機(jī)電專業(yè)課程設(shè)計

1、中國礦業(yè)大學(xué)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書學(xué) 院： 淮北干校 題 目：氣門搖臂軸支座工藝編制及鉆Ø11孔夾具設(shè)計 起止時間：2011年4月16日至2011年6月10日學(xué)生姓名： 陸 崢 專業(yè)班級： 09機(jī)電本科 指導(dǎo)老師： 謝廣坤 2011年6月10日摘要該設(shè)計是從老師布置課題、搜集資料、自我設(shè)計選材加工直至完成整個零件加工的工藝過程；系統(tǒng)介紹了加工零部件所需的步驟及工藝流程。本人在此次畢業(yè)設(shè)計中著重于理論與實際相結(jié)合的原則，將所學(xué)的理論知識能充分在此次的設(shè)計中得以展現(xiàn)。在設(shè)計當(dāng)初本人經(jīng)深思熟慮選擇了發(fā)動機(jī)上的零部件“搖臂座”作為本次的課題，針對其在產(chǎn)品上的功能用途及特點，首先確定其工藝方案

2、；再選擇其材料；最后對其進(jìn)行加工工藝設(shè)計。在設(shè)計過程中遇到了種種挫折及困難，真正體會到了一個產(chǎn)品零部件的生產(chǎn)是需要凝結(jié)多少人的智慧與辛血，在此本人要感謝那些在我設(shè)計當(dāng)中給予我?guī)椭哪切┤?！?錄1、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 42、畢業(yè)設(shè)計說明書.5（一）零件加工工藝分析51.1 零件的作用1.2 零件的工藝分析（二）毛胚的選擇與設(shè)計72.1 確定鑄件加工余量2.2 定毛胚尺寸（三）工藝規(guī)程的設(shè)計.93.1 零件表面加工方法的選擇3.2 制定工藝路線3.3 工序設(shè)計3.4 確定切削用量及工時定額的計算（四）專用夾具設(shè)計186、畢業(yè)設(shè)計小結(jié).207、參考文獻(xiàn).21中國礦業(yè)大學(xué)課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書課題名

3、稱 氣門搖臂軸支座工藝編制及鉆Ø11孔夾具設(shè)計 指導(dǎo)教師 謝廣坤 專業(yè)名稱 機(jī)電一體化 班級 09機(jī)電 學(xué)生姓名 陸崢 學(xué)號 176090226 課題需要完成的任務(wù)：1、繪制零件圖和毛坯圖各一份2、編制機(jī)加工工藝文件：工藝過程卡一份、工藝卡一份及工序卡兩份3、繪制夾具裝配圖一份4、全套夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件圖若干5、編寫畢業(yè)設(shè)計說明書（論文），注意格式規(guī)范，A4紙20-30頁課題計劃：1、4月16日4月22日（第一周）：布置課題，收集相關(guān)資料2、4月23日5月01日（第二周）：繪制零件圖和毛坯圖3、5月02日5月08日（第三周）：編制機(jī)加工工藝文件4、5月09日5月15日（第四周）：繪制夾具

4、裝配圖5、5月16日5月29日（第五周）：全套夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件圖6、6月01日6月07日（第六周）：完成論文寫作7、6月08日6月10日（第八周）：畢業(yè)答辯零 件 的 分 析 (一) 零件的作用 題目所給的零件是氣門搖臂軸支座。是柴油機(jī)的一個主要零件,.直徑為18的孔和直徑為16的孔用來裝搖臂, 兩孔要求的表面粗糙度和位置精度比較高，工作時會軸相配合工作，起支撐作用,直徑為11的孔用來裝支持軸,直徑為3的孔主要用來排油。各部分尺寸如下圖：(二) 零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之間的位

5、置要求：（1）零件材料：HT200。切削加工性良好，只是脆性材料，產(chǎn)生崩碎切屑加工中有沖擊。選擇刀具參數(shù)時可適當(dāng)減小前角以強(qiáng)化刀刃即可；刀具材料選擇范圍較大，高速鋼及YG硬質(zhì)合金均可勝任。 （2）組成表面分析：11圓孔及其上下端面，16內(nèi)孔及其兩端面，18內(nèi)孔及其兩端面，3斜孔，倒角，各外圓表面，各外輪廓表面。 （3）主要表面分析：16、18孔用于支承零件，為工作面，孔表面粗糙度要求Ra1.6m，11孔底面為安裝（支承）面，亦是該零件的主要基準(zhǔn)。 （4）主要技術(shù)要求：16內(nèi)孔軸心與底面A的平行度保持在0.05mm以內(nèi)；18內(nèi)孔軸心與底面A的平行度保持在0.05mm以內(nèi)；18內(nèi)孔兩端面與頂面B的

