氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)樣本

1、1緒論 1.1本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及意義本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及 專業(yè)課之后而進(jìn)行。這次設(shè)計(jì)目的在于使我們把這3年來(lái)所學(xué)的知 識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)用。使我們對(duì)這3年來(lái)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步的鞏固。 也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)使我們對(duì)設(shè)計(jì)加工的 有了一次很大的提高，并使我們對(duì)以后的工作提供了一次寶貴的實(shí) 踐1.2課題背景知識(shí)1.2.1零件作用本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的零件是柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座, 它是柴油機(jī)上氣門控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。直徑為18mm的孔和直 徑為16的孔用來(lái)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(gè)減壓軸，用于降低汽缸

2、內(nèi)壓力，便于 啟動(dòng)柴油機(jī)。兩孔間距56mm,能夠保證減壓軸在搖臂上打開(kāi)氣門， 實(shí)現(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時(shí)會(huì)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(lái)排油。1.2.2柴油機(jī)相關(guān)知識(shí)介紹1.2.2.1柴油機(jī)歷史法國(guó)出生的德裔工程師狄塞爾，在1897年研制成功可供實(shí)用 的四沖程柴油機(jī)。由于它明顯地提高了熱效率而引起人們的重視。 起初，柴油機(jī)用空氣噴射燃料，附屬裝置龐大笨重，只用于固定作 業(yè)。二十世紀(jì)初，開(kāi)始用于船舶，19制成第一臺(tái)船用二沖程柴油 機(jī)。1922年，德國(guó)的博施創(chuàng)造機(jī)械噴射裝置，逐漸替代了空氣噴射。 二十世紀(jì)20年代

3、后期出現(xiàn)了高速柴油機(jī)，并開(kāi)始用于汽車。到了 50年代，一些結(jié)構(gòu)性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油機(jī) 發(fā)展起來(lái)，從此柴油機(jī)進(jìn)入了專業(yè)化大量生產(chǎn)階段。特別是在采用 了廢氣渦輪增壓技術(shù)以后，柴油機(jī)已成為現(xiàn)代動(dòng)力機(jī)械中最重要的 部分。1.2.2.2柴油機(jī)種類按工作循環(huán)可分為四沖程和二沖程柴油機(jī)。按冷卻方式可 分為水冷和風(fēng)冷柴油機(jī)。按進(jìn)氣方式可分為增壓和非增壓（自然 吸氣）柴油機(jī)。按轉(zhuǎn)速可分為高速（大于1000轉(zhuǎn)/分）、中速 （3001000轉(zhuǎn)/分）和低速（小于300轉(zhuǎn)/分）柴油機(jī)。按燃 燒室可分為直接噴射式、渦流室式和預(yù)燃室式柴油機(jī)。按氣體壓 力作用方式可分為單作用式、雙作用式和對(duì)置活塞式柴油機(jī)等

4、。 按氣缸數(shù)目可分為單缸和多缸柴油機(jī)。按用途可分為船用柴油機(jī)、 機(jī)車柴油機(jī)、車用柴油機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械用柴油機(jī)、工程機(jī)械用柴 油機(jī)、發(fā)電用柴油機(jī)、固定動(dòng)力用柴油機(jī)。按供油方式可分為 機(jī)械高壓油泵供油和高壓共軌電子控制噴射供油。按氣缸排列方 式可分為直列式和V形排列。1.2.2.3柴油機(jī)作用隨著現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)程的加快，柴油機(jī)發(fā)揮的社會(huì)作用不可估量， 特別是在社會(huì)工業(yè)化之后，柴油機(jī)作為動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)的一種，在社會(huì) 的各個(gè)領(lǐng)域無(wú)處不在，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、汽車、船舶、公路工程、港 口工程等，在這些領(lǐng)域里柴油機(jī)發(fā)揮著巨大的作用，為社會(huì)創(chuàng)造著 巨大的效益。在這領(lǐng)域中，柴油機(jī)所發(fā)揮的作用也是不盡相同，因 此根據(jù)作用的需要，柴油

5、機(jī)也被設(shè)計(jì)出了很多種型號(hào)，各種型號(hào)功 率不同，發(fā)揮的作用大小也就不一樣，創(chuàng)造出的價(jià)值也不一樣?？?是柴油機(jī)的污染排放也是一個(gè)不小的社會(huì)問(wèn)題，隨著社會(huì)的發(fā)展， 人類對(duì)生活質(zhì)量要求的提高，預(yù)示著人類對(duì)空氣質(zhì)量的要求也在提 高，而高污染排放的柴油機(jī)必定不能滿足人類的這一生活需求，可 是柴油機(jī)已經(jīng)是社會(huì)發(fā)展不可缺少的一個(gè)重要零部分，徹底取代柴 油機(jī)在當(dāng)前的技術(shù)條件下似乎還不太可能。人類的智慧永遠(yuǎn)是無(wú)法 估量的，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)師們正在朝著設(shè)計(jì)出高效率，低排放，質(zhì)量輕, 生產(chǎn)簡(jiǎn)單的柴油機(jī)這一目標(biāo)奮斗著，而這一目標(biāo)也將越來(lái)越近。隨 著社會(huì)的需要，各種型號(hào)不一，功率不一的柴油機(jī)生產(chǎn)數(shù)量將不斷 的增長(zhǎng)，而氣門搖臂軸

