氣門搖桿軸支座零件機械加工工藝和銑50底面、車Φ32兩端面、鉆2×Φ12孔專用夾具設(shè)計【SW三維】,SW三維,氣門,搖桿,支座,零件,機械,加工,工藝,50,底面,32,端面,12,專用,夾具,設(shè)計,SW,三維 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目：氣門搖桿軸支座零件機械加工工藝及 其典型夾具設(shè)計 9 1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述 1.1題目背景題目背景和及研究意義 制造業(yè)是一個國家的立國之本，是一個國家的民族產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，也是反映一個國家經(jīng)濟實力的重要標志，是為國家創(chuàng)造財富的重要產(chǎn)業(yè)[1]。 制造技術(shù)支持著制造業(yè)的發(fā)展，當今制造技術(shù)的發(fā)展使傳統(tǒng)制造業(yè)革新了他原來的面目，制造工藝與夾具同樣取得了較快發(fā)展。所謂工藝，是使各種原材料、半成品成為產(chǎn)品的方法和過程[2]。進行機械加工工藝設(shè)計是保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。機械零件加工精度是機械零件加工質(zhì)量的核心部分[3]。零件的加工精度是指零件完工后的實際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和相互位置）對理想幾何參數(shù)的符合程度,符合程度越高[4]。機械加工工藝對加工精度的影響主要體現(xiàn)在加工工藝的受力變形、加工工藝的幾何精度以及工藝系統(tǒng)的熱變形三個方面。加工精度包括：尺寸精度，形狀精度，位置精度。提高加工及高度的措施歸納為：減少誤差法；誤差補償法(誤差抵消法)；誤差轉(zhuǎn)移法；就地加工法；誤差平均法[5]。 而夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。機床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項重要技術(shù)措施。在設(shè)計過程中應深人實際，進行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進技術(shù)，制定出合理的設(shè)計方案，再進行具體的設(shè)計[6]。 夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，是機械制造中的一項重要工藝裝備。工件在機床上進行加工時，為了保證加工精度和提高生產(chǎn)效率，必須使工件相對刀具占有正確位置，完成之一功能的輔助裝置成為機床夾具。它的主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量、減輕勞動強度、輔助產(chǎn)品檢測、展示、運輸?shù)?。不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的[7]。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。 機床夾具按其使用范圍可分為以下五種基本類型：1）通用夾具 通用夾具具有一定的通用性[8]。2）專用夾具 專用夾具是針對某一種工件的某一個工序而專門設(shè)計的。3）通用可調(diào)整夾具和成組夾具 通用可調(diào)整夾具和成組夾具的特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應不同零件的加工。4）組合夾具 組合夾具是由一套完全標準化的元件，根據(jù)零件的加工要求拼裝而成的夾具。組合夾具的適用范圍可從以下不同角度來談:從產(chǎn)品的批量來看,組合夾具最適于新產(chǎn)品研制、試制、單件和小批量生產(chǎn)。因此,對于產(chǎn)品變化頻繁、該型周期短、產(chǎn)品類型多的企業(yè)選用組合夾具最為適宜,能收到最顯著的經(jīng)濟效果；從加工工序來看,組合夾具應用極為廣泛,它可以方便的組成各類機床使用的夾具；從加工工件的幾何形狀和尺寸看,組合夾具一般不受工件形狀的限制[10]。5）隨行夾具 隨行夾是一種在自動線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。 工件的工藝分析及夾具設(shè)計是工藝工程師必備的專業(yè)素質(zhì)。這次設(shè)計使我們能綜合運用了械制圖學，機械設(shè)計，機械制造工程學，互換性與測量技術(shù)中的基本理論和方法獨立地分析和解決工藝與夾具設(shè)計中的問題，初步具備了設(shè)計一個中等復雜程度零件（氣門搖桿軸支座）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成家具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件技能的一次中和性實踐機會，為今后從事的工作打下良好的基礎(chǔ)[12]。 1.2機制工藝與夾具設(shè)計相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 迄今為止，夾具仍是機電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具(刀具、夾具、量具、模具)之一。刀具量本身已高度標準化，用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān)，產(chǎn)品一有變化就需重新制作，通常是屬于專用性質(zhì)的工具[14]。