氣門搖臂軸支座的加工工藝分析及其夾具設計開題報告說明書.doc

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目 錄 第一章 前言………………………………………………………………………… 1 1.1研究的意義…………………………………………………………………………1 1.2同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題……………………………………………1 第二章 零件的分析……………………………………………………………………2 2.1 零件的作用………………………………………………………………………2 2.2 零件的工藝分析……………………………………………………………………2 2.3 零件的生產(chǎn)類型…………………………………………………………………3 第三章 毛坯的確定……………………………………………………………………5 3.1 毛坯的種類…………………………………………………………………………5 3.2 確定毛坯尺寸及機械加工余量……………………………………………………6 3.3 繪制毛坯圖…………………………………………………………………………7 第四章 擬定工藝路線…………………………………………………………………8 4.1 定位基準的選擇……………………………………………………………………8 4.2 擬定工藝路線………………………………………………………………………8 4.3 加工工序的設計…………………………………………………………………10 4.4 編制工藝文件……………………………………………………………………23 第五章 第Ⅳ號工序夾具設計………………………………………………………24 5.1 夾具結(jié)構(gòu)方案……………………………………………………………………24 5.2 夾具固定方案……………………………………………………………………25 5.3 確定夾具裝配圖和裝配尺寸……………………………………………………26 第六章 第Ⅸ號工序夾具設計………………………………………………………28 6.1 夾具的結(jié)構(gòu)方案…………………………………………………………………28 6.2 設計夾具體………………………………………………………………………32 6.3 確定夾具裝配圖和裝配尺寸……………………………………………………33 第七章 總結(jié)……………………………………………………………………………36 參考文獻…………………………………………………………………………………37 致謝………………………………………………………………………………………38 附錄A 工藝過程卡 附錄B 數(shù)控編程 附錄C 工序卡 第一章 前 言 1.1 研究的意義 此次設計是大學所學課程的一次綜合性設計，需要我們靈活運用先前學過的知識來進行工藝及夾具的設計，這次課程設計相當于對自己即將從事的工作進行一次適應性的訓練，從而訓練自己思考問題，解決問題的能力，能夠加深對課本知識的理解，并能很好的運用理論知識，為將來更好的適應工作崗位打下良好基礎。 1.2 同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題 1.2.1 國外夾具發(fā)展史 從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場上一套用于加工中心的央具，而組合夾具的大型基礎件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢，隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務的日益發(fā)展，其中蘊藏著很大的商機，具有進一步擴大出口良好前景。 1.2.2 國內(nèi)機床夾具發(fā)展現(xiàn)狀 研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具； 5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率。 第二章 零件的分析 2.1 零件的作用 由資料查得：本設計所設計的零件是1105柴油機中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。左直徑18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進氣、排氣氣門搖臂。右直徑18mm的孔內(nèi)裝一個減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機。兩孔間距56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑11的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細標注。 圖2.1 零件圖 2.2 零件的工藝分析 通過對零件圖的繪制，知道了零件的尺寸、公差和技術(shù)要求。那么，零件的工藝狀況如下所述： 該零件采用的材料為HT250，相比于常用的HT200，它具有更良好的機械性能?；诣T鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能良好，但塑性較差、脆性較高、不適合磨削。該零件主要加工為平面加工和孔加工，非常適合采用HT250。