論文-氣門(mén)搖臂軸支座加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

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XXX 學(xué)校氣門(mén)搖臂軸支座加工工藝及夾具設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專(zhuān) 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師2016 年 月 日第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)0摘 要?dú)忾T(mén)搖臂支座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，具有連接牢靠、耐壓能力高。我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)，加工還是比較低效耗能。夾具系統(tǒng)是制造系統(tǒng)非常重要的組成部分，要求加工對(duì)象及安裝對(duì)象迅速、準(zhǔn)確地定位和固定。加工過(guò)程中夾具起到舉足輕重作用，夾具能提高生產(chǎn)效率、保證加工精度、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等。本文主要圍繞氣門(mén)搖臂支座的數(shù)控加工及主要工序工裝設(shè)計(jì)為中心，介紹了氣門(mén)搖臂軸支座的作用，對(duì)氣門(mén)搖臂支座進(jìn)行加工工藝分析，確定毛坯尺寸，根據(jù)工藝對(duì)零件加工設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和選擇。選定方案后確定夾具夾緊力及定位方式，最后完成夾具總體設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：氣門(mén)搖臂支座，加工工藝，夾具設(shè)計(jì)ABSTRACTValve rocker arm bearing has simple structure, easy to manufacture, has a secure connection, high compression capacity. Our country is in a critical period of economic development, the manufacturing technology is our weak links, processing or ineffective energy consumption. Fixture system is a very important part of manufacturing system, processing object and the object quickly and accurately positioning and fixed installation. Fixture plays important role in the processing, fixture can improve production efficiency, ensure the machining accuracy, reduce labor intensity, etc.his article mainly around the valve rocker arm bearing of nc machining and main process equipment design as the center, this paper introduces the valve rocker arm shaft bearing, the effect of process analysis was carried out on the valve rocker arm bearing, determine the blank dimensions, according to the process analysis of parts processing design and fixture design and choice. Selected solution after certain fixture clamping force and localization way, finally complete the fixture design as a whole.Key words：valve rocker arm bearing, processing technology and fixture design第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2目錄摘 要 .1ABSTRACT 2目錄 .31 前言 I1.1 課題來(lái)源及意義 I1.2 論文主要內(nèi)容 I2 零件的分析 .12.1 零件的作用 12.2 零件的工藝分析 13 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .23.1 確定毛坯 .23.2 工藝路線的擬定 .33.3 機(jī)床的選擇 .43.4 刀具選擇 .43.5 量具選擇 .53.6 工序尺寸確定 53.7 確定切削用量及基本工時(shí) .54 夾具設(shè)計(jì) .124.1 夾具體要求 .124.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .124.2 定位誤差分析 .124.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì) .134.4 切削力及夾緊力的計(jì)算 .144.4.1 切削力的計(jì)算 144.4.2 夾緊力的確定 144.4.3 液壓缸的選擇 154.5 校驗(yàn)夾緊元件的強(qiáng)度 .164.6 液壓控制回路設(shè)計(jì) .175 結(jié)論 .19第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1 前言1.1 課題來(lái)源及意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于生產(chǎn)。氣門(mén)搖臂支座的數(shù)控加工及保證相應(yīng)的位置精度。在加工設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了降低零件的制造成本，應(yīng)盡可能減少裝夾次數(shù)，使用專(zhuān)用夾具以縮短加工時(shí)間。