6、跳動保持在0.1mm以內(nèi)。由上面分析可知，可以精加工和的外圓端面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證，簡單安排如下：將零件定位后再夾緊，加工出和的外圓端面，并鉆出的孔，兩孔的軸線互為基準(zhǔn)，再以此加工出，然后鉆出的通孔，最后翻轉(zhuǎn)零件，深孔加工出的斜油孔。毛坯的選擇與設(shè)計1、確定毛坯種類本零件選取的材料是HT200，而且此零件外形較為簡單，又屬于中批生產(chǎn)，若選砂型手工造型生產(chǎn)，則效率低，鑄件質(zhì)量差，也不宜采用費(fèi)用高，生產(chǎn)周期長的鑄造復(fù)雜形狀毛坯的

7、熔模鑄造，最后確定采用砂型機(jī)器造型，它有較高的生產(chǎn)效率，也能滿足毛坯質(zhì)量要求。2、確定鑄件加工余量：（1）求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計算輪廓的尺寸，長83mm，寬37mm，高62mm。（2）選擇鑄件公差等級查手冊鑄造方法按機(jī)器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得鑄件公差等級為812級取為10級。（3）求鑄件尺寸公差公差帶相對于基本尺寸對稱分布。（4）求機(jī)械加工余量等級查手冊鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料為HT200得機(jī)械加工余量等級E-G級選擇F級，查表得機(jī)械加工余量等級取8級。3、定毛坯尺寸上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra1.6。Ra1.6的表面，余量要適當(dāng)加大。分析本零件，加工表面Ra1

8、.6，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，這時可取所查數(shù)據(jù)的小值）用查表法確定鑄造各表面的的加工總余量，如下表：簡圖加工表面基本尺寸鑄件尺寸公差機(jī)械加工余量(單側(cè))鑄件尺寸22上端面392.6345±1.336下端面392.6328上端面372.6343±1.328下端面372.6326上端面162.2322±1.126下端面162.23毛坯圖確定拔模斜度 ： 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊查出拔模斜度為。確定分型面 ： 由于毛坯形狀前后對稱，且最大截面在中截面，為了起模及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移所以選前后對稱的中

9、截面為分型面。毛坯的熱處理方式 ： 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時效處理。工藝規(guī)程的設(shè)計(一)、選擇定位基準(zhǔn)：基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面的選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，甚至還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。1、粗基準(zhǔn)的選擇：底面A是零件的主要設(shè)計基準(zhǔn)，也比較適合作零件上眾多表面加工的定位基準(zhǔn)。2、精基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)基準(zhǔn)重合和互為基準(zhǔn)原則，選用設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn),當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 (二)、零件表面加工方法的選擇本零件的加工表面有端面、內(nèi)孔等，材料為鑄鐵。以公差

10、等級和表面粗糙度要求，參考有關(guān)資料，其加工方法選擇如下：（1）內(nèi)孔，公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra1.6，毛坯孔未鑄出。需進(jìn)行鉆、擴(kuò)、半精鉸、精鉸，并倒角。（2）內(nèi)孔，公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra1.6，毛坯孔未鑄出。需進(jìn)行鉆、擴(kuò)、半精鉸、精鉸，并倒角。（3）前端面公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra3.2，須粗銑，半精銑。（4）后端面公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra3.2，須粗銑，半精銑。（5）前端面公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra12.5，粗銑即可。（6）后端面公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra12.5，粗銑即可。（7）上端面公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra12.5

11、，粗銑即可。（8）上端面公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra6.3，須粗銑，半精銑。（9）的孔公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra12.5可直接用鉆頭鉆出。（10）的孔公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra12.5可直接用鉆頭鉆出。（三）制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用在鏜床上配以夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序一：鏜 定位及夾緊方式如下圖： 1、粗銑圓柱下端面至44 R

12、a12.52、半精銑圓柱下端面至43 Ra6.33、粗銑圓柱上端面至39 Ra12.5 4、鉆孔工序二：鏜定位夾緊方式如下圖 1、粗銑圓柱前端面至42 Ra12.52、半精銑圓柱前端面至41 Ra3.23、粗銑圓柱前端面至20 Ra12.54、鉆 Ra12.55、鉆孔Ra12.56、擴(kuò)孔至 Ra6.37、擴(kuò)孔至 Ra6.38、半精鉸孔至 Ra3.29、半精鉸孔至 Ra3.210、精鉸至 Ra1.611、精鉸至 Ra1.6 12、粗銑圓柱后端面至38 Ra12.513、半精銑圓柱后端面至37 Ra3.214、粗銑圓柱后端面至16 Ra12.515、锪的兩端，保證倒角，Ra12.516、锪的兩端，

