氣門搖臂軸支座專用夾具設(shè)計(jì)

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1、機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院 機(jī)械制造夾具 課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：氣門搖臂軸支座專用夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè)：08機(jī)械電子工程 1班 學(xué) 號(hào)： 0811113047 姓 名： 指導(dǎo)老師： 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)課之后并參加了一 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)

2、、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，再所難免，望老師指出并給予指導(dǎo)。 一、零件的介紹分析 1 二、夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 2 三、夾具設(shè)計(jì)方案確定 3 四、切削力及夾緊力的計(jì)算 6 五、定位誤差分析與計(jì)算 8 六、公差配合的選用 10 七、鉆模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 八、致謝 11 九、參考文獻(xiàn) 12 、零件的介紹分析 1.1、 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的零件是6120柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座, 它是柴油機(jī)上氣門控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。直徑為22mm勺孔用

3、來裝配搖臂軸， 軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂。此孔要求的表面粗糙度和位置精度較高， 工作時(shí)會(huì)和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑 15mmi勺孔用M14的螺桿與汽 缸蓋相連。 1.2、 加工零件的工藝路線 圖1定位面，加工面代號(hào)指示圖 工序I :鑄造； 工序H:清砂，檢驗(yàn)； 工序出：時(shí)效處理 HBS187-220; 工序IV:以40mmF底面C定位，粗銃$30上端面A; 工序V:以粗銃后的430上端面A定位，粗銃40mmF底面C;半精銃40mmF底 面C; 工序VI:以加工后的40mmF底面和？30的圓柱外圓弧面定位，鉆 415通孔，保 證與底面0.005的垂直度

4、要求并倒角； 工序叩：以加工后的415內(nèi)孔表面H、加工后的40mmF端面C和R7圓弧后端面 J定位，粗銃$34前端面F,半精銃1 34前端面F; 工序以加工后的415內(nèi)孔表面H、加工后的40mmF端面C和434外圓前端 面F定位，粗銃e34后端面G,半精銃e34后端面G; 工序IX:以加工后的415內(nèi)孔表面H、加工后的40mmF端面C和434外圓前端 面F定位，鉆一擴(kuò)一粗錢一精較 小22通孔，并倒角； 工序X:鉗工去毛刺，清洗； 工序XI:終檢。 二、夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)是針對(duì)鉆直徑為15mmi這一工序設(shè)計(jì)氣門搖臂軸支座的專用夾具， 在 加工通孔時(shí)，孔的尺寸精度和表面粗糙度

5、要求不是很高， 由搖臂鉆直接加工就可 以達(dá)到要求，其中孔的直徑由刀具的尺寸保證，孔的位置精度由設(shè)計(jì)的夾具來保 證。定位方案如圖下所示： 圖（1）鉆孔工序圖 三、夾具設(shè)計(jì)方案確定 3.1、 火具體方式的確定 夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個(gè) 整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。 因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于火 具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計(jì)夾具體 時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求。 ①具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 ② 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單緊湊，體積小、 質(zhì)量輕和便于工件裝卸。 ③安裝

6、穩(wěn)定牢靠 ④ 結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn) ⑤尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。 ⑥清理方便。 3.2、 定位方案選擇： 自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿 OX,OY,OZ個(gè)軸向的平 動(dòng)自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的 位置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六個(gè)自由度均被限制的定位叫做完全定位； 工件被限制的自由度少于六個(gè)，但是仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。 由于圖形比較簡(jiǎn)單明了，加工的孔要用 V形塊來確定工件的角向位置，明顯 零件以加工后的40mmF底面和？30的圓柱外圓弧面定位，下底面限制了 3個(gè)自 由度，為了防止過定位

7、零件只能以一個(gè)短的 V型塊限制其兩個(gè)自由度，由于繞 OZ軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度不影響圓孔的加工， 所以采用不完全定位可以滿足加工要求。 因此在設(shè)計(jì)夾具時(shí)我設(shè)計(jì)了兩套方案： 方案一：把V型短塊做成臥式型的，來對(duì)030的外圓弧面定位，并且有一 個(gè)側(cè)平面對(duì)40mmF底面定位，夾緊方式為對(duì) R7的圓弧面進(jìn)行垂直夾緊，對(duì)？30 的端面進(jìn)行水平火緊。 方案二：把V型短塊做成豎直形式，來對(duì)030的外圓弧面定位，并且有一 個(gè)側(cè)平面對(duì)40mmF底面定位，夾緊方式為對(duì) R7的圓弧面進(jìn)行水平的夾緊。 比較兩種方案，方案一需要兩個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)，雖然豎立夾緊力一方面可以用 重力抵消一部分，但是此方案加大了夾具體的設(shè)

