_機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)-氣門搖桿軸支座銑φ20兩端面夾具設(shè)計(jì)（全套圖紙）

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在這幾周時(shí)間里，我們進(jìn)行了機(jī)械制造加工工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造基礎(chǔ)課(含機(jī)床夾具設(shè)計(jì))和大部分專業(yè)課（材料力學(xué)、機(jī)械原理等），并在進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)過(guò)程。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的一些基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的一些實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝上

2、的問題。初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（氣門搖桿軸支座）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，制訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用相關(guān)手冊(cè)，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件技能的一次難得的實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作奠定良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于所掌握的知識(shí)不全面且能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指導(dǎo)</p><

3、;p>　　關(guān)鍵詞：氣門搖桿 夾具 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　第1章 零件的工藝分析1</p><p>　　1.1零件的功能、結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)類型的確定1</p><p>　

4、　1.1.1零件的作用1</p><p>　　1.1.2 零件的工藝分析1</p><p>　　1.1.3 零件的生產(chǎn)類型2</p><p>　　第2章 毛坯的選擇3</p><p>　　2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差3</p><p>　　2.2毛坯的技術(shù)要求3</p>&

5、lt;p>　　第3章 基準(zhǔn)的選擇4</p><p>　　3.1粗基準(zhǔn)的選擇4</p><p>　　3.2精基準(zhǔn)的選擇4</p><p>　　第4章 制訂工藝路線5</p><p>　　4.1確定各加工面的加工方法5</p><p>　　4.2擬定加工工藝路線錯(cuò)誤!未定義書簽。</p>

6、<p>　　4.2.1工藝路線方案15</p><p>　　4.2.2工藝路線方案26</p><p>　　4.3工藝方案的比較與分析7</p><p>　　第5章 工序設(shè)計(jì)9</p><p>　　5.1工序12 的尺寸鏈計(jì)算9</p><p>　　5.2機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定

7、錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　5.3切削余量及基本工時(shí)的確定11</p><p>　　5.3.1 機(jī)械加工余量確定11</p><p>　　5.3.2確定切削用量及基本工11</p><p>　　第6章 銑端面夾具設(shè)計(jì)16</p><p>　　6.1確定設(shè)計(jì)方案16</p><p

8、>　　6.2定位原理圖：16</p><p>　　6.3定位誤差分析17</p><p>　　6.4夾緊力計(jì)算18</p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　附錄

9、22</b></p><p>　　第1章 零件的工藝分析</p><p>　　1.1零件的功能、結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)類型的確定</p><p>　　1.1.1零件的作用</p><p>　　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)合部孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座通過(guò)兩個(gè)孔用螺桿與汽缸蓋相連，軸向槽用于鎖緊搖桿

10、軸，使之不轉(zhuǎn)動(dòng)。其零件圖如下圖：</p><p>　　圖1.1 搖桿軸支座</p><p>　　1.1.2 零件的工藝分析</p><p>　　由圖1.1得知，其材料為。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。 該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，孔和以及軸向槽的加工孔的尺寸精度以及下端面的平面度與左右兩端面孔的尺

11、寸精度，直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門的傳動(dòng)精度及密封，孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度。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)，最后加工孔時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對(duì)下端面的位置精度。</p><p>　　1.1.3 零件的生產(chǎn)類型</p><p>　　依照設(shè)計(jì)題目可知：該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為件/年，查表可知生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)。&l

12、t;/p><p>　　第2章 毛坯的選擇</p><p>　　2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差</p><p>　　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。由<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>2—12可知該種鑄造公差等級(jí)為，級(jí)。</p><p>　　2.2毛坯的技術(shù)要求</

13、p><p>　　(1) 鑄件必須經(jīng)過(guò)時(shí)效處理;</p><p>　　(2) 鑄件不得有氣孔、砂眼等鑄造缺陷。</p><p>　　第3章 基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基準(zhǔn)面的選擇是否真確與合理關(guān)系到零件的加工質(zhì)量,以及生產(chǎn)效率的高低。如果選擇不當(dāng),在加工過(guò)程中出現(xiàn)很多問題,更可能造成零件的大批報(bào)廢使

