軸支座零件機械加工工藝規(guī)程及Φ26和28銑前端面夾具

1、氣門搖臂軸支座零件機械加工工藝規(guī)程及26和2銑前端面夾具設(shè)計目錄1 設(shè)計任務(wù)書 .1.1 設(shè)計題目1.2 零件作用1.3 氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程的制訂方法1.4 夾具設(shè)計 62 氣門搖臂軸支座的機械制造工藝規(guī)程設(shè)計 .2.1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 122.1.1 零件的作用 122.1.2 零件的工藝分析 132.1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 142.2 選擇毛坯，繪制毛坯圖 142.2.1 選擇毛坯種類 14確定毛坯尺寸及機械加工總余量 152.2.3 設(shè)計毛坯圖 162.2.4 繪制毛坯圖 172.3 選擇加工方法，制定工藝路線 172.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 172.3.

2、2 零件表面加工方法的選擇 192.3.3 加工階段的劃分 192.3.4 工序的集中與分散 202.3.5 工序順序的安排 202.3.6 確定工藝路線 202.3.7 加工設(shè)備及工藝裝備的選擇 222.3.8 工序間余量的確定 23切削余量及基本時間定額的確定 243 氣門搖臂軸支座專用夾具的設(shè)計 403.1 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 403.1.1 確定定位方案，選擇定位元件 403.1.2 確定導(dǎo)向裝置 423.1.3 確定夾緊機構(gòu) 423.1.4 確定輔助定位裝置 433.2 設(shè)計夾具體 433.3 夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求 43總結(jié) 46 參考文獻(xiàn) 481設(shè)計任務(wù)書1.1 設(shè)

3、計題目18。0.027設(shè)計如圖1.1所示的氣門搖臂軸支座零件的機械加工工藝規(guī)程及加工通孔和16。0.11通孔的專用夾具K0.151 血1D旋轉(zhuǎn)5 ,:112r 1b 技術(shù)要求1. 未注明圓角均為禍；2. 夫銳彷毛刺說辻；3. 材料為：HT200：冬時效孫理HBS 187-220圖1.1氣門搖臂軸支座零件圖1. 設(shè)計內(nèi)容：（1）零件、毛坯圖：各1張。（2）機械加工工藝規(guī)程卡片：1套。（3）夾具裝配總圖：1張。（4）夾具零件圖：1張。（5）課程設(shè)計說明書：1份2. 原始資料：零件圖紙一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)為 10000臺/年，1件/臺；每日1班 通過設(shè)計，使我們在機械制造工藝規(guī)程設(shè)計，工藝方案論證，機械加

4、工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個方面受到一次綜合 性的訓(xùn)練。初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。能根據(jù)被加 工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案， 完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的 專用夾具的能力。繪制零件圖，裝配圖，提高制圖能力。設(shè)計內(nèi)容：繪制氣門搖臂軸支座的二維、三維零件圖，根據(jù)圖紙技術(shù)要求等 確定生產(chǎn)類型，本次設(shè)計的零件年產(chǎn)量為 10000 件，分析確定生產(chǎn)類型。工藝分 析，確定毛坯類型和制造方法，氣門搖臂軸支座材料為HT2O0擬采用鑄造的形式 進(jìn)行毛坯制造，并確定零件機械加工

5、工藝路線，完成機械加工工序設(shè)計，進(jìn)行必 要的經(jīng)濟(jì)分析。最后，對某道加工工序進(jìn)行夾具裝配圖及主要零件圖的設(shè)計。1.2 零件作用零件是1105柴油機中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座， 是柴油機上氣門控制系 統(tǒng)的一個重要零件。直徑為18mm勺孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進(jìn)、排 氣氣門搖臂。直徑為16mm勺孔內(nèi)裝一個減壓軸，降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油 機。兩孔間距56mm保證減壓軸在搖臂上打開氣門實現(xiàn)減壓。兩孔表面粗糙度和 位置精度較高，工作時會和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑 11 的孔用 M10 的螺桿與汽缸蓋相連，直徑 3 的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。1.3 氣門搖臂軸支座

