氣門搖桿軸支座的鉆2×Φ13通孔夾具設(shè)計及機(jī)械加工工藝裝備說明書

氣門搖桿軸支座的鉆2×Φ13通孔夾具設(shè)計及機(jī)械加工工藝裝備說明書,氣門,搖桿,支座,13,夾具,設(shè)計,機(jī)械,加工,工藝,裝備,說明書 摘要 氣門搖桿軸支座是柴油機(jī)中搖桿結(jié)合部分,它是柴油機(jī)一個重要零件。課程設(shè)計課題是搖桿軸支座加工工藝規(guī)程與專用夾具設(shè)計,設(shè)計中綜合應(yīng)用了工程圖學(xué),機(jī)械設(shè)計, 機(jī)械制造工程學(xué),機(jī)械幾何精度設(shè)計等相關(guān)課程知識。其中搖杄軸裝在Φ20 孔中,軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖杄;搖杄座通過兩個Φ13 孔用 M12 螺杄與汽缸蓋相連,3m 軸向槽用于鎖緊搖杄軸,使其不能轉(zhuǎn)動。汽缸蓋內(nèi)每缸四閥使燃燒室充氣最佳,氣門由搖杄凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動,摩擦力且氣門間隙由液壓補(bǔ)償。這種結(jié)構(gòu)可能減小燃油消耗并改善排放。該課題設(shè)計在搖桿軸支座工藝規(guī)程設(shè)計過程中,詳細(xì)的分析了搖杄軸支座的加工工通過工藝方案的比較與分析選擇得到了符合技術(shù)要求的工序,形成了機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡。本設(shè)計進(jìn)行了專用夾具的設(shè)計,闡述了定方案的選擇、夾緊方案的確定、夾具體與鏜模設(shè)計,運(yùn)用 AutoCAD 完成了此專用夾具的裝配圖和夾具體的零件圖。此外, 還進(jìn)行了搖桿軸支座零件的和夾具主要零件三維造型設(shè)計 關(guān)鍵詞：氣門搖桿軸支座，工藝分析，工藝設(shè)計，夾具設(shè)計  II 目錄 摘要 I 前言 1 第 1 章 氣門搖桿軸支座零件工藝分析 2 1.1 氣門搖桿軸支座零件的作用與結(jié)構(gòu) 2 1.1.1 氣門搖桿軸支座零件的作用 2 1.1.2 氣門搖桿軸支座的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3 1.1.3 氣門搖桿軸支座的結(jié)構(gòu)工藝性 3 1.2 氣門搖桿軸支座零件關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 4 第二章 氣門搖桿軸支座零件工藝設(shè)計 5 2.1 氣門搖桿軸支座生產(chǎn)類型的確定 5 2.2 氣門搖桿軸支座毛坯的選擇與毛坯圖說明 6 2.2.1 毛坯圖的的選擇 6 2.2.2 毛坯圖說明 6 2.3 氣門搖桿軸支座工藝路線的確定 6 2.3.1 粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇 6 2.3.2 擬定機(jī)械加工工藝路線 6 2.3.3 工藝路線的分析與比較 8 2.3.4 機(jī)械加工余量的確定 10 2.3.5 選擇加工設(shè)備、工藝裝備 10 2.3.6 確定切削用量和基本工時 11 第3章 鉆 2×Φ13通孔夾具設(shè)計 15 3.1 鉆床夾具的主要類型 15 3.2 鉆孔夾具的設(shè)計 15 3.3 夾具總體方案設(shè)計 15 3.4 定位方案的選擇 17 3.5 定位分析及誤差計算 18 3.6 切削力及加緊力的計算 18 3.7 對刀及導(dǎo)引裝置設(shè)計 29 3.8 夾緊操作動作說明 29 參考文獻(xiàn) 33 前言 夾具課程設(shè)計是一個非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié),它既要求我們通過設(shè)計能獲得綜合應(yīng)用過去所學(xué)的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力,這也為以后做好畢業(yè)設(shè)計進(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)課之后并參加了些實踐活動后,此次的設(shè)計是對大學(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)計的基本原理和方法;鍛煉自己熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能。