气门摇杆轴支座零件的加工工艺规程及夹具设计

镇江高专ZHENJIANGHGHGHGCOLEGOGOGOG毕业设计论文气门摇杆轴支座工艺工装设计VALVEROCKERBEARINGFORTOLINGDESIGN系名专业班级学生姓名学号指导教师姓名指导教师职称二年四月二十日1任务书课题名称气门摇杆轴支座的加工工艺及工装设计同组学生姓名无设计（研究）内容及要求一、内容1、（抄画）被加工零件零件图1张A32、被加工零件毛坯图张3、被加工零件工艺过程卡1套4、被加工零件工序卡套5、夹具装配图（两道工序）2套2XA1）6、夹具体零件图张2XA37、设计计算说明书（5000字）1份二、要求必须独立完成设计任务，需完成装配图和零件图，折合成0号图纸15张以上；设计计算说明书5000字以上；图纸统一编号（参照全隶属编号）；图纸上采用的所有标准必须是现行标准；图纸必须用AUTOCAD2004或以上版本画图若是A2A3大小,必须拼装成A1格式存盘，以方便打印，说明书的文字一律用WORD2002或2004打印输出。必须按规定时间完成毕业设计任务，各环节须经审核通过方可进行下一步工作。毕业实习不合格者不得参加毕业设计，毕业设计不合格者不得参加毕业答辩。注1、具体技术要求见图纸。2、其它要求见“毕业设计工作计划”参考文献1、机械制造工艺学2、机床夹具设计3、金属机械加工工艺人员手册4、机床夹具设计设计手册5、机床夹具设计设计图册6、实用机械加工手册（有电子版）7、机械加工余量手册（有电子版）8、机械加工工艺师手册（有电子版）2目录摘要3引言4第一章零件的分析5第二章工艺规程的设计621确定毛坯的的制造形式622制订工艺路线623机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定624确定切削用量及基本工时7第三章专用夹具的设计1431铣E、B端面的夹具设计14311问题的提出14312定位基准的选择14313定位元件的设计14314切削力及夹紧力计算14315定向键与对刀装置设计16316夹具设计及操作简要说明1732钻、扩、铰16孔的夹具设计20321问题提出20322定位基准的选择20323定位元件的设计20324切削力及夹紧力计算203325夹具设计及操作简要说明20总结23致谢24参考文献25谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载此设计说明书（不包含CAD图纸）。我这里还有一个压缩包，里面有相应的WORD说明书和CAD图纸（共计6张图纸）及机械加工过程、工序卡片全套（共计7张）。需要压缩包的朋友联系Q客服145919609或Q客服219604320。需要其他设计题目直接联系4摘要本设计所设计的零件是柴油机中摇杆结合部分的气门摇杆轴支座，气门摇杆轴支座是柴油机摇杆座的结合部分，它是柴油机一个重要零件。其中摇杆轴装在20（00601）孔中，轴上两端各装一进气门摇杆；摇杆座通过两个13孔用M12螺杆与汽缸盖相连，3MM轴向槽用于锁紧摇杆轴，使其不能转动。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。关键词气门摇杆轴支座；工艺性；加工工艺性5ABSTRCTHEDESIGNOFTHEPARTSOFDIESLENGINEVALVEROCKERSHAFTROCKERWITHBEARING,VALVEROCKERSHAFTBEARINGOFDIESLENGINEROCKERSEATISCOMBINED,ITISONEOFTHEIMPORTANTPARTSOFDIESLENGINETHEROCKERSHAFTMOUNTEDINA2000601HOLE,SHAFTARERSPECTIVELYINSTALEDWITHAVALVEROCKERROCKERSEATHROUGHTWOTHAN13HOLESWITHSCREWANDCYLINDERCOVERCONNECTEDM12,3MMAXILGROOVEFORLOCKINGROCKERSHAFT,SOTHATITCANTMOVETHEINSIDEOFTHECYLINDERHEADOFFOURVALVEPERCYLINDERCOMBUSTIONCHAMBERINFLATBLEBEST,VALVECONSISTOFAROCKERCAMDRIVE,SMALFRICTIONFORCEANDTHEVALVECLEARNCEBYTHEHYDRAULICOMPENSATIONTHISTRUCTURECANREDUCEFUELCONSUMPTIONANDEMISIONKEYWORDSVALVEROCKERSHAFTSUPPORTTECHNOLOGYPROCESINGTECHNOLOGY6引引引引言言言言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。气门摇杆轴支座的加工工艺规程及其铣50底面与粗车、半精车、精车16孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。7第一章第一章第一章第一章零件的分析零件的分析零件的分析零件的分析气门摇杆轴支座共有六组加工表面，现分述如下1、50底面2、上端面3、213孔4、轴向槽5、232端面6、20孔8第二章工艺规程的设计21、确定毛坯的的制造形式由零件图可知，其材料为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。该零件上主要加工面为上端面，下底面，左右两端面，213孔，20（006010）孔以及3MM宽的轴向槽。其中20（006010）孔的尺寸精度以及下端面相对于20（006010）孔轴线的平行度及左右端面的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的转动精度和密封性。