畢業(yè)設(shè)計（論文）氣門搖臂軸支座加工工藝及其夾具設(shè)計（含全套CAD圖紙）

1、全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計 支座加工工藝及其夾具設(shè)計the design of dearing processing technology and fixture 由于部分原因，說明書已刪除大部分，完整版說明書，cad圖紙等，聯(lián)系153893706學(xué)生姓名：學(xué) 號：年級專業(yè)及班級：2008級機(jī)械設(shè)計制造及其 指導(dǎo)老師及職稱：學(xué) 部：理工學(xué)部 提交日期：2012年 5月 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本

2、文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時，本論文的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院、指導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計作者簽名： 年 月 日目 錄 摘要1關(guān)鍵詞11 前言11.1 選題研究意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1 1.2 課題背景知識 2 1.2.1 零件作用2 1.2.2 柴油機(jī)相關(guān)知識介紹32 支座的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計32.1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定3 2.1.1 零件的作用3 2.1.2 零件的工藝分析4 2.1.3 確定零件的生產(chǎn)類型52.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖62.2.1 選擇毛坯種類62.2.2

3、 確定毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量7 2.2.3 設(shè)計毛坯圖8 2.2.4 繪制毛坯圖8 2.3 選擇加工方法，制定工藝路線9 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇9 2.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則9 2.4 各表面的加工方法的選擇102.5 加工階段的劃分和工序集中與分散的確定112.6 工序的安排122.7 工序的機(jī)床設(shè)備、工藝裝備和輔助工具132.8 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定142.9 切削用量和時間定額的確定153 支座專用夾具的設(shè)計223.1 半精銑36mm下端面夾具設(shè)計22 3.1.1 確定定位方案，選擇定位元件223.1.2 切削力及夾緊分析計算233.1.3 確定夾緊機(jī)構(gòu)24 3.1.

4、4 確定夾具體裝置24 3.1.5 繪制夾具總圖243.2 孔加工夾具設(shè)計25 3.2.1 確定定位方案，定位基準(zhǔn)的選擇25 3.2.2 定位誤差分析25 3.2.3 導(dǎo)向裝置的確定25 3.2.4 夾緊裝置的設(shè)計25 3.2.5 切削力及夾緊力的計算26 3.2.6 檢驗(yàn)夾緊元件的強(qiáng)度27 3.2.7 設(shè)計夾具體27 3.2.8 液壓控制回路的確定283.2.9 液壓回路的綜合和整理294 結(jié)論295 參考文獻(xiàn) 31致謝31附錄32支座加工工藝及其夾具設(shè)計 摘 要：本設(shè)計是支座加工工藝及其夾具設(shè)計，主要任務(wù)是半精銑36mm下端面和鉆18孔、支座的加工工藝規(guī)程編制、編寫工序卡片。其零件為鑄件，

5、具有體積小，零件結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，此零件的孔加工精度高于面，所以采用先面后孔的加工順序，各工序夾具都采用專用夾具，其中在鉆18孔時，采用了液壓夾緊，機(jī)構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。 關(guān)鍵詞：加工工藝；工藝規(guī)程編制；夾具設(shè)計 the design of bearing processing technology and fixture abstract：this paper is designed for bearing processing technology and fixture. the main task is to work out the half fine milling und

6、er 36mm,18 holes, bearing the processing technology of the rules of procedure, and write cards. its parts are casting, which is small and of simple structure. moreover, the components of the hole processing is higher than that of the surface, so the processing order of surface first is taken. the fi

7、xture special jig is adopted in each working procedure.,among which in a drill 18 holes, the hydraulic clamping is used, which is simple, convenient and can meet the requirements. keywords：processing technology;design of process flow;design of clamp 1 前言1.1 選題研究意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，是國民經(jīng)濟(jì)的

8、主要支柱，是生產(chǎn)力的主要組成部分。機(jī)械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機(jī)械制造業(yè)本身提供機(jī)械制造裝備。機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平，主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度。機(jī)床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。在設(shè)計過程中應(yīng)深入實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，汲取國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計方案，再進(jìn)行具體設(shè)計。而夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。在此設(shè)計過程中，我們必須學(xué)會填寫工序卡片，工序卡片正確與否是關(guān)系整個生產(chǎn)

