气门摇杆轴支座工艺规程及铣底面夹具设计[版本2]【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目： 气门摇杆支座机械加工工艺规程及底面铣削夹具设计 班 级： 加工 09 姓 名： 赵 楠 学 号： 907070128 指导教师： 于英华 完成日期： 2012 年 7 月 21 日 辽宁工程技术大学课程设计 I 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 任 务 书 一、设计题目 :气门摇杆支座机械加工工艺及底面铣削夹具设计 二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产 类型 :（中批或大批大量生产） 三、上交材料 1所加工的零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程卡片 1 套 4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1 套 5绘制夹具装配图（ 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（ 配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1 张 7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约 5000） 1 份 四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l 2 天查资料，绘制零件图。 2第 3 7 天，完成零件的工艺性分析 ,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。 3第 8 10 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课 程设计的下一步）。 4第 11 13 天，完成夹具装配图的绘制。 5第 14 15 天，零件图的绘制。 6第 16 18 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天 21 天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩 五、指导教师评语 该生 设计的过程 中 表现 ， 设计 内容 反映的基本概念 及计算 ，设计方案 ， 图 纸表达 ，说明书撰写 ，答辩表现 。 综合评定成绩： 指导教师 日 期 辽宁工程技术大学课程设计 要 气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件 ， 是柴油机摇杆座的结合部 。 本文主要论述了 气门摇杆轴支座 的加工工艺及底面铣削夹具设计。 气门摇杆轴支座 的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，形状复杂，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，并使工序集中。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。 设计气门摇杆轴支座零件的机械加工工艺规程及低面铣削夹具设计，使我学习到了许多机械加工的专业知识和实践内容 。 辽宁工程技术大学课程设计 is a is a of of of to in of it to of to on of of be to of of of I a of 辽宁工程技术大学课程设计 录 第 1章 零件分析 1 页 件作用分析 1 页 件工艺分析 1 页 第 2章 确定毛坯、画毛坯 零件合图 2 页 第 3章 工艺规程设计 2 页 位基准的选择 2 页 定工艺路线 3 页 择加工设备及刀、夹、量具 5 页 工工序设计 6 页 间定额计算 11页 写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 12页 第 4章 摇杆轴支座底面铣削夹具设计 12页 提出问题 13页 设计思想 14页 夹具设计 14页 14页 16页 第 5 章 结语 16 页 方案综合评价与结论 16页 参考文 献 17页 辽宁工程技术大学课程设计 V 辽宁工程技术大学课程设计 宁工程技术大学课程设计 宁工程技术大学课程设计 1 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 第 1 章 零件分析 件作用分析 气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合部 ）0 孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个 13 孔用 杆与汽缸盖相连， 3向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动 。其零件图如下图 ： 图 杆轴支座 件工艺分析 由图 材料为 材料具有较高的强度，耐磨 性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。 