氣門搖桿支座工藝與工裝設計..

1、1氣門搖桿支座工藝與工裝設計摘要：本文對氣門搖桿支座的加工難點、生產(chǎn)類型進行了分析，針 對零件的結(jié)構(gòu)特點進行毛坯設計、對其工藝過程進行了設計。為提高生 產(chǎn)效率，設計了銑削窄槽夾具，對其它零件的加工有一定的借鑒意文。關鍵詞：氣門搖桿支座 工藝 夾具 設計2Valve rocker bearing technology and tooling designAbstract: in this paper the valve lever difficulty, the production processing bearings areanalyzed, in view of the type of

2、parts of the structure characteristic of the blank design, thedesign process. In order to improve the production efficiency, design the milling narrow slotfor other parts fixture, processing is of certain reference Italian.Keywords: valve rocker bearing process fixture design3機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術

3、基礎和大部分專業(yè)課，并進 行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機 械制造技術基礎中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解 決了零件機械制造工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu) 設計能力，為今后從事的工作打下了良好的基礎。由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。一、分析零件圖紙并確定其生產(chǎn)類型1、零件的作用氣門搖桿軸支座是柴油機一個主要零件（見圖1-1）。是柴油機搖桿座的結(jié)合部，?200.10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孑L用M12螺桿與汽缸蓋相連，3mm

4、軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動。圖1-1氣門搖桿支座立體圖2、零件的結(jié)構(gòu)分析該零件是屬于箱體零件，典型通過對該零件的重新繪制，知道了得原圖的視圖4正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，2-?13mm孔和?200mm以及3mm軸向槽的加工。?20.0mm孔的尺寸精度以及下端面與？20mm孔的中心軸線的平行度為0.05mm與左右兩端面孔 的尺寸精度等，直接影響到進氣孔與排氣門的傳動精度及密封，以及2-?13mm孔的尺寸精度，和上下兩端面的平行度0.055mm。圖1-2氣門搖桿支座零件圖3、零件的生產(chǎn)類型依設計題目知：Q=6000臺/年，n=2件/臺；

5、結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率和廢品率都 為。帶入公式（1）得該零件的生產(chǎn)綱領x（.m）x（ .m）=二：.：.二件年零件是機床上的杠桿 質(zhì)量為0.5kg查表1可知其為輕型零件，生產(chǎn)類型為大批 生產(chǎn)。二、選擇毛坯尺寸，設計毛坯圖1、選擇毛坯5由零件圖（見圖1-2）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，適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。因此應該選用鑄造 件，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為12910件，屬于大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用砂型鑄造。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度考慮，也是 應該的。2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差參見 機械制造技術基礎課

6、程設計指南 第五章第一節(jié)， 灰鑄鐵的公差及機械 加工余量按GB/T6414-1999確定。要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確 定如下各項因素?；靖拍铊T件基本尺寸R機械加工前的毛坯鑄件的尺寸，包括必要的機械加工余量。尺寸公差CT允許尺寸的變動量。要求的機械加工余量RMA在毛坯鑄件上為了隨后可用機械加工方法去除鑄造對金屬 表面的影響，并使之達到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金屬余量。單側(cè)作機械加工時,RMA與鑄件其他尺寸之間的關系如（2-1）表示。對圓柱形的鑄件部 分或在雙側(cè)機械加工的情況下，RMAg加倍，如（2-1）表示。對內(nèi)腔作機械加工相 對應的表達式如（2-3）表示。R=

7、F+RMA+CT/2（2-1）R=F+2RMA+CT/2（2-2）R=F-2RMA+CT/2（2-3）F為最終機械加工后的尺寸公差等級鑄件公差有16級，常用的為CT4-CT13該零件采用砂型鑄造手工造型，材料 是灰口鑄鐵，根據(jù)表5-1查得，公差為CT11CT143、 要求的機械加工余量根據(jù)表5-4和5-5查得，鑄件的機械加工余量為24mm。4、 確定毛坯尺寸由零件圖可知，所有的表面粗糙度都3.2um,所以所有表面加工余量都無須增大 分析本零件，有的表面只需粗加工，這時可取所查數(shù)據(jù)的小值，需要精加工和半精 加工時可取其大值。6綜上所述，確定毛坯尺寸見下表2-1。5、 確定毛坯尺寸公差單面加工余單