根據(jù)對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及要求如下： （1）36*22mm下端面，依據(jù)零件的總體加工特性，36*22mm下端面是整個機械加工過程中的主要基準面，粗糙度為6.3，因此在制定加工方案的時候應先將此面加工出來； （2）Φ22mm上端面以及與之相通的Φ11mm通孔，粗糙度均為12.5； （3）Φ28mm前后端面，前后端面倒角1*45的角，粗糙度為3.2；及Φ18mm的通孔，在此，由于Φ18mm通孔所要求的精度較高，所以該孔的加工是一個難點，其所要求的表面粗糙度為1.6，且孔的軸線與36mm下端面的平行度為0.04，且該孔的軸線圓跳動公差為0.08需要選擇合適的加工方法來達到此孔的加工技術(shù)要求； （4）Φ26mm前后端面，前后端面倒角1*45的角，粗糙度為12.5；以及Φ18mm的通孔，該Φ18mm的通孔與基準Φ18mm通孔粗糙度個位置精度一樣高； 通過上面的零件分析可知，36mm下端面和Φ22mm上端面的表面粗糙度要求均不是很高，所以都不需要精加工來達到要求，而且這兩個面是整個加工工程中主要的定位基準面，因此需要粗加工后半精加工出這兩個面而達到精度要求，再以此作為基準設計專用夾具來對其他表面進行加工。 其他表面的位置精度要求?？偟膩碚f，該零件并沒有復雜的加工曲面，是屬于較為簡單的零件，所以依據(jù)各加工表面的技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝即可保證，簡單的工藝路線安排如下：先將零件定位夾緊，然后加工出36mm下端面以及Φ22mm上端面，并鉆出Φ11mm的通孔，再以這先加工出來的幾個表面為基準定位，加工出Φ28m和Φ26mm的外圓端面，并鉆出這兩個Φ18mm精度要求比較高的孔，最后翻轉(zhuǎn)零件深孔加工出Φ3mm的出油孔。 2.3 零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型由著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算： N=Qm（1+a%）（1+b%） （2.1） 式中 N ——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）； Q ——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺、輛/年）； m ——每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺、輛）； a%——備品率，一般取2%~4%； B%——廢品率，一般取0.3%~0.7%。 根據(jù)上式就可以計算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。 根據(jù)本零件的設計要求，Q=10000臺，m=1件/臺，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數(shù)據(jù)代入生產(chǎn)綱領(lǐng)計算公式得出N=10351件/年，零件質(zhì)量約0.27kg， 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]表1-4，表1-5可知該零件為輕型零件，本設計零件氣門搖臂軸支座的的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 第三章 毛坯的確定 第4章 擬定工藝路線 4.1 定位基準的選擇 工件在加工時，用作定位的基準稱為定位基準。正確的選擇定位基準，對保證零件技術(shù)要求、確定加工先后順序有著至關(guān)重要的影響。定位基準可分為粗基準和精基準，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準稱為粗基準；在后續(xù)的加工工序中，采用已加工的表面作定位基準，稱為精基準。為使所選的定位基準能保證整個機械加工工藝過程順利進行，在選擇定位基準時，一般先根據(jù)零件的加工要求選擇精基準，然后再考慮用哪一組表面作粗基準才能將精基準的表面加工出來，從而確定粗基準。 4.1.1 精基準的選擇 根據(jù)定位基準的選擇原則，氣門搖臂軸支座是形狀比較簡單的帶孔零件，倆Ф18孔以及孔Ф11 均為零件設計基準，均可選為定位基準，而且倆 Ф18孔 設計精度較高（亦是裝配基準和測量基準），工序?qū)才胚@兩個孔在最后進行，為遵循“基準重合”原則，因此選擇加工后的36mm下底面和Ф11 孔作為精基準. 4.1.2 粗基準的選擇 在該零件需要加工的表面中，由于外圓面上有分型面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，應選Ф28外圓端面及未加工的36mm下端面為粗基準。 4.2 擬定工藝路線 4.2.1 零件表面加工方法的選擇 （1）所選加工方法的加工經(jīng)濟精度范圍要與加工表面所要求的精度、粗糙度相適應。 （2）所選加工方法能確保加工面的幾何形狀精度、表面相互位置精度的要求。 （3）所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應。 （4）所選加工方法要與零件的生產(chǎn)類型相適應。 （5）所選加工方法要與企業(yè)現(xiàn)有設備條件和工人技術(shù)水平相適應。 根據(jù)本零件圖上所標注的各加工表面的技術(shù)要求，結(jié)合查表確定本零件個加工表面的加工方法如表4.1所示： 表4.1 氣門搖臂軸支座各加工表面方案 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra 加工方案 Ф22上端面 IT14 12.5 粗銑 36下端面 IT12 6.3 粗銑→半精銑 Ф28前端面 IT11 3.2 粗銑→半精銑 Ф28后端面 IT11 3.2 粗銑→半精銑 Ф26前端面 IT14 12.5 粗銑 Ф26后端面 IT14 12.5 粗銑 Ф11通孔 IT14 12.5 鉆 Ф3偏10o內(nèi)孔 IT14 12.5 鉆 倆Ф18通孔 IT8 1.6 擴→鉸 4.2.2 零件加工順序的安排 在安排機械加工工序時，應根據(jù)加工階段的劃分、基準的選擇和被加工表面的主次來決定，一般應遵循以下幾個原則： （1）先基準后其他 先加工36mm下端面以及Ф11 通孔。 （2）先修正后加工 先進行粗加工工序，后進行精加工工序。 （3）先主后次、先粗后精 先加工主要表面Ф28和Ф26外圓前后端面，倆Ф通孔，后加工次要表面Ф3偏10o 內(nèi)孔。 （4）先面后孔 先加工36mm下端面，Ф22 上端面，后加工Ф11 通孔；先加工Ф28 和 Ф26外圓前后端面，后加工倆Ф通孔。 4.2.3 確定工序集中和分散的程度 本零件需要采用工序集中原則安排零件的加工工序。本零件氣門搖臂軸支座的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以給各機床設計配以專用夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則減少工件的裝夾次數(shù)，不但能縮短輔助時間，而且由于在裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 4.2.4 選擇各工序加工設備及工藝裝備 機床及工藝裝備的選擇是制定工藝規(guī)程的一項重要工作，它不但直接影響工件的加工質(zhì)量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。 （1）機床的選擇原則 機床的加工尺寸范圍應與零件的外廓尺寸相適應； 機床的精度應與工序要求的精度相適應； 機床的功率應與工序要求的功率相適應； 機床的生產(chǎn)率應與工件的生產(chǎn)類型相適應； 還應與現(xiàn)有的設備條件相適應。 （2）夾具的選擇 本零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，所用的夾具應為專用夾具。 （3）刀具的選擇 刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度以及表面粗糙度、生產(chǎn)率及經(jīng)濟性等。在選擇時應盡可能采用標準刀具，必要時可采用符合刀具和其他專用刀具。 （4）量具的選擇 量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所檢驗的精度來選擇。在單件小批量生產(chǎn)中應采用通用量具，在大批量生產(chǎn)中則采用各種量規(guī)和一些高生產(chǎn)率的專用量具。 所選擇加工工藝裝備如表4.2所示： 表4.2 各工序工藝裝備選用 工序號 機床設備 刀具 量具 工序Ⅰ 鑄 —— 游標卡尺 工序Ⅱ 檢 游標卡尺 工序Ⅲ 熱處理 游標卡尺 工序Ⅳ 銑 數(shù)控立式升降臺銑床（XK5012） 硬質(zhì)合金端銑刀 游標卡尺 工序Ⅴ 銑 數(shù)控立式升降臺銑床（XK5012） 硬質(zhì)合金端銑刀 游標卡尺 工序Ⅵ 鉆 立式鉆床Z525 直柄麻花鉆Ф11 卡尺、塞規(guī) 工序Ⅶ 銑 數(shù)控立式升降臺銑床（XK5012） 硬質(zhì)合金端銑刀 游標卡尺 工序Ⅷ 銑 數(shù)控立式升降臺銑床（XK5012） 硬質(zhì)合金端銑刀 游標卡尺 工序Ⅸ 鉆 TX217臥式鉆床 擴鉆、機用鉸刀 內(nèi)徑千分尺，塞規(guī) 工序Ⅹ 鉆 立式鉆床Z525 直柄麻花鉆Ф3 塞規(guī) 工序Ⅺ 鉗 —— 游標卡尺 工序Ⅻ 檢 內(nèi)徑千分尺、游標卡尺、塞規(guī) 4.3 加工工序設計 4.3.1 工序間加工余量的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]，并綜合對毛坯尺寸以及機械加工工藝路線的分析，確定各工序加工余量如表4.3所示： 表4.3 各工序加工余量表 工序號 工步號 工步內(nèi)容 加工余量/mm 工序Ⅳ 1 粗銑36mm下底面 3 2 半精銑36mm下底面 1 工序Ⅴ 1 粗銑Ф22上端面 4 工序Ⅵ 1 鉆Ф11通孔 11 工序Ⅶ 1 粗銑Ф28前端面 3 2 粗銑Ф26前端面 4 3 半精銑Ф28前端面 1 工序Ⅷ 1 粗銑Ф28后端面 3 2 粗銑Ф26后端面 4 3 半精銑Ф28后端面 1 工序Ⅸ 1 擴孔至Ф17.85 0.85 2 粗鉸至Ф17.94 0.09 3 精鉸至Ф18H9 0.06 工序Ⅺ 1 鉆Ф3偏10o內(nèi)孔 3 4.3.2 切削用量以及基本時間定額的確定 工序Ⅳ 加工36mm下端面 1.工步一 粗銑36mm下端面 （1）切削深度為 ap=3mm （2）進給量的確定 此工序選擇用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，D1=70mm，d=27mm，L=36mm，L1=30mm，齒數(shù)為z=10，根據(jù)所選擇的XK5012立式式銑床功率為4KW，查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-146，得fz=0.20~0.09 ，取fz=0.09mm/r，f=0.0910=0.9mm/r （3）切削速度的確定 通過以下公式計算切削速度 （4.1） 式中： vc——切削速度，m/min 通過公式計算實際切削速度 （4.2） 根據(jù)所知的零件材料為HT250,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度vc=95m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=380r/min，然后計算實際切削速度 （4）基本時間的確定 銑削常用符號如下： ——銑刀齒數(shù) ——銑刀每齒的進給量，mm/z ——工作臺的水平進給量，mm/min ——工作臺的進給量，mm/min， ——銑削寬度，mm ——銑削深度，mm ——銑刀直徑，mm 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式： （4.3） 工作臺進給量： fm= fzzn （4.4） 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=380r/min，工作臺進給量 fm= fzzn=0.0910380=342 mm/min 根據(jù)機床說明書取fM=320mm/min；切削加工面L=36mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 。 