该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面， 2- 13 孔和 ）0 以及 3 2 工 ）0 孔的尺寸精度以及下端面 平面度与左右两端面孔的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封， 2 13 孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度 此，需要先以下端面为粗基准加工上端面， 再以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最后加工）0 孔时以下端面为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。由参考文献（ 1）中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。 第 2 章 确定毛坯、画毛坯 零件合图 （附图 2） 根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为 8000 件 /年，通过计算，该零件质量约为 3参考文献（ 5）表 1 4、表 1 3 可知，其生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。 此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。参考文献（ 1）表 12；该种铸造公差等级为 1， 。参考文献（ 1）表 查表方法确定各表面的加工余量如下表所示： 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 上端面 45 4侧加工 下端面 50 3侧加工 左端面 32 3侧加工 右端面 32 3侧加工 第 3 章 工艺规程设计 位基准的选择 精基准的选择：气门摇杆轴支座的下端面既是装 配基准又是设计基 准 ， 用 它 作 为 精 基 准 ， 能 使 加 工 遵 循 基 准 重 合 的 原 则 。）0 孔及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路辽宁工程技术大学课程设计 3 线又遵循 “ 基准统一 ” 的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。 粗基准的选择：选择零件的重要面和重要孔做基准。在保证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尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面 。 定工艺路线 根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到 的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下： 上下端面：粗铣 精铣 左右端面：粗铣 精铣 端面：粗铣 精铣 2- 13 孔：钻孔 3向槽 精铣 ）0 孔：钻孔 粗镗 精镗 因左右两端面均对 ）0 孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面 后 孔 原 则 ， 将 上 端 面 下 端 面 的 粗 铣 放 在 前 面 ， 左 右 端 面 上）0 孔放后面加工。初步拟订以下两个加工路线方案 加工路线方案（一） 工序号 工序内容 1# 铸造 2# 时效 3# 涂漆 4# 车上端面 5# 铣下端面 6# 钻两通孔 辽宁工程技术大学课程设计 4 7# 铣左右端面 8# 钻通孔 18 9# 镗 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔 10# 轴向槽 11# 铣检验 12# 入库 （二）以 V 形块定位的加工路线方案 工序号 工序内容 1# 铸造 2# 时效 3# 涂漆 4# 粗铣下端面 5# 粗铣上端面 6# 粗铣左右端面 7# 钻两通孔 13 8# 精铣下端面 9# 精铣上端面 10# 精铣左右端面 11# 钻 18 孔 12# 镗 ）（ 孔 13# 铣轴向槽 14# 入库 辽宁工程技术大学课程设计 5 上述两个方案遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。 车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床 上加工时，它们惯性力较大，平衡困难；又由上端面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削容易引起工艺系统的震动，故应当选择铣削加工。 因为在零件图纸中要求左右端面的跳动度为 以需要同时铣削左右端面，保证两端的平行度。 工序 30#应在工序 25#前完成，使上端面在加工后有较多的时间进行自然时效，减少受力变形和受热变形对 2 13通孔加工精度的影响。综上所述选择方案二。 最后确定的工件加工工序如下： 序号 工序内容 定位基准 1# 铸造 2# 时效 3# 涂漆 4# 粗铣下端面 上端面（ 3） +外圆柱面 5# 粗铣上端面 下端面（ 3） +外圆柱面 6# 粗左右端面（同时，不准调头） 下端面 (3)+ 外圆柱面 7# 钻两通孔 13 下端面 (3)+ 外圆柱面 8# 精铣下端面 上端面（ 3） +外圆柱面 9# 精铣上端面 下端面（ 3） +外圆柱面 10# 精铣左右端面（同时，不准调头） 下端面 (3)+ 外圆柱面 11# 钻通孔 18 下端面 (3)+ 外圆柱面 12# 镗孔到 20 下端面 (3)+ 外圆柱面 13# 粗 下端面 (3)+ 外圆柱面 14# 入库 择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为大批生产，故加工设备适宜通用机床为主，辅以辽宁工程技术大学课程设计 6 少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传动均由人工完成。 