而實際機(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)生的我們的設(shè)計肯定在設(shè)計過程中有很多與實際不合,再所難兔,望老師指出并給予指導(dǎo)。 9 第 1 章 氣門搖桿軸支座零件工藝分析 1.1 氣門搖桿軸支座零件的作用與結(jié)構(gòu) 1.1.1 氣門搖桿軸支座零件的作用 氣門搖桿軸支座是柴油機(jī)的一個主要零件，是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部分。直徑為 20 的孔裝搖桿軸，軸上兩端個裝一個進(jìn)氣搖桿，搖桿通過兩個直徑為 13 的孔用 M2 螺桿與汽缸蓋相連，3mm 軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動。氣缸蓋內(nèi)每缸使燃燒室充氣最佳，氣門由搖桿凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動，摩擦力小且氣門間隙由液壓補(bǔ)償。這種結(jié)構(gòu)可以減少燃油消耗并改善排放。 圖 1.1 零件圖 1.1.2 氣門搖桿軸支座的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 氣門搖桿軸支座屬于箱體類零件，使用鑄造毛坯圖。通過對任務(wù)圖的解讀，知道了原圖的視圖、尺寸、完整公差、及技術(shù)要求。主要加工面為上下底面、左右端面、孔? 20、2×?13 和 3mm 軸線槽的加工?？?20 的上偏差為+0.1，下偏差為+0.06?？?20 與下表面的平行度為 0.05.左右端面相對孔?20 軸線的跳動度為 0.05，直接影響到進(jìn)氣孔和排氣門的傳動精度及密封，以及孔 2×?13 的尺寸精度。 1.1.3 氣門搖桿軸支座的結(jié)構(gòu)工藝性 由零件毛坯圖可知， 毛胚材料為 HT20 0, 該材料為灰鑄鐵， 具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性。適用于承受較大應(yīng)力， 要求耐磨的零件。氣門搖桿軸支座零件上主要加工面為上端面、下端面、左右端面、2 × ? 13 孔和? 2 0（ ＋ 0.06 mm — ＋ 0. 1mm ） 以及 3mm 軸向槽的加工。? 20 mm 孔的 尺寸精度以及下端面 0.05 mm 的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門的傳動精度及密封， 2× ? 13 mm 孔的尺寸精度， 以上下兩端面的平行度 0. 05 mm。因此， 我們需要先夾住? 32 圓柱加工? 20 孔， 再以? 20 孔為粗基準(zhǔn)加工上下下端面， 再 把 下 端 面 作 為 精 基 準(zhǔn) ， 最后 加 工 2 × ? 13 孔 時 以 下 端 面 為 定 位 基 準(zhǔn) ， 以 保 證孔軸相對下端面的位置精度。零件毛坯圖如下： 圖 1.2 氣門搖桿軸支座毛坯圖 1.2 氣門搖桿軸支座零件關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 表 1 . 1 零 件 主 要 技 術(shù) 要 求 級 Ra 左端面 ?32 IT7 1.6 右端面 ?32 IT7 1.6 上端面 42（-0.142~-0.08） IT10 12.5 下底端面 50 IT9 6.3 2×?13 孔 2×?13 IT10 12.5 ?20 孔 ?20（+0.06~+0.1） IT8 3.2 3mm 槽 3 IT12 12.5 R10 外表面 R10 IT12 12.5 R8 外表面 R8 IT12 12.5 槽孔面 R3 IT12 12.5 加工表面 尺寸及偏差 公差及精度等 表面粗糙度 形位公差 ↗ 0.06 A ↗ 0.06 A // 0.05 A 注：1.未標(biāo)明鑄造圓角為 R2 2.材料 HT200 第二章 氣門搖桿軸支座零件工藝設(shè)計 2.1 氣門搖桿軸支座生產(chǎn)類型的確定 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件,已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 2000 件/年,通過計算,核查該零件質(zhì)量約為 3Kg,由<機(jī)械加工工藝手冊表 1-4 可知,其生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn),毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。