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1 設(shè)計說明書 氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計設(shè)計 院 系 專 業(yè) 姓 名 指導(dǎo)教師 2 年 月 目錄 摘 要 1 Abstract 2 第一章 零件的分析 3 1 1 氣門搖臂的結(jié)構(gòu) 3 1 2 氣門搖臂的工藝要求及工藝分析 3 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 5 2 1 選擇毛坯 5 2 2 確定定位基準(zhǔn) 5 2 2 1 粗基準(zhǔn)的選擇 5 2 2 2 精基準(zhǔn)的選擇 6 2 3 工藝路線的擬定 6 2 3 1 工序的合理組合 6 2 3 2 工序的集中與分散 7 2 3 3 加工階段的劃分 7 2 3 4 加工方案的比較 8 2 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 2 5 確定切削用量及工時 11 3 第三章 夾具設(shè)計 17 3 1 專用夾具簡介 17 3 2 問題的提出 18 3 3 夾具的設(shè)計 18 3 3 1 定位基準(zhǔn)的選擇 18 3 3 2 切削力及夾緊力的計算 19 3 4 誤差分析 19 3 5 夾具設(shè)計及操作說明 20 總 結(jié) 21 致 謝 22 參 考 文 獻(xiàn) 23 附 錄 24 1 摘 要 氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計在機(jī)械加工中占有十分重要的地位 傳統(tǒng)的機(jī)床 使用的氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計存在工作強(qiáng)度大 而且操作維護(hù)也不方便 這 給生產(chǎn)帶來很大的困難 特別是增加了工人的工作強(qiáng)度 而且費工費時 若果氣門 搖臂加工工藝及夾具設(shè)計不夠緊湊的情況下 生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)就大打折扣 這會使 得生產(chǎn)的成本增加了很多 同時也影響了公司企業(yè)或工廠的效益和名譽(yù) 生產(chǎn)效率 也會降低很多 所以著手設(shè)計全新的氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計裝置勢在必行 課題提出一種全新的氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計設(shè)計 不僅降低了引進(jìn)設(shè)備的成 本增加 還可以大大提高生產(chǎn)的精度和生產(chǎn)效率 此外本設(shè)計的氣門搖臂加工工藝 及夾具設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單 工作性能十分可靠 同時也降低了工人的工作強(qiáng)度 所以氣 門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計設(shè)計與制造將會產(chǎn)生很大的市場效益 具有十分良好的 經(jīng)濟(jì)效益和可行性 關(guān)鍵詞 工藝 工序 夾具 定位 夾緊 2 Abstract The post bracket processing technology and fixture design play a very important role in mechanical processing The processing technology and fixture design of the rear bracket used by traditional machine tools have great work intensity and inconvenient operation and maintenance This brings great difficulty to production especially the work strength of workers and the time and time the production is produced if the post bracket processing technology and fixture design is not compact enough The quality of the product is discounted which will increase the cost of production at the same time it also affects the benefit and reputation of the company or the factory and the production efficiency will be reduced much So it is imperative to design a new post bracket processing technology and fixture design device A new type of post bracket processing technology and fixture design design is proposed which not only reduces the cost of the imported equipment but also greatly improves the production precision and production efficiency In