9、過程的，而工藝規(guī)程的作用是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件；是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理工作的依據(jù)；是新建、擴(kuò)建或改建機(jī)械制造廠的主要技術(shù)資料?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有一定生產(chǎn)能力的工廠中約擁有1300015000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專業(yè)夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有大約15%左右，特別最近幾年來柔性制造系統(tǒng)（fms）、數(shù)控機(jī)床（nc）、加工中心（mc）和成組加工（gt）等新技術(shù)被廣泛應(yīng)用和推廣，使

10、中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下的新要求：（1）能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；（2）能裝夾一組相似性特征的零件。目前，大批量生產(chǎn)正逐漸成為現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)新的生產(chǎn)模式。在這種模式中，要求加工機(jī)床和夾具裝備具有更好的柔性，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間、降低生產(chǎn)成本，所以，按手動夾緊的方法已不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求，而氣動、液壓夾緊等夾具正是適應(yīng)這一生產(chǎn)模式的工裝設(shè)備。它對縮短工藝裝備的設(shè)計、制造周期起到至關(guān)重要的作用。國內(nèi)外為了適應(yīng)這種生產(chǎn)模式，也把柔性制造系統(tǒng)作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，并將其作為機(jī)械制造業(yè)的主要發(fā)展。1.2 課題背景知識1.

11、2.1 零件作用本設(shè)計所設(shè)計的零件是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)的一個重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂。直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機(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，工作時會和軸向配合工作，起到支撐的作用，直徑11mm的孔用m10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3mm的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。1.2.2 柴油機(jī)相關(guān)知識介紹 簡介柴油機(jī)是用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)。柴油機(jī)屬于壓縮點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)，它又常以主要發(fā)明

12、者狄塞爾的名字被稱為狄塞爾引擎。柴油機(jī)在工作時，吸入柴油機(jī)氣缸內(nèi)的空氣，因活塞的運(yùn)動而受到較高程度的壓縮，達(dá)到500700的高溫。然后將燃油以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣混合形成可燃混合氣，自動著火燃燒。燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上，推動活塞并通過連桿和曲軸轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功。柴油機(jī)可按不同特征分類：按轉(zhuǎn)速分為高速、中速和低速柴油機(jī)；按燃燒室的型式分為直接噴射式、渦流室式和預(yù)燃室式柴油機(jī)等；按氣缸進(jìn)氣方式分為增壓和非增壓柴油機(jī)；按氣體壓力作用方式分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機(jī)等；按用途分為船用柴油機(jī)、機(jī)車柴油機(jī)等。隨著現(xiàn)代社會進(jìn)程的加快，柴油機(jī)發(fā)揮的社會作用不可估量，特別是在社

13、會工業(yè)化之后，柴油機(jī)作為動力內(nèi)燃機(jī)的一種，在社會的各個領(lǐng)域無處不在，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、汽車、船舶、公路工程、港口工程等，在這些領(lǐng)域里柴油機(jī)發(fā)揮著巨大的作用，為社會創(chuàng)造著巨大的效益。但是柴油機(jī)的污染排放也是一個不小的社會問題，隨著社會的發(fā)展，人類對生活質(zhì)量要求的提高，預(yù)示著人類對空氣質(zhì)量的要求也在提高，而高污染排放的柴油機(jī)必定不能滿足人類的這一生活需求，所以現(xiàn)代的設(shè)計師們正在朝著設(shè)計出高效率，低排放，質(zhì)量輕，生產(chǎn)簡單的柴油機(jī)這一目標(biāo)奮斗著，而這一目標(biāo)也將越來越近。為了創(chuàng)造出更大的效益，設(shè)計出輕便，經(jīng)久耐用，便于生產(chǎn)的氣門搖臂軸支座這一零件是很有必要的。柴油機(jī)具有熱效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍越來越廣。

14、隨著強(qiáng)化程度的提高，柴油機(jī)單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能，各國都在注重改善燃燒過程，研究燃用低質(zhì)燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進(jìn)一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染，都是柴油機(jī)的重要發(fā)展方向1。2 支座的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定2.1.1 零件的作用本設(shè)計所設(shè)計的零件是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)的一個重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂。直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機(jī)。兩孔間距56mm，

