0519-氣門搖臂軸支座的機械加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計

0519-氣門搖臂軸支座的機械加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計,氣門,搖臂,支座,機械,加工,工藝,鉆孔,夾具,設(shè)計 附件A 開題報告 附件A 開題報告 題目： 氣門搖臂軸支座的機械加工工藝及夾具設(shè)計 一、本課題設(shè)計（研究）的目的： 本次設(shè)計為四年大學(xué)所學(xué)基礎(chǔ)課程的一次綜合性設(shè)計，要求我全面地綜合運用機械專業(yè)先修課程的理論和實習(xí)實踐只是進行工藝及結(jié)構(gòu)的設(shè)計，也為以后走上機械工藝設(shè)計崗位打下堅實的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計的主要目的在于： （1）運用機械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程（工程材料與熱處理、機械設(shè)計、互換性與測量技術(shù)、金屬切削原理與刀具等）的知識，結(jié)合生產(chǎn)實踐中學(xué)到的知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 （2）能夠根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效率、省力、經(jīng)濟合理并能夠保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。 （3）熟悉正確的調(diào)查研究的方法，收集國內(nèi)外有關(guān)資料，掌握正確的設(shè)計思想，方法和手段。熟悉并能夠熟練的運用相關(guān)工藝手冊、設(shè)計手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖標(biāo)等技術(shù)資料的能力。 （4）進一步熟練在識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能 二、設(shè)計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）： （一）、本課題背景知識 零件作用： 本設(shè)計所設(shè)計的零件是1105柴油機中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進、排氣氣門搖臂。直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機。兩孔間距56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現(xiàn)減壓。兩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11的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細標(biāo)注。 柴油機相關(guān)知識介紹： 簡介柴油機是用柴油作燃料的內(nèi)燃機。柴油機屬于壓縮點火式發(fā)動機，它又常以主要發(fā)明者狄塞爾的名字被稱為狄塞爾引擎。 柴油機在工作時，吸入柴油機氣缸內(nèi)的空氣，因活塞的運動而受到較高程度的壓縮，達到500～700℃的高溫。然后將燃油以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣混合形成可燃混合氣，自動著火燃燒。燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上，推動活塞并通過連桿和曲軸轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機械功。 柴油機可按不同特征分類：按轉(zhuǎn)速分為高速、中速和低速柴油機；按燃燒室的型式分為直接噴射式、渦流室式和預(yù)燃室式柴油機等；按氣缸進氣方式分為增壓和非增壓柴油機；按氣體壓力作用方式分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機等；按用途分為船用柴油機、機車柴油機等。 隨著現(xiàn)代社會進程的加快，柴油機發(fā)揮的社會作用不可估量，特別是在社會工業(yè)化之后，柴油機作為動力內(nèi)燃機的一種，在社會的各個領(lǐng)域無處不在，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、汽車、船舶、公路工程、港口工程等，在這些領(lǐng)域里柴油機發(fā)揮著巨大的作用，為社會創(chuàng)造著巨大的效益。在這領(lǐng)域中，柴油機所發(fā)揮的作用也是不盡相同，所以根據(jù)作用的需要，柴油機也被設(shè)計出了很多種型號，各種型號功率不同，發(fā)揮的作用大小也就不一樣，創(chuàng)造出的價值也不一樣。但是柴油機的污染排放也是一個不小的社會問題，隨著社會的發(fā)展，人類對生活質(zhì)量要求的提高，預(yù)示著人類對空氣質(zhì)量的要求也在提高，而高污染排放的柴油機必定不能滿足人類的這一生活需求，但是柴油機已經(jīng)是社會發(fā)展不可缺少的一個重要零部分，徹底取代柴油機在目前的技術(shù)條件下似乎還不太可能。人類的智慧永遠是無法估量的，現(xiàn)代的設(shè)計師們正在朝著設(shè)計出高效率，低排放，質(zhì)量輕，生產(chǎn)簡單的柴油機這一目標(biāo)奮斗著，而這一目標(biāo)也將越來越近。