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本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題目 氣門(mén)搖桿軸支座零件機(jī)械加工工藝及 其典型夾具設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 生 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 2013 年 4 月 25 日 氣門(mén)搖桿軸支座零件機(jī)械加工工藝及其典型夾具設(shè)計(jì) 摘 要 氣門(mén)搖桿軸支座是柴油機(jī)一個(gè)重要零件 是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部 本畢 業(yè)設(shè)計(jì)在氣門(mén)搖桿軸支座工藝規(guī)程設(shè)計(jì)過(guò)程中 詳細(xì)的分析了搖桿軸支座的加 工工藝 通過(guò)工藝方案的比較與分析得到了符合技術(shù)要求的工序 形成了機(jī)械 加工工藝過(guò)程卡和機(jī)械加工工序卡 并完成了銑削和車(chē)削以及鉆孔夾具的設(shè)計(jì) 闡述了定位方案的選擇 夾緊方案的確定 夾具體設(shè)計(jì) 運(yùn)用 AutoCAD 完成了 此典型夾具的裝配圖和夾具體的零件圖 本設(shè)計(jì)的加工工藝合理 夾具可行 高效 省力 能滿足零件的加工要求 保證其加工質(zhì)量 關(guān)鍵詞 氣門(mén)搖桿軸支座 機(jī)械加工 加工工藝 典型夾具 Bearing Parts Machining Process Valve Rocker Shaft and Its Typical Fixture Design Abstract Valve rocker shaft bearing is an important part of the diesel engine is a combination of diesel engine rocker seat This graduation design in valve rocker shaft bearing process design process a detailed analysis of the process of the rocker shaft bearing meet the technical requirements of the process was obtained through the comparison and analysis of the process forming a machining process card and machining process card And finish milling and turning and drilling fixture design elaborated the localization scheme selection clamping scheme clamp design AutoCAD is used to complete the assembly drawing of this typical fixture and clamp parts map specific Processing technology of the design is reasonable feasible high efficiency labor saving fixture can meet the processing requirements of parts ensure the machining quality Key Words valve rocker shaft bearing mechanical processing processing technology typical jig I 目 錄 1 緒論 1 1 1 題目背景及研究意義 1 1 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 2 1 3 本課題主要內(nèi)容和擬采用的研究方案 3 2 零件的分析 5 2 1 零件的作用 5 2 2 零件的結(jié)構(gòu)分析 5 2 2 零件的工藝分析 6 2 3 零件的生產(chǎn)類(lèi)型 6 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 3 1 確定毛坯的制造形式 8 3 2 定位基準(zhǔn)的選擇 8 3 3 制定機(jī)械加工工藝路線 9 3 4 工藝方案的比較與分析 9 3 5 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 3 6 選擇加工設(shè)備及刀 夾 量具 11 3 7 確定切削用量及基本工時(shí) 11 4 銑 50 底面的夾具設(shè)計(jì) 19 4 1 銑床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 19 4 2 定位部分設(shè)計(jì) 20 4 2 1 問(wèn)題的提出 20 4 2 2 定位基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇 20 4 2 3 定位元件的設(shè)計(jì) 20 4 3 切削力及夾緊力的計(jì)算 20 4 4 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 22 4 5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 23 5 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē) 32 兩端面的夾具設(shè)計(jì) 24 5 1 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 24 5 2 定位部分設(shè)計(jì) 25 5 2 1 問(wèn)題提出 25 5 2 2 定位基準(zhǔn)的選擇 25 5 2 3 定位元件的設(shè)計(jì) 25 II 5 3 切削力和夾緊力的計(jì)算 25 5 4 夾具設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要操作說(shuō)明 25 6 鉆 2 13 通孔夾具設(shè)計(jì) 26 6 1 鉆床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 26 6 2 問(wèn)題的提出 27 6 3 定位基準(zhǔn)的選擇 27 6 4 定位元件的設(shè)計(jì) 27 6 5 切削力和夾緊力的計(jì)算 27 6 6 定位誤差分析 28 6 7 夾具設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要操作說(shuō)明 28 7 結(jié)論 29 參考文獻(xiàn) 30 致謝 31 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 32 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 獨(dú)創(chuàng)性聲明 33 1 緒論 1 1 緒論 1 1 題目背景和研究意義 制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家的立國(guó)之本 是一個(gè)國(guó)家的民族產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè) 也是 反映一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志 是為國(guó)家創(chuàng)造財(cái)富的重要產(chǎn)業(yè) 制造技術(shù)支持著制造業(yè)的發(fā)展 當(dāng)今制造技術(shù)的發(fā)展使傳統(tǒng)制造業(yè)革新了 他原來(lái)的面目 制造工藝與夾具同樣取得了較快發(fā)展 所謂工藝 是使各種原 材料 半成品成為產(chǎn)品的方法和過(guò)程 進(jìn)行機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)是保證產(chǎn)品質(zhì)量 節(jié)約能源 降低成本的重要手段 是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備 計(jì)劃調(diào)度 加工操作 生產(chǎn)安全 技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù) 也是企業(yè)上品種 上質(zhì)量 上水平 加速產(chǎn)品更新 提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證 機(jī)械零件加工精度是機(jī)械 零件加工質(zhì)量的核心部分 零件的加工精度是指零件完工后的實(shí)際幾何參數(shù) 尺寸 形狀和相互位置 對(duì)理想幾何參數(shù)的符合程度 符合程度越高 機(jī)械 加工工藝對(duì)加工精度的影響主要體現(xiàn)在加工工藝的受力變形 加工工藝的幾何 精度以及工藝系統(tǒng)的熱變形三個(gè)方面 加工精度包括 尺寸精度 形狀精度 位置精度 提高加工及高度的措施歸納為 減少誤差法 誤差補(bǔ)償法 誤差抵消 法 誤差轉(zhuǎn)移法 就地加工法 誤差平均法 1 夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度 提高整體工作效率 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 充 分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組 成部分 是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施 在設(shè)計(jì)過(guò)程 中應(yīng)深人實(shí)際 進(jìn)行調(diào)查研究 吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù) 制定出合理的設(shè)計(jì)方 案 再進(jìn)行具體的設(shè)計(jì) 夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分 是機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要工藝裝備 工 件在機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí) 為了保證加工精度和提高生產(chǎn)效率 必須使工件相對(duì) 刀具占有正確位置 完成之一功能的輔助裝置成為機(jī)床夾具 它的主要用于保 證產(chǎn)品的加工質(zhì)量 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 輔助產(chǎn)品檢測(cè) 展示 運(yùn)輸?shù)?