氣門搖桿軸支座加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,氣門,搖桿,支座,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說明書,仿單 機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院 機(jī)械制造夾具 課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：氣門搖臂軸支座專用夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)老師 前 言 夾具課程設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，它既要求我們通過設(shè)計(jì)能獲得綜合應(yīng)用過去所學(xué)的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，這也為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。在我們學(xué)完過機(jī)械制造工藝學(xué)，工藝技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后并參加了一些實(shí)踐活動(dòng)后，此次的設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)。學(xué)習(xí)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；鍛煉自己熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能。而實(shí)際機(jī)械加工是講究經(jīng)濟(jì)性，高效性，以及美觀合理，作為學(xué)生的設(shè)計(jì)肯定在設(shè)計(jì)過程中有很多與實(shí)際不合，再所難免，望老師指出并給予指導(dǎo)。 目 錄 一、零件的介紹分析 …………………………………1 二、夾具設(shè)計(jì)任務(wù) …………………………………2 三、夾具設(shè)計(jì)方案確定 …………………………………3 四、切削力及夾緊力的計(jì)算 …………………………………6 五、定位誤差分析與計(jì)算 …………………………………8 六、公差配合的選用 …………………………………10 七、鉆模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………10 八、致謝 …………………………………11 九、參考文獻(xiàn) …………………………………12 一、零件的介紹分析 1.1、本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的零件是6120柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機(jī)上氣門控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。直徑為22mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂。此孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時(shí)會(huì)和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑15mm的孔用M14的螺桿與汽缸蓋相連。 1.2、加工零件的工藝路線 J K 圖1 定位面,加工面代號(hào)指示圖 工序Ⅰ：鑄造； 工序Ⅱ：清砂，檢驗(yàn)； 工序Ⅲ：時(shí)效處理HBS187-220; 工序Ⅳ：以40mm下底面C定位，粗銑30上端面A； 工序Ⅴ：以粗銑后的30上端面A定位，粗銑40mm下底面C；半精銑40mm下底面C； 工序Ⅵ：以加工后的40mm下底面和?30的圓柱外圓弧面定位，鉆15通孔，保證與底面0.005的垂直度要求并倒角； 工序Ⅶ：以加工后的15內(nèi)孔表面H、加工后的40mm下端面C和R7圓弧后端面J定位，粗銑34前端面F，半精銑34前端面F； 工序Ⅷ：以加工后的15內(nèi)孔表面H、加工后的40mm下端面C和34外圓前端面F定位，粗銑34后端面G，半精銑34后端面G； 工序Ⅸ：以加工后的15內(nèi)孔表面H、加工后的40mm下端面C和34外圓前端面F定位，鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸22通孔，并倒角； 工序Ⅹ：鉗工去毛刺，清洗； 工序Ⅺ：終檢。 二、夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)是針對(duì)鉆直徑為15mm孔這一工序設(shè)計(jì)氣門搖臂軸支座的專用夾具，在加工通孔時(shí)，孔的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由搖臂鉆直接加工就可以達(dá)到要求，其中孔的直徑由刀具的尺寸保證，孔的位置精度由設(shè)計(jì)的夾具來保證。定位方案如圖下所示： 圖（1）鉆孔工序圖 三、夾具設(shè)計(jì)方案確定 3.1、夾具體方式的確定 夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個(gè)整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求。 ① 具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 ② 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸。 ③ 安裝穩(wěn)定牢靠。 ④ 結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn) ⑤ 尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。 ⑥ 清理方便。 