工件的结构形状分析， 若工件以下端面朝下放置在支承板上，定位夹紧就比较稳定，可靠，也容易实现。工件以下端面在夹具上定位，限制了三个自由度，其余三个自由度也必须限制。用哪种方案合理呢？方案1在2-孔内插入一现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个支承钉限制一个移动自由度和一个转动自由度。这种定位方案从定位原理上分析是合理的，夹具结构也简单。但由于孔和其内侧面均不规定其精密度，又因结构原因，夹紧力不宜施加在这样的定位元件上，故工件定位面和定位元件之间很可能会接触不好，使定位不稳定。这个方案不宜采用。方案2用两个形块夹紧前后两外圆柱面，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，这种方案定位可靠，可实现完全定位。4.3定位元件与夹紧装置的设计4.3.1 定位元件定位元件是用来确定工件正确位置的元件。被加工工件的定位基面与夹具定位元件直接接触或相配合。工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，V形块定位，工件的定位基准始终在V型块两定位面的对称中心平面内，对中性好，能使工件的定位基准轴线在V形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，其次V形块定位安装方便。本设计中采用两个形块（图4.1）夹紧前后两外圆柱面，用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。其次设计中，采用了定位块保证工件在加工时，螺杆和工件不会偏移。 1-v形块 2-支座图4.1 v形块4.2.2夹紧装置的设计夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。本设计采用的夹紧装置是一对螺旋压板夹紧机构。螺旋夹紧机构具有结构简单、制造容易、自锁性能好、夹紧可靠，是手动夹紧中常用的一种夹紧机构 。其结构如图4.2所示1-螺杆 2 圆销柱 3-大头螺栓 图4.2 螺旋夹紧机构 4.4镗模与夹具体的设计(1)镗模的设计镗套 本设计镗套采用轴承外滚式镗套，作用：回转精度低，但是刚性好，适合适合转速高的粗加工和精加工。其与镗杆的配合主要采用H7/h6/h5。精加工时，镗套内孔的圆度公差取被加工孔的圆度公差的1/6或者1/5。镗套内外圆的同轴度一般小于0.0050.01。如图4.3所示，滚动轴承外滚式回转镗套，镗套2支承在两个滚动轴承上，轴承安装在镗模支架 1的轴承孔中，轴承孔的两端用轴承端盖3封住。这种镗套采用标准滚动轴承，所以设计、制造和维修方便，镗杆转速高，一般摩擦面线速度 v 0.4m/s 。但径向尺寸较大，回转精度受轴承精度影响。可采用滚针轴承以减小径向尺寸，采用高精度轴承提高回转精度。1-镗模支架 2-镗套 3-轴承套图4.3 镗套镗杆镗杆的直径按经验公式一般去d=（0.70.8）D，一般应大于25，不得小于15。同根镗杆的直径应相同，便于制造和保证加工加工精度。主要的技术参数：导向部分的圆度和圆柱度的公差为其直径的1/2；镗杆的同轴度在500内为0.01；镗杆的传动销孔轴线和镗杆轴线的垂直度和位置度均小于0.01；导向部分的表面粗糙度R一般在0.80.4，刀孔的表面粗糙度在0.4.17(2)夹具体夹具体是用于连接夹具各元件及装置,使其成为一个整体的基础件,并与机床有关部位连接,以确定夹具相对于机床的位置.其在设计时应满足以下基本要求:应有足够的强度和刚度保证在加工过程中, 夹具体在夹紧力,切削力等外力作用下,不至于产生不允许的变形和震动.结构应简单,具有良好工艺性. 在保证强度和刚度条件下,力求结构简单,体积小,重量轻,以便于操作.尺寸要稳定.对于铸造夹具体,要进行时效处理,以消除内应力.保证夹具体加工尺寸的稳定.便于排屑为防止加工中切削聚积在一起定位元件工作表面或其他装置中,而影响工件的正确定位和夹具的 正常工作,在设计夹具体时,要考虑切削的排除问题.选择夹具体毛坯结构时,应以结构合理性,工艺性,经济性,标准化的可能性以及工厂的具体条件为依据综合考虑.其夹具体设计见附图4.4。