機械制造技術課程設計氣門搖桿軸支座加工工藝及銑3mm槽夾具設計全套圖紙

1、遼寧工程技術大學機 械 制 造 技 術 基 礎課 程 設 計題 目： 氣門搖桿支座機械加工工藝規(guī)程及孔寬3mm槽口銑削夾具設計班級：機械11-7班 姓名： 學 號：1107100716 指導教師： 完成日期： 2014/6/21 任 務 書一、氣門搖桿支座機械加工工藝規(guī)程及孔寬3槽口銑削夾具設計二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖 1張(2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）三、上交材料1所加工的零件圖 1張2毛坯圖 1張3編制機械加工工藝過程卡片 1套4編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片 1套5繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張6繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，

2、由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張7課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內(nèi)容。（約5000-8000字） 1份四、進度安排本課程設計要求在3周內(nèi)完成。1第l2天查資料，繪制零件圖。2第37天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。3第810天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。4第1113天，完成夾具裝配圖的繪制。5第1415天，零件圖的繪制。6第1618天，整理并完成設計說明書的編寫。7第19天21天，完成圖紙和說明書的輸出打印

3、。答辯五、指導教師評語該生設計的過程中表現(xiàn) ，設計內(nèi)容反映的基本概念及計算 ，設計方案 ，圖紙表達 ，說明書撰寫 ，答辯表現(xiàn) 。綜合評定成績： 指導教師日期摘要本次課程設計課題是氣門搖桿支座機械加工工藝規(guī)程及孔寬3槽口銑削夾具設計，設計中綜合應用了機械設計，機械制造技術基礎，機械幾何精度設計等相關課程知識。本課程設計在氣門搖桿軸支座工藝規(guī)程設計過程中，詳細的分析了氣門搖桿軸支座的加工工藝，通過工藝方案的比較與分析選擇得到了符合技術要求的工序，形成了機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡。本設計進行了孔寬3槽口銑削夾具設計，闡述了定位方案的選擇、夾緊方案的確定、夾具體設計，運用CAXA2011完成了

4、此專用夾具的裝配圖和夾具體的零件圖。 全套圖紙，加153893706AbstractThe curriculum design topic is the valve rocker support the machining process and the hole width 3 slot milling fixture design, the design of integrated application of mechanical design, mechan

5、ical manufacturing technology，mechanical design and other related knowledge of geometric accuracy. The curriculum design of the valve rocker shaft bearing process in the design process, a detailed analysis of the machining process of v

6、alve rocker shaft bearing, through comparison and analysis of selection of process scheme has been to meet the technical requirements of the process, forming a machining process card and machining process card. The design of the h

7、ole width 3  slot milling  fixture design, elaborated the localization scheme selection, clamping scheme clamp design, CAXA2011 is used to complete the assembly drawing of the special fixture and clamp parts map specific.目 錄第

8、1章 零件分析 1頁1.1 零件作用分析 1頁1.2 零件工藝分析 1頁第2章 確定毛坯、畫毛坯零件合圖2頁第3章 工藝規(guī)程設計3頁3.1 定位基準的選擇3頁3.2 制定工藝路線3頁3.3 選擇加工設備及刀、夾、量具6頁3.4 加工工序設計7頁3.5 時間定額計算13頁3.6 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡14頁第4章 搖桿軸支座銑槽專用夾具設計 14 頁4.1 工件自由度分析及定位方案的確定14頁4.2 夾緊力的計算14頁4.3 定位誤差的計算及定位精度分析16頁4.4 定位元件及夾緊裝置設計16頁4.5 夾具體的設計17頁4.6操作說明17頁參考文獻18頁第1章 零件分析1.1 零

9、件作用分析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孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通過兩個孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，3mm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1.2 零件工藝分析由上圖得知，其材料為HT200。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，下端面，左右端面，2個孔和以及1個3mm軸向槽的加工孔的尺寸精度以及下端面0.05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，2孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.055。因此