不論是傳 統(tǒng)制造 還是現(xiàn)代制造系統(tǒng) 夾具都是十分重要的 因此 好的夾具設(shè)計(jì)可以 提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率 保證和提高加工精度 降低生產(chǎn)成本等 還可以擴(kuò)大機(jī) 床的使用范圍 從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率 降低成本 當(dāng)今激 烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求 企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要 求 機(jī)床夾具按其使用范圍可分為以下五種基本類(lèi)型 1 通用夾具 通用夾具 1 緒論 2 具有一定的通用性 2 專用夾具 專用夾具是針對(duì)某一種工件的某一個(gè)工序而 專門(mén)設(shè)計(jì)的 3 通用可調(diào)整夾具和成組夾具 通用可調(diào)整夾具和成組夾具的特 點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換 部分裝置可以調(diào)整 以適應(yīng)不同零件的加工 4 組合夾具 組合夾具是由一套完全標(biāo)準(zhǔn)化的元件 根據(jù)零件的加工要求拼裝 而成的夾具 3 組合夾具的適用范圍可以從不同角度來(lái)談 從產(chǎn)品的批量來(lái)看 組合夾具最適于新產(chǎn)品研制 試制 單件和小批量生產(chǎn) 因此 對(duì)于產(chǎn)品變化 頻繁 該型周期短 產(chǎn)品類(lèi)型多的企業(yè)選用組合夾具最為適宜 能收到最顯著 的經(jīng)濟(jì)效果 從加工工序來(lái)看 組合夾具應(yīng)用極為廣泛 它可以方便的組成各 類(lèi)機(jī)床使用的夾具 從加工工件的幾何形狀和尺寸看 組合夾具一般不受工件 形狀的限制 工件的工藝分析及夾具設(shè)計(jì)是工藝工程師必備的專業(yè)素質(zhì) 這次設(shè)計(jì)使我 們能綜合運(yùn)用了械制圖學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械制造工程學(xué) 互換性與測(cè)量技術(shù)中 的基本理論和方法獨(dú)立地分析和解決工藝與夾具設(shè)計(jì)中的問(wèn)題 初步具備了設(shè) 計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件 氣門(mén)搖桿軸支座 的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè) 計(jì)的基本原理和方法 擬訂夾具設(shè)計(jì)方案 完成家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力 也是熟 悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè) 圖表等技術(shù)資料及編寫(xiě)技術(shù)文件技能的一次中和性實(shí)踐機(jī) 會(huì) 為今后從事的工作打下良好的基礎(chǔ) 1 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 迄今為止 夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具 刀具 夾具 量 具 模具 之一 夾具在國(guó)內(nèi)外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行 業(yè) 1 2 1 國(guó)內(nèi)夾具發(fā)展史 我國(guó)國(guó)內(nèi)的夾具始于 20 世紀(jì) 60 年代 當(dāng)時(shí)建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組 合夾具廠 和面向航空工業(yè)的保定向陽(yáng)機(jī)械廠 以后又建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾 具元件的工廠 在當(dāng)時(shí)曾達(dá)到全國(guó)年產(chǎn)組合夾具元件 800 萬(wàn)件的水平 20 世紀(jì) 80 年代以后 兩廠又各自獨(dú)立開(kāi)發(fā)了適合 NC 機(jī)床 加工中心的孔系組合夾具 系統(tǒng) 不僅滿足了我國(guó)國(guó)內(nèi)的需求 還出口到美國(guó)等國(guó)家 當(dāng)前我國(guó)每年尚需 進(jìn)口不少 NC 機(jī)床 加工中心 而由國(guó)外配套孔系夾具 價(jià)格非常昂貴 現(xiàn)大 都由國(guó)內(nèi)配套 節(jié)約了大量外匯 5 1 2 2 國(guó)外夾具發(fā)展史 從國(guó)際上看俄國(guó) 德國(guó)和美國(guó)是組合夾具的主要生產(chǎn)國(guó) 當(dāng)前國(guó)際上的夾 具企業(yè)均為中小企業(yè) 專用夾具 可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國(guó)內(nèi)訂貨 而 1 緒論 3 通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國(guó)際貿(mào)易中的一個(gè)品種 有關(guān)夾具和組合夾 具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計(jì)資料 但歐美市場(chǎng)上一套用于加工中心的夾具 而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴 由于我國(guó)在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累 和性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì) 隨著我國(guó)加入 WTO 和制造業(yè)全球一體化的趨勢(shì) 特別 是電子商務(wù)的日益發(fā)展 其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī) 具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前 景 16 1 2 3 國(guó)內(nèi)外機(jī)床夾具發(fā)展現(xiàn)狀 研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明 目前中 小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類(lèi) 總數(shù)的 85 左右 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 以適應(yīng) 市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng) 然而 一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具 一 般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠 里約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具 另一方面 在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中 每隔 3 4 年就要更新 50 80 左右專用夾具 而夾具 的實(shí)際磨損量?jī)H為 10 20 左右 特別是近年來(lái) 數(shù)控機(jī)床 加工中心 成組 技術(shù) 柔性制造系統(tǒng) FMS 等新加工技術(shù)的應(yīng)用 對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新 的要求 1 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn) 以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 降低生產(chǎn)成本 2 能裝夾一組具有相似性特征的工件 3 