气门摇杆轴支座机械加工工艺规程及铣φ32平面夹说明书

辽宁工程技术大学机械制造技术基础课程设计题目气门摇杆轴支座机械加工工艺规程及铣32平面夹具设计班级流体111班姓名学号指导教师完成日期2014年7月10日任务书一、设计题目气门摇杆轴支座机械加工工艺规程及铣32平面夹具设计二、原始资料1被加工零件的零件图1张2生产类型（中批或大批大量生产）三、上交材料1所加工的零件图1张2毛坯图1张3编制机械加工工艺过程卡片1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套5绘制夹具装配图（A0或A1）1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。1张7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约50008000字）1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第L2天查资料，绘制零件图。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设计方案，图纸表达，说明书撰写。综合评定成绩指导教师日期摘要气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件，是柴油机摇杆座的结合部。本文主要论述了气门摇杆轴支座的加工工艺及其夹具设计。气门摇杆轴支座的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，形状复杂，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，并使工序集中。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。设计气门摇杆轴支座零件的机械加工工艺规程及铣左端面工艺装备夹具设计，使我学习到了许多机械加工的专业知识和实践内容。ABSTRACTVALVEROCKERBEARINGISAMAJORDIESELENGINEPARTS,DIESELENGINEISACOMBINATIONOFTHEROCKERSEATTHISARTICLEDISCUSSESTHEMAINVALVEROCKERBEARINGTHEPROCESSINGTECHNOLOGYANDFIXTUREDESIGNVALVEROCKERBEARINGACCURACYOFTHESIZE,SHAPEANDLOCATIONPRECISIONACCURACYOFTHEREQUIREMENTSAREVERYHIGH,ANDTHERIGIDLINKAGERELATIVELYPOOR,THESHAPECOMPLEX,PRONETODEFORMATION,INTHEPROCESSOFARRANGEMENTWHENITNEEDSTOTHESURFACEOFTHEMAINCRUDEFINISHINGPROCESSESTOSEPARATEANDFOCUSONPROCESSESGRADUALLYREDUCEJIAGONGYULIANG,CUTTINGFORCEANDTHEROLEOFSTRESSANDDEFORMATIONOFTHEAMENDMENTPROCESS,WILLBEABLETOREACHPARTSOFTHEFINALTECHNICALREQUIREMENTSDESIGNVALVEROCKERBEARINGPARTSOFTHEMACHININGPROCESSOFORDERANDMILLING3MMGROOVEEQUIPMENTFIXTUREDESIGNPROCESS,ILEARNEDALOTOFMACHININGEXPERTISEANDPRACTICALCONTENT目录1零件的分析111零件的作用112零件的工艺分析121确定毛坯种类122确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量223绘制铸件零件图33、拟定零件工艺路线331定位基准的选择332表面加工方法的确定333加工阶段的划分434工序的集中和分散435工序顺序的安排4351、机械加工工序436确定工艺路线537选择加工设备及刀、夹、量具54、切削用量、时间定额的计算65、机床夹具设计76、学习体会87、参考文献101零件的分析11零件的作用气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合部，20（010016）孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个13MM孔用M12螺杆与汽缸盖相连，3MM轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。汽缸盖内每缸四阀使燃烧室充气最佳，气门由摇杆凸轮机构驱动，摩擦力小且气门间隙由液压补偿。这种结构可能减小燃油消耗并改善排放。另外一个优点是减小噪音，这种结构使30升的TDI发动机运转极端平稳。12零件的工艺分析零件的材料为HT200。该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。以下是气门摇杆轴支座需要加工的表面以及加工表面之前的位置要求。该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面。1、213MM孔和20（01006）MM孔以及3MM轴向槽的加工。2、左右端面006MM的平面度3、上端面的加工精度及下表面加工精度与平行度005MM因此，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最后加工20（01006）MM孔时以下端面为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。