15、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，工作時會和軸向配合工作，起到支撐的作用，直徑11mm的孔用m10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3mm的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。 圖1 氣門搖臂軸支座零件圖fig1 the parts drawing of valve lock shaft bearings2.1.2 零件的工藝分析接到設(shè)計任務(wù)時，應(yīng)首先查看零件圖是否完整、正確，再就是對零件的技術(shù)要求進(jìn)行分析。參考機(jī)械加工工藝學(xué)在此零件的加工過程中，應(yīng)注意高精度表面的加工。通過對氣門搖臂軸支座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術(shù)要求

16、齊全。通過對零件圖的詳細(xì)審閱，該零件的基本工藝狀況已經(jīng)大致掌握。主要工藝狀況如下敘述：(1)零件材料：ht200，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。(2)組成表面分析：11、16、18孔及其上下端面、3斜孔、倒角、各外圓表面、各外圓輪廓表面。此處已刪除（4） 基本時間的確定根據(jù)數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min，工作臺進(jìn)給量fm= fznz=0.210255=510mm/min根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊8，表30-9查得l1+ l2=7mm取fm=480mm/min；切削加工面l=26 tj= = =0.07min工步三

17、半精銑28前后端面（1） 切削深度 ap=1 mm（2） 進(jìn)給量的確定 此工序選擇yg8硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(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x6132臥式銑床功率為5kw，查機(jī)械加工工藝手冊8得fz=0.100.24mm/z 取fz=0.20mm/z 則 f=0.110=1mm/r（3） 切削速度的確定 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊8表5-157，選擇切削速度vc=124m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速n= = 495 r/min,查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計基礎(chǔ)教程3表4-18得n=490 r/min,然后計算實(shí)

18、際vc= =123m/min（4） 基本時間的確定根據(jù)數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=490r/min，工作臺進(jìn)給量fm= fznz=0.110490=490mm/min根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊8，表30-9查得l1+ l2=7mm取fm=480mm/min；切削加工面l=28 tj= = =0.07min工序90 鉆擴(kuò)粗鉸精鉸18的孔工步一 鉆17的通孔（1） 切削深度 ap=17 mm（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 根據(jù)這兩孔最終要求的表面的粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=17mm，l=184mm，l1=125mm，查表機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表5-134，查得，

19、f=0.080.16mm/ r取f=0.1mm/r，vc=5070m/min,取vc=60m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速n= =1124r/min，查立式鉆床z525主軸轉(zhuǎn)速表，取n=1000r/min,實(shí)際切削速度，vc= =53m/min（3） 基本時間的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表2-26，查得鉆削機(jī)動時間計算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)鉆孔深度l=37mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.33min工步二 擴(kuò)孔至17.85（1） 切削深度 ap=0.85mm（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 選擇鉆頭為硬質(zhì)合金yg8直柄麻花鉆，查表選擇如下參

20、數(shù)鉆頭：d=17.75mm，l=19mm，l1=130mm，查表機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表5-134，查得，f=0.91.1mm/ r取f=1mm/r，vc=59m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速n= =1052r/min，查立式鉆床z525主軸轉(zhuǎn)速表，取n=1000r/min,實(shí)際切削速度，vc= =56m/min（3） 基本時間的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表2-26，查得鉆削機(jī)動時間計算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)鉆孔深度l=37 mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.44min工步三 鉸孔至17.94（1） 切削深度 ap=0.09 mm

21、（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 選擇鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機(jī)用鉸刀，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=18mm，l=182mm，l1=56mm，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表5-136，查得，f=0.20.4mm/r，取f=0.2mm/r，vc=6080m/min,取vc=60m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速n= =1061r/min，查表，取n=1000r/min,實(shí)際切削速度，vc= =56 m/min（3） 基本時間的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表2-26，查得鉆削機(jī)動時間計算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)鉆孔深度l=37 mm，l1=3，l2=3，所以tj= =

22、 =0.43min工步四 精鉸至18（1） 切削深度 ap=0.06mm（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 選擇鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機(jī)用鉸刀，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=18mm，l=182mm，l1=56mm，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表5-136，查得，f=0.20.4mm/r，取f=0.2mm/r，vc=610m/min,取vc=6m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速n= =106r/min，查表，取n=80r/min,實(shí)際切削速度，vc=80r/min,實(shí)際切削速度，vc= =4.5m/min（3） 基本時間的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表2-26，查得鉆削機(jī)動時間計算公式，tj= ，l1