6、支座是柴油機(jī)上不可或缺的一個(gè)零件，也就 是意味著氣門搖臂軸支座的生產(chǎn)數(shù)量也將是與日俱增，為了創(chuàng)造出 更大的效益，設(shè)計(jì)出輕便，經(jīng)久耐用，便于生產(chǎn)的氣門搖臂軸支座 這一零件是很有必要的。1.2.2.4柴油機(jī)優(yōu)點(diǎn)柴油機(jī)具有熱效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。隨 著強(qiáng)化程度的提高，柴油機(jī)單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié) 能，各國(guó)都在注重改進(jìn)燃燒過(guò)程，研究燃用低質(zhì)燃油和非石油 制品燃料。另外，降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提 高增壓度、進(jìn)一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污 染，都是柴油機(jī)的重要發(fā)展方向。1.2.3機(jī)械制造工藝技術(shù)相關(guān)知識(shí)1.2.3.1機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識(shí)氣門搖臂軸支座機(jī)械

7、加工工藝規(guī)程的制訂根據(jù)零件圖和產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析在對(duì)氣門搖臂周支座進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)掌握該零件在部 件或總成中的位置、公用以及部件或總成對(duì)該零件提出的技術(shù)要求, 明確零件的主要工作表面，以便在擬定工藝規(guī)程過(guò)程中采取措施予 以保證掌握零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該 零件的主要工藝特點(diǎn)，形成工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的總體構(gòu)想。分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精 度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等方面的技術(shù)要 求；明確哪些表面是主要加工表面，以便在選擇表面加工方法及擬 定工藝路線時(shí)重點(diǎn)考慮；對(duì)全部技術(shù)要求應(yīng)進(jìn)行歸納整理。計(jì)算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類

8、型根據(jù)零件圖查表可知，氣門搖臂軸支座為輕型零件，根據(jù)生產(chǎn) 要求將確定該零件為大批量生產(chǎn)。確定毛坯種類和制造方法機(jī)械加工中毛坯種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓 件、沖壓件及焊接組合件等。根據(jù)氣門搖臂軸支座零件圖所選擇的 材料，氣門搖臂軸支座零件加工工程中應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和加工特 點(diǎn)，零件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，如何選擇合適的毛坯種類也是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。 其次，如何選擇毛坯制造方法也是設(shè)計(jì)中必不可少的環(huán)節(jié)，一般地, 選擇毛坯的制造方法應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面因素：a、材料的工藝性 能；b、毛坯尺寸、形狀和精度要求；c、零件生產(chǎn)綱領(lǐng)；d、采 用新型材料、新工藝、新技術(shù)的可能性。確定毛坯尺寸和公差如何確定毛坯尺寸，也

9、就是如何確定加工余量，對(duì)確保加工質(zhì) 量、提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要的意義。余量不能確定過(guò)大或 是過(guò)小，因此應(yīng)當(dāng)選擇合適的方法來(lái)確定加工余量，保證零件加工 各項(xiàng)尺寸及技術(shù)指標(biāo)。同時(shí)，選擇合適的尺寸公差對(duì)零件加工和零 件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型也有很大的影響。擬定工藝路線擬定工藝路線包括：定位基準(zhǔn)的選擇；各表面加工方法的確定; 加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。這也將 是氣門搖臂軸支座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)制定的重點(diǎn)確定各個(gè)工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差選擇各個(gè)工序的機(jī)床設(shè)備及刀具、量具等工藝裝備確定各個(gè)工序的切削用量和時(shí)間定額編制工藝文件1.2.4機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)械加工時(shí)，必須使

10、工件在機(jī)床或夾具中相對(duì)刀具及其切削成 形運(yùn)動(dòng)占有某一正確位置，稱為定位。為了在加工中使工件能承受 切削力，并保持其正確位置，還需把它壓緊或夾牢，稱為夾緊。從 定位到夾緊的過(guò)程稱為安裝或裝夾。1.2.4.1安裝方法直接安裝工件直接安裝在工作臺(tái)或通用夾具上，例如三爪卡盤、四爪卡 盤、平口鉗、電磁吸盤等。有時(shí)直接安裝工件不需另行找正即可 夾緊，例如利用三爪卡盤或電磁吸盤安裝工件。利用專用夾具安裝工件直接安裝在為其加工而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具中，無(wú)需進(jìn) 行找正，就可迅速可靠地保證工件對(duì)機(jī)床和刀具的正確相對(duì)位置。 此法操作簡(jiǎn)便，要求工人技術(shù)水平不高。但因?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計(jì)、制 造和維修，需要投資，因此在成批生產(chǎn)或大批大量生產(chǎn)中應(yīng)用很 廣。在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。其主要作用是 可靠地保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分 發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量夾具在機(jī)械加工中的基本作用就是保證工件的相對(duì)位置精度。由于采用了能直接定位的夾具，因此，能夠準(zhǔn)確地確定工件 相對(duì)于道具和機(jī)床切削成形運(yùn)動(dòng)中的相互位置關(guān)系 ，不受或者 少受各種主觀因素的影響，能夠穩(wěn)定可靠地保證加工質(zhì)量。提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低單件時(shí)間定額的主要技術(shù)措施是增大 切削用量和壓縮輔助時(shí)間。采用機(jī)床