氣門搖桿支座說明書(共18頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)課題名稱：機(jī)械制造工藝學(xué)程程設(shè)計(jì)班級： 機(jī)設(shè)1304姓名： 王聰指導(dǎo)老師：鄧根清機(jī)械工程學(xué)院2015 年 12月機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程概述 課程名稱: 機(jī)械制造工藝學(xué)課程編號：總學(xué)時數(shù): 一周學(xué) 分: 1課程類別: 專業(yè)課課程要求: 必修授課專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動化專業(yè)先修課程: 機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與技術(shù)測量、機(jī)械制造工藝學(xué)等二、本課程的目的和任務(wù)本課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)課程、進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一個綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)，能綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識進(jìn)行工

2、藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，掌握機(jī)械制造過程中的加工方法、加工裝備等基本知識，提高學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)研究、工程技術(shù)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、 課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容（一）對零件（中等復(fù)雜程度）進(jìn)行工藝分析，畫零件圖。（二）選擇毛坯的制造方式。（三）制訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程1選擇加工方案，制訂工藝路線；2選擇定位基準(zhǔn)； 3選擇各工序所用的機(jī)床設(shè)備和工藝裝備（刀具、夾具、量具等）；4確定加工余量及工序間尺寸和公差；5確定切削用量（四）填寫工藝文件1填寫機(jī)械加工工藝卡片；2填寫機(jī)械加工工序卡片。（五）編寫設(shè)計(jì)說明書。四、課程設(shè)計(jì)的基本要求（一）通過本課程設(shè)計(jì)，應(yīng)使學(xué)

3、生在以下幾方面得到鍛煉：1能運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。2.學(xué)會使用手冊及圖標(biāo)資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱及用途，做到熟練運(yùn)用。（二）在規(guī)定時間內(nèi)應(yīng)完成以下任務(wù)：1機(jī)械加工工藝卡片一張；2機(jī)械加工工序卡片一套；3設(shè)計(jì)說明書一份。目錄一 零件分析1.1零件作用分析氣門搖桿軸支座是柴油機(jī)一個主要零件，是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部?？籽b搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座通過兩個孔用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。1.2零件工藝分析

4、由零件圖得知，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。 該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，2孔和以及3mm軸向槽。加工孔的尺寸精度以及下端面0.05的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門的傳動精度及密封，2孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.055。因此，需要先以下端面為粗基準(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)，最后加工孔時以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對下端面的位置精度。二 毛坯的選擇2.1選擇毛坯由設(shè)計(jì)題目的圖紙可知，該零件材料為HT200，其具有較高的強(qiáng)度、耐磨性

5、、耐熱性及減振性，零件外形結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此確定毛坯為鑄件，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，鑄造后安排人工時效處理。2.2確定毛坯尺寸及公差求最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長50mm，寬44mm。高78mm，故最大輪廓尺寸為78mm。選取公差等級CT由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-2得，鑄造方法按機(jī)器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級CT范圍812級，取為10級。求鑄件尺寸公差根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-1查得，公差相對于基本尺寸對稱分布。求機(jī)械加工余量等級由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-3，鑄造方法按機(jī)器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級范圍E

6、G級，取為F級。求機(jī)械加工余量RMA對所加工表面取同一個數(shù)值，由課程設(shè)指導(dǎo)書表5-4查得最大輪廓尺寸為78mm，加工余量等級為F級，得RMA數(shù)值為1mm。求毛坯尺寸2孔較小，鑄成實(shí)心；孔要求精加工，也可鑄成實(shí)心，上端面、下端面應(yīng)為：上端面：下端面：左右端面尺寸應(yīng)為：即將毛坯尺寸列于表2-1中。表2-1 氣門搖桿支座鑄件毛坯尺寸公差與加工余量項(xiàng)目上端面下端面左右端面2孔孔公差等級101010-加工面基本尺寸786042-鑄件尺寸公差3.22.82.8-機(jī)械加工余量等級FFF-RMA111-毛坯基本尺寸80.662.445.4002.3設(shè)計(jì)毛坯圖根據(jù)零件圖，將加工表面尺寸按表2-1毛坯尺寸畫出，即

7、得毛坯圖，詳見文件氣門搖桿支座所有圖卡中毛坯圖。三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇：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(zhǔn)為上端面精基準(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。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。3.2零件表面加工方法的選擇根據(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

8、度，確定各表面及孔的加工方法如下：上端面：粗銑。公差等級IT12，表面粗糙度Ra12.5um下端面：粗銑精銑. 公差等級IT8，表面粗糙度Ra6.3um左右端面：粗銑精銑. 公差等級IT8，表面粗糙度Ra1.6um2孔：鉆孔.公差等級IT12，表面粗糙度Ra12.5um. 3mm 軸向槽：粗銑. 公差等級IT10，表面粗糙度Ra12.5um孔：鉆孔、粗鏜、精鏜. 公差等級IT8，表面粗糙度Ra3.2um3.3制定工藝路線因左右兩端面均對孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少安裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔以及先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工原則，將上端面下端面的粗銑

