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机械毕业设计方案气门摇臂轴支座的机械加工基本工艺及夹具设计.doc
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1、1 绪论1.1 本设计内容及意义本次设计是在咱们学完了大学所有基本课,技术基本课以及专业课之后而进行。本次设计是对大学期间所学各课程及有关应用绘图软件一次进一步综合性总复习,也是一次理论联系实际训练。其目在于:1巩固咱们在大学里所学知识,也是对此前所学知识综合性检查;2加强咱们查阅资料能力,熟悉关于资料;3树立对的设计思想,掌握设计办法,培养咱们实际工作能力;4通过对气门摇臂轴支座机械制造工艺设计,使咱们在机械制造工艺规程设计,工艺方案论证,机械加工余量计算,工艺尺寸拟定,编写技术文献及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性训练。初步具备设计一种中档复杂限度零件工艺规程能力。5.能依照被加工零件
2、技术规定,运用夹具设计基本原理和办法,学会拟定夹具设计方案,完毕夹具构造设计,初步具备设计出高效,省力,经济合理并能保证加工质量专用夹具能力。6通过零件图,装配图绘制,使咱们对于AutoCAD绘图软件使用能得到进一步提高。本次设计重要内容为:一方面运用AutoCAD软件绘制气门摇臂轴支座二维零件图,然后依照图纸技术规定等拟定生产类型,经分析本次设计零件年产量为10000件,属大批量生产。另一方面进行工艺分析,拟定毛坯类型和制造办法,气门摇臂轴支座材料为HT200,拟采用以锻造形式进行毛坯制造,并拟定零件机械加工工艺路线,完毕机械加工工序设计,进行必要经济分析。最后,对某道加工工序进行夹具装配图
3、及重要零件图设计。1.2课题背景知识1.2.1零件作用本设计所设计零件是1105柴油机中摇臂结合部气门摇臂轴支座,它是柴油机上气门控制系统一种重要零件。直径为18mm孔用来装配摇臂轴,轴两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm孔内装一种减压轴,用于减少汽缸内压力,便于启动柴油机。两孔间距56mm,可以保证减压轴在摇臂上打开气门,实现减压。两孔规定表面粗糙度和位置精度较高,工作时会和轴相配合工作,起到支撑作用,直径11孔用M10螺杆与汽缸盖相连,直径3孔用来排油,各某些尺寸零件图中详细标注。 1.2.2柴油机有关知识简介简介柴油机是用柴油作燃料内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机,它又常以重要
4、创造者狄塞尔名字被称为狄塞尔引擎。柴油机在工作时,吸入柴油机气缸内空气,因活塞运动而受到较高限度压缩,达到500700高温。然后将燃油以雾状喷入高温空气中,与高温空气混合形成可燃混合气,自动着火燃烧。燃烧中释放能量作用在活塞顶面上,推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转机械功。柴油机可按不同特性分类:按转速分为高速、中速和低速柴油机;按燃烧室型式分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机等;按气缸进气方式分为增压和非增压柴油机;按气体压力作用方式分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等;按用途分为船用柴油机、机车柴油机等。随着当代社会进程加快,柴油机发挥社会作用不可预计,特别是在社会工业化之后,柴
5、油机作为动力内燃机一种,在社会各个领域无处不在,工业、农业、汽车、船舶、公路工程、港口工程等,在这些领域里柴油机发挥着巨大作用,为社会创造着巨大效益。在这领域中,柴油机所发挥作用也是不尽相似,因此依照作用需要,柴油机也被设计出了诸各种型号,各种型号功率不同,发挥作用大小也就不同样,创造出价值也不同样。但是柴油机污染排放也是一种不小社会问题,随着社会发展,人类对生活质量规定提高,预示着人类对空气质量规定也在提高,而高污染排放柴油机必然不能满足人类这毕生活需求,但是柴油机已经是社会发展不可缺少一种重要零某些,彻底取代柴油机在当前技术条件下似乎还不太也许。人类智慧永远是无法预计,当代设计师们正在朝着
