氣門搖桿支座工藝與工裝設計

1、題目：設計氣門搖桿軸支座零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具目 錄序言-1一、分析零件圖紙并確定其生產(chǎn)類型-1二、選擇毛坯尺寸，設計毛坯圖-3三、選擇加工方法，制定工藝路線-6四、加工工序設計-8五、工藝過程卡和加工工序卡-10六、時間定額計算-21七、夾具設計-22設計小結(jié)-24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 設計序 言機槭制造技術基礎課程設計是在學完了機槭制造技術基礎和大部分專業(yè)課，并進

2、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槭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槭制造工藝問題，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，Ø20孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通過兩個Ø13mm孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，3mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸，

3、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-Ø13mm孔和Ø20mm以及3mm軸向槽的加工。Ø20mm孔的尺寸精度以及下端面與Ø20mm 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-Ø13mm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=600

4、0臺/年，n=2件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a和廢品率b都為4%。帶入公式（2-1）得該零件的生產(chǎn)綱領N=6000×2×（1+4%）×（1+4%）=12979.2件/年零件是機床上的杠桿,質(zhì)量為0.5kg,查表2-1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

5、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/T 6414-1999 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，RM

6、A要加倍，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=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CT4CT13，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CT11CT14。3、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

7、時可取其大值。綜上所述，確定毛坯尺寸見下表2-1。零件尺寸單面加工余量鑄件尺寸零件尺寸單面加工余量鑄件尺寸132實心1522154182實心4825022H74實心124212836H742882286R252R27454535、確定毛坯尺寸公差表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、設計毛坯圖根據(jù)以上數(shù)據(jù)，設計出該零件的毛坯圖見圖2-2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）

8、，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”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方式（V形塊采用聯(lián)動夾緊機構夾緊）。Ø20mmmm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

9、端面，再把下端面作為精基準，最后加工Ø20mm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。在加工Ø20mm前先要銑左右兩端面。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HT200。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

10、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 下端面：粗銑 左端面：粗銑精銑 右端面：粗銑精銑2Ø13mm孔：鉆孔 3mm軸向槽精銑 Ø20mm鉆孔粗鏜精鏜因左右兩端面均對Ø20mm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。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孔，左右端面上Ø20mm孔放后面加工。加工工藝路線如下：序

11、號工序內(nèi)容簡要內(nèi)容鑄造時效消除內(nèi)應力涂漆防止生銹01精銑上端面先加工粗基準面02精銑下端面加工經(jīng)基準03鉆兩通孔先面后孔04銑右端面先面后孔05鉆通孔Ø18mm06鏜孔Ø20mm，孔口角1*45度后鏜削余量07銑左端面08銑軸向槽次要工序后加工09檢驗10入庫四、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=12.5mm可知，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（

12、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，又前面已選定直徑D為Ø80mm，故相應的切削速度分別為：校核粗加工。V粗=Dn/1000=3.14*80*150/1000=37.68V精=Dn/1000=3.14*80*300/1000=75.36又由機床切削功率P=16.9*10-5ap0.9f2aeznkpm取Z=10個齒，pm=1.代入得：pm=167.9*2.00.9*（0.2）50*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.

13、0>pm故選擇主軸的轉(zhuǎn)速為150m/min2、工序5中的粗鏜Ø18工序。Ø18粗鏜余量參考文獻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Ø18粗鏜1.8_Ø19.8Ø19.2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20.02±0.08mm，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

14、跳動公差由機床保證。 粗鏜孔時因余量為1.9mm，故ap=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/d=1000*24/3.14*20=380r/min查文獻的Fz=9.81*60nFzapXFzKFzPm=FzV*10-3CF2=180XFz=1Yfz=0.75NFz=0Rfz=9.81*60°*180*2.75*0.20.75*0.4°*1=1452NP=0.58kw取機床效率為0.850.78*0.85=0.89kw>0.58kw故機床的功率足夠五、工藝過程卡和加工工序卡機械加工工藝過程卡片文件

