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1、15提供全套，各专业毕业设计设计说明书 题 目：气门摇臂轴支座钻16孔的夹具设计班级：姓名：指导教师：完成日期：摘要 能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹紧以及工艺路线安排.工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量学会使用图表资料以及手册，掌握与本本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练运用。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。由于能力有限，设计当中可能会有不足之
2、处，恳请各位老师给予批评指正。全套图纸，加153893706AbstractThrough the use of Mechanical Manufacturing Engineering Course of the basic theory and practice in the production of learned practical knowledge, the proper parts in a processing position. Clamping and process routing. Process to determine such issues as size to
3、 ensure the parts machining Quality Learn how to use graphic materials, as well as manual control with design-related books of various types of information the name of the source, to achieve the proficiency to use. Therefore, it is in our university life plays an important position. For me personall
4、y, I hope that through this course design is the work of their own future in an adaptive training, from training its own analysis of issues, problem-solving skills, to work for the future and lay a good foundation. Due to limited capacity to design there may be shortcomings, I earnestly urge the tea
5、chers to give criticism of correction 目录绪论1一 工艺性分析21.1零件的作用2.2审查零件的结构工艺2.3确定零件的生产类型2二 确定毛坯、绘制毛坯简图3.选择毛坯3.确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量32.2.1公差等级32.2.2铸件的重量32.2.3铸件的形状复杂系数32.2.4铸件的材质系数32.2.5铸件分模线形状32.2.6零件的表面粗糙度42.3拟定工艺路线4三、工艺规程设计53.2制定加工工艺路线53.3选择加工设备及刀、夹、量具7四、加工工序设计8五、时间定额计算10六.夹具设计116.1问题的提出116.2定位基准的选择116.3切削
6、力与夹紧力计算116.4定位误差分析126.5夹具设计及操作说明127 体会与展望13致 谢14参考文献154绪论机械制造工艺学课程设计是在学完了机械设计制造工艺学、进行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机械制造工艺学课程设计，应在下述各方面得到锻炼：（1）能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的时间知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）提高结构设计能力。学生通
7、过设计借据（或量具）的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工的夹具的能力。（3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。一 工艺性分析1.1零件的作用气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合.2审查零件的结构工艺由附图1得知，其材料为HT200。该材料具有较高的强度，耐磨性，耐
8、热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面，18mm孔和11孔16孔以及3mm轴向槽的加工。11孔的尺寸精度以及下端面0.05mm的平面度与左右两端面孔的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封，18孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度0.055mm。因此，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最后加工11）mm孔时以下端面为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。由参考文献（1）中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。.3确定零
9、件的生产类型依据设计题目知 Q=5000台/年，加工零件重量为0.6kg属轻型机械，所以生产类型属于中批生产。 二 确定毛坯、绘制毛坯简图.选择毛坯由于气门摇臂轴支座在工作过程中不承受冲击载荷，为增强气门摇臂轴支座的的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯应该选用铸件。而且气门摇臂轴的轮廓尺寸不大，生产类型属于中批生产，考虑到提高生产率采用消失模铸造。.确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.2.1公差等级由气门摇臂轴支座的功用和技术要求，确定改零件的公差等级为普通级。2.2.2铸件的重量已知机械加工后拨叉的重量为0.6kg，由此初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为1kg。2.2.3铸件的形状复杂系数对