addition the design of the post bracket processing technology and fixture design is simple the working performance is ten points reliable and the workers are also reduced As a result the post bracket processing technology and fixture design and manufacture will produce great market benefits and have very good economic benefit and feasibility Key words technology process fixture positioning clamping 3 第一章 零件的分析 1 1 氣門搖臂的結(jié)構(gòu) 對于零件的結(jié)構(gòu)分析對于氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計的設(shè)計十分重要 設(shè)計主 要考慮的方面有設(shè)計是否符合要求 機(jī)械加工工藝是否合理 施加加工是否可能等 等 特別是要考慮的是加工方便 而且加工的質(zhì)量也要有所保證 同時要讓加工需 要的勞動強(qiáng)度處在最小化的狀態(tài) 1 2 氣門搖臂的工藝要求及工藝分析 在設(shè)計的時候 考慮各種性因素可以知道設(shè)計出氣門搖臂零件工程圖紙 具體 見圖 1 可以看出 4 圖 1 氣門搖臂零件圖 本次設(shè)計的氣門搖臂零件 在使用的時候是使用在車床尾部的位置 絲杠 光 杠和操縱桿分別安裝在圖中的孔中 它們的作用是固定支撐 根據(jù)設(shè)計的氣門搖臂 零件的機(jī)械結(jié)構(gòu)之中 能夠知道加工表面對于氣門搖臂的需求 以及孔系的對氣門 搖臂要求的重要性 加工表面的要求要滿足平面加工的精度 孔系加工的精度要嚴(yán) 格按照設(shè)計尺寸制造 所以在氣門搖臂零件加工的時候 在孔和平面的關(guān)系上要處 理嚴(yán)謹(jǐn) 主要關(guān)注一下幾個方面 1 各表面加工方案的確定 在設(shè)計本氣門搖臂時 結(jié)構(gòu)的重要性對于設(shè)計要求的重要性不言而喻 所以在 設(shè)計的時候 必須思考加工工藝這方面的問題 那么權(quán)衡設(shè)計和工藝是必不可少的 問題 此外在設(shè)計時除了要考慮氣門搖臂的精度和效率兩方面考慮之外 還需要考 慮經(jīng)濟(jì)成本的因素影響 2 各表面和孔的要求 5 加工的方式方法對于加工表面的精度和表面質(zhì)量具有十分重要的影響 所以 在選擇加工的方式方法時需要嚴(yán)格按照技術(shù)要求執(zhí)行 在生產(chǎn)過程中由于受到市場需求產(chǎn)品的影響 為了節(jié)約成本所以在小批量或 者單件的加工時 用通用設(shè)備加工即可 在大批量生產(chǎn)中 需要采用高效率的專用 設(shè)備 因為氣門搖臂使用場合的不同要求 所以對于加工材料的選擇也至關(guān)重要 在選擇工廠或車間加工時 需要考慮實際的設(shè)備情況和技術(shù)方式 另一方面 也可以加工方法和設(shè)備的更換或者創(chuàng)新 以此用來在工藝水平上進(jìn)行提高 其他因素此 比如說物理性能 工件形狀等等 氣門搖臂有 2 個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求 1 以下端面為基準(zhǔn)的加工面 這組加工面主要是銑 25 頂端面 鉆擴(kuò)鉸 18 孔 2 以 18 孔為基準(zhǔn)的加工面 這組加工面主要是銑 14mm 的 2 側(cè)面 車 R10 圓弧 面 鉆 M12 螺紋孔 鉆 2 孔锪孔 5 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 2 1 選擇毛坯 毛坯的選擇鑄造的方式 零部件使用的材料是 HT200 此外零件因為市場需求 6 的關(guān)系 生產(chǎn)規(guī)模為中批生產(chǎn)規(guī)模 生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用主要是機(jī)床加工制造 和機(jī)床工 作時基本上是不總是加速 但也有特殊要求在交變載荷和沖擊載荷 可以承擔(dān)一部分 所以采用金屬鑄造精度高的比較選擇毛坯鑄造時 這樣可以大大提高生產(chǎn)勞動的小老 板 與此同時 精度和表面質(zhì)量的加工可以做得很好 所以實用性的目的的機(jī)械性能可 以保證 2 2 確定定位基準(zhǔn) 當(dāng)然在設(shè)計過程之中基面的選擇也十分重要的步驟之一 在對是基面的選擇方 面 要求能夠做到正確且嚴(yán)謹(jǐn)合理 只有這樣去要求才可以在加工質(zhì)量上得到應(yīng)有 的保證 在生產(chǎn)率方面得到極大的提高 如果不這樣做的話 那么可能在加工工藝 時 出現(xiàn)各種意想不到的問題 嚴(yán)重的話將會造成零件大批報廢 對財產(chǎn)造成極大 的損失 使得生產(chǎn)進(jìn)度受到嚴(yán)重的影響 2 2 1 粗基準(zhǔn)的選擇 在設(shè)計時 也要考慮粗基準(zhǔn)的選擇 由于其功能的重要 所以具體要求如下 1 在進(jìn)行粗基準(zhǔn)選擇時 主要采用加工表面 這是為了滿足加工精度的要求 2 在加工余量的設(shè)計需求時 要求表面采用均勻的 這主要是為了保證可以 有效的去掉較少的余量 使導(dǎo)軌細(xì)致的組織能夠得以保留 從而實現(xiàn)在耐磨性方面 的要求 3 為了滿足要有充足的加工余量 粗基準(zhǔn)的選擇中還包括對加工余量最小的 表面的選擇 4 