机械制造技术课程设计-气门摇臂轴支座加工工艺及铣28端面夹具设计【全套图纸】 .

1、设计说明书 题 目：气门摇臂轴支座铣28端面的夹具设计班级：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处，恳请各位老师给予批评指

2、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 ensure the p

3、arts 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 personally, I hope tha

4、t 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 teachers to give

5、 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53.1定位基准的选择：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、切削用量及工时计算8五.夹具设计155.1 问题的提出155.2 定位基准的选择155.3 切削力及夹紧力

6、计算155.4定位误差的分析与设计175.5夹具设计及操作说明17体会与展望18致 谢19参考文献20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。学生通过设计借

7、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，耐热性及减

8、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，Ø18mm孔和Ø11孔Ø16孔以及3mm轴向槽的加工。Ø11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，Ø18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Ø11）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

9、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

10、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

11、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Ø 22外圆端面H3mm单侧加工下端面Ø 22下端面H3mm单侧加工前端面Ø 28外圆端面H3mm单侧加工后端面Ø 28外圆端面mmH3mm单侧加工前端

12、面Ø26前外圆端面H3mm单侧加工后端面Ø26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）。Ø18mm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

13、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Ø18mm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Ø13mm的孔，再加上底面定位实现，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Ø11mm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Ø28前端面：粗铣精铣

14、 Ø28后端面：粗铣精铣Ø26前端面粗铣，Ø26后端面粗铣Ø11mm孔：钻孔。Ø18孔钻，扩，绞 Ø16孔，钻，扩，绞，Ø3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Ø18（+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Ø22上端面04铣Ø22下端面05钻Ø11通孔06铣Ø28前端面07铣Ø

15、28后端面08铣Ø26前端面09铣Ø26后端面10钻Ø16通孔11钻Ø18通孔12钻Ø3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Ø28前后端面和Ø26前后端面时，因为按上述方案在铣Ø28前面后，随即铣Ø28后端面，这样会增加辅助劳动时间，降低效率，若换为铣Ø28前端面后，随即铣Ø26前端面，然后铣Ø26后端面，在铣Ø28前端面，然后在钻Ø3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

16、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Ø22上端面铣Ø22下端面钻Ø11通孔铣Ø28前端面铣Ø26前端面粗铣Ø26后端面粗铣Ø28后端面精铣Ø28后端面钻Ø3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

17、完成。粗铣上端面：考虑到工件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Ø80mm立铣刀，参考文献（1）表7-88，通用夹具和游标卡尺。粗铣Ø22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Ø22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Ø11通孔。采用Z525立式钻床，高速钢锥柄麻花钻粗铣Ø28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Ø26前端面：采用卧式铣床X1632,参考文献（1）

18、表621，专用夹具及游标卡尺。粗铣Ø26后端面，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Ø22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Ø22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Ø18.0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Ø16.0的直柄麻花钻，参考文献（1）表7111。钻

19、Ø3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、切削用量及工时计算工序：铣Ø22上端面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取975当975r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时： ，则机动工时为工序：铣Ø22下端面同上工序：铣Ø28前端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合

20、金端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1400当1400r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为.工序：铣Ø28后端面同上工序：铣Ø26前端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成8） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表

21、查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取9） 计算工时切削工时：，则机动工时为.工序：铣Ø26后端面同上工序：钻Ø16通孔工步一钻孔至14确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工14孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削

22、速度为切削工时：，则机动工时为工步3：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序：镗Ø18通孔1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：镗孔18mm机 床：卧式镗床T616刀 具：高速钢刀头2.计算切削用量 查简明手册表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =25mm/min =0.07mm/z =9.6mm根据T616镗床说明书，取=500 r/min切削工时：L=2mm工序：钻Ø11通孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻

23、花钻111)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1194r/min与1194r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=50mm; =4mm; =3mm;t= =0.355min)工序：钻Ø3通孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻51)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=1220m/min. 取V=15m/min3)确定机床主轴转速ns= 159

24、2r/min与1592r/min相近的机床转速为1600r/min。现选取=1600r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.024(min)五.夹具设计5.1 问题的提出 本夹具主要用于铣28端面，和其他面没有任何精度要求一次粗铣加工即可满足要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。5.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理

25、，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。采用已加工好的11孔及端面定位，采用心轴和挡块定位，端面限制3个自由度，心轴限制2个自由度，挡块限制1个自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了，同时采用开口垫圈压紧工件即可满足要求。5.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用端铣刀 28mm z=12机床： X62卧式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本

26、安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=8mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力5.4定位误差的分析与设计根据零件图及工序的加工要求，考虑到加工工序与定位精基准的相对位置，选择定位块和心轴为定位原件，

27、加工28端面。用开口压板压紧，加工完成后拧开螺母，去掉开口垫圈，可以迅速去掉工件这样操作简单，夹紧可靠，迅速。夹具的主要定位元件为定位块和心轴，查文献4表3-17，普通精度的钻模板上固定的衬套中心位置尺寸的极限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此孔的位置偏差可以保证。5.5夹具设计及操作说明根据该气门摇臂轴支座，结构特点设计的定为采用心轴定位，定位准确可靠，开口垫圈夹紧机构，夹紧快速方便，装卸工件简单，且快，操作更加简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求 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