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機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目 ： 編制放氣閥本體工藝規(guī)程與 銑 Φ 10 面 的機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) ： 班 級(jí) ： 學(xué) 號(hào) ： 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)老師 ： 車(chē) 輛 與 工 程 學(xué) 院 交 通 2014年 3 月 7日 2 前 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)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(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)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(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對(duì)機(jī)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(zhuān)用夾具。 通過(guò)機(jī)械工藝課程設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)如一體 (如《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械制造裝備》、《機(jī)械制造技術(shù)》等 )。讓我們對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課得以鞏固、 復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！ 工藝課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程，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)，其目的在于： 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(wèn)題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。 生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。 圖、運(yùn)算和編寫(xiě)技術(shù)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(dòng)機(jī)油底殼處用于有效的清除掉汽車(chē)油底殼內(nèi)的油泥、鐵屑等殘留物，為新機(jī)油的注入創(chuàng)設(shè)一個(gè)干凈的空間，能夠保持發(fā)動(dòng)機(jī)的良好的運(yùn)行狀態(tài)和性能，不僅能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，更能延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用時(shí)間，使汽車(chē)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(gè) Φ14 端面及表面； 2） Φ4 孔， 2 個(gè) Φ5 的孔， Φ8 孔； 3） 5 4） 主要基準(zhǔn)面： 1）放氣閥 Φ10 端面； 2） Φ5 孔。 現(xiàn)分述如下： 對(duì)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(zhuān)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(shè)計(jì) 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(yīng)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(yīng)該的鑄造。 對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)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(zhǔn)，可用兩個(gè) V 型塊和一個(gè)夾緊螺栓對(duì) 5 水平 Φ14 軸進(jìn)行定位，以限制 4 個(gè)自由度；用一個(gè)支持釘對(duì)放氣閥左端面定位限制 2個(gè)自由度；再用加緊裝置對(duì)其加緊即可。 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用 Φ14 的 外表面作為精基準(zhǔn)。 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(chē) 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(lèi)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(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)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(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)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(jī)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(shí) 工序 10 機(jī)床：鉆床 道具：高速鋼麻花鉆 工步： 1、鉆 ? 5 孔可取加工余量 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： n=1000V/πD=r/ 7 查機(jī)床說(shuō)明書(shū) n=80 r/《機(jī)械工程手冊(cè)》 實(shí)際銑削速度 v ： v=21 m/給量 mm/r 切削行程 58 削工時(shí)： T=l/.5 、鉆 ? 8孔加工余量 床主軸 轉(zhuǎn)速 n ： n=1000V/πD=637 r/查機(jī)床說(shuō)明書(shū) n=637 r/《機(jī)械工程手冊(cè)》 實(shí)際鉆削速度 v ： v=50 m/給量mm/r 切削行程 58 削工時(shí)： T=l/、鉆 ? 10孔加工余量 床主軸轉(zhuǎn)速 n ： n=1000V/πD=892 r/查機(jī)床說(shuō)明書(shū) n=892 r/《機(jī)械工程手冊(cè)》 實(shí)際銑削速度 v ： v=70 m/給量.1 mm/r 切削行程 58 削工時(shí)： T=l/三章 夾具設(shè)計(jì) 的提出 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)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(zhǔn)，鉆，鉸 ? 5孔。 未淬硬鋼實(shí)心毛坯上鉆孔的經(jīng)濟(jì)精度為 2，表面粗糙度為m，在鉆床夾具上加工時(shí)適當(dāng)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(shí)，主要考慮的是要如何保證孔軸線(xiàn)的不同軸度的位置度要求。 鉆 ? 5本夾具主要用來(lái)鉆 ? 5加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。 ? 5的不同軸度不大于 糙度 因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng) 度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)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(zhǔn)，限制 4 個(gè)自由度，以左端面為輔助定位，限制 2個(gè)自由度，限制 6個(gè)自由度。 