能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具 4 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具 5 采用以液壓等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置 以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng) 生產(chǎn)率 6 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度 總體來(lái)說(shuō)現(xiàn)代機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)是 1 提高標(biāo)準(zhǔn)化通用化程度 2 適應(yīng) 多品種 中小批生產(chǎn)企業(yè)的特點(diǎn) 發(fā)展可調(diào)整夾具 力求縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 提高經(jīng)濟(jì)效果 3 發(fā)展高效率夾具力求提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 4 機(jī)床夾具的發(fā)展應(yīng)向機(jī)床工作臺(tái)技術(shù)轉(zhuǎn)移 18 1 3 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案 1 3 1 課題研究主要內(nèi)容 氣門(mén)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 mm 孔裝搖桿軸 軸上兩端各裝一進(jìn)氣門(mén)搖桿 搖桿座通過(guò)兩個(gè) 1 062 13mm 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(dòng) 汽缸蓋內(nèi)每缸四閥使燃燒室充氣最佳 氣門(mén)由搖桿凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) 摩擦力小且 1 緒論 4 氣門(mén)間隙由液壓補(bǔ)償 這種結(jié)構(gòu)可能減小燃油消耗并改善排放 另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn) 是減小噪音 這種結(jié)構(gòu)使 3 0 升的 TDI 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)極端平穩(wěn) 主要研究?jī)?nèi)容 1 對(duì)所給零件進(jìn)行工藝分析 并建立該零件三維模型 設(shè) 計(jì)該零件毛坯 2 所給零件的工藝分析 計(jì)算 編寫(xiě)加工工藝 有數(shù)控工序 的并編寫(xiě)數(shù)控代碼 3 設(shè)計(jì) 1 2 個(gè)工序的機(jī)床夾具 有定位分析 自由度 夾具的定位誤差計(jì)算等內(nèi)容 4 繪制各夾具的裝配圖及部分零件圖 要求各 夾具設(shè)計(jì)合理 符合工程實(shí)際 1 3 2 擬采用的研究方案 第一步 零件作用分析和工藝分析 第二步 零件工藝規(guī)程定性設(shè)計(jì) 包 括毛坯制造方法的確定 基準(zhǔn)面選擇 工藝路線確定 第三步 零件工藝規(guī)程 定量設(shè)計(jì)和計(jì)算 包括毛坯尺寸的確定 工藝尺寸 機(jī)械加工余量確定 切削 用量和基本工時(shí)確定 第四步 夾具設(shè)計(jì) 第五步 繪制零件 夾具及裝配二 維圖 2 零件的分析 5 2 零件的分析 2 1 零件的作用 氣門(mén)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 孔裝搖桿軸 軸上兩端各裝一進(jìn)氣門(mén)搖桿 搖桿座通過(guò)兩個(gè) 13mm 孔1 062 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(dòng) 氣缸 蓋內(nèi)每缸四閥使燃燒室充氣最佳 氣門(mén)由搖桿凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) 摩擦力小且氣門(mén) 間隙由液壓補(bǔ)償 這種結(jié)構(gòu)可以減少燃油消耗并改善排放 零件圖見(jiàn)圖 2 1 圖 2 1 氣門(mén)搖桿軸支座三維建模 2 2 零件的結(jié)構(gòu)分析 該零件是屬于箱體零件 典型通過(guò)對(duì)該零件的重新繪制 知道了得原圖的 視圖正確 完整 尺寸 公差及技術(shù)要求齊全 該零件上主要加工面為上端面 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 下端面 左右端面 2 13mm 孔和 mm 以及 3mm 軸向槽的加工 1 062 mm 孔的尺寸精度以及下端面與 20mm 孔的中心軸線的平行度為1 06 0 05mm 與左右兩端面孔的尺寸精度等 直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門(mén)的傳動(dòng)精度 及密封 以及 2 13mm 孔的尺寸精度 和上下兩端面的平行度 0 05mm 2 3 零件的工藝分析 由零件毛坯圖 2 2 得知 其材料為 HT200 該材料為灰鑄鐵 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 該零件上主要加工面為上端面 下端面 左右端面 2 13mm 孔和 mm 以及 3mm 軸向槽的加工 mm 孔的尺寸精度以及下端面1 06 1 062 0 05mm 的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度 直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門(mén)的傳 動(dòng)精度及密封 2 13mm 孔的尺寸精度 以上下兩端面的平行度 0 05mm 因 此 需要先以下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面 再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面 再把下端面作為精基準(zhǔn) 最后加工 mm 孔時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn) 以保1 062 證孔軸相對(duì)下端面的位置精度 零件毛坯圖如圖 2 2 所示 圖 2 2 氣門(mén)搖桿軸支座毛坯圖 2 4 零件的生產(chǎn)類(lèi)型 banQN 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 2 1 依設(shè)計(jì)題目知 Q 6000 臺(tái) 年 n 2 件 臺(tái) 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際 備品率 a 和廢 品率 b 都為 4 帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 12960 41260 N 從此結(jié)果可知 該零件生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1 確定毛坯的的制造形式 由零件圖可知 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 該零件外形結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 因此確定毛坯為鑄件 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 零件上主要加工面為上端面 下底面 左右 兩端面 2 13 孔 孔以及 3mm 寬的軸向槽 其中 孔的尺寸精1 062 1 062 度以及下端面相對(duì)于 孔軸線的平行度及左右端面的尺寸精度 直接影響 到進(jìn)氣孔與排氣門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度和密封性 因此 需要先以上端面為粗基準(zhǔn)加工 下端面 再以下端面為精基準(zhǔn)加工上端面 最后加工 時(shí)以下端面為定位1 06 基準(zhǔn) 以保證孔軸相對(duì)下端面的位置精度 由參考文獻(xiàn) 17 中有關(guān)孔的加工的 經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知 上述要求是可以達(dá)到的零件結(jié)構(gòu)的工藝 性也是可行的 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件 已知零件的類(lèi)型為大批量生產(chǎn) 故毛坯的 鑄造方法用砂型機(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 由參考文獻(xiàn) 17 查得該種鑄造公差等級(jí)為 CT10 11 加工余量等級(jí) MA 選擇 H 級(jí) 3 2 定位基準(zhǔn)的選擇 在機(jī)械加工過(guò)程中 定位基準(zhǔn)的選擇合理與否決定零件質(zhì)量的好壞 對(duì)能 否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求 以及對(duì)零件各表面間的加工順序 安排都有很大影響 當(dāng)用夾具安裝工件時(shí) 定位基準(zhǔn)的選擇還會(huì)影響到夾具結(jié) 構(gòu)的復(fù)雜程度 因此 定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)很重要的工藝問(wèn)題 