不管如何選擇 都要考慮到產(chǎn)品表面平整 光潔等因素 所以在粗基準(zhǔn)的 選擇當(dāng)中包括這方面的要求 5 由于粗糙和不規(guī)則的基準(zhǔn)面沒有重復(fù)使用 所以對粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該考慮 較多 保證了加工精度 7 2 2 2 精基準(zhǔn)的選擇 當(dāng)然在粗基準(zhǔn)的要求基礎(chǔ)之上 也有精基準(zhǔn)選擇 主要是要求的更加嚴(yán)格 要 完全合乎標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計 具有要求有 1 基準(zhǔn)重合性原則 在選擇一個設(shè)計時 嚴(yán)格按照基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的選擇 這樣做 以保證精基準(zhǔn)的選擇不會導(dǎo)致定位基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)不一致的出現(xiàn) 也不會出現(xiàn)基準(zhǔn) 偏差誤差或者偏差 2 基準(zhǔn)統(tǒng)一性原則 規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)決定了定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一性 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)主要是 為了統(tǒng)一市場上設(shè)計產(chǎn)品的通用性 這樣可以實現(xiàn)產(chǎn)品的互換 所以在選用的定位 基準(zhǔn)方面采用標(biāo)準(zhǔn)選取 3 互為基準(zhǔn)的原則 設(shè)計過重因為精基準(zhǔn)的選擇關(guān)系到成敗的問題 所以在 兩個被加工面的方面上 能夠?qū)崿F(xiàn)互為基準(zhǔn)的面反復(fù)加工操作 可以實現(xiàn)產(chǎn)品面的 均勻性的需求 4 自為基準(zhǔn)原則 有時候在一些加工工藝的設(shè)計中有特殊的要求 選擇作為 加工表面的參考 可以避免使用不同工件的誤差 這有助于提高精度 所在選擇精基準(zhǔn)的時候 考慮的重點是加工精度和安裝準(zhǔn)確度 2 3 工藝路線的擬定 由于市場需求的影響 在生產(chǎn)前需要對部分批量生產(chǎn)進(jìn)行加工和發(fā)布 確定支 架加工標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的 主要因為支架在各種分析加工 設(shè)計和制造中都非常重 要 是不可缺少的部分 它體現(xiàn)在孔洞位置和完成加工的頂部平面 然后將考慮后 續(xù)程序 2 3 1 工序的合理組合 一般經(jīng)過加工方法比較后 可以根據(jù)生產(chǎn)的類型 技術(shù)要求 并根據(jù)具體的生 產(chǎn)條件 如機(jī)床需要知道生產(chǎn)過程中的工序編號 那么如何確定步驟的數(shù)量 基本 上需要遵循以下幾個原則要求 8 1 工序分散原則 單一的工序可以知道其操作內(nèi)容十分的簡單 這樣才可實現(xiàn)切削用量的合理性 和高效性 也方便通用相關(guān)設(shè)備的使用 工序分散原則使得對機(jī)床工藝裝備需求也 比較簡單 生產(chǎn)工作量方面也比較小 這樣在產(chǎn)品的更換上才會顯得更加容易 所 以因為這樣對工人的各方面的技術(shù)也就不會要求高 但存在設(shè)備需求量大 勞動力 需求數(shù)量龐大 占用的生產(chǎn)面積也會比較大 另外生產(chǎn)流水線也會標(biāo)廠 這對于生 產(chǎn)管理來說存在復(fù)雜難度高 2 工序集中原則 如果在生產(chǎn)商采用工序集中化的原則 可以有效的縮短生產(chǎn)流水線的長度 同 時話可以減少占用的生產(chǎn)面積 在工件裝夾的次數(shù)上也會減少很多 相應(yīng)地也減少 了勞動力的數(shù)量 此外還解放了生產(chǎn)管理的難度 更加有利于管理 使用的相關(guān)設(shè) 備也會減少 在生產(chǎn)率方面也得到了很大的提高 但是這種原則多余設(shè)備的需求精 度和技術(shù)要求比較高 這也使的勝場成本上增高了不少 在生產(chǎn)準(zhǔn)備方面的工作量 也很大 為了考慮生產(chǎn)的要求 需要合搭配 特別是在權(quán)衡工序分散原則和工序集中原 則這兩個方面 2 3 2 工序的集中與分散 在考慮工藝路線的制定時 首先要注意的是過程的數(shù)量 具體應(yīng)用過程濃度的 原則或過程分散的原則需要根據(jù)實際情況來確定 工序集中其實是指利用以較少的 工序數(shù)量實現(xiàn)完成加工零件的操作的選擇原則 與之相關(guān)的就是工序分散原則 因 為這兩種工序的選擇上各有其自身的特點 所以實際的選擇要結(jié)合生產(chǎn)類型 生產(chǎn) 工藝 結(jié)構(gòu)和精度等多個方面考慮來最終確定該使用哪一種原則比較合理 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展 計算機(jī)控制技術(shù)在機(jī)床和加工中心也顯得十分重要了 在利用這種技術(shù)下載工序集中上能夠得到十分有效的解決 在單一工序上的生產(chǎn)也 變得精度可控 在機(jī)械制造加工方面創(chuàng)造的戒指不容我們小看 9 2 3 3 加工階段的劃分 在確定了零件加工的工序選擇后 由于考慮到加工質(zhì)量問題 所以加工過程由 以下步驟層次 1 粗加工階段 正在進(jìn)行粗加工 主要是為了切斷大部分多余金屬的加工 