气门摇杆轴支座的钻2XФ13孔专用夹具设计及加工工艺装备含非标7张CAD图
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XX设计(说明书)题目 气门摇杆轴支座的加工工艺及夹具设计专 业: 学 生 姓 名: 班 级: 学 号: 指 导 教 师: 完 成 时 间: 摘要机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。本次设计的题目是气门摇杆轴支座的加工工艺及夹具设计,一开始进行设计的时候,我翻阅了很多相关的材料,对加工工艺设计等方面的知识进行了足够的了解和掌握。本次设计的主要内容有:对零件结构的分析,确定零件的制造形式,绘制零件图和毛坯图;然后对每一个步进行计算,确定切削用量,编写加工工艺过程卡和加工工序卡。专用夹具的设计内容有:定位方案和夹紧方案的确定,定位元件和夹紧元件的选择,夹具体的设计,等等。最后,撰写设计说明书,对本次设计进行总结。关键词:气门摇杆轴、支座、加工工艺、夹具设计目 录摘要I1 绪论11.1 机加工工艺规程及机床夹具的概述11.2 机床夹具的分类21.3 机床夹具的发展方向22 零件的分析42.1 零件的作用42.2零件的分析52.2.1 零件的工艺分析52.2.2 零件结构分析52.2.3 零件的技术要求分析52.2.4 零件的组成表面52.2.5 零件的技术要求62.2.6 零件的形位公差63 零件工艺规程的设计73.1 零件生产类型的确定73.2 确定零件的材料及制造方式73.3 选择加工的定位基准83.4 加工工艺路线选择、比较与确定83.5 加工方法、加工刀具及量具的选用103.6 各工序工步加工余量的计算103.7 确定切削用量及基本工时124 钻2X13孔专用夹具设计204.1 确定与选择定位方案及定位元件204.1.1 确定定位方案204.1.2 确定定位元件204.2 确定与选择夹紧方案及装置214.2.1 确定夹紧方案214.2.2 确定夹紧元件214.3 确定夹具体214.4 确定导向装置224.5 计算钻削力224.6 计算夹紧力224.7 定位误差的分析23结论24致谢25参考文献26II1 绪论1.1 机加工工艺规程及机床夹具的概述机械工业是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消耗品的产业,国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低在很大程度上取决于它所采用装备的性能和质量。所以机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。经过建国40多年的发展,机械工业已成为我国工业中产品门类比较齐全,具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。改革开放以来,机械工业引进了大量的国外先进技术,目前这些技术已大批量投入生产,加上国内自行研究开发的结果,使机械产品的结构正向着合理化方向发展,对市场的适应能力也明显增强。通过对引进技术的消化吸收,又计划的推进了企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术机械产品的性能及企业的经济效益都发生了显著的变化,我国机械工业综合技术水平有了较大幅度的提高,一批先进的生产技术在生产中得到应用和普及,约有近10%的企业进入了高技术企业的行列,60%以上的企业建立了专门的技术开发机构,此外科技体制改革不断深化,绝大多数研究院、所已进入经济建设主战场,正发挥越来越大的作用。按照传统的专业划分,机械制造工艺学的研究范畴是零件的机械加工和装配的工艺过程。很长时间以来,机械加工工艺最广泛采用的方法是切削加工和磨削加工,即按照一定的顺序,采用硬度比工件高的切削刀具实现机械加工。改革开放以来,机械工业充分利用国内外的技术资源,进行技术改造,依靠科技进步,已经取得了长足的发展。但与世界先进水平相比,我国的机械制造业的产品在功能、质量等方面还有较大的差距,产品构成落后,精度保持性差、科研开发能力较薄弱、人员技术素质还跟不上现代机械制造业飞速发展的需要。因此,我国机械制造业必须不断增强技术力量,培养高水平的人才和提高现有人员的素质,学习和引进国外先进科学技术,使我国的机械制造工业早日赶上世界先进水平。机床夹具是在切削加工中,用以准确确定工件位置,并将其牢固地夹紧的工艺装备。主要作用是:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此,机床夹具在机械制造中占有重要的地位。1.2 机床夹具的分类1、专用夹具专用夹具是针对某一种工件的一定工序而专门设计的。因为不需要考虑通用性,所以夹具可以设计得结构紧凑、操作方便。还可以按需要采用各种省力机构、动力装置、分度装置等。因此,此类夹具可以保证较高的加工精度和劳动生产率,但是,游湖这类夹具的专用性很强,并且设计和制造周期较长,制造费用也较高。当产品变更时,往往因无法再使用而报废。因此,这类夹具主要在产品固定和工艺稳定的较大批量生产中应用。这类夹具也是本课程研究的主要对象。2、可调式夹具可调式夹具的特点是:加工完一种零件后,通过调整或更换夹具中的个别元件,即可加工形状相似、尺寸和加工相近的多种零件。3、专门化拼装夹具专门化拼装夹具是针对其工件的特定工序加工要求,由实现制造好的通用性较强的标准化元件和部件拼装组成。从这个特点来看,这类夹具具有很大的通用性,但同时又是为某一种特定工序而专门拼装的夹具。