氣門(mén)搖桿支座機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：設(shè)計(jì)氣門(mén)搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專(zhuān)用夾具 內(nèi)容：(1)零件一毛坯合圖2)機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片123)夾具裝配總圖4)夾具零件圖一張5)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份原始資料 ：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)6000件/ 年。班級(jí)： 學(xué)生： 指導(dǎo)老師 ： 時(shí)間： 年 月目錄第一部分 ：設(shè)計(jì)目的第二部分：設(shè)計(jì)步驟、零件的作用二、 確定毛坯，畫(huà)毛坯一一零件合圖 2三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3四、加工工序設(shè)計(jì) 8五、時(shí)間定額計(jì)算 10六、 夾具設(shè)計(jì) 12 設(shè)計(jì)目的：機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造 （ 含機(jī)床夾具設(shè)計(jì) ） 和大部分專(zhuān)業(yè) 課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次

2、設(shè)計(jì)使我們能綜 合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)， 獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題。初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（氣門(mén) 搖桿軸支座）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾 具設(shè)計(jì)方案，完成家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，圖表等 技術(shù)資料及編寫(xiě)技術(shù)文件技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從 事的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多 加指導(dǎo)。一 零件的分析（一） 零件的作用氣門(mén)搖桿軸支座是柴油機(jī)一個(gè)主要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部， ?20 (+0.10+0.16)孔裝搖桿軸，軸上兩端各

3、裝一進(jìn)氣門(mén)搖桿，搖桿座通過(guò)兩 個(gè)？13mn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(dòng)。(二) 零件的工藝分析由附圖1得知，其材料為HT2O0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。該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，2-?13mm孔和？20( +0.1 +0.06)mn以及3mn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，直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門(mén)的傳動(dòng)精度及密封，2?13mm孔L的尺寸精度，以上下兩端面的平行度 0.055mm因此，需要先

4、以下 端面為粗基準(zhǔn)加工上端面，再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再把下端面作 為精基準(zhǔn)，最后加工？20 (+0.1 +0.06 ) mmL時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對(duì)下端面的位置精度。由參考文獻(xiàn)(1)中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知 上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。二 確定毛坯，畫(huà)毛坯零件合圖(附圖 2)根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年，通過(guò)計(jì)算，該零件質(zhì)量約為3Kg,由參考文獻(xiàn)(5)表1 4、表1 3可知，其 生產(chǎn)類(lèi)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。參考文獻(xiàn)（1）表2.

5、3 12;該種鑄造公 差等級(jí)為CT1011 MA-H級(jí)。參考文獻(xiàn)（1）表2.3-12，用查表方法確定各表 面的加工余量如下表所示：加工表面基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值說(shuō)明上端面48mmH4mm單側(cè)加工下端面50mmH3mm單側(cè)加工左端面35mmH3mm單側(cè)加工右端面35mmH3mm單側(cè)加工三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）定位基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇：氣門(mén)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形塊十大平面的定位方式（V形塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊）。?20（ +0.1 +0.06） 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”

6、 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(jiǎn)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)。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(shí)間，所以粗基準(zhǔn)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(xiāo)加一圓柱銷(xiāo)定位兩個(gè)？13mm勺孔，再加上底面定位實(shí) 現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn)類(lèi)型中。方案二：用V形塊十大平面定位V形塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì) R10的外圓柱表面進(jìn)行定位，再加底面實(shí) 現(xiàn)完全定位，由

7、于？13mn孔的秒個(gè)精度不需要很高，故用做定位銷(xiāo)孔很難保證 精度，所以選擇方案二。(二) 制定加工工藝路線根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)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：粗銑一精銑右端面：粗銑一精銑2 ?13mn孔：鉆孔。 3mm 軸向槽一精銑?20 (+0.1 +0.006) mm 鉆孔一粗鏜一精鏜因左右兩端面均對(duì)？20 (+0.1 +0.006) mm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