粗铣上端面：考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择 式铣床。（参考文献（ 1）表 6选择直径 D 为 80铣刀，参考文献（ 1）表 7用夹具和游标卡尺。 粗铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 精铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 粗铣左端面：采用卧 式铣床 考文献（ 1）表 6 21，采用以前的刀具，专用夹具及游标卡尺。 精铣左端面：采用卧式铣床 考文献（ 1）表 6 21，专用夹具及游标卡尺。 钻 2：采用 考文献（ 1）表 6 26，通用夹具。刀具为 d 为 直柄麻花钻，参考文献（ 1）表 7 11。 钻 18 孔：钻孔直行为 18择摇臂钻床 考文献（ 1）表 6 26，采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。 镗 20（ + +：粗镗：采用卧式组合镗床，选择功率为 削头，选择镗通孔镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺。 工工序设计 （一） 机械加工余量确定 根据文献（ 1）可知计算底面加工余量公式如下。 A 式中 ： e 余量值； 铸件的最大尺寸； A 加工表面最大尺寸； C 系数 根据 表 3 经查 表 3 12可得，铣削上端面的加工余量为 4，又由零件对上顶端表面的表面精度 铣的铣削余量为 4。底面铣削辽宁工程技术大学课程设计 7 余量为 3，粗铣的铣削余量为 2，铣余量 1，精铣后公差登记为 右端面的铣削余量为 3，粗铣的铣削余量为 2，精铣余量 1，精铣后公差登记为 据 表 3 12确定余量 2。工序 40粗镗 18 工序。粗镗余量表 3精镗切削余量为 孔后尺寸为 20工步余量和工序尺寸公差列于下表 表 工步加工尺寸 = （二）确定切削用量及基本工时 工序 20#：粗铣下端面 1)加工条件 工件材料： b=170240造 ;工件尺寸：3， l=36; 加工要求：粗铣 上端面加工余量 4 机床： 具： 立铣 刀。 经查参考文献（ 1）表 3 12 可得，铣削上端面的加工余量为 4由零件对上顶端表面的表面精度 知，粗铣的铣削余量为 4 底面铣削余量为 3铣的铣削余 量为 2铣余量 1铣后公差登记为 取每齿进给量为 z（粗铣） 取每齿进给量为 f r（精铣） 粗铣走刀一次 2铣走刀一次 1步取主轴转速为 150r 铣），取精铣主轴的转速为 300加工方法 余量 公差等级 工序尺寸及公差 18 粗镗 _ 精镗 8H 820H 辽宁工程技术大学课程设计 8 前面已选定直径为 80相应的切削速度分别为：校核粗加工。 / 1 0 0 0粗 80 150/1000 1 0 0 0精 =80 300/1000=由机床切削功率 P= 5 0 . 9 0 . 7 41 6 7 . 9 1 0 az e p mp f a z n k 取 Z=10 个 齿 ，,n=150/60=s ,68mm,z. 代入得： 5 0 . 9 0 . 7 41 6 7 . 9 1 0 2 0 . 2 1 6 8 1 0 2 . 5 1 因前查的机床的功率为 效率为 新选择主轴的转速为 118m/ / 1 0 0 0粗 =80 118/1000=其带入公式得 5 0 . 9 0 . 7 41 6 7 . 9 1 0 2 0 . 2 1 6 8 1 0 1 1 8 / 6 0 1 =机床功率足够 2)计算基本工时 176, v,t m 查切削手 册表 3. 26，入切量及超切量为： 40y 则： f 工序 25# 粗铣上端面： 刀具，机床与上到工序相同，得出 0, a p 0 . 3 1 m i n = . 5 4 m / m i n= 0 r / m i n n s 工序 30# 粗铣左右端面：同时粗铣左右端面，圆盘铣刀一次加工完成不准调头 计算切削用量： 2 9 由 机械加工工艺手册表 f f / 由切削用量手册表 1 . 7 0 m / s 3 5 r / 0 . 9 1 m / ，各系数为 0 s fK s nK s v 所以有 s/V s= V 取 4 7 .5 r/ m 7 9 2 r/ 所以实际切削速度： 0v = d n / 1 0 0 0 = 1 4 . 5 5 m / m i n f = 1 5 2 . 6 m m / m i n确定主轴转速： 171 75 0n = 1 0 0 v / d = 7 r / s = 5 4 5 r / m i n切削工时： 5# 钻孔 13 查机械制造工艺设计手册表 3 mm/8f 查机械制造工艺设计手册表 3 1 0 0 0 / 2 7 2 r / m i nn v d 查表机械制造工艺设计简明手册 床为 择转速 r/ s 9 r/ m 5 4 5 实际切削速度： v= / 1000 9 . 0 8 3 . 1 4 1 1 / 1 0 0 0 0 . 3 1 m / s 切削工时带入公式： 12( ) / 0 . 3 6 m i l l l f n 工序 40# 精铣下端面与工序 20#相同。 工序 45# 精铣上端面与工序 25#相同 . 辽宁工程技术大学课程设计 10 工序 50# 精铣左右端面与工序 30#相同 工序 55# 钻通孔 18，工序步骤与工序 35#相同，代入数据得出结果 : 0, a p f 1 6 3 .2 m /m 1 . 4 5 m i n =1 5 m / m i n t= 0 r / m i n = mc n s 工序 60# 镗孔到 20 因精镗与粗镗的定位的下底面与 镗后工序尺寸为 下底面的位置精度为 左右端面的位置精度为 且定位夹、紧时基准重合，故不需保证。 