壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 Ⅰ 摘 要 在這幾周時間里，我們進行了機械制造加工工藝設計及夾具設計。機械設計制造 基礎課程設計是在學完了機械制造基礎課(含機床夾具設計)和大部分專業(yè)課（材料力 學、機械原理等），并在進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學過程。這次設計使 我們能綜合運用機械制造工藝學中的一些基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的一些實 踐知識，獨立地分析和解決工藝上的問題。初步具備了設計一個中等復雜程度零件 （氣門搖桿軸支座）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，制訂夾具 設計方案，完成夾具結構設計的能力，也是熟悉和運用相關手冊，圖表等技術資料及 編寫技術文件技能的一次難得的實踐機會，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作奠定 良好的基礎。 由于所掌握的知識不全面且能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希 望各位老師多加指導 關鍵詞：氣門搖桿 夾具 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 Ⅰ 目 錄 摘 要 .I 第 1 章 零件的工藝分析 1 1.1 零件的功能、結構及生產(chǎn)類型的確定 .1 1.1.1 零件的作用 .1 1.1.2 零件的工藝分析 1 1.1.3 零件的生產(chǎn)類型 2 第 2 章 毛坯的選擇 .3 2.1 確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差 3 2.2 毛坯的技術要求 3 第 3 章 基準的選擇 4 3.1 粗基準的選擇 4 3.2 精基準的選擇 4 第 4 章 制訂工藝路線 5 4.1 確定各加工面的加工方法 5 4.2 擬定加工工藝路線 6 4.2.1 工藝路線方案 16 4.2.2 工藝路線方案 27 4.3 工藝方案的比較與分析 .7 第 5 章 工序設計 9 5.1 工序 12 的尺寸鏈計算 .9 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 Ⅰ 5.2 機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 11 5.3 切削余量及基本工時的確定 11 5.3.1 機械加工余量確定 11 5.3.2 確定切削用量及基本工 12 第 6 章 銑 20?端面夾具設計 .16 6.1 確定設計方案 16 6.2 定位原理圖： 17 6.3 定位誤差分析 17 6.4 夾緊力計算 .18 設計心得 .20 參考文獻 .21 附錄 .22 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 Ⅰ 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 Ⅰ 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 Ⅰ 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 1 第 1 章 零件的工藝分析 1.1 零件的功能、結構及生產(chǎn)類型的確定 1.1.1 零件的作用 氣門搖桿軸支座是柴油機一個主要零件。是柴油機搖桿座的結合部??20.1.6??: 孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通過兩個 13?孔用M 螺桿與汽缸蓋相連， 3m軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉動 。其零件圖如下圖： 圖 1.1 搖桿軸支座 1.1.2 零件的工藝分析 由圖 1.1 得知，其材料為 20HT。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減 振性，適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為上端面，下端 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 2 面，左右端面， 213??孔和 ??20.1.6?:以及 3m軸向槽的加工??20.1.6??: 孔的尺寸精度以及下端面 05的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度， 直接影響到進氣孔與排氣門的傳動精度及密封， 21??孔的尺寸精度，以上下兩端面 的平行度 .5。因此，需要先以下端面為粗基準加工上端面，再以上端面為粗基準加 工下端面，再把下端面作為精基準，最后加工 ??.0.6?:孔時以下端面為定位 基準，以保證孔軸相對下端面的位置精度。 1.1.3 零件的生產(chǎn)類型 依照設計題目可知：該零件的生產(chǎn)綱領為 50件/年，查表可知生產(chǎn)類型是大批 量生產(chǎn)。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 3 第 2 章 毛坯的選擇 2.1 確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差 毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。