铣气门摇臂轴支座φ18mm孔两端面的铣床夹具设计.docx

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1、一零件的分析1（一）零件的作用1（一）零件的工艺分析1二工艺规程设计2（一）确定毛坯的制造形式2（一）基面的选择2（三）定位与夹紧方案3（四）制定工艺路线3（五）选择加工设备及刀、夹、量具4（六）加工工序设计5三夹具设计13（一）零件本工序的加工要求分析13（二）拟定定位方案和选择定位元件14（三）定位误差计算14（四）确定夹紧方案14（五）确定对刀装置14（六）夹具精度分析和计算15四设计小结17参考文献19-零件的分析（一）零件的作用题目所给定的零件（见图1）是1105柴油机中摇臂座结合部的气门摇臂轴支座。18廿期面孔装摇臂轴，轴上两端各装一进、排气门摇臂。16/3mm孔内装一减压轴，用于

2、降低气缸内压力，便于起动柴油机。两孔间距该为560.05三n,可保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。零件通过11mm孔用M10螺杆与气缸盖相连。II 氏淤 Iil_1.aHIjI*力13;ttH;5.#琳:BTlM.（二）零件的工艺分析该零件上的主要加工面为182711m,16027mm,Umm孔以及各孔两端面。18r7mm孔的尺寸精度，与A面的平行度为O.05mm,两端面对孔中心线的圆跳动为0.1mm,直接影响摇臂轴对A面的平行度，以及进排气门摇臂的同轴度。因此，在加工它们时，最好能在一次装夹下将两端面同时加工出来。16r27mm孔的尺寸精度，与A面的平行度为0.05mm,直接影响减压轴与

3、A面的平行度。该孔与中1827mm间距尺寸精度为560.05mm,直接影响减压轴在摇臂上打开气门。由参考文献1中有关面和孔的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。二工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式根据零件材料确定毛坯为铸件。由题目知零件的生产纲领为1万件/年。由参考文献2表1-4、表1-3可知，其生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。零件有肋板结构，故需要挖砂造型。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。由参考文献3表2.3-6可知，该种铸件的尺寸公差等级为IT8-10级，加工余量等级MA为G级。故取IT为10级，MA为

4、G级。（二）基面的选择1 .精基准的选择：气门摇臂轴支座的A面和Ilmm孔是设计基准，用它们做精基准，其余各面和孔的加工也能用它定位,这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，A面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。2 .粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择中Urnm孔上端面，以及18；。27mm和中16/27mm两端面为粗基准，第一，在保证各加工面均有余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；第二，保证装入各孔的零件定位准确，夹紧可靠，且能够按要求正常工作。（三）定位与夹紧方案最先进行机械加工的表面是精基准A面和llmm孔，因此可用一块支撑板限制A面的3个自由

5、度，用一跟心棒插入中IImm孔限制2个自由度，再用一个防转销顶在16fmm孔的旁侧，这样，工件的6个自由度全部被限定。最后，用螺栓与支撑板进行夹紧。综上所述，考虑到方案的可操作性，兼顾工作效率，本方案采用一根特殊的，两端带螺纹，中间带支撑板的定位销来完成定位与夹紧。（四）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用专用夹具，并尽量使工序集中以提高生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。因此，确定各表面的加工方法为，A面：粗铳一半精铳；中Umm孔另一端面：粗铳；18

6、卅27小小孔两端面：粗铳f半精铳；中1627mm孔两端面：粗铳；Umm孔：钻；1627mm孔：钻f扩一钱；18/27m孔：钻f扩一较。因为中16-27mm孔与18川27四孔有较高的平行度及位置精度要求，故它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹下将两空同时加工出来，以保证其精度要求。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将A面、llmm孔另一端面，以及16027mm孔与18;0027mm孔两端面的粗加工放在前面，精加工放在后面。因此，拟订工艺路线方案如下:序号工序内容简要说明铸造时效消除内应力涂底漆防止生锈10钳工划线校正各孔中心20粗铳A面及l1mm孔另一端面先

7、加工基准面30半精铳A面提高基准精度40钻l1mm孔后加工孔50粗铳16mm孔及Igo。mm孔两端面先加工面60钻扩校中1635mm孔至孔口倒角145留精扩校余量70钻扩校中1804mm孔至中1704mm,孔口倒角145留精扩校余量80精扩校16/35mm孔，并提高精度至16；mm提高精度90精扩较l8；0040mm孔，并提高精度至l8；0027mm提高精度100检验110入库（五）选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批量生产，加工设备易以通用机床为主,配以专用夹具，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。粗铳A面及中U孔另一端面，采用卧式双面组合铳床，因切削功率较大，应采用功

