氣門搖桿軸支座設(shè)計(jì)說明書

1、鄭 州 科 技 學(xué) 院機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)“氣門搖桿支座”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1.零件圖 1張2.毛坯圖 1張3.機(jī)械加工工藝過程卡 1份4.機(jī)械加工工序卡 1份5.夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1張6.夾具體零件圖 1張7.課程設(shè)計(jì)說明書 1份班 級： 你 猜 姓 名： 小豆芽 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 教研室主任： 2016年 4 月7日 18 目錄序言.1一、零件的分析.1（一）零件的作用.1（二）零件的工藝分析.1二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì).2（一）確定毛坯的制造形式.2（二）基面的選擇.2（三）制定工藝方案.3（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.3（五）確定

2、切削用量及基本工時(shí).5三、夾具設(shè)計(jì).15（一）問題的提出.15（二）夾具設(shè)計(jì).15四、參考文獻(xiàn).18序言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。一、零件的分析（一）零件的作用“氣門搖桿軸支座”零件是柴

3、油機(jī)一個(gè)主要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部位，mm孔裝搖桿軸，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。（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。 該零件主要加工面為上端面，下端面，左右端面，2-13mm孔和mm以及3mm的軸向槽的加工。主要加工表面、孔、槽的尺寸精度要求： 1）：上端面粗糙度為Ra12.5，下端面粗糙度Ra6.3。 2）：左端面右端面粗糙度Ra1.6，與搖桿軸連接的孔的粗糙度為Ra3.2。 3）：寬度為3毫米的槽

4、粗糙度Ra12.5。 4）： 以20的孔的軸線為基準(zhǔn)，下端面與其的平行度要求為0.05毫米。5）：左右兩端面相對于20的孔的軸線的端面跳動為0.06毫米。6）：左右兩端面的尺寸要求。7）：與搖桿軸連接的孔的尺寸。其余尺寸為自由尺寸，。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式1.根據(jù)零件材料HT200確定毛坯為鑄件，又已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。通過計(jì)算，該零件質(zhì)量約為3Kg。由于零件的結(jié)構(gòu)簡單，材料HT200鍛造是不可能的，因此，需要先根據(jù)零件圖做出鑄模，進(jìn)行鑄造。結(jié)合零件和經(jīng)濟(jì)的考慮，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)效處理。

5、（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常運(yùn)行。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+大平面的定位方式。mm孔及左右兩端面都采用底面做基準(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)。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔

6、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。最終選定方案：用V形塊十大平面定位，采用固定V形塊和活動V型塊實(shí)現(xiàn)對R10的外圓柱表面進(jìn)行定位，再加底面實(shí)現(xiàn)完全定位，所選定位夾緊方案操作簡便，穩(wěn)定可靠。（三）制定工藝方案制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)該是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此以外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本下降?？紤]到了鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔不宜放在同一道工序中，經(jīng)分析，最后加工路線確定如下：工序

7、05 鑄造工序10 時(shí)效處理工序 15粗銑-半精銑下底面；以上端面為粗基準(zhǔn)，經(jīng)過粗銑、半精銑后下底面的表面粗糙度為Ra6.3，并且保證底板厚度尺寸為8mm，從而間接地保證了尺寸60mm。工序 20粗銑上端面；以下底面為精基準(zhǔn)，粗銑上端面，用兩個(gè)聯(lián)動的活動V形塊夾緊。經(jīng)過粗銑后上端面的表面粗糙度為Ra12.5，并且保證設(shè)計(jì)尺寸78mm。工序25 鉆的通孔；以下底面為精基準(zhǔn)。 工序30 粗銑-精銑左端面；采用一面兩銷定位，以下底面為精基準(zhǔn)的一面兩銷實(shí)現(xiàn)完全定位。工序35 鉆通孔，擴(kuò)孔到;以下底面為精基準(zhǔn)的一面兩銷實(shí)現(xiàn)完全定位。經(jīng)過擴(kuò)孔后，孔的表面粗糙度為Ra6.3。工序40 外圓倒角;以下底面為精

