气门摇杆轴支座机械加工工艺规程及铣左平面夹具设计【铣Φ32平面】（全套含CAD图纸）
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气门
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1 1 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左平面夹具设计 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 2 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（ 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（ 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 5000） 1 份 四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l 2 天查资料，绘制零件图。 2第 3 7 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 8 10 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 11 13 天，完成夹具装配图的绘制。 5第 14 15 天，零件图的绘制。 6第 16 18 天， 整理并完成设计说明书的编写。 3 7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。 8第 20 21 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 4 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。 5 is a is a of of of to in of it to of to on of of be to of of of mm I a of 6 目 录 1 零件的分析 . 8 件的作用 . 8 件的工艺分析 . 8 定毛坯种类 . 8 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量： . 9 制铸件零件图： . 10 3、 拟定零件工艺路线 . 10 位基准的选择： . 10 面加工方法的确定： . 11 工阶段的划分： . 11 序的集中和分散： . 11 序顺序的安排： . 12 械加工工序 . 12 定工艺路线： . 12 择加工设备及刀、夹、量具 . 13 4、 切削用量、时间定额的计算 . 13 5、 机床夹具设计 . 16 题的提出： . 16 具设计的有关计算： . 16 5、 学习体会 . 19 7 6、 参考文献 . 20 8 1 零件的分析 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（ +装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个1312螺杆与汽缸盖相连， 3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 件的工艺分析 零件的 材料为 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、 2*13和 20（ + 以及 3向槽的加工。 2、 左右 端面 平面度 3、 上端面的加工精度及 下表面加工精度与平行度 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（ + +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 定毛坯种类 零件材料为 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 2用铸件尺寸公差等级为 2为 G。 9 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 查表 2件的分型面的选用及加工余量，如下表所示： 项目 /械加工余量 /寸公差/注 32 上端面 表 2表 2座下 底 端面 表 2表 2 32 左右 端面 表 2表 210 制铸件零件图： 2 5两 0 . 1 43、 拟定零件工艺路线 位基准的选择： 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零 件的重要面和重要孔做基准。在保证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尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。加工左右两端平面时 ,为了保证位置度求 ,采用一面两孔定位 ,限制六个自由度 ,用下端面与两 13 孔作为定位基准 . 镗削 20的定位夹紧方案为：用一菱形销加一圆柱销定位两个 13孔，再加上底面定位实现，两孔一面完全定位，这种方案适合于大批生产类型中。 精基准的选择：主要考虑基准重合问题，气门摇杆轴支座的下端面既是装 11 配基准又是设计基准 ，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则。 20孔及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。 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 铣 支座下底端面 粗铣 精铣 32左右端面 铣 精铣 13 内 表面 铰 20 内表面 铰 3向槽 铣 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。 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 12 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。 