6、设计出高效率,低排放,质量轻,生产简朴柴油机这一目的奋斗着,而这一目的也将越来越近。随着社会需要,各种型号不一,功率不一柴油机生产数量将不断增长,而气门摇臂轴支座是柴油机上不可或缺一种零件,也就是意味着气门摇臂轴支座生产数量也将是与日俱增,为了创造出更大效益,设计出轻便,经久耐用,便于生产气门摇臂轴支座这一零件是很有必要。柴油机具备热效率高明显长处,其应用范畴越来越广。随着强化限度提高,柴油机单位功率重量也明显减少。为了节能,各国都在注重改进燃烧过程,研究燃用低质燃油和非石油制品燃料。此外,减少摩擦损失、广泛采用废气涡轮增压并提高增压度、进一步轻量化、高速化、低油耗、低噪声和低污染,都是柴油机
7、重要发展方向。1.2.3机械制造工艺技术有关知识 1.机械加工工艺基本知识气门摇臂轴支座机械加工工艺规程制定 (1).依照零件图和产品装配图,对零件进行工艺分析 在对气门摇臂周支座进行工艺规程设计时,应掌握该零件在部件或总成中位置、公用以及部件或总成对该零件提出技术规定,明确零件重要工作表面,以便在拟定工艺规程过程中采用办法予以保证 掌握零件构造形状、材料、硬度及热解决等状况,理解该零件重要工艺特点,形成工艺规程设计总体构想。 分析零件上有哪些表面需要加工,以及各加工表面尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热解决等方面技术规定;明确哪些表面是重要加工表面,以便在选取表面加工办法及拟定工艺
8、路线时重点考虑;对所有技术规定应进行归纳整顿。 (2).计算零件生产大纲,拟定生产类型 依照零件图查表可知,气门摇臂轴支座为轻型零件,依照生产规定将拟定该零件为大批量生产。 (3).拟定毛坯种类和制造办法机械加工中毛坯种类有诸各种,如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等。依照气门摇臂轴支座零件图所选取材料,气门摇臂轴支座零件加工工程中应达到技术指标和加工特点,零件生产经济性,如何选取适当毛坯种类也是设计重点。另一方面,如何选取毛坯制造办法也是设计中必不可少环节,普通地,选取毛坯制造办法应考虑一下几种方面因素:a、材料工艺性能;b、毛坯尺寸、形状和精度规定;c、零件生产大纲;d、采用新
9、型材料、新工艺、新技术也许性。 (4).拟定毛坯尺寸和公差 如何拟定毛坯尺寸,也就是如何拟定加工余量,对保证加工质量、提高生产率和减少成本均有重要意义。余量不能拟定过大或是过小,因此应当选取适当办法来拟定加工余量,保证零件加工各项尺寸及技术指标。同步,选取适当尺寸公差对零件加工和零件生产经济型也有很大影响。 (5).拟定工艺路线 拟定工艺路线涉及:定位基准选取;各表面加工办法拟定;加工阶段划分;工序集中限度拟定;工序顺序安排。这也将是气门摇臂轴支座机械加工工艺规程设计制定重点 (6).拟定各个工序加工余量,计算工序尺寸及公差 (7).选取各个工序机床设备及刀具、量具等工艺装备 (8).拟定各个
10、工序切削用量和时间定额 (9).编制工艺文献1.2.4机床夹具设计基本知识 在机械制造各个加工工艺工程中,必要使工件在工艺系统中处在对的位置,以保证加工质量,并提高生产效率。把为了使工件处在对的位置上所使用各种工艺装备,成为夹具。如检查夹具、焊接夹具、装配夹具等。 在机床上对工件进行切削加工时,为了保证加工精度,必要对的地安放工件,使工件相对于刀具和机床占有对的位置,这一过程称为“定位”。为了保护这个对的围着在加工过程中稳定不变,应当对工件施加一定夹紧力,这个过程称为“夹紧”。这两个过程总称为“安装”。在机床上实现安装人物工艺装备,就是“机床夹具”。 机床夹具种类诸多,其中,使用范畴最广泛是通
11、用夹具,如车床上用三爪卡盘和铣床上用平口虎钳等。此类夹具规格尺寸已经原则化,由专业厂进行生产。而用于批量生产,专门为工件某加工工序服务专用夹具,则必要由各个制造厂自行设计制造。 由于专用夹具设计制造在很大限度上影响加工质量、生产率、劳动条件和生产成本,因而,她是各机械制造厂新产品投资、老产品改进和工艺更新中一项重要生产技术准备工作,也是每一种从事机械加工工艺技术人员必要掌握基本知识。 机床夹具在机械加工中起着重要作用,因此应用十分广泛。归纳起来有如下几种方面作用: (1).保证工件加工精度,稳定产品质量 夹具在机械加工中基本作用就是保证工件相对位置精度。由于采用了能直接定位夹具,因而,可以精确