10、，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。由參考文獻（1）中有關孔的加工的經(jīng)濟精度機床能達到的位置精度可知上述要求可以達到的零件的結構的工藝性也是可行的。第2章 確定毛坯根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)綱領為8000件/年，通過計算，該零件質量約為3Kg，由參考文獻（5）表14、表13可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，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。參考文獻（1）表2.312；該種鑄造公差等級為CT1011，MA-H級。參考文獻（1）表

11、2.3-12，用查表方法確定各表面的加工余量如下表2.1所示：表2.1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48mmH4mm單側加工下端面50mmH3mm單側加工左端面35mmH3mm單側加工右端面35mmH3mm單側加工第3章工藝規(guī)程設計3.1 定位基準的選擇精基準的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則?？准白笥覂啥嗣娑疾捎玫酌孀龌鶞?，這使得工藝路線又遵循“基準統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。粗基準的選擇：選擇零件的重要面和重要孔做基準。在保證各加工面均有加工余量的前提

12、下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以粗基準為上端面。3.2 制定工藝路線根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面及孔的加工方法如下：上下端面：粗銑精銑左右端面：粗銑精銑端面：粗銑精銑2*孔：鉆孔3mm 軸向槽精銑孔：鉆孔粗鏜精鏜因左右兩端面均對孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔原則，將上端面下端面的粗銑放在前面，左右端面上孔放后面加工。初步擬訂以下兩個加工路線方案加工路線方案（一）工序號工序內(nèi)容1#鑄造2#時效3#涂漆4#車上端面5#銑下端面6#鉆兩通孔

13、 7#銑左右端面8#鉆通孔9#鏜孔10#軸向槽11#銑檢驗12#入庫表3-1（二）以V形塊定位的加工路線方案工序號 工序內(nèi)容1#鑄造2#時效3#涂漆4#粗銑下端面5#粗銑上端面6#粗銑左右端面7#鉆兩通孔8#精銑下端面10#精銑上端面11#精銑左右端面12#鉆孔13#鏜孔14#銑軸向槽15#入庫表3-2上述兩個方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動，故應當選擇銑削加工。因為在零件圖紙中要求左右端面的跳動度為0.0

14、6，所以需要同時銑削左右端面，保證兩端的平行度。工序6#應在工序5#前完成，使上端面在加工后有較多的時間進行自然時效，減少受力變形和受熱變形對2Ø13通孔加工精度的影響。綜上所述選擇方案二。最后確定的工件加工工序如下：序號 工序內(nèi)容定位基準1#鑄造2#時效3#涂漆4#粗銑下端面上端面（3）+左右端（3）5#粗銑上端面下端面（3）+左右端（3）6#粗左右端面（同時，不準調頭）下端面(3)+ 外圓柱面7#鉆兩通孔¢13下端面(3)+ 外圓柱面8#精銑下端面上端面（3）+左右端（3）9#精銑上端面下端面（3）+左右端（3）10#精銑左右端面（同時，不準調頭）下端面(3)+ 外圓柱

15、面11#鉆通孔Ø18下端面(3)+ 外圓柱面12#銑槽到Ø20 下端面(3)+ 外圓柱面13#粗-精銑軸向槽下端面(3)+ 外圓柱面14#入庫 表3-33.3選擇加工設備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設備適宜通用機床為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳動均由人工完成。粗銑上端面：考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑選擇X51立式銑床。（參考文獻（1）表6-18），選擇直徑D為Ø80mm立銑刀，參考文獻（1）表7-88，通用夾具和游標卡尺。粗銑下端面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標卡尺。精銑

16、下端面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標卡尺。粗銑左端面：采用臥式銑床X6132，參考文獻（1）表621，采用以前的刀具，專用夾具及游標卡尺。精銑左端面：采用臥式銑床X6132,參考文獻（1）表621，專用夾具及游標卡尺。鉆2-Ø18mm孔：采用Z525，參考文獻（1）表626，通用夾具。刀具為d為Ø18.0的直柄麻花鉆，參考文獻（1）表7111。鉆Ø18孔：鉆孔直行為Ø118mm，選擇搖臂鉆床Z525參考文獻（1）表626，采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。鏜Ø20（+0.1+0.06）mm孔：粗鏜：采用臥式組合鏜床，選擇功率為1.5K

