气门摇杆支座工艺与工装设计..

1、1气门摇杆支座工艺与工装设计摘要：本文对气门摇杆支座的加工难点、生产类型进行了分析，针 对零件的结构特点进行毛坯设计、对其工艺过程进行了设计。为提高生 产效率，设计了铣削窄槽夹具，对其它零件的加工有一定的借鉴意文。关键词：气门摇杆支座 工艺 夹具 设计2Valve rocker bearing technology and tooling designAbstract: in this paper the valve lever difficulty, the production processing bearings areanalyzed, in view of the type of

2、parts of the structure characteristic of the blank design, thedesign process. In order to improve the production efficiency, design the milling narrow slotfor other parts fixture, processing is of certain reference Italian.Keywords: valve rocker bearing process fixture design3机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术

3、基础和大部分专业课，并进 行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机 械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解 决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构 设计能力，为今后从事的工作打下了良好的基础。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教。一、分析零件图纸并确定其生产类型1、零件的作用气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件（见图1-1）。是柴油机摇杆座的结合部，?200.10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孑L用M12螺杆与汽缸盖相连，3mm

4、轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。图1-1气门摇杆支座立体图2、零件的结构分析该零件是属于箱体零件，典型通过对该零件的重新绘制，知道了得原图的视图4正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面，2-?13mm孔和?200mm以及3mm轴向槽的加工。?20.0mm孔的尺寸精度以及下端面与？20mm孔的中心轴线的平行度为0.05mm与左右两端面孔 的尺寸精度等，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封，以及2-?13mm孔的尺寸精度，和上下两端面的平行度0.055mm。图1-2气门摇杆支座零件图3、零件的生产类型依设计题目知：Q=6000台/年，n=2件/台；

5、结合生产实际，备品率和废品率都 为。带入公式（1）得该零件的生产纲领x（.m）x（ .m）=二：.：.二件年零件是机床上的杠杆 质量为0.5kg查表1可知其为轻型零件，生产类型为大批 生产。二、选择毛坯尺寸，设计毛坯图1、选择毛坯5由零件图（见图1-2）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。因此应该选用铸造 件，保证零件工作可靠。由于零件年产量为12910件，属于大批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用砂型铸造。这从提高生产率、保证加工精度考虑，也是 应该的。2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差参见 机械制造技术基础课

6、程设计指南 第五章第一节， 灰铸铁的公差及机械 加工余量按GB/T6414-1999确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确 定如下各项因素。基本概念铸件基本尺寸R机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的机械加工余量。尺寸公差CT允许尺寸的变动量。要求的机械加工余量RMA在毛坯铸件上为了随后可用机械加工方法去除铸造对金属 表面的影响，并使之达到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金属余量。单侧作机械加工时,RMA与铸件其他尺寸之间的关系如（2-1）表示。对圆柱形的铸件部 分或在双侧机械加工的情况下，RMAg加倍，如（2-1）表示。对内腔作机械加工相 对应的表达式如（2-3）表示。R=

7、F+RMA+CT/2（2-1）R=F+2RMA+CT/2（2-2）R=F-2RMA+CT/2（2-3）F为最终机械加工后的尺寸公差等级铸件公差有16级，常用的为CT4-CT13该零件采用砂型铸造手工造型，材料 是灰口铸铁，根据表5-1查得，公差为CT11CT143、 要求的机械加工余量根据表5-4和5-5查得，铸件的机械加工余量为24mm。4、 确定毛坯尺寸由零件图可知，所有的表面粗糙度都3.2um,所以所有表面加工余量都无须增大 分析本零件，有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值，需要精加工和半精 加工时可取其大值。6综上所述，确定毛坯尺寸见下表2-1。5、 确定毛坯尺寸公差单面加工余单

8、面加工余零件尺寸量铸件尺寸零件尺寸量铸件尺寸为132实心1522154为182实心48250为22H74实心1242128为36H74为2882286R252R27为454为53表2-1底板座架的毛坯（铸件）尺寸由于零件是铸件，所以尺寸公差一般非常大，根据表5-3查得，公差带在5.6至11mm。6、设计毛坯图7根据以上数据，设计出该零件的毛坯图见图22图2-2气门摇杆支座毛坯图三、选择加工方法，制定工艺路线1、定位基准的选择本零件总体是带孔的杆状，后加一个半圆带孔的底座。以孔（中心线）为其设计基准（也是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应以孔为定位基准，即遵循“基准重合”