定位基準(zhǔn)有 粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分 零件開(kāi)始加工時(shí) 所有的面均為加工 只能以毛坯面作 定位基準(zhǔn) 這種以毛坯面為定位基準(zhǔn)的 稱為粗基準(zhǔn) 以后的加工 必須以加 工過(guò)的表面做定位基準(zhǔn) 以加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)的稱為精基準(zhǔn) 3 2 1 精基準(zhǔn)的選擇 氣門(mén)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 孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn) 這1 062 使得工藝路線又遵循 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 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 3 2 2 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn) 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 3 3 制定機(jī)械加工工藝路線 制定工藝路線時(shí) 必須充分考慮采用確保產(chǎn)品質(zhì)量 并以最經(jīng)濟(jì)的辦法達(dá) 到所要求的生產(chǎn)綱領(lǐng)的必要措施 即應(yīng)該做到 技術(shù)上先進(jìn) 經(jīng)濟(jì)上合理 并 有良好 安全的勞動(dòng)條件 1 工藝路線方案一 工序 1 鑄造 工序 2 時(shí)效 工序 3 粗車(chē) 精車(chē) 50 底面 工序 4 粗車(chē)上端面 工序 5 鉆 18 的孔 擴(kuò)孔至 19 8 鉸孔至 20 倒角 工序 6 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē)左右兩 32 端面 工序 7 銑軸向槽 工序 8 鉆 12 的孔 擴(kuò)孔至 12 8 鉸孔至 13 工序 9 清洗去毛刺 工序 10 驗(yàn)收 工序 11 入庫(kù) 2 工藝路線方案二 工序 1 鑄造 工序 2 時(shí)效 工序 3 粗 精銑 50 底面 工序 4 粗銑上端面 工序 5 鉆 18 的孔 擴(kuò)孔至 19 8 鉸孔至 20 倒角 工序 6 鉆 12 的孔 擴(kuò)孔至 12 8 鉸孔至 13 工序 7 銑軸向槽 工序 8 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē)左右兩 32 端面 工序 9 清洗去毛刺 工序 10 驗(yàn)收 工序 11 入庫(kù) 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡綜合片 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 3 4 工藝方案的比較與分析 上述前兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于 兩個(gè)加工方案都是按先加工面再加工孔 的原則進(jìn)行加工的 方案一用車(chē)削的方法加工上下底面 由于工件形狀和尺寸 原因本工件在車(chē)床上車(chē)削時(shí)比較困難 故改用銑床加工 且把鉆 2 13 孔放 的相對(duì)靠前 這樣做為后面工序的加工提供了定位基準(zhǔn) 節(jié)約了夾具設(shè)計(jì)的時(shí) 間 提高了生產(chǎn)效率 因此 選用方案二是比較合理的 最后確定工藝方案如下表 3 1 表 3 1 加工工藝路線 工序號(hào) 工序內(nèi)容 簡(jiǎn)要說(shuō)明 1 一箱多件沙型鑄造 2 進(jìn)行人工時(shí)效處理 消除內(nèi)應(yīng)力 3 粗 精銑 50 底面 先加工面 4 粗銑上端面 5 鉆 18 的孔 擴(kuò)孔至 19 8 鉸孔至 20 倒角 6 鉆 12 的孔 擴(kuò)孔至 12 8 鉸孔至 13 7 銑軸向槽 8 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē)左右兩 32 端面 9 清洗去毛刺 10 驗(yàn)收 11 入庫(kù) 3 5 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 氣門(mén)搖軸支座 零件材料 HT200 毛坯的重量約為 1 4kg 生產(chǎn)類(lèi)型為大批 量生產(chǎn) 采用砂型機(jī)鑄造毛坯 1 50 底面 表面粗糙度為 Ra6 3 查參考文獻(xiàn) 6 表 2 8 得 單邊總余量 Z 2 0 粗銑 單邊余量 Z 1 5 精銑 單邊余量 Z 0 5 2 上端面 表面粗糙度為 Ra12 5 查參考文獻(xiàn) 6 表 2 8 得 單邊總余量 Z 2 0 粗銑 單邊余量 Z 1 5 精銑 單邊余量 Z 0 5 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 3 2 13 孔 因孔的尺寸不大 很難鑄造成型 故采用實(shí)心鑄造 4 軸向槽 因尺寸不大 很難鑄造成型 故采用實(shí)心鑄造 5 32 端面 表面粗糙度為 Ra1 6 查參考文獻(xiàn) 6 表 2 8 得 單邊總余 量 Z 2 0 粗車(chē) 單邊余量 Z 1 5 半精車(chē) 單邊余量 Z 0 4 精車(chē) 單邊余量 Z 0 1 6 20 孔 因孔的尺寸不大 很難鑄造成型 故采用實(shí)心鑄造 7 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差 由鑄造可直接獲得 3 6 選擇加工設(shè)備及刀 夾 量具 由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn) 故加工設(shè)備適宜通用機(jī)床為主 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 50 底面 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(wèn)題 采用立 銑選擇 X51 立式銑床 刀具為直徑 D 為 60mm 立銑刀 專用夾具及游標(biāo)卡尺 精銑 50 底面 采用上述相同的機(jī)床與銑刀 專用夾具及游標(biāo)卡尺 粗銑上端面 采用上述相同的機(jī)床 刀具為直徑 D 為 30mm 立銑刀 專用 夾具和游標(biāo)卡尺 鉆孔至 18 采用立式鉆床選擇 Z525 立式鉆床 刀具為直柄麻花鉆 專用 夾具和游標(biāo)卡尺 擴(kuò) 18 孔至 19 8 采用立式鉆床選擇 Z525 立式鉆床 刀具為擴(kuò)孔鉆 專用夾具和游標(biāo)卡尺 鉸 19 8 孔至 20 采用立式鉆床選擇 Z525 立式鉆床 刀具為鉸刀 專 用夾具和游標(biāo)卡尺 鉆孔至 12 采用立式鉆床選擇 Z525 立式鉆床 刀具為直柄麻花鉆 專用 夾具和游標(biāo)卡尺 擴(kuò) 12 孔至 12 8 采用立式鉆床選擇 Z525 立式鉆床 刀具為擴(kuò)孔鉆 專用夾具和游標(biāo)卡尺 鉸 12 8 孔至 13 采用立式鉆床選擇 Z525 立式鉆床 刀具為鉸刀 專 用夾具和游標(biāo)卡尺 銑軸向槽 采用臥式銑床選擇 X62 臥式銑床 刀具為直徑 D 為 80mm 鋸片 銑刀 專用夾具和游標(biāo)卡尺 粗車(chē)左右兩 32 端面 采用車(chē)床選擇 CA6140 車(chē)床 刀具為端車(chē)刀 專用 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 夾具和游標(biāo)卡尺 半精車(chē)左右兩 32 端面 采用上述相同的機(jī)床與車(chē)刀 專用夾具及游標(biāo)卡 尺 精車(chē)左右兩 32 端面 采用上述相同的機(jī)床與車(chē)刀 專用夾具及游標(biāo)卡尺 3 7 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 3 粗 精銑 50 底面 工步一 粗銑 50 底面 1 選擇刀具 刀具選取端銑刀 刀片采用 YG8 map5 1 d60 min 85v4 z 2 決定銑削用量 1 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)較高 故分兩次 即粗銑 精銑 完成 則 map5 1 2 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說(shuō)明書(shū) 其功率為為 4 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0mfz min 2 4516081rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 475wi r i 89i 170v 3 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml25l5 1ml32in1 0 47 fntw 工步二 精銑 50 底面 1 選擇刀具 刀具選取端銑刀 刀片采用 YG8 map5 0 d60 min 85v4 z 2 決定銑削用量 1 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)較高 故分兩次 即粗銑 精銑 完成 則 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 map5 0 2 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說(shuō)明書(shū) 其功率為為 4 