17、M的ITA20鏜削頭，選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿，專用夾具，游標卡尺。3.4 加工工序設計（一） 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。（3-1） 式中 ： e 余量值； 鑄件的最大尺寸； 加工表面最大尺寸； C 系數(shù)根據(jù)<<機械加工工藝手冊>>表3-12查表得出各個加工面得加工余量。經(jīng)查<<機械加工工藝手冊>>表312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RA=12.5可知，粗銑的銑削余量為4。底面銑削余量為3，粗銑的銑削余量為2，銑余量1，精銑后公差登記為IT7IT8。左右端面的銑削余量為3，粗銑的銑削

18、余量為2，精銑余量1，精銑后公差登記為IT7IT8，根據(jù)<<機械加工工藝手冊>>表312確定余量2。工序40粗鏜ø18工序。粗鏜余量表3-83取粗鏜為1.8，粗鏜切削余量為0.2,鉸孔后尺寸為20H8,各工步余量和工序尺寸公差列于下表：表3.4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粗鏜_精鏜 （二）確定切削用量及基本工時工序4#：粗銑下端面1)加工條件工件材料：HT200,=170240MPa，鑄造;工件尺寸：=13，l=36;加工要求：粗銑上端面加工余量4機床：X51立式銑床；刀具：立銑刀。經(jīng)查參考文獻（1）表312可得，銑削上端面的加工余

19、量為4mm，又由零件對上頂端表面的表面精度RA=12.5mm可知，粗銑的銑削余量為4mm。底面銑削余量為3mm，粗銑的銑削余量為2mm，精銑余量1mm，精銑后公差登記為IT7IT8。取每齒進給量為fz0.2mmz（粗銑）取每齒進給量為f0.5mmr（精銑）粗銑走刀一次ap2mm，精銑走刀一次ap1mm初步取主軸轉速為150rmin（粗銑），取精銑主軸的轉速為300rmin，又前面已選定直徑為Ø80mm，故相應的切削速度分別為：校核粗加工。3.1480150/100037.68m/min=3.1480300/1000=75.36m/min又由機床切削功率P=（3-2）取Z=10個齒，=

20、1,n=150/60=2.5r/s ,=168mm, =2mm,=0.2mm/z.代入得公式3-1：=4kw又因前查的機床的功率為4.5kw/h 若效率為0.85P,則0.85p=3.825kw<4kw重新選擇主軸的轉速為118m/min，則=3.1480118/1000=29.64m/min（3-3） 將其帶入公式3-1得 = =3.15kw<3.825kw故機床功率足夠2)計算基本工時 ，查切削手冊表3. 26，入切量及超切量為：則： （3-4） 工序5# 粗銑上端面： 刀具，機床與上到工序相同，得出 , 工序6#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頭計算

21、切削用量： =2由 機械加工工藝手冊表15.53可知：由切削用量手冊表9.4-8可知： 各系數(shù)為 所以有 取 所以實際切削速度： 確定主軸轉速： 切削工時： 工序7# 鉆孔查機械制造工藝設計手冊表3-38，取查機械制造工藝設計手冊表3-42，取 （3-5）查表機械制造工藝設計簡明手冊4.2-15，機床為Z525，選擇轉速實際切削速度：v= 切削工時帶入公式3-4：工序8# 精銑下端面與工序4#相同。工序9# 精銑上端面與工序5#相同。工序10# 精銑左右端面與工序6#相同。工序11#鉆通孔Ø18，工序步驟與工序7#相同，代入數(shù)據(jù)得出結果: , 工序12#鏜孔到Ø20因精鏜與

