論文-氣門搖臂軸支座加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

1、XXX學(xué)校氣門搖臂軸支座加工工藝及夾具設(shè)計(jì)所在學(xué)院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)老師 2016年 月 日摘 要?dú)忾T搖臂支座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，具有連接牢靠、耐壓能力高。我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)，加工還是比較低效耗能。夾具系統(tǒng)是制造系統(tǒng)非常重要的組成部分，要求加工對(duì)象及安裝對(duì)象迅速、準(zhǔn)確地定位和固定。加工過(guò)程中夾具起到舉足輕重作用，夾具能提高生產(chǎn)效率、保證加工精度、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等。本文主要圍繞氣門搖臂支座的數(shù)控加工及主要工序工裝設(shè)計(jì)為中心，介紹了氣門搖臂軸支座的作用，對(duì)氣門搖臂支座進(jìn)行加工工藝分析，確定毛坯尺寸，根據(jù)工藝對(duì)零件加工設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和選擇。選定

2、方案后確定夾具夾緊力及定位方式，最后完成夾具總體設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：氣門搖臂支座，加工工藝，夾具設(shè)計(jì)1ABSTRACTValve rocker arm bearing has simple structure, easy to manufacture, has a secure connection, high compression capacity. Our country is in a critical period of economic development, the manufacturing technology is our weak links, processing or i

3、neffective energy consumption. Fixture system is a very important part of manufacturing system, processing object and the object quickly and accurately positioning and fixed installation. Fixture plays important role in the processing, fixture can improve production efficiency, ensure the machining

4、accuracy, reduce labor intensity, etc.his article mainly around the valve rocker arm bearing of nc machining and main process equipment design as the center, this paper introduces the valve rocker arm shaft bearing, the effect of process analysis was carried out on the valve rocker arm bearing, dete

5、rmine the blank dimensions, according to the process analysis of parts processing design and fixture design and choice. Selected solution after certain fixture clamping force and localization way, finally complete the fixture design as a whole. Key words：valve rocker arm bearing, processing technolo

6、gy and fixture design目錄摘 要1ABSTRACT2目錄31 前言I1.1 課題來(lái)源及意義I1.2 論文主要內(nèi)容I2 零件的分析12.1 零件的作用12.2 零件的工藝分析13 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)23.1確定毛坯23.2工藝路線的擬定33.3機(jī)床的選擇43.4刀具選擇43.5量具選擇53.6 工序尺寸確定53.7確定切削用量及基本工時(shí)54 夾具設(shè)計(jì)124.1夾具體要求124.1定位基準(zhǔn)的選擇124.2定位誤差分析124.3夾緊裝置的設(shè)計(jì)134.4切削力及夾緊力的計(jì)算144.4.1切削力的計(jì)算144.4.2夾緊力的確定144.4.3液壓缸的選擇154.5校驗(yàn)夾緊元件的強(qiáng)度164.6

7、液壓控制回路設(shè)計(jì)175 結(jié)論191 前言1.1 課題來(lái)源及意義 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于生產(chǎn)。氣門搖臂支座的數(shù)控加工及保證相應(yīng)的位置精度。在加工設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了降低零件的制造成本，應(yīng)盡可能減少裝夾次數(shù)，使用專用夾具以縮短加工時(shí)間。在對(duì)零件加工之前，需對(duì)被加工零件孔的分布情況及所要達(dá)到的要求進(jìn)行分析，如零件各部位尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內(nèi)容。接下來(lái)是總體方案的設(shè)計(jì)，總體方案設(shè)計(jì)的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床尺寸聯(lián)系圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。最后，就是技術(shù)設(shè)計(jì)和工作設(shè)計(jì)。技術(shù)設(shè)計(jì)就是根據(jù)總體設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的“三圖一卡”，設(shè)計(jì)夾具等部件正式總圖；

8、工作設(shè)計(jì)即繪制各個(gè)專用部件的施工圖樣，編制各零部件明細(xì)表。夾具設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)中的重要部分，夾具設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數(shù)。首先確定工件的定位方式，然后進(jìn)行誤差分析，確定夾緊方式，夾緊力的計(jì)算，對(duì)夾具的主要零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的主要思路是采用“一面兩銷”的定位方法，和液壓夾緊機(jī)構(gòu)，這樣設(shè)計(jì)主要是為了鉆、鏜孔時(shí)的準(zhǔn)確定位和高效率的生產(chǎn)要求。液壓夾緊方式解決了手動(dòng)夾緊時(shí)夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越受到重視。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的加劇，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)很難滿足現(xiàn)

