機械制造工藝學課程設(shè)計氣門搖桿軸支座機械加工工藝及其鏜φ20孔工序夾具設(shè)計（全套圖紙）

1、課程設(shè)計摘 要在這幾周時間里，我們進行了機械制造加工工藝設(shè)計及夾具設(shè)計。機械設(shè)計制造基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學完了機械制造基礎(chǔ)課(含機床夾具設(shè)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(chǔ)上進行的一個教學過程。這次設(shè)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(jié)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(shè)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(shè)計的基本原理和方法，制訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用相關(guān)手冊，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件技能的一次難得的實踐機會，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作奠

2、定良好的基礎(chǔ)。由于所掌握的知識不全面且能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指導關(guān)鍵詞：氣門搖桿 夾具 全套完整版，加153893706 目 錄摘 要i第一章 零件的工藝分析11.1零件的功能、結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)類型的確定11.1.1零件的作用11.1.2 零件的工藝分析21.1.3 零件的生產(chǎn)類型2第二章 毛坯的選擇32.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差32.2毛坯的技術(shù)要求3第三章 基準的選擇43.1粗基準的選擇：43.2精基準的選擇4第四章 制訂工藝路線54.1確定各加工面的加工方法54.2擬定加工工藝路線54.2.1工藝路線方案164.2.2工藝路線方案274.3

3、工藝方案的比較與分析7第五章 工序設(shè)計95.1工序12 的尺寸鏈計算95.2機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定105.3切削余量及基本工時的確定10第六章 夾具設(shè)計166.1設(shè)計方案166.2加緊方案17設(shè)計心得19參考文獻20附錄21第一章 零件的工藝分析1.1零件的功能、結(jié)構(gòu)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(jié)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(zhuǎn)動。其零件圖如下圖： 圖3.1 搖桿軸支座1.1.2 零件的工藝分析由圖3.1得知，其材料為ht200。該

4、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(yīng)力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為上端面，下端面，此處已刪除 1.1.3 零件的生產(chǎn)類型依照設(shè)計題目可知：該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，查表可知生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)。第二章 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(yīng)力，鑄造后安排人工時效處理。由212可知該種鑄造公差等級為ct1011，ma-h級。2.2毛坯的技術(shù)要求1 鑄件必須經(jīng)過時效處理;2 鑄件不得有氣孔、砂眼等鑄造缺陷。 第三章 基準的選擇基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞拭娴倪x擇是否真確與

5、合理關(guān)系到零件的加工質(zhì)量,以及生產(chǎn)效率的高低。如果選擇不當,在加工過程中出現(xiàn)很多問題,更可能造成零件的大批報廢使生產(chǎn)無法進行。3.1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(shè)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。第四章 制訂工藝路線4

6、.1確定各加工面的加工方法上下端面：粗銑精銑左右端面：粗銑精銑 端面：粗銑精銑2-孔：鉆孔 孔：鉆孔粗鏜精鏜3mm 軸向槽精銑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。4.2擬定加工工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何尺寸形狀，尺寸精度位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。4.2.1工藝路線方案1加工路線方案工序號工序內(nèi)容01鑄造02時效03涂漆04車上端面05銑下端面06鉆兩通孔 07銑左右端面08鉆通孔09鏜孔10軸向槽11銑檢驗12入庫4.2.2工藝路線方

7、案2以v形塊定位的加工路線方案工序號 工序內(nèi)容01鑄造02時效03涂漆04粗銑上下端面05精銑上下端面06鉆兩通孔07鉆兩通孔的螺紋08粗銑左右端面09精銑左右端面10鉆孔11鏜孔12銑軸向槽13清洗14入庫4.3工藝方案的比較與分析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(yīng)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0.06，所以需要同時銑削左右端面，保證兩端的平行度。工序30#應(yīng)在工序25

8、#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213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01鑄造02時效03涂漆04粗銑下端面上端面（3）+左右端（3）05粗銑上端面下端面（3）+左右端（3）06粗左右端面（同時，不準調(diào)頭）下端面(3)+ 外圓柱面07鉆兩通孔13下端面(3)+ 外圓柱面08精銑下端面上端面（3）+左右端（3）09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(diào)頭）下端面(3)+ 外圓柱面11鉆通孔18下端面(3)+ 兩通孔13（3）12鏜孔到20 下端面(3)+ 兩通孔13（