因此,这类夹具又具有专门夹具的优点。1.3 机床夹具的发展方向夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。高精随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内;夹具重复安装的定位精度高达5m;瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。高效为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用12秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典3R夹具仅用1分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统,1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用。模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。272 零件的分析2.1 零件的作用本次设计的零件是气门摇臂轴支座。20+0.16+0.10mm孔装摇臂轴,轴上两端各装一进、排气门摇杆,摇杆座通过两个13mm孔用M12螺杆与气缸盖相连。3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴,使之不转动。具体结构详见下图2.1所示:图2.1 气门摇臂轴支座零件图2.2 零件的分析2.2.1 零件的工艺分析在制订零件的机械加工工艺规程时,首先要对照产品装配图分析零件图,熟悉该产品的用途、性能及工作条件,明确零件在产品中的位置、作用及相关零件的位置关系;了解并研究各项技术条件制定的依据,找出其主要技术要求和技术关键,以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。然后着重对零件进行结构分析和技术要求的分析。2.2.2 零件结构分析零件的结构分析主要包括以下三方面:1、零件表面的组成和基本类型尽管组成零件的结构多种多样,但从形体上加以分析,都是由一些基本表面和特形表面组成的。在零件结构分析时,根据机械零件不同表面的组合形成零件结构上的特点,就可选择与其相适应的加工方法和加工路线,例如外圆表面通常由车削或磨削加工;内孔表面则通过钻、扩、铰、镗和磨削等加工方法获得。2、主要表面与次要表面区分根据零件各加工表面要求的不同,可以将零件的加工表面划分为主要加工表面和次要加工表面;这样,就能在工艺路线拟定时,做到主次分开以保证主要表面的加工精度。3、零件的结构工艺性所谓零件的结构工艺性是指零件在满足使用要求的前提下,制造该零件的可行性和经济性。功能相同的零件,其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好,是指在现有工艺条件下,既能方便制造又有较低的制造成本。2.2.3 零件的技术要求分析零件图样上的技术要求,既要满足设计要求,又要便于加工,而且齐全和合理。其技术要求包括下列几个方面:1、加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量;2、各加工表面之间的相互位置精度;3、工件的热处理和其它要求,如动平衡、镀铬处理、去磁等。2.2.4 零件的组成表面1、32左右两端面所在的表面及端面;20孔所在的表面及端面;2、尺寸78所在的表面及上下端面;尺寸8所在的表面及上下端面;3、2处0.5X45倒角所在的表面及端面;3mm轴向槽所在的表面及端面;4、2X13孔所在的表面及端面;厚度为8mm加强筋所在的表面及端面;5、R5、R3、R8和R10圆弧所在的表面及端面;6、未注明铸造圆角为R2R3。2.2.5 零件的技术要求1、尺寸78所在上端面,其表面粗糙度公差为Ra12.5um;尺寸78所在下端面,其表面粗糙度公差为Ra6.3um;2、32左右两端面,其表面粗糙度公差为Ra1.6um;3、20孔所在的表面,其表面粗糙度公差为Ra3.2um;4、2处0.5X45倒角所在的表面,其表面粗糙度公差为Ra12.5um;5、3mm轴向槽所在的表面及端面,其表面粗糙度公差为Ra12.5um;6、2X13孔所在的表面,其表面粗糙度公差为Ra12.5um;7、其余未注表面粗糙度公差的表面,均采用不去除材料的方法获得。2.2.6 零件的形位公差1、32左右两端面相对于20孔所在轴线的直线度公差为0.06。2、尺寸78所在下端面相对于20孔所在轴线的平行度公差为0.05。3 零件工艺规程的设计3.1 零件生产类型的确定零件生产纲领N可按下式计算:通过上面的分析,结合任务书、确定零件气门摇臂轴支座的生产类型是大批量生产(批量生产10000件,备品率3%,废品率1%)。要求产品合格率96%或以上。3.2 确定零件的材料及制造方式由于铸铁具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能,并且价格低廉,生产设备简单,所以在机械零件材料中占有很大的比重,广泛地用来制作各种机架、底座。箱体等形状复杂的零件。又由于球墨铸铁具有良好的铸造性、耐磨性、抗振性和切削加工性,所以选择灰铸铁作为铸造的材料。零件材料为HT200,选择砂型铸件。具体的毛坯图详见下图3.1:图3.1 气门摇臂轴支座毛坯图3.3 选择加工的定位基准定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目,各表面加工顺序,夹具结构及零件的精度。