8、面加工余零件尺寸量鑄件尺寸零件尺寸量鑄件尺寸為132實心1522154為182實心48250為22H74實心1242128為36H74為2882286R252R27為454為53表2-1底板座架的毛坯（鑄件）尺寸由于零件是鑄件，所以尺寸公差一般非常大，根據(jù)表5-3查得，公差帶在5.6至11mm。6、設計毛坯圖7根據(jù)以上數(shù)據(jù)，設計出該零件的毛坯圖見圖22圖2-2氣門搖桿支座毛坯圖三、選擇加工方法，制定工藝路線1、定位基準的選擇本零件總體是帶孔的桿狀，后加一個半圓帶孔的底座。以孔（中心線）為其設計基準（也是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應以孔為定位基準，即遵循“基準重合”

9、的原則。具體而言，選通孔及左端面為精基準。粗基準也可以用左端面。精基準的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則，實現(xiàn)V形塊十大平面的定位8方式（V形塊采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)夾緊）。？200.10mmmm孔及左右兩端面都采用底面做基準，這使得工藝路線又遵循 基準統(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。粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準。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，最后加工？200.16mm前先要銑左右兩端

10、面。最后銑3mm的槽。由參考資料中有關孔的加工的經(jīng)濟精度機 床能達到的位置精度可知上述要求可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的第一，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，減少輔助時間，所以粗 基準為上端面2、 零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、平面及小孔等，材料為HT20Q以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關指南資料，其加工方法選擇如下。1） 面的加工方法2） 孔的加工方法3）3、 制定工藝路線根據(jù)更表面加工要求，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：精銑 下端

11、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?200.10mm鉆孔一粗鏜一精鏜因左右兩端面均對？200.16mm孔有較高的位置要求，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?？讜r以下端面為定位基準，以保證孔軸相對下端面的位置精度。在加工?200.160.10mm9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斷面后鉆四、加工工序設計經(jīng)查參考文獻1、表312可得，銑削上端面的加工余量為4mm又由零件對上頂端表面的表面精度RA=12.5mr可知

12、，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2mm精銑余量為1mm精銑后公差登記為IT7IT8。取每齒進給量為fz=0.2/z（粗銑）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/mn（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為300r/min，又前面已選定孔，左右端面上?200.160.10mm孔放后面加工。加工工藝路線如下:簡要內(nèi)容鑄造時效涂漆01精銑上端面02精銑下端面03鉆兩通孔04銑右端面05鉆通孔？18mm06鏜孔？20mm，孔口角1*45度07銑左端面08銑軸向槽09檢驗10入庫消除內(nèi)應力防止生銹先加工粗基準面加

13、工經(jīng)基準先面后孔先面后孔后鏜削余量次要工序后加工序號工序內(nèi)容10直徑D為？80mm，故相應的切削速度分別為：校核粗加工。V粗=nDn/1000=3.14*80*150/1000=37.68V精=nDn/1000=3.14*80*300/1000=75.36又由機床切削功率P=16.9*10A-5apA0.9f2aeznkpm取Z=10個齒，pm=1代入得：pm=167.9*2.0A0.9*（0.2）A50*2.5*10*1pm=0.861（km）又因前查的機床的功率為1.5kw/h若效率為0.8P，則0.8P=6.0pm故選擇主軸的轉(zhuǎn)速為150m/min2、工序5中的粗鏜?18工序。?18粗鏜

14、余量參考文獻1表383取粗鏜為1.8mm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23加工表面加工方法余量公差等級工序尺寸及公差?18粗鏜1.8?19.8?19.2精鏜0.2H820H823孔軸線到底面位置尺寸為60mm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20.020.08mm與下底 面的位置精度為0.05mm與左右端面的位置精度為。06mm且定位夾緊時基準重合，故不需保證。0.06mm跳動公差由機床保證。粗鏜孔時因余量為1.9mm故 即=1.9mm查文獻1表2.4-8取V=0.m/s=24m/min去進給量為f=002mm/rN=1000V/n

