设计“进气摇臂”零件的机械加工工艺规程及钻φ27钻床夹具

课程设计(论文)题目名称设计“进气摇臂”零件的机械加工工艺规程及钻φ27钻床夹具课程名称汽车制造工艺学学生姓名林常成学号0841128030系、专业机械与能源工程系车辆工程指导教师刘玉梅2011年12月1日邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业08车辆工程姓名林常成学号0841128030题目名称设计“进气摇臂”零件的机械加工工艺规程及钻Φ27钻床夹具设计时间2011．8．29—2011．9．16课程名称汽车制造工艺学课程设计课程编号设计地点1A808一、课程设计（论文）目的（1）能熟练应用汽车制造工艺学课程的基本理论以及在实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧及工艺践线安排、工艺尺寸确定和夹具设计等问题，保证零件的加工质量。（2）提高产品结构设计能力。（3）学会使用手册及图表资料。二、已知技术参数和条件1、进气摇臂产品图；2、夹具设计手册3、机械制造工艺手册4、课程设计指导书三、任务和要求（1）应用计算机绘制给定的产品图。（2）完成给定的产品图的加工工艺规程设计及某二道工序过程卡。（3）完成给定的产品图工艺过程某道工序的机床的夹具装配图。（4）完成机床夹具的零件图。（5）完成课程设计说明书。注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）1、夹具设计手册2、机械制造工艺手册3、课程设计指导书4、在相关工厂已完成了生产实习五、进度安排8月29日：明确设计任务，收集有关资料；9月30日——9月2日：工艺方案设计和指定工序夹具方案设计；9月3日——9月9日：工艺规程设计、工序设计和夹具装配绘制；9月10日——9月13日：夹具零件图绘；9月14日——9月15日：设计说明书撰写9月16日：答辩；9月17日：整理课程设计资料归档。六、教研室审批意见教研室主任（签字）：年月日七、主管教学主任意见主管主任（签字）：年月日八、备注指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名林常成学号0842128030系机械与能源工程系专业班级08车辆工程题目名称设计“进气摇臂”零件的机械加工工艺规程及钻φ27钻床夹具课程名称汽车制造工艺学一、学生自我总结这次课程设计对我来说是个很大的挑战，，我对夹具中定位掌握的不是很好，第一次完成后，有很多地方设计有误，如定位不完全，缺少必要定位零件等等。第二次修改，我有查阅大量资料，上各大机械论坛讨论，最后在原来基础上修改了第一次的错误，并在原来的定位元件上加入了辅助支撑。本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。同时要求CAD作图，对我的作图能力也是个考验。将近一年没作图，螺栓的画法都忘了，又要回过头去查阅机械制图手册，本次课程设计收获还是挺大的，既复习巩固了以前的知识，还培养了自己的自学与创新能力。学生签名：年月日二、指导教师评定评分项目综合成绩权重单项成绩指导教师评语：指导教师（签名）：年月日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计这几方面的知识。“进气摇臂”零件的加工工艺规程及其钻Ф27孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的功用再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、夹紧、定位。目录1设计任务……………………………………………………………12零件分析……………………………………………………………12.1零件的功用分析…………………………………………………12.2零件的工艺分析…………………………………………………13机械加工工艺规程制定……………………………………………13.1确定生产类型……………………………………………………13.2确定毛坯制造形式………………………………………………13.3选择定位基准……………………………………………………23.4选择加工方法……………………………………………………23.5制定工艺路线……………………………………………………23.6确定加工余量及毛坯尺寸………………………………………43.7工序设计…………………………………………………………53.8确定切削用量和基本时间………………………………………64专用机床夹具设计…………………………………………………84.1接受设计任务，明确加工要求…………………………………94.2确定定位方案，选择定位元件…………………………………94.3确定夹紧方案，设计夹紧机构…………………………………94.4确定导向方案和选择导向元件…………………………………94.5夹具体的设计……………………………………………………94.6夹具精度分析……………………………………………………104.7绘制夹具装配图，标注有关尺寸及技术要求…………………105参考文献……………………………………………………………116致谢…………………………………………………………………111设计任务设计“进气摇臂”零件的机械加工工艺规程及钻Φ27钻床夹具。解决零件在加工中的定位、夹紧及工艺践线安排、工艺尺寸确定和夹具设计等问题，保证零件的加工质量。2零件分析2.1零件的功用分析题目所给的“气门摇臂”零件是内燃机进排气系统的一个主要部件，内燃机中，每个汽缸配备两个摇臂，摇臂穿于轴上。作用：曲轴的旋转推动推杆上下运动，推杆推动轴上的摇臂摆动，从而推动气门的开启，摇臂端面孔与轴的配合。