定位基准分为粗基准和精基准,用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准,使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时,先进行精基准的选择,保证各加工表面按图纸加工出来,再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。1、粗基准的选择原则为保证工件某重要表面的余量均匀,应选重要表面为粗基准。应尽量选光滑平整,无飞边,浇口,冒口或其他缺陷的表面为粗基准,以便定位准确,夹紧可靠。2、精基准的选择原则“基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的定位误差。“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。“自为基准“原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。“互为基准“原则当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。根据上述定位基准的选择原则,分析本零件,根据零件图,本零件是一个形状不复杂的零件。粗基准的选择:本零件将选择零件下端面作为粗基准;精基准的选择:本零件将选择零件的2X13孔作为精基准。3.4 加工工艺路线选择、比较与确定制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。经过相应的分析,选择零件的工艺路线方案如下:方案1:工序1、铸造;工序2、热处理;工序3、铣削上端面;工序4、铣削下端面;工序5、铣削32左端面;工序6、铣削32右端面;工序7、钻削2X13孔;工序8、钻削20孔;工序9、铣削3mm轴向槽;工序10、清洗;工序11、终检;工序12、入库。方案2:工序1、铸造;工序2、热处理;工序3、钻削2X13孔;工序4、钻削20孔;工序5、铣削上端面;工序6、铣削下端面;工序7、铣削32左端面;工序8、铣削32右端面;工序9、铣削3mm轴向槽;工序10、清洗;工序11、终检;工序12、入库。方案一先加工端面,而后将其作为下面工序定位和加工的基准,生产出来的产品尺寸要求以及形位公差能够得到很好的保证。方案二先对零件的内孔进行加工,而后将孔作为零件外圆和端面加工的基准。看似定位较好,但毛坯的内孔及端面采用的是铸造,外圆和端面尺寸公差、平面度和垂直度都不能得到保证。经过对2种加工方案的选择和分析,最终确定方案1作为本次零件加工方案。3.5 加工方法、加工刀具及量具的选用本次工艺设计的零件是气门摇臂轴支座,它的零件的材料是HT200。根据资料和加工工艺,现确定加工方法、加工刀具及量具:1、铣削加工(1)设备:X52K立式铣床和X6132卧式铣床;(2)夹具:专用夹具;(2)刀具:端面铣刀和三面刃铣刀;(3)量具:游标卡尺。2、钻削加工(1)设备:Z3040摇臂钻床;(2)夹具:专用夹具;(2)刀具:麻花钻、扩孔钻、铰孔钻;(3)量具:游标卡尺。3.6 各工序工步加工余量的计算工序1、铸造;工序2、热处理;工序3、铣削上端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2mm;工序4、铣削下端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2mm;工序5、铣削32左端面;工步1:粗铣32左端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为1mm;工步2:半精铣32左端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.75mm;工步3:精铣32左端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.25mm;工序6、铣削32右端面;工步1:粗铣32右端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为1mm;工步2:半精铣32右端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.75mm;工步3:精铣32右端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.25mm;工序7、钻削2X13孔;工步1:钻2X13孔的底孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2.5mm(单边);工步2:扩2X13孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为3.9mm(单边);工步3:铰2X13孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.1mm(单边);工序8、钻削20孔;工步1:钻20孔的底孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2.5mm(单边);工步2:扩20孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为7.4mm(单边);工步3:铰20孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.1mm(单边);工序9、铣削3mm轴向槽;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为3mm;工序10、清洗;工序11、终检;工序12、入库。