9、代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。面對(duì)多品種小批量生產(chǎn)比重的加大，產(chǎn)品交貨質(zhì)量和成本要求的提高，要求現(xiàn)代的制造技術(shù)具有很高的柔性。如何能增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對(duì)外界因素的適應(yīng)能力以及產(chǎn)品適應(yīng)市場(chǎng)的變化能力，就需要我們能利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性，最大限度的應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)。將機(jī)械設(shè)備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個(gè)新的水平，從而滿足現(xiàn)代市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需求。夾具系統(tǒng)是制造系統(tǒng)非常重要的組成部分，要求加工對(duì)象及安裝對(duì)象迅速、準(zhǔn)確地定位和固定。加工過(guò)程中夾具起到舉足輕重作用，夾具能提高生產(chǎn)效率、保證加工精度、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等具有重要意義。1.2 論文主要內(nèi)容本文主要圍繞氣門搖臂支座的數(shù)控加工工藝及主

10、要工序工裝設(shè)計(jì)為中心，通過(guò)加工形式的分析，對(duì)氣門搖臂支座進(jìn)行加工工藝分析，根據(jù)工藝對(duì)零件加工設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)I方案進(jìn)行分析和選擇。選定方案后確定夾具夾緊力及定位方式，最后完成夾具總體設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容：根據(jù)氣門搖臂支座的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)加工工藝機(jī)械分析；根據(jù)對(duì)=加工工藝分析，對(duì)夾具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和選擇；根據(jù)方案的確定對(duì)夾具整體設(shè)計(jì)。2 零件的分析2.1 零件的作用 本氣門搖臂軸支座為1105型柴油機(jī)中與搖臂結(jié)合部。其中。mm孔內(nèi)裝一個(gè)減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動(dòng)柴油機(jī)，通過(guò)mm小孔用M18螺桿與汽缸相連，實(shí)現(xiàn)減壓，兩孔間距mm，mm孔裝搖臂軸，軸兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂，可以保證減壓軸在搖

11、臂上打開(kāi)氣門。2.2 零件的工藝分析零件加工表面分兩種，主要是孔的加工，圓柱端面平面加工，詳見(jiàn)附圖，將氣門搖臂軸支座圖重新在A3圖紙上作圖。氣門搖臂軸支座主要加工部分如下：1）孔加工氣門搖臂軸支座共有4個(gè)孔要加工，mm孔中心與底平面距離mm，mm孔中心與底面距離960.05mm。其中mm、mm孔加工要求較高，兩孔中間距mm，表面粗糙度1.6，需精加工滿足平行度要求?？芍苯鱼@出mm小孔和斜小孔。2） 面的加工氣門搖臂軸支座需加工精度要求較高的平面為22×36底面，需精加工，也是后續(xù)工序的精基準(zhǔn)面，上端面要求不高，即可粗銑。52圓柱兩端面粗銑，56圓柱兩端粗糙度要求3.2，要精銑。3 工

12、藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1確定毛坯1）毛坯的制造形式氣門搖臂支座材料為HT200，氣門搖臂支座的體積較小、形狀簡(jiǎn)單，其中外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，氣門搖臂支座零件為為成批的生產(chǎn)類型、大批量生產(chǎn)，零件毛坯采用砂型鑄造。2）毛坯的設(shè)計(jì)由于生產(chǎn)類型為成批、大批生產(chǎn)，節(jié)約毛坯生產(chǎn)成本和機(jī)械加工成本，其中36、32孔需精加工，必須要留加工余量，因此孔不宜鑄出，氣門搖臂支座上小孔不鑄造。根據(jù)金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)一書(shū)中所述方法，確定加工余量：砂型鑄造，公差等級(jí)：（CT79）查表1 - 6，取CT8加工余量等級(jí)：1113G 查表1 - 8，取G毛坯圖如下圖： 3.2工藝路線的擬定擬

13、訂工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外，基面選擇的正確與合理，還要選擇各加工表面的加工方法，可以使加工質(zhì)量得到保證，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。工藝路線的的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，保證加工面與不加工面之間的位置要求或合理分配各加工面的余量，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機(jī)床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟(jì)性。1） 選擇加工方法：選擇加工方法應(yīng)該考慮各種加工方法的特點(diǎn)、加工精度、表面粗糙度及各種加工方法的經(jīng)濟(jì)性。分析氣門搖臂支座，要加工的內(nèi)容有端面和孔，氣門搖臂支座為非回轉(zhuǎn)體零件，端面加工選擇銑削加工。底面22×