此外,為消除殘余應(yīng)力鑄造后進(jìn)行人工時效處理。由《機(jī)械加工工藝手冊》表 2-12 可知該鑄造公差等級為 CT10~11,加工余量等級為 MA 為 H 級。故取 CT 為 10 級，MA 為 H 級。 表 2.1 加工余量表 加工表面 基本尺寸/mm 加工余量等級 加工余量/mm 說明 上端面 42×10 H 4 單側(cè)加工 下端面 50×10 H 3 單側(cè)加工 左端面 ?32 G 2 單側(cè)加工 右端面 ?32 G 2 單側(cè)加工 2.2 氣門搖桿軸支座毛坯的選擇與毛坯圖說明 2.2.1 毛坯圖的的選擇 由零件毛坯圖可知，毛坯材料為 HT200,該材料為灰鑄鐵，具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性。適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。 2.2.2 毛坯圖說明 氣門搖桿軸支座零件上主要加工面為上端面、下端面、左右端面、2×?13 孔和? 20（＋0.06mm~＋0.1mm）以及 3mm 軸向槽的加工。?20mm 孔的尺寸精度以及下端面 0.05mm的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門的傳動精度及密封， 2×?13mm 孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度 0.05mm。因此，我們需要先夾住?32 圓柱加工?20 孔，再以?20 孔為粗基準(zhǔn)加工上下下端面，再把下端面作為精基準(zhǔn)，最后加工 2×?13 孔時以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對下端面的位置精度。毛坯上表面的加工余量為 4mm，下表面的加工余量為 3mm，左端面的加工余量為 2mm，右表面的加工余量為 2mm。 2.3 氣門搖桿軸支座工藝路線的確定 2.3.1 粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇 選擇零件的重要面和重要孔作為基準(zhǔn)，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位加緊的的可靠性，裝夾的方便性， 減少輔助時間，所以我們首先以?32 的圓柱為粗基準(zhǔn)加工?20 的孔。再用它作為精基準(zhǔn)加工上表面和下表面。然后以下表面為精基準(zhǔn)加工?13 的孔、3mm 槽、左端面和右端面。以保證底面相對?20 孔的平行度和左右端面相對?20 孔的跳動度。 2.3.2 擬定機(jī)械加工工藝路線 制定工藝路線時，要充分考慮到產(chǎn)品的質(zhì)量，并以最經(jīng)濟(jì)的辦法達(dá)到所要求的生產(chǎn)綱領(lǐng)的必要措施，應(yīng)做到：技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，并且效率要高?？紤]如下機(jī)械加工方法： 上下端面：粗銑—精銑左右端面：粗銑—精銑 2×?13 孔：鉆孔 ?20 孔：粗鉆—粗鏜—精鏜 3mm 軸向槽：粗銑 因為左右兩面均對?20 孔有較高的跳動度，故他們的加工采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。為了方便定位，首先加工?20 孔，將?20 孔的粗鉛放在前面， 然后再加工上下兩端面、左右兩端面。初步擬定兩方案路線。 加工方案一： 工序號 工序內(nèi)容 #01 鑄造 #02 時效處理 #03 粗銑下表面 #04 粗銑左右端面 #05 半精銑下表面 #06 鉆?18 孔 #07 擴(kuò)鉆?18 孔到?20 #08 精鏜?20 孔 #09 鉆 2×?13 #10 銑 3mm 軸向槽 #11 精銑左右端面 #12 車 0.5×45o倒角 #13 清洗去毛刺 #14 入庫 加工方案二： 工序號 工序內(nèi)容 #01 鑄造 #02 時效處理 #03 粗鉆?18 #04 擴(kuò)鉆?18 到?19.8 #05 粗銑上表面 #06 粗銑下表面 #07 粗銑左右端面 #08 精鏜?20 孔 #09 鉆 2×?13 #10 精銑下表面 #11 精銑左右端面 #12 銑 3mm 軸向槽 #13 車 0.5×45o倒角 #14 清洗去毛刺 #15 入庫 2.3.3 工藝路線的分析與比較 上述兩個方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進(jìn)一步討論。