因此，需要先以上端面为粗基准加工下端面，再以下端面为精基准加工上端面，最后加工20（006010）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。由机械加工工艺手册中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知，上述要深圳市可以达到的零件结构的工艺性也是可行的。根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的类型为大批量生产，故毛坯的铸造方法用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。由机械加工工艺手册查得该种铸造公差等级为CT1011，加工余量等级MA选择H级。2、制订工艺路线（1）、工艺路线方案一工序10铸造工序20时效工序30粗、精铣50底面工序40粗铣上端面工序50钻213通孔工序60铣轴向槽工序70粗车、半精车、精车左右两32端面工序80钻18的孔，扩孔至198、铰孔至20，倒角工序90清洗去毛刺工序100验收工序110入库（2）、工艺路线方案二工序10铸造工序20时效工序30粗、精铣50底面工序40粗铣上端面工序50铣轴向槽工序60粗车、半精车、精车左右两32端面工序70钻18的孔，扩孔至198、铰孔至20，倒角工序80钻213通孔工序90清洗去毛刺工序100验收工序110入库9（3）、工艺方案的分析上述两个工艺方案的特点在于方案一与方案二的区别是方案一把钻213孔放的相对靠前，这样做为后面工序的加工提供了定位基准，节约了夹具设计的时间，提高了生产效率，故我们采用方案一具体的工艺过程如下工序10铸造工序20时效工序30粗、精铣50底面工序40粗铣上端面工序50钻213通孔工序60铣轴向槽工序70粗车、半精车、精车左右两32端面工序80钻18的孔，扩孔至198、铰孔至20，倒角工序90清洗去毛刺工序100验收工序110入库23、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“气门摇轴支座”零件材料HT200，毛坯的重量约为14G，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、50底面，表面粗糙度为RA63，查切削用量手册表28得，单边总余量Z20粗铣单边余量Z15精铣单边余量Z052、上端面，表面粗糙度为RA63，查切削用量手册表28得，单边总余量Z20粗铣单边余量Z15精铣单边余量Z053、213孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造4、轴向槽，因尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造5、32端面，表面粗糙度为RA16，查切削用量手册表28得，单边总余量Z20粗车单边余量Z15半精车单边余量Z04精车单边余量Z016、20孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造7、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。24、确定切削用量及基本工时工序10铸造工序20时效工序30粗、精铣50底面工步一粗铣50底面1选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8,10MAP51，MD600，MIN/85V，4Z。2决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对较高，故分两次（即粗铣、精铣）完成，则MAP512）决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为45KW，中等系统刚度。根据表查出齿/20MFZ，则MIN/245160851010RDVNS按机床标准选取WN475MIN/RMIN/589MIN/1000475601000DNVW3）计算工时切削工时ML25，ML511，ML32，则机动工时为MIN3110204753512521FNLLLTWM工步二精铣50底面1选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8,MAP50，MD400，MIN/85V，4Z。2决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对较高，故分两次（即粗铣、精铣）完成，则MAP502）决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为45KW，中等系统刚度。根据表查出齿/20MFZ，则MIN/245160851010RDVNS按机床标准选取WN675MIN/RMIN/589MIN/1000475601000DNVW13）计算工时切削工时ML25，ML501，ML32，则机动工时为MIN300204753502521FNLLLTWM工序40粗铣上端面1选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8,MAP02，MD300，MIN/85V，4Z。2决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故一次加工即可完成，则MAP022）决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为45KW，中等系统刚度。