【正文】 氣門搖臂機(jī)械加工工藝過程編制、油槽銑夾具工裝設(shè)計(jì) 0 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 系 別 （ 部 、 分 院 ） 機(jī) 械 系 班 級 機(jī)制 10931 姓 名 鄧廣超 學(xué) 號 1020223145 課 題 名 稱 氣門搖臂機(jī)械加工工藝的編制、銑油槽夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 李志偉 職 稱 副教授 指導(dǎo)教師 廖 卿 職 稱 設(shè)計(jì)師 2022 年 03 月 14 日 氣門搖臂機(jī)械加工工藝過程編制、油槽銑夾具工裝設(shè)計(jì) 1 目 錄 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (一 )、緒論 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及意義 課題背景知識 (二 )、零件的造型 零件造型軟 件介紹 (三 )、零件的工藝分析 零件的功用分析 零件的工藝分析 (四 )、零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 確定毛坯的制造形式 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定零件加工的工藝路線 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 確定切削用量及工時(shí)定額 (五 )、專用夾具設(shè)計(jì) 問題的提出 夾具設(shè)計(jì) (六 )、存在的問題 存在的問題 三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)與感悟 四、 參考文獻(xiàn) 五、致謝 六、外文翻譯 氣門搖臂機(jī)械加工工藝過程編制、油槽銑夾具工裝設(shè)計(jì) 2 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 課題名稱 氣門搖臂零件加工工藝及油槽夾具工裝設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 李志偉 職 稱 副教授 指導(dǎo)教師 廖 卿 職 稱 設(shè)計(jì)師 專業(yè)名稱 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級 機(jī)制 10931 學(xué) 生 姓 名 鄧廣超 學(xué) 號 45 課題需要完成的任務(wù)： 一、工藝設(shè)計(jì)： 、繪制零件毛坯圖各一份 ，工藝卡各一份，兩道工序的工序卡二份） 二、夾 具設(shè)計(jì)： 三、完成一篇外文專業(yè)技術(shù)資料翻譯（ 2500～ 3000字符） 四、編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)小結(jié) 1份（大于 30頁） 課題計(jì)劃： ~ 畢業(yè)設(shè)計(jì)動(dòng)員、布置畢業(yè)設(shè)計(jì)課題；熟悉零件 ,完成零件圖、毛坯圖 ~ 畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研、編寫機(jī)械加工工藝 ~ 完成夾具總圖、全套非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的設(shè)計(jì) ~ 完成三卡 (二道工序卡 )、修改不符合要求的零、部件圖 ~ 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 (說明書 )≥ 30頁、完成外語翻譯 (2500~3000 字符 ) ~ 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 計(jì)劃答辯時(shí)間： 2022 年 4月 10日 —— 2022年 4月 13日 機(jī) 械 系（部、分院） 2022 年 2 月 13 日 氣門搖臂機(jī)械加工工藝過程編制、油槽銑夾具工裝設(shè)計(jì) 3 （一）、緒論 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及意義 本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后而進(jìn)行的。此次的設(shè)計(jì)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全面的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。其目的在于： 1. 鞏固我們在大學(xué)里所學(xué)的知識，也是對以前所學(xué)知識的綜合性的檢驗(yàn)； 2. 增強(qiáng)我們查閱資料的能力，熟悉相關(guān)資料； 3. 樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)我們的實(shí)際工作能力； 4. 通過對氣門搖臂加工工藝的編制及油槽銑夾具的工裝設(shè)計(jì)，使我們在機(jī)械制造工藝過程設(shè)計(jì)，工藝方案論證，機(jī)械加工余量計(jì)算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個(gè)方面都得到了一次綜合性的訓(xùn)練。初步具備了一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程能力。 5. 