機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-氣門搖臂軸支座加工工藝及銑22端面夾具設(shè)計(jì)

氣門搖臂軸支座的分析全套圖紙加V信153893706或扣33463894111.1氣門搖臂軸支座的作用氣門搖臂軸支座是柴油機(jī)一個(gè)主要零件，是柴油機(jī)搖臂座的結(jié)合部，Φ18孔、Φ16孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖臂，搖臂座通過Φ11mm用M10螺桿與汽缸蓋相連，Φ3mm孔用于鎖緊搖臂軸，使之不轉(zhuǎn)動(dòng)。氣門搖臂軸支座零件圖如圖1所示：圖1氣門搖臂軸支座零件圖1.2氣門搖臂軸支座工藝分析氣門搖臂軸支座共有七個(gè)加工面，現(xiàn)分述如下：氣門搖臂軸支座底面氣門搖臂軸支座Φ22端面氣門搖臂軸支座Φ11孔氣門搖臂軸支座Φ26端面氣門搖臂軸支座Φ28端面氣門搖臂軸支座Φ18孔氣門搖臂軸支座Φ16孔技術(shù)要求：未注明圓角為R3。去銳邊去毛刺銳邊。材料為：HT200。第2章氣門搖臂軸支座加工工藝2.1氣門搖臂軸支座毛坯氣門搖臂軸支座材料為HT200，HT200屬于中碳鑄鋼，韌性特別好，鑄造性能好，強(qiáng)度和硬度較高，機(jī)械性能表現(xiàn)優(yōu)良。產(chǎn)量10000件/年，屬于大批量生產(chǎn)，根據(jù)《機(jī)械制造工藝簡明手冊(cè)》表1.3-1，采用金屬型澆注，精度等級(jí)CT8，加工余量等級(jí)MA-F。2.2氣門搖臂軸支座加工余量的確定由上述資料，再根據(jù)表2.2-4查出氣門搖臂軸支座表面和孔的加工余量如下：氣門搖臂軸支座底面的加工余量氣門搖臂軸支座底面，長度36mm，單邊加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，查《機(jī)械制造工藝簡明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。氣門搖臂軸支座Φ22端面的加工余量氣門搖臂軸支座Φ22mm端面，單邊加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra12.5，查《機(jī)械制造工藝簡明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。氣門搖臂軸支座Φ28端面的加工余量氣門搖臂軸支座Φ28mm端面，單邊加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra3.2，查《機(jī)械制造工藝簡明手冊(cè)》表1.4-8知，兩步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=1.5mm精銑單邊余量Z=0.5mm氣門搖臂軸支座Ф26端面的加工余量氣門搖臂軸支座Ф26mm端面，單邊加工余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra12.5，查《機(jī)械制造工藝簡明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。氣門搖臂軸支座Φ18孔的加工余量氣門搖臂軸支座Φ18mm孔，因孔的尺寸不大，為了方便鑄造成型，故采用實(shí)心鑄造。氣門搖臂軸支座Φ16孔的加工余量氣門搖臂軸支座Φ16孔，因孔的尺寸不大，為了方便鑄造成型，故采用實(shí)心鑄造。氣門搖臂軸支座Φ3孔的加工余量氣門搖臂軸支座Φ3孔，因孔的尺寸不大，為了方便鑄造成型，故采用實(shí)心鑄造。氣門搖臂軸支座其他不加工表面，金屬型澆注即可滿足其精度要求。2.3工藝路線的擬定工序01：金屬型澆注工序02：時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力工序03：銑氣門搖臂軸支座底面工序04：銑氣門搖臂軸支座Φ22端面工序05：鉆氣門搖臂軸支座Φ11孔工序06：銑氣門搖臂軸支座Φ26端面工序07：粗銑、精銑氣門搖臂軸支座Φ28端面工序08：鉆、擴(kuò)、鉸Φ18孔、Φ16孔并孔口倒角1工序09：鉆Φ3斜孔工序10：鉗工去毛刺工序11：檢驗(yàn)至圖紙要求工序12：涂防銹漆、包裝、入庫2.4各工序加工設(shè)備及工藝裝備的選擇工序03：銑氣門搖臂軸支座底面；刀具：硬質(zhì)合金端銑刀；量具：游標(biāo)卡尺；夾具：專用銑夾具；機(jī)床：X51立式銑床。工序04：銑氣門搖臂軸支座Φ22端面；刀具：硬質(zhì)合金端銑刀；量具：游標(biāo)卡尺；夾具：專用銑夾具；機(jī)床：X51立式銑床。工序05：鉆氣門搖臂軸支座Φ11孔；刀具：高速鋼錐柄麻花鉆；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：專用鉆夾具；機(jī)床：Z525立式鉆床工序06：銑氣門搖臂軸支座Φ26端面；刀具：三面刃銑刀；量具：游標(biāo)卡尺；夾具：專用銑夾具；機(jī)床：X62臥式銑床。工序07：粗銑、精銑氣門搖臂軸支座Φ28端面；刀具：三面刃銑刀；量具：游標(biāo)卡尺；夾具：專用銑夾具；機(jī)床：X62臥式銑床。工序08：鉆、擴(kuò)、鉸Φ18孔、Φ16孔并孔口倒角1；刀具：高速鋼錐柄麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、45°倒角鉆；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：專用鉆夾具；機(jī)床：Z525立式鉆床。工序09：鉆Φ3斜孔；刀具：高速鋼錐柄麻花鉆；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：專用鉆夾具；機(jī)床：Z525立式鉆床。2.5各工序工時(shí)計(jì)算工序01：金屬型澆注工序02：時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力工序03：銑氣門搖臂軸支座底面1.選擇刀具刀具選取端銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑）完成，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X51型立式銑床技術(shù)資料知，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則與637相近的速度有：590和725在此選取＝5903）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序04：銑氣門搖臂軸支座Φ22端面1.選擇刀具刀具選取端銑刀，刀片采用YG8，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑）完成，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X51型立式銑床技術(shù)資料知，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則與637相近的速度有：590和725在此選取＝5903）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序05：鉆氣門搖臂軸支座Φ11孔選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）580r/min與580r/min相近的轉(zhuǎn)速有545r/min和680r/min，在此選取n=545r/min切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序06：銑氣門搖臂軸支座Φ26端面1.選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑）完成，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X62型臥式銑床技術(shù)資料知，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則與637相近的速度有：600和750在此選?。?003）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序07：粗銑、精銑氣門搖臂軸支座Φ28端面工步一：粗銑氣門搖臂軸支座Φ28端面1.選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑）完成，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X62型臥式銑床技術(shù)資料知，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則與637相近的速度有：600和750在此選?。?003）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步二：精銑氣門搖臂軸支座Φ28端面1.