23、= cotka+(12),l2=(14)鉸孔深度l=37mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =5.5min工序100 鉆擴(kuò)粗鉸精鉸16的孔工步一 鉆15的通孔（1） 切削深度 ap=15mm（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 根據(jù)這兩孔最終要求的表面的粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=15mm，l=169mm，l1=114 mm，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表5-134，查得，f=0.080.16mm/ r取f=0.1mm/r，vc=5070m/min,取vc=60m/ min，計算主軸轉(zhuǎn)速n= =1273 r/min，查表，取n=1220 r/min

24、,實(shí)際切削速度，vc= =57m/min（3） 基本時間的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表2-26查得鉆削機(jī)動時間計算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)鉆孔深度l=16 mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.19min工步二 擴(kuò)孔至15.85（1） 切削深度 ap=0.85 mm（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 選擇鉆頭為硬質(zhì)合金yg8直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=15.85mm，l=178mm，l1=120mm，查表機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表5-134，查得，f=0.91.1mm/ r取f=0.9mm/r，vc=52m/min，計算主軸

25、轉(zhuǎn)速n= =1044r/min，查立式鉆床z525主軸轉(zhuǎn)速表，取n=1000r/min,實(shí)際切削速度，vc= =50m/min（3） 基本時間的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表2-26，查得鉆削機(jī)動時間計算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)鉆孔深度l=16mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.23min工步三 鉸孔至15.95（1） 切削深度 ap=0.1mm（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 選擇鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機(jī)用鉸刀，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=16mm，l=170mm，l1=52mm，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表5-136，查得，f=0.2

26、0.4mm/r，取f=0.2mm/r，vc=6080 m/min,取vc=60m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速n= =1194r/min，查表，取n=1000r/min,實(shí)際切削速度，vc= =50m/min（3） 基本時間的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表2-26，查得鉆削機(jī)動時間計算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)鉆孔深度l=16 mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.23min工步四 精鉸至16（1） 切削深度 ap=0.05mm（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 選擇鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機(jī)用鉸刀，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=16mm，l=195mm，l1=

27、60mm，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表5-136，查得，f=0.20.4mm/r，取f=0.2mm/r，vc=610m/min,取vc=6m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速n= =119.2r/min，查表，取n=125r/min,實(shí)際切削速度，vc= =6.28 m/min（3） 基本時間的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表2-26，查得鉆削機(jī)動時間計算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)鉸孔深度l=16，l1=3，l2=4，所以tj= = =1.84min工序110 鉆3偏10內(nèi)孔（1） 切削深度 ap=18mm（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 選擇鉆頭為硬質(zhì)合金直

28、柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=3mm，l=61mm，l1=33mm，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南6表5-134，查得，f=0.040.08mm/r，取f=0.05mm/r，vc=4060m/min,取vc=50m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速n= =5307r/min，查表，取n=1360r/min,實(shí)際切削速度，vc= =12.8m/min（3） 基本時間的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南9表2-26，查得鉆削機(jī)動時間計算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)鉸孔深度l=18，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.18min3 支座專用夾具的設(shè)計3.1 半精銑3

29、6mm下端面夾具設(shè)計本夾具是用來粗銑、半精銑36mm下端面，此面是作為后面工序的基準(zhǔn)面，所以在加工過程中，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。3.1.1 確定定位方案，選擇定位元件以粗銑后的22上端面和28前后端面定位，粗銑36mm下底面，半精銑36mm下底面。根據(jù)工序以及零件所要求的位置尺寸、形位精度要求來確定夾具的結(jié)構(gòu)方案。分析可以用兩塊支撐板定位，然后用單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，共限制5個自由度。定位誤差分析：兩個垂直平面定位，則：（a）=0.01+0.03=0.040.2，（b）=0，（c）=0，因此，定位精度足夠。3.1.2 切削力及夾緊

30、分析計算刀具：w18cr4v（硬質(zhì)合金端面銑刀） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： ， ， ， d=80mm, d=27mm，l=36mm，z=10，af=0.25mm/z，由機(jī)床夾具手冊7表129 可得銑削切削力的計算公式： fc=cpap1.1fz0.72d-1.1b0.9zkp(8)查得cp=294對于灰鑄鐵：kp=（ ）0.55 取hb=175，即kp=0.96由公式（7）得fc=2942.01.10.250.7280-1.1600.9100.96=640.69（n）由資料金屬切削機(jī)床設(shè)計7查得垂直切削力：fcn=0.9fc=576.62(n)背向力：fp=0.55fc=352.38(n)根據(jù)工件受