隨著社會的需要，各種型號不一，功率不一的柴油機生產(chǎn)數(shù)量將不斷的增長，而氣門搖臂軸支座是柴油機上不可或缺的一個零件，也就是意味著氣門搖臂軸支座的生產(chǎn)數(shù)量也將是與日俱增，為了創(chuàng)造出更大的效益，設(shè)計出輕便，經(jīng)久耐用，便于生產(chǎn)的氣門搖臂軸支座這一零件是很有必要的。 柴油機具有熱效率高的顯著優(yōu)點，其應(yīng)用范圍越來越廣。隨著強化程度的提高，柴油機單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能，各國都在注重改善燃燒過程，研究燃用低質(zhì)燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染，都是柴油機的重要發(fā)展方向。 （二）、機械制造工藝技術(shù)相關(guān)知識 1.機械加工工藝基礎(chǔ)知識 氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程的制訂 （1）.根據(jù)零件圖和產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析 在對氣門搖臂周支座進行工藝規(guī)程設(shè)計時，應(yīng)掌握該零件在部件或總成中的位置、公用以及部件或總成對該零件提出的技術(shù)要求，明確零件的主要工作表面，以便在擬定工藝規(guī)程過程中采取措施予以保證 掌握零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件的主要工藝特點，形成工藝規(guī)程設(shè)計的總體構(gòu)想。 分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等方面的技術(shù)要求；明確哪些表面是主要加工表面，以便在選擇表面加工方法及擬定工藝路線時重點考慮；對全部技術(shù)要求應(yīng)進行歸納整理。 （2）.計算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 根據(jù)零件圖查表可知，氣門搖臂軸支座為輕型零件，根據(jù)生產(chǎn)要求將確定該零件為大批量生產(chǎn)。 （3）.確定毛坯種類和制造方法 機械加工中毛坯種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等。根據(jù)氣門搖臂軸支座零件圖所選擇的材料，氣門搖臂軸支座零件加工工程中應(yīng)達到的技術(shù)指標(biāo)和加工特點，零件生產(chǎn)的經(jīng)濟性，如何選擇合適的毛坯種類也是設(shè)計重點。其次，如何選擇毛坯制造方法也是設(shè)計中必不可少的環(huán)節(jié)，一般地，選擇毛坯的制造方法應(yīng)考慮一下幾個方面因素：a、材料的工藝性能；b、毛坯尺寸、形狀和精度要求；c、零件生產(chǎn)綱領(lǐng)；d、采用新型材料、新工藝、新技術(shù)的可能性。 （4）.確定毛坯尺寸和公差 如何確定毛坯尺寸，也就是如何確定加工余量，對確保加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要的意義。余量不能確定過大或是過小，所以應(yīng)當(dāng)選擇合適的方法來確定加工余量，保證零件加工各項尺寸及技術(shù)指標(biāo)。同時，選擇合適的尺寸公差對零件加工和零件生產(chǎn)的經(jīng)濟型也有很大的影響。 （5）.擬定工藝路線 擬定工藝路線包括；：定位基準(zhǔn)的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。這也將是氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程設(shè)計制定的重點 （6）.確定各個工序的加工余量，計算工序尺寸及公差 （7）.選擇各個工序的機床設(shè)備及刀具、量具等工藝裝備 （8）.確定各個工序的切削用量和時間定額 （9）.編制工藝文件 2.機床夾具設(shè)計基礎(chǔ)知識 在機械制造的各個加工工藝工程中，必須使工件在工藝系統(tǒng)中處于正確的位置，以保證加工質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。把為了使工件處于正確位置上所使用的各種工藝裝備，成為夾具。如檢驗夾具、焊接夾具、裝配夾具等。 在機床上對工件進行切削加工時，為了保證加工精度，必須正確地安放工件，使工件相對于刀具和機床占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。為了保護這個正確圍著在加工過程中穩(wěn)定不變，應(yīng)該對工件施加一定的夾緊力，這個過程稱為“夾緊”。這兩個過程總稱為“安裝”。在機床上實現(xiàn)安裝人物的工藝裝備，就是“機床夾具”。 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣泛的是通用夾具，如車床上用的三爪卡盤和銑床上用的平口虎鉗等。這類夾具的規(guī)格尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)廠進行生產(chǎn)。而用于批量生產(chǎn)，專門為工件某加工工序服務(wù)的專用夾具，則必須由各個制造廠自行設(shè)計制造。 