图4.4夹具体4.5夹具工作能力的计算（1）计算切削力与夹紧力的计算及螺杆的直径：根据机床夹具设计手册表5-37查表可知： 根据机床夹具设计手册表2-4-8取取在计算切削力时，必须考虑安全系数 式中： 基本安全系数；取1.4 加工性质系数；取0.9刀具钝化系数；取0.9断续切削系数；取1.0安全系数在夹紧力与切削力方向相反后时：由机床夹具设计手册表1-2-11紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力与切削力之间的关系。安全系数在夹紧力与切N削力方向相反后时，由前面的计算可知 由机床夹具设计手册表1-24，从强度考虑，用一个M10的螺柱完全可以满足要求，M10的许应夹紧为3924N，所以螺杆直径为d=10。 （2）定位精度分析20孔的精加工是在一次装夹下完成的，具体采用的是前后支撑引导的夹具机构，机床与镗杆之间所采用的是浮动连接，故机床主轴振动可略不计，20孔的加工精度主要由镗模来保证。因为孔的轴线与底面的平行度要求为0.05。故两镗模装配后同轴度要求应小于0.05，其最大间隙为 被加工孔的长度为 ,取两孔同轴度误差为则 所以 因为 ，由以上计算可知夹具能满足零件加工精度的要求4.6使用操作说明夹具的操作：该夹具是用于精加工的，装配完成后，安装在镗床工作台上，。安装后要检查安装是否存在误差，如有应设法消除，以免造成加工误差。安装工件时，将工件放置底板上，后顺时针旋转摇柄，旋进V形块夹紧工件。后压板压住工件下端，旋紧螺杆螺母。镗杆通过镗套和工件已钻好的18孔，从另一镗套出。镗刀沿镗杆加工工件。加工完成后，退出镗刀，退出镗杆。松开螺母螺杆。摇柄逆时针旋出后取出工件。第5章 摇杆轴支座专用镗孔夹具零件三维模5.1应用软件NX4.0简介NX4.0是目前市场上功能极致的产品设计工具。它不但拥有现今cad/cam软件中功能最强大的parasolid实体建模核心技术，更提供高效能的曲面建构能力，能够完成最复杂的造形设计。NX4.0提供工业标准之人机接口，不但易学易用，更有无限次数的undo功能、方便好用的弹出窗口指令、快速图像操作说明、自定操作功能指令及中文化操作接口等特色，并且拥有一个强固的档案转换工具，能转换各种不同cad应用软件的图文件，以重复使用原有资料。该软件具有以下特点：l）具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据 交 换的自由切换，可实施并行工程。 2）采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。3）用基于特征（如孔、凸台、型胶、槽沟、倒角等）的建模和编辑方法作为实体造型基础，形象直观，类似于工程师传统的设计办法，并能用参数驱动。4）曲面设计采用非均匀有理B样条作基础，可用多种方法生成复杂的曲面，特别适合于汽车外形设计、汽轮机叶片设计等复杂曲面造型。5）出图功能强，可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能按ISO标准和国标标注尺寸、形位公差和汉字说明等。并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图，增强了绘制工程图的实用性。6）以Parasolid为实体建模核心，实体造型功能处于领先地位。目前著名CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体造型基础。7）提供了界面良好的二次开发工具GRIP（GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING）和UFUNC（USER FUNCTION），并能通过高级语言接口，使UG的图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。8）具有良好的用户介面，绝大多数功能都可通过图标实现；进行对象操作时，具有自动推理功能；同时，在每个操作步骤中，都有相应的提示信息，便于用户做出正确的选择。125.2 NX4.0构造零件的基本途径NX4.0主要由5个模块组成，即交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模