此外，為消除殘余應力，鑄造后安排人工時 效處理。由表 2.31?確定各表面的加工余量如下表所示： 表 . 各表面加工余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 說明 上端面 48H4單側加工 下端面 503單側加工 左端面 3 單側加工 右端面 單側加工 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 11 5.3 切削余量及基本工時的確定 5.3.1 機械加工余量確定 根據(jù)文獻（1）可知計算底面加工余量公式如下。 15.02maxCeA? 式中 ： ——余量值； ax ——鑄件的最大尺寸； A ——加工表面最大尺寸； C ——系數(shù) 根據(jù)表 可得，銑削上端面的加工余量為 4，又由零件 對上頂端表面的表面精度 .5RA?可知，粗銑的銑削余量為 。底面銑削余量為 3， 粗銑的銑削余量為 2，銑余量 ，精銑后公差登記為 78IT:。左右端面的銑削余量 為 3，粗銑的銑削余量為 ，精銑余量 1，精銑后公差登記為 I根據(jù)表 1?確定余量 。工序 40粗鏜 ?工序。粗鏜余量表 ?取粗鏜為 1.8， 粗鏜切削余量為 0.,鉸孔后尺寸為 28H,各工步余量和工序尺寸公差列于下表： 表 3.各工步加工尺寸 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸及公差 18?粗鏜 1.8___ 19.8? 9.2精鏜 02H20 5.3.2 確定切削用量及基本工 工序 04：粗銑下端面 (1)加工條件 工件材料： 2HT, 17024bMPa??:，鑄造;工件尺寸： max13?， 6l; 加工要求：粗銑上端面加工余量 。 機床： 51X立式銑床；刀具：立銑刀。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 12 銑削寬度 90ra?,深度 6a,齒數(shù) 12z?,故根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》 表 3.1，取刀具直徑 8od?。根據(jù)《切削用量手冊后》表 3.16，選擇刀具前角 0???， 后角 06???，副后角 10?? ，刃傾角： 0s???,主偏角 0Kr??,過渡刃 3r?,副 偏角 5Kr。 (2)切削用量 1）確定切削深度 a 根據(jù)手冊等，選擇 1.5?，兩次走刀即可完成。 2）確定每齒進給量 zf 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端機床 功率為 4.5kW（據(jù)《簡明手冊》表 4.235?， 1X立式銑床）選擇：839/minzf? 。 3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)《切削手冊》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.5m；由于銑刀直08d? ，故刀具使用壽命 180T?（據(jù)《簡明手冊》表 3.8。 4）計算切削速度 cv和每分鐘進給量 v? 根據(jù)《切削手冊》表 3.6，當 0d， 12Z?， 7.5pa?， 0.18/zzf時，98/mintv? , 250/intr?, 47/intm?。各修正系數(shù)為： Mvk?，0.Sk 。 切削速度計算公式為： vpevzpTckuayfxqdvm0 其中 ， ， ， ， ， ，ae38?ap4245?C.15.0?xv3.yv ， ， ， ， ，.0.1???kSvMv .uvv3min8T ，zmfz/8.02Z 將以上數(shù)據(jù)代入公式： min/14vLc? 確定機床主軸轉速： 。150r/in?wcsdv? 根據(jù)《簡明手冊》表 4.236?，選擇 30/i,39mcfr,因此，實際 進給量和每分鐘進給量為： =?cv10nd?0254.?18/in/i? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 13 /390/12/0./zcczfvnmss??? 5)校驗機床功率 根據(jù)《切削手冊》表 3.24，近似為 .ckWP,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許 功率 4.50735cmcP????。 故校驗合格。最終確定: 4.0,3/in,39/in,18/min,0.1/pc czfanrvvfz? ? 6)計算基本工時 /,,76mLylt??? 查《切削手冊》表 3. 26，入切量及超切量為： 40?則：0.min/fTv 工序 05：粗銑上端面： 刀具，機床與上到工序相同 得出: 2,.,163.2/inpamf???960/in954m,0.1scrvt 工序 :粗銑左右端面：同時粗銑左右端面，圓盤銑刀一次加工完成不準調(diào)頭 計算切削用量： 2pa? 由 《機械加工工藝手冊》表 15.3可知： 0.12.4/fzmr?? 由《切削用量手冊》表 9.48可知： 10/,.35/,.70/t tftmsnrsvsv? 各系數(shù)為 069MfK? .8SvnSf 所以有 0.341/s?? 75/rs 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 14 0.94/vms? 