這可以對這些不必 要的不需要加工的東西進(jìn)行精加工 從而保護(hù)設(shè)備和創(chuàng)造完美的精加工水平 這也 減少了加工所需的時間 可以及時發(fā)現(xiàn)缺陷的空白 進(jìn)行處理 因為粗加工面臨的 都是一些毛坯料 所以加工上存在一定的難度 這就使得加工使用的折別功率損耗 比較大 對加工使用的設(shè)備還要求剛性兩好 精度當(dāng)然越高越好 只能說選用盡量 好的設(shè)備 這樣可以是毛坯料加工出來更好 在粗糙度 Ra 的選擇上選取在 80 到 100 m 之間 粗加工公差等級在 IT11 到 IT12 之間 2 半精加工階段 粗加工之后還需要對加工料進(jìn)行半精加工處理 這個階段主要是完成精加工對 于一些表面平整度的要求所進(jìn)行的操作 這樣可以加工余量上得到合理的保證 因 此為了保證精加工的需求 在選擇的半精加工階段公差等級的時候選取在 IT9 到 IT10 范疇 粗糙度 Ra 的選擇上選取在 10 到 1 25 微米之間 3 精加工階段 完成以上兩個操作階段后 才輪到精加工階段進(jìn)行處理 主要是對于一些謝姐 進(jìn)行行之有效的處理 切除加工工件上剩余的余量 確保加工零件的形狀 位置 尺寸和表面粗糙度的精度 因此 為了確保完成的需要 在精加工的加工精度選擇 的時候選擇在 IT6 至 IT7 范疇 在精加工表面粗糙度 Ra 上選擇的時候應(yīng)在 10 至 1 25 微米的范疇之內(nèi) 2 3 4 加工方案的比較 在設(shè)計制造時 由于零件對尺寸 形狀公差的要求 以及對表面粗糙度等的要 求 所以在大批量生產(chǎn)時考慮使用專用機(jī)床進(jìn)行加工和制造 可以大大提高生產(chǎn)率 10 同時也將帶動經(jīng)濟(jì)效益的快速發(fā)展 有效降低生產(chǎn)成本 在于配方設(shè)計中三種工藝 設(shè)計方案的比較 力求找到最佳的加工方案 方案一 1 鑄造 鑄造 2 時效 處理 時效處理 3 銑 銑 25 下端面 4 銑 銑 25 頂端面 5 鉆 鉆擴(kuò)鉸 18 孔 6 銑 銑 14mm 的 2 側(cè)面 7 車 車 R10 圓弧面 8 鉆 鉆 M12 螺紋孔 9 鉆 鉆 2 孔锪孔 5 10 鉗 去毛刺 11 檢驗 檢驗 12 入庫 入庫 方案二 11 1 鑄造 鑄造 2 時效 處理 時效處理 3 鉆 鉆擴(kuò)鉸 18 孔 4 車 車 R10 圓弧面 5 銑 銑 25 下端面 6 銑 銑 25 頂端面 7 銑 銑 14mm 的 2 側(cè)面 8 鉆 鉆 M12 螺紋孔 9 鉆 鉆 2 孔锪孔 5 10 鉗 去毛刺 11 檢驗 檢驗 12 入庫 入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工下端面 然后鉆擴(kuò)鉸 18 孔 再 利用加工好的 18 孔作為定位基準(zhǔn)加工其他各個工序 工序安排緊湊合理 可以更 好的保證加工精度要求和位置度要求 而方案二先加工孔 然后加工端面 違背了 先面后孔的基本原則 不能保證加工精度要求 綜合考慮我們選擇方案一 12 具體的加工路線如下 1 鑄造 鑄造 2 時效 處理 時效處理 3 銑 銑 25 下端面 4 銑 銑 25 頂端面 5 鉆 鉆擴(kuò)鉸 18 孔 6 銑 銑 14mm 的 2 側(cè)面 7 車 車 R10 圓弧面 8 鉆 鉆 M12 螺紋孔 9 鉆 鉆 2 孔锪孔 5 10 鉗 去毛刺 11 檢驗 檢驗 12 入庫 入庫 2 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn) 采用鑄造毛坯 13 1 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差 由鑄造可直接獲得 2 氣門搖臂的端面 由于氣門搖臂端面要與其他接觸面接觸 查相關(guān)資料知余量留 2mm 比較合適 3 氣門搖臂的孔 毛坯為空心 鑄造出孔 孔的精度要求介于 IT7 IT8 之間 參照參數(shù)文獻(xiàn) 確定工 藝尺寸余量為 2mm 2 5 確定切削用量及工時 工序 銑 25 下端面 1 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀 刀片采用 YG8 map5 1 d350 min 125v4 z 2 決定銑削用量 1 決定銑削深度 因為加工余量不大 一次加工完成 map5 1 2 決定每次進(jìn)給量及切削速度 14 根據(jù) X51 型銑床說明書 其功率為為 7 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0mfz in 48 635110rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 750wni min 3 140751dvw 當(dāng) 750r min 時wnrzfm 607542 0 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf 3 計算工時 切削工時 則機(jī)動工時為l85 l91l32 min647 0721 xfnlltwm 工序 鉆擴(kuò)鉸 18 孔 工步一鉆孔至 16 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2 7 當(dāng)鋼的 f MPab80 時 由于本零件在加工 16 孔時屬于低016 dmrm 47 0 39 剛度零件 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0 75 則 15 rmf 35 0 29 75 04 39 0 根據(jù) Z525 機(jī)床說明書 現(xiàn)取 rf 切削速度 根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度 