14、生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。</p><p><b>　　3.1粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　3.2精基準(zhǔn)的選擇</b&g

15、t;</p><p>　　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?？准白笥覂啥嗣娑疾捎玫酌孀龌鶞?zhǔn)，這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。</p><p>　　第4章 制訂工藝路線</p><p>　　4.1確定各加工面的加工方法</p&

16、gt;<p>　　上下端面：粗銑—精銑</p><p><b>　　此處已刪除</b></p><p>　　制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何尺寸形狀，尺寸精度位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。</p><p>　　4.2.1工藝路線方案1</p><p><b>　　加工路線方案<

17、/b></p><p>　　4.2.2工藝路線方案2</p><p>　　以V形塊定位的加工路線方案</p><p>　　4.3工藝方案的比較與分析</p><p>　　上述兩個(gè)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。</p><p>　　車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式

18、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)，故應(yīng)當(dāng)選擇銑削加工。</p><p>　　因?yàn)樵诹慵D紙中要求左右端面的跳動(dòng)度為，所以需要同時(shí)銑削左右端面，保證兩端的平行度。</p><p>　　工序應(yīng)在工序25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)通孔加工精度的影響。綜上所述選擇方案二。&l

19、t;/p><p>　　最后確定的工件加工工序如下：</p><p><b>　　第5章 工序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1工序12 的尺寸鏈計(jì)算</p><p><b>　　加工過(guò)程為：</b></p><p><b>　　1）銑右端面</b>&

20、lt;/p><p>　　2）鉆通孔，保證工序尺寸</p><p>　　3）粗鏜，保證工序尺寸</p><p>　　4）精鏜，保證工序尺寸，達(dá)到零件設(shè)計(jì)尺寸D 的要求，</p><p><b>　　5）倒角</b></p><p>　　如圖，可找出工藝尺寸鏈</p><p>　　

21、求解工序尺寸及公差的順序如下：</p><p><b>　?。?）從圖知，=</b></p><p>　?。?）從圖知，，其中 是精鏜的余量，，則 ，由于工序尺寸p2 是在粗鏜中保證的，查參考資料（5）中表</p><p>　　知，粗鏜工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為,因此確定該工藝尺寸公差為，</p>

22、;<p><b>　　其公差值為，故；</b></p><p>　?。?）從圖所示的尺寸鏈知， 其中 為粗鏜的余量，，</p><p><b>　　此處已刪除</b></p><p>　　因工件的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，毛的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。根據(jù)<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表確定各表面

23、的加工余量如下表所示：</p><p><b>　　表 各表面加工余量</b></p><p>　　5.3切削余量及基本工時(shí)的確定</p><p>　　5.3.1 機(jī)械加工余量確定</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)（1）可知計(jì)算底面加工余量公式如下。</p><p>　　式中 ： —

24、—余量值；</p><p>　　——鑄件的最大尺寸；</p><p>　　——加工表面最大尺寸；</p><p><b>　　——系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表查表得出各個(gè)加工面得加工余量。</p><p>　　經(jīng)查<<機(jī)械加工

25、工藝手冊(cè)>>表可得，銑削上端面的加工余量為，又由零件對(duì)上頂端表面的表面精度可知，粗銑的銑削余量為。底面銑削余量為，粗銑的銑削余量為，銑余量，精銑后公差登記為。左右端面的銑削余量為，粗銑的銑削余量為，精銑余量，精銑后公差登記為根據(jù)<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表確定余量。工序粗鏜工序。粗鏜余量表取粗鏜為，粗鏜切削余量為,鉸孔后尺寸為,各工步余量和工序尺寸公差列于下表：</p><p>

26、<b>　　表各工步加工尺寸</b></p><p>　　5.3.2確定切削用量及基本工</p><p><b>　　工序：粗銑下端面</b></p><p><b>　　(1)加工條件</b></p><p>　　工件材料：,，鑄造;工件尺寸：，;</p>&l

27、t;p>　　加工要求：粗銑上端面加工余量。</p><p>　　機(jī)床：立式銑床；刀具：立銑刀。</p><p>　　銑削寬度,深度,齒數(shù),故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表，取刀具直徑。根據(jù)《切削用量手冊(cè)后》表，選擇刀具前角，后角，副后角，刃傾角：,主偏角,過(guò)渡刃,副偏角。</p><p><b>　　(2)切削用量</b></p

