s机械制造及机电专业毕业论文

1、湖南广播电视大学毕业设计（论文）任务书学 院：衡阳电大题目:气门摇臂轴支座工艺编制及钻011孔夹具设计起止时间:2010年2月16日至2010年4月16日学生姓名:王利民专业班级：机制0 8指导老师：姚侃教研室主任:院 长:201 0年4月16日摘要该设计是从老师布置课题、搜集资料、自我设计选材加工直至完成整个零 件加工的工艺过程；系统介绍了加工零部件所需的步骤及工艺流程。本人在此 次毕业设计中着重于理论与实际相结合的原则，将所学的理论知识能充分在此 次的设计中得以展现。在设计当初本人经深思熟虑选择了发动机上的零部件“摇臂座”作为本次 的课题，针对其在产品上的功能用途及特点，首先确定其工艺方案

2、;再选择其材 料;最后对其进行加工工艺设计。在设计过程中遇到了种种挫折及困难，真正体 会到了一个产品零部件的生产是需要凝结多少人的智慧与辛血，在此本人要感谢那些在我设计当中给予我帮助的那些人!1、毕业设计任务书42、毕业设计说明书5（一）零件加工工艺分析51.1零件的作用1.2零件的工艺分析（二）毛胚的选择与设计72. 1 确定铸件加工余量2. 2定毛胚尺寸（三）工艺规程的设计93. 1 零件表面加工方法的选择3. 2 制定工艺路线3. 3 工序设计3.4 确定切削用量及工时定额的讣算（四）专用夹具设计 186、 毕业设计小结207、 参考文献2 1衡阳电大学院毕业设计任务书课题名称气门摇臂轴

3、支座工艺编制及钻011孔夹具设讣指导教师（学院）姚侃 职称高级教师指导教师（企业）职称专业名称机械制造与自动化班级机制0 8学生姓名王利民学号12课题需要完成的任务：1、绘制零件图和毛坯图务一份2、编制机加工工艺文件：工艺过程卡一份、工艺卡一份及工序卡两份3、绘制夹具装配图一份4、全套夹具非标准零件图若干5、编写毕业设计说明书（论文），注意格式规范,A4纸2 0 -30页课题计划：1、2月16 B-2月22日（第一周）：布置课题,收集相关资料2、2月23日一3月0 1日（第二周）：绘制零件图和毛坯图3、3月02 B-3月15日（第三周）：编制机加工工艺文件4、3月02 0-3月15日（第四周）

4、：绘制夹具装配图5、3月1 6日一3月29日（第五周）：全套夹具非标准零件图6、3月1 6 B-3月29日（第六周）：完成论文写作7、3月30日一4月05日（第七周）：专业英文翻译8、4月06 0-4月12日（第八周）：毕业答辩零件的分析(-)零件的作用题目所给的零件是气门摇臂轴支座。是柴油机的一个主要零件，.直径为18的 孔和直径为16的孔用来装摇臂，两孔要求的表面粗糙度和位置精度比较高，工作 时会轴相配合工作，起支撑作用，直径为11的孔用来装支持轴,直径为3的孔主要 用来排油。各部分尺寸如下图：si2诃A(二)零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较

5、差、脆性高，不适合磨削，为此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：（1）零件材料：HT2 0 0。切削加工性良好，只是脆性材料，产生崩碎切屑加 工中有冲击。选择刀具参数时可适当减小前角以强化刀刃即可；刀具材料选择范 围较大，高速钢及YG硬质合金均可胜任。（2）组成表面分析：11圆孔及其上下端面，16内孔及其两端面，018内 孔及其两端面，3斜孔，倒角，各外圆表面，各外轮廓表面。（3）主要表面分析：16、18孔用于支承零件，为工作面，孔表面粗糙度要 求R al.6um,11孔底面为安装（支承）面，亦是该零件的主要基准。（4）主要技术要求：16内孔轴心与底面A的平行度保持在0.05m

