氣門搖臂軸支座專用夾具設(shè)計

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1、機(jī)電及自動化學(xué)院 機(jī)械制造夾具 課程設(shè)計 設(shè)計題目：氣門搖臂軸支座專用夾具設(shè)計 專 業(yè)：08機(jī)械電子工程 1班 學(xué) 號： 0811113047 姓 名： 指導(dǎo)老師： 夾具課程設(shè)計是一個非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，它既要求我們通過 設(shè)計能獲得綜合應(yīng)用過去所學(xué)的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基 本能力，這也為以后做好畢業(yè)設(shè)計進(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)踐活動后，此次的設(shè)計是對大學(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)計的基本原理和方法；鍛煉自己熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊

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)計肯定在設(shè)計過程中有很多與 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)計任務(wù) 2 三、夾具設(shè)計方案確定 3 四、切削力及夾緊力的計算 6 五、定位誤差分析與計算 8 六、公差配合的選用 10 七、鉆模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 八、致謝 11 九、參考文獻(xiàn) 12 、零件的介紹分析 1.1、 本設(shè)計所設(shè)計的零件是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， 工作時會和軸相配合工作，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，加工面代號指示圖 工序I :鑄造； 工序H:清砂，檢驗(yàn)； 工序出：時效處理 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)計任務(wù) 本設(shè)計是針對鉆直徑為15mmi這一工序設(shè)計氣門搖臂軸支座的專用夾具， 在 加工通孔時，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 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)計夾具體 時應(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)簡單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，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)系中有六個自由度，即沿 OX,OY,OZ個軸向的平 動自由度和三個繞軸的轉(zhuǎn)動自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的 位置，則必須限制六個自由度。工件的六個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，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個自 由度，為了防止過定位

7、零件只能以一個短的 V型塊限制其兩個自由度，由于繞 OZ軸轉(zhuǎn)動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)計夾具時我設(shè)計了兩套方案： 方案一：把V型短塊做成臥式型的，來對030的外圓弧面定位，并且有一 個側(cè)平面對40mmF底面定位，夾緊方式為對 R7的圓弧面進(jìn)行垂直夾緊，對？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030的外圓弧面定位，并且有一 個側(cè)平面對40mmF底面定位，夾緊方式為對 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 一個夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)行鉆孔加工時還對對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)時應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可 靠。 ② 夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應(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)力求簡單

9、，便于制造和維修。 為簡化結(jié)構(gòu)，確定采用螺栓連接活動 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V塊對Ri =7mn#圓弧面的夾緊力，N則為V型塊定位面對 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V塊的摩擦系數(shù)為L 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，由于工序基準(zhǔn)的變動對加工表面尺寸所 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，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.對刀誤差A(yù)T 因?yàn)榈毒呦鄬τ趯Φ痘驅(qū)蜓b置不精確造成的加工誤差，稱為對刀誤差。 本工序中麻花鉆是采用固定鉆模套進(jìn)行導(dǎo)向，鉆孔時導(dǎo)向誤差計算公式為： —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， 又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的 1。計算時可設(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，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廢，在分析計算 工件加工精度時需留出一定精度儲備量 J c ,因此將上式改為： 工^ &品一Jc - Jc = 6k —(3-7) 當(dāng)Jc》0時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 所以夾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 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?；顒邮姐@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)計主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識來分析處

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， 把握機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計的方法， 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，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，綜合地運(yùn)用于這次設(shè)計中，鞏固了以前所學(xué)的知識；其次學(xué)會了 參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊；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)計能夠掌握和理解對知識的應(yīng)用， 找出自 己的不足，在步入社會之前補(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)計手冊 . 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2】胡拓 . 現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計 . 化學(xué)工業(yè)出版社 3】李軍 . 互換性與測量技術(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 ）. 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)請告知刪除， 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！