在對(duì)零件加工之前，需對(duì)被加工零件孔的分布情況及所要達(dá)到的要求進(jìn)行分析，如零件各部位尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內(nèi)容。接下來(lái)是總體方案的設(shè)計(jì)，總體方案設(shè)計(jì)的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床尺寸聯(lián)系圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。最后，就是技術(shù)設(shè)計(jì)和工作設(shè)計(jì)。技術(shù)設(shè)計(jì)就是根據(jù)總體設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的“三圖一卡”，設(shè)計(jì)夾具等部件正式總圖；工作設(shè)計(jì)即繪制各個(gè)專(zhuān)用部件的施工圖樣，編制各零部件明細(xì)表。夾具設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)中的重要部分，夾具設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數(shù)。首先確定工件的定位方式，然后進(jìn)行誤差分析，確定夾緊方式，夾緊力的計(jì)算，對(duì)夾具的主要零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的主要思路是采用“一面兩銷(xiāo)”的定位方法，和液壓夾緊機(jī)構(gòu)，這樣設(shè)計(jì)主要是為了鉆、鏜孔時(shí)的準(zhǔn)確定位和高效率的生產(chǎn)要求。液壓夾緊方式解決了手動(dòng)夾緊時(shí)夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越受到重視。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的加劇，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)很難滿(mǎn)足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。面對(duì)多品種小批量生產(chǎn)比重的加大，產(chǎn)品交貨質(zhì)量和成本要求的提高，要求現(xiàn)代的制造技術(shù)具有很高的柔性。如何能增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對(duì)外界因素的適應(yīng)能力以及產(chǎn)品適應(yīng)市場(chǎng)的變化能力，就需要我們能利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性，最大限度的應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)。將機(jī)械設(shè)備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個(gè)新的水平，從而滿(mǎn)足現(xiàn)代市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需求。夾具系統(tǒng)是制造系統(tǒng)非常重要的組成部分，要求加工對(duì)象及安裝對(duì)象迅速、準(zhǔn)確地定位和固定。加工過(guò)程中夾具起到舉足輕重作用，夾具能提高生產(chǎn)效率、保證加工精度、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等具有重要意義。1.2 論文主要內(nèi)容本文主要圍繞氣門(mén)搖臂支座的數(shù)控加工工藝及主要工序工裝設(shè)計(jì)為中心，通過(guò)加I工形式的分析，對(duì)氣門(mén)搖臂支座進(jìn)行加工工藝分析，根據(jù)工藝對(duì)零件加工設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和選擇。選定方案后確定夾具夾緊力及定位方式，最后完成夾具總體設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容：根據(jù)氣門(mén)搖臂支座的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)加工工藝機(jī)械分析；○ 1根據(jù)對(duì)=加工工藝分析，對(duì)夾具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和選擇；○ 2根據(jù)方案的確定對(duì)夾具整體設(shè)計(jì)?！?3第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)02 零件的分析2.1 零件的作用本氣門(mén)搖臂軸支座為 1105 型柴油機(jī)中與搖臂結(jié)合部。其中。 mm 孔內(nèi)裝一1.032??個(gè)減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動(dòng)柴油機(jī)，通過(guò) mm 小孔用 M18 螺桿與汽缸相連，實(shí)現(xiàn)減壓，兩孔間距 mm， mm 孔裝搖臂軸，軸兩端各安裝05.12?027.36??一進(jìn)、排氣氣門(mén)搖臂，可以保證減壓軸在搖臂上打開(kāi)氣門(mén)。2.2 零件的工藝分析零件加工表面分兩種，主要是孔的加工，圓柱端面平面加工，詳見(jiàn)附圖，將氣門(mén)搖臂軸支座圖重新在 A3 圖紙上作圖。氣門(mén)搖臂軸支座主要加工部分如下：1）孔加工氣門(mén)搖臂軸支座共有 4 個(gè)孔要加工， mm 孔中心與底平面距離 mm，027.36??03.48?mm 孔中心與底面距離 96 0.05mm。其中 mm、 mm 孔加工要求較高，1.032???. 1.032??兩孔中間距 mm，表面粗糙度 1.6，需精加工滿(mǎn)足平行度要求?？芍苯鱼@出05.?mm 小孔和 斜小孔。6?2） 面的加工氣門(mén)搖臂軸支座需加工精度要求較高的平面為 22×36 底面，需精加工，也是后續(xù)工序的精基準(zhǔn)面，上端面要求不高，即可粗銑。 52 圓柱兩端面粗銑， 56 圓柱兩端??粗糙度要求 3.2，要精銑。