搖臂軸支座機(jī)加工工藝規(guī)程制定及專用機(jī)床夾具設(shè)計.doc

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學(xué)校代碼：10904 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 搖臂軸支座機(jī)加工工藝規(guī)程制定及專用機(jī)床夾具設(shè)計 姓 名： 侯建國 學(xué) 號： 201315310108 指導(dǎo)教師： 張敬芝 院系（部所）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 完成日期： 2014年12月20日 摘 要 機(jī)械加工行業(yè)作為一個傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近些年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在新經(jīng)濟(jì)時代，行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢，由此對其它的質(zhì)量，性能要求有了新的變化?，F(xiàn)在機(jī)械加工行業(yè)發(fā)生著結(jié)構(gòu)性變化，工藝工裝的設(shè)計與改良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件，工藝工裝的設(shè)計與改良將直接影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量與性能。 首先介紹了氣門搖臂軸支座的作用和工藝分析，其次確定毛坯尺寸，然后進(jìn)行了工藝規(guī)程設(shè)計，最后進(jìn)行夾具設(shè)計。通過對氣門搖臂軸支座進(jìn)行研究，來進(jìn)行加工工藝和夾具設(shè)計，氣門搖臂軸支座零件為鑄件，具有體積小，零件結(jié)構(gòu)簡單的特點，由于面比孔容易加工，所以在制定工藝規(guī)程時，就采用先加工面，再以面為基準(zhǔn)來加工孔的方法，其中各工序夾具都采用專用夾具，其機(jī)構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。通過本次設(shè)計提高了分析問題、解決問題的能力，能夠更深入理解課本知識，并能夠很好的應(yīng)用到實際工作之中，為以后更好地勝任我的工作崗位打好基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：搖臂軸支座；工藝分析；工藝規(guī)程設(shè)計；夾具設(shè)計  Abstract Mechanical processing industry as a traditional and dynamic industry, made by leaps and bounds in recent years, the development of the new economy era, industry presents new development trend, resulting in the quality of other performance requirements have new changes.Now the structural changes in mechanical processing industry, to design the process equipment and has become a necessary condition for enterprise survival and development, to design the process equipment and will directly affect the quality of the processed products and performance. First introduces the function and process analysis of valve rocker arm shaft bearing, secondly determine blank size, then the process planning design, fixture design finally.Through the valve rocker arm shaft bearing, to carry on the processing technology and fixture design, valve rocker arm shaft bearing parts for casting, the advantages of small size, parts are the characteristics of simple structure, due to the surface easier than hole processing, so, when making procedure is used to machining surface, and then processing hole by the surface as a benchmark, the method of the special fixture fixture is used in each process, the organization design is simple, convenient and can meet the requirements.Through this design improves the analysis problem, problem-solving ability, able to more deeply understand the textbook knowledge, and could be applied to the actual work well, for future better for my job. Key words: rocker arm shaft bearings;Process analysis;Process planning design;Fixture design目 錄 第1章 緒 論 1 1.1課題背景、目的及意義 1 1.1.1 課題背景 1 1.1.2 課題目的及意義 1 1.2 研究現(xiàn)狀 2 1.3 設(shè)計的基本內(nèi)容 3 第2章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 4 2.1零件的作用 4 2.2 零件的工藝分析 5 2.3確定零件的生產(chǎn)類型 5 第3章 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 7 3.1 選擇毛坯 7 3.2確定毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量 7 3.3 設(shè)計并繪制毛坯圖 8 第4章 選擇加工方法 10 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 10 4.2 零件的表面加工方法的選擇 10 4.3 加工階段的劃分 11 4.4工序的集中與分散 11 4.5工序順序的安排 11 第5章 制訂工藝路線 13 5.1擬定工藝路線 13 5.2選擇加工設(shè)備與工藝裝備 14 5.3工序間加工余量、切削用量以及基本時間定額的確定 15 第6章 專用夾具設(shè)計 22 6.1確定設(shè)計方案 22 6.2計算夾緊力并確定螺桿直徑 22 6.3定位精度分析 23 參考文獻(xiàn) 1 致 謝 2 第1章 緒 論 1.1課題背景、目的及意義 1.1.1 課題背景 該零件是1105型柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的搖臂軸支座，它是發(fā)動機(jī)搖臂總成一個重要部件，是解決搖臂總成目前所存在的有異響和噪音較大的問題。