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0fz min 2 4516081rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 475wmi r i 89i 170v 3 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l25l5 1l32 min0 47 fntwm 工序 4 粗銑上端面 1 選擇刀具 刀具選取端銑刀 刀片采用 YG8 map0 2 d30 in 85mv4 z 2 決定銑削用量 1 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高 故一次加工即可完成 則ap0 2 2 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說(shuō)明書(shū) 其功率為為 4 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0mfz min 3 902851rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 900wi r i 8 4i 103v 3 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml45l 21ml2 in78 0 9345 fntw 工序 5 鉆 18 的孔 擴(kuò)孔至 19 8 鉸孔至 20 倒角 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 工步一 鉆孔至 18 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 6 表 2 7 當(dāng)鋼的 f MPab80 時(shí) 由于本零件在加工 18 孔時(shí)屬于低剛度md180 rm 47 0 39 零件 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0 75 則 rmf 35 29 75 0 根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū) 現(xiàn)取 rf 切削速度 根據(jù)參考文獻(xiàn) 6 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度 所以min 18v in 5 31801rdvnws 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū) 取 故實(shí)際切削速度為min 275rin 5 101vw 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l42 l9l32 min785 0 75941 fntwm 工步二 擴(kuò)孔 8 19 利用鉆頭將 孔擴(kuò)大至 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定 擴(kuò)鉆的切削用8 9 量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rmff 7 0 5 75 06 1212 鉆 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū) 選取 f min 4 6123312vv 鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為 并按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 實(shí)際in 4 6 5rn i 68rw 切削速度為 in 2 41068 9dvw 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml42 l 1ml32in184 57 06892 fntw 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 工步三 鉸 孔m10 62 根據(jù)參考文獻(xiàn) 6 表 2 25 得rmf 4 0 2 min 12 8v in658 9ns 查參考文獻(xiàn) 12 表 4 2 2 按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速 取 rf 0 實(shí)際切削速度 i 198rnw i 3 v 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml42 l10l2 min78 0 9842 fntw 工步四 倒角 工序 6 鉆 12 的孔 擴(kuò)孔至 12 8 鉸孔至 13 工步一 鉆孔至 12 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 6 表 2 7 當(dāng)鋼的 f MPab80 時(shí) 由于本零件在加工 12 孔時(shí)屬于低剛度md120 rm 47 0 39 零件 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0 75 則 rmf 35 29 05 根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū) 現(xiàn)取 rf 切削速度 根據(jù)參考文獻(xiàn) 12 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度 所以min 18v in 8 471201rdvws 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū) 取 故實(shí)際切削速度為min 48rnin 1 810vw 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l78l5 1l5 2min683 02 421 fntwm 工步二 擴(kuò)孔 8 利用鉆頭將 孔擴(kuò)大至 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定 擴(kuò)鉆的切削用 1 量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rmff 87 0 5 75 06 22 鉆 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū) 選取 rmf 57 0 min 4 612331 2vv 鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為 并按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 實(shí)際in 46 5rn i 68rw 切削速度為 in 7 21068 dvw 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ml78 l21ml32in14 57 068 fntw 工步三 鉸 孔13 根據(jù)參考文獻(xiàn) 6 表 2 25 得rf 2 mi 2 8v min6548 9ns 查參考文獻(xiàn) 12 表 4 2 2 按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速 取 rf 10 實(shí)際切削速度 mi 198rnw i 3 v 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l7 l1l2 in4 60 98521 fntw 工序 7 銑軸向槽 1 選擇刀具 刀具選取鋸片銑刀 刀片采用 YG8 map0 3 d80 min 75v4 z 2 決定銑削用量 1 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?故可在一次走刀內(nèi)銑完 則ap0 3 2 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X62 型銑床說(shuō)明書(shū) 其功率為為 7 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0mfz min 6 2980751rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 275wi r 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 min 1 69102758dnvw 當(dāng) 275r min 時(shí)wn rznfwm 20754 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 r 20 3 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí) 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l451l2min90 27541 fntwm 工序 8 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē)左右兩 32 端面 工步一 粗車(chē)左右兩 32 端面 1 車(chē)削深度 表面粗糙度為 Ra1 6 故可以選擇 ap 1 5mm 三次走刀 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē) 即可完成所需長(zhǎng)度 2 機(jī)床功率為 7 5kw 查參考文獻(xiàn) 17 f 0 14 0 24mm z 選較小量 f 0 14 mm z 3 查后刀面最大磨損及壽命 查參考文獻(xiàn) 17 表 3 