3.7 确定切削用量及基本工时工序1、铸造;工序2、热处理;工序3、铣削上端面;1、设备:X52K立式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=45,则工序4、铣削下端面;1、设备:X52K立式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=50,则工序5、铣削32左端面;工步1:粗铣32左端面;1、设备:X6132卧式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量1mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=32,则工步2:半精铣32左端面;1、设备:X6132卧式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.75mm;5、进给量。6、切削速度=90m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=32,则工步3:精铣32左端面;1、设备:X6132卧式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.25mm;5、进给量。6、切削速度=100m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=32,则工序6、铣削32右端面;工步1:粗铣32右端面;1、设备:X6132卧式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量1mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=32,则工步2:半精铣32右端面;1、设备:X6132卧式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.75mm;5、进给量。6、切削速度=90m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=32,则工步3:精铣32右端面;1、设备:X6132卧式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.25mm;5、进给量。6、切削速度=100m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=32,则工序7、钻削2X13孔;工步1:钻2X13孔的底孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;这样一个摇臂钻床能够对不同零件完成内孔、螺纹孔、平头孔等等多种工序的加工。虽然钻床的型号有Z3080、Z3050、Z525等等,但该钻床依然是性价比比较好的。在对机械制造机械这本书的查看,确定在进行第一次初加工其精度要求在Ra80-10um;在进行第二次半精加工其精度要求在Ra10-2.5um;在进行第三次精加工其精度要求在Ra5-1.25um。显然加工精度要求能够满足本工步。2、加工刀具:麻花钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量2.5mm;5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=525r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=78,则工步2:扩2X13孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;2、加工刀具:扩孔钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量3.9mm;5、进给量。6、切削速度=15m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=423r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=78,则工步3:铰2X13孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;2、加工刀具:铰孔钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量0.1mm;5、进给量。