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣搖臂。直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機(jī)。兩孔間距56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑11的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3的孔用來排油。 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，所以應(yīng)用十分廣泛，且種類繁多，例如：專用夾具、可調(diào)式夾具、專門化拼裝夾具、自動化生產(chǎn)用夾具等等，根據(jù)此課題要求采用專用夾具進(jìn)行設(shè)計，其特點針對性強(qiáng)，應(yīng)保證加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，而夾緊機(jī)構(gòu)對整個夾具結(jié)構(gòu)起決定性的作用。 1.1.2 課題目的及意義 培養(yǎng)學(xué)生解決汽車零件加工工藝問題的能力。通過畢業(yè)設(shè)計，熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)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，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程能力；提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過夾具設(shè)計的訓(xùn)練，能根據(jù)被加工零件的加工要求，運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。進(jìn)行搖臂軸支座加工工藝與專用機(jī)床夾具設(shè)計，加強(qiáng)了我們的查閱資料的能力，樹立了正確的設(shè)計思想，使我們在機(jī)械加工工藝規(guī)程編制、機(jī)床夾具設(shè)計方法、編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個方面受到一次綜合性的訓(xùn)練，能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過零件圖，裝配圖繪制，使我們對AutoCAD繪制軟件的使用能力得到進(jìn)一步的提高。 1.2 研究現(xiàn)狀 近年來，我國機(jī)械制造工藝有著飛速的發(fā)展。比如，應(yīng)用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程。因為特種加工微觀物理過程非常復(fù)雜，往往涉及電磁場、熱力學(xué)、流體力學(xué)、電化學(xué)等諸多領(lǐng)域，加工機(jī)理的理論研究極其困難,通常很難用簡單的解析式來表達(dá)。雖然各國學(xué)者采用各種理論對不同的特種加工技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，但離定量的實際應(yīng)用尚有一定的距離。然而采用每一種特種加工方法所獲得的加工精度和表面 質(zhì)量與加工條件參數(shù)間都有其規(guī)律。因此，目前常采用研究傳統(tǒng)切削加工機(jī)理的實驗統(tǒng)計方 法來了解特種加工的工藝規(guī)律，以便實際應(yīng)用，但還缺乏系統(tǒng)性。目前中國制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國制造業(yè)普遍使用剛性專機(jī)加工各種各樣的零部件，導(dǎo)致改型和生產(chǎn)個零部件周期較長。隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種零件的需求與日俱增，加工設(shè)備和工藝也向著柔性化的方向轉(zhuǎn)變。加工裝備的柔性概念和需求主要體現(xiàn)在對設(shè)備快速性和適應(yīng)性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產(chǎn)量之間的最佳組合。當(dāng)然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：可變換化、可重新配置化、在線兼容性等。不論采用哪種方案，使用高性能的液壓夾具都顯得尤為重要，現(xiàn)在，柔性專機(jī)、可重新配置的機(jī)床及專用加工中心的組合應(yīng)用，使得發(fā)動機(jī)零件的加工變得越來越柔性化，具體情況取決于每個加工項目的產(chǎn)量配額 汽車的零部件發(fā)展仍然落后，具有國際競爭力的產(chǎn)品少。目前，汽車零部件工業(yè)的投資力度仍然不足，占整個機(jī)動車工業(yè)總投資的比例不到30%。地方、部門、企業(yè)自成體系，投資分散重復(fù)，沒有形成有較強(qiáng)競爭力的大型骨干零部件企業(yè)，也未形成按專業(yè)化分工、分層次合理配套的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，難以體現(xiàn)規(guī)模效益。零部件工業(yè)總體水平仍然不高，缺少具有國際競爭力的產(chǎn)品。 搖臂軸支座是發(fā)動機(jī)上不可或缺的一個零件，隨著機(jī)動車工業(yè)的發(fā)展，發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的價值是不可估量的，發(fā)動機(jī)在社會的各個領(lǐng)域無處不在，在這些領(lǐng)域里發(fā)揮著巨大的作用，為社會創(chuàng)造著巨大的效益。