机械制造技术课程设计-气门摇臂轴支座加工工艺及其铣前端φ26面和前端φ28面夹具设计

气门摇臂轴支座的分析全套图纸加V信153893706或扣33463894111.1气门摇臂轴支座的作用气门摇臂轴支座是柴油机一个主要零件，是柴油机摇臂座的结合部，Φ18孔、Φ16孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇臂，摇臂座通过Φ11mm用M10螺杆与汽缸盖相连，Φ3mm孔用于锁紧摇臂轴，使之不转动。气门摇臂轴支座零件图如图1所示：图1气门摇臂轴支座零件图1.2气门摇臂轴支座工艺分析气门摇臂轴支座共有七个加工面，现分述如下：气门摇臂轴支座底面气门摇臂轴支座Φ22端面气门摇臂轴支座Φ11孔气门摇臂轴支座Φ26端面气门摇臂轴支座Φ28端面气门摇臂轴支座Φ18孔气门摇臂轴支座Φ16孔技术要求：未注明圆角为R3。去锐边去毛刺锐边。材料为：HT200。第2章气门摇臂轴支座加工工艺2.1气门摇臂轴支座毛坯气门摇臂轴支座材料为HT200，HT200属于中碳铸钢，韧性特别好，铸造性能好，强度和硬度较高，机械性能表现优良。产量10000件/年，属于大批量生产，根据《机械制造工艺简明手册》表1.3-1，采用金属型浇注，精度等级CT8，加工余量等级MA-F。2.2气门摇臂轴支座加工余量的确定由上述资料，再根据表2.2-4查出气门摇臂轴支座表面和孔的加工余量如下：气门摇臂轴支座底面的加工余量气门摇臂轴支座底面，长度36mm，单边加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，查《机械制造工艺简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。气门摇臂轴支座Φ22端面的加工余量气门摇臂轴支座Φ22mm端面，单边加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra12.5，查《机械制造工艺简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。气门摇臂轴支座Φ28端面的加工余量气门摇臂轴支座Φ28mm端面，单边加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra3.2，查《机械制造工艺简明手册》表1.4-8知，两步铣削即粗铣——精铣方可满足其精度要求。粗铣单边余量Z=1.5mm精铣单边余量Z=0.5mm气门摇臂轴支座Ф26端面的加工余量气门摇臂轴支座Ф26mm端面，单边加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra12.5，查《机械制造工艺简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。气门摇臂轴支座Φ18孔的加工余量气门摇臂轴支座Φ18mm孔，因孔的尺寸不大，为了方便铸造成型，故采用实心铸造。气门摇臂轴支座Φ16孔的加工余量气门摇臂轴支座Φ16孔，因孔的尺寸不大，为了方便铸造成型，故采用实心铸造。气门摇臂轴支座Φ3孔的加工余量气门摇臂轴支座Φ3孔，因孔的尺寸不大，为了方便铸造成型，故采用实心铸造。气门摇臂轴支座其他不加工表面，金属型浇注即可满足其精度要求。2.3工艺路线的拟定工序01：金属型浇注工序02：时效处理以消除内应力工序03：铣气门摇臂轴支座底面工序04：铣气门摇臂轴支座Φ22端面工序05：钻气门摇臂轴支座Φ11孔工序06：粗铣前端Φ26面；粗铣前端Φ28面；精铣前端Φ28面工序07：粗铣后端Φ26面；粗铣后端Φ28面；精铣后端Φ28面工序08：钻孔至Φ15；扩Φ15孔至Φ15.8；铰Φ15.8孔至Φ16；钻孔至Φ17；扩Φ17孔至Φ17.8；铰Φ17.8孔至Φ18工序09：钻Φ3斜孔工序10：钳工去毛刺工序11：检验至图纸要求工序12：涂防锈漆、包装、入库2.4各工序加工设备及工艺装备的选择工序03：铣气门摇臂轴支座底面；刀具：硬质合金端铣刀；量具：游标卡尺；夹具：专用铣夹具；机床：X51立式铣床。工序04：铣气门摇臂轴支座Φ22端面；刀具：硬质合金端铣刀；量具：游标卡尺；夹具：专用铣夹具；机床：X51立式铣床。工序05：钻气门摇臂轴支座Φ11孔；刀具：高速钢锥柄麻花钻；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用钻夹具；机床：Z525立式钻床工序06：粗铣前端Φ26面；粗铣前端Φ28面；精铣前端Φ28面；刀具：端铣刀；量具：游标卡尺；夹具：专用铣夹具；机床：X51立式铣床。工序07：粗铣后端Φ26面；粗铣后端Φ28面；精铣后端Φ28面；刀具：端铣刀；量具：游标卡尺；夹具：专用铣夹具；机床：X51立式铣床。工序08：钻孔至Φ15；扩Φ15孔至Φ15.85；铰Φ15.85孔至Φ16；钻孔至Φ17；扩Φ17孔至Φ17.85；铰Φ17.85孔至Φ18；刀具：高速钢锥柄麻花钻、扩孔钻、铰刀、45°倒角钻；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用钻夹具；机床：Z525立式钻床。工序09：钻Φ3斜孔；刀具：高速钢锥柄麻花钻；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用钻夹具；机床：Z525立式钻床。2.5各工序工时计算工序01：金属型浇注工序02：时效处理以消除内应力工序03：铣气门摇臂轴支座底面1.选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8,，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X51型立式铣床技术资料知，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则与637相近的速度有：590和725在此选取＝5903）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序04：铣气门摇臂轴支座Φ22端面1.选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X51型立式铣床技术资料知，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则与637相近的速度有：590和725在此选取＝5903）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序05：钻气门摇臂轴支座Φ11孔选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）580r/min与580r/min相近的转速有545r/min和680r/min，在此选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工序06：粗铣前端Φ26面；粗铣前端Φ28面；精铣前端Φ28面工步一：粗铣前端Φ26面1.选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X51型立式铣床技术资料知，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则与455相近的速度有：380和490在此选取＝4903）计算工时切削工时：，，则机动工时为工步二：粗铣前端Φ28面1.选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度粗糙度Ra3.2，需粗铣——精铣方可满足要求，粗铣余量定为1.5mm，精铣余量为0.5mm，则2）决定每次进给量及切削速度根据X51型立式铣床技术资料知，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则与455相近的速度有：380和490在此选取＝4903）计算工时切削工时：，，则机动工时为工步三：精铣前端Φ28面1.选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度粗糙度Ra3.2，需粗铣——精铣方可满足要求，粗铣余量定为1.5mm，精铣余量为0.5mm，则2）决定每次进给量及切削速度根据X51型立式铣床技术资料知，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则与637相近的速度有：590和725在此选取＝5903）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序07：粗铣后端Φ26面；粗铣后端Φ28面；精铣后端Φ28面工步一：粗铣后端Φ26面1.