6、機械加工工藝規(guī)程的制訂方法（1）. 根據(jù)零件圖和產(chǎn)品裝配圖，對零件進(jìn)行工藝分析（2）. 計算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型（3）. 確定毛坯種類和制造方法（ 4）. 確定毛坯尺寸和公差（5）. 擬定工藝路線 （6）. 確定各個工序的加工余量，計算工序尺寸及公差（7）. 選擇各個工序的機床設(shè)備及刀具、量具等工藝裝備（8）. 確定各個工序的切削用量和時間定額 （9）.編制工藝文件1.4 夾具設(shè)計的基本要求（1）夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、 方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。（2）保證工件精度。保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、 便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運輸

7、，保證安全第一。（3）注意結(jié)構(gòu)工藝性，對加工、裝配、檢驗和維修等問題應(yīng)通盤考慮， 以降低制造成本。2 氣門搖臂軸支座的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1. 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定2.1.1 零件的作用本設(shè)計所設(shè)計的零件是 1105 柴油機中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座， 它是柴 油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為 18mm 的孔用來裝配搖臂軸，軸的 兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂。直徑為 16mm 的孔內(nèi)裝一個減壓軸，用于降低 汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機。兩孔間距 56m m,可以保證減壓軸在搖臂上打開 氣門，實現(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合 工作，起到支撐的

8、作用，直徑 11的孔用 M10 的螺桿與汽缸蓋相連，直徑 3 的孔 用來排油。2.1.2 零件的工藝分析 通過對氣門搖臂軸支座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺 寸、公差以及技術(shù)要求齊全。通過對零件圖的詳細(xì)審閱，該零件的基本工藝狀況 已經(jīng)大致掌握。主要工藝狀況如下敘述：零件的材料為HT20Q灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、 脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根據(jù)對零 件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下：1. 22外圓的上端面以及與此孔相通的 11通孔，粗糙度均為 12.5；2. 36mm下端面，根據(jù)零件的總體

9、加工特性，36mm為整個機械加工過程中主要 的基準(zhǔn)面， 粗糙度為 12.5，因此在制定加工方案的時候應(yīng)當(dāng)首先將此面加工出來；3. 28外圓的前后端面， 粗糙度為 12.5；前后端面倒 1 45 的角，粗糙度為 12.5； 以及 18的通孔， 在這里由于 18通孔所要求的精度較高， 因此該孔的的加工是一 個難點，其所要求的表面粗糙度為1.6，且該孔的軸線與36mn下端面的平行度為 0.05，且該孔的軸線圓跳動公差為 0.1，需要選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒▉磉_(dá)到此孔加工 的技術(shù)要求。4. 26的前后端面，粗糙度為 2.5；前后端面倒 1 45 的角，粗糙度為 12.5；以 及 16 的通孔， 16的通孔同

10、樣也是本零件加工一個比較重要的部分， 觀察零件圖就可以知道， 16 的孔要求的表面粗糙度和位置精度和 18 的通孔一樣都是比較高的，16的通孔表面粗糙度為1.6，孔的軸線與36mm勺底面的平行度為0.05 ;通過上面零件的分析可知，36mmT端面和22上端面的表面粗糙度要求都不是很高，因此都不需要精加工來達(dá)到要求，而且這兩個面也是整個加工工程中主 要的定位基準(zhǔn)面，因此可以粗加工或者半精加工出這兩個面而達(dá)到精度要求，再 以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具來對其他表面進(jìn)行加工，并且能夠更好的保證其他表 面的位置精度要求?？偟目磥恚摿慵]有復(fù)雜的加工曲面，屬于較為簡單的 零件，所以根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求

11、采用常規(guī)的加工工藝均可保證，簡單的工 藝路線安排如下：將零件定位夾緊，加工出 36mmF端面以及22上端面，并鉆出11 的通孔，然后再以這些先加工出來的幾個表面為基準(zhǔn)定位，加工出 28和 26 的外圓端面，并鉆出 18和 16 這兩個精度要求比較高的孔，最后翻轉(zhuǎn)零件，深孔 加工出 3 的斜油孔。2.1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程 度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生 產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型由著完全不同的工藝特征。 零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱

12、領(lǐng)是指企業(yè) 在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi) 的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N可按下式計算：N Qm（1 a%）（1 b%）式中 N 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)Q 產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺、輛 / 年）m 每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件 / 臺、輛）a%- 備品率，一般取 2%-4%b%- 廢品率，一般取 0.3%-0.7%根據(jù)上式就可以計算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過查表，就能確定該零件的 生產(chǎn)類型。根據(jù)本零件的設(shè)計要求，Q=10000臺，m=1件/臺，分別取備品率和廢品率 3% 和0.5%,將數(shù)據(jù)代入生產(chǎn)綱領(lǐng)計算公式得出 N=10351件/年，零件質(zhì)量為0.27kg

13、 , 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 表 1-3，表1-4 可知該零件為輕型零 件，本設(shè)計零件氣門搖臂軸支座的的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖選擇毛坯種類 機械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、 焊接組合件等， 同一種毛坯又可能有不同的制造方法。 為了提高毛坯的制造質(zhì)量， 可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。 選擇毛坯的制造方法一般應(yīng)當(dāng)考慮一下幾個因素。（ 1 ） .材料的工藝性能（2）. 毛坯的尺寸、形狀和精度要求（3）. 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)根據(jù)以上幾方面來分析本零件，零件材料為 HT20Q分析灰鑄鐵材料

14、的性能， 灰鑄鐵是一種脆性較高，硬度較低的材料，其鑄造性能好，切削加工性能優(yōu)越， 故本零件毛坯可選擇鑄造；其次，觀察零件圖知，本零件設(shè)計尺寸并不大，而且 其形狀也不復(fù)雜，屬于簡單零件，除了幾個需要加工的表面以外，零件的其他表 面都是以不去除材料方法獲得，可選擇砂型鑄造方法；前面已確定零件生產(chǎn)類型 為大批量生產(chǎn)，可選擇砂型鑄造機器造型，可以分散單件的鑄造費用。綜上所述， 本零件的毛坯種類以砂型鑄造機器造型的方法獲得。確定毛坯尺寸及機械加工總余量根據(jù)零件圖計算零件的輪廓尺寸為長 83mm寬37mm高62mm 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表 2-1 按鑄造方法為砂型鑄造機器 造型，零件材料為灰

15、鑄鐵， 查得鑄件公差等級為 IT8-IT12 ，取鑄件公差等級為 IT10。再根據(jù)毛坯鑄件基本尺寸查閱 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 表 2-3 ， 按前面已經(jīng)確定的鑄件公差等級 IT10 差得相應(yīng)的鑄件尺寸公差。查閱機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表 2-5 按鑄造方法為砂型鑄造機 器造型，材料為灰鑄鐵，查得鑄件所要求的機械加工余量等級為 E-G,將要求的機 械加工余量等級確定為G再根據(jù)鑄件的最大輪廓尺寸查閱機械制造工藝設(shè)計簡 明手冊表 2.2-4 要求的鑄件機械加工余量。由于所查得的機械加工余量適用于機械加工表面Ra 1.6 m , Ra 1.6 m的加工表面，機械加工余量要適當(dāng)放大。

16、分析本零件，除了 18和16的Ra 1.6 m外, 沒有一個加工表面的表面粗糙度是小于1.6的，也就是所有的加工表面 Ra 1.6 m，因此一般情況下這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得 的余量值即可，但是由于大部分表面加工都需經(jīng)過粗加工和半精加工，因此余量 將要放大，這里為了機械加工過程的方便，除了孔以外的加工表面，將總的加工 余量統(tǒng)一為一個值。如下表：表2.1毛坯尺寸及機械加工總余量表加工表面基本尺寸鑄件尺寸公差機械加工總余量鑄件尺寸22上端面39mm2.6447 1.336mm下端面39mm2.6447 1.328前端面37mm2.6445 1.328后端面37mm2.6445