6、m以内； 18内孔轴心与底面A的平行度保持在0. 05 m m以内；1 8内孔两端面与顶 面B的跳动保持在0.1mm以内。由上面分析可知，可以精加工028和026的外圆端面，然后以此作为基准采 用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及 机床所能达到的位置精度,并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术 要求采用常规的加工工艺均可保证，简单安排如下：将零件定位后再夹紧，加工出028和026的外圆端面，并钻出018和06的 孔，两孔的轴线互为基准，再以此加工出022的上端面和36咖的下表面，然后钻出011的通孔，最后翻转零件，深孔加工出03的斜油孔。毛坯的选择与设

7、计确定毛坯种类本零件选取的材料是HT2 00,而且此零件外形较为简单，乂属于中批生产, 若选砂型手工造型生产，则效率低，铸件质量差，也不宜采用费用高，生产周期长 的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造，最后确定采用砂型机器造型，它有较高的生产 效率，也能满足毛坯质量要求。2、确定铸件加工余量:(1)求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓的尺寸，长8 3mm,宽3 7mm,高62mm。(2 )选择铸件公差等级查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为旷12级取为 1 0级。(3)求铸件尺寸公差公差带相对于基本尺寸对称分布。(4)求机械加工余量等级查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为HT2 0

8、0得机械加工余量等级E-G级选 择F级，查表得机械加工余量等级取8级。3、定毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Rd全1. 61.6“的表面，余量要适当加大。分析本零件，加丄表面Ral. 6“，因此这些表面 的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。(山于有的表面只需粗 加工,这时可取所查数据的小值)用查表法确定铸造各表面的的加工总余量,如下表:加工表面基本尺寸铸件尺寸公差0 22上端面36下端面028上端面0 28下端面0 26上端面0 26 |端面393937372.62. 62. 62.22. 2机械加工余量（单侧）3铸件尺寸451.343 13221.1毛坯确定拔模斜

9、度：根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为no o确定分型面 ：山于毛坯形状前后对称,且最大截面在中截面，为了起模及便于 发现上下模在铸造过程中的错移所以选前后对称的中截面为分型面。毛坯的热处理方式：为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做时效 处理。工艺规程的设计(一)、选择定位基准：基面的选择是工艺规程设讣中的重要工作之一。基面的选择的正确与合理， 可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出， 甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1、粗基准的选择：底面A是零件的主要设计基准，也比较适合作零件上众多表面加工的定位基 准。2、精基准的选择：根据基准重

10、合和互为基准原则,选用设计基准作为精基准，当设计基准与工 疗;基准不重合时，应该进行尺寸换算。(二)、零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有端面、内孔等，材料为铸铁。以公差等级和表面粗糙度 要求，参考有关资料，其加工方法选择如下：(I)018晋7内孔，公差等级为IT&表面粗糙度为Ral.6“”，毛坯孔未铸出。 需进行钻、扩、半精狡、精狡，并倒角。(2 ) 016畀内孔，公差等级为IT&表面粗糙度为Ra I . 6“小毛坯孔未铸出。 需进行钻、扩、半精钱、精狡，并倒角。(3)028前端面公差等级为IT I 1,表面粗糙度为R a 3.2/肋，须粗铳，半精铳。(4 ) 028后端面公差等级为IT

11、11,表面粗糙度为Ra3.2“，须粗铳，半精铳。(5) 026前端面公差等级为IT 14,表面粗糙度为Rai 2.5“，粗铳即可。(6) 026后端面公差等级为IT1 4 ,表面粗糙度为R a I 2.5/肋，粗铳即可。(7) 022上端面公差等级为IT14,表面粗糙度为Ral2. 5“n,粗铳即可。(8) 022上端面公差等级为IT 12,表面粗糙度为Ra6.3“，须粗铳，半精铳。（9）011的孔公差等级为I T14,表面粗糙度为Ral25“可直接用钻头钻 出。（1 0 ） 03的孔公差等级为IT 14,表面粗糙度为Ra ! 2.5可直接用钻头 钻出。（三）制定工艺路线根据零件的儿何形状、尺