車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動，故應(yīng)當(dāng)選擇銑削加工。因為在零件圖紙中要求左右端面的跳動度為 0.06，所以需要同時銑削左右端面，保證兩端的平行度。上表面加工要早，使上端面在加工后有 15 較多的時間進(jìn)行自然時效，減少受力變形和受熱變形對 2×?13 通孔加工精度的影響。左右兩端面和底面都要保持和孔?20 的跳動度和平行度。所以我們將孔?20 作為基本基準(zhǔn)，首先對她進(jìn)行加工，保證左右兩端面和底面對孔?20 的跳動度和平行度。綜上所述選擇方案二。 最終工藝路線如下： 工序號 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) #01 鑄造 #02 時效處理 #03 涂漆 #04 粗鉆?18 ?32 圓柱面 #05 擴(kuò)鉆?18 到?20 ?32 圓柱面 #06 粗銑上表面 ?20 孔 #07 粗銑下表面 ?20 孔 #08 粗銑左右端面 ?20 孔 #09 精鏜?20 孔 下表面 #10 鉆 2×?13 ?20 孔+下表面 #11 精銑下表面 ?20 孔 #12 精銑左右端面 ?20 孔+下表面 #13 銑 3mm 軸向槽 ?20 孔+下表面 #14 車 0.5×45o倒角 ?20 孔+下表面 #15 清洗去毛刺 #16 入庫 2.3.4 機(jī)械加工余量的確定 1.50mm×34mm 下表面，表面粗糙度為 Ra6.3，由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2-8 查得，單邊總余量 Z=2.0 粗銑： 單邊余量 Z=2.5 精銑： 單邊余量 Z=0.5 2.上表面的表面粗糙度為 Ra12.5，由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2-8 查得，單邊總余量 Z=4.0 粗銑：單邊余量 Z=4.0 3.2×?13 孔,因孔的尺寸不大,很難鑄造成型,故采用實心鑄造。 4.軸向槽,因尺寸不大,很難鑄造成型,故采用實心鑄造。 5.銑?32 端面,表面粗糙度為 Ra1.6,由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2-8 查得,單邊總余量 Z=2.0 粗銑：單邊余量 Z=1.5 精車：單邊余量 z=0.5 6.因?20 孔的尺寸不大,很難鑄造成型,故采用實心鑄造。 7.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。 2.3.5 選擇加工設(shè)備、工藝裝備 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備適宜通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳動均由人工完成。 粗銑.50mm×34mm 下底面：考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑選擇 X51 立式銑床，刀具為直徑 D 為?60mm 立銑刀，專用夾具及游標(biāo)卡尺。 精銑 50mm×34mm 底面：采用立銑選擇 X51 立式銑床，刀具為直徑 D 為?60mm 立銑刀，專用夾具及游標(biāo)卡尺。 粗銑上端面：采用立銑選擇 X51 立式銑床，刀具為直徑 D 為?30mm 立銑刀，專用夾 具和游標(biāo)卡尺。 鉆孔?18 ：采用車床選擇 CD6140 車床，刀具為直柄麻花鉆，專用夾具和游標(biāo)卡尺。 擴(kuò)中?18 孔至?19.8：采用車床選 CD6140 車床，刀具為擴(kuò)孔鉆，專用夾具和游標(biāo)卡尺。 鏜孔?19.8 至?20 ：采用車床選擇 CD6140 車床，刀具為鉸刀，專用夾具和游標(biāo)卡尺。 鉆孔?12：采用立式鉆床選擇 Z23040 立式鉆床，刀具為錐柄麻花鉆。 擴(kuò)?12 孔至?12.8 ：采用立式鉆床選擇 Z23040 立式鉆床，刀具為擴(kuò)孔鉆， 鏜孔?12.8 至孔?13：采用立式鉆床選擇 Z23040 立式鉆床，刀具為鉸刀，專用夾具和游標(biāo)卡尺 。 