选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X51型立式铣床技术资料知，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则与455相近的速度有：380和490在此选取＝4903）计算工时切削工时：，，则机动工时为工步二：粗铣后端Φ28面1.选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度粗糙度Ra3.2，需粗铣——精铣方可满足要求，粗铣余量定为1.5mm，精铣余量为0.5mm，则2）决定每次进给量及切削速度根据X51型立式铣床技术资料知，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则与455相近的速度有：380和490在此选取＝4903）计算工时切削工时：，，则机动工时为工步三：精铣后端Φ28面1.选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度粗糙度Ra3.2，需粗铣——精铣方可满足要求，粗铣余量定为1.5mm，精铣余量为0.5mm，则2）决定每次进给量及切削速度根据X51型立式铣床技术资料知，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则与637相近的速度有：590和725在此选取＝5903）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序08：钻、扩、铰Φ18孔、Φ16孔并孔口倒角1工步一：钻孔至Φ16选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）597r/min与580r/min相近的转速有545r/min和680r/min，在此选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：扩Φ16孔至17.8确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据加工中心说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步三：铰Φ17.8孔至Φ18确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据加工中心说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步四：钻孔至Φ14选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）682r/min与682r/min相近的转速有545r/min、680r/min和960，在此选取n=680r/min切削工时：，，则机动工时为工步五：扩Φ14孔至Φ15.8确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据加工中心说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步六：铰Φ15.8孔至Φ16确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据加工中心说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工序09：钻Φ3斜孔选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）531r/min与531r/min相近的转速有392r/min和545r/min，在此选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工序10：钳工去毛刺工序11：检验至图纸要求工序12：涂防锈漆、包装、入库第3章铣床夹具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。由指导老师的分配，决定设计工序06：粗铣前端Φ26面；粗铣前端Φ28面；精铣前端Φ28面的夹具。3.1工件自由度分析以气门摇臂轴支座Φ28端面、Φ26端面、Φ26外圆和Φ22端面定位，再以压块、螺栓和滚花螺母等组成的夹紧机构夹紧工件，定位分析如下：1.气门摇臂轴支座Φ28端面、Φ26端面作为第一定位基准，与支承板、浮顶销相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动；2.气门摇臂轴支座Φ26外圆作为第二定位基准，与固定V型块相配合限制两个自由度，即X轴移轴和Y轴转动；3.气门摇臂轴支座Φ22端面作为第三定准基准，与A型支承钉相配合限制一个自由度，即Z转动移动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。3.2定位误差的分析与计算3.2.1定位误差的分析1.基准不重合来带的定位误差：夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。2.间隙引起的定位误差在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。3.与夹具有关的因素产生的定位误差1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。3）夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。3.2.2定位误差计算定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。当采用夹具加工工件时，由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化，即定位基准的最大变动量，故由此引起的误差称为基准位置误差，而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图1所示图1用V型块定位加工时的定位误差当定位基准与工序基准不重合时，就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。定位误差指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。根据相关公式和公差确定具体变动量。如图2，两个极端情况：情况1：d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地"高"得加工尺寸；情况2：d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地"低"得加工尺寸。且该工序定位误差图2定位误差=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2=Td1/(2sina/2)+Td2/2=0.043/2sin45+0.03/20.3923.3夹紧力的确定（1）切屑力计算查表1-2-3圆周力：径向力：轴向力：其中：查《机床夹具手册》表1-2-4，表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，Fp=459N，Ff=695N（2）夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+GG为工件自重夹紧螺钉：公称直径d=8mm，材料45钢性能级数为6.8级螺钉疲劳极限：极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为[s]=3.5～4取[s]=4得满足要求经校核：满足强度要求，夹具安全可靠3.4夹具整体结构说明机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。夹具的组成归纳为：1）定位元件及定位装置用于确定工件正确位置的元件或装置。2）夹紧元件及夹紧装置用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。3）导向及对刀元件用于确定工件与刀具相互位置的元件。4）动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力装置。5）夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。6）其他元件及装置根据加工需要来设置的元件或装置。如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了螺旋夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧即可满足要求。总结本设计中是气门摇臂轴支座零件加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时