9、放在前面，左右端面上孔放后面加工。則該表面加工可按下述工藝路線進(jìn)行。工件加工工序如下：序號 工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)01#鑄造03#粗銑下端面上端面 + 左右端面04#粗銑上端面下端面 + 左右端面05#粗銑左右端面（同時，不準(zhǔn)調(diào)頭）下端面 + 外圓柱面06#鉆兩通孔下端面 + 外圓柱面07#精銑下端面上端面 + 左右端面08#精銑左右端面（同時，不準(zhǔn)調(diào)頭）下端面 + 外圓柱面9#鏜孔到，孔口倒角2*45度下端面 + 外圓柱面10#粗銑軸向槽下端面 + 外圓柱面11#終檢 3.3選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備適宜通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床

10、上的裝卸及各機(jī)床間的傳動均由人工完成。(1) 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)等問題，采用立銑選擇XA5032立式升降臺銑床。（課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-13），選擇直徑D為80mm硬質(zhì)合金圓柱銑刀，課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-16，通用夾具和游標(biāo)卡尺。(2)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。(3)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。(4)粗銑左右端面：采用臥式銑床CA6140，采用以前的刀具，專用夾具及游標(biāo)卡尺。(5)精銑左右端面：采用臥式銑床CA6140，專用夾具及游標(biāo)卡尺。(6)鉆2mm孔：采用專用機(jī)床夾具。刀具為D為的錐柄麻花鉆（課程設(shè)

11、計(jì)指導(dǎo)書表5-19）。(7)鉆孔：鉆孔直行為mm，選擇立式鉆床XA5032立式升降臺銑床，刀具為D為的錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。(8)鏜mm孔：采用臥式組合鏜床，選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿，專用夾具，游標(biāo)卡尺。(9)銑3mm軸向槽：臥式銑床CA6140，刀具選用鋸片銑刀，mm（課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表5-18）。3.4 機(jī)械加工余量確定及工序尺寸計(jì)算由以上可得，銑削上端面的加工余量為2.6mm，又由上頂端表面的表面精度RA=12.5um可知，粗銑的銑削余量為2.6mm。底面銑削余量為2.4mm，粗銑的銑削余量為1.4mm，精銑余量1mm，Ra=6.3um。左右端面的銑削余量為3.4mm（雙側(cè)余量），粗銑的

12、銑削余量為2.4mm，精銑余量1mm。工序40#粗鏜，粗鏜余量取粗鏜為1.8mm，精鏜切削余量為0.2mm,鉸孔后尺寸為20H8,各工步余量和工序尺寸公差列于下表。表3-1 各工步加工尺寸加工表面加工方法余量公差等級工序尺寸及公差孔粗鏜1.8-19.8孔精鏜0.2H820H845.4左右端面粗銑2.4（雙側(cè)）-4343左右端面精銑1（雙側(cè)）d942d980.6上端面粗銑2.6-7862.4下端面粗銑1.4-6161下端面精銑1-603.5 工序設(shè)計(jì) 對工序進(jìn)行工序設(shè)計(jì)3.5.1 加工余量的確定及工序尺寸工步 粗鏜18，由表5-42得粗鏜余量1.8mm。則工序尺寸為19.8mm工步 精鏜19.8

13、，由表5-42得精鏜余量為0.2mm，得20H8。3.5.2 確定切削用量因精鏜與粗鏜的定位是下底面與V型塊，精鏜后工序尺寸為20.020.08mm，與下底面的位置精度為0.05,與左右端面的位置精度為0.06, 且定位夾、緊時基準(zhǔn)重合，故不需保證。0.06跳動公差由機(jī)床保證。工步 粗鏜孔時因余量為1.8mm,故=1.8mm,查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊2-8，取切削速度 取進(jìn)給量為則選擇 故實(shí)際切削速度為： 此時工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：查文獻(xiàn)得 取 =950.6N取機(jī)床功率為0.85故機(jī)床效率足夠工步 精鏜孔時，因余量為0.2mm，取取V=1.2m/s=72m/min ，f=0.04mm/r，則選

14、擇 則實(shí)際切削速度為3.5.3 時間定額計(jì)算1）機(jī)動時間 粗鏜時： 精鏜時：其中，取，。 總機(jī)動時間： 2）輔助時間：操作內(nèi)容每次時間(min)粗鏜精鏜操作次數(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(jī)到開始的時間0.310.310.3退刀0.110.110.1所以輔助時間3）作業(yè)時間1.96+6.4=8.36min4）布置工作地時間 取， 則5）休息與生理需要時間 取 ，則6）單件時間 =（1.96+6.4+0.25+0.25）min=8.86min3.6填寫機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工藝卡工件文件詳見氣門搖桿所有圖卡。四 搖桿