15、d=1000*24/3.14*20=380r/min查文獻的Fz=9.81*60AnFzapXFzKFzPm=FzV*10A-311CF2=18012XFz=1Yfz=0.75NFz=0Rfz=9.81*60*180*2.75*0.29.75*0.4 *仁1452NP=0.58kw取機床效率為0.850.78*0.85=0.89kw0.58kw故機床的功率足夠五、工藝過程卡和加工工序卡13機械加工工藝過程卡片文件編號（廠名全稱）機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號共 1 頁產(chǎn)品名稱零（部）件名稱第 1 頁材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)1每臺件數(shù)1 備注工序 號工序 名稱工序內(nèi)容間工

16、段備工藝裝備工序時間準終單件1鑄件鑄造2時效 處理熱處理3粗銃粗銃下底面至 61.5；.46Ra12.5機加工X51立式 銑床量具：游標卡尺、粗糙 塊夾具：專用銑夾具16.24粗銃 半精 銑粗銃、半精銃上底面至58：.3Ra6.3機加工X51立式 銑床同上23.25半精銑半精銃下底面至 590.3Ra6.3機加工X51立式 銑床刀具：高速鋼錯齒三面 刃銃刀其余同上366粗銃粗銃后端面至 32.70.33Ra12.5機加工X51立式 銑床量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具H冋十十牟用97粗銃 半精 銑粗銃、半精銃前端面至31.7；.21Ra3.2機加工X51立式 銑床量具：圓柱卡刀、粗糙 塊

17、夾具：專用銑夾具95.78半精銑半精銃后端面至 31：.2Ra6.3機加工X51立式 銑床同上19.29粗鏜粗鏜*160.11至*16.100.18Ra12.5機加工CM6125臥式 車床刀具：YG8 硬質(zhì)合金鏜刀夾具：專用夾具量具：游標卡尺塞規(guī)1410鉆孔鉆10.5孔 Ra12.5機加工Z525立式鉆床刀具夾具量具莫式錐度麻花鉆專用夾具游標卡尺塞規(guī)3411半精 鏜精 鏜半精鏜*160.11至1* 16：11Ra3.2，倒角機加工CM6125 臥式 車床刀具夾具量具YG3 高速鋼鏜刀 專用夾具 游標卡尺塞規(guī)191412銑槽銃槽口 Ra12.5機加工X51立式 銑床刀具夾具量具鋸片銑刀 專用夾具

18、 游標卡尺1513終檢15機械加工工藝過:卡產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號1機械加工工藝過程材料名稱及牌號毛坯種類或材料規(guī)格總工時工序號工序名稱工序簡要內(nèi)容設備名稱及型號夾具量具工時1鑄件2時效處理3粗銃粗銃下底面至 61.5046Ra6.3游標卡尺4粗銑半精銑16機械加工工序卡片17（廠名全稱）機械加工工序卡片機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱車間零（部）件圖號零（部）件名稱工序號文件編號工序名稱機加工車間毛坯種類鑄件設備名稱立式銃床夾具編號毛坯外形尺- 寸52x50 x58設備型號X51粗銑半精銑每坯件數(shù)設備編號夾具名稱專用銑床夾具冷卻液準終工 步號工步內(nèi)容工藝裝備切削 速度/（m/min）進

19、給量/(mm/r)背吃刀量/（mm）走 刀次 數(shù)工時定額王軸 轉(zhuǎn)速/（r/min）基本輔助1粗銃上底面量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具刀具：高速鋼三面刃銃刀6520.423.361.017.22半精銑上底面同上8025.132.00.7116描圖描校底圖號裝訂號*編制（日期）審核（日 期）會簽（日期）*a23.2共 10 頁第 2 頁材料牌號HT200每臺件數(shù)工序時間單件同時加工件數(shù)11819標 記處 數(shù)更改 文件號簽字日 期標 記處數(shù)更改 文件號簽 字日 期機械加工工序卡片文件編號產(chǎn)品型號(廠名全稱)機械加工工藝過程卡片零(部)件圖號共 10 頁產(chǎn)品名稱車間毛坯種類鑄件設備名稱立式銃床

