氣門搖桿支座夾具課程設(shè)計說明書

1、機(jī)械制造工藝與夾具課程設(shè)計說明書設(shè)計者：李之達(dá) 西北工業(yè)大學(xué)03011201 2015年7月11日西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械制造工藝與夾具課程設(shè)計任務(wù)書題目： 設(shè)計氣門搖桿支座的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆通孔,開3mm軸向槽工序的專用夾具內(nèi)容：（1）零件毛坯圖 一張（2）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 一份（3）夾具裝配圖 一張（4）夾具零件圖 一張（5）課程設(shè)計任務(wù)書 一份原始材料：零件圖一張（大批量生產(chǎn)）班級：03011201班學(xué)生：崔哲榮 李之達(dá) 2012年07月11日 目錄一、 機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計1、 零件的功用、結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求的分析41.1、 零件用途41.2、 零件的主要技術(shù)要求42 毛坯的選擇53、

2、零件工藝原則的確定54、 加工方法的擬定55、 定位基準(zhǔn)的選取66、 加工工藝路線的安排67、 工序尺寸與公差及余量的確定68、 毛坯三維簡圖7二、 夾具設(shè)計2×13通孔夾具設(shè)計1、 結(jié)構(gòu)的分析92、 定位夾緊方案93、 誤差分析計算104、 夾具使用的價值和優(yōu)缺點105、 制造和使用要求10三、設(shè)計中的專題論述和收獲體會四、主要參考資料和技術(shù)文件設(shè)計計算說明書三、 機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計1、 零件的功用、結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求的分析1.3、 零件用途 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，Ø20（+0.10+0.16）孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖

3、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，使之不轉(zhuǎn)動。汽缸蓋內(nèi)每缸四閥使燃燒室充氣最佳，氣門由搖桿凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動，摩擦力小且氣門間隙由液壓補(bǔ)償。這種結(jié)構(gòu)可能減小燃油 消耗并改善排放。另外一個優(yōu)點是減小噪音，這種結(jié)構(gòu)使3.0升的TDI發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)極端平穩(wěn)。1.2、零件的主要技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等級表面粗糙度 Ra/m形位公差/mm左端面32IT71.60.06A右端面32IT71.60.06A上端面42()IT1012.513孔2×13IT1012.520孔20()IT1212.5下底端面50IT96.3/0.05A3mm

4、槽3IT1212.5R10外表面R10IT1312.5R8外表面R8IT1312.5漸深槽孔面R3IT1312.5注： 1、未注明鑄造圓角為R2-R32、 材料：HT2002、毛坯的選擇根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，通過計算，該零件質(zhì)量約為3Kg，其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時效處理。參考文獻(xiàn)（1）表2.312；該種鑄造公差等級為CT1011級，加工余量等級MA為H級。故取CT為10級，MA為H級。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加工余量數(shù)值說明上端面40mmH4

5、mm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)加工表3、零件工藝原則的確定已知此氣門搖桿軸支座零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為N=6000件/年，重量為3kg，另外，可確定該零件生產(chǎn)類型為大批生產(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，鑄造后安排人工時效處理。參考文獻(xiàn)典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實例表2.312；該種鑄造公差等級為CT1011，MA-H級。所以初步確定工藝安排為：劃分加工階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，采用專用夾具。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

6、上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，2-Ø13mm孔和Ø20（+0.1+0.06）mm以及3mm軸向槽的加工。Ø20（+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)氣孔與排氣門的傳動精度及密封，2Ø13mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.05mm。因此，需要先以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再精加工下端面，以下端面作為精基準(zhǔn)，以Ø20（+0.1+0.06）mm孔為基準(zhǔn)加工左右端面，保證在圓跳動公差范圍內(nèi)，最后加工Ø20（+0.1+0.06）mm孔時以下端面為定位基準(zhǔn)，以保