8、基準(zhǔn)的一面兩銷實(shí)現(xiàn)完全定位。工序 45 粗銑3mm軸向槽;以下底面為精基準(zhǔn)的一面兩銷實(shí)現(xiàn)完全定位。經(jīng)過粗銑后表面粗糙度Ra12.5工序50 去毛刺、檢驗(yàn)、清洗以上工藝過程詳見機(jī)械加工工序卡片。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“氣門搖桿軸支座”零件材料為HT200，確定毛坯為鑄件，其重量約為3Kg。已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年，通過計(jì)算，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)效處理。參考實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表3-9、3-10、3-12、3-13，該種鑄造公差等級為CT8-10，鑄件機(jī)械加工余量等級為MA-G級。根據(jù)上述原始資

9、料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1) 下底面的加工余量（）按查表法確定加工余量按照實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表630，取粗銑加工單邊余量Z=1.0mm,加工經(jīng)濟(jì)精度等級為IT12，表面粗糙度Ra12.5。按照實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表629，取半精銑單邊加工余量Z=0.7mm，加工經(jīng)濟(jì)精度等級IT10，表面粗糙度Ra6.3。但由毛坯鑄造公差等級為CT8-10，鑄件機(jī)械加工余量等級為MA-G級，查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表3-12可知其單側(cè)加工余量取3.0，雙側(cè)加工余量取2.5，公差值為2.2mm。故取毛坯的單邊加工余量Z=3mm。其中粗銑的單邊加工余量Z=2mm，半

10、精銑的單邊加工余量Z=1mm。其基本尺寸為。(3) 左端面的加工余量（）按查表法確定加工余量按照實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表630，取粗銑加工單邊余量Z=1.0mm,加工經(jīng)濟(jì)精度等級為IT12，表面粗糙度Ra12.5。按照實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表629，取精銑單邊加工余量Z=0.5mm，加工經(jīng)濟(jì)精度等級IT9，表面粗糙度Ra1.6。但由毛坯鑄造公差等級為CT8-10，鑄件機(jī)械加工余量等級為MA-G級，查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表3-12可知其單側(cè)加工余量取3.0，雙側(cè)加工余量取2.5，公差值為2.2mm。故取毛坯的單邊加工余量Z=2.5mm。其中粗銑的單邊加工余量Z=2mm，精銑的單邊加工余量Z=0.5m

11、m。其基本尺寸為。(4) 孔的加工余量 參照實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊第一版，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：，2Z=18mm，加工經(jīng)濟(jì)精度等級為IT12，表面粗糙度Ra12.5。擴(kuò)孔：，2Z=2mm，加工經(jīng)濟(jì)精度等級IT10，表面粗糙度Ra6.3。綜上用查表方法確定各表面的加工余量如下表所示：加工表面加工余量等級加工余量數(shù)值說明下底面G3mm單側(cè)加工左端面G2.5mm雙側(cè)加工（五）確定切削用量及基本工時(shí) 工序15粗銑，半精銑下底面 1.加工條件工件材料：HT200，HBS:163-229HB,砂型機(jī)器造型。加工要求：粗銑下底面，加工經(jīng)濟(jì)精度等級IT12，表面粗糙度Ra12.5。半精銑下底面，加工經(jīng)濟(jì)

12、精度等級IT10，表面粗糙度Ra6.3。機(jī)床：銑床選用立式X5020B。刀具：銑刀選擇基本尺寸為的套式立銑刀。 2.計(jì)算切削用量 （1）粗銑下底面 1)吃刀深度 2)查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表9-66可知每齒進(jìn)給量 3)計(jì)算切削速度查表知：的套式立銑刀后刀面最大磨損限度為0.3-0.5mm，刀具耐用度。將上述數(shù)據(jù)代入上面的公式得。4) 確定主軸轉(zhuǎn)速 查表，取標(biāo)準(zhǔn)值。所以實(shí)際切削速度5) 切削工時(shí)取切入長度，切出長度，加工長度于是行程總長度為，則機(jī)動工時(shí)為 （2）半精銑下底面 1)切削深度 2)進(jìn)給量：查表可知:齒進(jìn)給量 3)計(jì)算切削速度查表知:的套式立銑刀后刀面最大磨損限度為0.3mm，刀具耐用