6、切削速度=20m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=525r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=78,则工序8、钻削20孔;工步1:钻20孔的底孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;2、加工刀具:麻花钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量2.5mm;5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=525r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=42,则工步2:扩20孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;2、加工刀具:扩孔钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量7.4mm;5、进给量。6、切削速度=15m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=267r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=42,则工步3:铰20孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;2、加工刀具:铰孔钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量0.1mm;5、进给量。6、切削速度=20m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=331r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=42,则工序9、铣削3mm轴向槽;1、设备:X52K立式铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=42,则工序10、清洗;工序11、终检;工序12、入库。4 钻2X13孔专用夹具设计4.1 确定与选择定位方案及定位元件4.1.1 确定定位方案1、确定气门摇杆轴支座定位方案选用的夹具主要被用在Z3040摇臂钻床,因为尺寸78下端面,32(尺寸42)右端面等均已加工完成。(1)尺寸78下端面和2个支承板上端面定位,限制3个自由度。(2)32(尺寸42)右端面和定位钻模座凸台端面定位,限制2个自由度。(3)尺寸34前端面和工件插销定位,限制1个自由度。实现了零件的完全定位。本次定位方案采用“两面一销”。2、确定定位钻模座定位方案采用“一面两销”的定位方案进行。具体构造见图4.1定位装置装配图。图4.1 定位装置装配图4.1.2 确定定位元件1、确定气门摇杆轴支座定位元件定位元件有:支承板、定位钻模座、工件插销。2、确定定位钻模座定位元件其定位元件有:圆柱销、菱形销。4.2 确定与选择夹紧方案及装置4.2.1 确定夹紧方案1、确定气门摇杆轴支座夹紧方案利用夹紧座、内六角螺栓、方头螺栓、夹紧盘对工件进行左右方向夹紧。2、确定定位钻模座夹紧方案利用2个内六角螺栓对其进行夹紧。3、确定钻套夹紧方案采用平头螺钉对其进行上下方向夹紧。4.2.2 确定夹紧元件1、确定气门摇杆轴支座夹紧元件夹紧元件有:夹紧座、内六角螺栓、方头螺栓、夹紧盘。2、确定定位钻模座夹紧元件夹紧元件有:2个内六角螺栓。3、确定钻套夹紧元件采用的是平头螺钉。4.3 确定夹具体通过资料的查阅,能够知道夹具体毛坯有如下类型:1、铸造夹具体铸造夹具体的优点是工艺性好,可铸出各种复杂形状,具有较好的抗压强度、刚度和抗振性,但生产周期长,需进行时效处理,以消除内应力。常用材料为灰铸铁(如HT200),要求强度高时用铸钢(如ZG270-500),要求重量轻时铸铝(如ZL104)。目前铸造夹具体应用较多。2、焊接夹具体焊接夹具体,它由钢板、型材焊接而成,这种夹具体制造方便、生产周期短、成本低、重量轻。但焊接夹具体的热应力较大,易变形,需经退火处理,以保证夹具体尺寸的稳定性。3、锻造夹具体锻造夹具体,它适用于形状简单、尺寸不大、要求强度和刚度大的场合。锻造后也需经退火处理。此类夹具体应用较少。结合之前的分析,用HT200的灰铸铁来作为夹具的材料。具体构造见图4.2夹具体零件图:图4.2 夹具体零件图4.4 确定导向装置本次夹紧设计的要求是要对被加工的孔进行钻孔加工,最后才能实现图上所要求的加工要求,所以要选快换钻套来用作刀具的导向元件。4.5 计算钻削力本次加工需完成2X13孔钻削加工钻削力计算公式:P钻削力;D钻头直径,13m;S进给量,0.1mm;HB布氏硬度,220HBS。4.6 计算夹紧力机床夹具设计手册可知。其中:为基本安全系数,取1.5;为加工性质系数,取1.1;为刀具钝化系数,取1.1;为继续切削系数,取1.1;为夹紧力稳定系数,取1.3;为手动夹紧手柄位置系数,取1.0。所以=2.6实际夹紧力应为:。其中及为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数,(见机床夹具设计手册)所以取螺栓预紧力。根据现代制造工艺设计方法表2.2-1,选M10方头螺栓,材料为45#钢。则,远小于45#钢的许用拉应力,故可用M10方头螺栓来夹紧工件。4.7 定位误差的分析零件的主要定位元件为支承板、工件插销及定位钻模座1、支承板、工件插销的尺寸与公差通过对机床夹具设计手册的查阅,能够确定和保证支承板、工件插销的尺寸要求及形位公差要求。2、定位钻模座的尺寸与公差根据结构特点和相关资料,确定定位钻模座的结构和尺寸,具体见定位钻模座零件图。通过对零件图的分析,其加工精度为12.5um,因此上述定位误差在范围内。结论本文介绍了零件的工艺规程及钻2X13孔夹具设计。