7 后刀面最大磨損為 1 0 1 5mm 查參考文獻(xiàn) 17 表 3 8 壽命 T 180min 4 計(jì)算切削速度 按參考文獻(xiàn) 17 查得 Vc 98mm s n 439r min V f 490mm s 據(jù) CA6140 臥式車(chē)床 車(chē)床參數(shù) 選擇 nc 475r min V fc 475mm s 則實(shí)際切削速度 V c 3 14 80 475 1000 119 3m min 實(shí)際進(jìn)給量為 f zc V fc ncz 475 300 10 0 16mm z 5 校驗(yàn)機(jī)床功率 查參考文獻(xiàn) 17 Pcc 1 1kw 而機(jī)床所能提供功率為 Pcm Pcc 故校驗(yàn)合格 最終確定 ap 1 5mm n c 475r min V fc 475mm s V c 119 3m min f z 0 16mm z 6 計(jì)算基本工時(shí) tm L V f 16 1 5 3 475 0 16 0 2697min 總的工時(shí) T 2 t m 0 539min 工步二 半精車(chē)左右兩 32 端面 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 1 車(chē)削深度 表面粗糙度為 Ra1 6 故可以選擇 ap 0 4mm 三次走刀 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē) 即可完成所需長(zhǎng)度 2 機(jī)床功率為 7 5kw 查參考文獻(xiàn) 17 f 0 14 0 24mm z 選較小量 f 0 14 mm z 3 查后刀面最大磨損及壽命 查參考文獻(xiàn) 17 表 3 7 后刀面最大磨損為 1 0 1 5mm 查參考文獻(xiàn) 17 表 3 8 壽命 T 180min 4 計(jì)算切削速度 按參考文獻(xiàn) 17 查得 Vc 98mm s n 439r min V f 490mm s 據(jù) CA6140 臥式車(chē)床 車(chē)床參數(shù) 選擇 nc 475r min V fc 475mm s 則實(shí)際切削速度 V c 3 14 80 475 1000 119 3m min 實(shí)際進(jìn)給量為 f zc V fc ncz 475 300 10 0 16mm z 5 校驗(yàn)機(jī)床功率 查參考文獻(xiàn) 17 Pcc 1 1kw 而機(jī)床所能提供功率為 Pcm Pcc 故校驗(yàn)合格 最終確定 ap 1 5mm n c 475r min V fc 475mm s V c 119 3m min f z 0 16mm z 6 計(jì)算基本工時(shí) tm L V f 16 0 4 3 475 0 16 0 2553min 總的工時(shí) T 2 t m 0 511min 工步三 精車(chē)左右兩 32 端面 1 車(chē)削深度 表面粗糙度為 Ra1 6 故可以選擇 ap 0 1mm 三次走刀 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē) 即可完成所需長(zhǎng)度 2 機(jī)床功率為 7 5kw 查參考文獻(xiàn) 17 f 0 14 0 24mm z 選較小量 f 0 14 mm z 3 查后刀面最大磨損及壽命 查參考文獻(xiàn) 17 表 3 7 后刀面最大磨損為 1 0 1 5mm 查參考文獻(xiàn) 17 表 3 8 壽命 T 180min 4 計(jì)算切削速度 按參考文獻(xiàn) 17 查得 Vc 98mm s n 439r min V f 490mm s 據(jù) CA6140 臥式車(chē)床 車(chē)床參數(shù) 選擇 nc 475r min V fc 475mm s 則實(shí)際切削速度 V c 3 14 80 475 1000 119 3m min 實(shí)際進(jìn)給量為 f zc V fc ncz 475 300 10 0 16mm z 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 5 校驗(yàn)機(jī)床功率 查參考文獻(xiàn) 17 Pcc 1 1kw 而機(jī)床所能提供功率為 Pcm Pcc 故校驗(yàn)合格 最終確定 ap 1 5mm n c 475r min V fc 475mm s V c 119 3m min f z 0 16mm z 6 計(jì)算基本工時(shí) tm L V f 16 0 1 3 475 0 16 0 2513min 總的工時(shí) T 2 t m 0 503min 工步四 倒角 4 銑 50 底面的夾具設(shè)計(jì) 20 4 銑 50 底面的夾具設(shè)計(jì) 4 1 銑床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 4 1 1 銑床夾具的主要類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式 銑床夾具主要用于加工零件上的平面 凹槽 鍵槽 花鍵 缺口及各種成 形面 由于銑削加工通常是夾具隨工作臺(tái)一起作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 按進(jìn)給方式不同銑 床夾具可分為直線進(jìn)給式 圓周進(jìn)給式和靠模進(jìn)給式三種類(lèi)型 1 直線進(jìn)給式銑床夾具 這類(lèi)銑床用得最多 夾具安裝在銑床工作臺(tái)上 加工中隨工作臺(tái)按直線進(jìn) 給方式運(yùn)動(dòng) 根據(jù)工件質(zhì)量 結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)批量 將夾具設(shè)計(jì)成單件多點(diǎn) 多件 平行和多件連續(xù)依次夾緊的聯(lián)動(dòng)方式 有時(shí)還要采用分度機(jī)構(gòu) 均為了提高生 產(chǎn)效率 2 圓周進(jìn)給式銑床夾具 圓周進(jìn)給銑削方式在不停車(chē)的情況下裝卸工件 一般是多工位 在有回轉(zhuǎn) 工作臺(tái)的銑床上使用 這種夾具結(jié)構(gòu)緊湊 操作方便 機(jī)動(dòng)時(shí)間與輔助時(shí)間重 疊 是高效銑床夾具 使用于大批量生產(chǎn) 3 靠模銑床夾具 這種帶有靠模的銑床夾具用在專用或通用銑床上加工各種非圓曲面 靠模 的作用是使工件獲得輔助運(yùn)動(dòng) 形成仿形運(yùn)動(dòng) 按主動(dòng)進(jìn)給方式 靠模銑床夾 具可分為直線進(jìn)給和圓周進(jìn)給兩種 4 1 2 銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 由于銑削加工切削用量及切削力較大 又是多刃斷續(xù)切削 加工時(shí)易產(chǎn)生 振動(dòng) 因此設(shè)計(jì)銑床夾具時(shí)應(yīng)注意 夾緊力要足夠且反行程自鎖 夾具的安裝 要準(zhǔn)確可靠 即安裝及加工時(shí)要正確使用定向鍵 對(duì)刀裝置 夾具體要有足夠 的剛度和穩(wěn)定性 結(jié)構(gòu)要合理 定向鍵也稱定位鍵 安裝在夾具底面的縱向槽中 一般用兩個(gè) 安在一條 直線上 其距離越遠(yuǎn) 導(dǎo)向精度越高 用螺釘緊固在夾具體上 定向鍵通過(guò)與銑床工作臺(tái)上的形槽配合確定夾具在機(jī)床上的正確位置 還 能承受部分切削扭矩 減輕夾緊螺栓的負(fù)荷 增加夾具的穩(wěn)定性 因此平面夾 具及有些專用鉆鏜床夾具也常使用 定向鍵有矩形和圓形兩種 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 定向精度要求高或重型夾具不宜采用定向鍵 而是在夾具體上加工出一窄 長(zhǎng)面作為找正基面來(lái)校正夾具的安裝位置 4 2 定位部分設(shè)計(jì) 4 2 1 問(wèn)題的提出 本夾具主要用于粗 精銑 50 底面 屬于工序 3 4 2 2 定位基準(zhǔn)的選擇 以上端面作為定位基準(zhǔn) 工件的 2 R10 外圓面作為輔助基準(zhǔn) 來(lái)實(shí)現(xiàn)工 件的完全定位 4 2 3 定位元件的設(shè)計(jì) 定位基準(zhǔn)為上端面及工件 2 R10 外圓面 對(duì)應(yīng)該的定位元件分別為 夾 具體表面 固定 V 型塊 活動(dòng) V 型塊 4 3 切削力及夾緊力計(jì)算 1 刀具 采用端銑刀 60mm 機(jī)床 X51 立式銑床 由公式得 FVzwqueyXpFndafC0 查表得其中 修正系數(shù) 1vk 30 F83 Fq 1 FX z 24 65 y uPa0Fw 代入上式 可得 F 889 4N 因在計(jì)算切削力時(shí) 須把安全系數(shù)考慮在內(nèi) 安全系數(shù) K 4321K 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 其中 為基本安全系數(shù) 1 51K 為加工性質(zhì)系數(shù) 1 12 為刀具鈍化系數(shù) 1 13 為斷續(xù)切削系數(shù) 1 14K 所以 NF7 15 2 夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 FKf 21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù) 取 25 01f F G G 為工件自重zPNfFN4 35121 夾緊螺釘 公稱直徑 d 8 材料 45 鋼 性能級(jí)數(shù)為 6 8 級(jí) MPaB106 MPaBs4801 螺釘疲勞極限 B92603 2 1 極限應(yīng)力幅 akma7 51li 許用應(yīng)力幅 MPSa3 li 