7、證孔軸相對下端面的位置精度。4、加工方法的擬定根據(jù)氣門搖桿軸支座零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表加工表面尺寸精度表面粗糙度加工方案32上端面IT1012.5粗銑支座下底端面IT96.3粗銑精銑32左右端面IT71.6粗銑精銑13 內(nèi)表面IT1012.5鉆20 內(nèi)表面IT1212.5鉆鏜3mm 軸向槽IT1012.5精銑體其他各表面IT1312.5粗銑或無5、定位基準(zhǔn)的選取粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以Ø20通孔的軸線為輔助粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗

8、加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以Ø20通孔的軸線為輔助的定位精基準(zhǔn)以滿足軸向外圓端面對軸向圓跳動誤差的定位要求。下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，面積大定位穩(wěn)定可靠6、加工工藝路線的安排工序內(nèi)容工藝裝備名稱及編號技術(shù)等級夾具刀具量具粗銑上端面專用夾具端面銑刀游標(biāo)卡尺Ra12.5粗銑下端面專用夾具端面銑刀游標(biāo)卡尺Ra12.5精銑下端面專用夾具端面銑刀游標(biāo)卡尺Ra6.3粗銑左端面專用夾具端面銑刀游標(biāo)卡尺Ra12.5粗銑右端面專用夾具端面銑刀游標(biāo)卡尺Ra12.5粗倒外圓柱角專用夾具鏜刀游標(biāo)卡尺Ra12.5鉆通孔專用夾具麻花鉆內(nèi)孔千分尺Ra12.5鏜通孔專用夾具鏜刀內(nèi)孔千分尺

9、Ra12.5精銑左端面專用夾具端面銑刀游標(biāo)卡尺Ra1.6精銑右端面專用夾具端面銑刀游標(biāo)卡尺Ra1.6倒內(nèi)孔角專用夾具銑刀游標(biāo)卡尺Ra12.5倒外孔角專用夾具銑刀游標(biāo)卡尺Ra12.5鉆通孔專用夾具麻花鉆內(nèi)孔千分尺Ra1.6粗銑軸向槽專用夾具三面刃銑刀游標(biāo)卡尺Ra12.5精銑軸向槽專用夾具三面刃銑刀游標(biāo)卡尺Ra12.57、工序尺寸與公差及余量的確定銑削上端面的加工余量為3，又由零件對上頂端表面的表面精度RA=12.5可知，粗銑的銑削余量為3。底面銑削余量為3，粗銑的銑削余量為2，銑余量1，精銑后公差登記為IT7IT8。左右端面的銑削余量為3，粗銑的銑削余量為2，精銑余量1，精銑后公差登記為IT7。

10、8、 毛坯三維簡圖粗銑上下端面，精銑下端面，粗銑左右端面后的毛坯軸向外圓柱面粗銑出倒角后的毛坯局部鉆軸向18mm孔鏜20mm孔精銑左右端面后，重新加工內(nèi)孔倒角及外圓柱面倒角鉆13mm通孔開3mm軸向槽四、 夾具設(shè)計2Ø13mm孔夾具設(shè)計1、 結(jié)構(gòu)的分析為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，鉆2Ø13mm孔的鉆床專用夾具。由氣門搖桿軸支座工作圖可知，工件材料為 HT200，年產(chǎn)量6000件。刀具為麻花鉆。2、 定位夾緊方案1.定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，在鉆2Ø13mm孔之前，氣門搖桿軸支座的兩個上下端面、左右端面都已

11、加工，且表面粗糙要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選氣門搖桿軸支座的下端面為設(shè)計基準(zhǔn)。對左右端面再加底面進(jìn)行定位，從而使各個表面完全定位。2.夾緊方案由于零件小，所以采用開口墊圈的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，裝卸工件方便、迅速。3.夾具體設(shè)計夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時，能承受一部分切削力。夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長。3、 誤差分析計算 由加工工序知，加工2Ø13mm孔。夾具的主要定位元件為銷+2大平面，由于大平面的設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故其尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。銷有基準(zhǔn)不重合誤差Dj=d/sina，取決于Ø