17、1.326前端面16mm2.2424 1.126后端面16mm2.2424 1.1設(shè)計毛坯圖(1) 確定鑄造斜度 根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.2-6本零件毛坯 砂型鑄造斜度為3050。(2) 確定分型面 由于毛坯形狀對稱，且最大截面在中間截面，為了起模以及 便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移，所以選擇前后對稱中截面為分型面。(3) 毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后進(jìn)行 機械加工前應(yīng)當(dāng)做時效處理。繪制毛坯圖見圖紙2.3 選擇加工方法，制定工藝路線定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數(shù)目，各表面加工順序， 夾具結(jié)構(gòu)及零件的精度。定位基準(zhǔn)分為粗

18、基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)稱為 粗基準(zhǔn)，使用經(jīng)過加工表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。在制定工藝規(guī)程時，先進(jìn) 行精基準(zhǔn)的選擇，保證各加工表面按圖紙加工出來，再考慮用什么樣的粗基準(zhǔn)來 加工精基準(zhǔn)。1. 粗基準(zhǔn)的選擇原則為保證加工表面與不加工表面之間的位置精度，應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)。 若工件上有很多個不加工表面，應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求較高的表面為 粗基準(zhǔn)。為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡量選 光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾 緊可靠。粗基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)盡量避免重復(fù)使用。2. 精基準(zhǔn)的選擇原則

19、“基準(zhǔn)重合” 原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)， 避免基準(zhǔn)不 重合引起的定位誤差。“基準(zhǔn)統(tǒng)一” 原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一精基準(zhǔn)定位， 以保證各表面 的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造?！白詾榛鶞?zhǔn)” 原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻， 應(yīng)選 該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證?！盎榛鶞?zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及尺寸、 形狀精度都要求較高時， 可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 根據(jù)上述定位基準(zhǔn)的選擇原則，分析本零件，根據(jù)氣門搖臂軸支座零

20、件圖， 本零件時帶有孔的形狀比較簡單的零件，孔 18 、孔 16 以及孔 11均為零件設(shè)計 基準(zhǔn)，均可選為定位基準(zhǔn)，而且孔 18和孔 16 設(shè)計精度較高（亦是裝配基準(zhǔn)和測 量基準(zhǔn)），工序?qū)才胚@兩個孔在最后進(jìn)行，為遵循“基準(zhǔn)重合”原則，因此選擇先進(jìn)行加工的11孔和加工后的36mm下底面作為精基準(zhǔn)，在該零件需要加工的表 面中，由于外圓面上有分型面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，應(yīng)選28外圓端面及未加工的36mm下端面為粗基準(zhǔn)。零件的表面加工方法的選擇根據(jù)本零件圖上所標(biāo)注的各加工表面的技術(shù)要求，查機械制造工藝設(shè)計簡明 手冊表1.4-7，表1.4-8，通過對各加工表面所對應(yīng)的各個加工方案的比較

21、，最 后確定本零件各加工表面的加工方法如下表：表2.2氣門搖臂軸支座各加工表面方案需加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/ m加工方案22上端面IT1412.5 m粗銑36mn下端面IT126.3 m粗銑-半精銑28前端面IT113.2 m粗銑-半精銑28后端面IT113.2 m粗銑-半精銑26前端面IT1412.5 m粗銑26后端面IT1412.5 m粗銑11通孔IT1412.5 m鉆3偏100內(nèi)孔IT1412.5 m鉆18oO.O27 通孔IT81.6 m鉆擴(kuò)粗鉸精鉸1600.11 通孔IT81.6 m鉆擴(kuò)粗鉸精鉸加工階段的劃分本零件氣門搖臂軸支座加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段分為粗加工，半精加 工幾個階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)備好，也就是先將36mmF端面和11通孔加工出來，使后續(xù)的工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑粗基準(zhǔn) 22 上端面、 28外圓前后端面、 26 外圓前后端面，在半精加工