14、;36采用粗銑精銑。、6孔粗糙度12.5，直接鉆孔即可，圓柱端面粗糙度要求12.5，無(wú)其他要求，和上端面圓柱端面，粗糙度12.5，無(wú)其他要求，采用粗銑即可。、孔粗糙度要求1.6，有平行度要求，精度等級(jí)較高，采用鉆擴(kuò)鉸孔即可滿足要求。圓柱2端面粗糙度要求3.2，圓跳動(dòng)0.1，需要采用粗銑精銑。2）加工順序的擬定：粗銑削圓柱端面，粗銑36×22底面：精銑36×22底面。：粗銑圓柱端面、圓柱端面：精銑圓柱兩端面：鉆孔成：鉆孔至，鉆至：擴(kuò)孔至，擴(kuò)至，兩側(cè)倒角1×45°：精鉸孔、成：鉆孔6成。：去銳邊、毛刺。：終檢、入庫(kù)。根據(jù)上述分析，確定工藝路線為：.粗銑底平面

15、，其中上圓柱端面為定位面，銑尺寸39mm至42mm。.粗銑圓柱上端面，其中底面為定位面。銑尺寸39mm至39.5mm。. 粗銑圓柱端面，且需要保證軸向尺寸32mm，粗銑圓柱兩端面，銑尺寸mm至38mm。.精銑底平面，以上圓柱端面定位，保證尺寸39mm。. 鉆小孔成。.精銑圓柱端面成，保證尺寸mm. 保證兩孔中心距 mm，鉆擴(kuò)鉸、孔成，保證中心與底平面距離mm，中心與底平面距離mm。. 、兩孔兩端倒角°。.鉆孔成。.去毛刺、銳邊.終檢，入庫(kù)。3）機(jī)械加工余量：鉆孔加工余量：孔mm鉆擴(kuò)鉸余量：鉆孔：擴(kuò)孔：至 2Z=1.8mm鉸孔：mm 2Z=0.2mm孔mm鉆擴(kuò)鉸余量：鉆孔：擴(kuò)孔：至 2

16、Z=1.8mm鉸孔：mm 2Z=0.2mm、兩孔直接鉆出3.3機(jī)床的選擇 孔加工工序、，選擇立式鉆床Z525，孔加工序采用搖臂鉆床Z3025。加工工序、由于是批量生產(chǎn)，對(duì)加工效率要求較高，因此采用立式銑床采用端銑，機(jī)床型號(hào)為X523.4刀具選擇1）銑削加工：選擇錯(cuò)齒三面刃銑刀，刀具耐用度100min，選取刀具直徑50mm，磨損量0.5mm。2）鉆削加工：鉆孔采用d=6mm錐柄麻花鉆，采用錐柄麻花鉆直徑d=22mm，鉆孔采用d=28mm錐柄麻花鉆，鉆孔采用d=32mm錐柄麻花鉆。刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：后刀面磨損限度0.50.8工件材料為鑄鐵，刀具耐用度2700秒。擴(kuò)孔、分別采用d=35.6mm，d=32

17、.6mm錐柄擴(kuò)孔鉆。鉸孔、分別選擇d=36mm，d=16mm錐柄機(jī)用鉸刀刀具耐用度3600秒。3.5量具選擇1）孔的量具：根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)查表可知，孔，=0.0018，選擇分度值0.002的比較儀=0.0017，可以測(cè)量?？?，=0.009，分度值為0.01的內(nèi)徑百分尺u=0.008，可以選用。其他小孔選擇一般內(nèi)徑測(cè)量?jī)x器。2）軸向尺寸量具：尺寸mm、mm、mm、mm，選擇分度值0.01的量程100mm的外徑百分尺。其他尺寸量具選擇分度值0.02的游標(biāo)卡尺。3.6 工序尺寸確定確定工序尺寸的一般方法是由表面加工最后往前推。最后工序的尺寸按零件圖上要求標(biāo)注，當(dāng)沒(méi)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一加工