12、20圓柱的公差，規(guī)定工件上母線為基準(zhǔn)，制造精度和安裝精度要求在合理的范圍內(nèi)。而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求4、 夾具使用的價值和優(yōu)缺點 該夾具結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，可快速準(zhǔn)確地將零件安裝并定位，有利于提高生產(chǎn)效率。5、 制造和使用要求使用時，將螺母松開墊片拔出即可更換零件，且加裝了固定鉆套可快速對準(zhǔn)刀具。三、設(shè)計中的專題論述和收獲體會通過對氣門搖桿軸支座的機(jī)械加工工藝及對Ø13mm孔夾具和3mm軸向槽的設(shè)計，使我學(xué)到了許多有關(guān)機(jī)械加工的知識,這對于我以后的學(xué)習(xí)和實踐都起到了至關(guān)重要的作用，使我對學(xué)習(xí)夾具和工藝性設(shè)計產(chǎn)生了濃厚的興趣，相信這次課程設(shè)計過后我才能有夯實基礎(chǔ)的感

13、覺，遇到難題不放棄不膽怯的決心，對于實際的內(nèi)容，我主要歸納為以下兩個方面：第一方面：氣門搖桿軸支座件外形較復(fù)雜，而剛性較差。且其技術(shù)要求很高，所以適當(dāng)?shù)倪x擇機(jī)械加工中的定位基準(zhǔn),是能否保證氣門搖桿軸支座技術(shù)要求的重要問題之一。在氣門搖桿軸支座的實際加工過程中，選用氣門搖桿軸支座的底面作為定位基面，為保證2Ø13mm孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準(zhǔn)的加工原則；保證兩孔的中心距精度要求，可采用互為基準(zhǔn)原則加工。對于加工主要表面，按照“先基準(zhǔn)后一般”的加工原則。氣門搖桿軸支座的主要加工表面為旁端面，較重要的加工表面為下表面，次要的加工表面是體表面、上表面等。氣門搖桿軸支座機(jī)械加工路線是

14、圍繞主要加工表面來安排的，氣門搖桿軸支座加工路線為工序集中。第二方面：主要是關(guān)于夾具的設(shè)計方法及其步驟。l （1）、定位方案的設(shè)計：主要確定工件的定位基準(zhǔn)及定位基面；工件的六點定位原則；定位元件的選用等。l （2）、導(dǎo)向及對刀裝置的設(shè)計：由于本設(shè)計主要設(shè)計的是孔夾具和銑結(jié)合面夾具，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題，以及對刀塊的類型，從而確定鉆套的位置尺寸及公差。l （3）、夾緊裝置的設(shè)計：針對連桿的加工特點及加工的批量，對連桿的夾緊裝置應(yīng)滿足裝卸工件方便、迅速的特點，所以一般都采用自動夾緊裝置。l （4）、夾具體設(shè)計：連桿的結(jié)構(gòu)特點是比較小，設(shè)計時應(yīng)注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小。夾具體的作

15、用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。l （5）、定位精度和定位誤差的計算：對用于粗加工的夾具，都應(yīng)該進(jìn)行定位誤差和穩(wěn)定性的計算，以及設(shè)計的夾具能否滿足零件加工的各項尺寸要求。l （6）、繪制夾具裝備圖及夾具零件圖。課程設(shè)計是對我們學(xué)習(xí)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，實現(xiàn)自我完善和獨立工作的過程，是大學(xué)學(xué)習(xí)的特色和優(yōu)勢，展望未來，我們機(jī)械的學(xué)子必將是社會發(fā)展的有力力量，靠的就是專著的態(tài)度，良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和真實的設(shè)計實力。而這一切的得來都是努力的結(jié)果，所以我要繼續(xù)發(fā)揚這種精神，就像我終結(jié)的知識點一樣，以后還會更多更全面更有規(guī)律性，也希望我們學(xué)校以及學(xué)院給予我們更多的這樣的機(jī)會，再此也感謝指導(dǎo)老師辛勤的工作和熱心的幫助。四、主要參考資料和技術(shù)文件1 陳宏鈞,