9、的原则。具体而言，选通孔及左端面为精基准。粗基准也可以用左端面。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形块十大平面的定位8方式（V形块采用联动夹紧机构夹紧）。？200.10mmmm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。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？200.16mm前先要铣左右两端

10、面。最后铣3mm的槽。由参考资料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、 零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面、平面及小孔等，材料为HT20Q以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关指南资料，其加工方法选择如下。1） 面的加工方法2） 孔的加工方法3）3、 制定工艺路线根据更表面加工要求，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

11、面：粗铣 左端面：粗铣一精铣 右端面：粗铣一精铣2?13mm孑L:钻孔3mm轴向槽一精铣?200.10mm钻孔一粗镗一精镗因左右两端面均对？200.16mm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。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。在加工?200.160.10mm9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断面后钻四、加工工序设计经查参考文献1、表312可得，铣削上端面的加工余量为4mm又由零件对上顶端表面的表面精度RA=12.5mr可知

12、，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精铣余量为1mm精铣后公差登记为IT7IT8。取每齿进给量为fz=0.2/z（粗铣）取每齿进给量为f=0.5mm/r（精铣）粗铣走刀一次ap=2mm精铣走刀一次ap=1mm初步取主轴转速为150r/mn（粗铣），取精铣主轴的转速为300r/min，又前面已选定孔，左右端面上?200.160.10mm孔放后面加工。加工工艺路线如下:简要内容铸造时效涂漆01精铣上端面02精铣下端面03钻两通孔04铣右端面05钻通孔？18mm06镗孔？20mm，孔口角1*45度07铣左端面08铣轴向槽09检验10入库消除内应力防止生锈先加工粗基准面加

13、工经基准先面后孔先面后孔后镗削余量次要工序后加工序号工序内容10直径D为？80mm，故相应的切削速度分别为：校核粗加工。V粗=nDn/1000=3.14*80*150/1000=37.68V精=nDn/1000=3.14*80*300/1000=75.36又由机床切削功率P=16.9*10A-5apA0.9f2aeznkpm取Z=10个齿，pm=1代入得：pm=167.9*2.0A0.9*（0.2）A50*2.5*10*1pm=0.861（km）又因前查的机床的功率为1.5kw/h若效率为0.8P，则0.8P=6.0pm故选择主轴的转速为150m/min2、工序5中的粗镗?18工序。?18粗镗

14、余量参考文献1表383取粗镗为1.8mm粗镗切削余量为0.2mm铰孔后尺寸为20H8各工部余量和工序尺寸公差列于表23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0.2H820H823孔轴线到底面位置尺寸为60mm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20.020.08mm与下底 面的位置精度为0.05mm与左右端面的位置精度为。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 即=1.9mm查文献1表2.4-8取V=0.m/s=24m/min去进给量为f=002mm/rN=1000V/n

15、d=1000*24/3.14*20=380r/min查文献的Fz=9.81*60AnFzapXFzKFzPm=FzV*10A-311CF2=18012XFz=1Yfz=0.75NFz=0Rfz=9.81*60*180*2.75*0.29.75*0.4 *仁1452NP=0.58kw取机床效率为0.850.78*0.85=0.89kw0.58kw故机床的功率足够五、工艺过程卡和加工工序卡13机械加工工艺过程卡片文件编号（厂名全称）机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号共 1 页产品名称零（部）件名称第 1 页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数1每台件数1 备注工序 号工序 名称工序内容间工

16、段备工艺装备工序时间准终单件1铸件铸造2时效 处理热处理3粗铳粗铳下底面至 61.5；.46Ra12.5机加工X51立式 铣床量具：游标卡尺、粗糙 块夹具：专用铣夹具16.24粗铳 半精 铣粗铳、半精铳上底面至58：.3Ra6.3机加工X51立式 铣床同上23.25半精铣半精铳下底面至 590.3Ra6.3机加工X51立式 铣床刀具：高速钢错齿三面 刃铳刀其余同上366粗铳粗铳后端面至 32.70.33Ra12.5机加工X51立式 铣床量具：游标卡尺、粗糙块夹具：专用铣夹具H冋十十牟用97粗铳 半精 铣粗铳、半精铳前端面至31.7；.21Ra3.2机加工X51立式 铣床量具：圆柱卡刀、粗糙 块

