_機械制造工藝學課程設計-氣門搖桿軸支座銑φ20兩端面夾具設計（全套圖紙）

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在這幾周時間里，我們進行了機械制造加工工藝設計及夾具設計。機械設計制造基礎課程設計是在學完了機械制造基礎課(含機床夾具設計)和大部分專業(yè)課（材料力學、機械原理等），并在進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學過程。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的一些基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的一些實踐知識，獨立地分析和解決工藝上

2、的問題。初步具備了設計一個中等復雜程度零件（氣門搖桿軸支座）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，制訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，也是熟悉和運用相關手冊，圖表等技術資料及編寫技術文件技能的一次難得的實踐機會，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作奠定良好的基礎。</p><p>　　由于所掌握的知識不全面且能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指導</p><

3、;p>　　關鍵詞：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、結構及生產(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毛坯的技術要求3</p>&

5、lt;p>　　第3章 基準的選擇4</p><p>　　3.1粗基準的選擇4</p><p>　　3.2精基準的選擇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 工序設計9</p><p>　　5.1工序12 的尺寸鏈計算9</p><p>　　5.2機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定

7、錯誤!未定義書簽。</p><p>　　5.3切削余量及基本工時的確定11</p><p>　　5.3.1 機械加工余量確定11</p><p>　　5.3.2確定切削用量及基本工11</p><p>　　第6章 銑端面夾具設計16</p><p>　　6.1確定設計方案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夾緊力計算18</p><p><b>　　設計心得20</b></p><p><b>　　參考文獻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、結構及生產(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一個主要零件。是柴油機搖桿座的結合部孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通過兩個孔用螺桿與汽缸蓋相連，軸向槽用于鎖緊搖桿

10、軸，使之不轉動。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度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力，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，直接影響到進氣孔與排氣門的傳動精度及密封，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加工上端面，再以上端面為粗基準加工下端面，再把下端面作為精基準，最后加工孔時以下端面為定位基準，以保證孔軸相對下端面的位置精度。</p><p>　　1.1.3 零件的生產(chǎn)類型</p><p>　　依照設計題目可知：該零件的生產(chǎn)綱領為件/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器造型。此外，為消除殘余應力，鑄造后安排人工時效處理。由<<機械加工工藝手冊>>2—12可知該種鑄造公差等級為，級。</p><p>　　2.2毛坯的技術要求</

13、p><p>　　(1) 鑄件必須經(jīng)過時效處理;</p><p>　　(2) 鑄件不得有氣孔、砂眼等鑄造缺陷。</p><p>　　第3章 基準的選擇</p><p>　　基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞拭娴倪x擇是否真確與合理關系到零件的加工質(zhì)量,以及生產(chǎn)效率的高低。如果選擇不當,在加工過程中出現(xiàn)很多問題,更可能造成零件的大批報廢使

14、生產(chǎn)無法進行。</p><p><b>　　3.1粗基準的選擇</b></p><p>　　選擇零件的重要面和重要孔做基準。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，減少輔助時間，所以粗基準為上端面。</p><p><b>　　3.2精基準的選擇</b&g

15、t;</p><p>　　氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則。孔及左右兩端面都采用底面做基準，這使得工藝路線又遵循“基準統(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，應當是使零件的幾何尺寸形狀，尺寸精度位置精度等技術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，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，故應當選擇銑削加工。</p><p>　　因為在零件圖紙中要求左右端面的跳動度為，所以需要同時銑削左右端面，保證兩端的平行度。</p><p>　　工序應在工序25前完成，使上端面在加工后有較多的時間進行自然時效，減少受力變形和受熱變形對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 工序設計</b></p><p>　　5.1工序12 的尺寸鏈計算</p><p><b>　　加工過程為：</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，達到零件設計尺寸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)濟加工精度等級為,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器造型。根據(jù)<<機械加工工藝手冊>>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的確定</p><p>　　5.3.1 機械加工余量確定</p><p>　　根據(jù)文獻（1）可知計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)<<機械加工工藝手冊>>表查表得出各個加工面得加工余量。</p><p>　　經(jīng)查<<機械加工

25、工藝手冊>>表可得，銑削上端面的加工余量為，又由零件對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)<<機械加工工藝手冊>>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)《機械制造工藝設計簡明手冊》表，取刀具直徑。根據(jù)《切削用量手冊后》表，選擇刀具前角，后角，副后角，刃傾角：,主偏角,過渡刃,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)手冊等，選擇，兩次走刀即可完成。</p><p>　　2）確定每齒進給量 </p><p>　　由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端機床功率為（據(jù)《簡明手冊》表，立式銑床）選擇：。</p><p>　

29、　3）確定刀具壽命及磨鈍標準 </p><p>　　根據(jù)《切削手冊》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)《簡明手冊》表。</p><p>　　4）計算切削速度和每分鐘進給量</p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表，當，，，時，,,。各修正系數(shù)為：，。 切削速度計算公式為：</p><p>　　其中 ，，，，，，

30、，，，，，，</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)代入公式：</p><p>　　確定機床主軸轉速： 。</p><p>　　根據(jù)《簡明手冊》表，選擇,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　5)校驗機床功率 </b>

