機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)裝備課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：說明書設(shè)計(jì)氣門搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及粗一一精鏜?20孔工序的專用夾具 姓名：別國輝 學(xué)號(hào)：090114425班級(jí)：機(jī)制094指導(dǎo)教師：程雪 利河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校2011年12月26日1機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)氣門搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及粗一一精鏜?20孔工序的專用夾具內(nèi)容：（1）零件一毛坯合圖1張（2）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片1套（3）夾具裝配總圖1張（4）夾具體零件圖1張（5）課程設(shè)計(jì)說明書1份原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)為 8000件/年；每日一班。姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：指導(dǎo)教師：2010年12月25日 目錄第1章零件的分

2、析11.1零件的作用11.2零件的工藝分析1第2章確定毛坯、畫毛坯一零件合圖 3第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)43.1定位基準(zhǔn)的選擇43.2制定工藝路線43.3選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 63.4加工工序設(shè)計(jì)63.5機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工藝卡 10第4章夾具設(shè)計(jì)114.1確定設(shè)計(jì)方案114.2計(jì)算夾緊力并確定螺桿直徑114.3定位精度分析 124.4操作說明參考文獻(xiàn)1第1章零件的分析1.1零件作用分析0.10氣門搖桿軸支座是柴油機(jī)一個(gè)主要零件，是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部。20 mm 孔 0.06裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座通過兩個(gè)13mm孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，寬度為3mm軸向槽用于

3、鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動(dòng)。其零件圖如 下圖：1.2零件的工藝分析由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)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。0.10該零件上主要加工面為上端面、下端面、左右端面、13r2r孔、20 mm 以 0.06及寬度為3mm軸向槽的加工。20 0.06mm孔的尺寸精度、與下端面的平行度 0.05與左右兩端面的圓跳動(dòng)0.06,直 0.10接影響到進(jìn)氣孔與排氣門的傳動(dòng)精度及密封；213mm孔的尺寸精度；下端面相對(duì)0.10于20孔軸線的平行度。因此，需要先以下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面，再 以上端 0.06面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再把下端面作為

4、精基準(zhǔn)，最后加工？20 (+0.1+0.06) mm孔時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸1相對(duì)下端面的位置精度。由參考文獻(xiàn)(1)中有關(guān)孔和面加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知, 上述技術(shù)要求可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。2第2章確定毛坯、畫毛坯一一零件合圖（附圖）根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，又有題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為8000件/年。通過計(jì)算，該零件質(zhì)量約為3Kg，其生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選 用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時(shí)效處理。參考文獻(xiàn)【1】表2.3-6,該種鑄件的尺寸公差等級(jí) CT為10-11級(jí)，加工余量等級(jí) MA為H級(jí)。參考文獻(xiàn)【1

5、】表2.3-5,用查表法確定各表面的總余量如下表所示。加工我面聯(lián)本尺寸加匚余秦瓣t加氽鈦等級(jí) 數(shù)值說明4SminH4 inm單削加工卜腳輻H? Ill nilTKJUI I.H5 mmE?5mniH3 mm卑側(cè)加E3第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則，實(shí)現(xiàn) V形塊十大平面的定位方式（V形 塊采0.10用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊）。20 mm孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝 0.06路線又遵循“基準(zhǔn)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(jiǎn)單，可靠，操作方便。粗基

6、準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。 第一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(shí)間，所以粗 基準(zhǔn)為上端面。0.10第二鏜削 20 mm孔的定位夾緊方案：0.06方案一：用一菱形銷加一圓柱銷定位兩個(gè)13mm的孔，再加上底面定位實(shí)現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn)類型中。方案二：用V形塊十大平面定位V形塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì) R10的外圓柱表面進(jìn)行定位，再加底面 實(shí)現(xiàn)完全定位，由于13mm孔的秒個(gè)精度不需要很高，故用做定位銷孔很難保證精度，所以選擇方案二。3.2制定工藝路線

7、1表面加工方法的確定根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面及孔的 工方法如下：bii 1.農(nóng) ifti期匸甘案M *卜軸面右M粗桃一轉(zhuǎn)桃2X咖仇幫40.10因左右兩端面相對(duì)于20孔有較高的位置精度，故加工兩端面時(shí)應(yīng)采用工序集中 0.06的原則，減少裝夾次數(shù)，提高精度。2、工藝路線的確定根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將上端面的 精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上 端面0.10后鉆孔，左右端面上20 mm孔放后面加工。1序號(hào)【:序內(nèi)浮潔jfiH效涂淒Q51 0-1 51 &譙右空面2 5f占岫孔存flifin