所以min 18v 101852 min6 swvrd 根據(jù)機(jī)床說明書 取 故實際切削速度為i 7rn165 98 in00 wdvm 切削工時 則機(jī)動工時為ml1l91l32in 5 03721 fnltwm 工步二 擴(kuò)孔 17 85 利用鉆頭將 孔擴(kuò)大至 根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定 擴(kuò)鉆的切6m17 85 m 削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rff 87 0 5 75 06 1212 鉆 根據(jù)機(jī)床說明書 選取 mf 5 16 min 4 612331 2vv 鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為 并按車床說明書取 in 46 5rn in 68rw 實際切削速度為 17 856 min00 wdnv 切削工時 則機(jī)動工時為ml1l1l32in81 57 0621 fnltw 工步 3 鉸 孔16 m 根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2 25 得rmf 4 0 2 min 12 8v in 65 4 8 19rns 查參考文獻(xiàn) 表 4 2 2 按機(jī)床實際進(jìn)給量和實際轉(zhuǎn)速 取 rf 35 0 實際切削速度 min 198rnw min 3 9v 切削工時 則機(jī)動工時為l10l1l2in61 35 09821 fnltwm 工序 車 R10 圓弧面 17 1 切削深度 單邊余量為 Z 2mm 2 進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 取 f 0 8mm r 3 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv 其中 342 0 15 0 35 m 0 2 修正系數(shù) 見 切削手冊 表vCvxvyv 1 28 即 1 44 0 8 1 04 0 81 0 97 MvksvkvkrvBv 所以 1 44 0 8 1 04 0 81 0 97 89m minvcv35 015 02 864 4 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns 753r minW d10cv x34 589 與 753r min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 750r min 現(xiàn)選取 750r min wn 所以實際切削速度 cv10sdn mi 94750 x 5 切削工時 t i 其中 l 25mm 4mm 0mm mfnlw21 1l2l 18 t i x2 0 966 min mfnlw21 0 8759 工序 鉆 M12 螺紋孔 選用 高速鋼錐柄麻花鉆 工藝 表 3 1 6 m10 由 切削 表 2 7 和 工藝 表 4 2 16 查得 m r28 0f 機(jī) 切削 表 2 15 in 8Vc min r6301x D v10機(jī)c機(jī) 按機(jī)床選取 54 innr機(jī) min 8542 610 x D 機(jī)機(jī) cV 基本工時 min17 028 543f21 xnlt機(jī)機(jī) 攻螺紋 M10mm 選擇 M10mm 高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距 即f p1 25 fmr 7 5 mincV 機(jī) 107 5298 in 10查 cnrD 按機(jī)床選取 ir機(jī) 19 6 8 mincV 機(jī) 基本工時 1203 5 min 7 ltf 機(jī) 工序 鉆 2 孔锪孔 5 機(jī)床 Z525 立式鉆床 刀具 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 10 61 選取高速鋼麻花鉆 2 1 進(jìn)給量 取 f 0 13mm r 2 切削速度 V 24 34m min 取 V 15m min 3 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns 1190r minW d10cv152 與 1190r min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 1200r min 現(xiàn)選取 1200r min wn 所以實際切削速度 cv10sdn 2105 72 mi 5 切削工時 按 工藝手冊 表 6 2 1 t i 其中 l 60mm 4mm 3mm mfnlw21 1l2l t 0 429minmflw216043 1 20 第三章 夾具設(shè)計 因此 應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)要求來安排加工工藝 最后 將上述工藝的切削參數(shù)和額定 工時與其它加工數(shù)據(jù)相結(jié)合 填寫加工工藝卡 在設(shè)計時考慮到多方面因素經(jīng) 最終確定設(shè)計鉆 M12 螺紋孔夾具進(jìn)行夾具的設(shè) 計 3 1 專用夾具簡介 專用夾具是為滿足工件特定加工工藝的要求而設(shè)計制造的 其職能主要包括以 下幾個方面 1 能夠確保所要加工的專用夾具表面的精度位置 比如常見的有效距離的精度 上 還有專用夾具的平行度 以及專用夾具的同軸度等 21 2 專用夾具的使用能夠縮短需要的工作時間 這樣的話能在勞動生產(chǎn)率方面 得到很大的提高 還可以縮減某一工序進(jìn)行過程之中所需的話費的時間 