13、保證倒角，Ra12.5工序三：1、鉆孔2、鉗工去毛刺工序四：抽檢（四）工序設(shè)計1、選擇加工設(shè)備與工藝裝備（1）選擇機(jī)床 ：根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。工序一 中有工步有銑、鉆、擴(kuò)、鉸、锪并且要求，的兩孔的尺寸精度，位置精度，粗糙度都比較高，為了方便加工和保證加工精度，所以選擇臥式鏜床。臥式鏜床的類型和技術(shù)參數(shù)如下：型號：TA617 主軸直徑：70最大鏜孔直徑：200 主軸中心線至工作臺距離：0-700工作臺荷重：1600Kg 主軸轉(zhuǎn)速：11.2-1400r/min 工作臺行程：縱900；橫900 電動機(jī)功率：主電機(jī)4KW；總?cè)萘繛?.5電動機(jī)臺數(shù)為：2，外形尺寸為406024002470。 TA6

14、17主軸轉(zhuǎn)速為：11.25、15、21、29、41、56、77、107、147、203、281、387、543、737、1017、1400（r/min）工序二 中工步為銑，根據(jù)加工面的定位夾緊方式選擇臥式鏜床，型號為X62。主軸轉(zhuǎn)速為：30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、300、375、475、600、750、950、1180、1500（r/min）工序三 中為鉆孔鉆孔，可采用專用的分度夾具在立式鉆床上加工選擇立式鉆床Z550主軸轉(zhuǎn)速為：32、47、63、89、125、185、250、351、500、735、996、1400（r/min）（2）選擇夾具

15、本零件除粗銑和半精銑，鉆斜油孔為專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。（3）選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 選用硬質(zhì)合金銑刀，硬質(zhì)合金鉆頭，硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆、硬質(zhì)合金鉸刀、硬質(zhì)合金锪鉆。（4）選擇量具 本零件為中批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點，參考有關(guān)手冊，選擇量具為：050范圍游標(biāo)卡尺、塞規(guī)。（五）確定切削用量及工時定額的計算粗銑上表面保證尺寸高度為41.5mm，粗糙度為12.5m。根據(jù)切削手冊 mm/z切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min 刀具選用高速鋼面銑刀 mm （r/min）現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床說明書，取n=95r/min。

16、故實際切削速度 （m/min）當(dāng)n=95 r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min）查機(jī)床說明書，取 mm/min 切削工時 （min）工序：銑下表面保證尺寸高度為39mm，粗糙度為6.3m根據(jù)切削手冊 mm/z切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min 刀具與工序相同 mm （r/min）故采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床說明書，取n=95r/min。故實際切削速度 （m/min）當(dāng)n=95 r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min）查機(jī)床說明書，取 mm/min 切削工時 （min）工序：鉆11mm孔確定進(jìn)給量：根據(jù)工藝手冊取=0.35mm/r。切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊，查得

17、切削速度 m/min ，所以 （r/min）根據(jù)機(jī)床說明書選取n=750 r/min，故實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min）工序：粗精加工16mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度為12.5m 粗精加工18mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度為3.2m1）銑16mm孔前后端面根據(jù)切削手冊 mm/z切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min 刀具與工序相同 mm （r/min）現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床說明書，取n=95r/min。故實際切削速度 （m/min）當(dāng)n=95 r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min）查機(jī)床說明書，取 mm/min 切削工時 （min）為加工

18、一側(cè)端面的時間，總工時 （min）2）18mm孔前后端面根據(jù)切削手冊 mm/z切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min 刀具與工序相同 mm （r/min）現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床說明書，取n=95r/min。故實際切削速度 （m/min）當(dāng)n=95 r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 （mm/min）查機(jī)床說明書，取 mm/min 切削工時 （min）為加工一側(cè)端面的時間，總工時 （min）3）鉆、鏜、精鉸Ø18mm孔并加工倒角1×45°根據(jù)工藝手冊查得加工Ø18mm孔的進(jìn)給量=0.310.37mm/r，按機(jī)床規(guī)格取=0.35mm/r，切削速度，

19、根據(jù)相關(guān)手冊及機(jī)床說明書，取v=31.2m/min，加工孔徑=Ø18mm。則 （r/min）根據(jù)機(jī)床選取n=630 r/min。實際切削速度 （m/min）切削工時 （min）4）鉆、鏜、精鉸Ø16mm孔并加工倒角1×45°根據(jù)工藝手冊查得加工Ø16mm孔的進(jìn)給量=0.310.37mm，按機(jī)床規(guī)格取=0.35mm，切削速度，根據(jù)相關(guān)手冊及機(jī)床說明書，取v=31.2m/min，加工孔徑=Ø16mm。則 （r/min）根據(jù)機(jī)床選取n=630 r/min。實際切削速度 （m/min）切削工時 （min）工序：鉆3mm的孔，內(nèi)表面粗糙度為12

