氣門搖桿軸支座設(shè)計

第第頁氣門搖桿軸支座設(shè)計機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課設(shè)

設(shè)計目的1一零件的分析1

1.1零件的作用11.2零件的工藝分析21.3確定毛坯，畫毛坯——零件合圖〔附毛坯圖〕3二．工藝規(guī)程設(shè)計4

2.1定位基準的選擇：42.2制定加工工藝路徑4三．選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具5四、加工工序設(shè)計6

4.1功率計算6五、時間定額計算7

5.1加工條件75.2計算基本工時85.3幫助時間：9六、夾具設(shè)計10

6.1定位方案10

6.1.1定位元件116.2夾緊裝置的設(shè)計126.3鏜模與夾詳細的設(shè)計126.4運用操作說明14結(jié)束語：15參考資料:17

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課設(shè)

設(shè)計目的：

機械制造工藝學課程設(shè)計是在學完了機械制造工藝學(含機床夾具設(shè)計)和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題。初步具備了設(shè)計一個中等繁復(fù)程度零件〔氣門搖桿軸支座〕的工藝規(guī)程的技能和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成家具結(jié)構(gòu)設(shè)計的技能，也是熟識和運用有關(guān)手冊，及編寫技術(shù)文件技能的一次實踐機會，為今后的畢業(yè)設(shè)計及將來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。

本次課程設(shè)計主要以電腦幫助制圖為主，運用ca*a繪制零件圖，裝配圖以及毛坯圖。

由于技能所限，閱歷不足，設(shè)計中還有很多不足之處，盼望老師多加指導(dǎo)。

一零件的分析

1.1零件的作用

氣門搖桿軸支座是柴油機一個主要零件。是柴油機搖桿座的結(jié)合部，20〔+0.10—+0.16〕孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通過兩個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。

零件如圖：

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零件的工程圖

1.2零件的工藝分析

由給定的原始圖得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件加之價格低廉，生產(chǎn)設(shè)備和工藝簡約。

該零件上主要加工面為零件的上端面，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，徑直影響到進氣孔與排氣門的傳動精度及密封，2——13mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.05mm。因此，需要先以下端面為粗基準加工上端面，再以上端面為粗基準加工下端面，再把下端面作為精基準，最末加工20〔+0.1——+0.06〕mm孔時以下端面為定位基準，以保證孔軸相對下端面的位置精度。

由

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等級為CT10~11，RMA-H級。

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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13mm的孔，再加上底面定位實現(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形塊加大平面定位V形塊采納聯(lián)動夾緊機構(gòu)實現(xiàn)對R10的外圓柱表面進行定位，再加底面實現(xiàn)完全定位。方案三：用擋板加加底板加定位銷進行定位。由于13mm孔的秒個精度不需要很高，故用做定位銷孔很難保證精度，而且需要定位的部位不是旋轉(zhuǎn)體不適合用v型塊，所以選擇方案三。

2.2制定加工工藝路徑

依據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面及孔的加工方法如下：

上端面：粗-精銑。下端面：粗-精銑左端面：粗銑—精銑右端面：粗銑—精銑2—13mm孔：鉆孔。3mm軸向槽—精銑20〔+0.1—+0.006〕mm：鉆孔—粗鏜—精鏜

因左右兩端面均對20〔+0.1—+0.006〕mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采納工序集中原那么，減削裝次數(shù)，提高加工精度。

依據(jù)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那么，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

上述方案遵循了工藝路徑擬訂的一般原那么，但某些工序還有一些問題還值得進一步爭論。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，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，車削中涌現(xiàn)斷續(xù)切削簡單引起工藝系統(tǒng)的震驚，故改動銑削加工。

工序25應(yīng)在工序20前完成，使上端面在加工后有較多的時間進行自然時效，

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減削受力變形和受熱變形對2—13mm通孔加工精度的影響。

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)備相宜通用機床為主，輔以少量專用機

床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳動均由人工完成。

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)計等問題，采納立銑選擇*5022立式銑床?！?/p>

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的ITA20鏜削頭，

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取每齒進給量為f＝0.5mm／r〔精銑〕粗銑走刀一次ap＝2mm，精銑走刀一次ap＝1mm

