氣門搖桿支座機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)說明書書

1、機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)氣門搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具內(nèi)容：（1 ）零件一毛坯合圖1張（2 ）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片12張（3） 夾具裝配總圖1張（4） 夾具零件圖一張（5 ）課程設(shè)計(jì)說明書一份 原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng) 6000件/年。班級(jí)：學(xué)生：指導(dǎo)老師：時(shí)間：年 月曰目錄第一部分：設(shè)計(jì)目的 1第二部分：設(shè)計(jì)步驟一、零件的作用 1二、確定毛坯，畫毛坯一一零件合圖 2三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3四、加工工序設(shè)計(jì) 8五、時(shí)間定額計(jì)算 10六、 夾具設(shè)計(jì)12設(shè)計(jì)目的：機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造（含機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）和大部分專 業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教

2、學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們 能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐 知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問題。初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零 件（氣門搖桿軸支座）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)資料及編寫技術(shù)文件技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后的畢 業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師 多加指導(dǎo)。一. 零件的分析（一）零件的作用氣門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，?20 （ +0.10 +0.16 ）孔裝搖

3、桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座 通過兩個(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)。（二）零件的工藝分析由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性， 耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，2-?13mm 孔和?20 （+0.1 +0.06 ） mm 以及3mm 軸向槽的加工。?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)氣孔與排氣門的傳動(dòng)精度及密封，2?13mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0

4、.055mm。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?20 （ +0.1 +0.06）mm孔時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對(duì)下端面的位置精度。由參考文獻(xiàn)（1）中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。二. 確定毛坯，畫毛坯一一零件合圖（附圖 2）根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年，通過計(jì)算，該零件質(zhì)量約為3Kg，由參考文獻(xiàn)（5 ）表1 4、表1 3可 知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。此外， 為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時(shí)

5、效處理。參考文獻(xiàn)（1 ）表2.3 12 ;該種鑄造公差等級(jí)為 CT1011 , MA-H級(jí)。參考文獻(xiàn)（1 ）表2.3-12，用 查表方法確定各表面的加工余量如下表所示：加工表面基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值說明上端面48mmH4mm單側(cè)加工下端面50mmH3mm單側(cè)加工左端面35mmH3mm單側(cè)加工右端面35mmH3mm單側(cè)加工三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一) 定位基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇：氣門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形塊十大平面的定位方式(V形塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊)。？20 (+0.1 +0.06 ) mm孔及左右兩端面都米用底

6、面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵 循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，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)。第一，在保證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。鏜削?20 (+0.1 +0.06 ) mm孔的定位夾緊方案：方案一：用一菱形銷加一圓柱銷定位兩個(gè) ？13mm 的孔，再加上底面 定位實(shí)現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn)類型中。方案二：用V形塊十大平面定位V形塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì) R10

7、的外圓柱表面進(jìn)行定位，再加底 面實(shí)現(xiàn)完全定位，由于？13mm 孔的秒個(gè)精度不需要很高，故用做定位銷 孔很難保證精度，所以選擇方案二。(二) 制定加工工藝路線根據(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 面及孔的加工方法如下：上端面：精銑。下端面：粗銑左端面：粗銑一精銑右端面：粗銑一精銑2 ?13mm孑L:鉆孔。3mm 軸向槽一精銑?20 ( +0.1 +0.006 ) mm :鉆孔一粗鏜一精鏜因左右兩端面均對(duì)？20 (+0.1 +0.006 ) mm孔有較咼的位置要求， 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。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加

8、工的原則， 將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階 段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上 ？20 ( +0.1 +0.006 ) mm孔 放后面加工。初步擬訂加工路線如下：工序號(hào)工序內(nèi)容鑄造時(shí)效涂漆00車上端面01鉆兩通孔02精銑下端面03銑右端面04鉆通孔0 18mm05鏜孔？ 20mm，孑L 口角1 * 4 5度06銑左端面07銑軸向槽08檢驗(yàn)09入庫上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題 還值得進(jìn)一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床 上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面， 車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易