本方案是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 根據(jù)定位方案，設(shè)計(jì)定位元件的結(jié)構(gòu)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(gè)自由度、 圖 位圖 3、定位誤差計(jì)算 2個(gè)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(rèn)為該影響位置度的定位誤差滿(mǎn)足加工要求。 4、夾緊力的計(jì)算 本工件采用鉆削的方式，因此根據(jù)《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1 切削力—— 鉆頭直徑 f—— 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 ( 修正系數(shù) 查表 1.4 667×4×22N 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得，摩擦因數(shù) 理論夾緊力 F= 522 ???實(shí)際夾緊力 ×K K—— 安全系數(shù)。 對(duì)于該工件的加工，安全系數(shù) K=實(shí)際夾緊力 取實(shí)際夾緊力 N. 1、導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的可換鉆模。根據(jù)《夾具的手冊(cè)》表 1模至工件表面的距離按2~8)( ? 選取，考慮本工序加工時(shí)鉆頭較細(xì)，防止切屑將鉆頭憋斷，應(yīng)有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取 10 位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可粗基準(zhǔn)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(zhǔn)，可用 v 形塊進(jìn)行定位，以限制 4 自由 10 度；用支持釘頂住側(cè)面肋板，以限制 1 個(gè)自由度；達(dá)到定位要求，就可進(jìn)行加工。 位元件的設(shè)計(jì) 本工序選用的定位基準(zhǔn)為圓柱面，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是 v 形塊。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì) 圖 3.2 再在夾具支座上家一支撐釘，頂在肋板上達(dá)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(shí)是靠調(diào)整機(jī)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(jì)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(dòng)，由計(jì)算公式 +ψ1’)/2+r’ 式（ 螺旋軸線(xiàn)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(dāng)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(dāng)量摩擦半徑 (゜ ) 根據(jù)參考文獻(xiàn) >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(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 對(duì) 刀塊安裝在夾具側(cè)面，通過(guò)對(duì)刀塊與鏜床工作臺(tái)配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)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(lái)夾緊工件，采用壓緊螺釘?shù)暮锰幘褪羌庸ね瓿珊螅梢詫壕o螺釘松開(kāi)，然后退后一定距離把工件取出。 壓緊螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖 圖 壓緊機(jī)構(gòu) 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫(huà)出夾具的設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)定位要求。采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓緊螺栓夾緊工件。當(dāng)加工完，可松開(kāi)壓緊螺栓來(lái)取下工件。 小結(jié) 對(duì)專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)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(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大 機(jī)床的給以性能。本夾具設(shè)計(jì)可以反應(yīng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性等問(wèn)題。 13 結(jié) 論 為期兩周的工藝課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，我在老師的指導(dǎo)下，取得了一定的成績(jī)，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。 本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝卡，第二階段是工藝規(guī)程說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)。第一階段我們 運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)；說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)。 通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。 本設(shè)計(jì)研究過(guò)程中仍然存在不足之處，有的問(wèn)題還待于進(jìn)一步深入，具體如下： （ 1）缺乏實(shí)際工廠(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)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(fèi)。 （ 2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。 （ 3）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不 太完善，在與計(jì)算機(jī)配合進(jìn)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(shí)際中尚不明確。 總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我的思考、解決問(wèn)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)批評(píng)指正！ 14 參考文獻(xiàn) [1]徐嘉元 ,曾家駒 M]機(jī)械工業(yè)出版社 [2]趙家齊 M]機(jī) 械工業(yè)出版社 [3]李益民 M]機(jī)械工業(yè)出版社 [4]艾興 ,詩(shī)綱 M]機(jī)械工業(yè)出版社 [5]浦林祥 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,1984 [6]趙明生 二 ]機(jī)械工業(yè)出版社 ,1997。 [7]熊良山 ,嚴(yán)曉光 ,張福潤(rùn) M]華中科技大學(xué)出版社 ,2007 [8]程宏均 ,方向明 ,馬素敏 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,2005 [9]藤森洋三 M] :科學(xué)出版社 ,1982 [10]張龍勛 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,2001