選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即精銑）完成，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X62型臥式銑床技術(shù)資料知，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則與796相近的速度有：750和950在此選?。?503）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序08：鉆、擴(kuò)、鉸Φ18孔、Φ16孔并孔口倒角1工步一：鉆孔至Φ16選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）597r/min與580r/min相近的轉(zhuǎn)速有545r/min和680r/min，在此選取n=545r/min切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步二：擴(kuò)Φ16孔至17.8確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)加工中心說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步三：鉸Φ17.8孔至Φ18確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)加工中心說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步四：鉆孔至Φ14選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）682r/min與682r/min相近的轉(zhuǎn)速有545r/min、680r/min和960，在此選取n=680r/min切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步五：擴(kuò)Φ14孔至Φ15.8確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)加工中心說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步六：鉸Φ15.8孔至Φ16確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)加工中心說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序09：鉆Φ3斜孔選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）531r/min與531r/min相近的轉(zhuǎn)速有392r/min和545r/min，在此選取n=545r/min切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為

第3章銑床夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)工序04：銑氣門搖臂軸支座Φ22端面。3.1工件自由度分析以氣門搖臂軸支座底面、Φ28端面、Φ26端面和Φ28外圓定位，壓塊、螺栓和滾花螺母組成的夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，定位分析如下：氣門搖臂軸支座底面作為第一定位基準(zhǔn)，與支承板相配合，限制三個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸移動(dòng)；氣門搖臂軸支座Φ28端面、Φ26端面作為第二定位基準(zhǔn)，與支承板相配合限制兩個(gè)自由度，即X軸移軸和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)；氣門搖臂軸支座Φ28外圓作為第三定準(zhǔn)基準(zhǔn)，與Φ28外圓相配合限制一個(gè)自由度，即Y移動(dòng)，工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位。3.2工件定位和夾緊方案的確定設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則：1)夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位。2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。3)夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)4)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。5)夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。6)夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動(dòng)化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。選用螺栓螺母夾緊機(jī)構(gòu)來對(duì)被加工工件進(jìn)行夾緊。螺栓螺母夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴(kuò)力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。工件夾緊方案則采用移動(dòng)壓板夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊元件為：六角螺母、圓墊圈、螺桿、彈簧、移動(dòng)壓板和帶肩六角螺母。3.3定位誤差的分析與計(jì)算3.3.1定位誤差的分析1.基準(zhǔn)不重合來帶的定位誤差：夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會(huì)反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。2.間隙引起的定位誤差在使用心軸、銷、定位套定位時(shí)，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準(zhǔn)產(chǎn)生定位誤差。3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差1）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。2）導(dǎo)向元件、對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對(duì)刀誤差。3）夾具在機(jī)床上的安裝誤差，即對(duì)定誤差導(dǎo)致工件相對(duì)刀具主軸或運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生的位置誤差。4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。3.3.2定位誤差計(jì)算一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm，Td=0.25mm，，。已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。3.4夾緊力的確定（1）切屑力計(jì)算查表1-2-3圓周力：徑向力：軸向力：其中：查《機(jī)床夾具手冊(cè)》表1-2-4，表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，F(xiàn)p=459N，F(xiàn)f=695N（2）夾緊力的計(jì)算選用夾緊螺釘夾緊機(jī)由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=8mm，材料45鋼性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)螺釘疲勞極限：極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為[s]=3.5～4取[s]=4得滿足要求經(jīng)校核：滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠3.5夾具整體結(jié)構(gòu)說明機(jī)床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機(jī)床等因素來確定。夾具的組成歸納為：1）定位元件及定位裝置用于確定工件正確位置的元件或裝置。2）夾緊元件及夾緊裝置用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。3）導(dǎo)向及對(duì)刀元件用于確定工件與刀具相互位置的元件。4）動(dòng)力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動(dòng)、液動(dòng)等動(dòng)力裝置。5）夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上。6）其他元件及裝置根據(jù)加工需要來設(shè)置的元件或裝置。如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)槟ゴ矈A具選擇了螺旋夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃?，切削力小，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊即可滿足要求?？偨Y(jié)本設(shè)計(jì)中是氣門搖臂軸支座零件加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì)，使對(duì)零件的加工過程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面的先后順序編排，對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對(duì)某幾個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高