31、力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： (9) 安全系數(shù)k可按下式計算： (10) 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查機(jī)床夾具設(shè)計手冊7121可知其公式參數(shù)：由此可得：k=1.21.21.01.21.31.01.0=2.25由公式（8）得 wk=kfc=640.692.25=1441.55(n) wk=kfcn=576.722.25=1297.62(n) wk=kfp=352.382.25=792.86(n)由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，

32、決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。查機(jī)床夾具手冊71226可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：(11)式中參數(shù)由機(jī)床夾具手冊7可查得：, 其中： l=36mm q=25n 由公式（10得 螺旋夾緊力：w0=2564（n） 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件. 由上述計算易得： 由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。3.1.3 確定夾緊機(jī)構(gòu) 在機(jī)械加工工藝設(shè)計中，已經(jīng)確定支座的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，根據(jù)零件加工的實(shí)際情況，在此工序夾具中選擇單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，這樣可以保障夾

33、緊的可靠。具體機(jī)構(gòu)圖如下：圖3 單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)fig3 the clamping institutions of single spiral3.1.4 確定夾具體裝置 對于銑床夾具，在機(jī)床的定位是以夾具體的底面放在銑床工作臺面上，再通過兩個定向鍵與機(jī)床工作臺的t形槽相連接來實(shí)現(xiàn)的，兩定向鍵之間的距離應(yīng)盡可能遠(yuǎn)些。刀具相對夾具位置圓形對到塊其高度為2mm的塞尺來確定，以保證加工面的精度要求。切屑在加工過程中應(yīng)該順利地排除到家具外，否則會影響工件的正確定位，所以在夾具體設(shè)計上應(yīng)有容屑溝10。3.1.5 繪制夾具總圖 進(jìn)行切削力，夾緊力以及定位誤差的計算，以確定夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和尺寸及定位元件的結(jié)

34、構(gòu)尺寸和精度。另外還要根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需的空間范圍及機(jī)床工作臺的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖11。夾具中的非標(biāo)零件都必須繪制零件圖；見附圖零件圖。3.2 孔加工夾具設(shè)計3.1.1 確定定位方案，定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)圖紙要求，為保證加工質(zhì)量，工序基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計基準(zhǔn)相同。選擇底面作為定位基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)面是底面，定位面為環(huán)形凸臺面，限制3個自由度，孔采用定位銷定位，由于通過孔夾緊，定位銷與夾緊件拉桿做成整體。限制2個自由度，還有一個繞孔軸線旋轉(zhuǎn)自由度，采用不規(guī)則定位板，除限制自由度達(dá)到完全定位外，還能提高夾具系統(tǒng)剛性。3.2.2 定位誤差分析定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)引起的某一工

35、序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對夾具設(shè)計中采用的定位方案，只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的三分之一，或滿足裝夾+對定+過程t，即可認(rèn)為定位方案符合加工要求12。分析零件圖，得知需要保證的尺寸要求：保證孔18 中心與底面距離240.03mm，孔16中心與底面距離490.05mm。兩孔中心距560.05mm。其中兩孔中心距由鉆模板上兩鉆套的中心距保證。孔與底面的距離靠鉆模板與不規(guī)則定位板保證，3個尺寸都是以工件底面為基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為0。 3.2.3 導(dǎo)向裝置的確定導(dǎo)向裝置的設(shè)計：導(dǎo)向裝置主要是鉆模板，導(dǎo)向元件是鉆套，加工中需要鉆擴(kuò)鉸3個工步，為減少裝夾時間，減少輔助

36、時間，鉆套選擇快換鉆套，鉆套與鉆模板連接需要有襯套。當(dāng)需要換鉆套，只需要將鉆套逆時針旋轉(zhuǎn)到鉆套的削平邊，即可取出鉆套。鉆模板圖見圖4： 圖4 鉆模板fig4 drill template3.2.4 夾緊裝置的設(shè)計根據(jù)夾緊力方向的原則13（1） 夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置；（2） 夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡量小；（3） 夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。根據(jù)夾緊力作用點(diǎn)的原則 （1） 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對夾具定位支承元件或位于支承元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)；（2） 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)在工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時可采用增大工件受力

