气门摇杆轴支座 2-铣3mm槽夹具设计设计说明书

目录第1章零件分析1页11零件作用分析1页12零件工艺分析1页第2章确定毛坯、画毛坯零件合图3页第3章工艺规程设计4页31定位基准的选择4页32制定工艺路线4页33选择加工设备及刀、夹、量具6页34加工工序设计7页35时间定额计算11页36填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡12页第4章摇杆轴支座铣槽专用夹具设计13页41工件自由度分析及定位方案的确定13页42夹紧力的计算13页43定位误差的计算及定位精度分析14页44定位元件及夹紧装置设计14页45镗模与夹具体的设计16页46操作说明18页第1章零件分析11零件作用分析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）1602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。13其零件图如下图图11摇杆轴支座12零件工艺分析由图11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13）1602加工孔的尺寸精度以及下端面005的平面度与左右两端面孔）1602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3精度，以上下两端面的平行度0055。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）1602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。第2章确定毛坯、画毛坯零件合图（附图2）根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为8000件/年，通过计算，该零件质量约为3KG，由参考文献（5）表14、表13可知，其生产类型为大批生产，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。参考文献（1）表2312；该种铸造公差等级为CT1011，MAH级。参考文献（1）表2312，用查表方法确定各表面的加工余量如下表所示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48MMH4MM单侧加工下端面50MMH3MM单侧加工左端面35MMH3MM单侧加工右端面35MMH3MM单侧加工第3章工艺规程设计31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）1602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。32制定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133MM轴向槽精铣孔钻孔粗镗精镗206）因左右两端面均对孔有较高的位置要求，故它们的加工）10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206）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1850镗孔206）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1350精铣下端面55精铣上端面60精铣左右端面65钻孔1865镗孔）（06270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006，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铣槽到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33选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批生产，故加工设备适宜通用机床为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传动均由人工完成。粗铣上端面考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择X51立式铣床。（参考文献（1）表618），选择直径D为80MM立铣刀，参考文献（1）表788，通用夹具和游标卡尺。粗铣下端面采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。精铣下端面采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。粗铣左端面采用卧式铣床X1632，参考文献（1）表621，采用以前的刀具，专用夹具及游标卡尺。精铣左端面采用卧式铣床X1632,参考文献（1）表621，专用夹具及游标卡尺。钻218MM孔采用Z525，参考文献（1）表626，通用夹具。刀具为D为180的直柄麻花钻，参考文献（1）表7111。钻18孔钻孔直行为118MM，选择摇臂钻床Z525参考文献（1）表626，采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。镗20（01006）MM孔粗镗采用卧式组合镗床，选择功率为15KM的ITA20镗削头，选择镗通孔镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺。34加工工序设计（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。1502MAXCEA式中E余量值；铸件的最大尺寸；AX加工表面最大尺寸；C系数根据表312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RA125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IT7IT8，根据表312确定余量2。工序40粗镗18工序。粗镗余量表383取粗镗为18，粗镗切削余量为02,铰孔后尺寸为20H8,各工步余量和工序尺寸公差列于下表表32各工步加工尺寸（二）确定切削用量及基本工时工序20粗铣下端面1加工条件工件材料HT200,170240MPA，铸造工件尺寸13，L36BMAX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。经查参考文献（1）表312可得，铣削上端面的加工余量为4MM，又由零件对上顶端表面的表面精度RA125MM可知，粗铣的铣削余量为4MM。底面铣削余量为3MM，粗铣的铣削余量为2MM，精铣余量1MM，精铣后公差登记为IT7IT8。