比如說在 加工工件時在加工輔助裝置所需的時間與在裝卸零部件方面所需的時間 此外通過 利用專用夾具 可以在工件安裝上和轉(zhuǎn)換工作站安裝上 將需要的工作難度大大的 簡化 提高工作時間利用率 安裝之前所說的話可以不再需要在繪制直線上和對齊 上所花費的輔助時間 這樣就可以節(jié)省該工序的繪制線 與此之外 在需要與多個 工件夾具實現(xiàn)并行加工和生產(chǎn)的同時 少數(shù)工件的操縱時間將與工件的移動時間相 同 一種旋轉(zhuǎn)多工位連續(xù)加工夾具 用于在加工某些工件時對其他工件進(jìn)行裝卸 使輔助時間與操縱時間相吻合 總之 專用夾具的在結(jié)構(gòu)上和功能上的不斷完善 使得生產(chǎn)和加工話費的時間得到有效地縮短 這樣可以滿足目前提倡的持續(xù)生產(chǎn)需 要 3 專用夾具的使用能夠擴(kuò)大機(jī)床的使用技術(shù)的有效范圍 比如說在普通車床 上的鏜床裝入專用的夾具后能夠?qū)崿F(xiàn)鏜孔機(jī)的工作性能 通過使用專用夾具可以將 通用機(jī)床的功能充分發(fā)揮和利用 4 專用夾具的使用能夠降低勞動的強(qiáng)度 這樣才能高效的確保生產(chǎn)的安全進(jìn) 行 在生產(chǎn)過程中所需要的專用夾具的場合恰當(dāng)?shù)牟捎脷鈩臃绞?液壓方式或其他 的方式 可實現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化 高度的自動化 從而勞動強(qiáng)度方面實現(xiàn)大幅度的降 低 保障工人身體健康 因此保證生產(chǎn)過程的安全以及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定 實現(xiàn)產(chǎn)品 的高產(chǎn) 此外在加工大型的工件時候 比如說在車床床身的加工時 車床床身的下 兩側(cè) 所需要的螺旋孔需要多次的進(jìn)行翻轉(zhuǎn) 而且存在勞動強(qiáng)度比較大 安全存在 隱患 但是當(dāng)采用電動旋轉(zhuǎn)鉆床專用夾具之后 使得這個問題迎刃而解 也提高了 生產(chǎn)效率 在勞動強(qiáng)度上得到了大大降低 從而保證了生產(chǎn)安全和質(zhì)量穩(wěn)定 雖然 專用夾具在在一些方面作用十分突出 但也存在一些不足之處 即特殊夾具的特殊 性與產(chǎn)品品種之間的矛盾 由于特殊夾具只能在工件的一個工作過程中使用 夾具 的數(shù)量隨著產(chǎn)品種類的增加而增加 使得存儲和管理困難 當(dāng)產(chǎn)品不再生產(chǎn)時 原有 的設(shè)備不能重復(fù)使用 造成浪費 與此同時 特殊夾具生產(chǎn)周期的設(shè)計也很長 生 產(chǎn)的快速發(fā)展也是矛盾的 然而 在目前的機(jī)械工廠的大規(guī)模生產(chǎn)中 還是采用通 22 用機(jī)床配合專用的夾具來實現(xiàn)產(chǎn)品的加工 3 2 問題的提出 氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計在機(jī)械加工中占有十分重要的地位 傳統(tǒng)的機(jī)床 使用的氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計存在工作強(qiáng)度大 而且操作維護(hù)也不方便 這 給生產(chǎn)帶來很大的困難 特別是增加了工人的工作強(qiáng)度 而且費工費時 若果氣門 搖臂加工工藝及夾具設(shè)計不夠緊湊的情況下 生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)就大打折扣 這會使 得生產(chǎn)的成本增加了很多 同時也影響了公司企業(yè)或工廠的效益和名譽(yù) 生產(chǎn)效率 也會降低很多 所以著手設(shè)計全新的氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計裝置勢在必行 課題提出一種全新的氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計設(shè)計 不僅降低了引進(jìn)設(shè)備的成 本增加 還可以大大提高生產(chǎn)的精度和生產(chǎn)效率 此外本設(shè)計的氣門搖臂加工工藝 及夾具設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單 工作性能十分可靠 同時也降低了工人的工作強(qiáng)度 所以氣 門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計設(shè)計與制造將會產(chǎn)生很大的市場效益 具有十分良好的 經(jīng)濟(jì)效益和可行性 3 3 夾具的設(shè)計 3 3 1 定位基準(zhǔn)的選擇 在實際中 對于零件圖的理解能夠了解到 在頂面四孔的軸線設(shè)計過程中 需 要與左側(cè)面和后側(cè)面的尺寸合理的搭配才能夠滿足要求 所以孔的加工之前 需要 對底平面銑加工操作 本道工序加工 M12 螺紋孔 精度不高 因此我們采用已加工好的 18 孔及端面 定位 下端面限制 3 個自由度 心軸限制 2 個自由度 擋銷限制 1 個自由度 這樣 空間的六個自由度就限制完全了 因為孔徑自身較小 切削力較小 因此不在采用 其他的輔助定位 開口墊圈的壓緊力即可以滿足要求 23 3 3 2 切削力及夾緊力的計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工 鉆削力 由 切削手冊 得 鉆削力 式 5 2 6 08 2HBDfF 鉆削力矩 式 5 3 6 08 91fT 式中 10 5Dm maxaxmin187491733BB 代入公式 5 2 和 5 3 