3.2、定位方案選擇： 自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿OX,OY,OZ三個(gè)軸向的平動(dòng)自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六個(gè)自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個(gè)，但是仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。 由于圖形比較簡(jiǎn)單明了，加工的孔要用V形塊來確定工件的角向位置，明顯零件以加工后的40mm下底面和?30的圓柱外圓弧面定位，下底面限制了3個(gè)自由度，為了防止過定位零件只能以一個(gè)短的V型塊限制其兩個(gè)自由度，由于繞OZ軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度不影響圓孔的加工，所以采用不完全定位可以滿足加工要求。 因此在設(shè)計(jì)夾具時(shí)我設(shè)計(jì)了兩套方案： 方案一：把V型短塊做成臥式型的，來對(duì)?30的外圓弧面定位，并且有一個(gè)側(cè)平面對(duì)40mm下底面定位，夾緊方式為對(duì)R7的圓弧面進(jìn)行垂直夾緊，對(duì)?30的端面進(jìn)行水平夾緊。 方案二：把V型短塊做成豎直形式，來對(duì)?30的外圓弧面定位，并且有一個(gè)側(cè)平面對(duì)40mm下底面定位，夾緊方式為對(duì)R7的圓弧面進(jìn)行水平的夾緊。 比較兩種方案，方案一需要兩個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)，雖然豎立夾緊力一方面可以用重力抵消一部分，但是此方案加大了夾具體的設(shè)計(jì)難度，還有可能導(dǎo)致夾緊不當(dāng)產(chǎn)生的附加誤差，并且所用到的立式鉆床不適用于鉆臥式的孔。而方案二只用到一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)行鉆孔加工時(shí)還對(duì)對(duì)定位大底面的夾緊力的作用。綜上所述，選擇方案二較為合適。 3.3、夾緊方式及元器件的選擇 夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點(diǎn)的確定、夾緊力大小的確定。 對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下： ① 夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。 ② 夾緊動(dòng)作迅速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量 ③ 夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。 ④ 結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，便于制造和維修。 為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，確定采用螺栓連接活動(dòng)V型塊夾緊。 3.4、夾具總裝結(jié)構(gòu)圖 圖（2）氣門搖臂軸支座專用夾具裝配圖的主視圖和俯視圖 四、切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆削軸向力F F= Cf?d0XF?fyF?KF 因?yàn)樽鲢@孔為深孔，所以取f=0.14mm/r,已知：=15mm 查表得Cf＝588.60，XF＝1，yF＝0.8，KF＝1 F＝1829.66N 鉆削扭矩M M=CMd0XM?fyMKM10-3 其中f=0.14mm/r,已知：=15mm 查表得CM=225.63, XM=1.9. yM=0.8, KM=1 M=8033N?mm 在V型塊上定位夾緊是夾緊力的計(jì)算： 零件受到的力矩為 ：0afxxdx+2G?f1?R1 +2N?f2?R2 0afxxdx為底面定位所產(chǎn)生的力矩，由于底面尺寸不是規(guī)矩的，計(jì)算比較復(fù)雜，所以只要保證 2G?f1?R1 +2N?f2?R2 =M 必定能滿足夾緊要求。 其中G為在夾緊活動(dòng)V塊對(duì)R1=7mm外圓弧面的夾緊力，N則為V型塊定位面對(duì)工件R2=15mm的外圓弧面的反作用力，設(shè)F為總的理論夾緊力。又V型塊的角度為90°，所以N=F2sin45° , G=F2sin45°. 。 夾緊活動(dòng)V塊的摩擦系數(shù)為f1，取值為0.7，而f2為定位V型塊的摩擦系數(shù)，取值為0.16。 綜上算得：F=778.1N。 在加工過程中，由于工藝的不同，工件材質(zhì)和加工余量的不同以及刀具鈍化等因素的影響，欲準(zhǔn)確地確定所需夾緊力是很困難的。因此，為了夾緊可靠，必須將計(jì)算所得的理論夾緊力乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需的夾緊力。 式中， ——基本安全系數(shù)，——加工狀態(tài)系數(shù)，——刀具鈍化系數(shù)，——切削特點(diǎn)系數(shù) 根據(jù)參考文獻(xiàn)選取 =1.2 =1.0 =1.2 =1.3 K==1.872 因?yàn)镕實(shí)=K?F,所以實(shí)際夾緊力為：F實(shí)=1.872×778.1=1456.6N 五、定位誤差分析與計(jì)算 5.1影響加工精度的因素 一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位時(shí)，由于工序基準(zhǔn)的變動(dòng)對(duì)加工表面尺寸所造成的極限值之差稱為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不相重合或工序基準(zhǔn)自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有：定位誤差ΔP、對(duì)刀誤差ΔT、夾具在機(jī)床上的安裝誤差ΔA和夾具誤差ΔE，在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差ΔG。