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要 求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具。 6. 通過零件圖，毛坯圖，夾具裝配圖的繪制，使我們對于 AutoCAD 繪圖軟件的使用熟練程度進(jìn)一步提高。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：首先應(yīng)用 AutoCAD 繪圖軟件繪制氣門搖臂的二維零件圖，然后根據(jù)圖紙的技術(shù)要求等確定零件的生產(chǎn)類型。經(jīng)分析本次設(shè)計(jì)零件的生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)。其次進(jìn)行工藝分析，確定毛坯類型和制造方法，氣門搖臂的材料為 45鋼，宜采用熔模鑄造的形式進(jìn)行毛坯的制造。并確定零件的加 工工藝路線，完成機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)，進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析。最后，對銑油槽加工工序進(jìn)行夾具裝配圖及主要零件圖的設(shè)計(jì)。 課題背景知識 題目所給定的零件是氣門搖臂（如圖 所示），它主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)等設(shè)備。此氣門搖臂零件是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的一個(gè)重要零件，它與配氣機(jī)構(gòu)其他零部件配合，完成發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣和排氣過程的正時(shí)（定時(shí)）。 該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 60000 件，設(shè)其備品率為 5％，機(jī)械加工廢品率為 2％，現(xiàn)制定該零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。 技術(shù)要求： (1) 起模斜度不大于 5176。； (2) 未注明圓角半徑為 R3； 氣門搖臂機(jī)械加工工藝過程編制、油槽銑夾具工裝設(shè)計(jì) 4 (3) 表面淬硬，硬度 HRC50－ 55，深度 － 4mm； (4) 材料為 45 號鋼。 現(xiàn)計(jì)算產(chǎn)品實(shí)際年產(chǎn)量為： (1 % % )6000 1 (1 5% 2% ) /64200 /N Q n a b? ? ?? ? ? ? ??件 年件 年 柴油機(jī)氣門搖臂實(shí)際年產(chǎn)量為 64200 件 /年，經(jīng)估計(jì)該零件質(zhì)量約為 ，根據(jù)教材《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 1－ 3 ‘生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系 ’ 可確定氣門搖臂的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 （二）、零件的造型 零件造型軟件介紹 現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)常用的造型軟件主要有 UG、 PRO/E、 GATIA、 AutoCAD、 CAXA、 MasterCAM等。 UG、 PRO/E、 GATIA 比較高端，功能較強(qiáng)，學(xué)起來比較困難一點(diǎn)，而且價(jià)格比較貴。相對來說還是 AutoCAD、 CAXA 和 MasterCAM比較容易上手，而且比較便宜，實(shí)用性較高。本次設(shè)計(jì)的零件為氣門搖臂，所以繪制二維圖選用 AutoCAD最為合理。因?yàn)樵趯W(xué)校里， AutoCAD是最為普遍的繪圖軟件，操作起來相對很熟練，便于此次設(shè)計(jì)的順利開展。 （三）、零件的工藝分析 零件的作用 題目所給定的零件是氣門搖臂（如圖 ），它主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)等設(shè)備。此氣門搖臂零件是發(fā)動(dòng)機(jī)配 氣機(jī)構(gòu)的一個(gè)重要零件，它與配氣機(jī)構(gòu)其他零部件配合，完成發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣和排氣過程的正時(shí)（定時(shí)） 氣門搖臂機(jī)械加工工藝過程編制、油槽銑夾具工裝設(shè)計(jì) 5 圖 零件的工藝分析 從零件圖中不難看出氣門搖臂的加工表面有： ? 26H7上、下兩端面， ? 16上、下兩端面， ? 26H7的內(nèi)孔， M10179。 16H的螺紋孔、 圓弧面、 ? 、 ? 的斜臺階孔及 2mm的油槽。 這些加工表面之間有一定的要求： ? 26H7mm孔的軸線與 M10179。 16H螺紋孔軸線間垂直距離為 28177。 。 ? 26H7mm中心線與 52177。 。 ? 26H7孔中心線的不平行度允差為 。 （四）、零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 確定毛坯 制造形式 從零件圖中確定其結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，屬于中小型零件，零件部分表面屬于不加工氣門搖臂機(jī)械加工工藝過程編制、油槽銑夾具工裝設(shè)計(jì) 6 表面且尺寸有一定要求，宜選用鑄造毛坯，鑄造冷卻速度快，鑄件內(nèi)部組織致密，機(jī)械性能高，單位生產(chǎn)面積產(chǎn)量高，鑄件澆鑄位置應(yīng)使零件質(zhì)量要求高的表面處于底面或側(cè)面，而其加工工藝也簡單明了了。 