“气门摇杆轴支座”加工夹具设计说明书 .doc

机电及自动化学院专业课程综合设计设计题目：“气门摇杆轴支座”加工夹具设计专 业： 08机械制造 学 号： 姓 名： 指导老师： 2011年12月至2012年1月气门摇杆轴支座镗Ø20的孔前 言 本说明书是编者根据气门摇杆轴支座镗Ø20的孔过程所需夹具的设计原理编写的。主要包括任务介绍、定位方案、定位误差分析、夹紧方案确定、夹具结构设计等内容。此次设计是在学完了机械制造工艺学和全部基础课、专业基础课以及大部分专业课之后，并且参加了金工实习、认知实习、生产实习，经过了机械设计、机械制造技术基础课程设计之后进行的又一次实践性环节。这次设计使我能综合运用所学的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独力地分析和解决设计问题，初步具备设计一个中等复杂程度夹具的能力。是我在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，因此，它具有重要意义。限于编者的水平有限，对知识掌握和熟悉程度欠缺，因此在设计中难免会有考虑不周全的地方，也有出现错误的地方，还请老师多指正和帮助。希望通过这一次实践，能为今后从事的工作打下一个好的基础，同时也借此检验自己大学所学的知识的掌握和应用，找出不足，趁还有不长的一段时间加以提高，为步入社会做好准备。目 录一、夹具设计任务书1、题目 42、设计内容 4二、零件的分析1、气门摇杆轴支座作用 52、零件图 5 3、零件分析 6 4、零件的工艺卡片 75、零件的铣槽工序介绍 7三、夹具设计1、定位方案选择 82、定位误差分析 93、夹紧力的计算 11四、夹紧方案确定 11 五、设计心得 13六、参考资料 14七、附页 14一、夹具设计任务书11题目设计气门摇杆轴支座镗Ø20孔夹具。（工序图） 图1 工序图22设计内容1、定位方案选择；2、定位误差分析； 3、公差配合分析；4、切削力的计算5、夹紧方案分析；6、夹具连接定位和对刀设计7、夹具总装图；8、零件图；9、工序卡；10、设计心得；11、参考资料；二、零件的分析2.1气门摇杆轴支座的作用气门摇杆轴支座是柴油机的一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合部，Ø20（+0.10+0.16）孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个Ø13mm孔用M12螺杆与汽缸盖相连，3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。2.2零件图 图2 零件图2.3、零件分析（1）零件材料分析气门摇杆轴支座的材料为HT200。根据工程材料知识可以知道：HT200具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减震性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。因此气门摇杆轴支座毛坯可选用铸件。（2）零件生产情况分析生产批量为大批量生产，由生产批量可得到相关信息为：毛坯精度中等，加工余量中等；加工机床部分采用通用机床，部分采用专用机床，按零件分类，部分布置成流水线，部分布机群式；广泛采用专用夹具，可调夹具；按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具；部分采用划线找正装夹，广泛采用通用或专用夹具装夹；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。（3）生产纲领由设计要求可知，该产品属于大批量生产。假设其产品年产量为5000台/年，每台产品中该零件数量为1件/台。根据机械制造工艺学,可得：零件的年生产纲领:式中 N-零件的年生产纲领（件/年） Q-产品的年产量（台/年） n-每台产品中，该零件的数量（件/台）%-备品率%-废品率其中，按实际生产，备品率%和废品率%分别取3%和0.5%。故，零件的年生产纲领N=5000台/年×1件/台×（1+3%+0.5%）=5167件/年为大批量生产。2.4零件的工艺卡片 图3 工艺卡片2.5零件的镗孔工序介绍如图所示的工件，设计镗孔夹具，加工正面通孔。该孔的设计基准为下端面，故以下端面做定位基准，实现基准重合的原则，另加两V形块从前后两个方向实现对R10的外圆柱进行夹紧，从对工件的结构形状分析，若工件以下端面朝下放置在支承板上，定位夹紧比较稳定，可靠，也容易实现。工件以下端面在夹具上定位，限制了三个自由度，其余的三个自由度也必须限制，用哪种方案合理呢？