10、气门摇臂轴支座的零件图进行分析计算。由公式（2-3）S=mt/mN=1/1.9=0.53,所以0.32S0.63，该零件属于S2级。2.2.4铸件的材质系数因为该气门摇臂轴支座的材料是HT200（C含量2.6%-3.6%），所以该锻件的材质系数属于M1级。2.2.5铸件分模线形状根据该气门摇臂轴支座的形位特点，选择零件高度方向的对称面为分模面，属于平直分模线。2.2.6零件的表面粗糙度由零件图可知，气门摇臂轴支座的各个加工表面的粗糙度内圆为6.3大圆端面为12.5。由此可见此零件的要求不是很高。2.3拟定工艺路线根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为6000件/年，通过计算，该零件质
11、量约为1Kg，由参考文献（5）表14、表13可知，其生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。参考文献（1）表2.312；该种铸造公差等级为CT1011，MA-H级。参考文献（1）表2.3-12，用查表方法确定各表面的加工余量如下表所示：加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明上端面 22外圆端面H3mm单侧加工下端面 22下端面H3mm单侧加工前端面 28外圆端面H3mm单侧加工后端面 28外圆端面mmH3mm单侧加工前端面26前外圆端面H3mm单侧加工后端面26后外圆端面H3mm单侧加工三、工艺规程设计3.1定位基准的选择：精基准
12、的选择：气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现用削边轴加底面的定位方式（采用螺旋加紧机构夹紧）。18mm孔及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要面和重要孔做基准。在保证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尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。钻削18mm孔的定位夹紧方案：方案一：用一菱形销加一圆柱销定位两个13mm的孔，再
13、加上底面定位实现，两孔一面完全定位，这种方案适合于大批生产类型中。方案二：用V形块十大平面定位V形块采用联动夹紧机构实现对R10的外圆柱表面进行定位，再加底面实现完全定位，由于11mm孔的秒个精度不需要很高，故用做定位销孔很难保证精度，所以选择方案二。3.2制定加工工艺路线根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下：上端面：精铣。 下端面：粗铣28前端面：粗铣精铣 28后端面：粗铣精铣26前端面粗铣，26后端面粗铣11mm孔：钻孔。18孔钻，扩，绞 16孔，钻，扩，绞，3孔钻根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的
14、粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，左右端面上18（+0.1+0.006）mm孔放后面加工。初步拟订加工路线如下：工序号工序内容01铸造02时效处理03铣22上端面04铣22下端面05钻11通孔06铣28前端面07铣28后端面08铣26前端面09铣26后端面10钻16通孔11钻18通孔12钻3通孔12检验13入库上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如铣28前后端面和26前后端面时，因为按上述方案在铣28前面后，随即铣28后端面，这样会增加辅助劳动时间，降低效率，若换为铣28前端面后，随即铣26前端面，然后铣26后端面，在
15、铣28前端面，然后在钻3孔，这样铣刀的空行程和调整时间就比较短，大大提高了劳动效率，特别适合于大批量生产，故改为此方案。修改后的工艺路线如下：序号工序内容简要说明01020304050607080901001101213铸造时效处理涂漆铣22上端面铣22下端面钻11通孔铣28前端面铣26前端面粗铣26后端面粗铣28后端面精铣28后端面钻3孔检验入库消除内应力防止生锈加工经基准先面后孔先面后孔先面后次要工序后加工3.3选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批生产，故加工设备适宜通用机床为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传动均由人工完成。粗铣上端面：考虑到工件
16、的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择X1632立式铣床。（参考文献（1）表6-18），选择直径D为80mm立铣刀，参考文献（1）表7-88，通用夹具和游标卡尺。粗铣22上端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。粗铣22下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。钻11通孔。采用Z525立式钻床，高速钢锥柄麻花钻粗铣28前端面：采用卧式铣床X1632，参考文献（1）表621，采用以前的刀具，专用夹具及游标卡尺。粗铣26前端面：采用卧式铣床X1632,参考文献（1）表621，专用夹具及游标卡尺。粗铣26后端面，采用卧式铣床X1632,参考文献（1）表621，专用夹
17、具及游标卡尺。精铣22前端面，采用卧式铣床X1632,参考文献（1）表621，专用夹具及游标卡尺。精铣22前端面，采用卧式铣床X1632,参考文献（1）表621，专用夹具及游标卡尺。钻18通孔，采用Z3025B*10，参考文献（1）表626，通用夹具刀具为d为18.0的直柄麻花钻，参考文献（1）表7111。钻16mm孔：采用Z3025B*10，参考文献（1）表626，通用夹具。刀具为d为16.0的直柄麻花钻，参考文献（1）表7111。钻3孔：，选择摇臂钻床Z3025参考文献（1）表626，采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。四、加工工序设计经查参考文献（1）表312可得，铣削上端面的加工余量为4m