17、夹具：专用铣夹具95.78半精铣半精铳后端面至 31：.2Ra6.3机加工X51立式 铣床同上19.29粗镗粗镗*160.11至*16.100.18Ra12.5机加工CM6125卧式 车床刀具：YG8 硬质合金镗刀夹具：专用夹具量具：游标卡尺塞规1410钻孔钻10.5孔 Ra12.5机加工Z525立式钻床刀具夹具量具莫式锥度麻花钻专用夹具游标卡尺塞规3411半精 镗精 镗半精镗*160.11至1* 16：11Ra3.2，倒角机加工CM6125 卧式 车床刀具夹具量具YG3 高速钢镗刀 专用夹具 游标卡尺塞规191412铣槽铳槽口 Ra12.5机加工X51立式 铣床刀具夹具量具锯片铣刀 专用夹具

18、 游标卡尺1513终检15机械加工工艺过:卡产品名称零件名称零件图号1机械加工工艺过程材料名称及牌号毛坯种类或材料规格总工时工序号工序名称工序简要内容设备名称及型号夹具量具工时1铸件2时效处理3粗铳粗铳下底面至 61.5046Ra6.3游标卡尺4粗铣半精铣16机械加工工序卡片17（厂名全称）机械加工工序卡片机械加工工艺过程卡片产品型号产品名称车间零（部）件图号零（部）件名称工序号文件编号工序名称机加工车间毛坯种类铸件设备名称立式铳床夹具编号毛坯外形尺- 寸52x50 x58设备型号X51粗铣半精铣每坯件数设备编号夹具名称专用铣床夹具冷却液准终工 步号工步内容工艺装备切削 速度/（m/min）进

19、给量/(mm/r)背吃刀量/（mm）走 刀次 数工时定额王轴 转速/（r/min）基本辅助1粗铳上底面量具：游标卡尺、粗糙块夹具：专用铣夹具刀具：高速钢三面刃铳刀6520.423.361.017.22半精铣上底面同上8025.132.00.7116描图描校底图号装订号*编制（日期）审核（日 期）会签（日期）*a23.2共 10 页第 2 页材料牌号HT200每台件数工序时间单件同时加工件数11819标 记处 数更改 文件号签字日 期标 记处数更改 文件号签 字日 期机械加工工序卡片文件编号产品型号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片零(部)件图号共 10 页产品名称车间毛坯种类铸件设备名称立式铳床

20、夹具编号机加工车间零(部)件名称工序号毛坯外形尺寸52x50 x58设备型号X51工序名称材料牌号半精铣HT200每坯件数每台件数设备编号同时加工件数夹具名称专用铳床夹具冷却液工序时间准终工步号工步内容工艺装备主轴 转速/(r/min)切削 速度/(m/min)进给量/ (mm/r)背吃 刀量/(mm)走 刀次 数工时定额基本辅助1半精铳下底面刀具：高速钢错齿三面 刃铳刀量具：游标卡尺、粗糙 块夹具：专用铣夹具8025.132.00.7136描图描校底图号单件2021装订号描图描校标记（厂名全称）更改文 件号签字日 期标 记处数更改文 件号签 字日处数期编制（日期）审核（日 会签 *期）（日期

21、）机械加工工序卡片机械加工工艺过程卡片产品型号产品名称工步内容工艺装备车间机加工车间毛坯种类铸件设备名称立式铳床夹具编号文件编号粗铳后端面量具：游标卡尺、粗糙块夹具 刀具专用铣夹具圆柱铳刀零（部）件图号零（部）件名称工序号毛坯外形尺- 寸52x50 x58设备型号X51主轴转速/（r/min）切削速度/(m/min)6512.86工序名称粗铳每坯件数设备编号夹具名称专用铳床夹具进给量/(mm/r)背吃刀量/（mm）走刀次数4.641.0共 10 页材料牌号HT200每台件数同时加工件冷却液工序时间准终单件工时定额基本辅助描图描校22底图 号装订 号*编制（日期）审核（日 期）会签（日 期）*a

22、标 记处 数更改 文件号签字日 期标 记处数更改 文件号签字日 期机械加工工序卡片工时定额产品型号（厂名全称）机械加工工艺过程卡片产品名称车间零（部）件图号零（部）件名称工序号文件编号共 10 页工序名称材料牌号机加工车间毛坯种类铸件设备名称立式铳床夹具编号粗铣半精铣HT200毛坯外形尺每坯件数每台件数-寸-52x50 x5811设备型号|设备编号同时加工件- - 数一X511夹具名称冷却液专用铳床夹具工序时间准终 单件描图描校23工步工步内容工艺装备号主轴 切削 进给转速/ 速度/ 量/(r/min) (m/min) (mm/r)背吃 刀刀量/次（mm） 数基本 辅助量具：游标卡尺、粗糙块1