18、表面的工序尺寸只與工序或工步的加工余量有關(guān)。當(dāng)工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸用尺寸鏈計(jì)算。3.7確定切削用量及基本工時(shí)1）工序（粗銑底平面）切削用量及時(shí)間定額：本工序?yàn)榇帚?，刀具直徑D=50mm，d=16mm，齒數(shù)Z=12，本工序余量2 mm，刀具為錯(cuò)齒三面刃銑刀，一次走刀完成切削，即=2mm，機(jī)床X52K，主軸功率7.5千瓦。根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-28可知，取f=0.10mm/z，銑削寬度=22mm。銑刀耐用度T=120min，工件材料為鑄鐵，確定切削速度v，每分進(jìn)給量v 式中 =18.9， =0.2， =0.1， =0.4 ，=0.1， =0.1， =0.10mm/z =1.0，=2，

19、=22mm帶入式，m/min= =790 r/min選主軸轉(zhuǎn)速=750 r/min，則實(shí)際轉(zhuǎn)速v=117m/min，工作臺(tái)每分進(jìn)給量=0.10×12×750=900mm/min。選擇實(shí)際：=950mm/min，則=0.105mm/z，校驗(yàn)機(jī)床功率： 其中=30， =1.0， =0.65， =0.8， =0， =0.83 ，=0.63帶入公式，=46.8Nv=2.18m/s帶入公式，得=0.102 kw因此采用工序?qū)嶋H切削用量=0.105mm/z，=950mm/min，n=750 r/min=12.5r/sv=2.18m/s時(shí)間定額：，mm， =5.5mm，=2mm，帶入值。

20、得： min2） 工序粗銑上端面：刀具、機(jī)床與上工序相同，工序余量2.5mm，一次走刀完成，即=2.5mm，=0.10mm/z，=22mm帶入公式： =18.9，=0.2， =0.1，=0.4，=0.1，=0.1，=0.10mm/z =1.0，=2.5，=22mm帶入式， m/min= =770 r/min選主軸轉(zhuǎn)速=750 r/min，則實(shí)際切削速度:v=117m/min，每分進(jìn)給量：=900mm/min，實(shí)際=950mm/min，=0.105 mm/z校驗(yàn)機(jī)床功率： 其中=30， =1.0， =0.65， =0.8， =0， =0.83 ，=0.63帶入公式，=46.8Nv=2.18m/s

21、帶入公式，得=0.102 kw因此采用工序?qū)嶋H切削用量=0.105mm/z，=900mm/min，n=750 r/min=12.5r/sv=2.18m/s時(shí)間定額：，mm， =5.5mm帶入公式，得0.022 min3）工序（粗銑、兩圓柱兩端面）切削用量及時(shí)間定額粗銑圓柱兩端面的切削用量：刀具、機(jī)床與上工序相同，工序余量2.0mm，一次走刀完成，即=2.0mm，=0.10mm/z，=28mm帶入公式： =18.9， =0.2， =0.1， =0.4 ，=0.1， =0.1， =0.10mm/z =1.0，=2.0mm，=28mm帶入式，120m/min= =764r/min根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)

22、簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-36可知，選主軸轉(zhuǎn)速=750 r/min，則實(shí)際切削速度:v=118m/min =2.18m/s,=900mm/min，實(shí)際=950mm/min，=0.105 mm/z粗銑圓柱兩端面的切削用量:刀具、機(jī)床與上工序相同，工序余量2.5mm，一次走刀完成，即=2.5mm，=0.10mm/z，=26mm帶入公式： =18.9， =0.2， =0.1， =0.4 ，=0.1， =0.1， =0.10mm/z =1.0，=2.5mm，=26mm帶入式，119m/min= =757r/min根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-36，選取主軸轉(zhuǎn)速為=750 r/min，實(shí)際切削速度:v=

23、118m/min =2.18m/s，實(shí)際=950mm/min，=0.105 mm/z工序時(shí)間定額:本工序加工面為兩個(gè)圓柱的4個(gè)端面,時(shí)間為加工4個(gè)端面的和. mm，=7.5mm，帶入公式，得0.04 min mm，=6.5mm，帶入公式，得0.037 min=0.077 min。由于每個(gè)圓柱要銑2個(gè)端面，時(shí)間是計(jì)算時(shí)間的2倍，總時(shí)間=0.15min。4）工序 （精銑底平面）切削用量及時(shí)間定額:本工序?yàn)榫姡毒咧睆?0mm，齒數(shù)Z=12，選擇刀具為高速鋼三面刃銑刀，工序余量0.5mm，一次走刀完成切削，即=0.5mm，選取機(jī)床X52K，主軸功率7.5千瓦。根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3-28