由于發(fā)動機(jī)的用途非常廣泛，所以搖臂軸支座的產(chǎn)量也將是與日俱增，為了創(chuàng)造出更大的效益，設(shè)計出輕便，經(jīng)久耐用，便于生產(chǎn)的搖臂軸支座這一零件時很有必要的。 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、通用、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。 1.3 設(shè)計的基本內(nèi)容 （1）運(yùn)用AutoCAD繪制搖臂軸支座零件圖和毛坯圖； （2）對零件進(jìn)行工藝分析； （3）制定零件加工工藝路線； （4）選擇定位基準(zhǔn)； （5）選擇表面加工方法； （6）劃分加工階段； （7）工序的集中與分散； （8）安排工序順序； （9）確定加工余量和工序尺寸； （10）確定切削用量； （11）確定時間定額； （12）確定二套夾具的結(jié)構(gòu)方案； （13）確定定位方案、選擇定位元件； （14）確定夾緊方案、選擇夾緊元件； （15）設(shè)計夾具體； （16）繪制兩套夾具裝配圖； （17）在夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求。 第2章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1零件的作用 零件是1105型柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的搖臂軸支座，它是柴油機(jī)上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為18mm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。直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機(jī)。兩孔間距56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑11的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3的孔用來排油，各部分尺寸零件圖如圖2.1中詳細(xì)標(biāo)注。 圖2.1 搖臂軸支座零件圖 2.2 零件的工藝分析 通過對搖臂軸支座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術(shù)要求齊全。通過對零件圖的詳細(xì)審閱，該零件的基本工藝狀況已經(jīng)大致掌握。主要工藝狀況如下敘述： 零件的材料為HT200，鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，而且加工表面主要集中在平面加工和孔的加工。根據(jù)對零件圖的分析，36mm下端面和上端面的表面粗糙度要求都不是很高，因此都不需要精加工來達(dá)到要求，而且這兩個面也是整個加工工程中主要的定位基準(zhǔn)面，因此可以粗加工或者半精加工出這兩個面而達(dá)到精度要求，再以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具來對其他表面進(jìn)行加工，并且能夠更好的保證其他表面的位置精度要求?？偟目磥?，該零件并沒有復(fù)雜的加工曲面，屬于較為簡單的零件，所以根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證，簡單的工藝路線安排如下：將零件定位夾緊，加工出36mm下端面以及上端面，并鉆出的通孔，然后再以這先加工出來的幾個表面為基準(zhǔn)定位，加工出和的外圓端面，并鉆出這兩個精度要求比較高的孔，最后翻轉(zhuǎn)零件，深孔加工出的斜油孔。 2.3確定零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算： N=Qm(1+a％)（1+b％） (2.1) 式中:N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)； Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺、輛/年）； m——每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺、輛）； a％——備品率，一般取2％—4％； b％——廢品率，一般取0.3％—0.7％。 根據(jù)上式就可以計算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。 根據(jù)本零件的設(shè)計要求，Q=10000臺，m=1件/臺，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數(shù)據(jù)代入生產(chǎn)綱領(lǐng)計算公式得出N=10351件/年，零件質(zhì)量為0.27kg，根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》，可知該零件為輕型零件，本設(shè)計零件搖臂軸支座的的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 第3章 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 3.1 選擇毛坯 該零件材料為HT200，首先分析鑄鐵材料的性能，鑄鐵是一種脆性較高，硬度較低的材料，因此其鑄造性能好，切削加工性能優(yōu)越，故本零件毛坯可選擇鑄造的方法；其次，觀察零件圖知，本設(shè)計零件尺寸并不大，而且其形狀也不復(fù)雜，屬于簡單零件，除了幾個需要加工的表面以外，零件的其他表面粗糙度都是以不去除材料的方法獲得，若要使其他不進(jìn)行加工的表面達(dá)到較為理想的表面精度，可選擇砂型鑄造方法；再者，前面已經(jīng)確定零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可選擇砂型鑄造機(jī)器造型的鑄造方法，較大的生產(chǎn)批量可以分散單件的鑄造費用。因此，綜上所述，本零件的毛坯種類以砂型鑄造機(jī)器造型的方法獲得。 3.2確定毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量 根據(jù)零件圖計算零件的輪廓尺寸為長83mm，寬37mm，高62mm。查閱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》按鑄造方法為砂型鑄造機(jī)器造型，零件材料為灰鑄鐵，查得鑄件公差等級為CT8-CT12，取鑄件公差等級為CT10。 再根據(jù)毛坯鑄件基本尺寸查閱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》，按前面已經(jīng)確定的鑄件公差等級CT10差得相應(yīng)的鑄件尺寸公差CT4。 