13 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 確定毛坯1）毛坯的制造形式氣門(mén)搖臂支座材料為 HT200，氣門(mén)搖臂支座的體積較小、形狀簡(jiǎn)單，其中外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，氣門(mén)搖臂支座零件為為成批的生產(chǎn)類(lèi)型、大批量生產(chǎn)，零件毛坯采用砂型鑄造。2）毛坯的設(shè)計(jì)由于生產(chǎn)類(lèi)型為成批、大批生產(chǎn)，節(jié)約毛坯生產(chǎn)成本和機(jī)械加工成本，其中36、 32 孔需精加工，必須要留加工余量，因此孔不宜鑄出，氣門(mén)搖臂支座上小孔?不鑄造。根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》一書(shū)中所述方法，確定加工余量：砂型鑄造，公差等級(jí)：（CT7~9）查表 1 - 6，取 CT8加工余量等級(jí)：11~13G 查表 1 - 8，取 G毛坯圖如下圖： 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)23.2 工藝路線的擬定擬訂工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外，基面選擇的正確與合理，還要選擇各加工表面的加工方法，可以使加工質(zhì)量得到保證，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。工藝路線的的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，保證加工面與不加工面之間的位置要求或合理分配各加工面的余量，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機(jī)床，專(zhuān)用夾具，工序集中，以提高效率，還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟(jì)性。1） 選擇加工方法：選擇加工方法應(yīng)該考慮各種加工方法的特點(diǎn)、加工精度、表面粗糙度及各種加工方法的經(jīng)濟(jì)性。分析氣門(mén)搖臂支座，要加工的內(nèi)容有端面和孔，氣門(mén)搖臂支座為非回轉(zhuǎn)體零件，端面加工選擇銑削加工。底面 22×36 采用粗銑→精銑。 、 6 孔粗糙度 12.5，直2?接鉆孔即可， 圓柱端面粗糙度要求 12.5，無(wú)其他要求，和上端面 圓柱端面，26? 2?粗糙度 12.5，無(wú)其他要求，采用粗銑即可。 、 孔粗糙度要求 1.6，有平027.36?1.0?行度要求，精度等級(jí)較高，采用鉆→擴(kuò)→鉸孔即可滿(mǎn)足要求。 圓柱 2 端面粗糙度8要求 3.2，圓跳動(dòng) 0.1，需要采用粗銑→精銑。2）加工順序的擬定：Ⅰ：粗銑削 圓柱端面，粗銑 36×22 底面2?Ⅱ：精銑 36×22 底面。Ⅲ：粗銑 圓柱端面、 圓柱端面826?Ⅳ：精銑 圓柱兩端面2Ⅴ：鉆孔 成?Ⅶ：鉆孔 至 ，鉆 至027.36?1.032?8?Ⅷ：擴(kuò)孔 至 ，擴(kuò) 至 ，兩側(cè)倒角 1×45°5.6.Ⅸ：精鉸孔 、 成027.?1.0??Ⅹ：鉆孔 6 成。?Ⅺ：去銳邊、毛刺。Ⅻ：終檢、入庫(kù)。根據(jù)上述分析，確定工藝路線為：3Ⅰ.粗銑底平面，其中上圓柱端面為定位面，銑尺寸 39mm 至 42mm。Ⅱ.粗銑圓柱上端面，其中底面為定位面。銑尺寸 39mm 至 39.5mm。Ⅲ. 粗銑 圓柱端面，且需要保證軸向尺寸 32mm，粗銑 圓柱兩端面，銑尺26? 28?寸 mm 至 38mm。1037?Ⅳ.精銑底平面，以上圓柱端面定位，保證尺寸 39mm。Ⅴ. 鉆 小孔成。2Ⅵ.精銑 圓柱端面成，保證尺寸 mm8?1.037?Ⅶ. 保證兩孔中心距 mm，鉆→擴(kuò)→ 鉸 、 孔成，保證5.6027.36??1.0?中心與底平面距離 mm， 中心與底平面距離 mm。02736?241.02??549?Ⅷ. 、 兩孔兩端倒角 °。027.?1.03?4?Ⅸ.鉆孔 成。?Ⅹ.去毛刺、銳邊Ⅺ.終檢，入庫(kù)。3）機(jī)械加工余量：鉆孔加工余量：孔 mm 鉆→擴(kuò)→鉸余量：027.6??鉆孔： 3擴(kuò)孔：至 2Z=1.8mm8.1鉸孔： mm 2Z=0.2mm0276?孔 mm 鉆→擴(kuò)→鉸余量：1.?鉆孔： 4擴(kuò)孔：至 2Z=1.8mm6.3鉸孔： mm 2Z=0.2mm102?、 兩孔直接鉆出?3.3 機(jī)床的選擇孔加工工序Ⅴ、Ⅷ，選擇立式鉆床 Z525，孔加工序 Ⅶ采用搖臂鉆床 Z3025。加工工序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ由于是批量生產(chǎn)，對(duì)加工效率要求較高，因此采用立式銑床采用端銑，機(jī)床型號(hào)為 X523.4 刀具選擇1）銑削加工：選擇錯(cuò)齒三面刃銑刀，刀具耐用度 100min，選取刀具直徑 50mm，磨損量第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)40.5mm。2）鉆削加工：鉆孔 采用 d=6mm 錐柄麻花鉆， 采用錐柄麻花鉆直徑 d=22mm，鉆孔6?2?采用 d=28mm 錐柄麻花鉆，鉆孔 采用 d=32mm 錐柄麻花鉆。刀具磨鈍標(biāo)1.03? 07.36?準(zhǔn)：后刀面磨損限度 0.5~0.8 工件材料為鑄鐵，刀具耐用度 2700 秒。擴(kuò)孔 、027.36??分別采用 d=35.6mm，d=32.6mm 錐柄擴(kuò)孔鉆。鉸孔 、 分別選擇1.02? 027.36??1.0d=36mm，d=16mm 錐柄機(jī)用鉸刀刀具耐用度 3600 秒。3.5 量具選擇1）孔的量具：根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)查表可知，孔 ， =0.0018，選擇分度值027.36??1u0.002 的比較儀 =0.0017，可以測(cè)量?？?， =0.009，分度值為 0.01 的內(nèi)徑百u(mài)1.02?1分尺 u=0.008，可以選用。其他小孔選擇一般內(nèi)徑測(cè)量?jī)x器。2）軸向尺寸量具：尺寸 mm、 mm、 mm、mm ，選擇分度值 0.0105.6?05.49?03.24?.07?的量程 100mm 的外徑百分尺。其他尺寸量具選擇分度值 0.02 的游標(biāo)卡尺。3.6 工序尺寸確定確定工序尺寸的一般方法是由表面加工最后往前推。最后工序的尺寸按零件圖上要求標(biāo)注，當(dāng)沒(méi)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一加工表面的工序尺寸只與工序或工步的加工余量有關(guān)。