氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程制訂及Ⅵ工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計

氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程制訂及Ⅵ工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計,氣門,搖臂,支座,機械,加工,工藝,規(guī)程,制訂,制定,工序,專用,夾具,設(shè)計 武 漢 科 技 學(xué) 院 機 械 制 造 工 藝 學(xué) 課程設(shè)計說明書 題目：氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程制訂及Ⅵ工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計 設(shè) 計 人： 指導(dǎo)老師： 小組成員： 學(xué) 號： 0402051271 班 級： 機設(shè)046 目 錄 1、序言 …………………………………………………………2 2、零件的分析……………………………………………………2 2.1 零件的工藝分析 3、工藝規(guī)程的設(shè)計………………………………………………3 3.1 確定毛坯的制造形式 3.2 基準(zhǔn)的選擇 3.3 制定工藝路線 3.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3.5 確定切削用量及基本工時 4、專用夾具設(shè)計……………………………………………. ……8 4.1 機床夾具介紹 4.2 夾具的設(shè)計 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 4.2.3 定位誤差分析 5、課程設(shè)計小結(jié)…………………………………………………10 6、參考文獻………………………………………………………10 1、 序言 本次設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各科的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)學(xué)習(xí)中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設(shè)計之后，我們得到了一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓(xùn)練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 （2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 （3）學(xué)會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。 2.零件的分析 2.1 零件的工藝分析 （1）零件材料：HT200。切削加工性良好，只是脆性材料，產(chǎn)生崩碎切屑加工中有沖擊。選擇刀具參數(shù)時可適當(dāng)減小前角以強化刀刃即可；刀具材料選擇范圍較大，高速鋼及YG硬質(zhì)合金均可勝任。 （2）組成表面分析：Φ11圓孔及其上下端面，Φ16內(nèi)孔及其兩端面，Φ18內(nèi)孔及其兩端面，Φ3斜孔，倒角，各外圓表面，各外輪廓表面。 （3）主要表面分析：Φ16、Φ18孔用于支承零件，為工作面，孔表面粗糙度要求Ra1.6μm，Φ11孔底面為安裝（支承）面，亦是該零件的主要基準(zhǔn)。 （4）主要技術(shù)要求：Φ16內(nèi)孔軸心與底面A的平行度保持在0.05mm以內(nèi)；Φ18內(nèi)孔軸心與底面A的平行度保持在0.05mm以內(nèi)；Φ18內(nèi)孔兩端面與頂面B的跳動保持在0.1mm以內(nèi)。 3．工藝規(guī)程的設(shè)計 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，根據(jù)零件材料、形狀、尺寸、批量大小等因素，選擇砂型鑄件。 3.2 基準(zhǔn)的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面的選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，甚至還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 底面A是零件的主要設(shè)計基準(zhǔn)，也比較適合作零件上眾多表面加工的定位基準(zhǔn)。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)基準(zhǔn)重合和互為基準(zhǔn)原則，選用設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn),當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線方案： 工序Ⅰ：準(zhǔn)備毛坯 工序Ⅱ：進行熱處理 工序Ⅲ：銑上表面保證尺寸高度為41.5mm，粗糙度為12.5μm 工序Ⅳ：銑下表面保證尺寸高度為39mm，粗糙度為6.3μm 工序Ⅴ：鉆φ11mm孔 工序Ⅵ：粗精加工Ф16mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度為12.5μm 粗精加工Ф18mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度為3.2μm 工序Ⅶ：鉆φ3mm的孔，內(nèi)表面粗糙度為12.5μm 工序Ⅷ：銳邊去毛刺 工序X：檢查 以上工藝過程祥見“機械加工工藝卡片”。 3.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件材料為HT200，硬度187～220HBS，砂型鑄件。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、銑上表面保證尺寸高度為41.5mm，粗糙度為12.5μm的加工余量 參照《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），確定工序尺寸為 Z=3.5 mm，加工余量為： 銑：41.5 mm Z=3.5mm 2、銑下表面保證尺寸高度為39mm，粗糙度為6.3μm的加工余量，參照《工藝手冊》，確定工序尺寸為 Z=2.5 mm，加工余量分別為： 銑：39mm Z=2.5mm 3、Ф11mm孔, 參照《工藝孔的加工余量分配手冊》，確定加工余量分別為： 鉆孔：Ф11mm 2Z=11mm 4、Ф3mm孔，參照《工藝孔的加工余量分配手冊》，確定加工余量分別為： 鉆孔：Ф3mm 2Z=3mm 5、粗精加工Ф16mm孔及其前后端面， 粗精加工Ф18mm孔及其前后端面，參照《工藝手冊》，加工余量分別為： 1）Ф16mm孔 鉆孔：Ф14mm 鏜孔：Ф15.9mm 2Z=1.9mm 鉸孔：Ф16mm 2Z=0.1mm 2) Ф14mm孔 鉆孔：Ф16mm 鏜孔：Ф17.9mm 2Z=1.9mm 鉸孔：Ф18mm 2Z=0.1mm 3) Ф16mm孔前后端面 銑后端面：18.5 mm Z=2.5 mm 銑前端面：16 mm Z=2.5 mm 4）Ф18mm孔前后端面 銑后端面：39 mm Z=3.0 mm 銑前端面：37 mm Z=2.0 mm 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 3.5 確定切削用量及基本工時 工序Ⅲ：粗銑上表面保證尺寸高度為41.5mm，粗糙度為12.5μm。 