初步取主軸轉(zhuǎn)速為150r／min〔粗銑〕，取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為300r／min，又前面已選定直徑Ｄ為80mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：校核粗加工。

v粗Dn/1000

＝3.1480150/1000＝37.68m/min=3.1480300/1000=75.36m/min

v精Dn/1000

又由機床切削功率P=

ka

取Z=10個齒，pm=1,n=150/60=2.5r/s,ae=168mm,p=2mm,fz=0.2mm/z.代入得：

50.90.74k

pm=167.91020.2168102.51

kpm

=4kw又因前查的機床的功率為4.5kw/h假設(shè)效率為0.85P,那么

0.85p=3.825kw4kw

重新選擇主軸的轉(zhuǎn)速為118m/min，那么

167.9105ap0.9fz0.74aeznkpm

v粗Dn/1000

=3.1480118/1000=29.64m/min

將其帶入公式得

50.90.74k

pm=167.91020.216810118/601

=3.15kw3.825kw

故機床功率足夠

5.2計算基本工時

tmL/v,LLy,l176，

查《切削手冊》表3.26，入切量及超切量為：y40那么：

TmL/vf0.64mim

工序25#

粗銑上端面：刀具，機床與上到工序相同，得出

ae20mm,ap0.5mmf163.2m/min

vc=29.54m/mintm=0.31minns960r/min

工序3025

銑左右端面：同時粗銑左右端面，圓盤銑刀一次加工完成不準調(diào)頭

a

計算切削用量：p=2

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由《機械加工工藝手冊》表15.53可知：

fafz0.20122.4mm/r

由《切削用量手冊》表9.4-8可知：

，nt1.35r/s，vft1.70m/svt10.91m/s

各系數(shù)為KmvvKmnKmf0.69KsvKsnKsf0.8所以有V0.340.690.80.19m/sV0.75r/s

V=0.94mm/s

取nt0.792r/s47.5r/minnt0.792r/s47.5r/minvfc1.0mm/s所以實際切削速度：v=d0n/1000=14.55m/minf=152.6mm/min確定主軸轉(zhuǎn)速：l1l217mml75mmn=100v/d0=7r/s=545r/min

T0.1min

切削工時：j工序35#鉆孔13

查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-38，取f98mm/min查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-42，取v11.1m/minn1000v/d272r/min

查表《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》4.2-15，機床為Z525，選擇轉(zhuǎn)速

nw545r/min9.08r/s實際切削速度：

v=nwdw/1000=9.083.1411/10000.31m/s

切削工時帶入公式：

Tj(ll1l2)/fnw0.36min

工序40#精銑下端面與工序20#相同。工序45#精銑上端面與工序25#相同.工序50#精銑左右端面與工序30#相同

工序45鉆通孔18，工序步驟與工序35#相同，代入數(shù)據(jù)得出結(jié)果:

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ae20mm,ap0.5mmf163.2m/min

vc=15m/mint1.45minns=960r/minm=

下面計算工序50的時間定額

機動時間

粗鏜時：L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s

精鏜時：f取0.1mm/s

L/(f*n)=45/0.1*380=15s

總機動時間:T=7.5+15=22.5s

5.3幫助時間：

Ta=2+1+0.1+1.5+0.3*2+0.1*0.1*2=6.5min

作業(yè)時間為Ta+Tb=605+0.37=6.87min

該工序單位加工時間為6.87min

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五、填寫機械加工工藝卡和機械加工工序卡工藝文件詳見附表。

六、夾具設(shè)計

6.1定位方案

設(shè)計需要保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊牢靠，運用安全，有合理的裝卸空間，還要留意機構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。

本次設(shè)計的夾具為第５道工序粗——精鏜２０〔+０.１—+０.０６〕mm孔。該夾具為雙支承前后引導(dǎo)鏜床夾具。

確定設(shè)計方案

該孔的設(shè)計基準為下端面，故以下端平面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原那么；另加兩Ｖ形塊從前后兩方向?qū)崿F(xiàn)對Ｒ１０的外圓柱面進行夾緊，從對工件的結(jié)構(gòu)外形分析，假設(shè)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，牢靠，也簡單實現(xiàn)。

工件以下端面在夾具上定位，限制了三個自由度，其余三個自由度也需要限制。用哪種方案合理呢？

方案１在２—１３的通孔內(nèi)插入一現(xiàn)邊銷限制一個移動自由度，再以兩孔的另一個孔內(nèi)側(cè)面用兩個支承釘限制一個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度。這種定位方案從定位原理上分析是合理的，夾具結(jié)構(gòu)也簡約。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)緣由，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接觸不好，使定位不穩(wěn)定。這個方案不宜采納。