20、夾具編號機加工車間零(部)件名稱工序號毛坯外形尺寸52x50 x58設備型號X51工序名稱材料牌號半精銑HT200每坯件數(shù)每臺件數(shù)設備編號同時加工件數(shù)夾具名稱專用銃床夾具冷卻液工序時間準終工步號工步內(nèi)容工藝裝備主軸 轉(zhuǎn)速/(r/min)切削 速度/(m/min)進給量/ (mm/r)背吃 刀量/(mm)走 刀次 數(shù)工時定額基本輔助1半精銃下底面刀具：高速鋼錯齒三面 刃銃刀量具：游標卡尺、粗糙 塊夾具：專用銑夾具8025.132.00.7136描圖描校底圖號單件2021裝訂號描圖描校標記（廠名全稱）更改文 件號簽字日 期標 記處數(shù)更改文 件號簽 字日處數(shù)期編制（日期）審核（日 會簽 *期）（日期

21、）機械加工工序卡片機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱工步內(nèi)容工藝裝備車間機加工車間毛坯種類鑄件設備名稱立式銃床夾具編號文件編號粗銃后端面量具：游標卡尺、粗糙塊夾具 刀具專用銑夾具圓柱銃刀零（部）件圖號零（部）件名稱工序號毛坯外形尺- 寸52x50 x58設備型號X51主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）切削速度/(m/min)6512.86工序名稱粗銃每坯件數(shù)設備編號夾具名稱專用銃床夾具進給量/(mm/r)背吃刀量/（mm）走刀次數(shù)4.641.0共 10 頁材料牌號HT200每臺件數(shù)同時加工件冷卻液工序時間準終單件工時定額基本輔助描圖描校22底圖 號裝訂 號*編制（日期）審核（日 期）會簽（日 期）*a

22、標 記處 數(shù)更改 文件號簽字日 期標 記處數(shù)更改 文件號簽字日 期機械加工工序卡片工時定額產(chǎn)品型號（廠名全稱）機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱車間零（部）件圖號零（部）件名稱工序號文件編號共 10 頁工序名稱材料牌號機加工車間毛坯種類鑄件設備名稱立式銃床夾具編號粗銑半精銑HT200毛坯外形尺每坯件數(shù)每臺件數(shù)-寸-52x50 x5811設備型號|設備編號同時加工件- - 數(shù)一X511夾具名稱冷卻液專用銃床夾具工序時間準終 單件描圖描校23工步工步內(nèi)容工藝裝備號主軸 切削 進給轉(zhuǎn)速/ 速度/ 量/(r/min) (m/min) (mm/r)背吃 刀刀量/次（mm） 數(shù)基本 輔助量具：游標卡尺、粗糙塊1

23、粗銑前端面夾具：專用銑夾具刀具：鑲齒套式面銃刀6516.370.51.0176.52半精銃前端面同上6516.3710.7119.2描圖24底圖號裝訂號*編制（日期）審核（日 期）會簽（日期）*a標 記處 數(shù)更改 文件號簽字日 期標 記處數(shù)更改 文件號簽字日 期機械加工工序卡片文件編號工時定額產(chǎn)品型號（廠名全稱）機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱車間零（部）件圖號零（部）件名稱工序號共 10 頁第 6 頁工序名稱|材料牌號機加工車間毛坯種類鑄件設備名稱立式銃床夾具編號8半精銃HT200毛坯外形尺每坯件數(shù)-寸-52x50 x581設備型號|設備編號X51每臺件數(shù)1司時加工件數(shù)1夾具名稱冷卻液專用銃床夾