粗镗孔 时因余量为 , 查机械制造工艺设计手册 2 4 m /m 4 m / 取进给量为 f r 1 0 0 0 / 3 8 0 / m i nn v d r 故实际切削速度为： / 1 0 0 0 1 5 / m i d n m此时作台每分钟进给量 m 查文献得 9 . 8 1 6 0F z F z F z F Y z p F a f v k310 v 取 1801 0 1 0 1 0 . 7 5 09 . 8 1 6 0 1 8 0 1 . 8 0 . 2 0 . 4 1 =宁工程技术大学课程设计 11 39 5 1 0 . 4 1 0 0 . 3 8mP k w 取机床功率为 . 8 5 0 . 7 8 0 . 6 6 0 . 3 8k w k w 故机床效率足够 精镗孔时，因余量为 v=s=72m/ f=r 1 0 0 0 / 1 0 0 0 7 2 / ( 3 . 1 4 2 0 ) / m i n 1 1 4 6 / m i nn v d r r 工序 65# 铣槽： 加工条件：机床： 床 . 刀具：直 齿三面刃铣刀其中 80d , 18z 计算切削用量： 10由机械加工工艺手册表 15 15 1 3 2 .6 m / m m 6a f 确定主轴转速： 0n = 1 0 0 0 v / d = 3 7 5 r / m i n切削工时： T 0 m m 间定额计算 下面计算工序 60的时间定额 1）机动时间 粗镗时： L/(f n)=45/（ 86） =镗时： L/(f n)=45/（ 86） =机动时间：）辅助时间： 辽宁工程技术大学课程设计 12 所以辅助时间 2 1 0 . 3 0 . 1 1 0 . 1 1 . 5 0 . 3 0 . 1 6 . 4 m i 3）作业时间 B b T ）布置工作地时间03 则 0 08 . 1 5 3 0 . 2 4 m i 5） 休息与生理需要时间03 则 0 08 . 1 5 3 0 . 2 4 m i 6）单件时间b a s T T T =（ 写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 工件文件详见附表。 第 4 章 摇杆轴支座底面铣削夹具设计 夹具是一种能够使工 件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 操作内容 每次时间 (粗镗 精镗 操作次数 时间 作次数 时间 夹 2 1 2 - - 换刀 1 1 1 1 1 测量 夹 - 1 机到开始的时间 刀 宁工程技术大学课程设计 13 出问题 （ 1）怎样限制零件的自由度；根据装配图得知道 ,一个底座限制底面3 个自由度，再加 2 个 V 型块限制 3 个自由度 ,6 个自由度保证的零件夹紧的强度 ,有利于铣刀进行加工 （ 2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。有夹具体底座 ,将一个 另一 考虑到成本经济性 ,故采用这类机械夹紧的方式比较合适 . （ 3）设计的夹具怎样排屑；此次加工利用铣刀 ,可以保证加工的稳定 ,达到表面应有的粗糙度 ,适合批量生产 , （ 4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。 此夹具设计简单方便 ,螺旋手柄加紧和松开灵活 ,工人需要将零件固定安放 ,保持夹具的清洁 ,以便多次使用 . 辽宁工程技术大学课程设计 14 计思想 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还 要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要用来气门摇杆轴支座底面进行加工，这个精度要求为面粗糙度 铣 以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。 具设计 位分析 （ 1）定位基准的选择 据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故铣该底平面时，采用 零件倒置的上表面 作为定位基准。 （ 2）定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件 为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合 b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 j=（ d+ S） /2 d = S= j=宁工程技术大学课程设计 15 削力及夹紧力的计算 刀具：镶片圆锯齿铣刀 86apz 0 60 z=113N 个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式： 32)(2 式中 螺纹摩擦角 平头螺杆端的直径 f 工件与夹紧元件之间的摩擦系数 ,螺杆直径 螺纹 升角 Q 手柄作用力 L 手柄长度 则夹紧力 辽宁工程技术大学课程设计 16 32)(2 =766（ N） 根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。 具操作说明 此次设计的夹具夹紧原理为：通过 上表面为定位基准，在 2 个 面实现完全定位，以铣刀进行加工 定位元件： 定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。该设计可用 V 型块加紧 第五章 . 结 语 会与展望 机械制造课程设计终 于结束了