2.2零件的工艺分析零件材料是45钢，该材料有较高强度、耐磨性、耐热性和减震性，该零件的主要加工Φ27孔两端面、Φ27孔、M10的螺纹孔以及R12.5的圆弧面，它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以Φ27孔为基准加工孔两端面保证垂直度0.025mm。（2）加工圆弧面保证平行度0.02mm。由以上分析可知，对于M10的螺纹孔以及R12.5的圆弧面而言，可以借助于专用夹具加工表面，并且保证它们之间的位置精度要求。3机械加工工艺规程制定3.1确定生产类型由设计任务书知道该零件的设产类型为大批量生产。技术要求：1.拔模斜度10°，未注锻造圆角为R2-R3。2.锻件应该喷丸处理，不许有裂纹，折痕，夹渣等缺陷和表面氧化皮，喷丸后涂防锈磁漆。3.调质处理，硬度为HRC25-32，头部R12.5淬硬为HRC48-55。4.去除锐边毛刺。3.2确定毛坯制造形式零件材料是45钢，毛坯为锻件。考虑到零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。此外，考虑到残余应力，锻造后安排退火处理。由技术要求知拔模斜度为10°。3.3选择定位基准(1)粗基准的选择：选取小平台外圆面为定位基准，利用V型块定位。(2)精基准的选择：精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算。对本零件来说，一端面和Φ27孔是装配基准，又是设计基准，用它作精基准,使加工遵循“基准重合”原则，另外摇臂属于不规则体，还需要一定位基准，根据加工实际要求，加工端面Φ27孔时，采用小平台配合定位。1)保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔加工余量尽量均匀。2)保证零件与轴装配的精度。3)保证定位准确加紧可靠，零件以V型块和挡销为定位元件，加工表面及孔。3.4选择加工方法由于生产类型为大批量生产，故采用专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。根据各表面加工方法可以达到的经济精度，确定各表面加工方法如下：Φ27孔：钻——扩——绞Φ27孔两端面：铣小平台：铣油孔：钻圆弧面：铣——精磨螺纹孔：钻——攻丝——倒角3.5制定工艺路线工艺路线一安排如下：序号工序内容简要说明1锻造2退火消除内应力3铣Φ27孔后端面4铣Φ27孔前端面5钻Φ27孔6扩Φ27孔7绞Φ27孔，倒角8去毛刺9铣小平台10钻M10螺纹孔底孔11攻螺纹M10×1-2，倒角12铣R12.5圆弧面13精磨R12.5圆弧面14钻油孔15调质淬火16去锐边毛刺，清洗17喷丸处理，涂漆18检验入库工艺路线二安排如下：序号工序内容简要说明1锻造2退火消除内应力3钻Φ27孔，倒角4铣Φ27孔后端面5铣Φ27孔前端面6铣小平台7钻M10螺纹孔底孔8攻螺纹M10×1-2，倒角9铣R12.5圆弧面10精磨R12.5圆弧面11钻油孔12调质处理13去锐边毛刺，清洗14检验入库工艺方案分析工艺方案一和方案二的区别在于方案一中有钻，扩，铰Φ27孔的工序，而方案二只有钻Φ27孔的工序，不能很好的达到粗糙度1.6的精度。而方案二将钻Φ27孔工序提前到铣Φ27孔端面之前，有利于保证以Φ27孔为基准铣Φ27孔端面的垂直度（0.025mm）要求。各工序之间应该穿插一些去毛刺和清洗等工序，这样可以修正由于基准不重合造成的加工误差。对各方案进行综合分析，两者优点结合起来，最后的加工路线确定如下：序号工序内容简要说明1锻造2退火消除内应力3钻孔至Φ25mm4扩孔至Φ26mm5绞Φ27mm孔，倒角6去毛刺7铣Φ27孔后端面8铣Φ27孔前端面9铣小平台（M10两端面）10钻M10螺纹孔底孔11攻螺纹M10×1-2，倒角12铣R12.5圆弧面13精磨R12.5圆弧面14钻油孔15调质淬火16去锐边毛刺，清洗17喷丸处理，涂漆18检验入库3.6确定加工余量及毛坯尺寸3.6.1确定加工余量该零件材料为45-GB699-65,锻造，大批生产。由《机械制造工艺设计简明手册》查得锻件尺寸公差为CT12-CT14。根据估算锻件质量，，加工精度及锻件形状复杂系数，由《机械制造工艺设计简明手册》可查得除孔以外表面的加工余量表中余量值均为单边余量。(1)锻件质量：根据成品质量0.3kg估算为0.6kg。(2)加工精度：零件除控以外的各表面为一般加工精度。1F(3)锻件形状复杂系数s:外廓包容体锻件mms查《机械制造工艺设计简明手册》可定形状复杂系数0.3/0.6=0.5,属于一般级别。参考文献《机械加工工艺手册》用查表法确定各表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值端面25H3小平面17G2圆弧面14G1.5拔模斜度10°。3.6.2绘制毛坯简图3.7工序设计3.7.1选择加工设备与工艺设备由于气门摇臂的生产类型为大批大量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。(1)钻中间孔：考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立式钻床，选择Z525立式钻床，选择直径为25的麻花钻头，专用夹具和0－150/0.02游标卡尺。(2)铣中间孔端面：采用普通铣床，选择XA5032立式铣床，YT15尖刀，专用夹具和0－300/0.02游标卡尺。(3)铣M10螺纹孔端面：采用立式铣床，选用XA5032立式铣床，盘铣刀，专用夹具和0－300/0.02高度尺。(4)铣R12.5圆弧面：选用XA61立式铣床，专用圆弧铣刀，专用夹具和0－300/0.02高度尺。(5)磨R12.5圆弧面：选用平面磨床M7130，成型砂轮（GB60ZRP350）,专用夹具和0－300/0.02高度尺。25127(6)钻油孔：采用Z525台式钻床，2麻花钻头，专用夹具和0－150/0.02游标卡尺。(7)钻螺纹孔、倒角：分别采用Z525立式钻床和Z4025立式钻床，专用夹具和0－150/0.