12、寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能 达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用在锂床上配以夹具, 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。查机械制造工艺设计简明手册，选择零件的加工方法及工艺路 线方案如下：工序一:锂1、粗铳022圆柱下端面至44九2 R a 1 2 .52、半精铳022圆柱下端面至43爲5 R6.33、粗铳022圆柱上端面至3 9寫2 Ral2. 54、钻011孔工序二:镇定位夹紧方式如下图1、粗铳028圆柱前端面至42纭62 Rai 2.52、半精铳028圆柱前端面至4 1鴛Ra3.23、粗铳026圆柱前端

13、面至2 0 I Rai2.54、钻07穿 Ral2.55、钻 015胯孔 Ra 1 2 .56、扩 017穿孔至 07.85貂了 Ra6. 37、扩015胯孔至015.85畀 Ra6. 38、半精较017.85畀孔至017.94泸2 Ra3.29、半精狡015.85畀孔至015.94严 Ra3. 210、精较07.94泸$至018晋? Rai. 61 1、精较015.94泸$至016罟7 Rai 612、粗铳028圆柱后端面至38红$2 Rai 2 .513、半精铳028圆柱后端面至37鴛 Ra3.214、粗铳026圆柱后端面至16红,2 Ral2. 5I 5、總016的两端，保证倒角lx45

14、,Ral2.516、總018的两端，保证倒角lx45,Ra I 2. 5 工序三：1、钻03孔2、钳工去毛刺工序四:抽检（四）工序设计1、选择加工设备与工艺装备（1）选择机床：根据不同的工序选择机床。工序一中有工步有铳、钻、扩、狡、總并且要求018晋，06汁的两孔的 尺寸精度，位置精度，粗糙度都比较高，为了方便加工和保证加工精度，所以选择卧 式锂床。卧式镇床的类型和技术参数如下：型号：TA6 1 7主轴直径：70最大锂孔直径：200主轴中心线至工作台距离：0 -700工作台荷重：1600Kg主轴转速：11.2- 1 4 00r/m i n工作台行程：纵900：横9 0 0电动机功率：主电机4

15、KW；总容量为5. 5电动机台数为：2,外形尺寸为4 xxoT A617 主轴转速为：1 1.25、15、21、2 9、41、5 6、77、107、147、2 0 3、281、387、5 43、7 3 7、1017、1400 (r/min)工序二中工步为铳，根据加工面的定位夹紧方式选择卧式镇床，型号为X62 o主轴转速为：3 0、37. 5、47. 5、60、75、95、118、1 5 0、190、235、3 0 0、37 5、4 7 5、600、750、950、1180、1500 (r/mi n )工序三 中为钻011孔钻03孔，可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工选 择立式钻床Z550主轴

16、转速为：32、47、63、89、125、1 8 5、2 5 0、351、50 0、7 3 5、9 9 6、1 400 ( r / min)(2 )选择夹具本零件除粗铳和半精铳，钻斜油孔为专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。(3) 选择刀具根据不同的工序选择刀具。选用硬质合金铳刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、硬质合金较刀、硬质合 金铉钻。(4) 选择量具本零件为中批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面 的精度要求、尺寸和形状特点，参考有关手册,选择量具为：05 0范围游标卡尺、 塞规。m/minZ = 10(r/min)故实际切削速度雀=计皿7(m/ min)(五)确定切削用及工

17、时定额的计算粗铳上表面保证尺寸高度为41. 5 mm,粗糙度为1 2.5 u m。 根据切削手册fz = 0.20 mm./z切削速度：根据相关手册 取v = 19.2刀具选用高速钢面铳刀 血=80 mmlOOOv 1000x19.2ns = 76.4Tttlw龙 x 80现采用X51立式铳床，根据机床说明书，取nu. =95r/m i n。1000当n,=95 r/mi n时,工作台每分钟进给量九应为fm = 叫.=0.2 xl0x95 = 190(mm./ min)查机床说明书，取 fm = 190 mm/min切削工时 tm =+ 4 =吕壬仪=53(mi n )J in工序IV ：铳下

18、表面保证尺寸高度为3 9mm,粗糙度为6.3 Um根据切削手册f: = 0.20 mm/z切削速度:根据相关手册取v = 19.2 m/min故实际切削速度x 80x951000= 23.87(m/mi n )刀具与工序II相同16根据机床选取n 二6 3 0 r/mi n。实际切削速度 v = = -x_16x630 =31 6(m/mi1000 1000切削工时r = ZZ-= 1S- =0.13(min)nwf 630 xO.35工序vn:钻e3mm的孔,内表面粗糙度为12.5pm确定进给量f :根据工艺手册取/ =0. 08mm/ro1000 1000 X 107ttlwx3= 106