2.工步二 半精銑36mm下端面 （1）切削深度為 ap=1mm （2）進給量的確定 此工序選擇用YG8硬質(zhì)合金端銑刀，查表硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，D1=70mm，d=27mm，L=36mm，L1=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的XK5012立式銑床功率為4KW，取fz=0.1mm/r，f=0.110=1mm/r 。 （3）切削速度的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-157 ，vc=124m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]機床主軸轉(zhuǎn)速表，確定n=490r/min，再計算實際切削速度 （4）基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=490r/min，工作臺進給量 fM= fzzn=110255=255 mm/min 根據(jù)機床說明書取fm=230mm/min；切削加工面L=36mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 工序Ⅴ 粗銑Ф22上端面 (1)背吃刀量為 ap=4mm。 (2)進給量的確定 此工序選擇用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，D1=70mm，d=27mm，L=36mm，L1=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的XK5012立式銑床功率為4KW，查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-146，得，取，f=0.0910=0.9mm。 （3）切削速度的確定 根據(jù)所知的零件材料為HT250,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度vc=95m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速 查《機械制造基礎課程設計基礎教程》[3]表4-18得n=380r/min，然后計算實際 （4）基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=380r/min，工作臺進給量 。 根據(jù)機床說明書取=320mm/min；切削加工面L=22mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得， 工序Ⅵ 鉆Ф11通孔 （1）鉆孔直徑為 ap=11mm （2）進給量和切削速度的確定 選用硬質(zhì)合金鉆頭直柄麻花鉆，鉆頭參數(shù)如下：，查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-134，，取f=0.1，，取vc=60m/min，根據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算主軸轉(zhuǎn)速 查立式鉆床Z525主軸轉(zhuǎn)速表，取n=1360r/min，計算實際切削速度， 。 （3）基本時間的確定 首先查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表2-26，查得鉆削機動時間計算公式， （4.5） （4.6） =（1～4）， （4.7） 鉆孔深度為，，=2，所以 工序Ⅶ 粗銑以及半精銑Ф28和Ф26前端面 1.工步一 粗銑Ф28前端面 （1）切削深度為 。 （2）進給量的確定 此工序選擇用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的XK5012立式銑床功率為4KW，查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[２]表5-146，得 取fz=0.09mm/r， mm/r。 （3）切削速度的確定 根據(jù)所知的零件材料為HT250,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=95m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=380r/min，然后計算實際 。 （4）基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[3]表2-28，根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=380r/min，工作臺進給量 fzzn=0.0910380=342 mm/min。 根據(jù)機床說明書取fM=320mm/min；切削加工面L=28mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 2.工步二 粗銑Ф26前端面 （1）切削深度為 。 （2）進給量的確定 此工序選擇用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的XK5012立式銑床功率為4KW,查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.09mm/r f=0.09x10=0.9mm/r。 （3）切削速度的確定 根據(jù)所知的零件材料為HT250,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=95m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[]表4-18得n=380r/min，然后計算實際。 （4）基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表2-28，根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=380r/min，工作臺進給量 fM=fzzn=0.0910380=342mm/min 根據(jù)機床說明書取fM=320mm/min；切削加工面L=26mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 3.工步三 半精銑Ф28前端面 （1）切削深度為 （2）進給量的確定 此工序選擇用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的XK5012立式銑床功率為4KW,查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.09mm/r， mm/r。。 （3）切削速度的確定 根據(jù)所知的零件材料為HT250,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=95m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=380r/min，然后計算實際 。 （4）基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表2-28，根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=380r/min，工作臺進給量 = fzzn=0.09103080=342 mm/min 根據(jù)機床說明書取=320mm/min；切削加工面L=28mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 工序Ⅷ 粗銑以及半精銑Ф28和Ф26后端面 1.工步一 粗銑Ф26后端面 （1）切削深度為 （2）進給量的確定 此工序選擇用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的XK5012立式銑床功率為4KW,查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.09mm/r，mm/r。 （3）切削速度的確定 根據(jù)所知的零件材料為HT250,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=95m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=380r/min，然后計算實際 。 （4）基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表2-28，根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=380r/min，工作臺進給量 fM=fzzn=0.0910380=342 mm/min 根據(jù)機床說明書取fM=320mm/min；切削加工面L=26mm， 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 2.工步二 粗銑Ф28后端面 （1）切削深度為 （2）進給量的確定 此工序選擇用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的XK5012立式銑床功率為4KW,查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.09mm/r， mm/r。 （3）切削速度的確定 根據(jù)所知的零件材料為HT250,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=95m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=380r/min，然后計算實際。 （4）基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表2-28，根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=380r/min，工作臺進給量 fM=fzzn=0.0910380=342mm/min 根據(jù)機床說明書取fM=320mm/min；切削加工面L=28mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 3.工步三 半精銑Ф28后端面 （1）切削深度為 （2）進給量的確定 此工序選擇用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW，查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.09mm/r， mm/r。 （3）切削速度的確定 根據(jù)所知的零件材料為HT250,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=95m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速 查《機械制造基礎課程設計基礎教程》[3]表4-18得n=380r/min，然后計算實際 。 （4）基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表2-28，根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=380r/min，工作臺進給量 fM=fzzn=0.0910380=342mm/min 根據(jù)機床說明書取fM=320mm/min；切削加工面L=28mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 工序Ⅸ 擴→粗鉸→精鉸倆Ф18的孔 1.