當(dāng)工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸用尺寸鏈計(jì)算。3.7 確定切削用量及基本工時(shí)1）工序Ⅰ（粗銑底平面）切削用量及時(shí)間定額：本工序?yàn)榇帚姡毒咧睆?D=50mm，d=16mm ，齒數(shù) Z=12，本工序余量 2 mm，刀具為錯(cuò)齒三面刃銑刀，一次走刀完成切削，即 =2mm，機(jī)床 X52K，主軸功率 7.5 千pa瓦。根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-28 可知，取 f =0.10mm/z，銑削寬度 =22mm。z ea銑刀耐用度 T=120min，工件材料為鑄鐵，確定切削速度 v ，每分進(jìn)給量 v cfyzpuexpmvkfaTqdcvvv0?式中 =18.9， =0.2， =0.1， =0.4 ， =0.1， =0.1， vcvq vuvp=0.10mm/z =1.0， =2， =22mm 帶入式，zfvkpae5m/min12410.21059.8.04105. ????v= =790 r/mindvn?選主軸轉(zhuǎn)速 =750 r/min，則實(shí)際轉(zhuǎn)速 v=117m/min，工作臺(tái)每分進(jìn)給量wn=0.10×12×750=900mm/min。MZf選擇實(shí)際 ： =950mm/min，則 =0.105mm/z，校驗(yàn)機(jī)床功率： ZfMzf10vFpCc??cfffff Fwqueyzxvcknda其中 =30， =1.0， =0.65， =0.8， =0， =0.83 ， =0.63FcFxFyFqcFk帶入公式， =46.8Ncv=2.18m/s 帶入公式，得 =0.102 kwcp因此采用工序?qū)嶋H切削用量 =0.105mm/z， =950mm/min，n=750 r/min=12.5r/szfMZfv=2.18m/s時(shí)間定額：， mm， MZjFlT21??36? )451250(.1 ?tgal p??=5.5mm， =2mm，帶入值。得： minl 46?jT2） 工序Ⅱ粗銑上端面：刀具、機(jī)床與上工序相同，工序余量 2.5mm，一次走刀完成，即=2.5mm， =0.10mm/z， =22mm 帶入公式：pazfeavyzpuexpmvkfaTqdcvv0?=18.9， =0.2， =0.1， =0.4， =0.1， =0.1， =0.10mm/z vcvqx vpzf=1.0， =2.5， =22mm 帶入式，kpaem/min1210.25.12098.0410. ????v= =770 r/mindvn?選主軸轉(zhuǎn)速 =750 r/min，則實(shí)際切削速度:v=117m/min，每分進(jìn)給量：w=900mm/min，實(shí)際 =950mm/min， = =0.105 mm/zMZf MZfzf701295?校驗(yàn)機(jī)床功率： 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)610vFpCc??cfffff Fwqueyzxvcknda其中 =30， =1.0， =0.65， =0.8， =0， =0.83 ， =0.63FcFxFyFqcFk帶入公式， =46.8Ncv=2.18m/s 帶入公式，得 =0.102 kwcp因此采用工序?qū)嶋H切削用量 =0.105mm/z， =900mm/min，n=750 r/min=12.5r/szfMZfv=2.18m/s時(shí)間定額：， mm， =5.5mm 帶入公式，MZjFlT21??? ?451)250(.1 tgal p??得 0.022 minj3）工序Ⅲ（粗銑 、 兩圓柱兩端面）切削用量及時(shí)間定額8?6粗銑 圓柱兩端面的切削用量：28刀具、機(jī)床與上工序相同，工序余量 2.0mm，一次走刀完成，即=2.0mm， =0.10mm/z， =28mm 帶入公式：pazfeavyzpuexpmvkfaTqdcvv0?=18.9， =0.2， =0.1， =0.4 ， =0.1， =0.1， =0.10mm/z vcvqxyvpzf=1.0， =2.0mm， =28mm 帶入式，kpaea120m/min????1.04.1.0.15.0 22829v= =764r/mindvn?5根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.2-36 可知，選主軸轉(zhuǎn)速 =750 r/min，則實(shí)際wn切削速度:v=118m/min =2.18m/s, =900mm/min，實(shí)際MZf=950mm/min， = =0.105 mm/zMZfzf750129?粗銑 圓柱兩端面的切削用量:26?刀具、機(jī)床與上工序相同，工序余量 2.5mm，一次走刀完成，即=2.5mm， =0.10mm/z， =26mm 帶入公式：pazfeavyzpuexpmvkfTqdcvv0?7=18.9， =0.2， =0.1， =0.4 ， =0.1， =0.1， =0.10mm/z vcvqvxvyvuvpzf=1.0， =2.5mm， =26mm 帶入式，kpaea119m/min????1.04.1.0.15.0 226298v= =757r/mindvn?5根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.2-36，選取主軸轉(zhuǎn)速為 =750 r/min，實(shí)際切wn削速度:v=118m/min =2.18m/s，實(shí)際 =950mm/min， = =0.105 mm/zMZfzf750129?工序時(shí)間定額:本工序加工面為兩個(gè)圓柱的 4 個(gè)端面,時(shí)間為加工 4 個(gè)端面的和.mm， =7.5mm，帶入公MZjFlT21??8?l ?451)2850(.1 tgal p??式，得 0.04 min jmm， =6.5mm，帶入Zjl212 6l ?)6(.21 tl p?公式，得 0.037 min?jT=0.077 min。21jjj?由于每個(gè)圓柱要銑 2 個(gè)端面，時(shí)間是計(jì)算時(shí)間的 2 倍，總時(shí)間 =0.15min。jT4）工序Ⅳ （精銑底平面）切削用量及時(shí)間定額:本工序?yàn)榫?，刀具直?50mm，齒數(shù) Z=12，選擇刀具為高速鋼三面刃銑刀，工序余量 0.5mm，一次走刀完成切削，即 =0.5mm，選取機(jī)床 X52K，主軸功率 7.5 千pa瓦。根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3-28，取銑削寬度 =22mm ，f =0.10mm/z。