根據(jù)《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min 刀具選用高速鋼面銑刀 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=95r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當(dāng)n=95 r/min時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 工序Ⅳ：銑下表面保證尺寸高度為39mm，粗糙度為6.3μm 根據(jù)《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min 刀具與工序Ⅲ相同 mm （r/min） 故采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=95r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當(dāng)n=95 r/min時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 工序Ⅴ：鉆φ11mm孔 確定進給量：根據(jù)《工藝手冊》取=0.35mm/r。 切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊，查得切削速度 m/min ，所以 （r/min） 根據(jù)機床說明書選取n=750 r/min， 故實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 工序Ⅵ：粗精加工Ф16mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度為12.5μm 粗精加工Ф18mm孔及其前后端面，倒孔，表面粗糙度為3.2μm 1）銑Ф16mm孔前后端面 根據(jù)《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min 刀具與工序Ⅲ相同 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=95r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當(dāng)n=95 r/min時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側(cè)端面的時間，總工時 （min） 2）Ф18mm孔前后端面 根據(jù)《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min 刀具與工序Ⅲ相同 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=95r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當(dāng)n=95 r/min時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側(cè)端面的時間，總工時 （min） 3）鉆、鏜、精鉸?18mm孔并加工倒角1×45° 根據(jù)《工藝手冊》查得加工?18mm孔的進給量?=0.31——0.37mm/r，按機床規(guī)格取=0.35mm/r，切削速度，根據(jù)相關(guān)手冊及機床說明書，取v=31.2m/min，加工孔徑=?18mm。則 （r/min） 根據(jù)機床選取n=630 r/min。 實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 4）鉆、鏜、精鉸?16mm孔并加工倒角1×45° 根據(jù)《工藝手冊》查得加工?16mm孔的進給量?=0.31——0.37mm，按機床規(guī)格取=0.35mm，切削速度，根據(jù)相關(guān)手冊及機床說明書，取v=31.2m/min，加工孔徑=?16mm。則 （r/min） 根據(jù)機床選取n=630 r/min。 實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 工序Ⅶ：鉆φ3mm的孔，內(nèi)表面粗糙度為12.5μm 確定進給量：根據(jù)《工藝手冊》取=0.08mm/r。 切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊，查得切削速度ν=10m/min ，所以 （r/min） 根據(jù)機床說明書選取n=1500 r/min， 故實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機械加工工序過程綜合卡片。 4.專用夾具的設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第Ⅵ道工序——粗精加工Ф16mm孔及其前后端面與 Ф18mm孔及其前后端面。 4.1機床夾具的介紹 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結(jié)合。 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能感等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求： （1）能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期； （2）能裝夾一組相似性特征的工件； （3）適用于精密加工的高精度的機床； （4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)； （5）采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率。 4.2 夾具的設(shè)計 本夾具用在銑?16mm孔前后端面工序時，該孔表面粗糙度為12.5μm。 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，以底平面和Ф11孔為定位基準(zhǔn)，夾具以心軸，支承板，擋銷定位，零件的六個自由度都被限制了，實現(xiàn)了完全定位。同時為了縮短本工序的輔助時間，我們采用螺旋夾緊裝置。（如附圖夾具組裝圖所示） 4.2.2 切削力及夾緊力計算 刀具：端銑刀 d=80mm z=10 由《機械制造工程原理》表2—2可查得 CF =930N =1 yF=0.84 軸向力： （N） 在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 為基本安全系數(shù)1.5； 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1； 為刀具鈍化系數(shù)1.2。 所以 切削力: （N） 夾緊力：在此夾具中，只是為了防止工件在加工過程中的振動和轉(zhuǎn)動，因此 很小。 4.2.3 定位誤差分析 定位誤差包括定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合誤差和定位基準(zhǔn)位移誤差?；鶞?zhǔn)位移誤差又可分為是由于工件定位表面不準(zhǔn)確所引起的和由于夾具定位元件不準(zhǔn)確所引起的兩部分。因為我們的定位元件是以下端面和Ф11mm孔為基準(zhǔn)，所以定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，所以不存在基準(zhǔn)不重合誤差。 夾具設(shè)計及操作的簡要說明： 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率，為此，應(yīng)首先著眼于采用何種夾緊裝置以減少更換工件的輔助時間。本夾具設(shè)計采用螺旋夾緊裝置，只要松開螺母即可取下工件，可以提高勞動生產(chǎn)率，而且本夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計比較簡單、緊湊。 5.課程設(shè)計小結(jié) 6.參考文獻 1.《機械制造工程原理》 清華大學(xué)出版社 馮之敬 主編 2.《機械加工工藝手冊》 北京出版社 李洪 主編 3.《機床夾具設(shè)計手冊》第二版 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 4．《切削手冊》 機械工業(yè)出版社 艾興 肖詩綱 編 10