本次设计主要的内容主要包含2个方面:1、零件工艺规程的设计;2;专用钻床夹具的设计。本文主要介绍的内容有:介绍了机床夹具的概述、夹具的组成等等。对零件进行了详细的分析:零件的组成表面、零件的作用及技术要求、工艺规程设计,对零件生产类型、毛坯、加工工艺路线、加工机器还有加工刀具进行了相应的选择和确定。对专用夹具进行设计,对零件的定位方案和夹紧方案进行相应的设计、选择与分析,对定位元件夹紧元件进行了确定等等。夹具设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会,通过这次比较完整的设计,我摆脱了单纯的理论知识学习状态,和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识,解决实际工程问题的能力,同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平,而且通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理,都使我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富,并且意志品质力,抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是大家都希望看到的也正是我进行设计的目的所在。致谢在这次课程设计即将完成的时候,我清晰的看到了自己身上对很多老师在课堂上讲述知识的缺乏,使得自己做起来很费力,现在回想起来,由于时间的淡化,原来学过的知识都已经淡忘了,没有温故而知新,很是懊恼。在这里我很敬佩我的指导老师,她平时的工作还是很繁忙的,但是每次她都能够对我的设计进行详尽的指导和帮助。在此,我要表示由衷的谢意。当然,也要感谢本组同学给予的帮助,谢谢各位。可以这样将没有你们的帮助和支持我们的设计不可能在这么短的时间里面完成,也不能完成的这样的圆满,再次谢谢你们!参考文献1 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书M.第二版,北京:北京出版社,2008.122 郑修本.机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,2007.3 郑修本.机械制造工艺学M.第二版,北京:机械工业出版社,1999.5 王先逵.机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,2004.6 金属机械加工工艺人员手册修订组.金属机械加工工艺人员手册M.第一版,上海:上海科学技术出版社,1965.6.7 美国可切削性数据中心.机械加工切削数据手册M.第一版,北京:机械工业出版社,1989.9.8 李庆余,张佳等主编.机械制造装备设计M.北京:机械工业出版社,2007.9 龚定安,蔡建国编著.机床夹具设计原理M.西安:陕西科学技术出版社1999.10 徐发仁,气动液压机床夹具设计M.上海:上海科学技术出版社,1982.12 濮良贵,纪名刚.机械设计M.第八版,北京:高等教育出版社,2006.13 薛源顺.机床夹具设计M.第二版,北京:机械工业出版社,2003.14 中国亚德客企业(集团)有限公司.气动装置产品M.第三版 2005.15 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.北京:冶金工业出版社,2002.16 张耀震.机械加工工艺设计实用手册M.第一版,北京:航天工业出版社,1993.17 艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册M.第一版,北京:北京出版社,1993.18 杨叔子主编.机械加工工艺师手册S.北京:机械工业出版社,2001.19 赵家齐.机械制造装备设计基础M.上海:上海交通大学出版社,2004. 附件1(3)XX设计任务书(2)一、设计题目:气门摇杆轴支座的加工工艺及夹具设计1、气门摇臂轴支座使用简要说明20+0.16+0.10mm孔装摇臂轴,轴上两端各装一进、排气门摇杆,摇杆座通过两个13mm孔用M12螺杆与气缸盖相连。3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴,使之不转动。2、生产纲领该产品批量生产10000件,备品率3%,废品率1%二、零件图纸 XX机械加工工艺过程卡片零件图号零件名称气门摇杆轴支座工序号工序名称及内容机床夹具刀具量具辅具工时名称型号名称型号名称型号1铸造2热处理3铣削上端面立式铣床X52K专用夹具端面铣刀80游标卡尺0-1500.754铣削下端面立式铣床X52K专用夹具端面铣刀80游标卡尺0-1500.835铣削32左端面卧式铣床X6132专用夹具端面铣刀80游标卡尺0-1501.156铣削32右端面卧式铣床X6132专用夹具端面铣刀80游标卡尺0-1501.157钻削2X13孔摇臂钻床Z3040专用夹具麻花钻扩孔钻铰孔钻512.813游标卡尺0-1504.828钻削20孔摇臂钻床Z3040专用夹具麻花钻扩孔钻铰孔钻519.820游标卡尺0-1503.649铣削3mm轴向槽立式铣床X52K专用夹具三面刃铣刀80游标卡尺0-1500.710清洗11终检12入库设计者指导老师共 8 页第 1 