三、夹具设计3.1定位方案选择(1)方案一：在2Ø13的通孔内插入一现边销限制一个移动自由度，再以两孔的另一个孔内侧用两个支承钉限制一个移动自由度和一个转动自由度。这种定位方案从定位原理上分析是合理的，夹具结构简单。但由于孔和其内侧面均不规定其精密度，又因结构原因，夹紧力不宜施加这样的定位元件上，故工件定位而和定位元件之间很可能会接触不好，使定位不稳定。这个方案不宜采用。 图片4 方案一(2)方案二： 用两个V形块夹紧前后两外圆柱面，用两铰链压板压在工件的下端，这样就限制了两个移动自由度和一个转动自由度，这种方案地位可靠，可实现完全定位。 图片5 方案二(3)方案选择综上所述，选择方案二可以很好的符合加工要求。3.2定位误差分析机械加工过程中，产生加工误差的因素很多。在这些因素中，有一项因素与机床夹具有关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。 （1-1）式中与机床夹具有关的加工误差；与工序中除夹具外其他因素有关的误差；工序公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： （1-2）式中夹具相对于机床成形运动的位置误差；夹具相对于刀具位置的误差；工件在夹具中的定位误差；工件在夹具中被夹紧时产生的夹紧误差；夹具磨损所造成的加工误差。Ø20（+0.10+0.16）孔的精加工是在一次装夹下完成的，具体采用的前后支撑引导的夹具机构，机床与镗杆之间所采用的是浮动连接，故机床的主轴振动可忽略不计，Ø20（+0.10+0.16）孔的加工精度主要由镗模来保证的。因为孔的轴线与底面的平行度要求为0.05.故两镗模装配后的同轴度要求应小于0.05，又因为镗套与镗杆Ø18 H6 （+0.030）/h5（00.009），其最大间隙为Xmax=0.013+0.009=0.022mmXmin=0.022/310=0.00007被加工孔的长度为42mm取两孔同轴度误差为0.03mm则T1=2x42x0.00007=0.006mmT2=0.03mm所以T=0.036mm又因为： 0.036<0.05 0.036<0.06所以夹具能满足零件的加工精度的要求。3.3夹紧力的计算因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需要的夹紧力F与切削力F之间的关系F=KF1安全系数K在夹紧力与切削力方向相反后时，K=3，由之前的计算可知F=1452.3所有F=KF1=4356.9F0=F/2=1178.4从强度考虑，用一个M10的螺柱完全满足要求，M10的许应夹紧力为3924N，所以螺杆直径为d=10mm四、夹紧方案的确定夹紧装置的设计和选用是否正确，对保证工件的精度、提高生产率和减轻工人劳动强度有很大影响。因此，对夹紧装置提出如下基本要求：夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所处的正确位置。夹紧力的大小适当。保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，夹紧可靠牢固，振动小，又不超出允许的变形。夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，越应设计较复杂、效率较高的夹紧装置。 图6 夹紧方案具有良好的机构工艺性和使用性。力求简单，便于制造维修，操作安全方便，并且省力。五、设计心得经过4个星期左右的努力，这次课程设计已经基本结束了，通过这次夹具课程设计，对自己所设计的气门摇杆轴有一定的了解，同时对制造技术基础和工程材料中的部分知识有所复习，结合实际画图，更进一步加深了对CAD的运用。通过此次设计，也使我对于夹具的设计过程、加工过程分析、定位方案分析、机床的选择有了更进一步的认识。总的来说，课程设计中发现自己的知识储备太少了，经验更加不足，所以经常犯错误。在此次设计中学习到了很多以前没有用心学过的知识，同时也有对课外知识的自主学习，因此在设计中巩固和学习了一部分知识，对以后我们的学习已经今后的实际工作都有很现实的意义。因为此次是首次进行夹具课程设计，对中间所需要的知识掌握不够牢固，同时缺少实际经验，因此设计中间难免会出现不合理和错误的地方，但是这些不合理和错误的地方将是我们在以后实际工作值得借鉴的地方，因此还请老师多多指教，多多指导。六、参考资料参考文献【1】 机械制造工艺学 王先逵 主编 机械工业出版社参考文献【2】机械工程材料第三版 沈莲 主编 机械工业出版社参考文献【3】互换性与测量技术基础李军 主编 华中科技大学出版社参考文献【4】 机械制图大连理工大学工程画教研室 编 高等教育出版社参考文献【5】 机床夹具设计张权民 主编 中国科学出版社参考文献【6】机床夹具设计手册第三版 王光斗 王春福主编