8、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工路線如下：工序號(hào)工序內(nèi)容鑄造時(shí)效涂漆00車(chē)上端面01鉆兩通孔02精銑下端面03銑右端面04鉆通孔0 18mm05鏜孔？20mm孔口角1 * 45度06銑左端面07銑軸向槽08檢驗(yàn)09入庫(kù)上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問(wèn)題還 值得進(jìn)一步討論。如車(chē)上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車(chē)床上加 工時(shí)，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(chē)削中 出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)，故改動(dòng)銑削加工。工序03應(yīng)在工序02前完成，使上端面在加工后有較多

9、的時(shí)間進(jìn)行自然 時(shí)效，減少受力變形和受熱變形對(duì) 2?13mmS孔加工精度的影響。修改后的工藝路線如下:序號(hào)工序內(nèi)容簡(jiǎn)要說(shuō)明01鑄造消除內(nèi)應(yīng)力02時(shí)效防止生銹03涂漆先加工粗基準(zhǔn)面04精銑上端面加工經(jīng)基準(zhǔn)05精銑下端面先面后孔06鉆兩通孔先面后孔07銑右端面后鏜削余量08鉆通孔?18次要工序后加工09鏜孔到?20,孔口倒角1*45度10銑左端面 銑軸向槽 檢驗(yàn) 入庫(kù)（三）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備適宜通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān) 用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳動(dòng)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(jì)等問(wèn)題，采用立銑

10、選擇X1632立式銑床。（參考文獻(xiàn)（1）表6-18），選擇直徑D為？80mm立 銑刀，參考文獻(xiàn)（1）表7-88，通用夾具和游標(biāo)卡尺。粗銑下端面：采用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑下端面：采用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。粗銑左端面：采用臥式銑床 X1632,參考文獻(xiàn)（1）表6 21,采用以前 的刀具，專(zhuān)用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑左端面：采用臥式銑床 X1632參考文獻(xiàn)（1）表621,專(zhuān)用夾具及 游標(biāo)卡尺。鉆2-?18mm孔：采用Z3025B*10,參考文獻(xiàn)（1）表626,通用夾具。刀具為d為?18.0的直柄麻花鉆，參考文獻(xiàn)（1）表7111鉆?18孔：鉆孔直行為?118m

11、m選擇搖臂鉆床Z3025參考文獻(xiàn)（1）表626，采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。鏜?20 （+0.1 +0.06） mm孔：粗鏜：采用臥式組合鏜床，選擇功率為 1.5KM的ITA20鏜削頭，參考文獻(xiàn)（1）白喔一88。選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿， 專(zhuān)用夾具，游標(biāo)卡尺。四、加工工序設(shè)計(jì)經(jīng)查參考文獻(xiàn)（1）表312可得，銑削上端面的加工余量為 4mm又由 零件對(duì)上頂端表面的表面精度 RA=12.5mr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1mm精銑后公 差登記為IT7IT8。取每齒進(jìn)給量為fz = 0 . 2 mmz （粗銑）取每齒進(jìn)給量為f =0 . 5 mm/ r

12、 （精銑）粗銑走刀一次 ap=2 mm 精銑走刀一次 ap=l mm初步取主軸轉(zhuǎn)速為15 0 r / min （粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為3 0 0 r /min,又前面已選定直徑D為？8 0 mm故相應(yīng)的切削速度分別為：校核粗 加工。粗=n D n / 1 0 0 0 = 3 . 1480150/1000 = 37精=n D n / 1 0 0 0 = 3 . 1480300/1000 = 75又由機(jī)床切削功率 P=167.9*10八-5apP.9f2aeznkpm取Z=10個(gè)齒，pm=1代入得：pm=16 7 . 9*2 . 0 八0.9*(0.2)八50*2.5*10*1pm=0.861

13、(km)又因前查的機(jī)床的功率為1. 5 kw/h若效率為0 .8P,則0 .8 P=6.0pm故選擇主軸的轉(zhuǎn)速為15 0 m/mi n(2)工序5中的粗鏜?18 工序。?18粗鏜余量參考文獻(xiàn)1表3 83取粗鏜為1. 8 mm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(jí)工序尺寸及公差?18粗鏜1.8?19.8?19.2精鏜0.2H820H8孔軸線到底面位置尺寸為6 0mm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 士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0.06mm且定位夾緊時(shí)基準(zhǔn)重