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核 螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s s 3 5 4 取 s 4 得 Pa120 滿足要求 8 2cHdF MPaNc1543 2 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 經(jīng)校核 滿足強(qiáng)度要求 夾具安全可靠 4 4 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中 一般使用兩個(gè) 其距離盡可能布置的 遠(yuǎn)些 通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合 使夾具上定位元件的工作表面 對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置 根據(jù) GB2207 80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示 o 圖 4 1 夾具體槽形與螺釘圖 根據(jù) T 形槽的寬度 a 18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下表 4 1 所示 表 4 1 定向鍵數(shù)據(jù)表 夾具體槽形尺寸 B 2B2h 公稱尺 寸 允差 d 允差 4 L H h D 1h 公稱尺 寸 允差 D 18 0 011 0 027 25 12 5 12 6 8 17 0 023 6 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成 用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置 塞尺選用平塞尺 其結(jié)構(gòu)如下圖所示 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 標(biāo) 記 四 周 倒 圓 圖 4 2 平塞尺圖 塞尺尺寸為 表 4 2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸 H 允差 d C 2 0 006 0 25 4 5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 本工件采用夾具體表面 固定 V 型塊 活動(dòng) V 型塊來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的定位 夾緊則是通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng) V 型塊來(lái)實(shí)現(xiàn) 這樣操作簡(jiǎn)單 迅速 特別適合大批量 生產(chǎn) 總體來(lái)說(shuō)這套夾具是非常不錯(cuò)的 能滿足批量生產(chǎn)要求 5 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē) 32 兩端面的夾具設(shè)計(jì) 25 5 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē) 32 兩端面的夾具設(shè)計(jì) 5 1 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 5 1 1 車(chē)床夾具的主要類(lèi)型 在車(chē)床上用來(lái)加工工件內(nèi) 外回轉(zhuǎn)面及端面的夾具稱為車(chē)床夾具 車(chē)床夾 具多數(shù)安裝在主軸上 少數(shù)安裝在床鞍或床身上 后一類(lèi)屬機(jī)床改裝范疇 應(yīng) 用較少 不做介紹 車(chē)床夾具按工件定位方式不同分為 定心式 角鐵式和花 盤(pán)式等 1 定心式車(chē)床夾具 在定心式車(chē)床夾具上 工件常以孔或外圓定位 夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu) 2 角鐵式車(chē)床夾具 在車(chē)床上加工殼體 支座 杠桿 接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí) 由于零件形 狀較復(fù)雜 難以裝夾在通用卡盤(pán)上 因而須設(shè)計(jì)專用夾具 這種夾具的夾具體 呈角鐵狀 故稱其為角鐵式車(chē)床夾具 3 花盤(pán)式車(chē)床夾具 這類(lèi)夾具的夾具體稱花盤(pán) 上面開(kāi)有若干個(gè) T 形槽 安裝定位元件 夾緊 元件和分度元件等輔助元件 可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔 這類(lèi)夾具不 對(duì)稱 要注意平衡 5 1 2 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 車(chē)床夾具與主軸的連接方式 由于加工中車(chē)床夾具隨車(chē)床主軸一起回轉(zhuǎn) 夾具與主軸的連接精度直接影 響夾具的回轉(zhuǎn)精度 故要求車(chē)床夾具與主軸二者軸線有較高的同軸度 且要連 接可靠 通常連接方式有以下幾種 a 夾具通過(guò)主軸錐孔與主軸連接 b 夾具通 過(guò)過(guò)渡盤(pán)與機(jī)床主軸連接 2 對(duì)定位及夾緊裝置的要求 a 為保證車(chē)床夾具的安裝精度 安裝時(shí)應(yīng)對(duì)夾具的限位表面進(jìn)行仔細(xì)找正 b 設(shè)置定位元件時(shí)應(yīng)考慮使工件加工表面的軸線與主軸軸線重合 c 車(chē)床夾具的平衡及結(jié)構(gòu)要求 對(duì)角鐵式 花盤(pán)式等結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的車(chē)床夾具 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用平衡裝置以減 少由離心力產(chǎn)生的振動(dòng)及主軸軸承的磨損 車(chē)床夾具一般都是在懸臂狀態(tài)下工作的 為保證加工過(guò)程的穩(wěn)定性 夾具 5 粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē) 32 兩端面的夾具設(shè)計(jì) 26 結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單緊湊 輕便且安全 懸伸長(zhǎng)度盡量小 使重心靠近主軸前支承 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 為保證安全 夾具體應(yīng)制成圓形 加具體上的各元件不允許伸出夾具體直徑之 外 此外 夾具的結(jié)構(gòu)還應(yīng)便于工件的安裝 測(cè)量和切屑的順利排出或清理 5 2 定位部分設(shè)計(jì) 5 2 1 問(wèn)題提出 本夾具主要用來(lái)粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē) 32 兩端面 屬于工序 7 5 2 2 定位基準(zhǔn)的選擇 以 50 底面及 2 13 孔作為定位基準(zhǔn) 5 2 3 定位元件的設(shè)計(jì) 本工序選用的定位基準(zhǔn)為 50 底面及 2 13 孔 工件被完全定 所選的定 位元件為 分度盤(pán)表面 圓柱銷(xiāo) 菱形銷(xiāo) 即削邊銷(xiāo) 5 3 切削力和夾緊力的計(jì)算 由于本道工序主要完成端面的車(chē)削加工 切削力 由參考文獻(xiàn) 17 得 切削力 6 08 2HBDfF 5 1 切削力矩 6 08 91fT 5 2 式中 10 5Dm axmaxin1874733HBBH 代入公式 5 2 和 5 3 得1 2fr 0 8 665741FN 1 9 0 09T 本道工序加工端面時(shí) 車(chē)削力方向與切削力方向相同 因此進(jìn)行夾緊立計(jì) 算無(wú)太大意義 5 4 夾具設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要操作說(shuō)明 本工件采用分度盤(pán) 一個(gè)圓柱銷(xiāo) 一個(gè)削邊銷(xiāo)來(lái)定位 通過(guò)兩移動(dòng)壓板夾 緊工件 這樣操作更加簡(jiǎn)單 迅速 特別適合大批量生產(chǎn) 總體來(lái)說(shuō)這套夾具 是非常不錯(cuò)的 能滿足批量生產(chǎn)要求 6 鉆 2 13 通孔夾具設(shè)計(jì) 28 6 鉆 2 13 通孔夾具設(shè)計(jì) 6 1 鉆床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 6 1 1 鉆床夾具的主要類(lèi)型 鉆床夾具簡(jiǎn)稱鉆模 主要用于加工孔及螺紋 它主要由鉆套 鉆模板 定位 及夾緊裝置夾具體組成 其主要類(lèi)型有以下幾種 1 固定式鉆模 在使用中 這類(lèi)鉆模在機(jī)床上的位置固定不動(dòng) 而且加 工精度較高 主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔 系 2 回轉(zhuǎn)式鉆模 這類(lèi)鉆模上有分度裝置 因此可以在工件上加工出若干個(gè) 繞軸線分布的軸向或徑向孔系 3 翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔 孔徑小于 f8 f10mm 它可以減少安裝次數(shù) 提高被加工孔的位置精度 其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單 加工鉆模一般手工進(jìn)行翻轉(zhuǎn) 所以?shī)A具及工件應(yīng)小于 