氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程制訂及Ⅵ工序專用夾具的設計,氣門,搖臂,支座,機械,加工,工藝,規(guī)程,制訂,制定,工序,專用,夾具,設計 武 漢 科 技 學 院 機 械 制 造 工 藝 學 課程設計說明書 題目：氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程制訂及Ⅵ工序專用夾具的設計 設 計 人： 指導老師： 小組成員： 學 號： 0402051271 班 級： 機設046 目 錄 1、序言 …………………………………………………………2 2、零件的分析……………………………………………………2 2.1 零件的工藝分析 3、工藝規(guī)程的設計………………………………………………3 3.1 確定毛坯的制造形式 3.2 基準的選擇 3.3 制定工藝路線 3.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3.5 確定切削用量及基本工時 4、專用夾具設計……………………………………………. ……8 4.1 機床夾具介紹 4.2 夾具的設計 4.2.1 定位基準的選擇 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 4.2.3 定位誤差分析 5、課程設計小結…………………………………………………10 6、參考文獻………………………………………………………10 1、 序言 本次設計是在我們學完了大學的全部基礎課，技術基礎課以及專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各科的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們四年的大學學習中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設計之后，我們得到了一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 （2）提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。 （3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。 2.零件的分析 2.1 零件的工藝分析 （1）零件材料：HT200。切削加工性良好，只是脆性材料，產生崩碎切屑加工中有沖擊。選擇刀具參數時可適當減小前角以強化刀刃即可；刀具材料選擇范圍較大，高速鋼及YG硬質合金均可勝任。 （2）組成表面分析：Φ11圓孔及其上下端面，Φ16內孔及其兩端面，Φ18內孔及其兩端面，Φ3斜孔，倒角，各外圓表面，各外輪廓表面。 （3）主要表面分析：Φ16、Φ18孔用于支承零件，為工作面，孔表面粗糙度要求Ra1.6μm，Φ11孔底面為安裝（支承）面，亦是該零件的主要基準。 （4）主要技術要求：Φ16內孔軸心與底面A的平行度保持在0.05mm以內；Φ18內孔軸心與底面A的平行度保持在0.05mm以內；Φ18內孔兩端面與頂面B的跳動保持在0.1mm以內。 3．工藝規(guī)程的設計 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，根據零件材料、形狀、尺寸、批量大小等因素，選擇砂型鑄件。 3.2 基準的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；娴倪x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。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，使生產無法正常進行。 （1）粗基準的選擇 底面A是零件的主要設計基準，也比較適合作零件上眾多表面加工的定位基準。 （2）精基準的選擇 根據基準重合和互為基準原則，選用設計基準作為精基準,當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 工藝路線方案： 工序Ⅰ：準備毛坯 工序Ⅱ：進行熱處理 工序Ⅲ：銑上表面保證尺寸高度為41.5mm，粗糙度為12.5μm 工序Ⅳ：銑下表面保證尺寸高度為39mm，粗糙度為6.3μm 工序Ⅴ：鉆φ11mm孔 工序Ⅵ：粗精加工Ф16mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度為12.5μm 粗精加工Ф18mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度為3.2μm 工序Ⅶ：鉆φ3mm的孔，內表面粗糙度為12.5μm 工序Ⅷ：銳邊去毛刺 工序X：檢查 以上工藝過程祥見“機械加工工藝卡片”。 3.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件材料為HT200，硬度187～220HBS，砂型鑄件。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、銑上表面保證尺寸高度為41.5mm，粗糙度為12.5μm的加工余量 參照《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），確定工序尺寸為 Z=3.5 mm，加工余量為： 銑：41.5 mm Z=3.5mm 2、銑下表面保證尺寸高度為39mm，粗糙度為6.3μm的加工余量，參照《工藝手冊》，確定工序尺寸為 Z=2.5 mm，加工余量分別為： 銑：39mm Z=2.5mm 3、Ф11mm孔, 參照《工藝孔的加工余量分配手冊》，確定加工余量分別為： 鉆孔：Ф11mm 2Z=11mm 4、Ф3mm孔，參照《工藝孔的加工余量分配手冊》，確定加工余量分別為： 鉆孔：Ф3mm 2Z=3mm 5、粗精加工Ф16mm孔及其前后端面， 粗精加工Ф18mm孔及其前后端面，參照《工藝手冊》，加工余量分別為： 1）Ф16mm孔 鉆孔：Ф14mm 鏜孔：Ф15.9mm 2Z=1.9mm 鉸孔：Ф16mm 2Z=0.1mm 2) Ф14mm孔 鉆孔：Ф16mm 鏜孔：Ф17.9mm 2Z=1.9mm 鉸孔：Ф18mm 2Z=0.1mm 3) Ф16mm孔前后端面 銑后端面：18.5 mm Z=2.5 mm 銑前端面：16 mm Z=2.5 mm 4）Ф18mm孔前后端面 銑后端面：39 mm Z=3.0 mm 銑前端面：37 mm Z=2.0 mm 由于本設計規(guī)定的零件為大批生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。 3.5 確定切削用量及基本工時 工序Ⅲ：粗銑上表面保證尺寸高度為41.5mm，粗糙度為12.5μm。 