取 .72/5intnrr 1.0/fcmsv? 所以實際切削速度： in/6.52,i/.10dv? 確定主軸轉速： 27ll?i/4/0rsdvn??? 切削工時： .1minjT 工序 07：鉆孔 13? 查《機械制造工藝設計手冊》表 38?，取 9/inf? 查《機械制造工藝設計手冊》表 42，取 1.v mi/710rdn?? 查表《機械制造工藝設計簡明手冊》 .5?，機床為 25Z，選擇轉速54/min9.08/wrrs? 實際切削速度： v = = 10wdn?? 0.31m/s14.89?? 切削工時帶入公式： .36in2???jflT 工序 08：精銑下端面與工序 5相同 工序 45：精銑上端面與工序 10相同. 工序 ： 精銑左右端面與工序 相同 工序 1：鉆通孔 8? 工序步驟與工序 20#相同，代入數(shù)據(jù)得出結果: 20,.5,163.2/minpmaf??? 96/in/i45scrvt 工序 1:鏜孔到 ? 因精鏜與粗鏜的定位的下底面與 V 型塊，精鏜后工序尺寸為 20.8?，與下底 面的位置精度為 0.5,與左右端面的位置精度為 0.6, 且定位夾、緊時基準重合，故不 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 15 需保證。 0.6跳動公差由機床保證。 粗鏜孔時因余量為 1.9,故, .pa? 查《機械制造工藝設計手冊》 28? 0.4//minvs 取進給量為 f? i/3801rdn?? 故實際切削速度為： in/5mvw? 此時作臺每分鐘進給量 應為：fmin/25.6nZfwzm? 計算切削基本工時： min45.1???fyltm 工序 13:銑槽 加工條件：機床： 6132X臥式銑.床. 刀具：直齒三面刃銑刀其中 80,1dz? 計算切削用量： pa 由《機械加工工藝手冊》表 15-53，表 15-55 可知： 136/min,132.6/inf va?? 確定主軸轉速： 0 375/minrvd?? 切削工時： .imt 第 6 章 銑 20?端面夾具設計 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 16 本次設計的夾具為銑工件 20?圓柱面。以底面作為定位基準面。 6.1 確定設計方案 方案 1 用固定 V 塊和可動 V 型塊分別夾緊工件左右兩圓柱面，用兩鉸鏈壓板壓在工 件的下端，這樣就限制了兩個移動自由度和一個轉動自由度，此方案定位可靠，可實 現(xiàn)完全定位。 方案 2 在 13??的通孔內(nèi)插入一限邊銷限制一個移動自由度，再以兩孔的另一個孔 內(nèi)側面用兩支撐釘限制一個移動自由度和一個轉動自由度，此方案從定位原理上是可 行的，夾具結構簡單。由于孔及內(nèi)側面都未規(guī)定精度，及結構原因，夾緊力不宜施加 在此定位元件上，可能出現(xiàn)定位面與定位元件接觸不好，所以此方案部宜采用。 經(jīng)比較本次設計選擇方案 1 來為工件定位。 6.2 定位原理圖： 6.3 定位誤差分析 （1）定位誤差 工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 17 大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的： 1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。 2）夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置 誤差，也稱對定誤差。 3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動等 原因引起的誤差。 其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。 （2）產(chǎn)生定位誤差的原因 1.基準不重合來帶的定位誤差： 夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反映到被加工表面的 位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準轉換誤差。 2.間隙引起的定位誤差 在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準 產(chǎn)生定位誤差。 3.與夾具有關的因素產(chǎn)生的定位誤差 1）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。 2）導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產(chǎn)生的導 向誤差和對刀誤差。 3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產(chǎn)生 的位置誤差。 4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向元件、 定向元件等元件的磨損。 綜上所述 該夾具結構簡單,操作方便。 此次設計的夾具有如下優(yōu)點： (1)操作比較簡單，使用方便，制造比較容易，價格便宜； (2)能保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量； 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 18 (3)能提高勞動生產(chǎn)率和降低成本； (4)能改善工人勞動條件，安全生產(chǎn)。