10 kg 為宜 4 蓋板式鉆模 這種鉆模無(wú)夾具體 其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模 板上 鉆模板在工件上裝夾 適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工 夾具 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便 易清除切屑 但是每次夾具需從工件上裝卸 較費(fèi)時(shí) 故此鉆 模的質(zhì)量一般不宜超過(guò) 10 kg 5 滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具 這種鉆模 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 動(dòng)作迅速 制造周期短的優(yōu)點(diǎn) 生產(chǎn)中應(yīng)用較廣 6 1 2 鉆模的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 鉆 套 鉆套安裝在鉆模板或夾具體上 用來(lái)確定工件上加工孔的位置 引導(dǎo)刀具進(jìn) 行加工 提高加工過(guò)程中工藝系統(tǒng)的剛性并防振 鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊 鉆套兩大類(lèi) a 固定鉆套 b 可換鉆套 c 快換鉆套 d 特殊鉆套 2 鉆模板 鉆模板用于安裝鉆套 確保鉆套在鉆模上的正確位置 鉆模板多裝在夾具 體或支架上 常見(jiàn)的鉆模板有 a 固定式鉆模板 b 鉸鏈?zhǔn)姐@模板 c 可卸 分離 式鉆模板 d 懸掛式鉆模板 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 保證加工質(zhì)量 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 需要設(shè)計(jì)專用夾具 經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商 鉆 2 13mm 孔的鉆床專用夾具 由氣門(mén)搖桿軸支座工 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 作圖可知 工件材料為 HT200 年產(chǎn)量 12960 件 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求 本夾 具將用于 Z525 立式鉆床 刀具為直柄麻花鉆 6 2 問(wèn)題提出 本夾具主要鉆 2 13mm 孔 內(nèi)表面有粗糙度要求 由于工藝要求不高 因此 在本道工序加工時(shí) 主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 6 3 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知 在鉆 2 13mm 孔之前 氣門(mén)搖桿軸支座 的兩個(gè)上下端面 20 通 孔的都已加工 且表面粗糙要求較高 為了使定位誤差為零 按基準(zhǔn)重 合原則選氣門(mén)搖桿軸支座的下端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 對(duì) 2 13mm 孔為對(duì)稱分布的 外圓柱表面再加底面進(jìn)行定位 從而使各個(gè)表面和軸槽均完全定位 為了提高 加工效率 現(xiàn)決定采用聯(lián)動(dòng)夾緊工件快換裝置 并采用快換鉆套以利于在鉆穩(wěn) 定加工 6 4 定位元件的設(shè)計(jì) 定位基準(zhǔn)為下端面及工件的 20 通孔 對(duì)應(yīng)的定位元件分別為 夾具體表 面 銷(xiāo)軸 6 5 切削力及夾緊力的計(jì)算 切削力的計(jì)算 由參考文獻(xiàn) 16 得 刀具 高速鋼麻花鉆頭 尺寸為 12 則軸向力 見(jiàn)參考文獻(xiàn) 17 F C d f kF0zFy 式中 C 420 Z 1 0 y 0 8 f 0 35FF k 07 1 92 103 nHB F 420 2307 135 128 0 N 轉(zhuǎn)矩 T C d f kT0ZTy 式中 C 0 206 Z 2 0 y 0 8TT T 0 206 34 170 35 128 0 MN 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 30 功率 P mKWdTV726 01395 4 70 因此在計(jì)算切削力時(shí) 須把安全系數(shù)考慮在內(nèi) 安全系數(shù) K K K K K1234 式中 K 基本安全系數(shù) 1 5 K 加工性質(zhì)系數(shù) 1 1 2 K 刀具鈍化系數(shù) 1 1 3 K 斷續(xù)切削系數(shù) 1 14 則 F KF 1 5 42391 1 N 夾緊力的計(jì)算 由參考文獻(xiàn) 16 得 用扳手的六角螺母的夾緊力 M 8mm P 1 75mm L 140mm 作用力 F 70N 夾緊力 W 5380N 所以 由于夾緊力大于切削力 鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn) 動(dòng) 故本夾具可安全工作 6 6 定位誤差分析 由加工工序知 加工 2 13mm 孔 夾具的主要定位元件為軸銷(xiāo)和 2 大平 面 由于兩大平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合 故其尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差 銷(xiāo)有基準(zhǔn)不重合誤差 Dj d sina 取決于 20 圓柱的公差 規(guī)定工件上母 線為基準(zhǔn) 制造精度和安裝精度要求在合理的范圍內(nèi) 而孔徑尺寸為自由尺寸 精度要求 可滿足加工要求 6 7 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 本工件采用夾具體表面 銷(xiāo)軸來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的定位 夾緊則是通過(guò)螺母來(lái)實(shí) 現(xiàn) 這樣操作簡(jiǎn)單 迅速 特別適合大批量生產(chǎn) 總體來(lái)說(shuō)這套夾具是非常不 錯(cuò)的 能滿足批量生產(chǎn)要求 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 31 7 結(jié)論 本設(shè)計(jì)完成了氣門(mén)搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)和典型夾具的設(shè) 計(jì) 首先 對(duì)氣門(mén)搖桿軸支座零件進(jìn)行了詳細(xì)的分析 繪制了零件的三維圖和 二維圖 確定了毛坯的種類(lèi)及尺寸 繪制了毛坯圖 其次 根據(jù)零件自身的特 點(diǎn)來(lái)編制機(jī)械加工工藝路線 比較了兩種工藝路線 最終確定了可行的工藝路 線 在確定了工藝路線后 接著選擇加工設(shè)備 確定切削用量 并計(jì)算了基本 工時(shí) 在完成了這些的基礎(chǔ)上填寫(xiě)了相應(yīng)的工藝過(guò)程卡片 最后 針對(duì)其中的 三步工序設(shè)計(jì)了三套典型夾具 第一套為銑端面夾具 此夾具先以上端面為基 準(zhǔn)定位 兩個(gè) V 形塊夾緊 這種夾緊方便 迅速 第二套為車(chē)端面夾具 用下 底面為基準(zhǔn)定位 用四個(gè) U 形壓板和螺母夾緊 這種夾緊可靠 省力 第 3 套 為鉆 13 孔夾具 以下底面為定位基準(zhǔn) 再用銷(xiāo)軸和螺母夾緊 這種夾緊可靠 方便 三套夾具 清晰 直觀的表達(dá)了定位 夾緊方案 計(jì)算了加工時(shí)的切削 力和夾緊所需的夾緊力 并進(jìn)行了定位誤差的分析與計(jì)算 所設(shè)計(jì)的夾具可以 滿足加工要求 準(zhǔn)確的定位夾緊工件 總體來(lái)說(shuō) 此次設(shè)計(jì)中制定的工藝規(guī)程是比較合理的 保證了零件的加工 質(zhì)量 達(dá)到了零件的相關(guān)技術(shù)要求 并盡量提高生產(chǎn)率 夾具設(shè)計(jì)原理正確 夾具設(shè)計(jì)可行合理 該夾具確保了加工質(zhì)量 不僅工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 而且操作簡(jiǎn) 便 定位準(zhǔn)確 夾緊迅速省力 效率較高 因此 這個(gè)設(shè)計(jì)是成功的 本設(shè)計(jì)對(duì)同類(lèi)型中小零件的工藝編制 夾具設(shè)計(jì)有借鑒意義 同時(shí)我對(duì)工 藝編制和夾具設(shè)計(jì)也有了更深的理解 參考文獻(xiàn) 32 參考文獻(xiàn) 1 唐耀紅 面向大規(guī)模定制的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)研究 J 機(jī)械與電子 2005 8 17 20 2 廖念釗 古瑩蓭 莫雨松 互換性技術(shù)與測(cè)量 M 北京 中國(guó)計(jì)量出版社 2007 6 3 曾愛(ài)新 談機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢(shì) J 職園培地 2002 8 26 27 4 熊平 孫慧峰 焦振營(yíng) 車(chē)削厚壁圓體內(nèi)孔夾具設(shè)計(jì) J 金屬加工 2008 6 54 5 宋冬芳 組合夾具 CAD 技術(shù)的研究進(jìn)展 J 太原科技 2004 5 20