2确定毛坯21确定毛坯种类零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择砂型机器造型铸件毛坯。查机械制造技术基础课程设计指导书表21选用铸件尺寸公差等级为CT10。表25选用加工余量等级1为G。22确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量查机械制造技术基础课程设计指导书，选用加工余量为MAG级，并查表24确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示项目/MM机械加工余量/MM尺寸公差/MM备注32表2332上端面14表24表23支座下底端面14表2426表2332左右端面05表2423绘制铸件零件图25两端38084105141405191445143、拟定零件工艺路线31定位基准的选择粗基准的选择以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个旁孔外圆表面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个旁孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，面积大定位稳定可靠。32表面加工方法的确定根据气门摇杆轴支座零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确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IT10125粗铣支座下底端面IT963粗铣精铣32左右端面IT716粗铣精铣13内表面IT10125钻铰20内表面IT12125钻铰3MM轴向槽IT10125粗铣33加工阶段的划分该零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术条件。34工序的集中和分散气门摇杆轴支座加工工序安排应注意两个影响精度的因素（1）气门摇杆轴支座的刚度比较低，在外力作用下容易变形；（2）铸件切削时会产生较大的残余内应力。因此在气门摇杆轴支座加工工艺中，各主要表面的粗精加工工序一定要分开，且采用大批生产，减少辅助时间，所以采用工序集中原则。35工序顺序的安排351、机械加工工序（1）先基准后其他（2）先粗后精（3）先主后次（4）先面后孔36确定工艺路线表32气门摇杆轴支座工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1铣支座上端面X5020A立式铣床端面铣刀游标卡尺2粗铣支座下端面X5020A立式铣床端面铣刀游标卡尺3精铣支座下端面X5020A立式铣床端面铣刀游标卡尺4粗铣支座32左右表面X5020A立式铣床端面铣刀游标卡尺5精铣支座32左右表面X5020A立式铣床端面铣刀游标卡尺6粗磨支座32左右表面M7350立式磨床砂轮游标卡尺7精磨支座32左右表面M7350立式磨床砂轮游标卡尺8加工13的孔Z5125A立式钻床13麻花钻，铰刀塞规卡尺、内径百分表9加工20的孔Z5125A立式钻床20麻花钻扩刀，铰刀塞规卡尺、内径百分表10锪有平行度要求表面X62W立式锪床锪刀游标卡尺11倒角平锉深度游标卡尺12精铣3MM轴向槽X62组合夹具或专用工装槽铣刀卡规，深度游标卡尺13清洗清洗机14检验百分表,三用游标卡尺检验样板,三棱平尺塞规37选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批生产，故加工设备适宜通用机床为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传动均由人工完成。粗铣上端面考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择X1632立式铣床，选择直径D为80MM立铣刀，参考文献（1）表788，通用夹具和游标卡尺。粗铣下端面采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。精铣下端面采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。粗铣左端面采用卧式铣床X1632，采用以前的刀具，专用夹具及游标卡尺。精铣左端面采用卧式铣床X1632，专用夹具及游标卡尺。钻218MM孔采用Z3025B10，通用夹具。刀具为D为180的直柄麻花钻。钻18孔钻孔直行为18MM，选择摇臂钻床Z3025采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。铣3MM槽采用3MM的锯片铣刀，选择X61卧式铣床。镗20（01006）MM孔粗镗采用卧式组合镗床，选择功率为15KM的ITA20镗削头，选择镗通孔镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺4、切削用量、时间定额的计算粗精铣轴向槽加工条件机床X6132卧式铣床。刀具锯片铣刀其中D3,Z16计算切削用量0PA由机械加工工艺手册表418，表419可知FA136MV1326/IN确定主轴转速375R/MIND0V切削工时TM075MIN5、机床夹具设计51确定设计方案用两个V形块夹紧前后两外圆柱面，用两铰链压板压在工件的下端，这样就限制了两个移动自由度和一个转动自由度，这种方案定位可靠，可实现完全定位。52计算夹紧力并确定螺杆直径因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力F之间的关系F夹KF安全系数在夹紧力与切削力方向相反后时，K3，由前面的计算可知F14523N所以F夹KF3X1452343569NF0F夹/211784（N）从强度考虑，用一个M10的螺柱完全可以满足要求53定位精度分析由于定位基准和工序基准都是下底面，基准不重合误差为0，基准位移误差下底面到槽的距离为60，没有写上下偏差，所以这个尺寸对工件工作没有太大影响。