24、，取銑削寬度=22mm ，f=0.10mm/z。銑刀耐用度T=100min，確定切削速度v，每分進(jìn)給量v 式中 =25， =0.1，=0.2，=0.4，=0.5，=0.1，=0.10mm/z，=1.0，=2，=22mm帶入式，m/min= =312 r/min根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-36，選主軸轉(zhuǎn)速=300 r/min，則實(shí)際切削速度：V=47.1m/min。每分進(jìn)給量：=0.10×12×300=360 mm/min，查表，實(shí)際=375mm/min，=0.067mm/z工序時(shí)間定額：，mm， =5.5mm帶入公式，得=0.116 min5）工序 （鉆孔）切削用

25、量及時(shí)間定額：根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)鉆孔mm，取f=0.26 mm/r，v=0.30 m/s 由公式=8.68 r/s =521 r/min 選擇轉(zhuǎn)速=545 r/min =9.08 r/s，實(shí)際切削速度：v= =0.31m/s切削工時(shí)：mm，mm，帶入公式：=17.8 s =0.3min6）工序 (精銑圓柱兩端面) 切削用量及時(shí)間定額:本工序?yàn)榫?，刀具直?0mm，齒數(shù)Z=12，選擇刀具為高速鋼三面刃銑刀，本工序余量0.5mm，一次走刀完成切削，即=0.5mm，根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3-28，銑削寬度=28mm，取f=0.10mm/z。銑刀耐用度T=100min，確定切削速度

26、v，每分進(jìn)給量v查表3.27公式式中 =25，=0.2， =0.1，=0.4 ，=0.5，=0.1，=0.10mm/z，=1.0，=0.5，=28mm帶入式，m/min= =274r/min根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-36，選主軸轉(zhuǎn)速=300 r/min，則實(shí)際切削速度：V=47.1m/min，每分進(jìn)給量：=0.10×12×300=360 mm/min，實(shí)際=375mm/min，=0.067mm/z工序時(shí)間定額：，mm， =6.5mm帶入公式，得=0.097min7）工序（鉆、擴(kuò)、鉸孔、）切削用量及時(shí)間定額：1）鉆孔 至根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3-38，取f

27、=0.26 mm/r，取v=0.30 m/s ，帶入公式=6.8 r/s=404 r/min選擇轉(zhuǎn)速=400r/min =6.6 r/s，則實(shí)際切削速度：v=0.287 mm/r擴(kuò)孔至31.6鉆孔f=0.5 mm/r ，v=0.48 m/s ，=9.7 r/s=582 r/min選擇轉(zhuǎn)速：=630r/min =10.5 r/s實(shí)際切削速度：v=0.52 m/s鉸孔：根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3-50，f=1.8mm/r，v=0.13m/s帶入：=2.58r/s=155r/min。選擇轉(zhuǎn)速=125r/min。實(shí)際速度：v=0.106m/s。時(shí)間定額： ss3.8 s=19.720 s鉆至根據(jù)

28、機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3-38，取f=0.26 mm/r取v=0.30 m/s 帶入公式：=5.95r/s=357 r/min取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：=400m/min，則實(shí)際切削速度：v=0.32 m/s，擴(kuò)孔至17.8f=0.5 mm/r ，v=0.48 m/s ，帶入公式：=8.6 r/s=516r /min取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：n=630 r/min=10.5r/s實(shí)際切削速度：v=0.599m/s鉸孔根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3-50，f=1.8mm/r，v=0.13m/s帶入=2.3 r/s=138 r/min。取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：n=125 r/min=2.08r/s實(shí)際速度：v=0.11

29、m/s時(shí)間定額： 26 s8.7s1.3 s=36 s工序總時(shí)間定額：56 s1min8）工序 （鉆孔）切削用量及時(shí)間定額：根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3-38，取f=0.18 mm/r取v=0.15 m/s 帶入公式：=16r/s=960r/min取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：n=960 r/min。切削工時(shí)：mm，mm，帶入公式：= =5.8 s214 夾具設(shè)計(jì)4.1夾具體要求氣門搖臂軸支座生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，考慮生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，因此需要設(shè)計(jì)專用夾具。設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)工序 鉆擴(kuò)鉸孔、的夾具。該工序加工的精度要求較高，粗糙度要求1.6，平行度要求0.05。工序基準(zhǔn)為底平面。需要保證的尺