13、度。將上述數(shù)據(jù)代入上面的公式得。4)確定主軸轉(zhuǎn)速 查表，取標(biāo)準(zhǔn)值。所以實(shí)際切削速度5)切削工時(shí)取切入長度，切出長度，加工長度于是行程總長度為，則機(jī)動工時(shí)為工序20 粗銑上端面1.加工條件工件材料：HT200，HBS:163-229HB,砂型機(jī)器造型。加工要求：粗銑上端面，加工經(jīng)濟(jì)精度等級IT12，表面粗糙度Ra12.5。機(jī)床：查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊第一版表6-18，銑床選用立式X5020B。刀具：查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊第一版表9-37、表9-62、表9-63、表9-64、表9-65，銑刀選擇基本尺寸為的套式立銑刀。 2.計(jì)算切削用量 粗銑上端面 1)吃刀深度 2)查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表9-6

14、6可知每齒進(jìn)給量 3)計(jì)算切削速度查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊第一版表9-65知：；查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊第一版表9-63知：的套式立銑刀后刀面最大磨損限度為0.3mm，查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊第一版表9-64知：刀具耐用度。查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊第一版表9-65知：將上述數(shù)據(jù)代入上面的公式得。4）確定主軸轉(zhuǎn)速 查金屬切削機(jī)床表71，取標(biāo)準(zhǔn)值。所以實(shí)際切削速度5) 切削工時(shí)取切入長度，切出長度，加工長度于是行程總長度為，則機(jī)動工時(shí)為工序25的通孔1.加工條件工件材料：HT200，HBS:163-229HB,砂型機(jī)器造型。加工要求：鉆的通孔，加工經(jīng)濟(jì)精度等級IT12，表面粗糙度Ra12.5。機(jī)床：鉆床選

15、用立式Z5025。刀具：選擇直柄麻花鉆。 2.計(jì)算切削用量 鉆的通孔 1) 進(jìn)給量：選取進(jìn)給量 2）切削速度選取。主軸轉(zhuǎn)速 取標(biāo)準(zhǔn)值。所以實(shí)際切削速度3) 切削工時(shí)取切入長度，切出長度，加工長度于是行程總長度為，則機(jī)動工時(shí)為由于進(jìn)行了兩次走刀，故工序 30粗銑精銑左端面1. 加工條件工件材料：HT200，HBS:163-229HB,砂型機(jī)器造型。加工要求：粗銑左端面，加工經(jīng)濟(jì)精度等級IT12，表面粗糙度Ra12.5。精銑左端面，加工經(jīng)濟(jì)精度等級IT9，表面粗糙度Ra1.6。 機(jī)床：銑床選用臥式X6125。刀具：銑刀選擇基本尺寸為的套式立銑刀。 2.計(jì)算切削用量 （1）粗銑左端面 1)吃刀深度

16、2)查表可知每齒進(jìn)給量 3)計(jì)算切削速度查表知;的套式立銑刀后刀面最大磨損限度為0.3mm，刀具耐用度。將上述數(shù)據(jù)代入上面的公式得。4）確定主軸轉(zhuǎn)速 取標(biāo)準(zhǔn)值。所以實(shí)際切削速度5）切削工時(shí)取切入長度，切出長度，加工長度于是行程總長度為，則機(jī)動工時(shí)為 （2）精銑左端面 1)切削深度 2)進(jìn)給量：查表可知每齒進(jìn)給量 3)計(jì)算切削速度查表知:的套式立銑刀后刀面最大磨損限度為0.3mm，刀具耐用度。將上述數(shù)據(jù)代入上面的公式得。4)確定主軸轉(zhuǎn)速 取標(biāo)準(zhǔn)值。所以實(shí)際切削速度5)切削工時(shí)取切入長度，切出長度，加工長度于是行程總長度為，則機(jī)動工時(shí)為工序 35鉆通孔，擴(kuò)孔到1.加工條件工件材料：HT200，HB