零件材料為 45 鋼，要求大批量生產(chǎn)。毛坯采用鑄造方法獲得，進(jìn)而考慮鑄件毛坯形狀簡單、鑄件要求精度一般、加工余量低、成產(chǎn)效率要盡可能高以及逐漸成本盡可能低等因素，查毛坯的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍表，確定毛坯的制造形式為金屬型澆鑄鋼件，以提高生產(chǎn)效率，保證加工 質(zhì)量。 但剛的吸振性、耐磨性、流動(dòng)性和鑄造性能都較鑄鐵差，成本也較鑄鐵高。另外，剛度相同時(shí)，鑄鋼件的相對重量確是鋁合金鑄件的兩倍。 然而，鑄鋼件的優(yōu)點(diǎn)在于其既有液態(tài)成形的一切長處，又可保有各種剛所特有的優(yōu)異性能。由于鑄鋼件澆注溫度比鋼錠澆注溫度高，鑄件的形狀也比較復(fù)雜，其凝固條件的控制比鋼錠困難的多，而且此后又不經(jīng)鍛壓加工，一般情況，鑄鋼件的結(jié)晶比較粗大，熱節(jié)處和枝晶間的疏松難以避免。因此，鑄鋼的性能往往稍遜于成分相近的鍛鋼。但是如果鑄鋼件的工藝設(shè)計(jì)較好，凝固過程控制得當(dāng)，再予以適當(dāng)?shù)臒崽幚恚ㄌ貏e重要的鑄件 還可以采用等靜壓處理），則鑄鋼的性能可接近于鍛鋼。 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。定位基準(zhǔn)選擇得正確、合理，可以保證零件的加工質(zhì)量，體高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)考慮兩個(gè)問題：一是保證加工面與不加工面之間的相互位 置精度要求；二是合理分配各加工面的余量。 通過對這些粗基準(zhǔn)選擇原則以及對零件的加工工藝分析的綜合考慮，得出初步選擇的粗基準(zhǔn)為非加工圓弧面 R240及 ? 32外圓表面。 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)選擇時(shí) ，應(yīng)主要考慮保證加工精度和工件裝夾方便可靠。 定位基準(zhǔn)應(yīng)有足夠的支撐面積 ，表面粗糙度值較小，精度較高。考慮到精基準(zhǔn)在 工工序中的各步轉(zhuǎn)換，暫時(shí)不予以明細(xì)，了解其精基準(zhǔn)選擇原則既可。 擬定零件的加工工藝路線 擬定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)：應(yīng)當(dāng)是零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之 外應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 氣門搖臂機(jī)械加工工藝過程編制、油槽銑夾具工裝設(shè)計(jì) 7 考慮了其主體方向后，對其切削加工順序進(jìn)行初步安排。在這之前應(yīng)考慮到切削加工工序的安排原則。 通過對這些原則的掌握以及對零件各個(gè)加工表面和孔位置精度、表面粗糙度要求的理解后，暫安排了加 工工藝路線一如下： 加工工藝路線一： 序號 工序內(nèi)容 10 鑄造毛坯。 20 預(yù)備熱處理。 30 粗銑軸孔上、下兩端面，保證尺寸 17mm。 40 粗銑、精銑 ? 26H7上、下兩端面，保證尺寸 29mm。 50 粗銑、精銑 10mm。 60 去銳邊尖角。 70 鉆 M10X16H 底孔。 80 鉆 ? 26孔至 ? 25。 90 擴(kuò)孔 ? 25至 ? 。 100 鉸孔至要求。 110 鉆斜臺階油孔 ? 、 ? 。 120 兩端倒角 1179。 45176。 130 攻螺紋至要 求。 140 銑 2mm油槽。 150 鉗工，去毛刺，淬硬 。 160 檢驗(yàn)入庫。 由零件圖可知，此零件毛坯選擇鑄造方法獲得，且有不加工表面，則根據(jù)選擇粗基準(zhǔn)氣門搖臂機(jī)械加工工藝過程編制、油槽銑夾具工裝設(shè)計(jì) 8 原則可初步確定以非加工 R240 外圓表面作為第一步加工時(shí)選擇的粗基準(zhǔn)。此工藝路線加工時(shí)工序相對集中，再同一機(jī)床上加工了多個(gè)表面或孔，節(jié)省了加工工件時(shí)多次轉(zhuǎn)換機(jī)床的時(shí)間，更避免了工件屢次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)造成的誤差。但突然發(fā)現(xiàn)，加工工序中并未做到粗、精加工分開，先粗后精，這樣使加工精度要求高的表面或孔遭受到了被損壞的危險(xiǎn)。而且每一步 裝夾也應(yīng)該加工盡可能多的表面，應(yīng)該進(jìn)一步完善加工工藝路線。 此工藝路線還忽略了基準(zhǔn)重合原則的重要性。考慮到 ? 26H7中心線與 M10179。 16H螺紋孔中心線距離為 28177。 、 ? 26H7中心線與 圓弧面中心線距離為 52177。 ， 圓弧面母線與 ? 26H7 孔中心線的不平行度允差為 毫米，那么就應(yīng)該先加工好 ? 26H7孔，再以該 孔為定位基準(zhǔn)加工 圓弧面和 M10179。 16H 螺紋底孔。在螺紋底孔定位好的基礎(chǔ)上加工兩平 ? 26H7 上、下兩端面以保證長度尺寸 29177。 。這就要先加工孔，確定出? 26H7孔中心線的位置在加工其他孔或表面。 經(jīng)上綜合分析，對加工工藝路線修改如下表： 加工工藝路線二： 序號 工序內(nèi)容