方案２用兩個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，這樣就限制了兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度，這種方案定位牢靠，可實現(xiàn)完全定位。但是由于要定位的不是旋轉(zhuǎn)體所以用v型塊不合適，不能很好的起到定位作用。

方案3用底板加銷釘加擋板進行定位。底板限制三個自由度，銷釘加擋板限制三個自由度，實現(xiàn)完全定位。

6.1.1定位元件

定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾具定位元件徑直接觸或相協(xié)作。工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，V形塊定位，工件的定位基準始終在擋塊兩定位面的對稱中心平面內(nèi)，對中性好，而不受定位基準直徑誤差的影響，其次擋塊定位安裝方便。本設(shè)計中采納兩個擋形塊夾緊前后兩外圓柱面，用壓板壓在工件的下端，這樣就限制了兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度。其次設(shè)計中，采納了定位塊保證工件在加工時，螺桿和工件不會偏移

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6.2夾緊裝置的設(shè)計

夾緊裝置是使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置。本設(shè)計采納的夾緊裝置是一對螺旋壓板夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡約、制造簡單、自鎖性能好、夾緊牢靠，是手動夾緊中常用的一種夾緊機構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖6-1所示

1-螺桿2圓銷柱3-大頭螺栓

圖6.1螺旋夾緊機構(gòu)

6.3鏜模與夾詳細的設(shè)計

(1)鏜模的設(shè)計

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本設(shè)計鏜套采納軸承外滾式鏜套，作用：回轉(zhuǎn)精度低，但是剛性好，適合適合轉(zhuǎn)速高的粗加工和精加工。其與鏜桿的協(xié)作主要采納H7/h6/h5。精加工時，鏜套內(nèi)孔的圓度公差取被加工孔的圓度公差的1/6或者1/5。鏜套內(nèi)外圓的同軸度一般小于0.005～0.01。如圖6-2所示，滾動軸承外滾式回轉(zhuǎn)鏜套，鏜套2支承在兩個滾動軸承上，軸承安裝在鏜模支架1的軸承孔中，軸承孔的兩端用軸承端蓋3封住。這種鏜套采納標準滾動軸承，所以設(shè)計、制造和修理方便，鏜桿轉(zhuǎn)速高，一般摩擦面線速度v＞0.4m/s。但徑向尺寸較大，回轉(zhuǎn)精度受軸承精度影響?？刹杉{滾針軸承以減小徑向尺寸，采納高精度軸承提高回轉(zhuǎn)精度。

1-鏜模支架2-鏜套3-軸承套

圖6.2鏜套

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鏜桿的直徑按閱歷公式一般去d=〔0.7～0.8〕D，一般應(yīng)大于25，不得小于15。同根鏜桿的直徑應(yīng)相同，便于制造和保證加工加工精度。

主要的技術(shù)參數(shù)：

導(dǎo)向部分的圓度和圓柱度的公差為其直徑的1/2；鏜桿的同軸度在500內(nèi)為0.01；

鏜桿的傳動銷孔軸線和鏜桿軸線的垂直度和位置度均小于0.01；導(dǎo)向部分的表面粗糙度R一般在0.8～0.4，刀孔的表面粗糙度在0.4.[17](2)夾詳細

夾詳細是用于連接夾具各元件及裝置,使其成為一個整體的基礎(chǔ)件,并與機床有關(guān)部位連接,以確定夾具相對于機床的位置.

其在設(shè)計時應(yīng)滿意以下基本要求:

①應(yīng)有足夠的強度和剛度保證在加工過程中,夾詳細在夾緊力,切削力等外力作用下,不至于產(chǎn)生不允許的變形和震驚.

②結(jié)構(gòu)應(yīng)簡約,具有良好工藝性.在保證強度和剛度條件下,力求結(jié)構(gòu)簡約,體積小,重量輕,以便于操作.

③尺寸要穩(wěn)定.對于鑄造夾詳細,要進行時效處理,以清除內(nèi)應(yīng)力.保證夾詳細加工尺寸的穩(wěn)定.

④便于排屑為防止加工中切削聚積在一起定位元件工作表面或其他裝置中,而影響工件的正確定位和夾具的正常工作,在設(shè)計夾詳細時,要考慮切削的摒除問題.