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確而形成總的加工誤差∑Δ。 所加工零件中對(duì)所鉆孔的軸線所需要達(dá)到精度要求為X軸方向0.3mm,Y軸方向誤差由加工兩端面所決定，所以取值為0。 a. 外圓定位誤差?DW 由于V型塊定位的外圓沒有公差范圍要求，為了保證所鉆孔的定位軸線的定位誤差不至于過大，所以?DW(O)取值為0.01mm b.對(duì)刀誤差ΔT 因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于對(duì)刀或?qū)蜓b置不精確造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。 本工序中麻花鉆是采用固定鉆模套進(jìn)行導(dǎo)向，鉆孔時(shí)導(dǎo)向誤差計(jì)算公式為： 即得導(dǎo)向誤差mm c.夾具在機(jī)床上的安裝誤差ΔA 因?yàn)閵A具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。 一般?。? Δ水A=0.02mm Δ垂A=0mm d.夾具誤差ΔE 因夾具上定位元件，對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者之間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差，夾具誤差大小取決于夾具零件的加工精度和夾具裝配時(shí)的調(diào)整和修配精度。 一般取ΔE=0.04mm e.加工方法誤差ΔG 因機(jī)床精度，刀具精度，刀具與機(jī)床的位置精度，工藝系統(tǒng)受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差，因該項(xiàng)誤差影響因素很多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的。計(jì)算時(shí)可設(shè)ΔG=。 ——工件位置公差取0.20 ΔG= （3-5） 5.2. 保證加工精度 工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差∑Δ為上述各項(xiàng)誤差之和。因此，保證工件加工精度條件是： ∑Δ=?DW(O)+ ΔT+ΔA+ΔE+ΔG=0.01+0.04+0.02+0.04+0.067=0.177mm 綜上所述，工件總加工誤差∑Δ應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差，本夾具完全可以保證加工精度。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)需留出一定精度儲(chǔ)備量，因此將上式改為： ≤－ → =－ （3-7） 當(dāng)≥0時(shí)夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上 =－=0.20-0.177=0.023≥0 所以?shī)A具完全可以滿足加工要求。 六、公差配合的選用 鉆模板外徑與固定鉆模套的配合選取了H7/n6。 七、鉆模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 安裝固定鉆套的零件稱為鉆模板，它是保證鉆模精度的重要零件。按鉆模板在夾具體上的聯(lián)接方式可分為固定式鉆模板和活動(dòng)式鉆模板兩種。 固定式鉆模板靠螺釘和銷釘固定聯(lián)接于夾具體上，保證了鉆套底孔的位置精度要求?；顒?dòng)式鉆模板不如固定式鉆模板精度高。所以選用固定式鉆模板。 由于固定式鉆模板的尺寸較大，應(yīng)選用鑄件材料，時(shí)效處理，以保證其穩(wěn)定性。 八、致謝 本課程設(shè)計(jì)主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來分析處理生產(chǎn)工藝問題的能力，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固有關(guān)實(shí)際知識(shí)，把握機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的方法，提高獨(dú)立工作的能力，為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。經(jīng)過這次專業(yè)課程綜合設(shè)計(jì)，使我從中學(xué)到了以前在課內(nèi)學(xué)不到的東西，受益匪淺。首先，能把以前所學(xué)的各種知識(shí)，綜合地運(yùn)用于這次設(shè)計(jì)中，鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)；其次學(xué)會(huì)了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊(cè)；最后，掌握分析問題，解決問題的方法。希望自己通過這次夾具課程設(shè)計(jì)能夠掌握和理解對(duì)知識(shí)的應(yīng)用，找出自己的不足，在步入社會(huì)之前補(bǔ)充自己的能力，為以后的發(fā)展做好準(zhǔn)備。 九、參考文獻(xiàn) 【1】機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海科學(xué)技術(shù)出版社 【2】胡拓.現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社 【3】李軍.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).華中科技大學(xué)出版社 【4】機(jī)械工業(yè)部農(nóng)機(jī)工業(yè)局.鉆工工藝學(xué)(初、中級(jí)).機(jī)械工業(yè)出版社 【5】大連理工大學(xué)工程畫教研室.機(jī)械制圖(第五版).高等教育出版社 12