气门摇杆轴支座零件机械加工工艺及其典型夹具设计

资源目录里展示的全都有，所见即所得。下载后全都有,请放心下载。原稿可自行编辑修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑问可加】 毕业设计(论文)开题报告 题目：气门摇杆轴支座零件机械加工工艺及其典型夹具设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012年12月25日 9 1、 毕业设计（论文）综述 1.1题目背景题目背景和及研究意义 制造业是一个国家的立国之本，是一个国家的民族产业和支柱产业，也是反映一个国家经济实力的重要标志，是为国家创造财富的重要产业。 制造技术支持着制造业的发展，当今制造技术的发展使传统制造业革新了他原来的面目，制造工艺与夹具同样取得了较快发展。所谓工艺，是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。进行机械加工工艺设计是保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。机械零件加工精度是机械零件加工质量的核心部分。零件的加工精度是指零件完工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）对理想几何参数的符合程度,符合程度越高。机械加工工艺对加工精度的影响主要体现在加工工艺的受力变形、加工工艺的几何精度以及工艺系统的热变形三个方面。加工精度包括：尺寸精度，形状精度，位置精度。提高加工及高度的措施归纳为：减少误差法；误差补偿法(误差抵消法)；误差转移法；就地加工法；误差平均法。 而夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。 夹具是制造系统的重要组成部分，是机械制造中的一项重要工艺装备。工件在机床上进行加工时，为了保证加工精度和提高生产效率，必须使工件相对刀具占有正确位置，完成之一功能的辅助装置成为机床夹具。它的主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。 机床夹具按其使用范围可分为以下五种基本类型：1）通用夹具 通用夹具具有一定的通用性。2）专用夹具 专用夹具是针对某一种工件的某一个工序而专门设计的。3）通用可调整夹具和成组夹具 通用可调整夹具和成组夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。4）组合夹具 组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据零件的加工要求拼装而成的夹具。组合夹具的适用范围可从以下不同角度来谈:从产品的批量来看,组合夹具最适于新产品研制、试制、单件和小批量生产。因此,对于产品变化频繁、该型周期短、产品类型多的企业选用组合夹具最为适宜,能收到最显著的经济效果；从加工工序来看,组合夹具应用极为广泛,它可以方便的组成各类机床使用的夹具；从加工工件的几何形状和尺寸看,组合夹具一般不受工件形状的限制。5）随行夹具 随行夹是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。 工件的工艺分析及夹具设计是工艺工程师必备的专业素质。这次设计使我们能综合运用了械制图学，机械设计，机械制造工程学，互换性与测量技术中的基本理论和方法独立地分析和解决工艺与夹具设计中的问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（气门摇杆轴支座）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成家具结构设计的能力，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技能的一次中和性实践机会，为今后从事的工作打下良好的基础。 1.2机制工艺与夹具设计相关技术的国内外现状 迄今为止，夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具(刀具、夹具、量具、模具)之一。刀具量本身已高度标准化，用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关，产品一有变化就需重新制作，通常是属于专用性质的工具。模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业，高精度与精密的通用央具有了迅莲的发，展高效通用夹具已广泛使用，适用于各类典型零件共轨特征的通用夹具有了迅速发展。 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯采用传统的专用夹具，在一个具有一定生产能力的工厂中约拥有13000～15000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。 综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求： （1）能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期； （2）能装夹一组相似性特征的工件； （3）适用于精密加工的高精度的机床； （4）适用于各种现代化制造技术的新型技术； （5）采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。 总体来说现代机床的发展趋势是：1）、提高标准化通用化程度。
2）、适应多品种、中小批生产企业的特点，发展可调整夹具，力求希短生产准备周期,提高经济效果。3）、
发展高效率夹具力求提高劳动生产率减轻劳动强度。4）、
机床夹具的发展应向机床工作台技术转移。 2、 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 2.1课题研究主要内容 气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合部，mm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。汽缸盖内每缸四阀使燃烧室充气最佳，气门由摇杆凸轮机构驱动，摩擦力小且气门间隙由液压补偿。这种结构可能减小燃油 消耗并改善排放。另外一个优点是减小噪音，这种结构使3.0升的TDI发动机运转极端平稳。 主要研究内容：1) 、研究气门摇杆轴支座零件、设计其三维模型，分析加工特点；2）、编制上述工件的机械加工工艺，包括热处理及其它工序，给出设计计算过程，填写工艺卡片。3）、对数控加工工序编写数控代码。4）、设计典型该工序的夹具，绘制设计装配图和零件图。5）、图量折合1.5张0号图。论文字数1.5万，参考文献18篇，3篇外文，英文翻译汉字3000字。 2.2拟采用的研究方案、研究方法和措施 （1） 本课题研究方案：第一步、零件作用分析和工艺分析。第二步、零件工艺规程定性设计，包括毛坯制造方法的确定、基准面选择、工艺路线确定。第三步，零件工艺规程定量设计和计算，包括毛坯尺寸的确定、工艺尺寸、机械加工余量确定、切削用量和基本工时确定。第四步、夹具设计。第五步、绘制零件、夹具及装配二维图。 （2）零件加工工艺分析 有零件图知：该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面，mm孔和mm以及3mm轴向槽的加工。加工精度为mm孔的尺寸精度以及下端面0.05mm的平面度与左右两端面孔的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封。因此，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最后加工mm孔时以下端面为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。 （3） 工艺线路拟定 方案一：1）、铸造 2）、时效处理 3）、粗车下端面 4）、粗车上端面 5）、粗铣左右端面 6）、钻通孔 7）、精铣下端面 8）、精铣上端面 9）、精铣左右端面 10）、钻通孔 11）、镗孔 12）、粗-精铣轴向槽 13）、检验入库 分析：上述方案遵循了工艺线路拟定原则和基准选取原则，但是还存在不足。由于工件形状和尺寸原因本工件在车床上车削时比较困难，故改用铣床加工。 方案二：1）、铸造 2）、时效处理 3）、粗铣下端面 4）、粗铣上端面 5）、粗铣左右端面 6）、钻通孔 7）、精铣下端面 8）、精铣上端面 9）、精铣左右端面 10）、钻通孔 11）、镗孔 12）、粗-精铣轴向槽 13）、检验入库 第二种方案基本满足加工要求。 3、 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作 3.1工艺规程设计中的关键问题在于基准的选择及加工工艺路线的选择。 （1）基准的选择 精基准的选择：气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现V形块大平面的定位方式。使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。 粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要面和重要孔做基准。在保证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尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。 （2）制定加工工艺路线 根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法。因左右两端面均对孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。 3.2夹具设计中关键的问题在于夹具设计中结构方案的构思 其设计流程的关键点是: 首先应分析使用夹具时, 造成被加工零件表面位置的加工误差因素, 合理分配夹具定位精度；其次要根据加工过程中被加工零件受到的切削力、惯性力及重力等外力的作用, 合理选择定位方式、支承点、夹紧点、夹紧力大小及其作用方向, 设计合适的夹紧机构, 以保证被加工零件的既定位置稳定可靠； 第三是设计夹具对定； 最后校核夹具关键零件强度和设备进刀抗力等, 最终完成全套夹具图设计。 夹具设计主要是择定位方式, 设计合理的定位支承元件、夹紧装置、对刀元件、夹具体等装置或元件,绘制所需的图样，同时制订有关的技术要求。夹具设计是一种相互关联的工作，它涉及到很广的知识面。对初学者而言，预计夹具结构方案的构思是一个设计难点。构思结构方案需要： （1）确定夹具的类型； （2）定位设计，根据六点定位规则确定工件的定位方式； （3）确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧装置； （4）确定刀具的对刀导向方案，选择合适的对刀元件或导向元件； （5）确定夹具总体布局和夹具体的结构。 3.3前期开展的工作 进行教研，查阅相关文献和刊物，了解课题背景、研究意义以及国内外发展状况，进而初步确定设计方案，并在总结各个参考文献的基础上完成开题报告。 4、 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写） 第1周－第3周：查阅资料，完成基础知识的积累和开题报告； 第4周－第6周：典型工件的工艺分析，计算、编写各工件加工工艺； 第7周－第8周：各夹具的设计计算，定位分析，设计中存在的问题。 第9周：中期检查。 第10周－第13周：绘制各夹具的装配图、部分零件工程图。 第14周－第15周：完成毕业论文。 第16周：答辩。 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 参考文献： [1] 卢秉恒 机械制造技术基础 2009年6月第3版 [2] 余承辉 姜晶 机械制造工艺与夹具 2010年7月第1版 [3] 曾爱新．谈机械加工工艺的发展趋势[J].职园培地，2002(8)：26-27 [4] 刘代瑞．三角法兰夹具设计[J]．汽齿科技，2007（2）：18-22． [5] 熊平，孙慧峰，焦振营．车削厚壁圆体内孔夹具设计[J] .金属加工.2008（6） [6] 周贺,段晓峰．计算机辅助夹具设计与管理系统的研发[J]．机械制造，2004 HYPERLINK "http://dlib.cnki.net/kns50/Navi/Bridge.aspx?DBCode=cjfd&LinkType=IssueLink&Field=BaseID*year*issue&TableName=CJFDYEARINFO&Value=JXZG*2004*03&NaviLink=%e6%9c%ba%e6%a2%b0%e5%88%b6%e9%80%a0" 03 [7] 姜桂英 浅谈如何提高机械加工的精度 科技论坛 2012.12 [8] 张滢滢 刘春雨 关于机床夹具的发展前景的探讨 科技创新导报. 2011 10 [9] 挪家华 国内外机床夹具及其发展趋势 全国先进工具铿脆交流会报告 [10] 陈连富 浅谈机械加工工艺对加工精度的影响 工业与民用建筑工程技术 [11] 蔡瑾,段国林,李翠玉,李德红. 夹具设计技术发展综述[J]. 河北工业学学报 2002 5 [12] 仲高艳, 王宏林 机床夹具设计中的参数化设计
机床与液压
2004
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12 [13] 白洁,薄向东 机床夹具在数控加工中的设计 　2006年第3期(总第15期) [14] 王建勋 机械零件加工中的机床夹具设计 学术交流 2009(05) [15] 许爱玲 机床夹具设计方法探讨 Equipme nt Manufa c tring Technology No.8 , 2008 [16] G. H. Qin;W. H. Zhang;M. Wan;S. P. Sun;T. J. Wu; Advanced Design and Manufacture to Gain a Competitive Edge 2008 (551～562) [17] Peter Košt’ál;Karol Velíšek;Radovan Zvolenský; Intelligent Robotics and Applications 2008 ,(459～465) [18] Marty Voss；Robert Drag Design Efficiency and Safety into Robotic Fixtures 1999, 72(4)