銑軸向槽：采用臥式銑床選擇 X6132 臥式銑床，刀具為直徑 D 為?80mm 鋸片銑刀， 專用夾具和油標(biāo)卡尺。 粗銑左右?32 兩端面：采用臥式銑床選擇 X6132 臥式銑床，刀具為直徑?30mm 銑 刀，專用夾具和游標(biāo)卡尺。 精銑左右端面與上述相同。 2.3.6 確定切削用量和基本工時 工序#03：鉆Ф20 的孔 工步一：鉆Ф20+1.0 +0.5mm 孔 根 據(jù) 參 考 文 獻(xiàn) 【 4 】 表 2-25 ， /r,v=8~12m/min, 得 n s=169.8~254.6r/min 查參考文獻(xiàn)【4】表 4.2-2，按機(jī)床實際進(jìn)給量和實際轉(zhuǎn)速，取 f=0.1mm/r,n w=198r/min, 實際切削速度 v=9.33m/min。 切削工時， l = 42mm ， l1 = 0.1mm, l2 = 3mm 則機(jī)動工時為 tm =（198 + 0.1+ 3）/198 ′ 0.1 = 2.28 min 加工工藝精度相對較高，分為兩次加工下底面：粗銑和精銑。工序#07：粗銑底面 選擇刀具，選取高速鋼三面銑刀 ap=1.5mm d 0 = 60mm, v = 85m / min, z = 4 進(jìn)給量和切削速度 根據(jù)銑床的功率 4.5KW，中等系統(tǒng)剛度。查表 fz=0.2mm。則 ns = 1000v = 1000 ′ 85 = 451.2 r 23 pd p′ 60 min 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)nw =475r/min。 v = pdnw = p′ 60 ′ 475 m = 89.5 m 1000 計算工時 1000 min min 切 削 工 時 l = 25mm, l1 = 1.5mm, l 2 = 3mm ， 則 機(jī) 動 工 時 為 tm = l + l1 + l 2 = 25 +1.5 + 3 = 0.311min nwf 475 ′ 0.2 工序#11：精銑底面 選擇刀具 選取高速鋼錯面三刃銑刀 ap = 0.5mm, d 0 = 60mm, v = 85m / min, z = 4 每次進(jìn)給量和速度： fz = 0.2mm / 齒， ns = pdnw = p′ 60 ′ 75 = 451.2r / min 1000 1000 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)取nw = 475r / min v = pdnw = p′ 60 ′ 475 = 89.5m / min 1000 1000 計 算 工 時 切 削 工 時 tm = l + l1 + l 2 = 25′ 0.5′ 3 = 0.30 min l = 25mm, l1 = 0.5mm, l 2 = 3mm ， 則 機(jī) 動 工 時 nwf 475 ′ 0.2 工序#10：鉆 2×?13 孔 1. 選擇刀具； 刀具選用錐柄麻花鉆 2. 確定進(jìn)給量 f； 根據(jù)參考文獻(xiàn)【6】表 2-7 得：當(dāng)鋼的sb ￡ 800MPa，d0 = ?12mm 時， f = 0.39 ~ 0.47m/r 。由于本零件在加工?13 孔時屬于低剛度零件，故進(jìn)給量乘以系數(shù) 0.75，則： f =（0.39 ~ 0.47）′ 0.75 = 0.29 ~ 0.35mm / r 根據(jù) Z3040 機(jī)床說明書，現(xiàn)取f = 0.25mm / r 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)【12】表 2-13 和表 2-14，查得切削速度 v = 18m / min 即: n = 1000 = 1000 ′18 = 477.78r / min w s pd p′12 取n w=480r / min ，故實際切削速度為： v = plw nw = p′112 ′ 480 = 18.1m / min 1000 1000 切削工時： l = 78mm, l1 = 1.5mm, l2 = 2.5mm ，則機(jī)動工時為： m t = l + l1 + l2 = 78 +1.5 + 2.5 = 0.683 min 3. 