8、叮伽.迖別*20洞耕厘幾倒匍IX柞唯N S4 O4、檢腔500.06|巴-辺弊_ I 同矍祝酬T上述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(jìn)一 步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時(shí)，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(dòng)，故改動(dòng)銑削加工。工序10應(yīng)在工序05前完成，使上端面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減 少受力變形和受熱變形對(duì)2 x 13mm通孔加工精度的影響。修改后的工藝路線如下：5牯扎一軌邃科悅3.3選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備適宜通用機(jī)床為主

9、，輔以少量專用機(jī)床 的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳動(dòng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用立銑選擇X1632立式銑床。（參考文獻(xiàn)（1）表6-18），選擇直徑D為 80mm立銑 刀，參考文獻(xiàn)（1）表7-88,通用夾具和游標(biāo)卡尺。粗銑下端面：采用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑下端面:采用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。粗銑左端面：采用臥式銑床 X6132,參考文獻(xiàn)（1）表6 21,采用以前的刀具， 專用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑左端面：采用臥式銑床 X6132參考文獻(xiàn)（1）表6 21,專用夾具及游標(biāo)卡 尺。鉆2- 13mm

10、孔：采用Z30，參考文獻(xiàn)（1）表6 26,通用夾具。刀具為d為 ?13.0 的直柄麻花鉆，參考文獻(xiàn)（1）表7 111。鉆 18孔：鉆孔直行為？118mm,選擇搖臂鉆床Z3025參考文獻(xiàn)（1）表6- 26,采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。0.10鏜 20 mm孔：粗鏜：采用臥式組合鏜床，選擇功率為1.5kw的ITA20鏜削 0.06頭。選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿，專用夾具，游標(biāo)卡尺。3.4加工工序設(shè)計(jì) 工序30的尺寸鏈計(jì)算6051015202530334045 鮒時(shí)效涂漆輔恍上刪血苗曲通亂読富端面僮孔搦也扎口創(chuàng)角IX巧度 銃坨端山i戢軸向糟消陳內(nèi)啣力防11生銹 先捌匸粗墓準(zhǔn)面先面府扎；先而品孔k 1

11、tt削余ft次罌【.序后拗1.加工過程：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p20.104精鏜，保證工序尺寸p3,達(dá)到零件的設(shè)計(jì)尺寸 D的要求：D 20 mm0.065）倒角如右圖，可找出工藝尺寸鏈求解工序尺寸及公差的順序如下：1從圖中知，p3=D2） 從圖知，p3=p2+Z2，其中Z2是精鏜的余量，Z2=0.2mm,則p2=19.8mm,由 于工序尺寸p2是在粗鏜中保證的，查參考資料（5）中表120知，粗鏜工序的經(jīng)濟(jì)加 工精度為IT12，因此確定該工序尺寸公差為IT12，其公差值為0.35mm,故p2=（19.8 0.175mm。3） 從圖所示的尺寸鏈知，p2

12、=p1+Z1其中Z1為粗鏜的余量，Z仁1.8mm，p仁p2- Z1=18mm。查參考資料（5）中表1-20知，確定鉆削工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為 IT13，其公差值為 0.54mm,故 p1=（ 18 0.27 mm。為驗(yàn)證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對(duì)加工余量進(jìn)行校核。（1）余量Z2的校核，在圖b所示的尺寸鏈里Z2是封閉環(huán)，故Z2max=p3max-p2min= （20+0.1-（ 19.8-0.175 ） mm=0.475mmZ2min=p3min-p2max= （ 20-0.1-（ 19.8+0.175 ） mm=-0.075mm（2 ）余量Z1的校核，在圖a所示的尺寸鏈中Z1是封閉

13、環(huán)，故Z1 max=p2max-p1min= （19.8+0.175-（ 18-0.27 ） mm=2.245mmZ1 min=p2mi n-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=180 mm p2=19.9750mm p3=200mm 0.54 0.06 0.36工序05:粗銑上端面，保證表面粗糙度要求 Ra=12.5 um經(jīng)參考文獻(xiàn)（1）表312可得，銑削上端面的加工余量為 4mm,又由零件對(duì)上 頂端表面的表面精度Ra=12.5mm可知，粗銑的銑削余量為4mm。

14、確定每齒進(jìn)給量及銑削深度7取每齒進(jìn)給量為fz = 0.2mm/z （粗銑）銑削寬度ae =2.5mm,銑削深度aP =4mm切削速度：初步取主軸轉(zhuǎn)速為150/ min （粗銑）又前面已選定直徑D為80mm,故相應(yīng)的切削速度分別為：v 粗 3.14Dn/10003.14 80 150/100037.68m/min工序10 :銑削底面底面的銑削余量為3mm粗銑的銑削余量為2mm精銑的銑削余量為1mm,精銑后 的公差等級(jí)為IT7 IT8。確定每齒進(jìn)給量及銑削深度取每齒進(jìn)給量為fz = 0.2mm/z （粗銑）取每齒進(jìn)給量為fz = 0.05mm/z （精銑）（參考切削手冊(cè)表 3-3）粗銑走刀一次 a

