氣門搖桿軸支座的銑3mm軸向槽夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備說明書,氣門,搖桿,支座,mm,軸向,夾具,設(shè)計(jì),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(gè)重要零件。課程設(shè)計(jì)課題是搖桿軸支座加工工藝規(guī)程與專用夾具設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)中綜合應(yīng)用了工程圖學(xué),機(jī)械設(shè)計(jì), 機(jī)械制造工程學(xué),機(jī)械幾何精度設(shè)計(jì)等相關(guān)課程知識(shí)。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(gè)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(dòng)。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(dòng),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(jì)在搖桿軸支座工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(jì)進(jìn)行了專用夾具的設(shè)計(jì),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(jì),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(jì) 關(guān)鍵詞：氣門搖桿軸支座，工藝分析，工藝設(shè)計(jì)，夾具設(shè)計(jì)  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(jì) 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(shí) 11 第3章 氣門搖桿軸支座銑槽夾具設(shè)計(jì) 15 3.1 氣門搖桿軸支座銑槽夾具的定位方案 15 3.2 氣門搖桿軸支座銑槽夾具的總體方案 16 3.3 氣門搖桿軸支座銑槽夾具的定位分析與誤差計(jì)算 16 3.4 氣門搖桿軸支座銑槽夾具的切削力和夾緊力計(jì)算 17 3.5 氣門搖桿軸支座銑槽夾具的夾緊操作說明 18 設(shè)計(jì)心得 20 參考文獻(xiàn) 21 前言 夾具課程設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié),它既要求我們通過設(shè)計(jì)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(jì)的基本能力,這也為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)踐活動(dòng)后,此次的設(shè)計(jì)是對(duì)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(jì)的基本原理和方法;鍛煉自己熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能。而實(shí)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(jì)肯定在設(shè)計(jì)過程中有很多與實(shí)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(gè)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(gè)裝一個(gè)進(jìn)氣搖桿，搖桿通過兩個(gè)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(dòng)。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(dòng)，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(duì)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(duì)孔?20 軸線的跳動(dòng)度為 0.05，直接影響到進(jìn)氣孔和排氣門的傳動(dòng)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(dòng)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(shí) 以 下 端 面 為 定 位 基 準(zhǔn) ， 以 保 證孔軸相對(duì)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(jí) 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(jì) 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(jì)算,核查該零件質(zhì)量約為 3Kg,由<機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(shí)效處理。由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2-12 可知該鑄造公差等級(jí)為 CT10~11,加工余量等級(jí)為 MA 為 H 級(jí)。故取 CT 為 10 級(jí)，MA 為 H 級(jí)。 表 2.1 加工余量表 加工表面 基本尺寸/mm 加工余量等級(jí) 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(dòng)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(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對(duì)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(shí)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(duì)?20 孔的平行度和左右端面相對(duì)?20 孔的跳動(dòng)度。 2.3.2 擬定機(jī)械加工工藝路線 制定工藝路線時(shí)，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?yàn)樽笥覂擅婢鶎?duì)?20 孔有較高的跳動(dòng)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(hào) 工序內(nèi)容 #01 鑄造 #02 時(shí)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(hào) 工序內(nèi)容 #01 鑄造 #02 時(shí)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(gè)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(shí)，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(dòng)，故應(yīng)當(dāng)選擇銑削加工。