選擇夾詳細毛坯結(jié)構(gòu)時,應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性,工藝性,經(jīng)濟性,標準化的可能性以及工廠的詳細條件為依據(jù)綜合考慮.其夾詳細設(shè)計見附圖6-3

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圖6.3夾詳細

6.4運用操作說明

夾具的操作：該夾具是用于精加工的，裝配完成后，安裝在鏜床工作臺上，。安裝后要檢查安裝是否存在誤差，如有應(yīng)設(shè)法清除，以免造成加工誤差。安裝工件時，將工件放置底板上，后順時針旋轉(zhuǎn)搖柄，旋進V形塊夾緊工件。后壓板壓住工件下端，旋緊螺桿螺母。鏜桿通過鏜套和工件已鉆好的18孔，從另一鏜套出。鏜刀沿鏜桿加工工件。加工完成后，退出鏜刀，退出鏜桿。松開螺母螺桿。搖柄逆時針旋出后取出工件。

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結(jié)束語：

通過對氣門搖桿軸支座的機械加工工藝及對13mm孔夾具的設(shè)計，使我學到了很多有關(guān)機械加工的知識,這對于我以后的學習和實踐都起到了至關(guān)重要的作用，使我對學習夾具和工藝性設(shè)計產(chǎn)生了深厚的愛好，相信這次課程設(shè)計過后我才能有夯實基礎(chǔ)的感覺，遇到難題不放棄不害怕的決心，對于實際的內(nèi)容，我主要歸納為以下兩個方面：第一方面：氣門搖桿軸支座件形狀較繁復(fù)，而剛性較差。且其技術(shù)要求很高，所以適當?shù)倪x擇機械加工中的定位基準,是能否保證氣門搖桿軸支座技術(shù)要求的重要問題之一。在氣門搖桿軸支座的實際加工過程中，選用氣門搖桿軸支座的底面作為定位基面，為保證2——13mm孔尺寸精度和外形精度，可采納自為基準的加工原那么；保證兩孔的中心距精度要求，可采納互為基準原那么加工。

對于加工主要表面，根據(jù)“先基準后一般”的加工原那么。氣門搖桿軸支座的主要加工表面為旁端面，較重要的加工表面為上表面，次要的加工表面是體表面、下表面等。

氣門搖桿軸支座機械加工路徑是圍繞主要加工表面來安排的，氣門搖桿軸支座加工路徑為工序集中。

第二方面：主要是關(guān)于夾具的設(shè)計方法及其步驟。

〔1〕、定位方案的設(shè)計：主要確定工件的定位基準及定位基面；工件的六點定位原那么；定位元件的選用等。

〔2〕、導(dǎo)向及對刀裝置的設(shè)計：由于本設(shè)計主要設(shè)計的是擴大頭孔夾具和銑結(jié)合面夾具，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題，以及對刀塊的類型，從而確定鉆套和對刀塊的位置尺寸及公差。

〔3〕、夾緊裝置的設(shè)計：針對連桿的加工特點及加工的批量，對連桿的夾緊裝置應(yīng)滿意裝卸工件方便、快速的特點，所以一般都采納自動夾緊裝置。

〔4〕、夾詳細設(shè)計：連桿的結(jié)構(gòu)特點是比較小，設(shè)計時應(yīng)留意夾詳細結(jié)構(gòu)尺寸的大小。夾詳細的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾詳細的材料一般采納鑄鐵。

〔5〕、定位精度和定位誤差的計算：對用于粗加工的夾具，都應(yīng)當進行定位誤差和穩(wěn)定性的計算，以及設(shè)計的夾具能否滿意零件加工的各項尺寸要求。

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〔6〕、繪制夾具裝備圖及夾具零件圖。

課程設(shè)計是對我們學習的補充和擴展，實現(xiàn)自我完善和獨立工作的過程，是高校學習的特色和優(yōu)勢，展望將來，我們機械的學子必將是社會進展的有力能量，靠的就是專著的立場，良好的學習習慣和真實的設(shè)計實力。而這一切的得來都是努力的結(jié)果，所以我要繼續(xù)發(fā)揚這種精神，就像我終結(jié)的知識點一樣，以后還會更多更全面更有規(guī)律性，也盼望我們學校以及學院予以我們更多的這樣的機會，再此也感謝指導(dǎo)老師辛勤的工作和熱心的援助。

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參考資料:

[1]機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書[J].遼寧2022

[2]王季琨,沈中