37、面積或合理布局夾緊點(diǎn)位置等措施來實(shí)現(xiàn)；（3） 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減小工件的夾緊力，防止加工過程產(chǎn)生振動14。根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點(diǎn)及定位方式，確定夾緊方式，通過前面工序加工出的11孔用拉桿定位夾緊，方向?yàn)樗较蛴?，這樣能保證主要定位基準(zhǔn)面與定位元件的良好接觸。3.2.5 切削力及夾緊力的計算（1） 切削力的計算：刀具為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，直徑d=17mm，f=0.26mm/r,查表2-23切削用量簡明手冊15 鉆孔的軸向力計算公式：fc=cfd0zff yfkf(12)其中cf=365.9，zf=1.0，yf=0.8，kf=0.9

38、4代入公式 fc=365.9171.00.260.80.94=2037n鉆孔16的軸向力fc=365.9161.00.260.80.94=1873n（2） 夾緊力的確定：分析工件夾具中的受力情況：切削力方向?yàn)榭纵S線方向，夾緊力垂直于切削力方向，由定位面與定位元件之間的摩擦力平衡切削軸向力，定位面板材料為鑄鐵，工件材料為鑄鐵，查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊16表1-10，摩擦系數(shù)為0.5.由理論力學(xué)17第6版p110公式： fs=fsfn(13)式中fs為摩擦力，fs為靜摩擦因素，fn為正壓力，代入式得： fn= =4074n，則實(shí)際夾緊力f=kfn，k為安全系數(shù)。k=k0k1k2k3k4(14)查機(jī)床

39、夾具設(shè)計手冊18，表1-2-1、表1-2-2,：k0=1.2 k1=1.2 k2=1.0 k3=1.0k4=1.0 k=1.21.21.01.01.0=1.44f=1.444074=5866.56n3.2.6 檢驗(yàn)夾緊元件的強(qiáng)度 夾緊拉桿材料為20cr,材料塑性大，受力為拉力，發(fā)生塑性變形，當(dāng)達(dá)到一定限度或斷裂，零件不能正常工作，就發(fā)生失效。失效發(fā)生在零件的薄弱環(huán)節(jié)。拉桿示意圖如下： 圖6 拉桿圖table6 the figure of clamping barsa- a截面是該零件最易失效的部分，取該截面分析：= (15)= =358mpa對塑性材料有：= 查材料力學(xué)1820cr鋼s=540

40、mpa,取ns=2,則：= =540/2=270故拉桿強(qiáng)度合格。3.2.7 設(shè)計夾具體夾具的具體各部分設(shè)計完成后，將夾具裝配圖用a0圖紙繪畫，部分主要零件也單獨(dú)用a3、a1圖紙畫，見附圖。該夾具是用于精加工的，裝配完成后，安裝在z3025鉆床的工作臺上，安裝后要檢查安裝是否存在誤差，如有應(yīng)消除，以免造成加工誤差。該夾具設(shè)計的是液壓夾緊方式，安裝完成還要檢查管道連接是否緊密，有無泄露現(xiàn)象檢驗(yàn)用油壓要高于夾緊要求的壓力，保證使用安全。夾具的操作：安裝工件時，應(yīng)檢查活塞桿是否處于松開的位置，然后使工件上11孔穿過拉桿，將底平面緊靠定位板上的3個定位支承上，兩圓柱的下端面靠近夾具體上安裝好的不規(guī)則定位

41、板上，保證工件垂直于夾具體底座。定位調(diào)節(jié)好后，將球形開口墊圈球面對準(zhǔn)11孔安裝于拉桿上6段，然后打開液壓操作手柄置于工件位置，啟動液壓缸夾緊工件。球形墊圈的作用在于液壓拉桿力作用下自動調(diào)節(jié)拉桿軸線，保持拉桿與液壓桿的同軸性。夾緊完成后，將手柄置于保壓位置，保持活塞位置不動，到加工完成。加工完成后，將手柄置于松開的位置，松開工件，取下球形開口墊圈，然后就可以取下工件。夾具的維護(hù)：夾具在使用中，應(yīng)注意檢查鉆套的磨損情況，如磨損后不能精確保證加工精度，則只需更換鉆套19.本夾具定位面板是受力的部件，應(yīng)定時檢查其是否發(fā)生受力變形，如有變形，應(yīng)及時設(shè)法修正，才能保證加工精度，為使其變形減少，需要嚴(yán)格控制

