機(jī)械專業(yè)課程設(shè)計(jì)--氣門螺桿設(shè)計(jì)說明書

1、<p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)氣門搖桿軸支座零件的</p><p>　　機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備</p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　題目：設(shè)計(jì)氣門搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及精鏜孔專用夾具</p><p>　　內(nèi)容：（

2、1）零件一毛坯合圖 1張</p><p>　?。?）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 1套</p><p>　?。?）夾具裝配總圖 1張</p><p>　　（4）夾具零件圖 1張</p><p>　?。?）課程設(shè)計(jì)說明書

3、 1份</p><p>　　原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)6000件/年。</p><p>　　目錄 </p><p>　　一、零件的分析………………………………………… 1

4、 </p><p>　?。ㄒ唬┝慵淖饔谩?1</p><p>　?。ǘ┝慵墓に嚪治觥?1</p><p>　　二、確定毛坯，畫毛坯——零件合圖………………… 2 </p><p>　　三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………… 3 &

5、lt;/p><p>　?。ㄒ唬┒ㄎ换鶞?zhǔn)的選擇……………………………… 3 </p><p>　?。ǘ┲贫庸すに嚶肪€……………………………… 4</p><p>　?。ㄈ┻x擇加工設(shè)備及刀、夾、量具………………… 6</p><p>　?。ㄋ模┘庸すば蛟O(shè)計(jì)…………………………

6、………… 7</p><p>　　四、夾具設(shè)計(jì)………………………………………… 11 </p><p>　　五、設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………… 13</p><p>　　六、參考文獻(xiàn)………………………………………… 13</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p>&

7、lt;p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)(含機(jī)床夾具設(shè)計(jì))和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問題。初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（氣門搖桿軸支座）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，圖表等技術(shù)資料及編寫

8、技術(shù)文件技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指導(dǎo)。</p><p><b>　　零件的分析</b></p><p>　?。ㄒ唬?零件的作用</p><p>　　氣門搖桿軸支座是柴油機(jī)一個(gè)主要零件。是柴

9、油機(jī)搖桿座的結(jié)合部，孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座通過兩個(gè)Ø13mm孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，3mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p><b>　　零件的工藝分析</b></p><p>　　由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨</p><p>　　共 14 頁(yè)

10、第 1 頁(yè)</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。</p><p>　　該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，2-Ø13mm孔和mm以及3mm軸向槽的加工。</p><p>　　mm孔的尺寸精度以及下端面0.05mm的平面度與左右兩端

11、面孔的尺寸精度，直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門的傳動(dòng)精度及密封，2—Ø13mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.05mm。因此，需要先以下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面，再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再把下端面作為精基準(zhǔn)，最后加工mm孔時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對(duì)下端面的位置精度。由參考文獻(xiàn)（1）中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。</p><p&g

12、t;　　確定毛坯，畫毛坯——零件合圖（附圖2）</p><p>　　根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年，通過計(jì)算，該零件質(zhì)量約為3Kg，由參考文獻(xiàn)（5）表1-4、表1-3可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時(shí)效處理。參考文獻(xiàn)（1）表2.3—12；該種鑄造公差等級(jí)為CT10~11，MA-H級(jí)。參考文獻(xiàn)（1）表2.3-12，用查表

13、方法確定各表面的加工余量如下表所示：</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 2 頁(yè)</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) </b></p><p>　　（一）定位基準(zhǔn)的選擇：</p><p>　　精基準(zhǔn)的選擇：氣門搖桿

14、軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則，實(shí)現(xiàn)V形塊十大平面的定位方式（V形塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊）。mm孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單，可靠，操作方便。</p><p>　　粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使

15、重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時(shí)間，所以粗基準(zhǔn)為上端面。</p><p>　　鏜削mm孔的定位夾緊方案：</p><p>　　方案一：用一菱形銷加一圓柱銷定位兩個(gè)Ø13mm的孔，再加上底面定</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 3 頁(yè)</p><p>　　《

