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1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 開(kāi)題報(bào)告 題目 氣門(mén)搖桿軸支座零件機(jī)械加工工藝及其典型夾具設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電信息系 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 2012 年 12 月 25 日 2 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(gè)國(guó)家的立國(guó)之本 是一個(gè)國(guó)家的民族產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè) 也是反映一 個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志 是為國(guó)家創(chuàng)造財(cái)富的重要產(chǎn)業(yè) 制造技術(shù)支持著制造業(yè)的發(fā)展 當(dāng)今制造技術(shù)的發(fā)展使傳統(tǒng)制造業(yè)革新了他原來(lái) 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(guò)程 進(jìn)行機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)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(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備 計(jì)劃調(diào)度 加工操作 生產(chǎn)安全 技術(shù)檢測(cè)和 健全勞動(dòng)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(jì)效益的技術(shù)保證 機(jī)械零件加工精度是機(jī)械零件加工質(zhì)量的核心部分 零件的加 工精度是指零件完工后的實(shí)際幾何參數(shù) 尺寸 形狀和相互位置 對(duì)理想幾何參數(shù)的 符合程度 符合程度越高 機(jī)械加工工藝對(duì)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(gè)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(bǔ)償 法 誤差抵消法 誤差轉(zhuǎn)移法 就地加工法 誤差平均法 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(dòng)強(qiáng)度 充分發(fā) 揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分 是 保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施 在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)深人實(shí)際 進(jìn) 行調(diào)查研究 吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù) 制定出合理的設(shè)計(jì)方案 再進(jìn)行具體的設(shè)計(jì) 夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分 是機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要工藝裝備 工件在機(jī) 床上進(jìn)行加工時(shí) 為了保證加工精度和提高生產(chǎn)效率 必須使工件相對(duì)刀具占有正確 位置 完成之一功能的輔助裝置成為機(jī)床夾具 它的主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 輔助產(chǎn)品檢測(cè) 展示 運(yùn)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 因此 好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)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(kuò)大機(jī)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(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求 企業(yè)對(duì)夾具的 設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求 機(jī)床夾具按其使用范圍可分為以下五種基本類(lèi)型 1 通用夾具 通用夾具具有一 定的通用性 2 專(zhuān)用夾具 專(zhuān)用夾具是針對(duì)某一種工件的某一個(gè)工序而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)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(diǎn)是夾具的部分元件 可以更換 部分裝置可以調(diào)整 以適應(yīng)不同零件的加工 4 組合夾具 組合夾具是由 8 一套完全標(biāo)準(zhǔn)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(lái)談 從產(chǎn)品的批量來(lái)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(duì)于產(chǎn)品變化頻繁 該型周期短 產(chǎn)品類(lèi)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(jì)效果 從加工工序來(lái)看 組合夾具應(yīng)用極為廣泛 它可以方便的組成各類(lèi)機(jī)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 5 隨行夾具 隨行夾是一種在自動(dòng)線(xiàn)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(jì)是工藝工程師必備的專(zhuān)業(yè)素質(zhì) 這次設(shè)計(jì)使我們能綜 合運(yùn)用了械制圖學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械制造工程學(xué) 互換性與測(cè)量技術(shù)中的基本理論和 方法獨(dú)立地分析和解決工藝與夾具設(shè)計(jì)中的問(wèn)題 初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度 零件 氣門(mén)搖桿軸支座 的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法 擬訂 夾具設(shè)計(jì)方案 完成家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力 也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè) 圖表等技術(shù)資 料及編寫(xiě)技術(shù)文件技能的一次中和性實(shí)踐機(jī)會(huì) 為今后從事的工作打下良好的基礎(chǔ) 1 2 機(jī)制工藝與夾具設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 迄今為止 夾具仍是機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化 