8、率为5.5KW的1TX32型铳削头，选择直径为40mm的C类可转位面铳刀（参考文献3表4.4-40）专用夹具，游标卡尺。半精铳A面，采用卧铳，选择X62W卧式铳床（参考文献3表3.1-73）,刀具型号与粗铳相同。采用半精铳专用夹具及游标卡尺、刀口型直尺。粗铳16孔及18孔两端面，采用功率为5.5KW的ITX32型铳削头，选择直径为“35mm的C类可转位面铳刀，机床为卧式双面组合铳床，专用夹具、游标卡尺。钻孔较16孔直15,18孔直17,孔口倒角1X45,钻孔选用摇臂钻床Z3025（参考文献3表3.1-30）锥柄麻花钻（参考文献1表4.3-9）锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角。选用锥柄机用绞刀、专用夹

9、具、快换夹头、游标卡尺及塞规。（六）加工工序设计1.工序20粗铳及工序30半精铳A面工序查参考文献3表2.3-59,得平面加工余量Z甲为0.9mm,ATn已知A面总余量Z均为4mm,故粗加工余量2御=4-0.9=3.Immo查参考文献表2.4-73,取粗铳的每齿进给量为fz=0.2mmz,取精度铳的每转进给量产0.5m机，粗铳走刀1次,ap-ti.5mm,精铳走刀1次，ap=l.5mm0查参考文献3表3.1-74,取粗铳的主轴转速为15（kmin,取精铳的主轴转速为3004min0又前面已选定铳刀直径D为640mm,故相应的切削速度为：Dn % 10003,14X40X1501000=18.8

10、4mmin=37.68 m/min-Dn3.14X40X300“精一000_1000校核机床功率（只校核粗加工工序）：切削功率为:匕二167.910-5araeznkpm取Z=Io个齿，则n=-=2.5rs=168mmap=3.5mmfz=0.2mmzkpm=代入式中得：pn,=167.9XIO53.50-9O.2074X168102.56.62kw由文献3表3.1-73得机床功率为7.5kw,取效率为0.85,则7.50.85=6.375kw6.62kw故重新选择主轴转速为1184min,则：JrDn3.1440118iz.V*o=14.8m/min粗IoOO1000带入PM公式得：Pm=I

11、67.9IO5X3.50-9XO.2074X1681015.2kw15.63Nm它们均小于机床的最大进给力7840N和机床的最大扭转力矩196Nnb故机床刚度足够。3.粗铳16；。UnIm孔及中18r27mm孔两端面工序计算与工序20相同，取粗铳的每齿进给量为人=().2三z,取精度铳的每转进给量产05%帆，粗铳走刀1次，p=3.5mm,精铳走刀1次，=1.5mmo查参考文献3表3.1-74,取粗铳的主轴转速为15O“min,取精铳的主轴转速为30(kmin又前面已选定铳刀直径D为19mm,故相应的切削速度为：JTDn 3.14X35X150“粗一000_ IOOOJIDn 3.1435300

12、 一 / .%=1。一1000与2.97 mmn=16.485 m/min机床的功率校核同工序20。4.钻扩钱18；0040mm孔至中1704mm工序1704mm孔的扩校余量参考文献表2.3-48取Z扩=1.3InnbZ较=0.2mm,由此可算出Z钻=IT.3-0.2=7mm。各工序的余量和工序尺寸及公差列于表K表118；财mm孔各工序余量和工序尺寸及公差(mm)加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差17j0040钻7.51517j0040扩1.3H9616.8/05817j0040钱0.2F817;0040参考文献3表2,4-38,并参考Z3025机床说明书，取钻6参考文献3表2.4-4

13、1,用插入法求得钻15孔的切削速度v=0.545ms=32.7z11min,由此算出转速为：100Ov1OOO32.7匚八oo/.n=650.88wmmd3.14X151按机床实际转速取n=590rmin,则实际切削速度为：v=3.1415X590/1000=27.789mmin参考文献3表2.4-41,得：Ff=98.142.7J008kF(N)M=9.810.021盘08kM(Nm)分别求出钻18孔的Ff和M如下：Ff=98,142.7150.481=2836NM=9.810.0211520.4081=22.73Nm它们均小于机床的最大进给力7840N和机床的最大扭转力矩196Nm,故机床刚度足够。扩l6.8；。58孔，参考文献3表2.4-50,并参考机床实际进给量，取f=0.3w。参考文献1表3-54,扩孔的切削速度为(g故取K*-=t=-27.789=13.89Mmin力/钻2由此算出转速为