模具已發(fā)展成為獨立的行業(yè);夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機床業(yè)或獨立的小行業(yè)，高精度與精密的通用央具有了迅蓮的發(fā)，展高效通用夾具已廣泛使用，適用于各類典型零件共軌特征的通用夾具有了迅速發(fā)展[16]。 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有一定生產(chǎn)能力的工廠中約擁有13000～15000套專用夾具[11]。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平[17]。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求： （1）能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準備周期； （2）能裝夾一組相似性特征的工件； （3）適用于精密加工的高精度的機床； （4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)； （5）采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率。 總體來說現(xiàn)代機床的發(fā)展趨勢是：1）、提高標準化通用化程度。
2）、適應多品種、中小批生產(chǎn)企業(yè)的特點，發(fā)展可調(diào)整夾具，力求希短生產(chǎn)準備周期,提高經(jīng)濟效果。3）、
發(fā)展高效率夾具力求提高勞動生產(chǎn)率減輕勞動強度[18]。4）、
機床夾具的發(fā)展應向機床工作臺技術(shù)轉(zhuǎn)移。 2、 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1課題研究主要內(nèi)容 氣門搖桿軸支座是柴油機一個主要零件。是柴油機搖桿座的結(jié)合部，mm孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通過兩個?12mm孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，4mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動。汽缸蓋內(nèi)每缸四閥使燃燒室充氣最佳，氣門由搖桿凸輪機構(gòu)驅(qū)動，摩擦力小且氣門間隙由液壓補償。這種結(jié)構(gòu)可能減小燃油 消耗并改善排放。另外一個優(yōu)點是減小噪音，這種結(jié)構(gòu)使3.0升的TDI發(fā)動機運轉(zhuǎn)極端平穩(wěn)。 主要研究內(nèi)容：1) 、研究氣門搖桿軸支座零件、設(shè)計其三維模型，分析加工特點；2）、編制上述工件的機械加工工藝，包括熱處理及其它工序，給出設(shè)計計算過程，填寫工藝卡片。3）、對數(shù)控加工工序編寫數(shù)控代碼。4）、設(shè)計典型該工序的夾具，繪制設(shè)計裝配圖和零件圖。5）、圖量折合1.5張0號圖。論文字數(shù)1.5萬，參考文獻18篇，3篇外文，英文翻譯漢字3000字。 2.2擬采用的研究方案、研究方法和措施 （1） 本課題研究方案：第一步、零件作用分析和工藝分析。第二步、零件工藝規(guī)程定性設(shè)計，包括毛坯制造方法的確定、基準面選擇、工藝路線確定。第三步，零件工藝規(guī)程定量設(shè)計和計算，包括毛坯尺寸的確定、工藝尺寸、機械加工余量確定、切削用量和基本工時確定。第四步、夾具設(shè)計。第五步、繪制零件、夾具及裝配二維圖。 （2）零件加工工藝分析 有零件圖知：該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，mm孔和mm以及4mm軸向槽的加工。加工精度為mm孔的尺寸精度以及下端面0.05mm的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進氣孔與排氣門的傳動精度及密封。因此，需要先以下端面為粗基準加工上端面，再以上端面為粗基準加工下端面，再把下端面作為精基準，最后加工mm孔時以下端面為定位基準，以保證孔軸相對下端面的位置精度。 （3） 工藝線路擬定 方案一：1）、鑄造 2）、時效處理 3）、粗車下端面 4）、粗車上端面 5）、粗銑左右端面 6）、鉆通孔 7）、精銑下端面 8）、精銑上端面 9）、精銑左右端面 10）、鉆通孔 11）、鏜孔 12）、粗-精銑軸向槽 13）、檢驗入庫 分析：上述方案遵循了工藝線路擬定原則和基準選取原則，但是還存在不足。由于工件形狀和尺寸原因本工件在車床上車削時比較困難，故改用銑床加工。 方案二：1）、鑄造 2）、時效處理 3）、粗銑下端面 4）、粗銑上端面 5）、粗銑左右端面 6）、鉆通孔 7）、精銑下端面 8）、精銑上端面 9）、精銑左右端面 10）、鉆通孔 11）、鏜孔 12）、粗-精銑軸向槽 13）、檢驗入庫 第二種方案基本滿足加工要求。 3、 本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 3.1工藝規(guī)程設(shè)計中的關(guān)鍵問題在于基準的選擇及加工工藝路線的選擇。 （1）基準的選擇 精基準的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準又是設(shè)計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則，實現(xiàn)V形塊大平面的定位方式。使得工藝路線又遵循“基準統(tǒng)一”的原則，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。 粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以粗基準為上端面。 （2）制定加工工藝路線 根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面及孔的加工方法。因左右兩端面均對孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。 3.2夾具設(shè)計中關(guān)鍵的問題在于夾具設(shè)計中結(jié)構(gòu)方案的構(gòu)思 其設(shè)計流程的關(guān)鍵點是: 首先應分析使用夾具時, 造成被加工零件表面位置的加工誤差因素, 合理分配夾具定位精度；其次要根據(jù)加工過程中被加工零件受到的切削力、慣性力及重力等外力的作用, 合理選擇定位方式、支承點、夾緊點、夾緊力大小及其作用方向, 設(shè)計合適的夾緊機構(gòu), 以保證被加工零件的既定位置穩(wěn)定可靠； 第三是設(shè)計夾具對定； 最后校核夾具關(guān)鍵零件強度和設(shè)備進刀抗力等, 最終完成全套夾具圖設(shè)計。 夾具設(shè)計主要是擇定位方式, 設(shè)計合理的定位支承元件、夾緊裝置、對刀元件、夾具體等裝置或元件,繪制所需的圖樣，同時制訂有關(guān)的技術(shù)要求。夾具設(shè)計是一種相互關(guān)聯(lián)的工作，它涉及到很廣的知識面。對初學者而言，預計夾具結(jié)構(gòu)方案的構(gòu)思是一個設(shè)計難點。構(gòu)思結(jié)構(gòu)方案需要： （1）確定夾具的類型； （2）定位設(shè)計，根據(jù)六點定位規(guī)則確定工件的定位方式； （3）確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置； （4）確定刀具的對刀導向方案，選擇合適的對刀元件或?qū)蛟? （5）確定夾具總體布局和夾具體的結(jié)構(gòu)。 3.3前期開展的工作 進行教研，查閱相關(guān)文獻和刊物，了解課題背景、研究意義以及國內(nèi)外發(fā)展狀況，進而初步確定設(shè)計方案，并在總結(jié)各個參考文獻的基礎(chǔ)上完成開題報告。 4、 完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） 第1周－第3周：查閱資料，完成基礎(chǔ)知識的積累和開題報告； 第4周－第6周：典型工件的工藝分析，計算、編寫各工件加工工藝； 第7周－第8周：各夾具的設(shè)計計算，定位分析，設(shè)計中存在的問題。 第9周：中期檢查。 第10周－第13周：繪制各夾具的裝配圖、部分零件工程圖。 第14周－第15周：完成畢業(yè)論文。 第16周：答辯。 5 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 6 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導： 年 月 日 參考文獻 [1] 唐耀紅．面向大規(guī)模定制的計算機輔助夾具設(shè)計研究 [J]．機械與電子．2005(8):17-20. [2] 廖念釗，古瑩蓭，莫雨松. 互換性技術(shù)與測量 [M] . 北京：中國計量出版社，2007.6 [3] 曾愛新．談機械加工工藝的發(fā)展趨勢[J].職園培地，2002(8)：26-27. [4] 熊平，孫慧峰，焦振營．車削厚壁圓體內(nèi)孔夾具設(shè)計[J] .金屬加工.2008（6）:54 [5] 宋冬芳．組合夾具CAD技術(shù)的研究進展 [J]．太原科技，2004(5)：20-21 [6] 史全富. 金屬切削手冊 [M] . 上海：上?？茖W技術(shù)出版社，2000. [7] 白婕靜，萬宏強. 機械制造工程學課程設(shè)計 [M] . 北京：兵器工業(yè)出版社，2008. [8] Alex Alblas ， Hans Wortmann. Impact of product platforms on lean production systems: evidence from industrial machinery manufacturing. [J] . IJTM，2012 (2):69-71. [9] Serope Kalpakjian. Manufacturing Engineering and Technology [M] . USA:Prentice Hall， 2001. [10] 謝曉文，劉書華，鄭蓓蓉．計算機輔助組合夾具設(shè)計系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J]．組合機床 與自動化加工技術(shù)，2005（07）：41-43． [11] 濮良貴，紀名剛. 機械設(shè)計 [M] . 北京：高等教育出版社，2010. [12] 李宏. 機械加工工藝手冊 [M] . 北京：北京出版社，1990. [13] Leo Alting.Manufacturing Engineering Processes [M] .2nd ed.Boca Raton，F(xiàn)L，U，1994. [14] 王先逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002. [15] 狄瑞坤，潘曉弘，樊曉燕.機械制造工程[M].杭州：浙江大學出版社.2001. [16] 薛源順.機床夾具設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000. [17] 趙如富.機械加工工藝人員手冊[M].上海：上海科學技術(shù)出版社，2006.10. [18] 劉震.先進機械制造工藝的技術(shù)發(fā)展趨勢[J].呼倫貝爾學報 2002，10（3）：96-97.