31、;</p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表3.24，近似為,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率。</p><p>　　故校驗合格。最終確定:</p><p><b>　　6)計算基本工時</b></p><p>　　查《切削手冊》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：同時粗銑左右端面，圓盤銑刀一次加工完成不準調(diào)頭</p><p>　　計算切削用量： </p><p>　　由 《機械加工工藝手冊》表可知：</p><p>　　由《

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

34、 </p><p>　　切削工時： </p><p><b>　　工序：鉆孔</b></p><p>　　查《機械制造工藝設計手冊》表，取</p><p>　　查《機械制造工藝設計手冊》表，取</p><p>　　查表《機械制造工藝設計簡明手冊》，機床為，選擇

35、轉速</p><p><b>　　實際切削速度：</b></p><p><b>　　== </b></p><p><b>　　切削工時帶入公式：</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、緊時基準重合，故不需保證。跳動公差由機床保證。</p><p>　　粗鏜孔時因余量為,故,</p><p>　　查《機械制造工藝設計手冊》</p><p>　　取進給量為 </p><p>　　故實際切削速度為： </p><p&g

38、t;　　此時作臺每分鐘進給量應為：</p><p><b>　　計算切削基本工時：</b></p><p><b>　　工序:銑槽</b></p><p>　　加工條件：機床：臥式銑.床.</p><p>　　刀具：直齒三面刃銑刀其中 </p><p>　　計算切削用量：

39、 </p><p>　　由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-55可知：</p><p>　　確定主軸轉速： </p><p>　　切削工時： </p><p>　　第6章 銑端面夾具設計</p><p>　　本次設計的夾具為銑工件圓柱面。以底

40、面作為定位基準面。</p><p><b>　　6.1確定設計方案</b></p><p>　　方案1用固定V塊和可動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，這樣就限制了兩個移動自由度和一個轉動自由度，此方案定位可靠，可實現(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移動自由度，再以兩孔的另一個孔內(nèi)側

41、面用兩支撐釘限制一個移動自由度和一個轉動自由度，此方案從定位原理上是可行的，夾具結構簡單。由于孔及內(nèi)側面都未規(guī)定精度，及結構原因，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)比較本次設計選擇方案1來為工件定位。</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>　?。?）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）導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產(chǎn)生的導向誤差和對刀誤差。</p><p>　　3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產(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、對刀元件、導向元件、定向元件等元件

44、的磨損。 </p><p>　　綜上所述 該夾具結構簡單,操作方便。</p><p>　　此次設計的夾具有如下優(yōu)點：</p><p>　　(1)操作比較簡單，使用方便，制造比較容易，價格便宜；</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)能提高勞動生產(chǎn)率和降低成本；<

45、/p><p>　　(4)能改善工人勞動條件，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。 </p><p><b>　　6.4夾緊力計算</b></p><p>　　根據(jù)《機床夾具設計手》表</p><p><b>　　查表知：</b></p><p>　　根據(jù)《機床

46、夾具設計手冊》表</p><p>　　取 ，</p><p>　　在計算切削力時必須考慮安全系數(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后：</p><p><b>　　而</b></

47、p><p>　　所以 </p><p>　　設計心得 </p><p>　　1.歸納總結了夾具的概念、分類、設計原則等基礎理論知識。</p><p>　　2.設計了銑床夾具，并完成了一系列的CAD圖形生成，對CAD軟件的學習加深了。</p><p>　　3.學會了充分地利用網(wǎng)絡資源查閱相關資料

48、，以及借助前人的研究成果尋求解決問題的思維方法，對新信息和新知識及時做筆記。</p><p>　　4.對所學習知識點進行查漏補缺，并了解學習了新的知識，開闊了視野，拓寬了自己的知識面。同時培養(yǎng)個人一定的創(chuàng)新思維。</p><p>　　5.對大學三年所學到的東西進行了歸納總結，進一步完善了自己的知識結構。</p><p>　　6.學會了查閱各種設計書籍，為明年的畢業(yè)設

49、計做了一定的準備。</p><p>　　作為機械制造專業(yè)的學生，最基本也是最實用的就是機械加工工藝規(guī)程的制定和工裝夾具的設計。通過畢業(yè)設計，我更為深入的掌握了機械加工工藝規(guī)程的設計和工裝夾具設計的基本步驟和方法。</p><p>　　基由于設計時間有限，該設計中的疏忽和缺陷在所難免，夾具設計中依然存在許多漏洞和不足之處，因此，在以后還需對該設計進行必要的修補和完善工作，再次感謝老師的的多次

50、批評、指正。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李昌年. 機床夾具設計與制造[M].機械工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　[2] 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社,1999.</p><p>　　[3] 艾興,肖詩綱.切削用量簡明手冊第三版[M].機

51、械工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　[4] 孫麗媛.機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.機械設計課程設計手冊[M].高等教育出版社,2006.</p><p>　　[6] 李洪.機械加工工藝手冊[M].北京出版社,1996.</p><p>　　[7] 孟少龍.機械加

52、工工藝手冊[M].機械工業(yè)出版社,1991.</p><p>　　[8] 崇凱.機械制造技術基礎課程設計指南[M].化學工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　[9] 肖繼德，陳寧平.機床夾具設計[M]. 機械工業(yè)出版社,2004.</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　機械加工工藝過程卡片&