18、m，又由零件对上顶端表面的表面精度RA=12.5mm可知，粗铣的铣削余量为4mm。底面铣削余量为3mm，粗铣的铣削余量为2mm，精铣余量1mm，精铣后公差登记为IT7。取每齿进给量为fz.mmz（粗铣）取每齿进给量为f.mmr（精铣）粗铣走刀一次apmm，精铣走刀一次apmm初步取主轴转速为rmin（粗铣），取精铣主轴的转速为rmin，又前面已选定直径为mm，故相应的切削速度分别为：校核粗加工。粗n.精n.又由机床切削功率P=167.9*10-5ap0.9f2aeznkpm取Z=10个齿，pm=1.代入得：pm=.0.9*(0.2)50*2.5*10*1pm=0.861(km)又因前查的机床的
19、功率为.kw/h 若效率为.8P,则P=6.0pm故选择主轴的转速为m/min(2)工序中的粗镗工序。粗铣余量参考文献表取粗镗为.mm，粗铣切削余量为0.2mm,铰孔后尺寸为20H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差18粗镗1.8_19.819.2精镗0.2H820H8孔轴线到底面位置尺寸为0mm因精镗与粗镗的定位的下底面与V型块，精镗后工序尺寸为20.020.08mm，与下底面的位置精度为0.05mm,与左右端面的位置精度为0.06mm,且定位夹紧时基准重合，故不需保证。0.06mm跳动公差由机床保证。粗镗孔时因余量为1.9mm,故ap=1.9mm,查
20、文献表. 4-8取V=0.4m/s=24m/min去进给量为f=002mm/rn=1000V/d=1000*24/3.14*20=380r/min查文献的Fz=9.81*60nFzCFzapXFzVnFzKFzpm=FzV*10-3CF2=180, XFz=1Yfz=0.75nFz=0Rfz=9.81*60*180*2.75*0.20.75*0.4*1 =1452 NP=0.58 kw 取机床效率为.0.78*0.85=0.89kw0.58kw故机床的功率足够。五、时间定额计算下面计算工序的时间定额机动时间粗铣时：L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s精铣时：f取0.1mm/s L/(
21、f*n)=45/0.1*380=15s总机动时间:T=7.5+15=22.5s(2)辅助时间：操作内容每次时间(min)粗镗精镗操作次数时间min操作次数时间min装夹212-换刀11111测量0.110.110.1卸夹1.5-11.5开机到开始的时间0.31110.3退刀0.11110.1所以辅助时间Ta为：Ta=2+1+0.1+1.5+0.3*2+0.1*0.1*2=6.5min作业时间为Ta+Tb=605+0.37=6.87 min该工序单位加工时间为6.87min六.夹具设计6.1问题的提出本夹具主要用于钻16孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上
22、，精度则不予考虑。6.2定位基准的选择本道工序加工16孔，精度不高，因此我们采用外圆定位，采用支撑板，定位销定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，同时采用手柄夹紧，手柄的压紧力即可以满足要求。6.3切削力与夹紧力计算由于本道工序主要完成孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。6.4定位误差分析工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任
23、意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在钻床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin=0.053-0.024=0.029 本工序采用一定位销，一支撑板定位，工件始终靠近定位销的一面，故应当能满足定位要求。6.5夹具设计及操作说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了手柄夹紧方式。夹具体上钻
24、模板采用的铰链形式，钻套采用快换形式均提高了加工生产效率。本工序为钻切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 7 体会与展望经过这次设计，我领悟了理论指导实践的重要性，作为大学生的我们学习了很多理论知识，但是我们应用的却很少，在这次课程设计中，我能够充分的利用老师在课堂上讲的知识，去解决一些生产实践中遇到的实际问题。过程中我们既可以升华和巩固自己学过的知识，还可以学到一些新的知识。要完成课程设计，除了要复习必要的理论知识，如机械图学的知识，互换性的知识，机械制造的知识外，还要灵通的掌握一种制图软件，如电子图版或者是aotoCAD，还有高级的Proe制图等。等做完了所有的课
25、程设计，才能够更好的了解自己已经掌握了，还要继续学习的都有那些知识。我总结了这次设计的经验，决定要更努力的学习专业知识，学好专业英语，学好专业教材，掌握更先进的制图工具，好为毕业设计做好准备。致 谢这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次毕业设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，
26、耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1 黄健求 机械制造技术基础 M 北京: 机械工艺出版社 2005.112 李凤平 张士庆 苏猛 屈振生 机械图学 M 沈阳: 东北大学出版社 2003.93 王光斗 王春福 机床夹具设计手册 M 上海: 上海科学技术出版社 2000.114 巩云鹏 田万禄 张祖立 黄秋波 机械设计课程设计 M 沈阳: 东北大学出版社 2000.125 苏翼林.材料力学M.北京:人民教育出版社,19796 马壮 赵越超 马修泉 工程材料与成型工艺 M 沈阳：东北大学出版社 2007.03 15
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