eaz銑刀耐用度 T=100min，確定切削速度 v ，每分進(jìn)給量 v cfyzpuexpmvkfaTqdvv0?式中 =25， =0.1， =0.2， =0.4， =0.5， =0.1， =0.10mm/z， =1.0，vcvxvqyzfvk=2， =22mm 帶入式，paem/min49120.25.01.04.5.1. ????v= =312 r/mindvn?根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.2-36，選主軸轉(zhuǎn)速 =300 r/min，則實(shí)際切削速wn度：V=47.1m/min。每分進(jìn)給量： =0.10×12×300=360 mm/min，查表，實(shí)際MZf第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)8=375mm/min， =0.067mm/zMZf 375120??zf工序時(shí)間定額：， mm， =5.5mm 帶入公式，MZjFlT21??6 ?451)250(.1 tgal p??得 =0.116 minj375.65）工序Ⅴ （鉆孔 ）切削用量及時(shí)間定額：?根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)鉆孔 mm，取 f=0.26 mm/r，v=0.30 m/s 由公式2?= =8.68 r/s =521 r/mindvn?10?14.30?選擇轉(zhuǎn)速 =545 r/min =9.08 r/s，實(shí)際切削速度：wv= = =0.31m/s0w?0.89切削工時(shí)：mm， mm， 帶入公式： =17.8 s =0.3min39?l31l2?l wjnflT???216）工序Ⅵ (精銑 圓柱兩端面) 切削用量及時(shí)間定額:8?本工序?yàn)榫?，刀具直?50mm，齒數(shù) Z=12，選擇刀具為高速鋼三面刃銑刀，本工序余量 0.5mm，一次走刀完成切削，即 =0.5mm，根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)pa表 3-28，銑削寬度 =28mm，取 f =0.10mm/z。銑刀耐用度 T=100min，確定切削速度eazv ，每分進(jìn)給量 v 查表 3.27 公式cf vyzpuexpmvkfaTqdcvv0?式中 =25， =0.2， =0.1， =0.4 ， =0.5， =0.1， =0.10mm/z， =1.0，vcvqvxyvzfvk=0.5， =28mm 帶入式，paem/min43120.285.01.04.5.1. ????= =274r/mindvn?根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.2-36，選主軸轉(zhuǎn)速 =300 r/min，則實(shí)際切削速wn度：V=47.1m/min，每分進(jìn)給量： =0.10×12×300=360 mm/min，實(shí)際MZf=375mm/min， =0.067mm/zMZf 375120??zf工序時(shí)間定額：， mm， =6.5mmMZjFlT?8 ?451)2850(.1 tgal p???9帶入公式，得 =0.097min?jT3752.68?7）工序Ⅶ（鉆、擴(kuò)、鉸孔 、 ）切削用量及時(shí)間定額：0.?1.0?1）鉆孔 至1.032??根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3-38，取 f=0.26 mm/r，取 v=0.30 m/s ，帶入公式= =6.8 r/s=404 r/mindvn?10?14.30?選擇轉(zhuǎn)速 =400r/min =6.6 r/s，則實(shí)際切削速度：wv= = =0.287 mm/r0w0.6擴(kuò)孔至 31.6 鉆孔 f=0.5 mm/r ，v=0.48 m/s ，?= =9.7 r/s=582 r/mindvn?1?8.154.3?選擇轉(zhuǎn)速：=630r/min =10.5 r/sw實(shí)際切削速度：v= = =0.52 m/s10dn??108.54.3?鉸孔 ：1.032??根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3-50，f=1.8mm/r，v=0.13m/s 帶入：= =2.58r/s=155r/min。dvn??164.3?選擇轉(zhuǎn)速 =125r/min。實(shí)際速度： v=0.106m/s。w時(shí)間定額： s2.16.20311 ????wjnflTs7.45.2j3.8 s168.213wjnfl=19.7 20 s3jjjj TT???鉆 至027.36??根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3-38，取 f=0.26 mm/r 取 v=0.30 m/s 帶入公式：= =5.95r/s=357 r/mindvn?10?164.30?取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速： =400m/min，則實(shí)際切削速度：v=0.32 m/s ，擴(kuò)孔至 17.8w ?第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)10f=0.5 mm/r ，v=0.48 m/s ，帶入公式：= =8.6 r/s=516r /mindvn?10?8.174.30?取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：n=630 r/min=10.5r/s實(shí)際切削速度：v= =0.599m/s108.74.35?鉸孔 027.36??根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3-50，f=1.8mm/r，v=0.13m/s 帶入= =2.3 r/s=138 r/min。dvn?10?184.3?取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：n=125 r/min=2.08r/s實(shí)際速度：v=0.11m/s時(shí)間定額： 26 s????6.203711wjnflT8.7s5.2j1.3 s18.4213wjnfl=36 s3jjjj TT??工序總時(shí)間定額： 56 s≈1minj8）工序Ⅷ （鉆孔 ）切削用量及時(shí)間定額：3?