28、><p><b>　　1）確定切削深度</b></p><p>　　根據(jù)手冊(cè)等，選擇，兩次走刀即可完成。</p><p>　　2）確定每齒進(jìn)給量 </p><p>　　由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱端機(jī)床功率為（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表，立式銑床）選擇：。</p><p>　

29、　3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　根據(jù)《切削手冊(cè)》表，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直，故刀具使用壽命（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表。</p><p>　　4）計(jì)算切削速度和每分鐘進(jìn)給量</p><p>　　根據(jù)《切削手冊(cè)》表，當(dāng)，，，時(shí)，,,。各修正系數(shù)為：，。 切削速度計(jì)算公式為：</p><p>　　其中 ，，，，，，

30、，，，，，，</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)代入公式：</p><p>　　確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 。</p><p>　　根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表，選擇,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　5)校驗(yàn)機(jī)床功率 </b>

31、;</p><p>　　根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.24，近似為,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書，主軸允許功率。</p><p>　　故校驗(yàn)合格。最終確定:</p><p><b>　　6)計(jì)算基本工時(shí)</b></p><p>　　查《切削手冊(cè)》表3. 26，入切量及超切量為：則：</p><p>　　工序：粗銑上

32、端面： 刀具，機(jī)床與上到工序相同</p><p><b>　　得出:</b></p><p>　　工序:粗銑左右端面：同時(shí)粗銑左右端面，圓盤銑刀一次加工完成不準(zhǔn)調(diào)頭</p><p>　　計(jì)算切削用量： </p><p>　　由 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表可知：</p><p>　　由《

33、切削用量手冊(cè)》表可知：</p><p><b>　　各系數(shù)為 </b></p><p>　　所以有 </p><p><b>　　取 </b></p><p>　　所以實(shí)際切削速度： </p><p>　　確定主軸轉(zhuǎn)速：

34、 </p><p>　　切削工時(shí)： </p><p><b>　　工序：鉆孔</b></p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表，取</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表，取</p><p>　　查表《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，機(jī)床為，選擇

35、轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　實(shí)際切削速度：</b></p><p><b>　　== </b></p><p><b>　　切削工時(shí)帶入公式：</b></p><p>　　工序：精銑下端面與工序相同</p><p>　　工序：精銑上端面與工序相同.

36、</p><p>　　工序： 精銑左右端面與工序相同</p><p><b>　　工序：鉆通孔</b></p><p>　　工序步驟與工序20#相同，代入數(shù)據(jù)得出結(jié)果:</p><p><b>　　工序:鏜孔到</b></p><p>　　因精鏜與粗鏜的定位的下底面與V型塊，

37、精鏜后工序尺寸為，與下底面的位置精度為,與左右端面的位置精度為, 且定位夾、緊時(shí)基準(zhǔn)重合，故不需保證。跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。</p><p>　　粗鏜孔時(shí)因余量為,故,</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》</p><p>　　取進(jìn)給量為 </p><p>　　故實(shí)際切削速度為： </p><p&g

38、t;　　此時(shí)作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：</p><p><b>　　計(jì)算切削基本工時(shí)：</b></p><p><b>　　工序:銑槽</b></p><p>　　加工條件：機(jī)床：臥式銑.床.</p><p>　　刀具：直齒三面刃銑刀其中 </p><p>　　計(jì)算切削用量：

39、 </p><p>　　由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-55可知：</p><p>　　確定主軸轉(zhuǎn)速： </p><p>　　切削工時(shí)： </p><p>　　第6章 銑端面夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的夾具為銑工件圓柱面。以底

40、面作為定位基準(zhǔn)面。</p><p><b>　　6.1確定設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　方案1用固定V塊和可動(dòng)V型塊分別夾緊工件左右兩圓柱面，用兩鉸鏈壓板壓在工件的下端，這樣就限制了兩個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，此方案定位可靠，可實(shí)現(xiàn)完全定位。</p><p>　　方案2在的通孔內(nèi)插入一限邊銷限制一個(gè)移動(dòng)自由度，再以兩孔的另一個(gè)孔內(nèi)側(cè)