由于專用夾具的設(shè)計制造在很大程度上影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動條件和生產(chǎn)成本，因此，他是各機械制造廠新產(chǎn)品投資、老產(chǎn)品改進和工藝更新中的一項重要生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，也是每一個從事機械加工工藝的技術(shù)人員必須掌握的基礎(chǔ)知識。 機床夾具在機械加工中起著重要的作用，所以應(yīng)用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用： （1）.保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量 夾具在機械加工中的基本作用就是保證工件的相對位置精度。由于采用了能直接定位的夾具，因此，可以準(zhǔn)確地確定工件相對于道具和機床切削成形運動中的相互位置關(guān)系，不受或者少受各種主觀因素的影響，可以穩(wěn)定可靠地保證加工質(zhì)量。 （2）.提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本 提高勞動生產(chǎn)率，降低單件時間定額的主要技術(shù)措施是增大切削用量和壓縮輔助時間。采用機床夾具，既可以提高工件加工時的剛度，有利于采用較大的切削用量，又可以省去劃線找正等工作，使安裝工作的輔助工時大大減小，因此能顯著地提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。 （3）.改善工人勞動條件 采用夾具后，工件的裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。使用專用夾具安裝工件，定位方便、迅速，夾緊可采用增力、機動等裝置，因此可以減輕工人的勞動強度。還可設(shè)計保護裝置，確保操作者安全。 （4）.在流水線生產(chǎn)中，便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍 工藝工程中，當(dāng)某些工件所需要工序時間特別長時，可以采用多工位或高效夾具等，以提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)節(jié)拍能夠比較平衡。 機床夾具分類 （1）.專用夾具 專用夾具是針對某一種工件的一定工序而專門設(shè)計的。因為不需要考慮通用性，所以夾具可以設(shè)計得結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便。還可以按需要采用各種省力機構(gòu)、動力裝置、分度裝置等。因此，此類夾具可以保證較高的加工精度和勞動生產(chǎn)率，但是，游湖這類夾具的專用性很強，并且設(shè)計和制造周期較長，制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時，往往因無法再使用而報廢。因此，這類夾具主要在產(chǎn)品固定和工藝穩(wěn)定的較大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。這類夾具也是本課程研究的主要對象。 （2）.可調(diào)式夾具 可調(diào)式夾具的特點是：加工完一種零件后，通過調(diào)整或更換夾具中的個別元件，即可加工形狀相似、尺寸和加工相近的多種零件。 可調(diào)式夾具又可以分為通用可調(diào)夾具和專用可調(diào)夾具。通用可調(diào)夾具如滑柱式鉆模等，使用范圍較大。專門化可調(diào)夾具常稱為成組夾具，通常配合成組技術(shù)，用于裝夾和加工一組結(jié)構(gòu)與工藝相似的工件。 因為這類夾具是在專門夾具基礎(chǔ)上少量更換或調(diào)整夾具元件，因此，只能到達有限目標(biāo)的通用化。即使這樣，也極大提高了專用夾具在多品種、中小批量生產(chǎn)中使用的經(jīng)濟性。 （3）.專門化拼裝夾具 專門化拼裝夾具是針對其工件的特定工序加工要求，由實現(xiàn)制造好的通用性較強的標(biāo)準(zhǔn)化元件和部件拼裝組成。從這個特點來看，這類夾具具有很大的通用性，但同時又是為某一種特定工序而專門拼裝的夾具。因此，這類夾具又具有專門夾具的優(yōu)點。 （4）.自動化生產(chǎn)用夾具 自動化生產(chǎn)用夾具駐澳是自動線上所使用的夾具。基本上分為兩類：一類是固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類是隨行夾具，它除了具有一般家具所擔(dān)負(fù)的安裝工件任務(wù)外，還擔(dān)負(fù)著沿自動線輸送工件的任務(wù)，即在這工件從一個工位移動到下一個工位。故稱為“隨行夾具”。 屬于自動化生產(chǎn)夾具的還有數(shù)控機床夾具。 夾具設(shè)計的特點和基本要求 A:夾具設(shè)計的特點 （1）.針對性強，設(shè)計人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況。 專用夾具是為某零件的某工序設(shè)計的，設(shè)計人員必須全面了解和掌握產(chǎn)品零件的要求，工藝工程的安排以及所使用的機床、刀具，鋪具的具體情況才可能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。 （2）.保證加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率是夾具設(shè)計的兩項主要任務(wù)，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。