23、粗铣前端面夹具：专用铣夹具刀具：镶齿套式面铳刀6516.370.51.0176.52半精铳前端面同上6516.3710.7119.2描图24底图号装订号*编制（日期）审核（日 期）会签（日期）*a标 记处 数更改 文件号签字日 期标 记处数更改 文件号签字日 期机械加工工序卡片文件编号工时定额产品型号（厂名全称）机械加工工艺过程卡片产品名称车间零（部）件图号零（部）件名称工序号共 10 页第 6 页工序名称|材料牌号机加工车间毛坯种类铸件设备名称立式铳床夹具编号8半精铳HT200毛坯外形尺每坯件数-寸-52x50 x581设备型号|设备编号X51每台件数1司时加工件数1夹具名称冷却液专用铳床夹

24、具工序时间准终 单件描图25主轴 切削 进给工步内容工艺装备转速/ 速度/ 量/(r/min) (m/min) (mm/r)背吃 刀 刀量/次(mm) 数基本 辅助量具：游标卡尺、粗糙块1 半精铳后端面夹具：专用铳夹具刀具：镶齿套式面铳刀6516.3710.7119.226描校底图号装订号*编制（日期）审核（日 期）会签（日 期）*a标 记处 数更改 文件号签字日 期标 记处数更改 文件号签字日 期机械加工工序卡片产品型号（厂名全称）机械加工工艺过程卡片产品名称零（部）件名称车间工序号工步号工序名称共 10 页材料牌号工步内容粗镗机加工车间毛坯种类铸件设备名称卧式加工中心中中夹具编号粗镗HT2

25、00毛坯外形尺- 寸52x50 x58设备型每坯件数每台件数设备编号夹具名称专用夹具工艺装备主轴 转速/（r/min）切削 速度/(m/mi n)进给量/ (mm/r)背吃 刀量/（mm）走刀次数刀具：YG8 硬质合金镗刀夹具：专用夹具 量具：游标卡尺 塞规2086104.80.150.54同时加工件数冷却液工序时间准终单件工时定额基本 辅助14文件编号零（部）件图号27描图描校底图号装订号*编制（日 期）审核（日期）会签（日期）*a标记处数更改文件号签字日 期标 记处数更改文件号签字日 期机械加工工序卡片文件编号（厂名全称）机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号共 10 页产品名称零（部

26、）件名称第 8 页车间工序号工序名称材料牌号机加工车 间10钻孔HT200fa2厂毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数J铸件52x50 x811-设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称冷却液专用钻床夹具工序时间1准终单件1工步 号工步内容工艺装备主轴 转速/（r/min）切削 速度/(m/mi n)进给量/(mm/r)背吃 刀量/（mm）走刀 次数工时定额基本辅助281钻孔刀具：莫式锥度麻花钻夹具：专用夹具量具：游标卡尺塞规394130.6134描图机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 10 页产品名称零(部)件名称第

27、 10 页车间工序号工序名称材料牌号机加工车间11粗铳HT20011/毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数1铸件52x50 x5811Lah卜设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称冷却液专用铳床夹具工序时间1准终单件V工步号工步内容工艺装备主轴 转速/(r/min)切削 速度/(m/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走 刀次 数工时定额基本辅助1铣槽口刀具：锯片铣刀 夹具：专用夹具 量具：游标卡尺72515手动15六、时间定额计算下面计算工序5的时间定额1、机动时间29粗镗时：L/（f*n）=45/0.2*380=7.5s精镗时：f取0.1mm/sL/

28、（f*n）45/0.1*380=15s总机动时间：T=7.5+15=22.5s2、 辅助时间：操作内容每次时间粗镗精镗（min）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0.31110.3始的时间退刀0.11110.1所以辅助时间Ta为：Ta=+0.1+1.5+0.3*2+0.1*0.1*2=6.5min作业时间为Ta+Tb=605+0.37=6.87min该工序单位加工时间为6.87min七、夹具设计镗床夹具。1、确定设计方案 该孔德设计基准为下端面，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的通孔内插入一削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，本次设计的夹具为第5道工序粗精镗?200.160.10mm孔。该夹具为双支承前后引导30夹具结构也简单。但由于孔和其内侧面均吧规定其精密 度，又因结构原因，夹