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目錄
前言
一、零件的分析
1.1零件的作用
1.2零件的工藝分析
二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
2.1基準(zhǔn)的選擇
2.3制訂工藝路線
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
三、專用夾具的設(shè)計(jì)
3.1問題的指出；
3.2夾具設(shè)計(jì)；
（1）定位基準(zhǔn)的選擇；
（2）切削力及夾緊力的計(jì)算；
（3）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明。
四、總結(jié)
五、主要參考文獻(xiàn)
前言
本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。音癡，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
通過對(duì)氣門搖臂軸支座的機(jī)械制造工藝的設(shè)計(jì)，使我們?cè)跈C(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，工藝方案論證，機(jī)械加工余量計(jì)算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查看技術(shù)文獻(xiàn)等各個(gè)方面受到一次綜合性的訓(xùn)練，通過對(duì)夾具的設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了擬定夾具方案，設(shè)計(jì)夾具體結(jié)構(gòu)的方法，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)一般零件的工藝規(guī)程和夾具體設(shè)計(jì)的能力。通過對(duì)零件圖和夾具圖的繪制，使我對(duì)A UTO CAD制圖軟件的使用技術(shù)得到進(jìn)一步的提高。
但由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。
一、零件的分析
1.1零件的作用
本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的零件是1105柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機(jī)上氣門控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。直徑為18mm的孔用來(lái)裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂.直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個(gè)減壓軸,用于降低氣缸內(nèi)壓力,便于啟動(dòng)柴油機(jī).兩孔間距56mm,可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門,實(shí)現(xiàn)減壓.兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高,工作時(shí)會(huì)和軸相配合工作,起到支撐的作用,直徑為11mm的孔用M10的螺桿與氣缸蓋相連,直徑為3mm的孔用來(lái)排油。
1.2零件的工藝分析
氣門搖臂軸支座的加工面主要集中在平面加工和孔的加工上。根據(jù)零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下：
（1）Ф22mm外圓的上端面以及與此孔相通的Ф22mm通孔，表面粗糙度均為12.5;
（2）36mm下底面，根據(jù)零件的總體加工特性，36mm為整個(gè)機(jī)械加工過程中主要的基準(zhǔn)面，粗糙度為6.3，因此在制定加工方案的時(shí)候要先將此面粗加工出來(lái)；
（3）Ф28mm外圓前后端面，粗糙度3.2，并倒1×45°的角，粗糙度為12.5；Ф18mm的通孔的表面粗糙度為1.6，加工精度較高。該孔的軸線與36mm下底面平行度為0.05，且該孔的軸線圓跳動(dòng)為0.1；
（4）Ф26mm的前后端面，粗糙度為12.5，并倒1×45°的角，粗糙度為12.5。以及Ф16mm的通孔，其加工精度要求很高，表面粗糙度為1.6，孔的軸心線與36mm下底面的平行度為0.05；
由以上分析可知，36mm下底面與Ф22mm上端面表面粗糙度不高，則不需要精加工來(lái)達(dá)到要求，并且這兩面為整個(gè)加工過程中的定位基準(zhǔn)面，為保證36mm下底面6.3的表面粗糙度，則需要半精加工。以這兩面為基準(zhǔn)采用專用夾具來(lái)對(duì)其他表面進(jìn)行加工，并且保證其他表面的位置精度要求。
圖1 零件圖
二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
零件的材料為HT200，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好，因此鑄造性能優(yōu)良，切削加工性能優(yōu)越，故零件毛坯課選擇鑄造的方法。
2.2基準(zhǔn)的選擇
（1）粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的加工表面作為粗基準(zhǔn)。
（2）精基準(zhǔn)的選擇原則；精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。
根據(jù)以上選擇原則，對(duì)零件圖分析，孔Ф18mm、孔Ф16mm以及孔Ф11mm均為零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，均可選為定位基準(zhǔn)，并且孔Ф18mm和孔Ф16mm設(shè)計(jì)精度較高，應(yīng)將這兩孔放在后面進(jìn)行。為遵循“基準(zhǔn)重合”原則，因此選擇先進(jìn)行加工的Ф11mm孔和加工后的36mm下底面為精基準(zhǔn)。選擇Ф28mm外圓端面及未加工的36mm下端面作為粗基準(zhǔn)。
2.3制訂工藝路線
加工工藝路線方案：
工序00：鑄造。
工序10：去應(yīng)力退火。
工序20：粗銑36mm下底面，留余量1mm。以Ф22mm上端面定位。
工序30：粗銑Φ22mm上端面，以粗銑后的36mm下底面定位。
工序40：鉆Φ11mm通孔，以36mm下底面、22mm×5mm右端面定位。
工序50：粗銑Φ28mm前端面，留余量1mm，粗銑Φ26mm前端面，以Φ28mm后端面定位。
工序60：粗銑Φ28mm后端面，留余量1mm，粗銑Φ26mm后端面，以Φ28mm前端面定位。
工序70：鉆Φ17mm的通孔，擴(kuò)孔至Φ17.85mm，粗鉸至Φ17.94mm，精鉸至Φ18H7，兩邊倒角1×45°，以36mm下底面、Φ11mm通孔定位。
工序80：半精銑Φ28mm前端面，以Φ28mm后端面、Φ18mm通孔定位。