15、軸支座專用鏜孔夾具設(shè)計(jì)4.1工件自由度分析及定位方案的確定本次設(shè)計(jì)工序55#鏜孔到的專用夾具。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R10的外圓柱面進(jìn)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(shí)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。下面分析限制其余三個自由度的兩種方案的合理性。方案一在2孔內(nèi)插入一現(xiàn)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，夾具結(jié)構(gòu)也簡

16、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接觸不好，使定位不穩(wěn)定。這個方案不宜采用。方案二用兩個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，這樣就限制了兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度，這種方案定位可靠，可實(shí)現(xiàn)完全定位。綜上，選擇方案二的定位方案。4.2夾緊力分析根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動夾緊可以滿足。一般夾緊力等于切削力乘以一個安全系數(shù)。本設(shè)計(jì)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，使壓板壓緊工件，實(shí)現(xiàn)夾緊，有效提高了工作效率。壓緊夾緊力主要作用是防止工件在鏜削力作用下產(chǎn)生的傾覆和振動，手動螺旋夾緊是可靠的，可免去夾緊力的計(jì)算。

17、4.3定位誤差及定位精度分析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連接，故機(jī)床主軸振動可略不計(jì)，孔的加工精度主要由鏜模來保證。因?yàn)榭椎妮S線與底面的平行度要求為0.05。故兩鏜模裝配后同軸度要求應(yīng)小于0.05，又因?yàn)殓M套與鏜桿 H6（+0.030）/h5(0-0.009)，其最大間隙為：Xmax=0.013+0.009=0.022mm=0.022/310=0.00007被加工孔的長度為42mm取兩孔同軸度誤差為0.03mm則 T1=2420.00007=0.006mm T2=0.03mm所以T=T1+T2=0.036又因?yàn)?0.0360.

18、05 0.0060.06所以夾具能滿足零件加工精度的要求。4.4定位元件與夾緊裝置設(shè)計(jì)定位元件設(shè)計(jì)定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾具定位元件直接接觸或相配合。工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，V形塊定位，工件的定位基準(zhǔn)始終在V型塊兩定位面的對稱中心平面內(nèi)，對中性好，能使工件的定位基準(zhǔn)軸線在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響，其次V形塊定位安裝方便。本設(shè)計(jì)中采用兩個V形塊（圖4.1）夾緊前后兩外圓柱面，用壓板壓在工件的下端，能夠限制五個自由度，包括限制了兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度。其次設(shè)計(jì)中，采用了定位塊保證工件在加工時，螺桿和

19、工件不會偏移。1-V形塊 2-支座圖4.1 V形塊夾緊裝置設(shè)計(jì)夾緊裝置是使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置。本設(shè)計(jì)采用的夾緊裝置是一對螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、自鎖性能好、夾緊可靠，是手動夾緊中常用的一種夾緊機(jī)構(gòu) 。其結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。1-螺桿 2-壓板 3-圓柱銷圖4.2 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)4.5鏜模與夾具體的設(shè)計(jì)（1）鏜模的設(shè)計(jì)鏜套 本設(shè)計(jì)鏜套采用軸承外滾式鏜套，其特點(diǎn)是剛性好，適合適合轉(zhuǎn)速高的粗加工和精加工，但回轉(zhuǎn)精度低。其與鏜桿的配合主要采用H7/h6/h5。精加工時，鏜套內(nèi)孔的圓度公差取被加工孔的圓度公差的1/6或者1/5。鏜套內(nèi)外圓的同軸度一般小

20、于0.0050.01。如圖4.3所示，滾動軸承外滾式回轉(zhuǎn)鏜套，鏜套2支承在兩個滾動軸承上，軸承安裝在鏜模支架 1的軸承孔中，軸承孔的兩端用軸承端蓋3封住。這種鏜套采用標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承，所以設(shè)計(jì)、制造和維修方便，鏜桿轉(zhuǎn)速高，一般摩擦面線速度V 0.4m/s 。但徑向尺寸較大，回轉(zhuǎn)精度受軸承精度影響。可采用滾針軸承以減小徑向尺寸，采用高精度軸承提高回轉(zhuǎn)精度。1-鏜模支架 2-鏜套 3-軸承套圖4.3 鏜套鏜桿鏜桿的直徑按經(jīng)驗(yàn)公式一般取d=（0.70.8）D，一般應(yīng)大于25mm，不得小于15mm。同根鏜桿的直徑應(yīng)相同，便于制造和保證加工加工精度。主要的技術(shù)參數(shù)：導(dǎo)向部分的圓度和圓柱度的公差為其直徑的1/2；鏜桿的同軸度在500內(nèi)為0.01；鏜桿的傳動銷孔軸線和鏜桿軸線的垂直度和位置度均小于0.01；導(dǎo)向部分的表面粗糙度Ra一般在0.80.4，刀孔的表面粗糙度在0.40.1(2)夾具體的設(shè)計(jì)夾具體是用