工步一 擴孔至Ф17.85 （1）切削深度為 （2）進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-87，確定擴孔鉆使用YG8硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，選，查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-128，查得，取，再查《機械加工工藝師手冊》[10]表28-33，確定，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速， 查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表，取，再計算實際切削速度 。 （3）基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42， 2.工步二 粗鉸至Ф17.94 （1）切削深度為 （2）進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-93，確定鉆頭使用硬質(zhì)合金直柄機用鉸刀，參數(shù)如下，查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-136，知進給量，取f=0.2mm/r，因為此工步是粗鉸，查得，取vc=60m/min，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速 r/min 查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表，取，再根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計算實際的切削速度 。 （3）基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，知擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42， 2.工步三 精鉸至Ф18H9 （1）切削深度為 （2）進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-93，確定鉆頭使用硬質(zhì)合金直柄機用鉸刀，參數(shù)如下，查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-136，知進給量，取f=0.2mm/r，因為此工步為精鉸，查得，取vc=6m/min，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速 r/min 查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表，取n=100r/min，再根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計算實際的切削速度 m/min （3）基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42， 工序Ⅹ 鉆偏內(nèi)孔 （1）切削深度為 （2）進給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭使用硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：，查表《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表5-134，查得，，取mm/r，查得，vc=55m/min，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速 r/min 查Z525立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表，取，再計算實際切削速度 。 基本時間的確定 首先查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[2]表2-26，鉆孔深度，，，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42，所以 。 4.4 編制工藝文件 工藝路線擬定之后，就要確定各工序的具體內(nèi)容，其中包括工序余量、工序尺寸及公差的確定；工藝裝備的選擇；切削用量、時間定額的計算等。在此基礎上，設計人員還需要將上述零件工藝規(guī)程設計的結(jié)果以圖表、卡片和文字材料的形式固定下來，以便貫徹執(zhí)行。這些圖表、卡片和文字材料統(tǒng)稱為工藝文件。 第5章 第Ⅳ號工序夾具設計 本設計零件為大批量生產(chǎn)零件，為了保證加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，并降低勞動強度，需要設計專用夾具。第Ⅳ號工序是零件加工的第一個面，在此設計一套完善的銑床夾具。 5.1 夾具結(jié)構(gòu)方案 36mm端面是工序中完成毛坯加工的第一道工序，所以各面都不適合做基準來設計夾具。觀察毛坯圖會發(fā)現(xiàn)只有倆孔適合定位，我們可以采用倆軸固定倆Ф17孔，這樣就限制了零件5個自由度，在將倆軸固定在夾具體上如圖5.1所示： 圖5.1 零件固定結(jié)構(gòu) 如此設計零件6個自由度都已限制，但是Ф28倆端面會可能出現(xiàn)跳動，若出現(xiàn)了跳動，零件加工的36mm端面將不平，并影響接下了其他工序。為避免這樣的問題出現(xiàn)，我們需要想辦法固定中心軸，可以如圖5.2設計： 圖5.2 零件加固結(jié)構(gòu) 5.2 夾具固定方案 考慮好零件與夾具之間的位置關(guān)系后，應考慮夾具與機床的固定。