30、寸要求：保證孔中心與底面距離mm，孔中心與底面距離mm。兩孔中心距mm。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求，并保證較高的生產(chǎn)效率，還應(yīng)考慮夾具零件制造的工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，加工過(guò)程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，夾具體應(yīng)具有較好的剛性。4.1定位基準(zhǔn)的選擇為保證加工質(zhì)量，選擇底面作為基準(zhǔn)，定位面為環(huán)行突臺(tái)面，限制3個(gè)自由度，孔采用定位銷定位，由于通過(guò)孔夾緊，定位銷與夾緊件拉桿做成整體。限制2個(gè)自由度，還有一個(gè)繞孔軸線旋轉(zhuǎn)自由度，采用一個(gè)可調(diào)支承，支承于圓柱端面，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。定位面板下圖4-1：圖4.1定位面板4.2定位誤差分析定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)引起的某

31、一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對(duì)夾具設(shè)計(jì)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(duì)定+過(guò)程T，即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的夾具，需要保證的尺寸要求：保證孔中心與底面距離mm，孔中心與底面距離mm。兩孔中心距mm。其中兩孔中心距由鉆模板上兩鉆套的中心距保證?？着c底面的距離靠鉆模板與3個(gè)C型定位支承保證，3個(gè)尺寸都是以工件底面為基準(zhǔn)的，基準(zhǔn)不重合誤差為0。導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)：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(gè)工步，為減少裝夾時(shí)間，減少輔助時(shí)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

32、時(shí)，只需要將鉆套逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到鉆套的削平邊，即可以取出鉆套。快換鉆套,鉆模板圖見(jiàn)圖4-3。圖4.2 鉆模板4.3夾緊裝置的設(shè)計(jì) 根據(jù)夾緊力方向的原則（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)使所需夾緊力盡可能??；（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(duì)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(shí)可采用增大工件受力面積或合理布局夾緊點(diǎn)位置等措施來(lái)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

33、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(guò)程產(chǎn)生振動(dòng)。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(guò)前面工序加工出的孔用拉桿夾緊，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。4.4切削力及夾緊力的計(jì)算4.4.1切削力的計(jì)算刀具為高速鋼錐柄麻花鉆，直徑d=16mm，f=0.26mm/r，根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表232可知，鉆孔的軸向力計(jì)算公式：其中=365.9，ZF=1.0，YF=0.8 ，=0.94帶入公式=1873 N鉆孔至的軸向力：=1639 N4.4.2夾緊力的確定分析工件夾具中的受力情況：切削力方向?yàn)榭椎妮S線方向，夾緊力垂直于切削力方向，由

34、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，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表110可知，摩擦系數(shù)為0.5 。式中為摩擦力，為靜摩擦因素，為正壓力，帶入式得：=3746 N，則實(shí)際夾緊力F=K，K為安全系數(shù)。K=查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，表1-2-1、表1-2-2： K=1.2×1.2×1.0×1.0×1.0=1.44F=1.44×3746=5394N4.4.3液壓缸的選擇考慮到零件生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度夾具應(yīng)采用液壓夾緊方式，根據(jù)夾緊里選擇夾緊機(jī)構(gòu)，由于夾緊力較小，不需采用增力機(jī)構(gòu)，根據(jù)要求

35、選擇液壓缸，要求能夠方便的夾緊松開(kāi)工件，即要求液壓系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)“工進(jìn)保壓工退”的工作循環(huán)。工進(jìn)的時(shí)候速度要小以減小沖擊力，也不能太小以免增加加緊時(shí)間，松開(kāi)工件速度可以比夾緊過(guò)程速度稍快，以減少輔助時(shí)間。選擇雙向作用油缸。由夾緊力計(jì)算選擇液壓缸參數(shù)：F=5394 N，由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-6-7活塞作用力近似計(jì)算公式：，取=0.8，則： N由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-6-8,計(jì)算缸徑的公式：，選擇油缸油壓p=3Mpa，由表知：當(dāng)2 p 5時(shí)，d=0.5D，帶入上式，則：，計(jì)算得：D=63.4 mm查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓傳動(dòng)夾具用油缸，選擇地腳式雙作用油缸可以符合要求，表選擇T5026 型油缸，缸徑D