16、機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　位實(shí)現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn)類型中。</p><p>　　方案二：用V形塊十大平面定位。V形塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)R10的外圓柱表面進(jìn)行定位，再加底面實(shí)現(xiàn)完全定位，由于Ø13mm孔的精度不需要很高，故用做定位銷孔很難保證精度，所以選擇方案二。</p><p>　　（二）制定加工工藝路線

17、</p><p>　　根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面及孔的加工方法如下：</p><p>　　上端面：粗銑；下端面：粗銑—精銑；左端面：粗銑—精銑 ； 右端面：粗銑—精銑；2—Ø13mm孔：鉆孔； 3mm 軸向槽—精銑；mm：鉆孔—粗鏜—精鏜。因左右兩端面均對(duì)mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。<

18、/p><p>　　根據(jù)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則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線如下：</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 4 頁(yè)</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p&

19、gt;　　上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進(jìn)一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)，故改動(dòng)銑削加工。</p><p>　　工序02應(yīng)在工序01前完成，使上端面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少受力變形和受熱變形對(duì)2—Ø13mm通孔加工精度的影響。

20、</p><p>　　修改后的工藝路線如下：</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 5 頁(yè)</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　（三）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具</p><p>　　由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備適宜通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，

21、工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳動(dòng)均由人工完成。</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 6 頁(yè)</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　粗銑上端面：考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用立銑選擇X1632立式銑床。（參考文獻(xiàn)（1）表6-18），選擇直徑D為Ø80mm立銑刀，參考文獻(xiàn)（1）表7

22、-88，通用夾具和游標(biāo)卡尺。</p><p>　　粗銑下端面：采用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。</p><p>　　精銑下端面：采用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。</p><p>　　粗銑左端面：采用臥式銑床X1632，參考文獻(xiàn)（1）表6—21，采用以前的刀具，專用夾具及游標(biāo)卡尺。</p><p>　　精銑左端面：采

23、用臥式銑床X1632,參考文獻(xiàn)（1）表6—21，專用夾具及游標(biāo)卡尺。</p><p>　　鉆2-Ø13mm孔：采用Z3025，參考文獻(xiàn)（1）表6—26，通用夾具。刀具為d為Ø13mm的直柄麻花鉆，參考文獻(xiàn)（1）表7—111。</p><p>　　鉆Ø18孔：鉆孔直徑為Ø18mm，選擇搖臂鉆床Z3025參考文獻(xiàn)（1）</p><p&

24、gt;　　表6—26，采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。</p><p>　　鏜mm孔：粗鏜：采用臥式組合鏜床，選擇功率為1.5KM的ITA20鏜削頭，參考文獻(xiàn)（1）表2—9。選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿，專用夾具，游標(biāo)卡尺。</p><p><b>　?。ㄋ模┘庸すば蛟O(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、 經(jīng)查參考文獻(xiàn)（1）表3—12可得，銑削上端面的

25、加工余量為4mm，又由零件對(duì)上頂端表面的表面精度RA=12.5mm可知，粗銑的銑削余量為4mm。</p><p>　　底面銑削余量為3mm，粗銑的銑削余量為2mm，精銑余量1mm，精銑后公差</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 7 頁(yè)</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　等級(jí)為IT7～

26、ＩＴ８。</p><p>　　取每齒進(jìn)給量為fz＝０.２mm／z（粗銑）</p><p>　　取每齒進(jìn)給量為f＝０.５mm／r（精銑）</p><p>　　粗銑走刀一次ap＝２mm，精銑走刀一次ap＝１mm</p><p>　　初步取主軸轉(zhuǎn)速為１５０r／min（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為３００r／min，又前面已選定直徑Ｄ為Ø８０m

27、m，故相應(yīng)的切削速度分別為：</p><p>　?。执郑溅校膎／１０００＝３.１４＊８０＊１５０／１０００＝３７.６８</p><p>　?。志溅校膎／１０００＝３.１４＊８０＊３００／１０００＝７５.３６</p><p>　　又由機(jī)床切削功率P=167.9*10^-5ap^0.9f2aeznkpm</p><p>　　取Z=10個(gè)齒，pm