根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3-38，取 f=0.18 mm/r 取 v=0.15 m/s 帶入公式：= =16r/s=960r/mindvn?10?34.150?取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：n=960 r/min。切削工時(shí)：mm， mm， 帶入公式：8.14?l8.1?l02l= =5.8 swjnfT??26.04?11第四章 夾具設(shè)計(jì)124 夾具設(shè)計(jì)4.1 夾具體要求氣門(mén)搖臂軸支座生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，考慮生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，因此需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)工序Ⅶ 鉆→擴(kuò)→鉸孔 、 的夾具。該工序加工的精度027.36??1.0?要求較高，粗糙度要求 1.6，平行度要求 0.05。工序基準(zhǔn)為底平面。需要保證的尺寸要求：保證孔 中心與底面距離 mm，孔 中心與底面距離027.36??.48?1.03??mm。兩孔中心距 mm。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿(mǎn)足這些要求，并保證較高的05.98?5.生產(chǎn)效率，還應(yīng)考慮夾具零件制造的工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，加工過(guò)程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，夾具體應(yīng)具有較好的剛性。4.1 定位基準(zhǔn)的選擇為保證加工質(zhì)量，選擇底面作為基準(zhǔn)，定位面為環(huán)行突臺(tái)面，限制 3 個(gè)自由度，孔采用定位銷(xiāo)定位，由于通過(guò)孔夾緊，定位銷(xiāo)與夾緊件拉桿做成整體。限制 2 個(gè)自由度，還有一個(gè)繞孔軸線旋轉(zhuǎn)自由度，采用一個(gè)可調(diào)支承，支承于 圓柱端面，除限6?制自由度達(dá)到完全定位外，還能提高夾具系統(tǒng)剛性。定位面板下圖 4-1：圖 4.1 定位面板4.2 定位誤差分析定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對(duì)夾具設(shè)計(jì)中采用的定位方案，只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的三分之一，或滿(mǎn)足 裝夾+ 對(duì)定+ 過(guò)程 ≤T，即可認(rèn)為定位方案符合加工要??求。13對(duì)于本次設(shè)計(jì)的夾具，需要保證的尺寸要求：保證孔 中心與底面距離027.36??mm，孔 中心與底面距離 mm。兩孔中心距 mm。其中兩03.96?1.02??05.98?5.1?孔中心距由鉆模板上兩鉆套的中心距保證?？着c底面的距離靠鉆模板與 3 個(gè) C 型定位支承保證，3 個(gè)尺寸都是以工件底面為基準(zhǔn)的，基準(zhǔn)不重合誤差為 0。導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)：導(dǎo)向裝置主要是鉆模板，導(dǎo)向元件是鉆套，加工中需要鉆→擴(kuò)→鉸 3 個(gè)工步，為減少裝夾時(shí)間，減少輔助時(shí)間，鉆套選擇快換鉆套，鉆套與鉆模板連接需要有襯套。當(dāng)需要換鉆套時(shí)，只需要將鉆套逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到鉆套的削平邊，即可以取出鉆套?？鞊Q鉆套,鉆模板圖見(jiàn)圖 4-3。圖 4.2 鉆模板第四章 夾具設(shè)計(jì)144.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì) 根據(jù)夾緊力方向的原則（1），夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置。（2），夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能??；（3），夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。根據(jù)夾緊力作用點(diǎn)的原則（1），夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)夾具定位支承元件或位于支承元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)；（2），夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)在工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時(shí)可采用增大工件受力面積或合理布局夾緊點(diǎn)位置等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)；（3），夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減小工件的夾緊力，防止加工過(guò)程產(chǎn)生振動(dòng)。根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點(diǎn)及定位方式，確定夾緊方式，通過(guò)前面工序加工出的 孔用拉桿夾緊，方向?yàn)樗较蛴?，這樣能保證主要定位基準(zhǔn)面與定位元件的良1?好接觸。4.4 切削力及夾緊力的計(jì)算4.4.1 切削力的計(jì)算刀具為高速鋼錐柄麻花鉆，直徑 d=16mm，f=0.26mm/r，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2—32 可知，鉆孔的軸向力計(jì)算公式： fYFZckdC0?其中 =365.9， ZF=1.0，YF=0.8 ， =0.94 帶入公式FCf=1873 N94.26.19.3658??CF鉆孔 至 的軸向力：1.06?4=1639 N.0.4.8.0.1?4.4.2 夾緊力的確定分析工件夾具中的受力情況：切削力方向?yàn)榭椎妮S線方向，夾緊力垂直于切削力方向，由定位面與定位元件之間的摩擦力平衡切削軸向力，定位面板材料為鑄鐵，工件材料為鑄鐵，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1—10 可知，摩擦系數(shù)為 0.5 。 