气门摇杆轴支座(2)

1、共享知识分享快乐盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计气门摇杆轴支座零件的机械加工工艺规程及专用夹具内容：(1)零件一毛坯合图1张(2) 机械加工工艺规程卡片12 张1张一张一份(3) 夹具装配总图(4) 夹具零件图(5) 课程设计说明书原始资料：该零件图样一张；生产纲领 6000件/年。2村附汕口曲班级：学生：指导老师:卑微如珞蚊、坚弓剔以大録共享知识分享快乐时间：年 月曰目录第一部分：设计目的 1第二部分：设计步骤一、零件的作用 1二、确定毛坯，画毛坯一一零件合图 2三、工艺规程设计 3四、加工工序设计 8五、时间定额计算 10六、夹具设计

2、12设计目的：机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教 学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论， 并结合生产实习中学到的实践知识， 独立地分析和解决工艺问题。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实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的 工作打下良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位 老师多加指导

3、。一. 零件的分析（一）零件的作用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，？20 （+0.10+0.16）孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆， 摇杆座通过两个？13mm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。（二）零件的工艺分析由附图1得知，其材料为HT200。该材料具有较高的强度， 耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面，2-?13mm孔和?20 （+0.1 +0.06） mm以及3mm轴向槽的加工。?20（ +0.1+0.06）mm孔的尺寸精度以及下端面 0.05mm的平

4、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，2 ?13mm孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度 0.055mm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？20（ +0.1+0.06）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。由参考文献（1）中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度 可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。二. 确定毛坯，画毛坯一一零件合图（附图2）根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为6000件/年，通过计算，该零件质量约为3Kg，由参考文献（5

5、）表1 4、 表1 3可知，其生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型 机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。参考文献（1）表2.312;该种铸造公差等级为 CT1011, MA-H级。参考文献（1）表2.3-12，用查表方法确定各表面的加工余量 如下表所示：卑微如峻蚊、粵期以大慕共享知识分享快乐加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明上端面48mmH4mm单侧加工下端面50mmH3mm单侧加工左端面35mmH3mm单侧加工右端面35mmH3mm单侧加工三、工艺规程设计（一）定位基准的选择：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，

6、能使加工遵循基准重 合的原则，实现V形块十大平面的定位方式（V形块采 用联动夹紧机构夹紧）。？20 （ +0.1+0.06） mm孔及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准 统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，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。第一，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卑微如吨坚强大象共享知识分享快乐可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准 为上端面。镗削？20( +0.1 +0.06) mm孔的定位夹紧方案：方案一：

7、用一菱形销加一圆柱销定位两个 ？13mn的孔, 再加上底面定位实现，两孔一面完全定位，这种方案 适合于大批生产类型中。方案二：用V形块十大平面定位V形块采用联动夹紧机构实现对 R10的外圆柱表面进 行定位，再加底面实现完全定位，由于 ？13mn孔的秒 个精度不需要很高，故用做定位销孔很难保证精度， 所以选择方案二。(二) 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如下：上端面：精铣。下端面：粗铣左端面：粗铣一精铣右端面：粗铣一精铣2?13mn孔：钻孔。3mm 轴向槽一精铣?20( +0.1 +0.006)mm 钻孔一粗镗一精镗因左右两端面均对？

8、20 (+0.1 +0.006) mn孔有较咼的位置 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。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的 精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，左右端 面上？20( +0.1 +0.006)mm孔放后面加工。初步拟订加工 路线如下：工序号工序内容铸造时效涂漆00车上端面01钻两通孔02精铣下端面03铣右端面04钻通孔0 18mm05镗孔?20mm,孔口角1 * 4 5度06铣左端面07铣轴向槽08检验09入库上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则， 但某些工序还有一些问

9、题 还值得进一步讨论。如车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式 车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难；又由上端面不是连续的卑微如峻蚊、粵期以大慕共享知识分享快乐圆环面，车削中出现断续切削容易引起工艺系统的震动，故改动铣削加工。工序03应在工序02前完成，使上端面在加工后有较多的时间进 行自然时效，减少受力变形和受热变形对 2?13mmil孔加工精度的 影响。修改后的工艺路线如下:序号工序内容简要说明铸造时效消除内应力涂漆防止生锈01精铣上端面先加工粗基准面02精铣下端面加工经基准03钻两通孔先面后孔04铣右端面先面后孔05钻通孔?1806镗孔到?20,孔口倒角1*45度后镗削余量07铣左端

10、面08铣轴向槽次要工序后加工09检验10入库（三）选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批生产，故加工设备适宜通用机床为主，辅以 少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传 动均由人工完成。粗铣上端面：考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择X1632立式铣床。（参考文献（1）表6-18）,选择 直径D为？80mm立铣刀，参考文献（1）表7-88，通用夹具和游标卡 尺。粗铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 精铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。粗铣左端面：采用卧式铣床 X1632,参考文献（1）表621,采 用以

11、前的刀具，专用夹具及游标卡尺。精铣左端面：采用卧式铣床 X1632参考文献（1）表621,专 用夹具及游标卡尺。钻2-?18mn孔：采用Z3025B*10,参考文献（1）表626,通用夹具。刀具为d为?18.0的直柄麻花钻，参考文献（1）表7111。钻?18孔：钻孔直行为?118mm选择摇臂钻床Z3025参考文献 （1）表626，米用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。镗?20 （+0.1 +0.06） mm孔：粗镗：采用卧式组合镗床，选 择功率为1.5KM的ITA20镗削头，参考文献（1）白喔一88。选择镗 通孔镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺。四、加工工序设计经查参考文献（1）表312可得，铣削上端