36、=65mm，活塞直徑d=35mm，行程30mm。中心高H=65mm。根據(jù)油缸參數(shù)，計(jì)算液壓缸實(shí)際作用力：實(shí)際工作面積：無(wú)桿腔：3317 。有桿腔： 2355 。實(shí)際作用力計(jì)算：無(wú)桿腔作用力：=6634N有桿腔作用力：=4710N 在本夾具系統(tǒng)中工作，夾緊力是液壓缸的拉力，即是有桿腔的實(shí)際拉力。該液壓缸的拉力： F，故應(yīng)適當(dāng)提高工作油壓。最小工作油壓：2.29MPa取=2.3MPa，則液壓缸實(shí)際拉力：=5416N校驗(yàn)活塞桿強(qiáng)度： 活塞桿材料為Q235鋼，材料塑性大，受力為拉力，發(fā)生塑性變形，當(dāng)達(dá)到一定限度或籪裂，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)，對(duì)于活塞桿，前端有直徑為20

37、的螺紋孔，這部分最易發(fā)生失效。校驗(yàn)時(shí)取該段分析。由（材料力學(xué)第4版，劉鴻文主編，高等教育出版社）p18公式：，=8.4MPa對(duì)塑性材料有：（由材料力學(xué)第4版，劉鴻文主編，高等教育出版社p29），Q235鋼220MPa，取2，則：=110>故校核合格。4.5校驗(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4.3夾緊拉桿圖A- A截面是該零件最易失效的部分，取該截面分析： ，=192MPa對(duì)塑性材料有： （由材料力學(xué)第4版，劉鴻文主編，高等教育出版社p29），20

38、Cr鋼540MPa，取2，則：=270>故拉桿強(qiáng)度合格。4.6液壓控制回路設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是液壓夾具設(shè)計(jì)的主要部分，根據(jù)夾具的用途、特點(diǎn)和要求利用液壓傳動(dòng)的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出工作可靠、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、維修方便、操作簡(jiǎn)單的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)初需要計(jì)算來(lái)確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后通過(guò)液壓參數(shù)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選用液壓元件的規(guī)格。設(shè)計(jì)夾具液壓系統(tǒng)工作要求：快進(jìn)工件夾緊工件松開(kāi)快退液壓泵卸荷。圖4.4動(dòng)作循環(huán)圖夾具夾緊力為910N，快進(jìn)和快退速度相同，因此夾具選用單桿活塞

39、式液壓缸，并使兩液壓面積為,快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，選取夾緊缸的工作壓力為2.5Mpa，液壓缸的回油背壓力為零，快進(jìn)速度為2m/min，夾緊和放松時(shí)速度0.1m/min，機(jī)械效率為0.95，則夾緊缸內(nèi)徑為 夾緊缸內(nèi)徑圓整成就近的標(biāo)準(zhǔn)值，得D=24mm，夾具的液壓缸活塞桿直徑，就近圓整成標(biāo)準(zhǔn)值d=16mm。缸徑、桿徑取標(biāo)準(zhǔn)值后的有效工作面積：無(wú)桿腔有效面積：活塞桿面積：有桿腔有效面積： 液壓缸所需流量： 快進(jìn)： 快退：夾緊：放松：夾具液壓系統(tǒng)采用二位四通電磁閥來(lái)控制夾緊、松開(kāi)換向動(dòng)作，而為避免夾具工作時(shí)突然斷電松開(kāi)，液壓系統(tǒng)中應(yīng)采用失電夾緊方式?？紤]到當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時(shí)下降時(shí)夾具仍能保持夾緊力，且?jiàn)A緊

40、時(shí)間要求可調(diào)節(jié)，所以液壓系統(tǒng)接入單向節(jié)流閥，其中節(jié)流閥起著調(diào)速作用，單向閥起著保壓作用。在該液壓回路中裝有減壓閥，用來(lái)調(diào)節(jié)夾緊力的大小并保持夾緊力的穩(wěn)定，夾具的液壓系統(tǒng)原理如圖4.5所示。圖4.5液壓系統(tǒng)5 結(jié)論本次設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課學(xué)習(xí)之后進(jìn)行的一次設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，能夠使我們的知識(shí)掌握更牢，并能提升我們分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。作為機(jī)械制造專業(yè)的學(xué)生，最重要的就是機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定和工裝夾具的設(shè)計(jì)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我掌握了機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和工裝夾具設(shè)