序顺序的安排： 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 定工艺路线： 表 3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 式铣床 端面铣刀 游标卡尺 2 粗铣支座下端 面 式铣床 端面铣刀 游标卡尺 3 精铣支座下端 面 式铣床 端面铣刀 游标卡尺 4 粗铣支座 32左右表面 式铣床 端面铣刀 游标卡尺 5 精铣支座 32左右表面 式铣床 端面铣刀 游标卡尺 6 粗磨支座 32左右表面 式磨床 砂轮 游标卡尺 7 精磨支座 32左右表面 式磨床 砂轮 游标卡尺 8 加工 13 的孔 式钻床 13 麻花钻，铰刀 塞规卡尺、内 径百分表 9 加工 20 的孔 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 式锪床 锪刀 游标卡尺 13 11 倒角 平锉 深度游标卡尺 12 精铣 3向槽 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 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 择直径 80铣刀，参考文献（ 1）表 7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 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 用夹具及游标卡 尺。 钻 2用 0，通用夹具。刀具为 直柄麻花钻。 钻 18孔：钻孔直行为 18择摇臂钻床 用夹具及量具。 铣 3用 3择 镗 20（ + +镗：采用卧式组合镗床，选择功率为 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 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证， 生产率得以提高，否则，加工工艺过程中 14 会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要面和重要孔做基准。在保证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尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。加工左右两端平面时 ,为了保证位置度求 ,采用一面两孔定位 ,限制六个自由度 ,用下端面与两 13 孔作为定位基准 . 镗削 20的定位夹紧方案为：用一菱形销加一圆柱销定位两个 13孔，再加上底面 定位实现，两孔一面完全定位，这种方案适合于大批生产类型中。 精基准的选择：主要考虑基准重合问题，气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则。 20孔及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。 工序 粗、精铣左右端面 （ 1） 粗铣 1）、选择刀具： 根据工艺手册表 择用一把 质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径 00刀齿数 Z=10。 2）、确定铣削深度 a p： 单边加工余量 Z= 量不大，一次走刀内切完，则： a p= ）、确定每齿进给量 根据切削手册表 硬质合金铣刀在功率为 51铣床加工时，选择每齿进给量 z，由于是粗铣，取较大的值。现取：z 4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度： 根据切削手册表 刀刀齿后刀面最大磨损量为 取 据切削手册表 00 T=180 15 5）、确定切削速度 根据切削手册表 c： 由 z，查得 7mm/z n=245mm/z 85mm/z 根据 55 r/ 00 mm/(横向 ) 6）、计算基本工时： l=47 T=）精铣 1）、选择刀具： 根据工艺手册表 择用一把 刀 外径00刀齿数 Z=10 2）、确定铣削深度 由于单边加工余量 Z=1，故一次走刀内切完，则： a p= 1 ）、确定每齿进给量 由切削手册表 硬质合金铣刀在功率为 51 铣床加工时，选择每齿进给量 z，半精铣取较小的值。现取： z 4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度： 根据切削手册表 刀刀齿后刀面最大磨损量为 取 据切削手册表 00金端铣刀的耐用度 T=180 5）、确定切削速度 根据切削手册表 c： 由 4 z=z，查得： 10mm/z n=352mm/z 94mm/z 根据 80 r/ 00 mm/(横向 ) 6）、计算基本工时： 16 l=40 2 所以本工序的基本时间为： T=t1+、 机床夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹具。按指导老师的布置，设计第 07与道工序 粗，精铣 右两端面铣床夹具。本夹具将用于 式铣床，刀具为 质合金端铣刀，对工件 题的提出： 本夹具主要用于铣 于该端面精度要求高，所以，在本道工序加工时，应该考虑其精度要求，同时也要考虑如何提高劳动生产率。 具设计的有关计算： 位基准的选择： 由零件图可知， 端面有垂直度要求，并且左右两端面有平行度要求。为了使定位误差为零，应该选择以 20孔定位的定心夹具。但这种定心夹具在结构上将过于复杂，因此这里只选用以 13和下端面为主要定位基面。 削力及夹紧力计算： 刀具： (见切削手册表 17 其中： 8， 00，n=255， ， Z=10 F=28 10/(100 2550) ) 水平分力： ) 垂直分力： ) 在计算切削力时，必须安全系数考虑在内。 安全系数 : K= 其中： F = N) 实际加紧力为 2） =N) 其中 2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数， 2= 母选用 牙三角螺纹，产生的加紧力为 W=2M/a+6055)+3- （ 其中： M=19000 a=2029， D=23d=16得： W=1N) 此时螺母的加紧力 加紧力 本夹具可安全工作。 心轴取材料为 表得 15818 弯曲应力 =M/2= 许用弯曲应力 158位误差分析 由于基准重合 ,故轴 ,径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的心轴的制造精度和安装精度。且工件是以内孔在心轴上定位，下端面靠在定位块上，该定位心轴的尺寸及公差现规定为与零件内孔有公差相同。因为夹紧与原定位达到了重合，能较好地保证了铣 （三） 夹具结构设计及操作简要说明： 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳 动率。为此，在螺母夹紧时采用活动手柄，以便装卸，夹具体底面上的一对定位槽可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置，以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。 为了保证零件加工精度，我们采用可换定位销来进行定心加紧。夹具体底面上的一对定位槽 与铣床工作台的 T 型槽相连接，保证夹具与铣床纵向进给方向相平行的位置，使夹具在机床工作台上占有一正确加工位置。此外，为了把夹具紧固在铣床工作台上，夹具体两端设置供 型耳座。 夹具上装有对刀块
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