NsFf??15式中 為摩擦力， 為靜摩擦因素， 為正壓力，帶入式sFsfNF得：= =3746 N，則實(shí)際夾緊力 F=K ，K 為安全系數(shù)。N5.01873K= 43210kk?查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 》，表 1-2-1、表 1-2-2： 2.10?.1k0.12?k.3?.4K=1.2×1.2×1.0×1.0×1.0=1.44F=1.44×3746=5394N4.4.3 液壓缸的選擇考慮到零件生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度夾具應(yīng)采用液壓夾緊方式，根據(jù)夾緊里選擇夾緊機(jī)構(gòu)，由于夾緊力較小，不需采用增力機(jī)構(gòu)，根據(jù)要求選擇液壓缸，要求能夠方便的夾緊松開(kāi)工件，即要求液壓系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)“工進(jìn)―保壓―工退”的工作循環(huán)。工進(jìn)的時(shí)候速度要小以減小沖擊力，也不能太小以免增加加緊時(shí)間，松開(kāi)工件速度可以比夾緊過(guò)程速度稍快，以減少輔助時(shí)間。選擇雙向作用油缸。由夾緊力計(jì)算選擇液壓缸參數(shù)：F=5394 N，由 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1-6-7 活塞作用力近似計(jì)算公式：，取 η=0.8，則：?1p??N67428.0539?P由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1-6-8,計(jì)算缸徑的公式：，選擇油缸油壓 p=3Mpa，由表知：當(dāng) 2〈 p 〈5 時(shí)，d=0.5D，帶27.1dpPD??入上式，則：，計(jì)算得： D=63.4 mm??25.03674.1D???查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》液壓傳動(dòng)夾具用油缸，選擇地腳式雙作用油缸可以符合要求，表選擇 T5026 Ⅰ 型油缸，缸徑 D=65mm，活塞直徑 d=35mm，行程 30mm。?l中心高 H=65mm。根據(jù)油缸參數(shù)，計(jì)算液壓缸實(shí)際作用力：實(shí)際工作面積：無(wú)桿腔： 3317 。?421?DA2m有桿腔： 2355 。?)(2d2第四章 夾具設(shè)計(jì)16實(shí)際作用力計(jì)算：無(wú)桿腔作用力：=6634N66110372???pAP有桿腔作用力：=4710N6625?在本夾具系統(tǒng)中工作，夾緊力是液壓缸的拉力，即是有桿腔的實(shí)際拉力。該液壓缸的拉力： 〈 F，故應(yīng)適當(dāng)提高工作油壓。2p最小工作油壓： 2.29MPa?23594minA取 =2.3MPa，則液壓缸實(shí)際拉力：=5416N66210235.??pP校驗(yàn)活塞桿強(qiáng)度：活塞桿材料為 Q235 鋼，材料塑性大，受力為拉力，發(fā)生塑性變形，當(dāng)達(dá)到一定限度或籪裂，零件不能正常工作，就發(fā)生失效。失效發(fā)生在零件的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)于活塞桿，前端有直徑為 20 的螺紋孔，這部分最易發(fā)生失效。校驗(yàn)時(shí)取該段分析。由（《材料力學(xué)》第 4 版Ⅰ，劉鴻文主編，高等教育出版社）p18 公式：， =8.4MPaAFN??6210])35[(14. ???對(duì)塑性材料有： （由《材料力學(xué)》第 4 版Ⅰ，劉鴻文主編，高等教育出版社??snp29），Q235 鋼 220MPa，取 2，則：?s??s= =110??sn?20?故校核合格。4.5 校驗(yàn)夾緊元件的強(qiáng)度夾緊拉桿材料為 20Cr，材料塑性大，受力為拉力，發(fā)生塑性變形，當(dāng)達(dá)到一定限度或斷裂，零件不能正常工作，就發(fā)生失效。失效發(fā)生在零件的薄弱環(huán)節(jié)。拉桿示意圖如下：17圖 4.3 夾緊拉桿圖A- A 截面是該零件最易失效的部分，取該截面分析： ， =192MPaAFN??2314.56?對(duì)塑性材料有： （由《材料力學(xué)》第 4 版Ⅰ，劉鴻文主編，高等教育??sn出版社 p29），20Cr 鋼 540MPa，取 2，則：?s??s= =270??sn?250故拉桿強(qiáng)度合格。4.6 液壓控制回路設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是液壓夾具設(shè)計(jì)的主要部分，根據(jù)夾具的用途、特點(diǎn)和要求利用液壓傳動(dòng)的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出工作可靠、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、維修方便、操作簡(jiǎn)單的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)初需要計(jì)算來(lái)確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后通過(guò)液壓參數(shù)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選用液壓元件的規(guī)格。設(shè)計(jì)夾具液壓系統(tǒng)工作要求：快進(jìn)—工件夾緊—工件松開(kāi)—快退—液壓泵卸荷。圖 4.4 動(dòng)作循環(huán)圖夾具夾緊力為 910N，快進(jìn)和快退速度相同，因此夾具選用單桿活塞式液壓缸，并使兩液壓面積為 ,快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，選取夾緊缸的工作壓力為 2.5Mpa，液12A?壓缸的回油背壓力為零，快進(jìn)速度為 2m/min，夾緊和放松時(shí)速度 0.1m/min，機(jī)械效率為 0.95，則夾緊缸內(nèi)徑為??644910.21.3.25.cmFDmp?????第四章 夾具設(shè)計(jì)18夾緊缸內(nèi)徑圓整成就近的標(biāo)準(zhǔn)值，得 D=24mm，夾具的液壓缸活塞桿直徑，就近圓整成標(biāo)準(zhǔn)值 d=16mm。2416Ddm?