28、=1.代入得：</p><p>　　pm=１６７.９＊２.０^0.9*(0.2)^50*2.5*10*1</p><p>　　pm=0.861(km)</p><p>　　又因前查的機(jī)床的功率為１.５kw/h 若效率為０.8P,則</p><p>　　0.８P=1.2>pm</p><p>　　故選擇主軸的轉(zhuǎn)速為

29、１５０m/min</p><p>　　2、工序0５中的粗鏜ø１８工序。</p><p>　　粗鏜余量參考文獻(xiàn)［１］表３－８３取粗鏜為0.9mm，粗鏜切削余量為0.2mm,鉸孔后尺寸為,各工部余量和工序尺寸公差列于表2-3</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 8 頁(yè)</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說

30、明書</p><p>　　孔軸線到底面位置尺寸為６0mm</p><p>　　因精鏜與粗鏜的定位的下底面與V型塊，精鏜后工序尺寸為20.02±0.08mm，與下底面的位置精度為0.05mm,與左右端面的位置精度為0.06mm,且定位夾緊時(shí)基準(zhǔn)重合，故不需保證。0.06mm跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。</p><p>　　粗鏜孔時(shí)因余量為0.9mm,故ap=0.9m

31、m,</p><p>　　查文獻(xiàn)［１］表２. 4-8</p><p>　　取V=0.4m/s=24m/min</p><p>　　取進(jìn)給量為f=0.02mm/r</p><p>　　n=1000V/πd=1000*24/3.14*20=380r/min</p><p>　　查文獻(xiàn)的Fz=9.81*60^nFzCFzap

32、XFzV^nFzKFz</p><p>　　pm=FzV*10^-3</p><p><b>　　CF2=180, </b></p><p><b>　　XFz=1</b></p><p><b>　　Yfz=0.75</b></p><p><b

33、>　　nFz=0</b></p><p>　　Rfz=9.81*60°*180*2.75ˊ*0.2^0.75*0.4°*1</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 9 頁(yè)</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　=1452 N</b

34、></p><p><b>　　P=0.58 kw</b></p><p>　　取機(jī)床效率為０.８５</p><p>　　0.78*0.85=0.89kw>0.58kw故機(jī)床的功率足夠。</p><p><b>　　3、時(shí)間定額計(jì)算</b></p><p>　　下

35、面計(jì)算工序0５的時(shí)間定額</p><p><b>　　機(jī)動(dòng)時(shí)間</b></p><p>　　粗鏜時(shí)：L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s</p><p>　　精鏜時(shí)：f取0.1mm/s</p><p>　　L/(f*n)=45/0.1*380=15s</p><p>　　總機(jī)動(dòng)時(shí)間:T=

36、7.5+15=22.5s</p><p><b>　　(2)輔助時(shí)間：</b></p><p>　　共 14 頁(yè) 第 10 頁(yè)</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　所以輔助時(shí)間Ta為：</p><p>　　Ta=2+1+0.1+1.5+0.3

37、*2+0.1*0.1*2</p><p><b>　　=6.5min</b></p><p>　　作業(yè)時(shí)間為Ta+Tb=605+0.37=6.87 min</p><p>　　該工序單位加工時(shí)間為6.87min　　　　　　　　　　　</p><p>　?。ㄎ澹┨顚憴C(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡</p>&l

38、t;p><b>　　工藝文件詳見附表。</b></p><p><b>　　四、夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的夾具為第6道工序粗——精鏜mm孔。該夾具為雙支承前后引導(dǎo)鏜床夾具。</p><p><b>　　1、確定設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　該

39、孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為下端面，故以下端平面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；另加兩Ｖ形塊從前后兩方向?qū)崿F(xiàn)對(duì)Ｒ１０的外圓柱面進(jìn)行夾緊，從對(duì)工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，若工件以下端面朝下放置在支承板上，定位夾緊就比較穩(wěn)定，可靠，也容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　工件以下端面在夾具上定位，限制了三個(gè)自由度，其余三個(gè)自由度也必須限制。用哪種方案合理呢？</p><p>　　方案１　在２—Ø１３的通孔內(nèi)插