12、面的加工余量为 4mm又由零件对上顶端表面的表面精度 RA=12.5mn可知，粗铣的铣削余量为4mm底面铣削余量为3mm粗铣的铣削余量为2mm精铣余量1mm精铣 后公差登记为IT7 IT8。取每齿进给量为fz = 0 . 2 mncZz （粗铣）取每齿进给量为f = 0 . 5 mnZ r （精铣）粗铣走刀一次 ap=2 mm 精铣走刀一次 ap=l mm初步取主轴转速为15 0 r/min （粗铣），取精铣主轴的转速为300 r/min,又前面已选定直径D为？8 0 mm故相应的切削速度分别为：校核粗加工。V粗=nD n/ 1000 = 3 . 1480150/1000 = 37 . 6 8

13、V精=nD n/ 1 0 0 0 = 3 . 14*80*300/1000 = 75 . 3 6又由机床切削功率 P=167.9*10A-5apA0.9f2aeznkpm取Z=10个齿，pm=1代入得：pm=16 7 . 9*2 . 0 八0.9*（0.2）八50*2.5*10*1 pm=0.861（km）又因前查的机床的功率为1. 5 kw/h若效率为0 .8P,则卑微如吨坚卿以大象共享知识分享快乐0 . 8 P=6.0pm故选择主轴的转速为15 0 m/mi n工序5中的粗镗？18工序。? 18粗镗余量参考文献1表3 83取粗镗为1 . 8 mm粗镗切削余量为0.2mm,铰孔后尺寸为20H

14、8,各工部余量和工序尺寸公差列于表2 3加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差?18粗镗1.8?19.8?19.2精镗0.2H820H8孔轴线到底面位置尺寸为6 0mm因精镗与粗镗的定位的下底面与 V型块，精镗后工序尺寸为20.02 士 0.08mm与下底面的位置精度为 0.05mm与左右端面的位置 精度为0.06mm且定位夹紧时基准重合，故不需保证。 0.06mm跳动 公差由机床保证。粗镗孔时因余量为1.9mm,故ap=1.9mm,查文献1表2 . 4-8取 V=0.4m/s=24m/min去进给量为f=002mm/rn=1000V/ n d=1000*24/3.14*20=380r/m

15、in查文献的 Fz=9.81*60八nFzCFzapXFzVnFzKFzpm=FzV*10八-3CF2=180,XFz=1Yfz=0.75n Fz=0Rfz=9.81*60 *180*2.75 / *0.2八0.75*0.4 *1=1452 NP=0.58 kw取机床效率为0 . 8 50.78*0.85=0.89kw0.58kw故机床的功率足够。五、时间定额计算下面计算工序5的时间定额(1)机动时间粗镗时：L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s精镗时：f取0.1mm/sL/(f* n)=45/0.1*380=15s总机动时间：T=7.5+15=22.5s(2)辅助时间：卑微如峻蚊、粵

16、期以大象共享知识分享快乐操作内容每次时间(mi n)粗镗精镗操作次数时间min操作次数时间min装夹212-换刀11111测量0.110.110.1卸夹1.5-11.5开机到开始的时间0.31110.3退刀0.11110.1所以辅助时间Ta为:Ta=2+1+0.1 + 1.5+0.3*2+0.1*0.1*2=6.5min作业时间为 Ta+Tb=605+0.37=6.87 min该工序单位加工时间为 6.87mi n五、填写机械加工工艺卡和机械加工工序卡工艺文件详见附表。六、夹具设计本次设计的夹具为第5道工序粗一一精镗？2 0( +0 . 1+0 . 0 6) mn孔。该夹具为双支承前后引导镗床

17、夹具。1、确定设计方案该孔的设计基准为下端面，故以下端平面做定位基准，实现“基准重合”原则；另加两V形块从前后两方向实现对卑微如蟻蚊、坚弓剔以大彖共享知识分享快乐R10的外圆柱面进行夹紧，从对工件的结构形状分析， 若工件以下端面朝下放置在支承板上，定位夹紧就比较稳 定，可靠，也容易实现。工件以下端面在夹具上定位，限制了三个自由度，其 余三个自由度也必须限制。用哪种方案合理呢？方案1 在2 ?13的通孔内插入一现边销限制 一个移动自由度，再以两孔的另一个孔内侧面用两个支承 钉限制一个移动自由度和一个转动自由度。 这种定位方案 从定位原理上分析是合理的，夹具结构也简单。但由于孔 和其内侧面均不规定

18、其精密度，又因结构原因，夹紧力不 宜施加在这样的定位元件上，故工件定位面和定位元件之 间很可能会接触不好，使定位不稳定。这个方案不宜采用。方案2 用两个V形块夹紧前后两外圆柱面，用两铰 链压板压在工件的下端，这样就限制了两个移动自由度和 一个转动自由度，这种方案定位可靠，可实现完全定位。2计算夹紧力并确定螺杆直径参考文献（3）表1 2 1 1,因夹具的夹紧力与 切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力F之间的 关系F夹=KF安全系数K在夹紧力与切削力方向相反后时，K =3,由前面的计算可知F=1452. 3N所以F 夹= KF = 3 * 1 4 5 2 . 3 = 4 3 5 6 . 9 N卑微如辔蛻 坚卿以大象共享知识分享快乐Fo= F 夹/2=1178.4 (N)参考文献3表1-24，从强度考虑，用一个 Mo的螺柱完全可以满足要 求，M10的许应夹紧为3924N所以螺杆直径为d=10mm3.定位精度分析?20( +0.10- +0.16)孔的精加工是在一次装夹下完成的，具体采用的是前后支撑引导的夹具机构，机床与镗杆之间所采用的是浮动连接， 故机床主轴振动可略不计，？20 (+0.10-+0.16)孔的加工精度主要由 镗模来保证。图见附表。因为孔的轴线与底面的平行度要求为0.05。故两镗模装配后同轴度