9、3）13粗-精銑軸向槽下端面(3)+ 外圓柱面14入庫 第五章 工序設(shè)計5.1工序12 的尺寸鏈計算加工過程為：1）銑右端面2）鉆通孔.18，保證工序尺寸p13）粗鏜，保證工序尺寸p24）精鏜，保證工序尺寸p3，達到零件設(shè)計尺寸d 的要求， d=20+0.1+0.065）倒角如圖，可找出工藝尺寸鏈求解工序尺寸及公差的順序如下：此處已刪除z1 min=p2min-p1max=（19.8-0.175-（18+0.27）mm=1.355mm余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。將工序尺寸按“入體原則”表示：p1=18.27-0.540mm，p2=19.9750-0.35mm，p3=20+0

10、.1+0.06mm5.2機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定因工件的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，毛的鑄造方法選用砂型機器造型。根據(jù)表2.3-12確定各表面的加工余量如下表所示：表3.1 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(cè)加工下端面50h3單側(cè)加工左端面35h3單側(cè)加工右端面35h3單側(cè)加工5.3切削余量及基本工時的確定（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。 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)表3-12查表得出各個加工面得加工余量。經(jīng)查表312可得，銑削上端面的加工余量為4，又由零件對上頂端

11、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，粗銑的銑削余量為2，精銑余量1，精銑后公差登記為it7，根據(jù)表312確定余量2。工序40粗鏜18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3.2 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工序04：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

12、面加工余量4機床：x51立式銑床；刀具：立銑刀。此處已刪除=83.9mm/min。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1.5mm；由于銑刀直d0=80，故刀具使用壽命t=180min（據(jù)簡明手冊表3.8）。4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf根據(jù)切削手冊表3.16，當d0=80，z=12，ap7.5，fz0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kmv= 1.0，ksv= 0.8。 切削速度計算公式為：其中 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 。根據(jù)簡明手冊表4.2-36，選擇,因

13、此，實際進給量和每分鐘進給量為：=5)校驗機床功率 根據(jù)切削手冊表3.24，近似為,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率。故校驗合格。最終確定:6)計算基本工時此處已刪除所以實際切削速度： 確定主軸轉(zhuǎn)速： 切削工時： 工序07：鉆孔查機械制造工藝設(shè)計手冊表3-38，取查機械制造工藝設(shè)計手冊表3-42，取 查表機械制造工藝設(shè)計簡明手冊4.2-15，機床為z525，選擇轉(zhuǎn)速實際切削速度：v= 切削工時帶入公式：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50# 精銑左右端面與工序15#相同工序11：鉆通孔18，工序步驟與工序20#相同，代入數(shù)據(jù)得出結(jié)果: , 工序1

14、2鏜孔到20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20.020.08，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。粗鏜孔時因余量為1.9,故,查機械制造工藝設(shè)計手冊2-8 取進給量為 故實際切削速度為： 此時作臺每分鐘進給量應(yīng)為：計算切削基本工時：工序13銑槽：加工條件：機床：x6132臥式銑.床.刀具：直齒三面刃銑刀其中 , 計算切削用量： 由機械加工工藝手冊表15-53，表15-55可知： 確定主軸轉(zhuǎn)速： 切削工時： 第六章 夾具設(shè)計本本次設(shè)計的夾具為第4、5道工序，粗精銑上下端面，要求使上下

15、兩端面的平行度為0.055。該夾具為v型塊和u型壓板來加緊加工。6.1設(shè)計方案以外圓面作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則；另加兩形塊從前后兩方向?qū)崿F(xiàn)對的外圓柱面進行定位，平面定位用壓板進行壓緊，定位夾緊就比較穩(wěn)定，可也容易實現(xiàn)。方案： 用兩個同樣的形塊固定在底座上，將工件橫放在v型塊上，然后用兩個壓板壓緊，這樣就限制了移動自由度和轉(zhuǎn)動自由度，然后用鏜刀加工，這種方案可以減少加工步驟，同時能夠確保上下表面的平行度，定位可靠，容易到達加工定位加緊的要求。定位；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(jié)構(gòu)形式也不同，v