因為是銑床夾具，所以可以在夾具體底部加鍵，插入機床中便于加固定位 圖5.3 夾具定位圖 考慮夾具體在銑床上夾緊形式，在倆測設計U型開口，利用螺栓將夾具體固定在銑床上如圖5.4： 圖5.4 夾具體俯視圖 5.3 確定夾具裝配圖和裝配尺寸 根據(jù)上述設計決定夾具體的尺寸長329、寬140、高112，并繪制裝配圖如圖5.5： （a）正視圖 （b）俯視圖 （c）側(cè)視圖 圖5.5 銑床夾具裝配圖 尺寸要求： （1）根據(jù)零件圖上兩孔間中心距，設計定心軸與Ф17圓柱銷中心線之間的尺寸為（560.025）mm，且其公差值取為零件尺寸（560.05）mm的公差值的1/2～1/5； （2）為保證兩孔與零件底面平行度公差為0.04，夾具中，定心軸和Ф17圓柱銷中心軸線與夾具體底板上端面的平行度取為0.04； （3）標注配合尺寸：Ф和Ф 第6章 第Ⅸ號工序夾具設計 第Ⅸ號工序?qū)椎木纫蟊容^高，應利用好已加工好的幾個基準，以使零件達到更高的精度要求。 6.1 夾具的結(jié)構(gòu)方案 6.1.1 確定定位方案，制作定位元件 仔細觀察零件圖，根據(jù)圖中零件的位置尺寸要求和行為精度要求，以確定夾具的結(jié)構(gòu)方案。 圖6.1 氣門搖臂軸主要形位尺寸圖 如圖6.1，工序加工要求保證位置精度主要兩加工孔中心距尺寸（560.05）mm及平行度公差0.04mm，還有左Φ18孔與底面尺寸（240.03）mm以及右Φ18孔與底面尺寸（500.05）。根據(jù)基準重合原則，應選擇Φ11孔和地面為主要定位基準，即工序簡圖中所規(guī)定的定位基準是恰當?shù)?。定位元件選擇用一個長定心軸，定心軸與定位孔的配合尺寸為Φ，定心軸下端部分設計成螺桿樣式擰緊固定在夾具體上。定位結(jié)構(gòu)圖如圖6.2所示： 圖6.2 定位結(jié)構(gòu)圖 6.1.2 確定導向裝置 本工序兩孔加工的精度要求比較高，采用一次裝夾完成擴，粗鉸，精鉸3個工步的加工，故此夾具可以采用與孔尺寸相應的快換鉆套做導向元件，相對應的臥式鉆床上面采用快換夾頭如圖6.3所示： 圖6.3 定向裝置 如圖所示，兩快換鉆套與襯套間的配合尺寸均為Φ26，鉆模板與襯套之間的配合尺寸均為Φ35。 6.1.3 夾緊機構(gòu) 在機械加工工藝設計中，已確定氣門搖臂軸支座的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，所以在此工序夾具中選擇螺旋夾緊機構(gòu)夾緊。如下圖所示，在定心軸上端部分直接做出一段螺桿，裝夾工件時，先將工件定位孔裝在定心軸上，完成定位，然后在工件與螺母之間插上墊圈，最后擰緊螺母完成壓緊工件如圖6.4所示： 圖6.4 夾緊機構(gòu) 6.1.4 輔助定位裝置 因為零件的6個自由度并未完全限制，所以在這些裝置基礎上加輔助定位裝置。我們可以在Ф26后端面處增加輔助支承，具體機構(gòu)圖如圖6.5： 圖6.5 輔助定位機構(gòu) 6.2 設計夾具體 夾具體的設計應考慮完全，需要使上述各部分裝置通過夾具體能夠連接起來，形成一個整體?？紤]夾具和機床的連接，鉆模板鉆套位置與零件孔要對其，所以鉆模板得立起來，可以在夾具體上設立倆相應位置的板，用螺栓和圓柱銷固定鉆模板如圖6.6： （a）正視圖 （b）側(cè)視圖 圖6.6 固定鉆模板視圖 6.3 確定夾具裝配圖和裝配尺寸 根據(jù)上述裝配要求決定裝配總尺寸長345、寬172、高112并繪制裝配圖如圖6.7： （a）正視圖 （b）俯視圖 （c）側(cè)視圖 圖6.7 鉆床夾具裝配圖 三視圖中并不能看到是如何定位和夾緊的，所以需要追加視圖，在俯視圖中A-A部分剖開，畫出剖面圖，如圖6.4。 尺寸要求： （1）根據(jù)零件圖上兩孔間中心距，設計兩鉆套中心線之間的尺寸為（560.025）mm，且其公差值取為零件尺寸（560.05）mm的公差值的1/2～1/5； （2）為保證兩孔與零件底面平行度公差為0.04，夾具中，兩鉆套中心軸線與夾具體底板上端面的平行度取為0.04； （3）標注配合尺寸：Ф，Ф，Ф和Ф 第7章 總結(jié) 到此為止，經(jīng)過大約三個月的努力后，我順利完成了氣門搖臂軸支座的機械制造工藝分析及其夾具設計。剛開始時，我對制造工藝只是有一點感性的認識，但現(xiàn)在我已熟悉了制造工藝的國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢，并能設計一套完善的工藝方案。對與零件的設計制造，機械刀具的選用，機床設備的選用及零件加工工藝過程說明我有了較深刻的領(lǐng)會，同時對夾具設計也較為清楚。 在此畢業(yè)次設計中，由于許多基礎理論知識已經(jīng)遺忘，這使得我們需要重新溫習知識，因此我在設計時幾乎又重新翻遍了大學里所有的書籍，并因為設計需要，我還學會了查閱課外機械相關(guān)手冊，這些都提高了我分析解決實際問題和對專業(yè)知識的綜合運用能力的能力?？梢哉f，畢業(yè)設計讓我又鞏固了大學四年所學的大部分知識，也檢驗了我的綜合素質(zhì)和實際能力。 雖然本次設計中我很努力，但還是有一些不足：我對很多工藝并未了解，有時候有些想法很很直白，但卻沒有依據(jù)。其實在生產(chǎn)中很多零件和加工工藝都有自己的標準，對于這些標準的不了解，我差點編制了不能出現(xiàn)的零件，這時候還需要老師的提點。 在以后的工作學習中，我會更嚴格的要求自己，一定做到求真務實，加強自己對機械領(lǐng)域的認識，關(guān)注學習前沿的科學技術(shù)，開拓自己的知識面。 經(jīng)過此次畢業(yè)設計，我更加的了解了機械，也更加喜歡了機械，我會在未來的日子里在工程師的道路上越走越遠的。 參考文獻 [1] 成大先，機械設計手冊第一卷（第五版）[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2007.11 [2] 崇凱，機械制造技術(shù)基礎課程設計指南[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2006 [3] 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