8、計(jì)難度， 還有可能導(dǎo)致夾緊不當(dāng) 產(chǎn)生的附加誤差，并且所用到的立式鉆床不適用于鉆臥式的孔。 而方案二只用到 一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)行鉆孔加工時(shí)還對(duì)對(duì)定位大底面的夾緊力的作用。綜上所述， 選擇方案二較為合適 精選文檔，供參考! 3.3、 、夾緊方式及元器件的選擇 夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、 夾緊力作用點(diǎn)的確定、 夾緊力大小 的確定。 對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下： ① 夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可 靠。 ② 夾緊動(dòng)作迅速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量 ③ 夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。 ④ 結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單

9、，便于制造和維修。 為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，確定采用螺栓連接活動(dòng) V 型塊夾緊。 3.4、夾具總裝結(jié)構(gòu)圖 圖（2）氣門搖臂軸支座專用夾具裝配圖的主視圖和俯視圖 四、切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆肖脖由向力F F,「斗戶『"產(chǎn)"鼻 因?yàn)樽鲢@孔為深孔，所以取f=0.14mm/r,已知：d0=15mm 查表得Cf = 588.60 , %=1, Yp — 0.8 , %=1 F=1829.66N 鉆削扭矩M M=Mdox -f?KM10-3 其中 f=0.14mm/r,已知：d0=15mm 查表得：225.63, .&i=1.9.二二0.8, K..二】 M=8033N」| 在V

10、型塊上定位夾緊是夾緊力的計(jì)算： 零件受到的力矩為：垢f>djc+2Gfi?Ri+2N$，R2 常震心為底面定位所產(chǎn)生的力矩，由于底面尺寸不是規(guī)矩的，計(jì)算比較復(fù)雜， 所以只要保證 2G 8?瓦+2N f2出2 =M必定能滿足夾緊要求。 其中G為在夾緊活動(dòng)V塊對(duì)Ri =7mn#圓弧面的夾緊力，N則為V型塊定位面對(duì) 工件Rz=15mm勺外圓弧面的反作用力，設(shè) F為總的理論夾緊力。又 V型塊的角 度為90。，所以N=/備, G^^,. o夾緊活動(dòng)V塊的摩擦系數(shù)為L(zhǎng) 取值為0.7 ,而馬為定位V型塊的摩擦系數(shù)，取值為0.16。 綜上算得：F=778.1NO 在加工過程中，由于工藝的不同，工件

11、材質(zhì)和加工余量的不同以及刀具鈍化 等因素的影響，欲準(zhǔn)確地確定所需夾緊力是很困難的。因此，為了火緊可靠，必 須將計(jì)算所得的理論夾緊力乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需的火緊力。 K = Ki K2 K3 K4 式中， Ki ——基本安全系數(shù)，K2 ——加工狀態(tài)系數(shù)，K3 ——刀具鈍化系數(shù)， K4 ——切削特點(diǎn)系數(shù) 根據(jù)參考文獻(xiàn)選取 Ki=1.2 K2=1.0 K3=1.2 K4=1.3 K=K1 K2 K3 K4 =1.872 因?yàn)镕至=KF，所以實(shí)際夾緊力為：F實(shí)=1.872X778.1=1456.6N 五、定位誤差分析與計(jì)算 5.1 影響加工精度的因素 一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位

12、時(shí)，由于工序基準(zhǔn)的變動(dòng)對(duì)加工表面尺寸所 造成的極限值之差稱為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不 相重合或工序基準(zhǔn)自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，具工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很 多，與夾具有關(guān)的因素有：定位誤差 AP、對(duì)刀誤差A(yù)T、夾具在機(jī)床上的安裝誤 差A(yù)A和夾具誤差A(yù)E,在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合 稱為加工方法誤差A(yù)G上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確而形成 總的加工誤差三Ao 所加工零件中對(duì)所鉆孔的軸線所需要達(dá)到精度要求為 X軸方向0.3mm,Y軸 方向誤差由加工兩端面所決定，所以取值為 00