因?yàn)樵诹慵D紙中要求左右端面的跳動(dòng)度為 0.06，所以需要同時(shí)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(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少受力變形和受熱變形對(duì) 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(dòng)度和平行度。所以我們將孔?20 作為基本基準(zhǔn)，首先對(duì)她進(jìn)行加工，保證左右兩端面和底面對(duì)孔?20 的跳動(dòng)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(hào) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) #01 鑄造 #02 時(shí)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(cè)》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(cè)》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(shí)心鑄造。 4.軸向槽,因尺寸不大,很難鑄造成型,故采用實(shí)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(cè)》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(shí)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(dòng)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(jì)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(shí) 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(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取 f=0.1mm/r,n w=198r/min, 實(shí)際切削速度 v=9.33m/min。 切削工時(shí)， l = 42mm ， l1 = 0.1mm, l2 = 3mm 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 tm =（198 + 0.1+ 3）/198 ′ 0.1 = 2.28 min 加工工藝精度相對(duì)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 18 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(jì)算工時(shí) 1000 min min 切 削 工 時(shí) l = 25mm, l1 = 1.5mm, l 2 = 3mm ， 則 機(jī) 動(dòng) 工 時(shí) 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(cuò)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(jì) 算 工 時(shí) 切 削 工 時(shí) tm = l + l1 + l 2 = 25′ 0.5′ 3 = 0.30 min l = 25mm, l1 = 0.5mm, l 2 = 3mm ， 則 機(jī) 動(dòng) 工 時(shí) 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(shí)， f = 0.39 ~ 0.47m/r 。由于本零件在加工?13 孔時(shí)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(shí)際切削速度為： v = plw nw = p′112 ′ 480 = 18.1m / min 1000 1000 切削工時(shí)： l = 78mm, l1 = 1.5mm, l2 = 2.5mm ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)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(shí)際切削速度為： v = plwnw = p′12.8′ 68 = 2.7m / min 1000 1000 切削工時(shí)： l = 78mm, l1 = 2mm, l3 = 3mm, 則機(jī)動(dòng)時(shí)間為： m t = l + l1 + l2 = 78 + 2 + 3 = 2.14min nw f 68′ 0.57 第3章 氣門搖桿軸支座銑槽夾具設(shè)計(jì) 本夾具圖 3-11 是工序 90 用高速鋼銑刀加工寬度為 3 的缺口槽的專用夾具，在立式鉆床加工氣門搖桿支座的一個(gè)通孔（工序 70）的軸線作為精基準(zhǔn)。如圖 3-11 所示，本夾具由底板（灰）、對(duì)刀架（藍(lán)）、自位支承軸承座（深綠）、半缺口銷釘軸（嫩綠）、螺母（棕）、自位支承軸（紫）、兩個(gè)球面墊圈（粉紅）和四個(gè)螺釘（紅）組成。 圖 3-16 3.1 氣門搖桿軸支座銑槽夾具的定位方案 工件以φ20 通孔軸線與其下端面為定位基準(zhǔn),采用平面與銷釘軸組合定位方案,在半缺口銷釘軸與下底面定位。如圖 3-19 所示，下底面由自位支承圓板限制 1 個(gè)自由度, 精基準(zhǔn)軸線由半缺口銷釘軸（設(shè)置為半缺口是為了便于加工徹底）限制 4 個(gè)自由度，球面點(diǎn)券以及螺母限制 1 個(gè)自由度。y 軸方向移動(dòng)自由度由螺母限制,此處白由度原本無需限定,但為了使對(duì)刀更快,所以添加了該螺母進(jìn)行限制，除此之外，在工件上部加了一個(gè)帶 U 形通孔的對(duì)刀板，使對(duì)刀更精準(zhǔn)。同時(shí)為保證該結(jié)構(gòu)的剛性,采用工件下的墊板作為輔助支承。 23 圖 3-17 3.2 氣門搖桿軸支座銑槽夾具的總體方案 方案：對(duì)工件零件圖的結(jié)構(gòu)以及技術(shù)要求分析之后，我們組內(nèi)制定了合理的工序。因而，本夾具是第四步銑槽機(jī)加工的專用夾具，在銑槽之前，工序 70 已經(jīng)把φ20 的孔加工出來了，在滿足孔內(nèi)沿粗糙度為 R3.2，軸線與下表面的平行度為 0.05 的要求下， 本工序只需保證保證寬度為 3 的缺口槽，表面粗糙度為 R12.5。