擴(kuò)孔到?13 nw f 480 ′ 0.25 選取 f = 0.57mm / r ，  v = (0.33 ~ 0.5)v鉆 = 4.2 ~ 6.3r/min 則主軸轉(zhuǎn)速為n = 34.8r / min ~ 52.4r / min ，按照機(jī)床說明書nw = 68r/min ，實際切削速度為： v = plwnw = p′12.8′ 68 = 2.7m / min 1000 1000 切削工時： l = 78mm, l1 = 2mm, l3 = 3mm, 則機(jī)動時間為： m t = l + l1 + l2 = 78 + 2 + 3 = 2.14min nw f 68′ 0.57 第3章 鉆 2×Φ13通孔夾具設(shè)計 3.1 鉆床夾具的主要類型 鉆床夾具簡稱鉆模，主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種： （1）固定式鉆模在使用中，這類鉆模在機(jī)床上的位置固定不動，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。 （2）回轉(zhuǎn)式鉆模這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向或徑向孔系。 （3）翻轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于?10 。它可以 減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡單，加工鉆模一般手工進(jìn)行翻轉(zhuǎn)， 所以夾具及工件應(yīng)小于 10 kg 為宜。 （4）蓋板式鉆模，這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便， 易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費(fèi)時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超 10kg。 （5）滑柱式鉆?；姐@模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。 3.2 鉆孔夾具的設(shè)計 1.鉆套 鉆套安裝在鉆模板或夾具體上，用來確定工件上加工孔的位置，引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工， 提高加工過程中工藝系統(tǒng)的剛性并防振。鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊鉆套兩大類。 a 固定鉆套 b 一可換鉆套。．快換鉆套 d 一特殊鉆套 2. 鉆模板 鉆模板用于安裝鉆套，確保鉆套在鉆模上的正確位置，鉆模板多裝在夾具體或支架上，常見的鉆模板有： a ．固定式鉆模板 b ．鉸鏈?zhǔn)姐@模板 c 可卸式鉆模板 d 懸掛式鉆模板。 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。鉆 2 ×?13 孔的鉆床專用夾具。由氣門搖桿軸支座圖可知，工件材料為 HT200。 3.3 夾具總體方案設(shè)計 方案 1：由零件圖可知，在鉆 2×?13 孔之前，氣門搖桿軸支座的兩個上下端面、 ?20 通孔的都已加工，且表面粗糙要求較高。為了減小定位誤差，按基準(zhǔn)重合原則選氣門搖桿軸支座的下端面設(shè)計基準(zhǔn)。對?13 孔為對稱分布的外圓柱表面再加底面進(jìn)行定位，從而使各個表面和軸槽均完全定位。下端面采用平面定位，限制 x 方向的轉(zhuǎn)動、y 方向的轉(zhuǎn)動和 z 方向的移動。左右圓柱面采用短 v 型塊定位，一個固定的 v 型塊限制 x 方向的移動和 z 方向的轉(zhuǎn)動，另一個 V 型快限制 y 方向的移動。 方案 2：加工此工序之前，氣門搖桿軸支座的兩個上下端面、?20 通孔的都已加工， 且表面粗糙要求較高。為了減小定位誤差，按基準(zhǔn)重合原則選氣門搖桿軸支座的下端和孔?20 為設(shè)計基準(zhǔn)。對下底面、圓柱一表面和?20 通孔進(jìn)行定位。下端面采用平面定位，限制 x 方向的轉(zhuǎn)動、y 方向的轉(zhuǎn)動和 z 方向的移動。?20 通孔采用短削邊銷定位限制 y 方向的移動。圓柱表面成對的浮動 V 型快限制 x 方向的移動，兩者配合限制 z 方向的轉(zhuǎn)動。這樣的定位方式簡單而且定位精度高。如圖 3.10 圖 3.10 3.4 定位方案的選擇 方案 1：由零件圖可知，在鉆 2×?13 孔之前，氣門搖桿軸支座的兩個上下端面、 ?20 通孔的都已加工，且表面粗糙要求較高。為了減小定位誤差，按基準(zhǔn)重合原則選氣門搖桿軸支座的下端面設(shè)計基準(zhǔn)。