12、地拟定工件相对于道具和机床切削成形运动中互相位置关系,不受或者少受各种主观因素影响,可以稳定可靠地保证加工质量。 (2).提高劳动生产率和减少加工成本 提高劳动生产率,减少单件时间定额重要技术办法是增大切削用量和压缩辅助时间。采用机床夹具,既可以提高工件加工时刚度,有助于采用较大切削用量,又可以省去划线找正等工作,使安装工作辅助工时大大减小,因而能明显地提高劳动生产率和减少成本。 (3).改进工人劳动条件 采用夹具后,工件装卸显然比不用夹具以便、省力、安全。使用专用夹具安装工件,定位以便、迅速,夹紧可采用增力、机动等装置,因而可以减轻工人劳动强度。还可设计保护装置,保证操作者安全。 (4).在
13、流水线生产中,便于平衡生产节拍 工艺工程中,当某些工件所需要工序时间特别长时,可以采用多工位或高效夹具等,以提高生产效率,使生产节拍可以比较平衡。 机床夹具分类(1).专用夹具 专用夹具是针对某一种工件一定工序而专门设计。由于不需要考虑通用性,因此夹具可以设计得构造紧凑、操作以便。还可以按需要采用各种省力机构、动力装置、分度装置等。因而,此类夹具可以保证较高加工精度和劳动生产率,但是,游湖此类夹具专用性很强,并且设计和制造周期较长,制造费用也较高。当产品变更时,往往因无法再使用而报废。因而,此类夹具重要在产品固定和工艺稳定较大批量生产中应用。此类夹具也是本课程研究重要对象。(2).可调式夹具
14、可调式夹具特点是:加工完一种零件后,通过调节或更换夹具中个别元件,即可加工形状相似、尺寸和加工相近各种零件。 可调式夹具又可以分为通用可调夹具和专用可调夹具。通用可调夹具如滑柱式钻模等,使用范畴较大。专门化可调夹具常称为成组夹具,普通配合成组技术,用于装夹和加工一组构造与工艺相似工件。 由于此类夹具是在专门夹具基本上少量更换或调节夹具元件,因而,只能到达有限目的通用化。虽然这样,也极大提高了专用夹具在多品种、中小批量生产中使用经济性。(3).专门化拼装夹具 专门化拼装夹具是针对其工件特定工序加工规定,由实现制造好通用性较强原则化元件和部件拼装构成。从这个特点来看,此类夹具具备很大通用性,但同步
15、又是为某一种特定工序而专门拼装夹具。因而,此类夹具又具备专门夹具长处。(4).自动化生产用夹具 自动化生产用夹具驻澳是自动线上所使用夹具。基本上分为两类:一类是固定式夹具,它与普通专用夹具相似;一类是随行夹具,它除了具备普通家具所肩负安装工件任务外,还肩负着沿自动线输送工件任务,即在这工件从一种工位移动到下一种工位。故称为“随行夹具”。属于自动化生产夹具尚有数控机床夹具。 夹具设计特点和基本规定A:夹具设计特点 (1).针对性强,设计人员必要全面掌握工艺和生产现场实际状况。专用夹具是为某零件某工序设计,设计人员必要全面理解和掌握产品零件规定,工艺工程安排以及所使用机床、刀具,铺具详细状况才也许
16、提出合理可行最佳方案,拟定最合理定位、夹紧装置。(2).保证加工质量和劳动生产率是夹具设计两项重要任务,而保证加工质量又是第一位。因而,设计时应重点把住定位方案拟定和精度分析这两道关。对于制造精度规定不高零件,其夹具设计应当重点保证提高劳动生产率和改进劳动条件。(3).夹紧机构对整个夹具构造起决定性作用。夹紧装置构造形式和种类诸多,选用灵活性很大,特别是夹紧装置中力源及传动机构设计对夹具构造影响最大。因而,在同样能保证工序规定状况下,每个人设计构造也许大不相似。而不同复杂限度家具在不同生产规模条件下其经济效果也不同样,设计人员必要使自己设计和生产规模相适应,不可片面追求高精度而忽视了经济性。(