得1 2fr N23784x0 56F6 08 m 591 1T 9 本道工序加工工藝孔時 夾緊力方向與鉆削力方向相同 因此進(jìn)行夾緊立計算 無太大意義 只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度 剛度適當(dāng)即能滿足加工要求 3 4 誤差分析 在誤差分析之前 需要知道什么是工件的定位 所謂工件的定位其實就是在同 一種生產(chǎn)工序中利用夾具生產(chǎn)時 使需要生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)部件擺在正確的位置的機(jī)械加 工的工藝 但是在生產(chǎn)時會因為各種潛在的因素導(dǎo)致存在誤差 有的生產(chǎn)誤差會很 大 這樣的產(chǎn)品生產(chǎn)出來就成了完全不合格的產(chǎn)品 有的生產(chǎn)誤差就會非常小 在 我們能夠接受的范圍內(nèi) 這一類產(chǎn)品我們暫且認(rèn)為其使合格的產(chǎn)品 能夠在現(xiàn)在的 市場銷售 在現(xiàn)在的市場無論是食品加工還是機(jī)械加工的攻擊 都會在標(biāo)稱值后面 看到正負(fù)多少的標(biāo)識 也就是說生產(chǎn)過程中會存在誤差 因此誤差的分析 對于產(chǎn) 品的合格和銷售至關(guān)重要 本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位 心軸為水平放置 由于定位副間存在 徑向間隙 因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差 在重力作用下定位副只存在單邊間隙 24 即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸 故此時的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在 Z 軸方向 且向下 見下圖 0 12 30 2 67DYzTd 式中 定位副間的最小配合間隙 mm 工件圓孔直徑公差 mm DT 心軸外圓直徑公差 mm d 圖 心軸水平放置時定位分析圖 3 5 夾具設(shè)計及操作說明 使用心軸定位 壓板的壓緊力即可指定可靠的卡緊力 同時我們采用快換鉆套 當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后 我們松開螺釘可以快速地?fù)Q下鉆套 保證導(dǎo)向的精度 這樣 就大大的提高了生產(chǎn)效率 適合于大批量生產(chǎn) 25 總 結(jié) 本課題所設(shè)計的氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計設(shè)計在經(jīng)過長時間的準(zhǔn)備 從一 步步的構(gòu)思到設(shè)計 從一點點功能設(shè)計到實現(xiàn)的過程中 讓我非常清楚地認(rèn)識到機(jī) 械設(shè)計任務(wù)的設(shè)計和生產(chǎn)加工的全過程 知道在進(jìn)行一個完整的機(jī)械設(shè)計需要準(zhǔn)備 多少東西 從軟件安裝到軟件繪圖 再到實現(xiàn)設(shè)計 我需要合理地去安排 此外在 機(jī)械設(shè)計期間我學(xué)習(xí)到了機(jī)械設(shè)計的一般常用方法 還學(xué)習(xí)掌握了機(jī)械設(shè)計的一般 規(guī)律并加以實踐 在此設(shè)計過程中我還將課本上的知識學(xué)以致用 理論結(jié)合實踐 另外在時間過中對出現(xiàn)的問題的我經(jīng)過仔細(xì)分析克服重重困難是問題得以解決 使 自己分析問題的能力得到了大大提高 還學(xué)會了運(yùn)用計算機(jī)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的計算 比例圖的繪制 查閱國內(nèi)外中英文參考資料和相關(guān)手冊 掌握運(yùn)用多個國際國家的 標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范設(shè)計 通過本次畢業(yè)設(shè)計更加激發(fā)了我的學(xué)習(xí)興趣 相信這次經(jīng)歷將在 我今后的工作和學(xué)習(xí)受益匪淺 使我受益終生 所有項目和設(shè)計的完成并不是一帆風(fēng)順的 在氣門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計設(shè) 計中 同時我也遇到了很多大大小小的問題 可是經(jīng)過與同學(xué)討論和老師的悉心指 導(dǎo) 使得問題得以解決 我想這也許就是團(tuán)隊精神的偉大力量 仔細(xì)分析自己在氣 門搖臂加工工藝及夾具設(shè)計設(shè)計中的困難 令我深刻明要完成一項工程項或設(shè)計并 不像我們想的理所當(dāng)然 這中間涉及到很多的因素 特別是在進(jìn)行一個完整的機(jī)械 設(shè)計 我們需要掌握豐富的理論知識和實戰(zhàn)項目經(jīng)驗 此外還必須有一個好的團(tuán)隊 此外在設(shè)計中 我還顯現(xiàn)出一個嚴(yán)重缺點那就是理論學(xué)習(xí)還有很大的不足之處 這 使的在設(shè)計過程中我時時刻刻都感覺到無比的緊張 當(dāng)看到同學(xué)們的奮斗努力 辛 勤的付出和構(gòu)思 我深刻明白了理論知識的重要性 也明白了設(shè)計還需要到實踐中 去 只有這樣才能將課本學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用到工程項目中去 26 致 謝 在論文的工作設(shè)計和及時寫作過程中 我前前后后遇到了很多的疑難問題 但 