對?13 孔為對稱分布的外圓柱表面再加底面進(jìn)行定位，從而使各個表面和軸槽均完全定位。下端面采用平面定位，限制 x 方向的轉(zhuǎn)動、y 方向的轉(zhuǎn)動和 z 方向的移動。左右圓柱面采用短 v 型塊定位，一個固定的 v 型塊限制 x 方向的移動和 z 方向的轉(zhuǎn)動，另一個 V 型快限制 y 方向的移動。實現(xiàn)六點(diǎn)完全定位。為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用聯(lián)動夾緊工件快換裝置，并采用快換鉆套以利于在鉆穩(wěn)定加工。如圖 3.11 圖 3.11 方案 2：加工此工序之前，氣門搖桿軸支座的兩個上下端面、?20 通孔的都已加工， 且表面粗糙要求較高。為了減小定位誤差，按基準(zhǔn)重合原則選氣門搖桿軸支座的下端和孔?20 為設(shè)計基準(zhǔn)。對下底面、圓柱一表面和?20 通孔進(jìn)行定位。下端面采用平面定位，限制 x 方向的轉(zhuǎn)動、y 方向的轉(zhuǎn)動和 z 方向的移動。?20 通孔采用短削邊銷定位限制 y 方向的移動。圓柱表面一個滑動 V 型快限制 x 方向的移動，兩者配合限制 z 方向的轉(zhuǎn)動。這樣的定位方式簡單而且定位精度高。如圖 3.12 圖 3.12 3.5 定位分析及誤差計算 根據(jù)零件加工粗糙精度分析，孔?20 的精度最高。下底面和左右兩端面相對?20 孔都存在平行度和跳動度，。把孔?20 軸線作為設(shè)計基準(zhǔn)最為合適。方案 1 中?32 圓柱面作為基準(zhǔn)，加工過程中存在加工余量的不均勻，加大了定位誤差。所以定位方案最終選擇方案二。 造成定位誤差△D 的原因是，一是由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差△B；二是由于定位副的制造誤差，而引起的制造誤差，而引起定位基準(zhǔn)的位移，稱為基準(zhǔn)位移誤差△y。下底面為 9 級精度，由《機(jī)械制圖》表 9-6 查得標(biāo)準(zhǔn)公差值為 0.074mm，下底面相對孔?20 的平行度為 0.05?？?20 為 8 級精度，由《機(jī)械制圖》表 9-6 查的標(biāo)準(zhǔn)公差值為 0.033mm。 ?20 孔的同軸度誤差△T1=0.033mm，下底面的精度誤差為△T2=0.062。由《機(jī)械制造工藝與夾具》公式得： △D = △B + △y （3.8） =0.033+0.062 =0.095 所以誤差分析得：誤差最大為DDmax = 0.095 mm 3.6 切削力及加緊力的計算 1.切削力的計算，由參考文獻(xiàn)《13》查得： F 刀具：高速鋼麻花刀，尺寸為?12.軸向力，見參考文獻(xiàn)《9》 29 0 F = C f d zF f yF k （3.9） 式中： Cf = 420, Z f = 1.0, yF = 0.8, f = 0.35. k = ( HB )nF F 190 = ( 200 )1.3 = 1.06 190 F = 420 ′121.0 ′ 0.350.8 ′1.06 = 2123 (N) T 3. 轉(zhuǎn)矩計算 0 T = CT d ZT f yT k （3.10） = 0.206 ′122.0 ′ 0.350.8 ′1.07 =17.34 （N·m） 式中： CT = 0.206, Z = 2.0, yT = 0.8 4. 功率 Pm = Tv 30d0 = 17.34 ′16.95 = 0.726KW 30 ′12 計算切削力時，考慮安全系數(shù)安全系數(shù) K = K1K2 K3 K4 式中： 所以 K1 —基本安全系數(shù)：1.5 K2 —加工性質(zhì)系數(shù)：1.1 K3 —刀具鈍化系數(shù)：1.1 K 4 —斷續(xù)切削系數(shù)：1.1 F = KF = 1.5′1.1′1.1′1.1′ 2123 = 4239 (N) 5. 夾緊力計算 加 緊 方 式 為 M8 的 螺 釘 ， 由 文 獻(xiàn) 【 13 】 查 的 ： M = 6mm，L = 280mm, t = 1mm ，P = 60N 夾緊力： W = P ′ L r ′ tg (a + b1 )  （3.11） 其中： W — 工作夾緊力 a— 螺紋升角，tga=  t 2p′ r b1 — 螺紋配合的摩擦角，可取8.5° t — 螺紋螺距 由公式可求得： W = 7629.9 N＞ 4239 N。