15、p= 2mm,精銑走刀一次 ap= 1mm切削速度：初步取主軸轉(zhuǎn)速為150r/ min （粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為 300r/ min。又前面已選定直徑D為？80mm,故相應(yīng)的切削速度分別為：v 粗 3.14Dn/1000 3.14 80 150/1000 37.68m/minv 精 3.14Dn/10003.14 80 300/100075.36m/min符合要求。工序15 :刀具選擇：高速鋼麻花鉆，d0 13mm切削用量：查切削手冊(cè)得 f=0.700.86mm/r,l/d 2.03所以f=0.70mm/r,按鉆 頭強(qiáng)度選擇f=1.55mm/r,按機(jī)床強(qiáng)度選擇f=0.63mm/r,最終選擇

16、f=0.48mm/r。經(jīng)校 核符合條件。經(jīng)計(jì)算：機(jī)床的實(shí)際轉(zhuǎn)速為：nc=420r/min,刀具的切削速度vc=11.87mm/r工序20 :右端面的銑削余量為3mm粗銑削余量為2mm精銑削余量為1mm,銑削 后的公差等級(jí)為IT7 IT8。確定每齒進(jìn)給量和切削深度：同工序 10。工序25 :本工序采用錐柄麻花鉆，直徑 d 18mm,使用切削液。確定進(jìn)給量f：由于孔徑深度都很大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給，fz=0.20mm/r。選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度：根據(jù)表5130,鉆頭后端面的磨損量為0.80mm,耐用度為50min。8確定切削速度：由表 5132,5-127,5-131,計(jì)算查得 f=0.20mm/r

17、,v=17m/min,n=1082r/min。根據(jù) 立式鉆的說明書選擇主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速。工序30 :18孔粗鏜余量參考文獻(xiàn)【1】表383取粗鏜為1.8mm,精鏜的余量為0.2mm鉸孔后的尺寸為20H8。各工部的余量和加工尺寸公差列表如下：孔軸線到下地面的距離為60mm。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20.02 0.08mm，與下底面的位置精度為）.05mm與左右端面的位置 精度為0.06m m且定位夾緊時(shí)基準(zhǔn)重合，故不需保證。 0.06m m跳動(dòng)公差由機(jī)床保 證。確定每齒進(jìn)給量和切削深度： 經(jīng)計(jì)算查表得，各類數(shù)據(jù)如下：粗鏜孔時(shí)，ap=1.8mm v=0.4m/s f=0

18、.2mm/r n=380r/min 工序 35 :同工序 20。工序40 :本工序?yàn)殂娚?2mm寬3mm的槽。所選刀具為切槽銑刀，銑刀直徑 d=3mm,確定每齒進(jìn)給量fZ根據(jù)資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，查得每齒進(jìn)給量fZ =0.520.10mm/z選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.20mm, 耐用度為60min。確定切削速度和每齒進(jìn)給量f根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=3mm，銑削寬度ae=3mm,銑削深度aP=12mm,耐用度 T=60min 時(shí)查取 V = 98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 。 根據(jù)XA6132

19、型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取， nc=300r/min,Vfc=475mm/s。MIT應(yīng)面Jta匸方法余訊e 15.80.2HS9則實(shí)際切削：v=4.25m/mi n。3.5機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工藝卡（見附圖）10第4章夾具的設(shè)計(jì)0.10設(shè)計(jì)的夾具為第25道工序粗一一精鏜 20孑L。該夾具為雙支承前后引導(dǎo)鏜 床 0.06夾具。4.1確定設(shè)計(jì)方案該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為下端面，故以下端平面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；另加兩V形塊從前后兩方向?qū)崿F(xiàn)對(duì) R10的外圓柱面進(jìn)行夾緊，從對(duì)工件的結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)。工件以下端面在夾具上定位，限制了三個(gè)自由度，其余三個(gè)自由度也 必須限制。用哪種方案合理呢？萬案1在213的通孔內(nèi)插入一現(xiàn)邊銷限制一個(gè)移動(dòng)自由度，再以兩孔的另一個(gè)孔內(nèi)側(cè)面用兩個(gè)支承釘限制一個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。這種定位方案從定位 原理上分析是合理的，夾具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。但由于孔和其內(nèi)側(cè)面均不規(guī)定其精密 度，又因結(jié)構(gòu)原因，夾緊力不宜施加在這樣的定位元件上，故工件定位面和定位 元件之間很可能會(huì)接觸不好，使定位不穩(wěn)定。這個(gè)方案不宜采用。Z萬2用兩個(gè)V形塊夾