19、1(r / min)按机床规1. 2m/min,切削速度:根据相关手册，查得切削速度v =iom/mi n，所以根据机床说明书选取nM.=1500r/min,故实际切削速度船二需(m,/ min)切削工时/ Ji15+51500 x 0.08= 0.17(m in)最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据一并填 入机械加工工序过程综合卡片。专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。现以工序5 0 (钻1 1孔)来设计钻床夹具。本工序专用夹具将用于X 5 2 5立式钻床。所选刀具为8钻头，对工件加工。4. 1夹具的设计本夹具用在钻ei

20、 1孔工序时，该孔表面粗糙度为I 2.5 u 01。4.2.1定位基准的选择111零件图可知，以底平面和2 8圆柱端面为定位基准，夹具以底座，挡板, 夹具体定位，零件的六个自山度都被限制了，实现了完全定位。同时为了缩短本 丄序的辅助时间，我们采用螺旋夹紧装置。(如附图夹具装配图所示)4 . 2. 2切削力及夹紧力计算刀具：端铳刀 d = 8 Omm z =10由机械制造工程原理表2-2可查得G =930NxF= y F=0. 84轴向力：F = CFa；fyF = 930x5* xl084 = 4650 (N)在讣算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数K = K、K冬&为基本安全系数1.

21、5 ;心为加工性质系数1.1；心为刀具钝化系数1.2。所以切肖ij力：尸=斥 xK = 4650 xl.5x1.1x1.2 = 9207(N)夹紧力:在此夹具中，只是为了防止工件在加工过程中的振动和转动，因此 很小。4.2.3定位误差分析定位误差包括定位基准与设讣基准不重合误差和定位基准位移误差。基准位 移误差乂可分为是由于工件定位表面不准确所引起的和山于夹具定位元件不准 确所引起的两部分。因为我们的定位元件是以下端面为基准，所以定位基准与设 计基准重合，所以不存在基准不重合误差。夹具设讣及操作的简要说明：如前所述，在设讣夹具时，应该注意提高劳动生产率，为此,应首先着眼于釆用何 种夹紧装置以减

22、少更换工件的辅助时间。本夹具设讣采用螺旋夹紧装置，只要松 开螺母即可取下工件，可以提高劳动生产率，而且本夹具总体结构设讣比较简单、 紧凑。第四章设计小结转眼,两个月的毕业设讣终于接近尾声了，在这次实习中我真正体会到了苦 并快乐着一一起的要比平时要早,白天要上班，晚上画图到很晚，查阅机械手册， 绘图、计算,一遍乂一遍，错了乂重来，一次乂一次的修改设讣方案,但每当看到自 己的设计成果，心中总是美滋滋。这次实习我选择的是气门摇臂轴支座，由于以前接触的知识不多，所以的借 了许多这方面的书，吸取了以前的盲U计算的经验,在做整个的设计前我先对设 计题LI进行了分析，大致确定了设计方案。接下来我就动手做了。

23、在设计过程中, 我的思想认识也得到了一定的提高。通过这次毕业设讣，我有如下儿方面的感触：首先，在毕业设计中，通过自己的努力,我收获很大，不但比较系统的复习了 以前所学习的所有关于机械设计，机械原理，机械制图以及相关制图软件操作的 知识而且加深了对以前那些枯燥公式的理解。其次，以前我总是以为我什么东西都懂了,但到了实际设计过程中才发现自己 是那么的肤浅，所以设讣过程中我逐渐克服了自己眼高手低的缺点。通过此次实 习，把自己所学习的知识运用到实际中解决实际生产中的问题，增强了我的理论 联系实际的观念，提高了自己理论联系实际的能力。理论是对实际操作的一个提 炼和升华，是一个被理想化了的实际操作的模型，将实际操作简单化了。而实际 操作却是比理论更复杂的，因为在实际操作过程中会遇到