16、形塊定位，工件的定位基準始終在v型塊兩定位面的對稱中心平面內(nèi)，對中性好，能使工件的定位基準軸線在v形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準直徑誤差的影響，其次v形塊定位安裝方便。本設(shè)計中采用兩個形塊（圖4.1）夾緊前后兩外圓柱面，用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(zhuǎn)動自由度。其次設(shè)計中，采用了定位塊保證工件在加工時，螺桿和工件不會偏移。 1-v形塊 2-支座 圖4.1 v形塊6.2加緊方案夾緊方案采用兩個壓板夾緊，圖紙如下 圖 4.2 壓板6.3計算夾緊力并確定螺桿直徑此處已刪除6.4定位精度分析 20（+0.10+0.16）孔的精加工是在一次裝夾下完成的，具體采用的是前后支

17、撐引導的夾具機構(gòu)，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，20（+0.10+0.16）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(yīng)小于0.05，又因為鏜套與鏜桿.18 h6（+0.030）/h5(0-0.009)，其最大間隙為此處已刪除0.0360.050.0060.06所以夾具能滿足零件加工精度的要求 設(shè)計心得經(jīng)過三個星期的課程設(shè)計讓我懂得了很多，非常感謝張老師的精心指導，讓我真正的學到了很多不太懂得的知識，并熟練掌握這些知識。這次課程設(shè)計是我大學最有意義的事情之一，每一次課程設(shè)計都會讓你有一個新的了解，新的突破，不斷超

18、越自己。在設(shè)計中才能發(fā)現(xiàn)自己的不足，這次設(shè)計中我們也遇到了很多的問題，但是由于我們不斷地探討和研究，我們最終堅信的完成了這次課程設(shè)計。課程設(shè)計的過程如下：1當我拿到課題的時候不知從何下手，感覺自己面前的任務(wù)是自己無法完成的，隨即查閱了很多資料，這才讓我慢慢的了解到了這個課題。2經(jīng)過我們小組的探討和研究，我們慢慢清晰了我們的思路，最終確定了我們的工序，同時張老師給予了我們極大的幫助。3我們確定工序后，我們小組就各自分配了自己的任務(wù)，確定自己要做的夾具，我們開始了自己的夾具設(shè)計。4在這次設(shè)計中，我們熟悉了cad和proe的使用，也懂得了cad和proe的重要性，并發(fā)現(xiàn)自己在這方面的能力實在是太薄弱

19、了，在這段時間通過不斷地努力和學習終于掌握了它們的用法。5也學會怎么去查找資料和去翻閱手冊?？傊哼@次課程設(shè)計讓我學會了很多，也讓我學到了以前在書本上學不到的知識。讓我對我們專業(yè)有了更多的了解和認識，這次設(shè)計過程中，老師給予了我們極大的幫助，讓我們更加順利的完成了這次設(shè)計。最后非常感謝張志強老師對我們的悉心指導 參考文獻1 李昌年. 機床夾具設(shè)計與制造m.機械工業(yè)出版社,2007.2 李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊m.機械工業(yè)出版社,1999.3 艾興,肖詩綱.切削用量簡明手冊第三版m.機械工業(yè)出版社,2007.4 孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具m.冶金工業(yè)出版社,2002.5 吳宗澤，羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊m.高等教育出版社,2006.6 李洪.機械加工工藝手冊m.北京出版社,1996.7 孟少龍.機械加工工藝手冊m.機械工業(yè)出版社,1991.8 崇凱.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南m.化學工業(yè)出版社,2007.9 肖繼德，陳寧平.機床夾具設(shè)計m. 機械工業(yè)出版社,2004.附錄機械加工工藝過程卡片長沙大學機電工程系機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號第 1 頁產(chǎn)品名稱氣門搖桿軸支座