页XX机械加工工序卡片工序名称铣上端面工序号3零件名称气门摇杆轴支座零件图号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200铸造设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X52K工步号工步内容刀具量具走刀长度mm走刀次数背吃刀量mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/s工时min1铣削上端面端面铣刀游标卡尺45120.230075.40.75设计者指导老师共 8 页第 2 页XX机械加工工序卡片工序名称铣下端面工序号4零件名称气门摇杆轴支座零件图号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200铸造设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X52K工步号工步内容刀具量具走刀长度mm走刀次数背吃刀量mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/s工时min1铣削下端面端面铣刀游标卡尺50120.230075.40.83设计者指导老师共 8 页第 3 页XX机械加工工序卡片工序名称铣32左端面工序号5零件名称气门摇杆轴支座零件图号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200铸造设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式铣床X6132工步号工步内容刀具量具走刀长度mm走刀次数背吃刀量mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/s工时min1粗铣32左端面端面铣刀游标卡尺32110.230075.40.532半精铣32左端面端面铣刀游标卡尺3210.750.2537594.20.343精铣32左端面端面铣刀游标卡尺3210.250.337594.20.28设计者指导老师共 8 页第 4 页XX机械加工工序卡片工序名称铣32右端面工序号6零件名称气门摇杆轴支座零件图号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200铸造设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式铣床X6132工步号工步内容刀具量具走刀长度mm走刀次数背吃刀量mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/s工时min1粗铣32右端面端面铣刀游标卡尺32110.230075.40.532半精铣32右端面端面铣刀游标卡尺3210.750.2537594.20.343精铣32右端面端面铣刀游标卡尺3210.250.337594.20.28设计者指导老师共 8 页第 5 页XX机械加工工序卡片工序名称钻2X13孔工序号7零件名称气门摇杆轴支座零件图号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200铸造设备夹具辅助工具名称型号专用夹具摇臂钻床Z3040工步号工步内容刀具量具走刀长度mm走刀次数背吃刀量mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/s工时min1钻2X13孔的底孔麻花钻游标卡尺7822.50.15258.241.492扩2X13孔扩孔钻游标卡尺7823.90.1423171.843铰2X13孔铰孔钻游标卡尺7820.10.152521.41.49设计者指导老师共 8 页第 6 页XX机械加工工序卡片工序名称钻20孔工序号8零件名称气门摇杆轴支座零件图号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200铸造设备夹具辅助工具名称型号专用夹具摇臂钻床Z3040工步号工步内容刀具量具走刀长度mm走刀次数背吃刀量mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/s工时min1钻20孔的底孔麻花钻游标卡尺4212.50.15258.240.82扩20孔扩孔钻游标卡尺4217.40.126716.61.573铰20孔铰孔钻游标卡尺4210.10.133120.81.27设计者指导老师共 8 页第 7 页XX机械加工工序卡片工序名称铣3mm轴向槽工序号9零件名称气门摇杆轴支座零件图号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200铸造设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X52K工步号工步内容刀具量具走刀长度mm走刀次数背吃刀量mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/s工时min1铣3mm轴向槽三面刃铣刀游标卡尺42130.230075.40.7设计者指导老师共 8 页第 8 页
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气门摇杆轴支座的钻2XФ13孔专用夹具设计及加工工艺装备含非标7张CAD图,气门,摇杆,支座,13,专用,夹具,设计,加工,工艺,装备,设备,非标,cad
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