24、具工序時間準終 單件描圖25主軸 切削 進給工步內(nèi)容工藝裝備轉(zhuǎn)速/ 速度/ 量/(r/min) (m/min) (mm/r)背吃 刀 刀量/次(mm) 數(shù)基本 輔助量具：游標卡尺、粗糙塊1 半精銃后端面夾具：專用銃夾具刀具：鑲齒套式面銃刀6516.3710.7119.226描校底圖號裝訂號*編制（日期）審核（日 期）會簽（日 期）*a標 記處 數(shù)更改 文件號簽字日 期標 記處數(shù)更改 文件號簽字日 期機械加工工序卡片產(chǎn)品型號（廠名全稱）機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱零（部）件名稱車間工序號工步號工序名稱共 10 頁材料牌號工步內(nèi)容粗鏜機加工車間毛坯種類鑄件設備名稱臥式加工中心中中夾具編號粗鏜HT2

25、00毛坯外形尺- 寸52x50 x58設備型每坯件數(shù)每臺件數(shù)設備編號夾具名稱專用夾具工藝裝備主軸 轉(zhuǎn)速/（r/min）切削 速度/(m/mi n)進給量/ (mm/r)背吃 刀量/（mm）走刀次數(shù)刀具：YG8 硬質(zhì)合金鏜刀夾具：專用夾具 量具：游標卡尺 塞規(guī)2086104.80.150.54同時加工件數(shù)冷卻液工序時間準終單件工時定額基本 輔助14文件編號零（部）件圖號27描圖描校底圖號裝訂號*編制（日 期）審核（日期）會簽（日期）*a標記處數(shù)更改文件號簽字日 期標 記處數(shù)更改文件號簽字日 期機械加工工序卡片文件編號（廠名全稱）機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號共 10 頁產(chǎn)品名稱零（部

26、）件名稱第 8 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車 間10鉆孔HT200fa2廠毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)J鑄件52x50 x811-設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)立式鉆床Z5251夾具編號夾具名稱冷卻液專用鉆床夾具工序時間1準終單件1工步 號工步內(nèi)容工藝裝備主軸 轉(zhuǎn)速/（r/min）切削 速度/(m/mi n)進給量/(mm/r)背吃 刀量/（mm）走刀 次數(shù)工時定額基本輔助281鉆孔刀具：莫式錐度麻花鉆夾具：專用夾具量具：游標卡尺塞規(guī)394130.6134描圖機械加工工序卡片文件編號(廠名全稱)機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零(部)件圖號共 10 頁產(chǎn)品名稱零(部)件名稱第

27、 10 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間11粗銃HT20011/毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)1鑄件52x50 x5811Lah卜設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)立式銑床X511夾具編號夾具名稱冷卻液專用銃床夾具工序時間1準終單件V工步號工步內(nèi)容工藝裝備主軸 轉(zhuǎn)速/(r/min)切削 速度/(m/min)進給量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走 刀次 數(shù)工時定額基本輔助1銑槽口刀具：鋸片銑刀 夾具：專用夾具 量具：游標卡尺72515手動15六、時間定額計算下面計算工序5的時間定額1、機動時間29粗鏜時：L/（f*n）=45/0.2*380=7.5s精鏜時：f取0.1mm/sL/

28、（f*n）45/0.1*380=15s總機動時間：T=7.5+15=22.5s2、 輔助時間：操作內(nèi)容每次時間粗鏜精鏜（min）操作次數(shù)時間min操作次數(shù)時間min裝夾212-換刀11111測量0.110.110.1卸夾1.5-11.5開機到開0.31110.3始的時間退刀0.11110.1所以輔助時間Ta為：Ta=+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七、夾具設計鏜床夾具。1、確定設計方案 該孔德設計基準為下端面，故以下端平面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則：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)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 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)插入一削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，本次設計的夾具為第5道工序粗精鏜?200.160.10mm孔。該夾具為雙支承前后引導30夾具結(jié)構(gòu)也簡單。但由于孔和其內(nèi)側(cè)面均吧規(guī)定其精密 度，又因結(jié)構(gòu)原因，夾