是在我們指導(dǎo)老師林海燕老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下 不僅使我學(xué)到了很多的東 西 還讓我將寫在課本上的知識完全應(yīng)用工程實踐項目中去 指導(dǎo)老師周作榮不僅 具有淵博的學(xué)識 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 而且工作作風(fēng)實事求是 此外她思維也非常的 敏捷 給我留下了十分深刻的印象 令我終生難忘 同時也感謝她在我們進(jìn)行畢業(yè) 設(shè)計期間為我們營造出的非常濃郁的積極的學(xué)術(shù)氛圍 還要感謝我們的指導(dǎo)老師在 學(xué)習(xí)方面和生活方面給予我們的無私的幫助 值此論文完成之際 我以最崇高的謝 意向指導(dǎo)老師致敬 在大學(xué)的學(xué)習(xí)將要結(jié)束 努力的回顧這些年的努力學(xué)習(xí) 辛勤的工作經(jīng)歷 面 對如今自己現(xiàn)在收獲的碩果 我感覺到無限的欣慰 特別感謝我的大學(xué)同學(xué)們對我 的學(xué)習(xí)和生活所提供的大力支持和關(guān)心 還要感謝一直關(guān)心幫助我成長的室友們 謝 謝你們 在我準(zhǔn)備著手開始寫論文的時候 同樣因為經(jīng)驗不足遇到了各種棘手問題 比如說論文的框架如何進(jìn)行構(gòu)思 目錄怎么設(shè)置自動生成 章節(jié)的劃分處理等 但 是這些問題由于我們指導(dǎo)老師和同學(xué)們的講解和幫助下 我很快的確定了論文的綱 要 完成了論文設(shè)計內(nèi)容的框架主體的設(shè)計 然后經(jīng)過對汽車手動變速器設(shè)計的原 理進(jìn)行分析 勾畫出系統(tǒng)框圖 在這過程中我還學(xué)會如何參照書本知識和國內(nèi)外參 考資料 也回憶起很多學(xué)過的東西 在這中間請教一些同學(xué)關(guān)于軟件 模具等問題 最終完成了整體設(shè)計 總而言之 我要感謝在我論文寫作的過程中對我?guī)椭睦蠋?和同學(xué)們 27 在我的學(xué)業(yè)設(shè)計即將完成之際 我十分地想感謝一直默默支持我的家人 感謝 他們 最后 我還要向在百忙之中進(jìn)行評閱論文和參加答辯的各位專家 教授 在 此獻(xiàn)上我最衷心的感謝和崇高的敬意 參 考 文 獻(xiàn) 1 許曉旸 專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計 M 重慶 重慶大學(xué)出版社 2003 2 孫已德 機(jī)床夾具圖冊 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1984 20 23 3 貴州工業(yè)學(xué)院機(jī)械制造工藝教研室 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊 M 貴陽 貴州人 民出版社 1993 42 50 4 王伯平 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 5 陳明 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2012 6 陳立德 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 北京 高等教育出版社 2008 7 孟少龍 機(jī)械加工工藝手冊第 1 卷 M 北京 機(jī)械加工出版社 1991 8 東北重型機(jī)械學(xué)院等 機(jī)床夾具設(shè)計手冊 M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1997 9 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊 增訂組 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊 M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1981 10 李洪 機(jī)械加工工藝人員手冊 M 北京 中國工業(yè)出版社 1990 28 11 馬賢智 機(jī)械加工余量與公差手冊 M 北京 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 1994 12 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會 金屬切削手冊 M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1984 13 周永強(qiáng) 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo) M 北京 中國建材工業(yè)出版社 2002 劉文劍 曹天河 趙維 夾具工程師手冊 M 哈爾濱 黑龍江科學(xué)技術(shù) 出版社 1987 14 余光國 馬俊 張興發(fā) 機(jī)床夾具設(shè)計 M 重慶 重慶大學(xué)出版社 1995 15 東北重型機(jī)械學(xué)院 洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院 長春汽車廠工人大學(xué) 機(jī)床夾具設(shè) 計手冊 M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1980 16 李慶壽 機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計實用手冊 M 銀川 寧夏人民出版社 1991 附 錄 29