用戶(hù)只需要按品種 規(guī)格選用采購(gòu) 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(zhuān)用性質(zhì)的工具 模具已發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè) 夾具在國(guó)內(nèi)外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)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(lèi)典型零件共軌特征的通用夾具有了迅速發(fā)展 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(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng) 盡管?chē)?guó) 際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明中不批 多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類(lèi)數(shù)的 85 左右 然而目前 一般企業(yè)習(xí)慣采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具 在一個(gè)具有一定生產(chǎn)能力的工廠(chǎng)中約 擁有 13000 15000 套專(zhuān)用夾具 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(zhuān)用夾具 而夾具的實(shí)際磨損量只有 15 左右 特別最近年來(lái)柔性制 造系統(tǒng) FMS 數(shù)控機(jī)床 NC 加工中心 MC 和成組加工 GT 等新技術(shù)被應(yīng)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 綜上所述 現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)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(zhǔn)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(jī)床 9 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(dòng)力源的高效夾緊裝置 進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 總體來(lái)說(shuō)現(xiàn)代機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)是 1 提高標(biāo)準(zhǔn)化通用化程度 2 適應(yīng)多 品種 中小批生產(chǎn)企業(yè)的特點(diǎn) 發(fā)展可調(diào)整夾具 力求希短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 提高經(jīng)濟(jì) 效果 3 發(fā)展高效率夾具力求提高勞動(dòng)生產(chǎn)率減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 4 機(jī)床夾具的 發(fā)展應(yīng)向機(jī)床工作臺(tái)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 2 氣門(mén)搖桿軸支座是柴油機(jī)一個(gè)主要零件 是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部 mm1 062 孔裝搖桿軸 軸上兩端各裝一進(jìn)氣門(mén)搖桿 搖桿座通過(guò)兩個(gè) 13mm 孔用 M12 螺桿與汽 缸蓋相連 3mm 軸向槽用于鎖緊搖桿軸 使之不轉(zhuǎn)動(dòng) 汽缸蓋內(nèi)每缸四閥使燃燒室充 氣最佳 氣門(mén)由搖桿凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) 摩擦力小且氣門(mén)間隙由液壓補(bǔ)償 這種結(jié)構(gòu)可能 減小燃油 消耗并改善排放 另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減小噪音 這種結(jié)構(gòu)使 3 0 升的 TDI 發(fā) 動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)極端平穩(wěn) 主要研究?jī)?nèi)容 1 研究氣門(mén)搖桿軸支座零件 設(shè)計(jì)其三維模型 分析加工特 點(diǎn) 2 編制上述工件的機(jī)械加工工藝 包括熱處理及其它工序 給出設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程 填寫(xiě)工藝卡片 3 對(duì)數(shù)控加工工序編寫(xiě)數(shù)控代碼 4 設(shè)計(jì)典型該工序的夾具 繪 制設(shè)計(jì)裝配圖和零件圖 5 圖量折合 1 5 張 0 號(hào)圖 論文字?jǐn)?shù) 1 5 萬(wàn) 參考文獻(xiàn) 18 篇 3 篇外文 英文翻譯漢字 3000 字 2 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(jì) 包括毛坯制造方法的確定 基準(zhǔn)面選擇 工藝路線(xiàn)確定 第三步 零 件工藝規(guī)程定量設(shè)計(jì)和計(jì)算 包括毛坯尺寸的確定 工藝尺寸 機(jī)械加工余量確定 切削用量和基本工時(shí)確定 第四步 夾具設(shè)計(jì) 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132 和 mm 以及 3mm 軸向槽的加工 加工精度為 mm 孔的尺寸精度以及下端面1 06 1 062 0 05mm 的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度 直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門(mén)的傳動(dòng)精 度及密封 因此 需要先以下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面 再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下 端面 再把下端面作為精基準(zhǔn) 最后加工 mm 孔時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn) 以保1 062 證孔軸相對(duì)下端面的位置精度 3 工藝線(xiàn)路擬定 方案一 1 鑄造 2 時(shí)效處理 3 粗車(chē)下端面 4 粗車(chē)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 13 10 鉆 通孔 11 鏜 孔 12 粗 精銑軸向槽 13 檢驗(yàn)入庫(kù)20 0 分析 上述方案遵循了工藝線(xiàn)路擬定原則和基準(zhǔn)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(chē)床上車(chē)削時(shí)比較困難 故改用銑床加工 方案二 1 鑄造 2 時(shí)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 13 鉆 通孔 11 鏜 孔 12 粗 精銑軸向槽 13 檢驗(yàn)入庫(kù)20 0 第二種方案基本滿(mǎn)足加工要求 3 本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn) 