因此，設(shè)計時應(yīng)重點把住定位方案的確定和精度分析這兩道關(guān)。對于制造精度要求不高的零件，其夾具設(shè)計應(yīng)該重點保證提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。 （3）.夾緊機構(gòu)對整個夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。 夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動機構(gòu)的設(shè)計對夾具結(jié)構(gòu)的影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個人設(shè)計的結(jié)構(gòu)可能大不相同。而不同復(fù)雜程度的家具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟效果也不一樣，設(shè)計人員必須使自己的設(shè)計和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟性。 （4）.夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)，因此，設(shè)計時應(yīng)考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。 （5）.設(shè)計周期短，一般不進行強度剛度計算。 夾具設(shè)計是直接為產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，其設(shè)計周期要求短，因此設(shè)計時多采用參照法或是憑經(jīng)驗確定的辦法來保證受力件的強度和剛度，通常不進行詳細計算，有時采用簡便公式或用圖表做為設(shè)計參考。倒是應(yīng)注意，在設(shè)計一些具有較高精度的夾具時，應(yīng)該對定位精度、夾緊力等進行必要的計算和分析。 B:設(shè)計的基本要求 夾具設(shè)計的原則是經(jīng)濟和使用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個字，其中好用主要的，但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場的實際制造和維修水平為前提。具體要求為： （1）.夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟性四者的關(guān)系。 （2）.保證工件精度。 （3）.保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運輸，保證安全第一。 （4）.注意結(jié)構(gòu)工藝性，對加工、裝配、檢驗和維修等問題應(yīng)通盤考慮，以降低制造成本。 三、設(shè)計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）： 本設(shè)計的重點是：用autoCAD軟件繪制零件圖，對本課題設(shè)計的零件進行機械加工工藝規(guī)程設(shè)計（包括零件的工藝分析與毛坯的設(shè)計、工藝路線的擬定、工藝計算、工藝文件的編制等），對指定的某道工序進行夾具設(shè)計，繪制夾具裝配圖及主要零件圖。 本設(shè)計的難點是：工藝路線的擬定和繪制夾具裝配圖 擬采用的途徑：本設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下，在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，通過自主獨立完成。根據(jù)任務(wù)書，本零件材料灰鑄鐵，設(shè)計批量為大批量生產(chǎn)，選擇的毛坯制造種類為鑄造。 初步制定工藝路線： 工序1：鑄造 工序2：清砂 工序3：時效處理 工序4：粗銑上端面 工序5：粗銑 半精銑36mm下表面 工序6：鉆的，保證尺寸，Ra12.5 工序7：粗銑、半精銑外圓前后斷面 粗銑、半精銑外圓前后端面 工序8：鉆、擴、鉸的孔，Ra1.6 工序9：鉆、擴、較的孔，Ra1.6 工序10：鉆的孔,保證尺寸,Ra12.5 工序11：鉗工去毛刺 工序12：終檢 四、設(shè)計（研究）進度計劃： 畢業(yè)實習(xí)（調(diào)研、收集資料）--第1、2、3周 撰寫開題報告--第4、5、6周 進行零件圖設(shè)計--第7周 進行加工工藝規(guī)程設(shè)計--第8、9、10周 進行夾具設(shè)計--第11、12、13周 撰寫設(shè)計說明書--第14、15周 審閱、評定、準(zhǔn)備答辯--第16周 進行答辯--第17周 五、參考文獻： 1.王先逵 主編.機械制造工藝學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006 2.崇 凱 主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 3.鄒 青 主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 4.孫麗媛 主編.機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007 5.郭克希 主編.機械制圖.機械類、近機類[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 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