42、液壓缸的油壓，保證油壓不超過工作油壓太多。3.2.8 液壓控制回路的確定(1) 啟動：活塞處于液壓缸最左端。(2) 工進(jìn)：壓力油由左端的油管進(jìn)入油缸，推動活塞向右移動，夾緊工件。(3) 保壓：保持活塞兩端壓力相等活塞停止運(yùn)動，直到工件加工完成。(4) 工退：壓力油由右端的油管進(jìn)入油缸，推動活塞向左移動，松開工件。裝夾工件的時間約為輔助時間的1/2，輔助時間6s，則夾緊、松開工件的時間不大于3s。由于夾緊過程活塞行程不大于30mm，不需要快進(jìn)、快退過程。所以要求液壓系統(tǒng)能夠完成“工進(jìn)-保壓-工退”的工作循環(huán)即可。確定控制回路：根據(jù)液壓系統(tǒng)的要求選擇控制回路的基本回路，由上面分析知，該控制回路至少

43、要有一個換向回路，一個保壓回路，就可以達(dá)到控制要求。換向回路：選擇一個o型三位四通換向閥，其作用是利用閥心相對于閥體的運(yùn)動，使油路接通、關(guān)段或變換油路方向。從而使液壓執(zhí)行元件啟動、停止、換向。見圖7(a)保壓回路：保壓回路以保證工件在夾緊過程中工件在切削力的作用下占有正確位置，保證液壓缸中的壓力不變，這里選擇一個二位二通的電液換向閥來換向，實(shí)現(xiàn)保壓的過程。保壓回路如下圖7(b)： （a） 換向回路 （b） 保壓回路圖7 液壓基本回路fig7 basic circuits of hydraulic system單向閥：為了機(jī)床停止工作時系統(tǒng)的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性的

44、問題，必須在電液換向閥的出口處增加一個單向閥。其他元件：回路除以上基本元件外，還需要一個溢流閥，其作用是通過閥口的溢流，使被控系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。根據(jù)夾緊力的大小，則油缸需要提供的壓力要p=(5866.56/3.14282)=9.35mpa,由油缸的內(nèi)徑，選取油缸的型號為gb/t2348-1993 32210。其他輔助元件：如根據(jù)油缸的型號選取濾油器、泵20。3.2.9 液壓回路的綜合和整理將選擇的液壓元件組合成控制回路，如圖8：圖8 液壓系統(tǒng)圖fig8 the figure of hydraulic ystem4 結(jié)論時光飛逝，為期兩個多月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾

45、聲?；厥走@兩個多月的設(shè)計過程，感慨萬千。使我從中學(xué)到了以前在課內(nèi)根本就學(xué)不到的東西。受益匪淺！在這次設(shè)計過程中，使我真正的認(rèn)識到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知識，在這次設(shè)計當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。這次設(shè)計將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識的作用。在畢業(yè)設(shè)計中，首先是對工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。在畢業(yè)設(shè)計中還用到了cad制圖和一些計算機(jī)軟件，因?yàn)閷W(xué)的

46、時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。cad制圖不管是現(xiàn)在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次畢業(yè)設(shè)計真正將以前所學(xué)的聯(lián)系到實(shí)際應(yīng)用中來了。在這次畢業(yè)設(shè)計中，還有一個重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè)計，因?yàn)闄C(jī)床夾具的設(shè)計在學(xué)習(xí)的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設(shè)計過，因此，在開始的設(shè)計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計資料，終于將它設(shè)計了出來，我感到很高興，因?yàn)樵谶@之中我學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我學(xué)到了很多

47、知識，有一點(diǎn)更是重要，就是我能作為一個設(shè)計人員，設(shè)計一個零件，也因此，我了解了設(shè)計人員的思想，每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計出來，再加工的，因此，作為一個設(shè)計人員，在設(shè)計的過程中一點(diǎn)不能馬虎，每個步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，而且設(shè)計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件事都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。因此，我們也要用心去體會每個設(shè)計者的心思，這樣才能像他們一樣設(shè)計出好的作品。在這次畢業(yè)設(shè)計中，對我來說有所收獲也存在著不足之處。收獲：（1）能把以前所學(xué)的各種知識，綜合的運(yùn)用的這次設(shè)計中，鞏固了以前所學(xué)的知識。（2）學(xué)會了參閱各種資料及查各種余