17、S:163-229HB,砂型機(jī)器造型。加工要求：鉆通孔，加工經(jīng)濟(jì)精度等級為IT12，表面粗糙度Ra12.5。擴(kuò)孔到，加工經(jīng)濟(jì)精度等級IT10，表面粗糙度Ra6.3。 機(jī)床：鉆床選用立式Z5025。刀具：銑刀選擇基本尺寸為的直柄麻花鉆，錐柄擴(kuò)孔鉆。 2.計(jì)算切削用量 （1）鉆通孔 1)進(jìn)給量：進(jìn)給量 2)切削速度：取主軸轉(zhuǎn)速 取標(biāo)準(zhǔn)值。所以實(shí)際切削速度3）切削工時(shí)取切入長度，切出長度，加工長度于是行程總長度為，則機(jī)動工時(shí)為 （2）擴(kuò)孔到 1)進(jìn)給量：選取進(jìn)給量 2)切削速度查表選取。主軸轉(zhuǎn)速 取標(biāo)準(zhǔn)值。所以實(shí)際切削速度3)切削工時(shí)取切入長度，切出長度，加工長度于是行程總長度為，則機(jī)動工時(shí)為工序4

18、0外圓倒角1.加工條件工件材料：HT200，HBS:163-229HB,砂型機(jī)器造型。加工要求：外圓倒角，加工經(jīng)濟(jì)精度等級為IT12，表面粗糙度Ra12.5。 機(jī)床：車床選用CA6140。刀具：車刀選擇的 端面車刀。2.計(jì)算切削用量1)進(jìn)給量： 2)切削速度： 取標(biāo)準(zhǔn)值。所以實(shí)際切削速度3）切削工時(shí)取切入長度，切出長度，加工長度于是行程總長度為，則機(jī)動工時(shí)為由于進(jìn)行了兩次走刀，故。工序45粗銑3mm軸向槽1.加工條件工件材料：HT200，HBS:163-229HB,砂型機(jī)器造型。加工要求：粗銑3mm軸向槽，加工經(jīng)濟(jì)精度等級IT12，表面粗糙度Ra12.5。機(jī)床：銑床選用臥式X6120。刀具：銑

19、刀選擇基本尺寸為的粗齒鋸片銑刀。 2.計(jì)算切削用量 1)吃刀深度 2)查表可知進(jìn)給量 3)計(jì)算切削速度查表知：的粗齒鋸片銑刀后刀面最大磨損限度為0.2mm，刀具耐用度。將上述數(shù)據(jù)代入上面的公式得。6) 確定主軸轉(zhuǎn)速 取標(biāo)準(zhǔn)值。所以實(shí)際切削速度7) 切削工時(shí)取切入長度，切出長度，加工長度于是行程總長度為，則機(jī)動工時(shí)為三、夾具設(shè)計(jì)為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)分析，第15工序-粗、精銑底面，本夾具將用立式X5020B，刀具為的套式立銑刀，該夾具為V型塊夾緊機(jī)構(gòu)。（一） 問題的提出 該面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為上平面，故以上平面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；從對工件的結(jié)構(gòu)形狀

20、分析，若工件下底面放置在支承板上，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，限制了三個(gè)自由度，其余三個(gè)自由度不用限制?？紤]到實(shí)際加工中的經(jīng)濟(jì)性原則，此處可選用V型塊作為夾具。在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。（二） 夾具設(shè)計(jì) 1.定位基準(zhǔn)的選擇以上平面為精基準(zhǔn)，粗銑底面，用兩個(gè)聯(lián)動的活動V形塊夾緊。 2.切削力和夾緊力的計(jì)算 刀具：高速鋼套式立銑刀 , ，查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊表1-2-11，因夾具的夾緊力與切削力方向相同，實(shí)際所需夾緊力與切削力之間的關(guān)系為安全系數(shù)在夾緊力與切削力方向相同時(shí) 查金屬切削原理與刀具表10-2知：切削主力為：所以 已知受壓螺栓許用應(yīng)力： 推桿受應(yīng)力： 受剪螺釘許用剪切應(yīng)力： 受剪螺釘許用擠壓應(yīng)力： 固定V型塊上的兩螺釘受剪切和擠壓應(yīng)力最大螺釘材料為45，強(qiáng)度極限和屈服極限分別是：螺釘許用剪切應(yīng)力： 螺釘許用擠壓應(yīng)力： M6兩螺釘受剪切力為： 螺釘受剪切應(yīng)力： 則適合人工操作3.定位誤差分析本工序采用以下底平面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則