20、.5m確定進(jìn)給量：根據(jù)工藝手冊取=0.08mm/r。切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊，查得切削速度=10m/min ，所以 （r/min）根據(jù)機(jī)床說明書選取n=1500 r/min，故實際切削速度 （m/min）切削工時 （min）最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機(jī)械加工工序過程綜合卡片。專用夾具的設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。 現(xiàn)以工序50（鉆11孔）來設(shè)計鉆床夾具。本工序?qū)Ｓ脢A具將用于X525立式鉆床。所選刀具為8鉆頭，對工件加工。4.1 夾具的設(shè)計本夾具用在鉆11孔工序時，該孔表面粗糙度為12.5m。 定位基準(zhǔn)的選擇由

21、零件圖可知，以底平面和28圓柱端面為定位基準(zhǔn)，夾具以底座，擋板，夾具體定位，零件的六個自由度都被限制了，實現(xiàn)了完全定位。同時為了縮短本工序的輔助時間，我們采用螺旋夾緊裝置。（如附圖夾具裝配圖所示） 切削力及夾緊力計算刀具：端銑刀 d=80mm z=10由機(jī)械制造工程原理表22可查得 CF =930N =1 yF=0.84軸向力： （N）在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；為刀具鈍化系數(shù)1.2。所以 切削力: （N）夾緊力：在此夾具中，只是為了防止工件在加工過程中的振動和轉(zhuǎn)動，因此很小。 定位誤差分析定位誤差包括定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合誤差和

22、定位基準(zhǔn)位移誤差?；鶞?zhǔn)位移誤差又可分為是由于工件定位表面不準(zhǔn)確所引起的和由于夾具定位元件不準(zhǔn)確所引起的兩部分。因為我們的定位元件是以下端面為基準(zhǔn)，所以定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，所以不存在基準(zhǔn)不重合誤差。夾具設(shè)計及操作的簡要說明：如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率，為此，應(yīng)首先著眼于采用何種夾緊裝置以減少更換工件的輔助時間。本夾具設(shè)計采用螺旋夾緊裝置，只要松開螺母即可取下工件，可以提高勞動生產(chǎn)率，而且本夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計比較簡單、緊湊。第四章 設(shè)計小結(jié) 轉(zhuǎn)眼，兩個月的畢業(yè)設(shè)計終于接近尾聲了，在這次實習(xí)中我真正體會到了苦并快樂著起的要比平時要早，白天要上班，晚上畫圖到很晚，查閱機(jī)械手冊，繪

23、圖、計算，一遍又一遍，錯了又重來，一次又一次的修改設(shè)計方案，但每當(dāng)看到自己的設(shè)計成果，心中總是美滋滋。這次實習(xí)我選擇的是氣門搖臂軸支座，由于以前接觸的知識不多，所以的借了許多這方面的書，吸取了以前的盲目計算的經(jīng)驗，在做整個的設(shè)計前我先對設(shè)計題目進(jìn)行了分析，大致確定了設(shè)計方案。接下來我就動手做了。在設(shè)計過程中，我的思想認(rèn)識也得到了一定的提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我有如下幾方面的感觸：首先，在畢業(yè)設(shè)計中，通過自己的努力，我收獲很大，不但比較系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了以前所學(xué)習(xí)的所有關(guān)于機(jī)械設(shè)計,機(jī)械原理，機(jī)械制圖以及相關(guān)制圖軟件操作的知識而且加深了對以前那些枯燥公式的理解。其次，以前我總是以為我什么東西都懂了，但

24、到了實際設(shè)計過程中才發(fā)現(xiàn)自己是那么的膚淺，所以設(shè)計過程中我逐漸克服了自己眼高手低的缺點。通過此次實習(xí)，把自己所學(xué)習(xí)的知識運(yùn)用到實際中解決實際生產(chǎn)中的問題，增強(qiáng)了我的理論聯(lián)系實際的觀念，提高了自己理論聯(lián)系實際的能力。理論是對實際操作的一個提煉和升華，是一個被理想化了的實際操作的模型，將實際操作簡單化了。而實際操作卻是比理論更復(fù)雜的，因為在實際操作過程中會遇到許許多多人為因素和社會因素。比如理論上只要一部機(jī)器各個機(jī)構(gòu)或者部件滿足所需的運(yùn)動要求和力學(xué)性能，那么這樣的設(shè)計方案就是可行的。但是在實際生產(chǎn)中情況卻遠(yuǎn)要復(fù)雜得多。我們不但要會學(xué)習(xí)知識，更要會將所學(xué)的知識運(yùn)用到實際工作中，那樣才能學(xué)以致用，才能造福自己和別人。此外，通過這次實習(xí)我也深刻認(rèn)識到學(xué)習(xí)方法的重要性，正所