气门摇臂轴支座设计

1、. 姓名：巷 学号：目录一.气门摇臂轴支座设计11零件的作用12 零件的工艺分析13确定毛坯尺寸及机械加工总余量24 绘制毛坯图35 定位基准的选择36 确定工艺路线47工序间加工余量的确定5二、专用夹具的设计51切削用量以及基本时间定额的确定52定位基准的选择73夹紧力大小的确定原则74 夹具设计及操作简要说明8三、附录（图）一.气门摇臂轴支座设计1零件的作用本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm的孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，便于启动柴

2、油机。两孔间距56mm，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑的作用，直径11的孔用M10的螺杆与汽缸盖相连，直径3的孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。气门摇臂轴支座零件图2 零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：1. 外圆的上端面以及与此孔相通的通孔，粗糙度均为12.5；2. 36mm下端面，根据零件的总体加工特性，366mm为整个机

3、械加工过程中主要的基准面，粗糙度为12.5，因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来；3. 外圆的前后端面，粗糙度为12.5；前后端面倒的角，粗糙度为12.5；以及的通孔，在这里由于通孔所要求的精度较高，因此该孔的的加工是一个难点，其所要求的表面粗糙度为1.6，且该孔的轴线与36mm下端面的平行度为0.05，且该孔的轴线圆跳动公差为0.1需要选择适当的加工方法来达到此孔加工的技术要求。4. 的前后端面，粗糙度为2.5；前后端面倒的角，粗糙度为12.5；以及的通孔，的通孔同样也是本零件加工一个比较重要的部分，观察零件图就可以知道，的孔要求的表面粗糙度和位置精度和的通孔一样都是比较高的，的通

4、孔表面粗糙度为1.6，孔的轴线与36mm的地面的平行度为0.05；3确定毛坯尺寸及机械加工总余量 根据零件图计算零件的轮廓尺寸为长83mm，宽37mm，高62mm。机械加工余量适用于机械加工表面，的加工表面，机械加工余量要适当放大。分析本零件，除了的外，没有一个加工表面的表面粗糙度是小于1.6的，也就是所有的加工表面，因此一般情况下这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可，但是由于大部分表面加工都需经过粗加工和半精加工，因此余量将要放大，这里为了机械加工过程的方便，除了孔以外的加工表面，将总的加工余量统一为一个值。如下表：毛坯尺寸及机械加工总余量表加工表面基本尺寸铸件尺寸公差机

5、械加工总余量铸件尺寸上端面2.64下端面2.64前端面2.64后端面2.64前端面2.24后端面2.244 绘制毛坯图图2.2 气门摇臂轴支座毛坯图5 定位基准的选择所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，根据气门摇臂轴支座零件图，本零件时带有孔的形状比较简单的零件，孔、孔以及孔均为零件设计基准，均可选为定位基准，而且孔和孔设计精度较高（亦是装配基准和测量基准），工序将安排这两个孔在最后进行，为遵循“基准重合”原则，因此选择先进行加工的孔和加工后的36mm下底面作为精基准，在该零件需要加工的表面中，由于外圆面上有分型面，表面不平整有飞

6、边等缺陷，定位不可靠，应选外圆端面及未加工的mm外圆面为粗基准。6 确定工艺路线 在综合考虑上述工序的顺序安排原则基础上，确定了该气门摇臂轴支座零件的工艺路线如下：工序1：铸造； 工序2：时效处理；工序3：以外圆为基准，用一个长V形块和一个活动V形块分别置于外圆和外圆处夹紧，用卧式铣床粗铣前端面，保证尺寸至38，粗铣前端面保证尺寸16mm至16mm;工序4：精铣前端面，翻面精铣后端面，保证尺寸；工序5：用V形块定位与外圆，粗铣上端面，保证尺寸39至42mm;工序6：翻面粗铣端面，保证尺寸39至39.5mm； 工序7：精铣下端面，保证尺寸39mm；工序8：钻孔；工序9：钻孔至，扩孔至，铰孔至，钻

7、孔至，扩孔至，铰孔至，保证两孔中心距;工序10：、两端倒角；工序11：钻孔；工序12：去毛刺，锐边。工序13：终检。上述工艺方案的特点在于工序较集中，适合中小批量生产，减少生产场地，减少生产设备，可以较多采用通用化设备生产，是对中批量生产是很合适的。7工序间加工余量的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程并综合对毛坯尺寸以及已经确定的机械加工工艺路线的分析，确定各工序间加工余量如下表： 机械加工工序间加工余量表工序号工步号工步内容加工余量/mm工序31粗铣前端面32粗铣前端面4工序41精铣上端面12精铣下端面1工序51粗铣上端面4工序61粗铣前端面3工序71精铣后端面4工序81钻孔工序91钻

8、孔2扩孔至0.853精铰至0.05工序111钻偏内孔3二、专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。决定设计第5道工序粗铣上端面专用夹具，本夹具将用于X62卧式铣床，。1切削用量以及基本时间定额的确定工序5 粗铣上端面（1） 切削深度 。（2） 进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的X61卧式铣床功率为4KW,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。（3） 切削速度的确定 根据所知的

9、工件材料为HT200,硬度HBS187-220，根据机械加工工艺师手册10表30-23，选择切削速度=65m/min。计算主轴转速，查机械制造基础课程设计基础教程3表4-18得n=255r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 铣削常用符号如下：z铣刀齿数铣刀每齿的进给量，mm/z工作台的水平进给量，mm/min工作台的进给量，mm/min，铣削宽度，mm铣削深度，mmd铣刀直径，mm查机械制造技术基础课程设计指南2表2-28得此工序机动时间计算公式：根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=。根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=22mm根据机械加工工艺师

10、手册10，表30-9查得=7，。2定位基准的选择由零件图可知，用一个固定V形块定位外圆，用一个活动V形块定位外圆，限制工件6个自由度3夹紧力大小的确定原则夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。式中W计算出的理论

11、夹紧力；W实际夹紧力；K安全系数，通常k=1.53.当用于粗加工时，k=2.53,用于精加工时k=1.52.这里应注意三个问题：（一）切削力在加工过程中往往方向、大小在变化，在计算机中按最不利的加工条件下求得的切削力或切削合力计算。切削方向进行静力平衡，求出理论夹紧力，再乘以安全系数即为实际夹紧力，图中W为夹紧力，N1、N1为铣键槽各方向铣削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力将使夹紧力变大，在列静平衡方程式时，我们应按不利的加工条件下，即N1时求夹紧力。既（二）在分析受力时，往往可以列出不同的工件静平衡方程式。这时应选产生夹紧力最大的一个方程，然后求出所需的夹紧力。如图所示垂直方向平衡式为 W=1.5KN;水平方向可以列出：,f 为工件与定位件间的摩擦系数，一般0.15,即W=1.8KN；对o点取矩可得下式比较上面三种情况，选最大值，既W=1.8KN。4 夹具设计及操作简要说明在设计夹具时，应注意提高劳动生产率。为此首先着眼于机动夹紧，而非手动夹紧，因为这是提高劳动生产率的重要途径，本道工序虽然选用了手动夹紧方式，是考虑铣端面所产生的切削力不是很大，用手动螺旋夹紧方