14、合，故不需保證。0.06mm跳動(dòng)公差由機(jī)床保證粗鏜孔時(shí)因余量為1.9mm,故ap=1.9mm,查文獻(xiàn)1表2 . 4-8取 V=0.4m/s=24m/min去進(jìn)給量為 f=002mm/rn=1000V/ n d=1000*24/3.14*20=380r/min查文獻(xiàn)的 Fz=9.81*60八nFzCFzapXFzVnFzKFzpm=FzV*10A-3CF2=180,XFz=1Yfz=0.75nFz=0Rfz=9.81*60 *180*2.75 / *0.2八0.75*0.4 *1=1452 NP=0.58 kw取機(jī)床效率為0 . 8 50.78*0.85=0.89kw0.58kw故機(jī)床的功率足夠

15、。五、時(shí)間定額計(jì)算下面計(jì)算工序5的時(shí)間定額(1) 機(jī)動(dòng)時(shí)間粗鏜時(shí)：L/(f* n)=45/0.2*380=7.5s精鏜時(shí)：f取0.1mm/sL/(f*n )=45/0.1*380=15s總機(jī)動(dòng)時(shí)間:T=7.5+15=22.5s(2)輔助時(shí)間：操作內(nèi)容每次時(shí)間粗鏜精鏜(min)操作次數(shù)時(shí)間min操作次數(shù)時(shí)間min裝夾212-換刀11111測(cè)量0.110.110.1卸夾1.5-11.5開(kāi)機(jī)到開(kāi)0.31110.3始的時(shí)間退刀0.11110.1所以輔助時(shí)間Ta為:Ta=2+1+0.1 + 1.5+0.3*2+0.1*0.1*2=6.5min作業(yè)時(shí)間為 Ta+Tb=605+0.37=6.87 min該工

16、序單位加工時(shí)間為 6.87mi n五、填寫(xiě)機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡工藝文件詳見(jiàn)附表。六、夾具設(shè)計(jì)mm本次設(shè)計(jì)的夾具為第5道工序粗一一精鏜 ？2 0 ( + 0 . 1 + 0 .06) 孔。該夾具為雙支承前后引導(dǎo)鏜床夾具。1、確定設(shè)計(jì)方案該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為下端面，故以下端平面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合 原則；另加兩V形塊從前后兩方向?qū)崿F(xiàn)對(duì)R10的外圓柱面進(jìn)行夾緊，從對(duì) 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(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)插入一現(xiàn)邊銷(xiāo)

17、限制一個(gè)移動(dòng)自由度，再以?xún)煽椎牧硪粋€(gè)孔內(nèi)側(cè)面用兩個(gè)支承釘限制一個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jiǎn)單。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)原因，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(huì)接觸不好， 使定位不穩(wěn)定。 這個(gè)方案不宜采用。方案2 用兩個(gè)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(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度， 這種方案定位可靠， 可實(shí)現(xiàn)完全定位。2計(jì)算夾緊力并確定螺桿直徑參考文獻(xiàn)（3）表1 2 1 1,因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關(guān)系F夾=KF安全系數(shù)K在夾緊力與切削力方向相反后時(shí)，K=3，由前面的計(jì)算可知F =14 5 2 . 3N所以F 夾= KF = 3 * 1 4 5 2 . 3 = 4 3 5 6 . 9 NF0= F 夾/2=1178.4 （N）參考文獻(xiàn)3表1-24，從強(qiáng)度考慮，用一個(gè) Mo的螺柱完全可以滿(mǎn)足要求,M10的許應(yīng)夾緊為3924N,所以螺桿直徑為d=10mm3. 定位精度分析?20(+0.10 +0.16 )孔的精加工是在一次裝夾下完成的，具體采用的是 前后支撐引導(dǎo)的夾具機(jī)構(gòu)，機(jī)床與鏜桿之間所采用的是浮動(dòng)連接，故機(jī)床主 軸振動(dòng)可略不計(jì)， ?20(+0.10 +0.16 )孔的加工精