查閱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》按鑄造方法為砂型鑄造機(jī)器造型，材料為鑄鐵，查得鑄件所要求的機(jī)械加工余量等級為E-G,將要求的機(jī)械加工余量等級確定為G，再根據(jù)鑄件的最大輪廓尺寸查閱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》要求的鑄件機(jī)械加工余量。 由于所查得的機(jī)械加工余量適用于機(jī)械加工表面，的加工表面，機(jī)械加工余量要放大。分析本零件，除了的外，沒有一個加工表面的表面粗糙度是小于1.6的，也就是所有的加工表面，因此一般情況下這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可，但是由于大部分表面加工都需經(jīng)過粗加工和半精加工，因此余量將要放大，這里為了機(jī)械加工過程的方便，除了孔以外的加工表面，將總的加工余量統(tǒng)一為一個值。如表3.1所示： 表3.1 毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量表 加工表面 基本尺寸 鑄件尺寸公差 機(jī)械加工總余量 鑄件尺寸 直徑22上端面 39mm 2.6 4 471.3 36 mm下端面 39mm 2.6 4 471.3 直徑28前端面 37mm 2.6 4 451.3 直徑28前端面 37mm 2.6 4 451.3 直徑26前端面 16mm 2.6 4 241.1 直徑26前端面 16mm 2.6 4 241.1 3.3 設(shè)計并繪制毛坯圖 （1）確定鑄造斜度 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》本零件毛坯砂型鑄造斜度為～。 （2）確定分型面 由于毛坯形狀對稱，且最大截面在中間截面，為了起模以及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移，所以選擇前后對稱中截面為分型面。 （3）毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后進(jìn)行機(jī)械加工前應(yīng)當(dāng)做時效處理。 （4）繪制毛坯圖 如圖3.2所示。 圖3.2 氣門搖臂軸支座毛坯圖 第4章 選擇加工方法 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 搖臂軸支座是帶有孔的形狀比較簡單的零件，孔、孔以及孔均為零件設(shè)計基準(zhǔn)，均可選為定位基準(zhǔn)，而且孔和孔設(shè)計精度較高，工序?qū)才胚@兩個孔在最后進(jìn)行，為遵循“基準(zhǔn)重合”原則，因此選擇先進(jìn)行加工的孔和加工后的36mm下底面作為精基準(zhǔn)，在該零件需要加工的表面中，由于外圓面上有分型面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，應(yīng)選外圓端面及未加工的36mm下端面為粗基準(zhǔn)。 4.2 零件的表面加工方法的選擇 根據(jù)零件圖上所標(biāo)注的各加工表面的技術(shù)要求，查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》，通過對各加工表面所對應(yīng)的各個加工方案的比較，最后確定本零件各加工表面的加工方法如表4.1所示。 表4.1 氣門搖臂軸支座各加工表面方案 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/ 加工方案 22上端面 IT14 12.5 粗銑 36mm下端面 IT12 6.3 粗銑→半精銑 28前端面 IT11 3.2 粗銑→半精銑 28后端面 IT11 3.2 粗銑→半精銑 26前端面 IT14 12.5 粗銑 26后端面 IT14 12.5 粗銑 11通孔 IT14 12.5 鉆 3偏10內(nèi)孔 IT14 12.5 鉆 18通孔 IT8 1.6 鉆→半精鏜→精鏜 16通孔 IT8 1.6 鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸 4.3 加工階段的劃分 本零件搖臂軸支座加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段分為粗加工，半精加工幾個階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)備好，也就是先將36mm下端面和通孔加工出來，使后續(xù)的工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑粗基準(zhǔn)上端面、外圓前后端面、外圓前后端面，在半精加工階段，完成對外圓前后端面的半精銑，鉆→半精鏜→精鏜→浮動鏜刀塊精鏜通孔和鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸出通孔，并鉆出偏內(nèi)孔。 4.4工序的集中與分散 本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。本零件搖臂軸支座的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用各種機(jī)床配以專用工具、夾具、以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 4.5工序順序的安排 1.機(jī)械加工順序 （1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)，即在前面加工階段先加工36mm下端面以及通孔。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面和外圓前后端面，通孔，通孔，后加工次要表面偏內(nèi)孔。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工36mm下端面，上端面，后加工通孔；先加工和外圓前后端面，后加工通孔，通孔。 2．熱處理工序 機(jī)械加工前對鑄件毛坯進(jìn)行時效處理，時效處理硬度HBS187-220,時效處理的主要目的是消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機(jī)械性能，這樣可以提高毛坯進(jìn)行加工的切削性能。 3.輔助工序 毛坯鑄造成型后，應(yīng)當(dāng)對鑄件毛坯安排清砂工序，并對清砂后的鑄件進(jìn)行一次尺寸檢驗，然后再進(jìn)行機(jī)械加工，在對本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、終檢工序。 第5章 制訂工藝路線 5.1擬定工藝路線 在綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎(chǔ)上，確定了該搖臂軸支座零件的工藝路線如圖5.1所示。 工序Ⅰ：鑄造。 工序Ⅱ：清砂，檢驗。 工序III：時效處理HBS187-220。 