22、粗鏜的定位的下底面與V型塊，精鏜后工序尺寸為20.02±0.08，與下底面的位置精度為0.05,與左右端面的位置精度為0.06, 且定位夾、緊時基準重合，故不需保證。0.06跳動公差由機床保證。粗銑槽時因余量為1.9,故,查機械制造工藝設計手冊2-8 取進給量為 故實際切削速度為： (3-5) 此時作臺每分鐘進給量應為：(3-6)查文獻得 取 =950.6N取機床功率為0.85故機床效率足夠精銑槽時，因余量為0.2mm，取取v=1.2m/s=72m/min f=0.1mm/r工序13#銑槽：加工條件：機床：x51立式銑床.刀具：鋸片銑刀其中 , 計算切削用量： 由機械加工工藝手冊表1

23、5-53，表15-55可知： 確定主軸轉速： 切削工時： 3.5 時間定額計算下面計算工序60的時間定額1）機動時間 粗鏜時： 精鏜時： 總機動時間：=0.58+1.17=1.75min 2）輔助時間： 表3-5操作內(nèi)容每次時間(min)粗銑精銑操作次數(shù)時間min操作次數(shù)時間min裝夾212-換刀11111測量0.110.110.1卸夾1.5-11.5開機到開始的時間0.310.310.3退刀0.110.110.1所以輔助時間3）作業(yè)時間 1.75+6.4=8.15min4）布置工作地時間 取 則5）休息與生理需要時間 取 則6）單件時間 =（1.75+6.4+0.24+0.24）min=8.

24、63min3.6 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 工件文件詳見附表。第4章 搖桿軸支座專用銑槽夾具設計4.1 工件自由度分析及定位方案的確定 本次設計的夾具為工序銑槽該孔的設計基準為下端面，故以下端平面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則；另加兩形塊從前后兩方向實現(xiàn)對R10的外圓柱面進行夾緊，從對工件的結構形狀分析， 若工件以下端面朝下放置在支承板上，定位夾緊就比較穩(wěn)定，可靠，也容易實現(xiàn)。工件以下端面在夾具上定位，限制了三個自由度，其余三個自由度也必須限制。在2-孔內(nèi)插入一現(xiàn)邊銷限制一個移動自由度，再以兩孔的另一個孔內(nèi)側面用兩個支承釘限制一個移動自由度和一個轉動自由度。這種定位方案從定位原

25、理上分析是合理的，夾具結構也簡單。用兩個形塊夾緊前后兩外圓柱面，用菱形銷和圓柱銷通過底面，定位兩13孔，這種方案定位可靠，可實現(xiàn)完全定位。4.2 夾緊力的計算 計算切削力與夾緊力的計算及螺桿的直徑：根據(jù)機床夾具設計手冊表5-37 （4-1）查表可知： 根據(jù)機床夾具設計手冊表2-4-8取取在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù) （4-2） 式中： 基本安全系數(shù)；取1.4 加工性質系數(shù)；取0.9刀具鈍化系數(shù)；取0.9斷續(xù)切削系數(shù)；取1.0安全系數(shù)在夾緊力與切削力方向相反后時：由機床夾具設計手冊表1-2-11緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力與切削力之間的關系。安全系數(shù)在夾緊力與切N削力方向相反后時，由

26、前面的計算可知 由機床夾具設計手冊表1-24，從強度考慮，用一個M10的螺柱完全可以滿足要求，M10的許應夾緊為3924N，所以螺桿直徑為d=10。 4.3 定位誤差的計算及定位精度分析Ø20孔的精加工是在一次裝夾下完成的，具體采用的是前后支撐引導的夾具機構，機床與鏜桿之間所采用的是浮動連接，故機床主軸振動可略不計，Ø20孔的加工精度主要由鏜模來保證。因為孔的軸線與底面的平行度要求為0.05。故兩鏜模裝配后同軸度要求應小于0.05，其最大間隙為 被加工孔的長度為 ,取兩孔同軸度誤差為則 所以 因為 ，由以上計算可知夾具能滿足零件加工精度的要求4.4 定位元件及夾緊裝置設計（1） 定位元件定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾具定位元件直接接觸或相配合。工件定位方式不同，夾具定位元件的結構形式也不同，V形