15、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)容車間工段設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粗銑粗銑下底面至61.5 Ra12.5機加工X51立式銑床量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具刀具：高速鋼三面刃銑刀16.24粗銑半精銑粗銑、半精銑上底面至58 Ra6.3機加工X51立式銑床同上23.25半精銑半精銑下底面至59 Ra6.3機加工X51立式銑床刀具：高速鋼錯齒三面刃銑刀其余同上366粗銑粗銑后端面至32.7 Ra12.5機加工X51立式銑床

16、量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具刀具：圓柱銑刀97粗銑半精銑粗銑、半精銑前端面至31.7 Ra3.2機加工X51立式銑床量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具刀具：鑲齒套式面銑刀95.78半精銑半精銑后端面至31 Ra6.3機加工X51立式銑床同上19.29粗鏜粗鏜至 Ra12.5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鉆孔鉆孔 Ra12.5機加工Z525立式鉆床刀具：莫式錐度麻花鉆夾具：專用夾具量具：游標卡尺 塞規(guī)3411半精鏜精鏜半精鏜至 Ra3.2，倒角機加工CM6125臥式車床刀具：YG3高速鋼鏜刀 夾具：專用夾具量具：游標卡尺

17、 塞規(guī)1912銑槽銑槽口 Ra12.5機加工X51立式銑床刀具：鋸片銑刀夾具：專用夾具量具：游標卡尺1513終檢機械加工工藝過程卡產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號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粗銑粗銑下底面至61.5 Ra6.3游標卡尺4粗銑半精銑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 1 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間3粗銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件52x50x5811設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)立式銑床X51

18、1夾具編號夾具名稱冷卻液專用銑床夾具工序時間準終單件工步號工步內(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粗銑下底面量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具刀具：高速鋼錯齒三面刃銑刀6520.423.361.0116.2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)件名稱第2 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間4粗銑半精銑HT200毛坯種類毛

19、坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件52x50x5811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銑床夾具工序時間準終單件23.2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粗銑上底面量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具刀具：高速鋼三面刃銑刀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)*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)

20、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 3 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間5半精銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件52x50x5811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銑床夾具工序時間準終單件工步號工步內(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半精銑下底面刀具：高速鋼錯齒三面刃銑刀量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具8025.132.00.7136描圖描校底圖號裝訂號*編制(日期)審核(日期)會簽(日期)

21、*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)件名稱第 4 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間6粗銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件52x50x5811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銑床夾具工序時間準終單件工步號工步內(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粗銑后端面量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具刀具：圓柱銑刀6512.86

22、4.641.019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)件名稱第 5 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間7粗銑半精銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件52x50x5811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銑床夾具工序時間準終單件工步號工步內(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

23、本輔助1粗銑前端面量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具刀具：鑲齒套式面銑刀6516.370.51.0176.52半精銑前端面同上6516.3710.7119.2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)件名稱第 6頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間8半精銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件52x50x5811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銑床夾具工序時

24、間準終單件工步號工步內(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半精銑后端面量具：游標卡尺、粗糙塊夾具：專用銑夾具刀具：鑲齒套式面銑刀6516.3710.7119.2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)件名稱第 7 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間9粗鏜HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件52x50x5811設備名稱

25、設備型號設備編號同時加工件數(shù)臥式加工中心中中1夾具編號夾具名稱冷卻液專用夾具工序時間準終單件工步號工步內(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粗鏜刀具：YG8硬質(zhì)合金鏜刀夾具：專用夾具量具：游標卡尺 塞規(guī)2086104.80.150.5414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)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

26、鉆孔HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件52x50x811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準終單件工步號工步內(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 10 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間11粗銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每

27、臺件數(shù)鑄件52x50x5811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銑床夾具工序時間準終單件工步號工步內(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、 機動時間粗鏜時：L/（f*n）=45/0.2*380=7.5s精鏜時：f取0.1mm/sL/（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開機到開始的時間0.31110.3退刀0.11110.1所以輔助時間Ta為： Ta