根據《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據相關手冊 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，根據機床說明書，取n=95r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當n=95 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 工序Ⅳ：銑下表面保證尺寸高度為39mm，粗糙度為6.3μm 根據《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據相關手冊 取 m/min 刀具與工序Ⅲ相同 mm （r/min） 故采用X51立式銑床，根據機床說明書，取n=95r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當n=95 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 工序Ⅴ：鉆φ11mm孔 確定進給量：根據《工藝手冊》取=0.35mm/r。 切削速度：根據相關手冊，查得切削速度 m/min ，所以 （r/min） 根據機床說明書選取n=750 r/min， 故實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 工序Ⅵ：粗精加工Ф16mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度為12.5μm 粗精加工Ф18mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度為3.2μm 1）銑Ф16mm孔前后端面 根據《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據相關手冊 取 m/min 刀具與工序Ⅲ相同 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據機床說明書，取n=95r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當n=95 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min） 2）Ф18mm孔前后端面 根據《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據相關手冊 取 m/min 刀具與工序Ⅲ相同 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據機床說明書，取n=95r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當n=95 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min） 3）鉆、鏜、精鉸?18mm孔并加工倒角1×45° 根據《工藝手冊》查得加工?18mm孔的進給量?=0.31——0.37mm/r，按機床規(guī)格取=0.35mm/r，切削速度，根據相關手冊及機床說明書，取v=31.2m/min，加工孔徑=?18mm。則 （r/min） 根據機床選取n=630 r/min。 實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 4）鉆、鏜、精鉸?16mm孔并加工倒角1×45° 根據《工藝手冊》查得加工?16mm孔的進給量?=0.31——0.37mm，按機床規(guī)格取=0.35mm，切削速度，根據相關手冊及機床說明書，取v=31.2m/min，加工孔徑=?16mm。則 （r/min） 根據機床選取n=630 r/min。 實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 工序Ⅶ：鉆φ3mm的孔，內表面粗糙度為12.5μm 確定進給量：根據《工藝手冊》取=0.08mm/r。 切削速度：根據相關手冊，查得切削速度ν=10m/min ，所以 （r/min） 根據機床說明書選取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、工時定額的計算結果，連同其他加工數據一并填入機械加工工序過程綜合卡片。 4.專用夾具的設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經過與指導老師協(xié)商，決定設計第Ⅵ道工序——粗精加工Ф16mm孔及其前后端面與 Ф18mm孔及其前后端面。 4.1機床夾具的介紹 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術的進步及社會生產力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結合。 現(xiàn)代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產的工件已占工件種類數的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能感等生產的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被應用和推廣，使中小批生產的生產率逐步趨近于大批量生產的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產對夾具提出了如下新的要求： （1）能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期； （2）能裝夾一組相似性特征的工件； （3）適用于精密加工的高精度的機床； （4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型技術； （5）采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產率。 4.2 夾具的設計 本夾具用在銑?16mm孔前后端面工序時，該孔表面粗糙度為12.5μm。 4.2.1 定位基準的選擇 由零件圖可知，以底平面和Ф11孔為定位基準，夾具以心軸，支承板，擋銷定位，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。（如附圖夾具組裝圖所示） 4.2.2 切削力及夾緊力計算 刀具：端銑刀 d=80mm z=10 由《機械制造工程原理》表2—2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考慮在內，安全系數 為基本安全系數1.5； 為加工性質系數1.1； 為刀具鈍化系數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動，因此 很小。 4.2.3 定位誤差分析 定位誤差包括定位基準與設計基準不重合誤差和定位基準位移誤差。基準位移誤差又可分為是由于工件定位表面不準確所引起的和由于夾具定位元件不準確所引起的兩部分。因為我們的定位元件是以下端面和Ф11mm孔為基準，所以定位基準與設計基準重合，所以不存在基準不重合誤差。 夾具設計及操作的簡要說明： 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率，為此，應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，可以提高勞動生產率，而且本夾具總體結構設計比較簡單、緊湊。 5.課程設計小結 6.參考文獻 1.《機械制造工程原理》 清華大學出版社 馮之敬 主編 2.《機械加工工藝手冊》 北京出版社 李洪 主編 3.《機床夾具設計手冊》第二版 上?？茖W技術出版社 4．《切削手冊》 機械工業(yè)出版社 艾興 肖詩綱 編 10