因此，選取以φ20 孔的軸線為基準(zhǔn) A(精基準(zhǔn)）和下底面為基準(zhǔn) B，在立式銑床用 D20 高速鋼銑刀加工該缺口槽即可。 3.3 氣門搖桿軸支座銑槽夾具的定位分析與誤差計(jì)算 由工件零件圖的精度要求可知，φ20 孔的精度最高，下底面和左右兩端面相對(duì)φ20 孔都存在跳動(dòng)和平行度。因此，為了最大程度減小定位誤差，把φ20 孔的軸線作為精基準(zhǔn)最為合理。 選定方案之后，我們分析出方案中主要造成定位誤差的原因如下： 1）定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差△jb 2）定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差△jw 已知下底面的精度等級(jí)為 9 級(jí)，由《機(jī)械制圖》表 9-6 查得標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值為 0.074mm， 因而，下底面相對(duì)φ20 孔的平行度為 0.05，而φ20 孔的精度等級(jí)為 8 級(jí)，則它的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值為 0.033mm。 φ20 孔的同軸度誤差△T1=0.033mm，下底面的平行度誤差△T2=0.062mm。由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》中圖 4-36 得出公式： △dw=△jb+△jw （3.12） =0.033+0.074 =0.107 所以誤差分析得出：定位誤差最大為 0.107mm。 3.4 氣門搖桿軸支座銑槽夾具的切削力和夾緊力計(jì)算 (1) 切削力計(jì)算 該工序采用的刀具是高速鋼銑刀，尺寸為φ3，兩個(gè)刀片刃口，銑槽時(shí)的切削功率和走刀抗力。已知切削條件為工件材料 HT200,刀具材料為高速鋼,銑刀槽寬 B=3mm,只需向下銑削 t=12mm，銑削用量 V=16m/min，Sz=0.1mm/齒。 受軸向力和徑向力。查閱《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》以及《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》可得銑 削力： F = CF q F d o  x F . ap  y F uF f z ae z wF n  （3.13） CF = 650, ap = 4mm, xF = 1.0, f z = 0.08mm, 式中： yF = 0.72, ae = 4mm uF = 0.86, d0 = 5mm, qF = 0.86, wF = 0, z = 3 所以： F = 650 ′ 4 ′ 0.080.72 ′ 40.86 ′ 3 50.86 = 1256.26N 徑向分力：軸向分力： F = F 實(shí) FH = 1.1F實(shí) = 1381.886 N FV = 0.3F實(shí) = 376.878N (2) 夾緊力計(jì)算 夾緊方式為直徑為 10mm 帶螺紋的自位支承軸的軸向螺旋夾緊和 M20 的螺母軸向螺旋夾緊。 查閱《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》得： K = K1 ′ K2 ′ K3 ′ K4 （3.14） 式中: K 1 ---基本安全系數(shù) 1.5 K 2 ---加工性質(zhì)系數(shù) 1.1 K 3 ---刀具鈍化系數(shù) 1.1 K 4 ---斷續(xù)切削系數(shù) 1.1 故夾緊力： F = KFH =1.5×1.1×1.1×1.1×1256.886=2508.123N 由于 FQ 恒大于 (FP + W ) / m（ m為工件與定位元件間的摩擦系數(shù)），所以在設(shè)定的夾緊力作用下工件不會(huì)在銑削時(shí)運(yùn)動(dòng)，可以安全加工工件。 3.5 氣門搖桿軸支座銑槽夾具的夾緊操作說明 首先將氣門搖桿軸支座的φ20 孔與半缺口銷釘軸配合，然后把工件放置于下端 V 形塊上，接著緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)自位支承軸使前端的圓盤和工件的下底面接觸直至工件 x 軸方向無法移動(dòng)，然后在工件φ20 孔兩端放上缺口球面墊圈 設(shè)計(jì)心得 (1) 本次課程設(shè)計(jì)使我明白了工序制定對(duì)機(jī)械加工的重要性，所以我們首先必須仔細(xì)查閱相關(guān)書籍來嚴(yán)格制定合理的工序方案； (2) 課程設(shè)計(jì)期間，我們組內(nèi)分工后，每個(gè)人選取了自己負(fù)責(zé)的加工過程，初步擬定夾具設(shè)計(jì)方案，最好多擬定一些可行方案，選取最佳方案進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)思； (3) 在最為重要的三維軟件建模過程中，依然要邊畫邊不斷完善夾具結(jié)構(gòu)，制出最終的夾具裝配圖，長時(shí)間使用三維制圖軟件 proe wildfire 不僅極大增強(qiáng)了我對(duì)該軟件的熟練度，還提高了我的空間想象能力，為以后實(shí)際工作中遇到更為復(fù)雜的夾具設(shè)計(jì)的三維制圖操作打下初步基礎(chǔ)。 附 錄 Ⅳ 銑缺口槽夾具三維圖 本夾具圖 Ⅳ 是工序 90 用高速鋼銑刀加工寬度為 3 的缺口槽的專用夾具，在立式鉆床加工氣門搖桿支座的一個(gè)通孔（工序 70）的軸線作為精基準(zhǔn)。 圖 Ⅳ 夾具三維圖 設(shè)計(jì)心得 本次課程設(shè)計(jì)歷經(jīng)兩周，從搜集、準(zhǔn)備參考資料，到完成機(jī)械加工工藝及比較完成工藝卡及其相關(guān)計(jì)算，完成零件定位分析，我們小組分配好任務(wù)，各自負(fù)責(zé)一步工序，完成了 CAD 毛坯圖。通過查閱資料，討論和咨詢老師完成了工件的定位分析。在氣門搖桿軸支座銑底面夾具的設(shè)計(jì)方面，經(jīng)過了仔細(xì)斟酌，提出兩種可行方案，再到深入分析，對(duì)其進(jìn)行誤差分析和定位分析，最后確定最佳方案。完成前序工作，再用 proe 繪制出三維夾具圖，最后完成個(gè)人工序。  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(jì)簡明手冊(cè)》.主編:李益民.機(jī)械工業(yè)出版社 [4]《金屬屬切削手冊(cè)》.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(cè)》.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(jì)》.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(cè)》.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(jì)》.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 26