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機 械 制 造 工 藝 學 課 程 設 計 設計題目 ： 編制放氣閥本體工藝規(guī)程與 銑 Φ 10 面 的機床夾具設計 專 業(yè) ： 班 級 ： 學 號 ： 學生姓名 ： 指導老師 ： 車 輛 與 工 程 學 院 交 通 2014年 3 月 7日 2 前 言 機械制造工藝學課程設計是我們?nèi)跁炌ù髮W所學的知識，將理論與實踐相結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生 產(chǎn)的重要的技術性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞 是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 通過機械工藝課程設計，匯總所學專業(yè)知識如一體 (如《互換性與技術測量》、《機械設計》、《機械制造裝備》、《機械制造技術》等 )。讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、 復習及實用，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎！ 工藝課程設計是在學完了機械制造工藝學及機床夾具設計課程，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)，其目的在于： 合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 用夾具設計的基本原理和方法，學會擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計，提高結構設計能力。 生熟悉并運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術資料的能力。 圖、運算和編寫技術文件等基本技能。 3 第一章 零件的分析 4 1、 1 零件的作用 ： 放氣閥是安裝在發(fā)動機油底殼處用于有效的清除掉汽車油底殼內(nèi)的油泥、鐵屑等殘留物，為新機油的注入創(chuàng)設一個干凈的空間，能夠保持發(fā)動機的良好的運行狀態(tài)和性能，不僅能夠提升發(fā)動機的功率，更能延長發(fā)動機的使用時間，使汽車一直保持在良好的狀態(tài)！ 1、 2 零件的工藝分析： 零件的材料為黃 銅 分析如下： 主要加工面： 放氣閥 Φ10 端面及表面， 2個 Φ14 端面及表面； 2） Φ4 孔， 2 個 Φ5 的孔， Φ8 孔； 3） 5 4） 主要基準面： 1）放氣閥 Φ10 端面； 2） Φ5 孔。 現(xiàn)分述如下： 對于兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并保證它們之間的位置精度要求。 工藝規(guī)程設計 定毛坯的制造形式 n 毛胚 零件材料為 黃銅 造件 ， 由于 零件承受力不大，因此此零件應該選用鑄造件；由于大規(guī)模生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸也不大，故可鑄造成 型。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應該的鑄造。 對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是放氣閥左端面和 Φ14 外圓面為加工的粗基準，可用兩個 V 型塊和一個夾緊螺栓對 5 水平 Φ14 軸進行定位，以限制 4 個自由度；用一個支持釘對放氣閥左端面定位限制 2個自由度；再用加緊裝置對其加緊即可。 主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用 Φ14 的 外表面作為精基準。 表 工序 5 銑 Φ10 端面 工序 10 鉆 Φ5 孔 工序 15 銑 Φ14 端面 工序 20 鉆 Φ5 ， Φ9 ， Φ10 孔 工序 25 銑 Φ9 底面， 5工序 30 鉆 Ф4 孔、 Ф8 孔 工序 35 銑 Φ8 底面 工序 40 車 Φ10 ， Φ14 ， 5圓，鏜 角 工序 45 套 5工序 50 攻絲 工序 55 去毛刺，終檢 余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 分離叉的材料是黃銅 造件，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用鑄造件 , 毛坯尺寸的確定如下： 表 工余量表 工序 工序內(nèi)容 單邊余量 工序尺寸 表面粗糙度 工序 20 鉆孔 ? m 工序 20 銑端面 185? m 工序 20 1m 工序 25 1m 工序 30 鉆孔、攻絲 1 8m 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應按調(diào)整法加工方式予以確定。 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、鉆 ? 5 的孔：查 >，知先鉆出 ? 孔 ,再精鉸到? 5，加工精度 表面粗糙度 定切削用量及基本工時 工序 10 機床：鉆床 道具：高速鋼麻花鉆 工步： 1、鉆 ? 5 孔可取加工余量 機床主軸轉速 n ： n=1000V/πD=r/ 7 查機床說明書 n=80 r/《機械工程手冊》 實際銑削速度 v ： v=21 m/給量 mm/r 切削行程 58 削工時： T=l/.5 、鉆 ? 8孔加工余量 床主軸 轉速 n ： n=1000V/πD=637 r/查機床說明書 n=637 r/《機械工程手冊》 實際鉆削速度 v ： v=50 m/給量mm/r 切削行程 58 削工時： T=l/、鉆 ? 10孔加工余量 床主軸轉速 n ： n=1000V/πD=892 r/查機床說明書 n=892 r/《機械工程手冊》 實際銑削速度 v ： v=70 m/給量.1 mm/r 切削行程 58 削工時： T=l/三章 夾具設計 的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具，經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第二十道工序 —— 鉆 ? 5㎜孔的夾具。 本工序的加工要求為： ? 5 8 本工序的主要加工條件為：以 ? 14外圓 面為基準，鉆，鉸 ? 5孔。 未淬硬鋼實心毛坯上鉆孔的經(jīng)濟精度為 2，表面粗糙度為m，在鉆床夾具上加工時適當控制切削用量，可保證孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工時，主要考慮的是要如何保證孔軸線的不同軸度的位置度要求。 鉆 ? 5本夾具主要用來鉆 ? 5加工本道工序的工序簡圖可知。 ? 5的不同軸度不大于 糙度 因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強 度。同時應保證加工尺寸精度和表面質量 。 1、定位方案的確定 根據(jù)工序加工的要求，我將定位方案確定如下： 以 ? 外圓面為主要定位基準，限制 4 個自由度，以左端面為輔助定位，限制 2個自由度，限制 6個自由度。 本方案是按照基準統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設計制造，裝卸工件較方便，夾緊力方向指向定位元件剛性較大的方向。 2、定位元件的設計 根據(jù)定位方案，設計定位元件的結構如圖所示 ? 14外圓 采用 v 形 塊加定位支撐釘組合定位，限制 4個自由度、 圖 位圖 3、定位誤差計算 2個孔的不同軸度誤差不大用于 響位置 9 度的定位誤差為： m a x ??=們認為該影響位置度的定位誤差滿足加工要求。 4、夾緊力的計算 本工件采用鉆削的方式，因此根據(jù)《夾具設計手冊》表 1 切削力—— 鉆頭直徑 f—— 每轉進給量 ( 修正系數(shù) 查表 1.4 667×4×22N 查《機械設計手冊》可得，摩擦因數(shù) 理論夾緊力 F= 522 ???實際夾緊力 ×K K—— 安全系數(shù)。 對于該工件的加工，安全系數(shù) K=實際夾緊力 取實際夾緊力 N. 1、導向方案的選擇 如圖所示，由于零件是批量生產(chǎn)，考慮鉆模磨損后可以更換，選擇標準結構的可換鉆模。根據(jù)《夾具的手冊》表 1模至工件表面的距離按2~8)( ? 選取，考慮本工序加工時鉆頭較細，防止切屑將鉆頭憋斷，應有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取 10 位基準的選擇 由零件圖可粗基準的選擇，按照本工序鉆孔加工要求，選擇本零件的不加工表面是 ? 47軸作為加工的粗基準，可用 v 形塊進行定位，以限制 4 自由 10 度；用支持釘頂住側面肋板，以限制 1 個自由度；達到定位要求，就可進行加工。 位元件的設計 本工序選用的定位基準為圓柱面，所以相應的夾具上的定位元件應是 v 形塊。因此進行定位元件的設計主要是對 圖 3.2 再在夾具支座上家一支撐釘，頂在肋板上達到定位要求 位誤差分析 本夾具選用的定位元件為 v 形塊加以支撐釘。鉆、鏜加 工時是靠調(diào)整機床保證其加工尺寸，其定位誤差主要由零件尺寸造成，夾具誤差可以忽略。 削力與夾緊力計算 本夾具是在鏜床上使用的，用螺釘夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動，由計算公式 +ψ1’)/2+r’ 式（ 螺旋軸線作用的夾緊力 用在六角螺母 11 L－作用力的力臂 ( 紋中徑 (α －螺紋升角 (゜ ) ψ1 －螺紋副的當量摩擦 (゜ ) ψ2 －螺桿 (或螺母 )端部與工件 (或壓塊 )的摩擦角 (゜ ) r’ －螺桿 (或螺母 )端部與工件 (或壓塊 )的當量摩擦半徑 (゜ ) 根據(jù)參考文獻 >其回歸方程為 中 栓夾緊力 (N)； 矩系數(shù) (1) 用在螺母上的力矩 ( 5×2000=10000N 具體槽形與對刀裝置設計 對 刀塊安裝在夾具側面，通過對刀塊與鏜床工作臺配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 12 夾緊裝置采用壓緊螺釘壓緊壓板來夾緊工件，采用壓緊螺釘?shù)暮锰幘褪羌庸ね瓿珊?，可以將壓緊螺釘松開，然后退后一定距離把工件取出。 壓緊螺釘?shù)慕Y構如圖 圖 壓緊機構 夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。 本夾具用于在臥式鏜床上加工撥叉的內(nèi)孔面。工件以 ? 47壓板板和支承釘上實現(xiàn)定位要求。采用轉動壓緊螺栓夾緊工件。當加工完，可松開壓緊螺栓來取下工件。 小結 對專用夾具的設計，可以了解機床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大 機床的給以性能。本夾具設計可以反應夾具設計時應注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結構的剛度和強度、結構工藝性等問題。 13 結 論 為期兩周的工藝課程設計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我在老師的指導下，取得了一定的成績，課程設計作為《機械制造工藝學》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。 本次課程設計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是設計機械加工工藝卡，第二階段是工藝規(guī)程說明書設計。第一階段我們 運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識；說明書設計的階段運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識。 通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、說明書設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。 本設計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下： （ 1）缺乏實際工廠經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。 （ 2）與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。 （ 3）系統(tǒng)的設計不 太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。 （ 4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。 總的來說，這次設計，使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學批評指正！ 14 參考文獻 [1]徐嘉元 ,曾家駒 M]機械工業(yè)出版社 [2]趙家齊 M]機 械工業(yè)出版社 [3]李益民 M]機械工業(yè)出版社 [4]艾興 ,詩綱 M]機械工業(yè)出版社 [5]浦林祥 M]機械工業(yè)出版社 ,1984 [6]趙明生 二 ]機械工業(yè)出版社 ,1997。 [7]熊良山 ,嚴曉光 ,張福潤 M]華中科技大學出版社 ,2007 [8]程宏均 ,方向明 ,馬素敏 M]機械工業(yè)出版社 ,2005 [9]藤森洋三 M] :科學出版社 ,1982 [10]張龍勛 M]機械工業(yè)出版社 ,2001