40、入一現(xiàn)邊銷限制一個(gè)移動(dòng)自由度，再以兩孔的另一個(gè)孔內(nèi)側(cè)面用兩個(gè)支承釘限制一個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 11 頁(yè)</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　由度。這種定位方案從定位原理上分析是合理的，夾具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。但由于孔和其內(nèi)側(cè)面均不規(guī)定其精密度，又因結(jié)構(gòu)原因，夾緊力不宜施加在這

41、樣的定位元件上，故工件定位面和定位元件之間很可能會(huì)接觸不好，使定位不穩(wěn)定。這個(gè)方案不宜采用。</p><p>　　方案２　用兩個(gè)Ｖ形塊夾緊前后兩外圓柱面，用兩鉸鏈壓板壓在工件的下端，這樣就限制了兩個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，這種方案定位可靠，可實(shí)現(xiàn)完全定位。</p><p>　?。?、計(jì)算夾緊力并確定螺桿直徑</p><p>　　參考文獻(xiàn)（３）表１－２－１１，因夾具

42、的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力Ｆ夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系Ｆ夾＝ＫＦ，安全系數(shù)Ｋ在夾緊力與切削力方向相反后時(shí)，Ｋ＝３，由前面的計(jì)算可知Ｆ＝１４５２.３Ｎ，所以Ｆ夾＝ＫＦ＝３*１４５２.３＝４３５６.９Ｎ，F(xiàn)0= F夾/2=1178.4（N）。參考文獻(xiàn)3表1-24，從強(qiáng)度考慮，用一個(gè)M10的螺柱完全可以滿足要求，M10的許應(yīng)夾緊為3924N，所以螺桿直徑為d=10mm</p><p><b>　　3

43、.定位精度分析</b></p><p>　　孔的精加工是在一次裝夾下完成的，具體采用的是前后支撐引導(dǎo)的夾具機(jī)構(gòu)，機(jī)床與鏜桿之間所采用的是浮動(dòng)連接，故機(jī)床主軸振動(dòng)可忽略不計(jì)，孔的加工精度主要由鏜模來保證。因?yàn)榭椎妮S線與底面的平行度要求為0.05。故兩鏜模裝配后同軸度要求應(yīng)小于0.05，又因?yàn)殓M套與鏜桿，其最大</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 12 頁(yè)&l

44、t;/p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　間隙為Xmax=0.013+0.009=0.022mm，被加工孔的長(zhǎng)度為42mm，取兩孔同軸度誤差為0.03mm，則 ΔT1=2×42×0.00007=0.006，ΔT2=0.03mm，所以ΔT=ΔT1+ΔT2=0.036，又因?yàn)?0.036<0.05 0.006<0.06所以?shī)A具能滿

45、足零件加工精度的要求。</p><p>　　零件圖，零件——毛坯合圖另附</p><p><b>　　五、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中，我將在課堂上所學(xué)到的相關(guān)的知識(shí)都運(yùn)用到設(shè)計(jì)里面，又一次的鞏固了所學(xué)內(nèi)容，甚感欣慰。在完成這一設(shè)計(jì)的過程中，我遇到了許多困難。面對(duì)它們，我并沒有心灰意冷，而是查資料、尋找別人的幫助。在夾

46、具設(shè)計(jì)中，我綜合了大學(xué)以來所學(xué)的主干專業(yè)課程，使自己的知識(shí)互相串聯(lián)，鍛煉了我分析和解決問題的能力。在xx老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我一個(gè)個(gè)的解決了困擾自己的問題，獲得了最后勝利！在這里，對(duì)幫助我完成這次課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師和同學(xué)表示真誠(chéng)的謝意。這三周來他們不斷的引導(dǎo)我、教導(dǎo)我，讓我在這次課程設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多知識(shí)！對(duì)于我不懂的問題，只要我提出他們就毫不吝嗇的、不厭其煩地幫我解決，總之，沒有他們的幫助，我很難完成這次設(shè)計(jì)，再一次表示我對(duì)xx老

47、師和同學(xué)們最真誠(chéng)的謝意。</p><p><b>　　六、 參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　?。?）陳宏均 主編 實(shí)用加工工藝手冊(cè)</p><p>　　共 14 頁(yè) 第 13 頁(yè)</p><p>　?。?）孟少農(nóng) 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè)</p><p>　?。?