夾具使用的一面兩銷定位可靠性好，定位能力強。 6.4 夾緊力計算 根據(jù)《機床夾具設計手》表 537? 09.81 zfyFKCd? 查表知： 180.75FYX? 根據(jù)《機床夾具設計手冊》表 2.48? 取 /minv?， 0/fr? 3/i10rd? 在計算切削力時必須考慮安全系數(shù): 1234K? 式中： 1234.09.K? 安全系數(shù)在夾緊力與切削力相反時后： 1234 09.8zfyFKCd?95.6N? 而 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 19 1KF? 3 所以 1425.9N 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 20 設計心得 1.歸納總結了夾具的概念、分類、設計原則等基礎理論知識。 2.設計了銑床夾具，并完成了一系列的 CAD 圖形生成，對 CAD 軟件的學習加深了。 3.學會了充分地利用網(wǎng)絡資源查閱相關資料，以及借助前人的研究成果尋求解決 問題的思維方法，對新信息和新知識及時做筆記。 4.對所學習知識點進行查漏補缺，并了解學習了新的知識，開闊了視野，拓寬了 自己的知識面。同時培養(yǎng)個人一定的創(chuàng)新思維。 5.對大學三年所學到的東西進行了歸納總結，進一步完善了自己的知識結構。 6.學會了查閱各種設計書籍，為明年的畢業(yè)設計做了一定的準備。 作為機械制造專業(yè)的學生，最基本也是最實用的就是機械加工工藝規(guī)程的制定和 工裝夾具的設計。通過畢業(yè)設計，我更為深入的掌握了機械加工工藝規(guī)程的設計和工 裝夾具設計的基本步驟和方法。 基由于設計時間有限，該設計中的疏忽和缺陷在所難免，夾具設計中依然存在許 多漏洞和不足之處，因此，在以后還需對該設計進行必要的修補和完善工作，再次感 謝老師的的多次批評、指正。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 21 參考文獻 [1] 李昌年. 機床夾具設計與制造[M].機械工業(yè)出版社,2007. 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[9] 肖繼德，陳寧平.機床夾具設計[M]. 機械工業(yè)出版社,2004. 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 22 附錄 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品 型號 零件圖號 第 1 頁長沙大學 機電工程系 機械加工工藝 過程卡片 產(chǎn)品 名稱 氣 門 搖 桿 軸 支 座 零件名稱 氣 門 搖 桿 軸 支 座 共 1 頁 材料 牌號 HT200 毛 坯 種 類 鑄 件 毛 坯 外 型 尺 寸 每毛 坯可 制件 數(shù) 1 每臺件 數(shù) 1 備 注 工藝設備名稱及編號 時間定額 /min 工 序 號 工序 名稱 工序內(nèi)容 加工車 間 設備名稱 及編號 夾 具 刀具 量具 技 術 等 級 單 件 準備- 終結 10 鑄造 采用砂型 鑄造機器 造型 鑄造車 間 20 熱處理 時效處理 熱處理 車間 30 粗銑端面 粗銑上端 面 金工車 間 X52K 型銑床 專 用 夾 具 直齒 端銑 刀 兩用 游標 卡尺 IT1 3 40 粗銑端面 粗銑下端 面 金工車 間 X52K 型銑床 專 用 夾 具 直齒 端銑 刀 兩用 游標 卡尺 IT1 3 50 粗銑端面 粗銑兩側 面,兩端面 倒角 045.? 金工車 間 X6130A 臥式 銑床 專 用 夾 具 直齒 端銑 刀 兩用游標 卡尺 IT1 1 60 粗加工孔 鉆 Ф20mm 的孔 金工車 間 Z3025 搖臂鉆床 專 用 夾 具 莫氏 麻花 鉆 內(nèi)徑 千分 尺 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 23 70 半精銑端 面 半精銑下端 面 金工車 間 X52K 型銑床 專用 夾具 直齒 端銑 刀 兩用游 標卡尺 IT1 1 80 精銑端面 半精銑， 精銑兩側 面 金工車 間 X6130A 臥式 銑床 專 用 夾 具 直齒 端銑 刀 兩用 游標 卡尺 IT1 1 90 粗加工孔 鉆 Ф13mm 的孔（其 孔軸線距 離 Ф20 孔 軸線 14mm） 金工車 間 Z3025 搖臂鉆床 專 用 夾 具 莫氏 麻花 鉆 內(nèi)徑 千分 尺 IT8 100 粗加工孔 鉆另一 Ф13mm 的 孔 金工車 間 Z3025 搖臂鉆床 專 用 夾 具 莫氏 麻花 鉆 內(nèi)徑 千分 尺 IT8 110 半精加工 孔 擴 鉸m1.062?? 的通孔， 兩端孔口 倒角 ;045.? 金工車 間 Z3025 搖臂鉆床 專 用 夾 具 莫氏 麻花 鉆 內(nèi)徑 百分 表 IT8 0 120 粗銑槽 粗銑 3.5mm 的 橫槽 金工車 間 X52K 型銑床 專 用 夾 具 高速 鋼立 銑刀 兩用 游標 卡尺 IT7 130 去毛刺 平銼 140 清洗 清洗機 清潔 液 150 檢驗 塞規(guī)百分表 卡尺 更 改 內(nèi) 容 編 制 抄寫 校 對 審 核 批準 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 24