前期已開(kāi)展工作 3 1 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題在于基準(zhǔn)的選擇及加工工藝路線(xiàn)的選擇 1 基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇 氣門(mén)搖桿軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 用它作為 精基準(zhǔn) 能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則 實(shí)現(xiàn) V 形塊大平面的定位方式 使得工藝路 線(xiàn)又遵循 基準(zhǔn)統(tǒng)一 的原則 夾緊方案也比較簡(jiǎn)單 可靠 操作方便 粗基準(zhǔn)的選擇 考慮到以下幾點(diǎn)要求 選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn) 在保證各 2 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(shí)間 所以粗基準(zhǔn)為上端面 2 制定加工工藝路線(xiàn) 根據(jù)各表面加工要求 和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 確定各表面及孔的加 工方法 因左右兩端面均對(duì)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(jì)中關(guān)鍵的問(wèn)題在于夾具設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)方案的構(gòu)思 其設(shè)計(jì)流程的關(guān)鍵點(diǎn)是 首先應(yīng)分析使用夾具時(shí) 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(guò)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(diǎn) 夾緊點(diǎn) 夾緊力大小 及其作用方向 設(shè)計(jì)合適的夾緊機(jī)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(jì)夾具對(duì)定 最后校核夾具關(guān)鍵零件強(qiáng)度和設(shè)備進(jìn)刀抗力等 最終完成全套 夾具圖設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì)主要是擇定位方式 設(shè)計(jì)合理的定位支承元件 夾緊裝置 對(duì)刀元件 夾具體等裝置或元件 繪制所需的圖樣 同時(shí)制訂有關(guān)的技術(shù)要求 夾具設(shè)計(jì)是一種 相互關(guān)聯(lián)的工作 它涉及到很廣的知識(shí)面 對(duì)初學(xué)者而言 預(yù)計(jì)夾具結(jié)構(gòu)方案的構(gòu)思 是一個(gè)設(shè)計(jì)難點(diǎn) 構(gòu)思結(jié)構(gòu)方案需要 1 確定夾具的類(lèi)型 2 定位設(shè)計(jì) 根據(jù)六點(diǎn)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(duì)刀導(dǎo)向方案 選擇合適的對(duì)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(kāi)展的工作 進(jìn)行教研 查閱相關(guān)文獻(xiàn)和刊物 了解課題背景 研究意義以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 進(jìn)而初步確定設(shè)計(jì)方案 并在總結(jié)各個(gè)參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上完成開(kāi)題報(bào)告 4 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃 按周次填寫(xiě) 第 1 周 第 3 周 查閱資料 完成基礎(chǔ)知識(shí)的積累和開(kāi)題報(bào)告 第 4 周 第 6 周 典型工件的工藝分析 計(jì)算 編寫(xiě)各工件加工工藝 第 7 周 第 8 周 各夾具的設(shè)計(jì)計(jì)算 定位分析 設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)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 2 第 14 周 第 15 周 完成畢業(yè)論文 第 16 周 答辯 5 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 對(duì)課題的深度 廣度及工作量的意見(jiàn) 指導(dǎo)教師 年 月 日 6 所在系審查意見(jiàn) 系主管領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 2 參考文獻(xiàn) 1 盧秉恒 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 2009年6月第3版 2 余承輝 姜晶 機(jī)械制造工藝與夾具 2010年7月第1版 3 曾愛(ài)新 談機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢(shì) J 職園培地 2002 8 26 27 4 劉代瑞 三角法蘭夾具設(shè)計(jì) J 汽齒科技 2007 2 18 22 5 熊平 孫慧峰 焦振營(yíng) 車(chē)削厚壁圓體內(nèi)孔夾具設(shè)計(jì) J 金屬加工 2008 6 6 周賀 段曉峰 計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)與管理系統(tǒng)的研發(fā) J 機(jī)械制造 2004 03 7 姜桂英 淺談如何提高機(jī)械加工的精度 科技論壇 2012 12 8 張瀅瀅 劉春雨 關(guān)于機(jī)床夾具的發(fā)展前景的探討 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2011 10 9 挪家華 國(guó)內(nèi)外機(jī)床夾具及其發(fā)展趨勢(shì) 全國(guó)先進(jìn)工具鏗脆交流會(huì)報(bào)告 10 陳連富 淺談機(jī)械加工工藝對(duì)加工精度的影響 工業(yè)與民用建筑工程技術(shù) 11 蔡瑾 段國(guó)林 李翠玉 李德紅 夾具設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展綜述 J 河北工業(yè)學(xué)學(xué)報(bào) 2002 5 12 仲高艷 王宏林 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中的參數(shù)化設(shè)計(jì) 機(jī)床與液壓 2004 No 12 13 白潔 薄向東 機(jī)床夾具在數(shù)控加工中的設(shè)計(jì) 2006 年第 3 期 總第 15 期 14 王建勛 機(jī)械零件加工中的機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 學(xué)術(shù)交流 2009 05 15 許愛(ài)玲 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法探討 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 Ko t l Karol Vel ek Radovan Zvolensk 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