缸徑、桿徑取標(biāo)準(zhǔn)值后的有效工作面積：無(wú)桿腔有效面積： 222145ADm????活塞桿面積： 360.94d有桿腔有效面積： 221326??液壓缸所需流量：快進(jìn)： 6615090/minQAV?????快退： 3254?夾緊： 6614.1.2/i?放松： 32 ?夾具液壓系統(tǒng)采用二位四通電磁閥來(lái)控制夾緊、松開(kāi)換向動(dòng)作，而為避免夾具工作時(shí)突然斷電松開(kāi)，液壓系統(tǒng)中應(yīng)采用失電夾緊方式?？紤]到當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時(shí)下降時(shí)夾具仍能保持夾緊力，且?jiàn)A緊時(shí)間要求可調(diào)節(jié)，所以液壓系統(tǒng)接入單向節(jié)流閥，其中節(jié)流閥起著調(diào)速作用，單向閥起著保壓作用。在該液壓回路中裝有減壓閥，用來(lái)調(diào)節(jié)夾緊力的大小并保持夾緊力的穩(wěn)定，夾具的液壓系統(tǒng)原理如圖 4.5 所示。圖 4.5 液壓系統(tǒng)195 結(jié)論本次設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)之后進(jìn)行的一次設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，能夠使我們的知識(shí)掌握更牢，并能提升我們分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。作為機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，最重要的就是機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定和工裝夾具的設(shè)計(jì)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我掌握了機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和工裝夾具設(shè)計(jì)的基本步驟和方法。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)首先是分析了零件的技術(shù)要求，包括被加工面的尺寸精度和幾何形狀精度，各被加工表面之間的相互位置精度，被加工表面的表面加工質(zhì)量及熱處理要求，對(duì)毛坯的要求等等。并對(duì)達(dá)到各個(gè)技術(shù)要求的主要影響因素進(jìn)行了分析，計(jì)算確定毛坯尺寸，了解各種機(jī)械加工機(jī)床的加工范圍，加工能夠達(dá)到的精度。選擇合理的機(jī)床組合，擬訂合理的加工路線，確定機(jī)床、刀具、量具、夾具，如果需要專(zhuān)用夾具，就需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。計(jì)算確定切削用量，機(jī)床轉(zhuǎn)速、時(shí)間定額等。然后編制工藝規(guī)程文件，如工藝過(guò)程卡，工序卡片。專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)是針對(duì)不同的機(jī)床和零件的被加工表面設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的夾具以滿(mǎn)足加工精度要求、提高加工效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。夾具設(shè)計(jì)包括：定位元件或定位裝置、夾緊元件或夾緊裝置、對(duì)刀及引導(dǎo)元件、夾具體組成、連接元件、其他元件或裝置。本次設(shè)計(jì)的是鉆床夾具，加工兩個(gè)不同直徑的孔，需要精加工。所以?shī)A具對(duì)定位、導(dǎo)向裝置要求較高。而生產(chǎn)類(lèi)型為大批，故應(yīng)該選擇液壓或氣動(dòng)夾緊方式，以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和縮短輔助時(shí)間，提高效率。 通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，提升了我獨(dú)立分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，對(duì)我以后在工作中起到相當(dāng)大的作用，對(duì)我們畢業(yè)生來(lái)說(shuō)是一次相當(dāng)大的鍛煉。參考文獻(xiàn)20參考文獻(xiàn)[1]孟少農(nóng)，機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992.1[2]東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽(yáng)工學(xué)院,第一汽車(chē)制造廠職工大學(xué) .機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1988.4[3]勞動(dòng)部培訓(xùn)司組織.機(jī)床夾具( 試用) [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1989.7[4] 艾興、肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社， 2003.6[5]張捷.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 成都：西南交通大學(xué)出版社， 2006.2[6]趙如富.機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2006.10[7]劉鴻文.材料力學(xué)第四版[M]. 北京：高等教育出版社，2004.1[8]施平.機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)第七版[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2005.8[9]李洪.機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)[M]. 北京：北京出版社，2000.6[10] 趙家齊，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M] 第 2 版，哈爾濱工業(yè)大學(xué) 、機(jī)械工業(yè)出版社，1994