13、a.外圓定位誤差^dw 由于V型塊定位的外圓沒有公差范圍要求，為了保證所鉆孔的定位軸線 的定位誤差不至于過大，所以^dw(O)取值為0.01mm b.對(duì)刀誤差A(yù)T 因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于對(duì)刀或?qū)蜓b置不精確造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。 本工序中麻花鉆是采用固定鉆模套進(jìn)行導(dǎo)向，鉆孔時(shí)導(dǎo)向誤差計(jì)算公式為： —FL, — K d3 d2 — K d-d1 - me - p(d -d1)-~~b 2 2 l 即得導(dǎo)向誤差TT =0.02 2 = 0.04mm c.夾具在機(jī)床上的安裝誤差A(yù)A 因?yàn)閵A具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差 般取: A 水 A=0.02

14、mm d.夾具誤差A(yù) E 因夾具上定位元件，對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者之間(包括導(dǎo)向元件與 導(dǎo)向元件之間)的位置不精確而造成的加工誤差， 稱為夾具誤差，夾具誤差大小 取決于夾具零件的加工精度和夾具裝配時(shí)的調(diào)整和修配精度 一般取 A E=0.04mm e.加工方法誤差A(yù)G 因機(jī)床精度，刀具精度，刀具與機(jī)床的位置精度，工藝系統(tǒng)受力變形和受熱 變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差，因該項(xiàng)誤差影響因素很多， 又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的 1。計(jì)算時(shí)可設(shè)AG=] 3 3 、*——工件位置公差取0.20 AG= 0. 20 = 0. 067mm (3-

15、5) 5.2.保證加工精度 工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差三 A為上述各項(xiàng)誤差之和。因此，保證 工件加工精度條件是: E A』dw(O)+ A T+A A+A E+A G=0.01+0.04+0.02+0.04+0.067=0.177mm 綜上所述，工件總加工誤差三A應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差，本夾具完 全可以保證加工精度。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算 工件加工精度時(shí)需留出一定精度儲(chǔ)備量 J c ,因此將上式改為： 工^ &品一Jc - Jc = 6k —(3-7) 當(dāng)Jc》0時(shí)夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上 Jc=譏一也=0.20-

16、0.177=0.023 >0 c 所以?shī)A具完全可以滿足加工要求。 六、公差配合的選用 鉆模板外徑與固定鉆模套的配合選取了 H7/n6。 七、鉆模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 安裝固定鉆套的零件稱為鉆模板，它是保證鉆模精度的重要零件。按鉆模 板在夾具體上的聯(lián)接方式可分為固定式鉆模板和活動(dòng)式鉆模板兩種。 固定式鉆模板靠螺釘和銷釘固定聯(lián)接于夾具體上，保證了鉆套底孔的位置精 度要求。活動(dòng)式鉆模板不如固定式鉆模板精度高。所以選用固定式鉆模板。 由于固定式鉆模板的尺寸較大，應(yīng)選用鑄件材料，時(shí)效處理，以保證其穩(wěn)定 性。 精選文檔，供參考! 八、致謝 本課程設(shè)計(jì)主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來分析處

17、理生產(chǎn)工藝問題的 能力，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固有關(guān)實(shí)際知識(shí)， 把握機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的方法， 提 高獨(dú)立工作的能力，為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。 經(jīng)過這次專業(yè)課程綜合 設(shè)計(jì)，使我從中學(xué)到了以前在課內(nèi)學(xué)不到的東西，受益匪淺。首先，能把以前所 學(xué)的各種知識(shí)，綜合地運(yùn)用于這次設(shè)計(jì)中，鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)；其次學(xué)會(huì)了 參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊(cè)；最后，掌握分析問題，解決問題 的方法。希望自己通過這次夾具課程設(shè)計(jì)能夠掌握和理解對(duì)知識(shí)的應(yīng)用， 找出自 己的不足，在步入社會(huì)之前補(bǔ)充自己的能力，為以后的發(fā)展做好準(zhǔn)備。 九、參考文獻(xiàn) 1】機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) . 上海科學(xué)技術(shù)出版社 2】胡拓 . 現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì) . 化學(xué)工業(yè)出版社 3】李軍 . 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) . 華中科技大學(xué)出版社 4】機(jī)械工業(yè)部農(nóng)機(jī)工業(yè)局 . 鉆工工藝學(xué) （ 初、中級(jí) ）. 機(jī)械工業(yè)出版社 5】大連理工大學(xué)工程畫教研室 . 機(jī)械制圖 （ 第五版 ）. 高等教育出版社 如有侵權(quán)請(qǐng)告知?jiǎng)h除， 文檔可自行編輯修改內(nèi)容， 供參考，感謝您的支持） 精選文檔，供參考！