9、引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)，故改動(dòng)銑削加工。工序03應(yīng)在工序02前完成，使上端面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少受力變形和受熱變形對(duì) 2 ?13mm 通孔加工精度的影響修改后的工藝路線如下：序號(hào)工序內(nèi)容簡(jiǎn)要說明鑄造時(shí)效消除內(nèi)應(yīng)力涂漆防止生銹01精銑上端面先加工粗基準(zhǔn)面02精銑下端面加工經(jīng)基準(zhǔn)03鉆兩通孔先面后孔04銑右端面先面后孔05鉆通孔?1806鏜孔到?20，孔口倒角1*45度后鏜削余量07銑左端面08銑軸向槽次要工序后加工09檢驗(yàn)10入庫（三）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備適宜通用機(jī)床為主，輔以少量 專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳動(dòng)均

10、由人 工完成。粗銑上端面：考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采 用立銑選擇X1632立式銑床。（參考文獻(xiàn)（1 ）表6-18），選擇直徑D為 ?80mm 立銑刀，參考文獻(xiàn)（1 ）表7-88，通用夾具和游標(biāo)卡尺。粗銑下端面：采用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。 精銑下端面：采用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。粗銑左端面：采用臥式銑床 X1632，參考文獻(xiàn)（1 ）表6 21，采用 以前的刀具，專用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑左端面：采用臥式銑床 X1632，參考文獻(xiàn)（1 ）表6 21，專用夾 具及游標(biāo)卡尺。鉆2-?18mm 孑L:采用Z3025B*10 ，參考文獻(xiàn)（1 ）表6

11、 26，通用 夾具。刀具為d為？18.0的直柄麻花鉆，參考文獻(xiàn)（1 ）表7 111。鉆?18孑L:鉆孔直行為?118mm ,選擇搖臂鉆床Z3025參考文獻(xiàn)（1） 表6 26，米用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。鏜?20 （ +0.1 +0.06 ） mm孑L:粗鏜：采用臥式組合鏜床，選擇 功率為1.5KM的ITA20鏜削頭，參考文獻(xiàn)（1）白喔一88。選擇鏜通孔鏜 刀及鏜桿，專用夾具，游標(biāo)卡尺。四、加工工序設(shè)計(jì)經(jīng)查參考文獻(xiàn)（1 ）表3 12可得，銑削上端面的加工余量為 4mm , 又由零件對(duì)上頂端表面的表面精度 RA=12.5mm可知，粗銑的銑削余量為 4mm。底面銑削余量為3mm，粗銑的銑削余量為

12、2mm，精銑余量1mm , 精銑后公差登記為IT7 IT8。取每齒進(jìn)給量為fz =0 .2 mm /z （粗銑）取每齒進(jìn)給量為f =0 . 5 mm /r （精銑）粗銑走刀一次 ap =2 mm，精銑走刀一次 ap =1 mm初步取主軸轉(zhuǎn)速為15 0 r/min (粗銑),取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為3 0 0 r/min，又前面已選定直徑D為？ 8 0 mm，故相應(yīng)的切削速度分別為： 校核粗加工。V粗=nDn/ 1 0 0 0 = 3 .1480150/1000 = 37.6 8V精=nDn/ 1 0 0 0 = 3 .14*80*300/1000 = 75.3 6又由機(jī)床切削功率 P=167.9*1

13、0八-5apP.9f2aeznkpm取Z=10個(gè)齒，pm=1.代入得：pm= 16 7 .9*2 . 0 八0.9*(0.2)八50*2.5*10*1pm=0.861(km)又因前查的機(jī)床的功率為1. 5 kw/h若效率為0 .8P,則0 .8 P=6.0>pm故選擇主軸的轉(zhuǎn)速為15 0 m/mi n(2)工序5中的粗鏜? 18工序。?18粗鏜余量參考文獻(xiàn)1表3 83取粗鏜為1. 8 mm，粗鏜切削余量為0.2mm,鉸孔后尺寸為20H8,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級(jí)工序尺寸及公差?18粗鏜1.8?19.8?19.2精鏜0.2H820H8孔軸線到底面位置

14、尺寸為6 0mm因精鏜與粗鏜的定位的下底面與 V型塊，精鏜后工序尺寸為20.02 士 0.08mm，與下底面的位置精度為0.05mm,與左右端面的位置精度為 0.06mm,且定位夾緊時(shí)基準(zhǔn)重合，故不需保證。0.06mm 跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。粗鏜孔時(shí)因余量為1.9mm,故ap=1.9mm,查文獻(xiàn)1表2 . 4-8取 V=0.4m/s=24m/min去進(jìn)給量為f=002mm/rn=1000V/ nd=1000*24/3.14*20=380r/mi n查文獻(xiàn)的 Fz=9.81*60八nFzCFzapXFzV"nFzKFzpm=FzV*10A-3CF2=180,XFz=1Yfz=0.75n