由于夾緊力大于切削力，所以工件不會在切削時轉(zhuǎn)動，可以安全加工工件 3.7 對刀及導(dǎo)引裝置設(shè)計 加工 2×?13 孔只需引導(dǎo)裝置，引導(dǎo)裝置由一個引導(dǎo)孔和一個固定裝置組成。引導(dǎo)孔固定在壓緊板上面，導(dǎo)程套限制引導(dǎo)孔的轉(zhuǎn)動。如圖 3.13 圖 3.13 3.8 夾緊操作動作說明 氣門搖桿軸支座在底座上面，將?20 孔對齊削邊銷放入夾具中，移動 V 型塊從側(cè)面卡住工件，將工件完全定位。然后將對角的夾緊板放下，用螺栓擰緊，固定住工件，開始加工?13 孔。具體操作如下： 圖 3.14 圖 3. 設(shè)計心得 夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，是機(jī)械制造中的一項重要工藝裝備。它可以保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量、減輕勞動強(qiáng)度、輔助產(chǎn)品檢測、展示、運(yùn)輸?shù)取Ｔ趥鹘y(tǒng)制造,現(xiàn)代制造系統(tǒng),夾具都是十分重要的。因此,夾具設(shè)計是我們機(jī)械專業(yè)學(xué)生必須掌握的。在這次氣門搖桿軸支座夾具的設(shè)計中，我們綜合的運(yùn)用了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造基礎(chǔ)等學(xué)科的知識，使我們對這些專業(yè)知識有了更加深刻的了解，為我們的畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。并且我們初步具備了設(shè)計簡單零件夾具的能力。 參考文獻(xiàn) [1]《機(jī)械制造工藝與夾具》.主編:蘭建設(shè).機(jī)械工業(yè)出版社 [2]《金屬切削與刀具》.主編:唐建生.武漢理工大學(xué)出版社,2009 [3]《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》.主編:李益民.機(jī)械工業(yè)出版社 [4]《金屬屬切削手冊》.主編:史全富.上海科學(xué)技術(shù)出版社,2000 [5]《機(jī)械制圖》.主編:劉家平.武漢理工大學(xué)出版社 [6]《互換性與精度檢測》.主編:王宇平.化學(xué)工業(yè)出版社,2012. [7]《工程力學(xué)》.主編:鄭國軍.河南科技技術(shù)出版社 [8]《機(jī)械零件課程設(shè)計》.主編:于興芝.機(jī)械工業(yè)出版社 [9]《機(jī)械加工工藝人員手冊》.主編:楊叔子.機(jī)械工業(yè)出版社,2011.1 [10]《特種機(jī)械加工技術(shù)》.主編:趙如富.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2006.10 [11]《工程材料與成型工藝》.主編:唐建生.武漢理工大學(xué)出版社,2008.1 [12]《機(jī)械制造基礎(chǔ)》.主編:張曉妍.河南科學(xué)技術(shù)出版社,2012.9 [13]《機(jī)床夾具設(shè)計》.主編:薛源順.機(jī)械工業(yè)出版社,2000 [14]《機(jī)械制圖》.主編:何銘新.高等教育出版社  附 錄 鉆f13 孔夾具三維圖 此夾具用于鉆?13 孔的定位和夾緊，下底面、削邊銷和滑動 V 型塊對工件進(jìn)行定位， 上面的夾緊板與轉(zhuǎn)動支撐板配合，用螺釘擰緊，對工件進(jìn)行夾緊。 圖 Ⅲ 夾具三維圖 35 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 零件名稱 氣門搖桿軸支座 切削液 共 頁 工序名稱 鉆 2×?13 孔 工序號 #80 第 頁 設(shè) 計 校 對 修 改 審 核 機(jī) 床 夾 具 名稱 鉆?13 孔專用夾具 序號 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 型 號 刀輔具名稱 量檢具名稱 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度mm 切削寬度mm 基本時間min 1 鉆 2×?12 孔 Z23040 立式鉆床 錐柄麻花鉆 游標(biāo)卡尺 480 18.1 0.25 78 ?12 0.683 2 擴(kuò)?13 Z23040 立式鉆床 錐柄麻花鉆 游標(biāo)卡尺 68 2.7 0.57 78 ?13 2.14