工序Ⅳ：以36mm下底面C以及外圓端面G或F定位，粗銑上端面A。 工序Ⅴ：以粗銑后的上端面A以及外圓端面G或F定位，粗銑36mm下底面C；半精銑36mm下底面C。 工序Ⅵ：以加工后的36mm下端面C，36mm底座左端面B以及端面G或F定位，鉆通孔。 工序Ⅶ：以加工后的內(nèi)孔表面H，以加工后的36mm下端面C以及后端面G定位，粗銑前端面F，粗銑前端面I，半精銑前端面F。 工序VIII：以加工后的內(nèi)孔表面H，以加工后的36mm下端面C以及前端面定位F，粗銑后端面J，粗銑后端面G，半精銑后端面G。 工序IX：以加工后的內(nèi)孔表面H，以加工后的36mm下端面C，端面G或F定位,鉆、通孔。 工序X：以加工后的內(nèi)孔表面H，以加工后的36mm下端面V，端面G或F定位, 半精鏜→精鏜→浮動鏜刀塊精鏜通孔，并倒角。 工序XI：以加工后的內(nèi)孔表面G，以加工后的36mm下端面C，端面G或F定位, 擴(kuò)→粗鉸→精鉸通孔，并倒角。 工序XII：以上端面A偏以及端面G或F定位，鉆偏內(nèi)孔。 工序XIII：鉗工去毛刺，清洗。 工序XIV：終檢。 圖5.1 定位面,加工面代號指示圖 5.2選擇加工設(shè)備與工藝裝備 1.機(jī)床的選擇原則 （1）工序IV、Ⅴ、Ⅶ、VIII是粗銑和半精銑，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式銑床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，選用最常用的X61型臥式銑床即可。 （2）工序IV、XI為鉆孔，可采用專用的分度夾具在歷史鉆床上加工，故選Z525型立式鉆床。 （3）工序X為鉆孔由于加工精度較高故選擇T716型金剛鏜床。 2.夾具的選擇 搖臂軸支座生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，所用的夾具應(yīng)為專用夾具。 3.刀具的選擇 在銑床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金端銑刀。在鏜床上加工的工序一般都選用高速鋼錐柄麻花鉆、直柄麻花鉆、彎頭鏜刀、擴(kuò)鉆、機(jī)用鉸刀等 4.量具的選擇 搖臂軸支座是成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具如游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)等。 5.3工序間加工余量、切削用量以及基本時間定額的確定 1．工序Ⅳ：粗銑上端面A （1）切削深度：。 （2）進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》，得取fz=0.20mm/r 。 （3）切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》，選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計基礎(chǔ)教程》得n=255r/min，然后計算實際 （4）基本時間的確定 銑削常用符號如下： ——銑刀齒數(shù)； ——銑刀每齒的進(jìn)給量，mm/z；——工作臺的水平進(jìn)給量，mm/min； ——工作臺的進(jìn)給量，mm/min，；——銑削寬度，mm； ——銑削深度，mm；——銑刀直徑，mm。 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》得此工序機(jī)動時間計算公式： (5.1) 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min，工作臺進(jìn)給量： = (5.2) 根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min；切削加工面L=22mm。根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》，查得=7見公式（5.1）： 2.工序Ⅴ：加工36mm下端面 （1）工步一：粗銑36mm下底面C ①切削深度。 ②進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》得取fz=0.20mm/r 。 ③切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》，選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得n=255r/min，然后計算實際。 ④基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min，工作臺進(jìn)給量見公式（5.2） = 根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min，切削加工面L=36mm，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》，查得=7見公式（5.1）， （2）工步二：半精銑36mm下底面C ①切削深度。 ②進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG8硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。 ③切削速度的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》=124m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速表，確定n=490r/min，再計算實際切削速度。 ④基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=490r/min，工作臺進(jìn)給量見公式（2.3） = 根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min，切削加工面L=36mm，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》，查得=7，見公式（5.1） 3.工序Ⅵ 鉆通孔 （1）切削深度 。 （2）進(jìn)給量和切削速度的確定 選硬質(zhì)合金鉆頭直柄麻花鉆，鉆頭參數(shù)如下：，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》,，取，，取，根據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算主軸轉(zhuǎn)速，查立式鉆床Z525主軸轉(zhuǎn)速表，取n=1360r/min，計算實際切削速度，。 （3）基本時間的確定 首先查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》得鉆削機(jī)動時間計算公式， （2.4） （2.5） =（1~4），鉆孔深度，，，所以 4.