17、4).夹具制造多属于单件生产,因而,设计时应考虑采用组合加工,修配和调节等办法来保证夹具制造精度,尽量地考虑设立修配和调节环节,而不能完全依托用完全互换办法保证制造精度。(5).设计周期短,普通不进行强度刚度计算。夹具设计是直接为产品生产服务生产技术准备工作,其设计周期规定短,因而设计时多采用参照法或是凭经验拟定办法来保证受力件强度和刚度,普通不进行详细计算,有时采用简便公式或用图表做为设计参照。倒是应注意,在设计某些具备较高精度夹具时,应当对定位精度、夹紧力等进行必要计算和分析。B:设计基本规定 夹具设计原则是经济和使用,它可以概括为“好用、好造、好修”这六个字,其中好用重要,但好用也必要以
18、不脱离生产现场实际制造和维修水平为前提。详细规定为: (1).夹具构造应与其用途和生产规模相适应,对的解决好质量、效率、以便性与经济性四者关系。 (2).保证工件精度。 (3).保证使用以便,要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观测、便于排屑排液、便于安装运送,保证安全第一。 (4).注意构造工艺性,对加工、装配、检查和维修等问题应通盘考虑,以减少制导致本。2 气门摇臂轴支座机械加工工艺规程设计2.1.零件工艺分析及生产类型拟定2.1.1零件作用本设计所设计零件是1105柴油机中摇臂结合部气门摇臂轴支座,它是柴油机上气门控制系统一种重要零件。直径为18mm孔用来装配摇臂轴,轴两端各安装一进、排
19、气气门摇臂。直径为16mm孔内装一种减压轴,用于减少汽缸内压力,便于启动柴油机。两孔间距56mm,可以保证减压轴在摇臂上打开气门,实现减压。两孔规定表面粗糙度和位置精度较高,工作时会和轴相配合工作,起到支撑作用,直径11孔用M10螺杆与汽缸盖相连,直径3孔用来排油,各某些尺寸零件图中详细标注。图2.1 气门摇臂轴支座零件图2.1.2 零件工艺分析通过对气门摇臂轴支座零件图重新绘制,知原图样视图对的、完整,尺寸、公差以及技术规定齐全。通过对零件图详细审视,该零件基本工艺状况已经大体掌握。重要工艺状况如下论述:零件材料为HT200,灰铸铁生产工艺简朴,锻造性能优良,但是塑性较差、脆性较高、不适合磨
20、削,并且加工面重要集中在平面加工和孔加工。依照对零件图分析,该零件需要加工表面以及加工表面之间位置规定如下:1. 外圆上端面以及与此孔相通通孔,粗糙度均为12.5;2. 36mm下端面,依照零件总体加工特性,366mm为整个机械加工过程中重要基准面,粗糙度为12.5,因而在制定加工方案时候应当一方面将此面加工出来;3. 外圆先后端面,粗糙度为12.5;先后端面倒角,粗糙度为12.5;以及通孔,在这里由于通孔所规定精度较高,因而该孔加工是一种难点,其所规定表面粗糙度为1.6,且该孔轴线与36mm下端面平行度为0.05,且该孔轴线圆跳动公差为0.1需要选取恰当加工办法来达到此孔加工技术规定。4.
21、先后端面,粗糙度为2.5;先后端面倒角,粗糙度为12.5;以及通孔,通孔同样也是本零件加工一种比较重要某些,观测零件图就可以懂得,孔规定表面粗糙度和位置精度和通孔同样都是比较高,通孔表面粗糙度为1.6,孔轴线与36mm地面平行度为0.05; 通过上面零件分析可知,36mm下端面和上端面表面粗糙度规定都不是很高,因而都不需要精加工来达到规定,并且这两个面也是整个加工工程中重要定位基准面,因而可以粗加工或者半精加工出这两个面而达到精度规定,再以此作为基准采用专用夹具来对其她表面进行加工,并且可以更好保证其她表面位置精度规定。总看来,该零件并没有复杂加工曲面,属于较为简朴零件,因此依照各加工表面技术
22、规定采用常规加工工艺均可保证,简朴工艺路线安排如下:将零件定位夹紧,加工出36mm下端面以及上端面,并钻出通孔,然后再以这先加工出来几种表面为基准定位,加工出和外圆端面,并钻出这两个精度规定比较高空,最后翻转零件,深孔加工出斜油孔。2.1.3 拟定零件生产类型 零件生产类型是指公司(或车间、工段、班组、工作地等)生产专业化限度分类,它对工艺规程制定具备决定性影响。生产类型普通可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型,不同生产类型由着完全不同工艺特性。零件生产类型是按零件年生产大纲和产品特性来拟定。生产大纲是指公司在筹划期内应当生产产品产量和进度筹划。年生产大纲是涉及备品和废品在内某产品年产量
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