也可以不算。54定位元件与夹紧装置的设计541定位元件定位元件是用来确定工件正确位置的元件。被加工工件的定位基面与夹具定位元件直接接触或相配合。工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，V形块定位，工件的定位基准始终在V型块两定位面的对称中心平面内，对中性好，能使工件的定位基准轴线在V形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，其次V形块定位安装方便。本设计中采用两个形块夹紧前后两外圆柱面，用压板压在工件的下端，这样就限制了两个移动自由度和一个转动自由度。542夹紧装置的设计夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。本设计采用的夹紧装置是一对螺旋压板夹紧机构。螺旋夹紧机构具有结构简单、制造容易、自锁性能好、夹紧可靠，是手动夹紧中常用的一种夹紧机构。543夹具体设计夹具体是用于连接夹具各元件及装置,使其成为一个整体的基础件,并与机床有关部位连接,以确定夹具相对于机床的位置其在设计时应满足以下基本要求I应有足够的强度和刚度保证在加工过程中,夹具体在夹紧力,切削力等外力作用下,不至于产生不允许的变形和震动II结构应简单,具有良好工艺性在保证强度和刚度条件下,力求结构简单,体积小,重量轻,以便于操作III尺寸要稳定对于铸造夹具体,要进行时效处理,以消除内应力保证夹具体加工尺寸的稳定IV便于排屑为防止加工中切削聚积在一起定位元件工作表面或其他装置中,而影响工件的正确定位和夹具的正常工作,在设计夹具体时,要考虑切削的排除问题选择夹具体毛坯结构时,应以结构合理性,工艺性,经济性,标准化的可能性以及工厂的具体条件为依据综合考虑标记处数分区更改文件号签名年、月、日设计审核工艺标准化批准阶段标记重量比例共张第张辽宁工程技术大学气门摇杆轴支座夹具A2HT201胡凯旋2014705魏永乐20147037019612T6H59H7F6序号代号名称数量材料重量单件总计备注1夹具体2GB/T6520螺钉2453J8919销4GB/T785螺钉245520914弹簧46JB/T829支承钉2457011压板8GB/T8598垫圈2459J04219螺母10GB/T998螺栓245V型块12JB/T80319对刀块1202358967101411零件在装配前必须清理干净，不得有毛刺、飞边、切屑等2圆角R。3材料H。技术要求150126、学习体会通过对气门摇杆轴支座的机械加工工艺及对13MM孔夹具的设计，使我学到了许多有关机械加工的知识,这对于我以后的学习和实践都起到了至关重要的作用，使我对学习夹具和工艺性设计产生了浓厚的兴趣，相信这次课程设计过后我才能有夯实基础的感觉，遇到难题不放弃不胆怯的决心，对于实际的内容，我主要归纳为以下两个方面第一方面气门摇杆轴支座件外形较复杂，而刚性较差。且其技术要求很高，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证气门摇杆轴支座技术要求的重要问题之一。在气门摇杆轴支座的实际加工过程中，选用气门摇杆轴支座的底面作为定位基面，为保证213MM孔尺寸精度和形状精度，可采用自为基准的加工原则；保证两孔的中心距精度要求，可采用互为基准原则加工。对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。气门摇杆轴支座的主要加工表面为旁端面，较重要的加工表面为上表面，次要的加工表面是体表面、下表面等。气门摇杆轴支座机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的，气门摇杆轴支座加工路线为工序集中。第二方面主要是关于夹具的设计方法及其步骤。（1）、定位方案的设计主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。（2）、导向及对刀装置的设计由于本设计主要设计的是扩大头孔夹具和铣结合面夹具，所以主要考虑的是选用钻套的类型及排屑问题，以及对刀块的类型，从而确定钻套和对刀块的位置尺寸及公差。（3）、夹紧装置的设计针对连杆的加工特点及加工的批量，对连杆的夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点，所以一般都采用自动夹紧装置。（4）、夹具体设计连杆的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。（5）、定位精度和定位误差的计算对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要求。（6）、绘制夹具装备图及夹具零件图。课程设计是对我们学习的补充和扩展，实现自我完善和独立工作的过程，是大学学习的特色和优势，展望未来，我们机械的学子必将是社会发展的有力力量，靠的就是专著的态度，良好的学习习惯和真实的设计实力。而这一切的得来都是努力的结果，所以我要继续发扬这种精神，就像我终结的知识点一样，以后还会更多更全面更有规律性，也希望我们学校以及学院给予我们更多的这样的机会，再此感谢魏永乐老师的细心指导和热心的帮助。7、参考文献1陈宏钧,方向明,马素敏等编典型零件机械加工生产实例机械工业出版社200482王季琨,沈中伟,刘锡珍主编机械制造工艺学天津大学出版社200413哈尔滨工业大学,上海工业大学主编机床夹具设计上海科学技术出版社199134李洪主编机械加工工艺手册北京出版社199615龚定安,蔡建国编著机床夹具设计手册陕西科学技术出版社198176金属机械加工工艺人员手册修订组金属机械加工工艺人员手册上海科学技术出版社197917孙丽嫒主编机械制造工艺及专用夹具冶金工业出版社200398杨叔子主编机械加工工艺师手册机械工业出版社200499王绍俊主编机械制造工艺设计手册哈尔滨工业大学1981510刘文剑曹天河赵维缓编200871夹具工程师手册黑龙江科学技术出版社19871211上海市金属切削技术协会编金