41、面用兩支撐釘限制一個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，此方案從定位原理上是可行的，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。由于孔及內(nèi)側(cè)面都未規(guī)定精度，及結(jié)構(gòu)原因，夾緊力不宜施加在此定位元件上，可能出現(xiàn)定位面與定位元件接觸不好，所以此方案部宜采用。</p><p>　　經(jīng)比較本次設(shè)計(jì)選擇方案1來(lái)為工件定位。</p><p><b>　　6.2定位原理圖：</b></p><p>

42、;<b>　　6.3定位誤差分析</b></p><p><b>　　（1）定位誤差</b></p><p>　　工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個(gè)方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的：</p><p>　　1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。</p><p><b&

43、gt;　　此處已刪除</b></p><p>　　2）導(dǎo)向元件、對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對(duì)刀誤差。</p><p>　　3）夾具在機(jī)床上的安裝誤差，即對(duì)定誤差導(dǎo)致工件相對(duì)刀具主軸或運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生的位置誤差。</p><p>　　4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件

44、的磨損。 </p><p>　　綜上所述 該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)的夾具有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1)操作比較簡(jiǎn)單，使用方便，制造比較容易，價(jià)格便宜；</p><p>　　(2)能保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；</p><p>　　(3)能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本；<

45、/p><p>　　(4)能改善工人勞動(dòng)條件，安全生產(chǎn)。夾具使用的一面兩銷定位可靠性好，定位能力強(qiáng)。 </p><p><b>　　6.4夾緊力計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手》表</p><p><b>　　查表知：</b></p><p>　　根據(jù)《機(jī)床

46、夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表</p><p>　　取 ，</p><p>　　在計(jì)算切削力時(shí)必須考慮安全系數(shù):</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　安全系數(shù)在夾緊力與切削力相反時(shí)后：</p><p><b>　　而</b></

47、p><p>　　所以 </p><p>　　設(shè)計(jì)心得 </p><p>　　1.歸納總結(jié)了夾具的概念、分類、設(shè)計(jì)原則等基礎(chǔ)理論知識(shí)。</p><p>　　2.設(shè)計(jì)了銑床夾具，并完成了一系列的CAD圖形生成，對(duì)CAD軟件的學(xué)習(xí)加深了。</p><p>　　3.學(xué)會(huì)了充分地利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)資料

48、，以及借助前人的研究成果尋求解決問題的思維方法，對(duì)新信息和新知識(shí)及時(shí)做筆記。</p><p>　　4.對(duì)所學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，并了解學(xué)習(xí)了新的知識(shí)，開闊了視野，拓寬了自己的知識(shí)面。同時(shí)培養(yǎng)個(gè)人一定的創(chuàng)新思維。</p><p>　　5.對(duì)大學(xué)三年所學(xué)到的東西進(jìn)行了歸納總結(jié)，進(jìn)一步完善了自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　6.學(xué)會(huì)了查閱各種設(shè)計(jì)書籍，為明年的畢業(yè)設(shè)

49、計(jì)做了一定的準(zhǔn)備。</p><p>　　作為機(jī)械制造專業(yè)的學(xué)生，最基本也是最實(shí)用的就是機(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)，我更為深入的掌握了機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和工裝夾具設(shè)計(jì)的基本步驟和方法。</p><p>　　基由于設(shè)計(jì)時(shí)間有限，該設(shè)計(jì)中的疏忽和缺陷在所難免，夾具設(shè)計(jì)中依然存在許多漏洞和不足之處，因此，在以后還需對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的修補(bǔ)和完善工作，再次感謝老師的的多次

50、批評(píng)、指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李昌年. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與制造[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　[2] 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1999.</p><p>　　[3] 艾興,肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第三版[M].機(jī)

51、械工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　[4] 孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具[M].冶金工業(yè)出版社,2002.</p><p>　　[5] 吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].高等教育出版社,2006.</p><p>　　[6] 李洪.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京出版社,1996.</p><p>　　[7] 孟少龍.機(jī)械加

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