15、Fz=0Rfz=9.81*60 °180*2.75 *0.2八°1=1452 NP=0.58 kw取機(jī)床效率為0 .8 5故機(jī)床的功率足夠。五、時(shí)間定額計(jì)算F面計(jì)算工序5的時(shí)間定額(1)機(jī)動(dòng)時(shí)間粗鏜時(shí)：L/(f*n )=45/0.2*380=7.5s精鏜時(shí)：f 取 0.1mm/sL/(f*n )=45/0.1*380=15s總機(jī)動(dòng)時(shí)間:T=7.5+15=22.5s(2)輔助時(shí)間：操作內(nèi)容每次時(shí)間(min)粗鏜精鏜操作次數(shù)時(shí)間min操作次數(shù)時(shí)間min裝夾212-換刀11111測(cè)量0.110.110.1卸夾1.5-11.5開機(jī)到開始的時(shí)間0.31110.3退刀0.11110.1

16、所以輔助時(shí)間Ta為:=6.5min作業(yè)時(shí)間為 Ta+Tb=605+0.37=6.87 min該工序單位加工時(shí)間為 6.87mi n五、填寫機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡工藝文件詳見附表。六、夾具設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的夾具為第5道工序粗一一精鏜 ? 20 (+ 0 .1 + 0 .06) mm孑L。該夾具為雙支承前后引導(dǎo)鏜床夾具。1、確定設(shè)計(jì)方案該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為下端面，故以下端平面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重 合”原則；另加兩V形塊從前后兩方向?qū)崿F(xiàn)對(duì)R10的外圓柱面進(jìn)行夾緊， 從對(duì)工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，若工件以下端面朝下放置在支承板上，定位夾 緊就比較穩(wěn)定，可靠，也容易實(shí)現(xiàn)。工件以下端面在夾具上定位，限制了三

17、個(gè)自由度，其余三個(gè)自由度也必須限制。用哪種方案合理呢？方案1 在2 ? 13的通孔內(nèi)插入一現(xiàn)邊銷限制一個(gè)移動(dòng)自由度，再以兩孔的另一個(gè)孔內(nèi)側(cè)面用兩個(gè)支承釘限制一個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng) 自由度。這種定位方案從定位原理上分析是合理的，夾具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。但 由于孔和其內(nèi)側(cè)面均不規(guī)定其精密度，又因結(jié)構(gòu)原因，夾緊力不宜施加在 這樣的定位元件上，故工件定位面和定位元件之間很可能會(huì)接觸不好，使 定位不穩(wěn)定。這個(gè)方案不宜采用。方案2 用兩個(gè)V形塊夾緊前后兩外圓柱面，用兩鉸鏈壓板壓在工件 的下端，這樣就限制了兩個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，這種方案定位 可靠，可實(shí)現(xiàn)完全定位。2計(jì)算夾緊力并確定螺桿直徑參考文獻(xiàn)(3)

18、表1 2 11,因夾具的夾緊力與切削力方向相反, 實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關(guān)系F夾=KF安全系數(shù)K在夾緊力與切削力方向相反后時(shí)，K=3，由前面的計(jì)算 可知F =14 5 2 . 3N所以F 夾=KF = 3 * 1 4 5 2 .3 = 4 3 5 6 . 9 NFo= F 夾/2=1178.4(N )參考文獻(xiàn)3表1-24，從強(qiáng)度考慮，用一個(gè) Mio的螺柱完全可以滿足要 求，M10的許應(yīng)夾緊為3924N，所以螺桿直徑為d=10mm3.定位精度分析?20 (+0.10 +0.16 )孔的精加工是在一次裝夾下完成的，具體采用 的是前后支撐引導(dǎo)的夾具機(jī)構(gòu)，機(jī)床與鏜桿之間所采用的是浮動(dòng)連接，故 機(jī)床主軸振動(dòng)可略不計(jì)，+?200 +0.16 )孔的加工精度主要由鏜模來保證。