工序Ⅶ：粗銑以及半精銑端面 （1）工步一：粗銑前端面F ①切削深度。 ②進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》得取fz=0.20mm/r 。 ③切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得n=255r/min，然后計算實際。 ④基本時間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》得此工序機(jī)動時間計算公式見公式（5.1）： 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min，工作臺進(jìn)給量見公式（2.3） = 根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min；切削加工面L=28mm根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》，得=7，見公式（2.2） （2）工步二：粗銑前端面I ①切削深度。 ②進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》，得，取fz=0.20mm/r，。 ③切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得n=255r/min，實際。 ④基本時間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》得此工序機(jī)動時間計算見公式（5.1）： 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min，工作臺進(jìn)給量見公式（5.2） = 根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min；切削加工面L=26mm，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》得=7， （3）工步三：半精銑前端面F ①切削深度。 ②進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》得,取fz=0.20mm/r 。 ③切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得n=255r/min，計算實際。 ④基本時間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》得此工序機(jī)動時間計算公式見公式（5.1）： 第6章 專用夾具設(shè)計 本次設(shè)計的夾具為第5道工序粗——精鏜孔。該夾具為雙支承前后引導(dǎo)鏜床夾具。 6.1確定設(shè)計方案 該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為下端面，故以下端平面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；另加兩Ｖ形塊從前后兩方向?qū)崿F(xiàn)對R10的外圓柱面進(jìn)行夾緊，從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，若工件以下端面朝下放置在支承板上，定位夾緊就比較穩(wěn)定，可靠，也容易實現(xiàn)。 工件以下端面在夾具上定位，限制了三個自由度，其余三個自由度也必須限制。用哪種方案合理呢？ 方案1在的通孔內(nèi)插入一現(xiàn)邊銷限制一個移動自由度，再以兩孔的另一個孔內(nèi)側(cè)面用兩個支承釘限制一個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度。這種定位方案從定位原理上分析是合理的，夾具結(jié)構(gòu)也簡單。但由于孔和其內(nèi)側(cè)面均不規(guī)定其精密度，又因結(jié)構(gòu)原因，夾緊力不宜施加在這樣的定位元件上，故工件定位面和定位元件之間很可能會接觸不好，使定位不穩(wěn)定。這個方案不宜采用。 方案2用兩個Ｖ形塊夾緊前后兩外圓柱面，用兩鉸鏈壓板壓在工件的下端，這樣就限制了兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度，這種方案定位可靠，可實現(xiàn)完全定位。 6.2計算夾緊力并確定螺桿直徑 因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關(guān)系F夾＝KF 安全系數(shù)K在夾緊力與切削力方向相反后時K=3，由前面的計算可知 所以F夾＝KF=3x1452.3=4356.9N 從強(qiáng)度考慮，用一個M10的螺柱完全可以滿足要求，M10的許應(yīng)夾緊為3924N，所以螺桿直徑為d=10mm 6.3定位精度分析 孔的精加工是在一次裝夾下完成的，具體采用的是前后支撐引導(dǎo)的夾具機(jī)構(gòu)，機(jī)床與鏜桿之間所采用的是浮動連接，故機(jī)床主軸振動可略不計，孔的加工精度主要由鏜模來保證。圖見附表。 因為孔的軸線與底面的平行度要求為0.05。故兩鏜模裝配后同軸度要求應(yīng)小于0.05，又因為鏜套與鏜桿16 H6（+0.03—0）/h5(0—-0.009)，其最大間隙為 Xmax=0.013+0.009=0.022mm ；=0.022/310=0.00007 被加工孔的長度為42mm 取兩孔同軸度誤差為0.03mm 則 所以 又因為： 0.036<0.05 0.006<0.06 所以夾具能滿足零件加工精度的 參考文獻(xiàn) [1]王棟.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010年. [2]艾興.切削用量簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000年. [3]李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995年. [4]趙如福.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊.上海：上?？萍汲霭嫔?2006年 致 謝 本文是在張老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。張老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。她淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時，在此次畢業(yè)設(shè)計過程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于工業(yè)企業(yè)管理方面的知識，實驗技能有了很大的提高。 最后，對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