取每齿进给量为FZ02MMZ（粗铣）取每齿进给量为F05MMR（精铣）粗铣走刀一次AP2MM，精铣走刀一次AP1MM初步取主轴转速为150RMIN（粗铣），取精铣主轴的转速为300RMIN，又前面已选定直径为80MM，故相应的切削速度分别为校核粗加工。31480150/10003768M/MIN/10NVD粗31480300/10007536M/MIN精又由机床切削功率P509746791AZEPMPFANK取Z10个齿，1,N150/6025R/S,168MM,2MM,02MM/ZPMKEZF代入得P50974167216802514KWMK又因前查的机床的功率为45KW/H若效率为085P,则085P3825KW4KW重新选择主轴的转速为118M/MIN，则加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差18粗镗81_8199精镗20H20H31480118/10002964M/MIN/10NVD粗将其带入公式得PMK509746721680/61315KW3825KW故机床功率足够2计算基本工时，176,L/V,TMLY查切削手册表326，入切量及超切量为则40Y04IM/TF工序25粗铣上端面刀具，机床与上到工序相同，得出,M20EA05AP1632/INF0T294/IV96R/INMCNS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2PA由机械加工工艺手册表1553可知FRMZAF/4210由切削用量手册表948可知170M/SV35R/SN9/SVFTTT，各系数为69KMMV8所以有S/0634V75R/S9取4R/MIN0792R/SNT475R/MIN02R/T10/SVFC所以实际切削速度VD1F26/I确定主轴转速7L21L0N/R/S54/IN切削工时1IJT工序35钻孔13查机械制造工艺设计手册表338，取M/IN98F查机械制造工艺设计手册表342，取1V10/27R/IND查表机械制造工艺设计简明手册4215，机床为Z525，选择转速R/S98R/MI54WN实际切削速度V/10D314/031M/S切削工时带入公式12/036INJWTLFA工序40精铣下端面与工序20相同。工序45精铣上端面与工序25相同工序50精铣左右端面与工序30相同工序55钻通孔18，工序步骤与工序35相同，代入数据得出结果,M20EA05APF1632M/IN45/INTV96R/INCNS工序60铣槽到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2002008，与下底面的位置精度为005,与左右端面的位置精度为006,且定位夹、紧时基准重合，故不需保证。006跳动公差由机床保证。粗铣槽时因余量为19,故,19AP查机械制造工艺设计手册2824M/IN0/SV取进给量为FR10/38/INVD故实际切削速度为/105/INWN此时作台每分钟进给量应为FMIN/256NZFWZM查文献得9810FZFZFZNXYNZPCAFVK3MPV取FZ1X075ZYFNFZK01075098168241Z9506N354MPKW取机床功率为085087608故机床效率足够精铣槽时，因余量为02MM，取02PAM取V12M/S72M/MINF01MM/R10/072/314/IN146/INNVDRR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,80D1Z计算切削用量PA由机械加工工艺手册表1553，表1555可知1326M/IN/INV136AF确定主轴转速0D375R/IN切削工时TI35时间定额计算下面计算工序60的时间定额1）机动时间粗镗时/45/023865MINLFNA精镗时17总机动时间058117175MINBT2）辅助时间所以辅助时间210310530164MINAT3）作业时间17564815MINBBA4）布置工作地时间取则S00815324MINSBT5）休息与生理需要时间取则RT030IR6）单件时间MIN863MINPBASR36填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡工件文件详见附表。粗镗精镗操作内容每次时间MIN操作次数时间MIN操作次数时间MIN装夹212换刀11111测量01101101卸夹15115开机到开始的时间03103103退刀01101101第4章摇杆轴支座专用铣槽夹具设计41工件自由度分析及定位方案的确定本次设计的夹具为工序铣槽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3一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。42夹紧力的计算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537FYFZKCF0D819查表可知F10X75FY根据机床夹具设计手册表248取取24M/INV02/RFI/38V10NRD在计算切削力时，必须考虑安全系数4321K式中基本安全系数；取141K加工性质系数；取092刀具钝化系数；取093断续切削系数；取104安全系数在夹紧力与切削力方向相反后时K4321K098D956ZFYFFCN由机床夹具设计手册表1211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削力方向夹F夹相反后时，由前面的计算可知3K9506FN281夹0/4夹由机床夹具设计手册表124，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D10。43定位误差的计算及定位精度分析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005。故两镗模装配后同轴度要求应小于005，其最大间隙为02MAX被加工孔的长度为,取两孔同轴度误差为4503则61T032T所以2因为，053606由以上计算可知夹具能满足零件加工精度的要求44定位元件及夹紧装置设计（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41）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。1V形块2支座图41V形块（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42所示1螺杆2圆销柱3大头螺栓图42螺旋夹紧机构45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0005001。如图43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V04M/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