工序90:半精銑Φ28mm后端面,保證尺寸37﹢﹣0.1mm，以Φ28mm前端面及Φ18mm孔定位。
工序100：半精銑36mm下底面，保證尺寸24﹢﹣0.03mm,以Φ22mm上端面及Φ18mm孔定位。
工序110：鉆Φ15mm的通孔，粗車至Φ15.85mm，半精車至Φ15.95mm，精車至Φ16H7，兩邊倒角1×45°
工序120：鉆Φ3mm的孔，以Φ22mm上端面及Φ11mm孔定位。
工序十四：后處理去毛刺，清洗。
工序十五：終檢。
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“氣門搖臂軸支座”零件材料為HT200，根據(jù)加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
（1）根據(jù)加工長(zhǎng)度等條件，查《工藝手冊(cè)》可知Φ22mm上端面，36mm下底面，Φ28mm前后端面，Φ26mm前后端面余量為2.5mm。而36mm下底面及Φ28mm前后端面要進(jìn)行半精銑，查表得粗銑后留余量為1mm。
（2）Φ11mm及Φ3mm孔的加工表面粗糙度要求較低，故直接可以通過鉆來(lái)完成。余量分別為11mm及3mm。
（3）加工Φ18mm通孔，表面粗糙度為1.6。故孔的精度等級(jí)為IT7，參照《工藝手冊(cè)》表確定工序尺寸及余量為:
鉆孔：Φ17mm 2Z=17mm
擴(kuò)孔：Φ17.85mm 2Z=0.85mm
粗鉸：Φ17.94mm 2Z=0.09mm
精鉸：Φ18H7 2Z=0.06mm
（4）加工Φ16mm通孔，表面粗糙度為1.6。取孔的精度等級(jí)為IT7，在車床上進(jìn)行加工，參照《工藝手冊(cè)》表確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：Φ15mm 2Z=15mm
粗車：Φ15.85mm 2Z=0.85mm
半精車：Φ15.95mm 2Z=0.10mm
精車：Φ16H7 2Z=0.05mm
圖2 毛坯圖
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
工序十二：車Φ16mm孔，采用計(jì)算法確定切削用量。
（1）加工條件：
工件材料：HT200，鑄造。
加工要求：在車床上鉆Φ15mm的通孔。
機(jī)床：C620-1臥式車床。
刀具：中心鉆，材料為硬質(zhì)合金。
（2）計(jì)算切削用量 工步一：
確定最大加工余量 可知2Z=15mm。
確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊(cè)》表查得f=0.08~0.16mm/r.取f=0.10mm/r。
計(jì)算切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》，計(jì)算得切削速度Vc=50~70m/min,取Vc=60m/min,根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n=60×1000/(3.14×15)=1273r/min,查《工藝手冊(cè)》取n=1000r/min，在計(jì)算實(shí)際切削速度Vc=47m/min。
基本時(shí)間的確定 根據(jù)公式查表求得T=23/(1360×0.1)=0.17min，其余切削用量及基本工時(shí)略。
三、專用夾具的設(shè)計(jì)
3.1問題指出
本夾具主要用于在車床上加工Φ16mm孔。Φ16mm孔對(duì)36mm下底面及Φ18mm孔都有一定的技術(shù)要求，其表面粗糙度為1.6?？梢酝ㄟ^鉆，粗車，半精車，精車來(lái)達(dá)到要求。對(duì)應(yīng)零件圖上的尺寸公差要求等，可采用一面一銷達(dá)到定位，通過適當(dāng)?shù)膴A緊裝置和輔助支承來(lái)達(dá)到要求。
3.2夾具設(shè)計(jì)
（1）定位基準(zhǔn)的選擇。對(duì)本夾具，設(shè)計(jì)過程如下：在36mm下底面進(jìn)行平面定位，在Φ18mm孔內(nèi)加一菱形銷定位以限制X的移動(dòng)和Z的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，在Φ28mm前端面加一支承釘，起到輔助支承的作用。夾緊裝置可用一螺栓通過Φ11mm孔在Φ22mm上端面用螺旋鈕進(jìn)行夾緊。
圖3 車Φ28mm孔的定位夾緊位置
（2）切削力及夾緊力的計(jì)算。刀具：硬質(zhì)合金刀，則切削力代入數(shù)據(jù)求得Fy=552(N)。再求得夾緊力大小W遠(yuǎn)大于Fy。故本夾具可安全工作。
（3）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，工件的夾緊是很重要的。本夾具采用螺栓連接，再用螺旋鈕來(lái)進(jìn)行夾緊的裝置非常方便。該夾具通過在夾具體上聯(lián)接一個(gè)菱形銷及一平面來(lái)定位工件。再加一個(gè)支承釘來(lái)防止切削力過大造成工件斷裂。
圖4 工件的夾緊裝置
圖5 工件的定位裝置
四、總結(jié)
為期三周的機(jī)械課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，這次課程對(duì)于我來(lái)說幫助很大，時(shí)間過得也很充實(shí)。作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化大四的學(xué)生，我覺得能做這樣的課程設(shè)計(jì)是十分有意義。在已度過的三年大學(xué)生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去面對(duì)現(xiàn)實(shí)中的各種機(jī)械設(shè)計(jì)？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。
在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱了很多次設(shè)計(jì)書和指導(dǎo)書。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)書是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。另外，課堂上也有部分知識(shí)不太清楚，于是我又不得不邊學(xué)邊用，時(shí)刻鞏固所學(xué)知識(shí)，這也是我作本次課程設(shè)計(jì)的第二大收獲。
在此，我也非常感謝指導(dǎo)老師對(duì)我的細(xì)心教導(dǎo)，正是她不厭其煩的對(duì)我們進(jìn)行講解，才能讓我們更好的發(fā)現(xiàn)自己的不足，進(jìn)而予以改正。整個(gè)設(shè)計(jì)我基本上還滿意，由于水平有限，難免會(huì)有錯(cuò)誤，還望老師批評(píng)指正。由此我可以更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補(bǔ)。
五、主要參考文獻(xiàn)
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