根据表查出齿/20MFZ，则MIN/390230851010RDVNS按机床标准选取WN900MIN/RMIN/884MIN/1000900301000DNVW3）计算工时切削工时ML45，ML021，ML32，则机动工时为MIN2780209003024521FNLLLTWM工序50钻213通孔确定进给量F根据参考文献表27，当钢的MPAB800PCC。故校验合格。最终确定AP15MM，NC475R/MIN,VFC475MM/S，VC1193M/MIN，FZ016MM/Z。6）计算基本工时TML/VF16153/（475016）02697MIN。总的工时T2TM0539MIN工步二半精车左右两32端面1）车削深度，表面粗糙度为RA16，故可以选择AP04MM，三次走刀（粗车、半精车、精车）即可完成所需长度。2）机床功率为75KW。查切削手册F014024MM/Z。选较小量F014MM/Z。3）查后刀面最大磨损及寿命查切削手册表37，后刀面最大磨损为1015MM。查切削手册表38，寿命T180MIN4）计算切削速度按切削手册，查得VC98MM/S，N439R/MIN,VF490MM/S据CA6140卧式车床车床参数，选择NC475R/MIN,VFC475MM/S则实际切削速度VC31480475/10001193M/MIN,实际进给量为FZCVFC/NCZ475/30010016MM/Z。5校验机床功率查切削手册PCC11KW,而机床所能提供功率为PCMPCC。故校验合格。最终确定AP15MM，NC475R/MIN,VFC475MM/S，VC1193M/MIN，FZ016MM/Z。6）计算基本工时TML/VF16043/（475016）02553MIN。总的工时T2TM0511MIN工步三精车左右两32端面1）车削深度，表面粗糙度为RA16，故可以选择AP01MM，三次走刀（粗车、14半精车、精车）即可完成所需长度。2）机床功率为75KW。查切削手册F014024MM/Z。选较小量F014MM/Z。3）查后刀面最大磨损及寿命查切削手册表37，后刀面最大磨损为1015MM。查切削手册表38，寿命T180MIN4）计算切削速度按切削手册，查得VC98MM/S，N439R/MIN,VF490MM/S据CA6140卧式车床车床参数，选择NC475R/MIN,VFC475MM/S则实际切削速度VC31480475/10001193M/MIN,实际进给量为FZCVFC/NCZ475/30010016MM/Z。5校验机床功率查切削手册PCC11KW,而机床所能提供功率为PCMPCC。故校验合格。最终确定AP15MM，NC475R/MIN,VFC475MM/S，VC1193M/MIN，FZ016MM/Z。6）计算基本工时TML/VF16013/（475016）02513MIN。总的工时T2TM0503MIN工步四倒角工序80钻18的孔，扩孔至198、铰孔至20，倒角工步一钻孔至确定进给量F根据参考文献表27，当钢的MPAB800，MD180时，RMF/470390。由于本零件在加工18孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数075，则RMF/350290750470390根据Z525机床说明书，现取RMF/250切削速度根据参考文献表213及表214，查得切削速度MIN/18V所以MIN/5318181810001000RDVNWS根据机床说明书，取MIN/275RNW，故实际切削速度为MIN/5151000275181000NDVW切削工时ML42，ML91，ML32，则机动工时为MIN7850250275394221FNLLLTWM工步二扩孔M81915利用钻头将M18孔扩大至M819，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取RMFF/870585075065081218121钻根据机床说明书，选取RMF/150MIN/461231213121VV钻则主轴转速为MIN/34651RN，并按机床说明书取MIN/68RNW，实际切削速度为MIN/241000688191000NDVW切削工时ML42，ML901，ML32，则机动工时为MIN1841570683904221FNLLLTWM工步三铰M10620孔根据参考文献表225，RMF/4020，MIN/128V，得MIN/652548169RNS查参考文献表422，按机床实际进给量和实际转速，取RMF/100，MIN/198RNW，实际切削速度MIN/39V。切削工时ML42，ML101，ML32，则机动工时为MIN7821001983104221FNLLLTWM工序90清洗去毛刺工序100验收工序110入库16第三章专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计工序30粗、精铣50底面工序70粗车、半精车、精车32两端面，选用机床X51铣床，CA6140车床31、铣50底面的夹具设计31问题的提出本夹具主要用于粗、精铣50底面，属于工序30312定位基准的选择以上端面作为定位基准，工件的220外圆面作为辅助基准，来实现工件的完全定位。313定位元件的设计定位基准为上端面及工件220外圆面，对应该的定位元件分别为夹具体表面，固定V型块，活动V型块。314切削力及夹紧力计算（1）刀具采用端铣刀60MM机床X51立式铣床由3所列公式得FVFZFWQUEYZXPFNDZAFACF0查表948得其中修正系数01VK30FC830FQ01FX650FY830FU8PAZ240FW代入上式，可得F8894N因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数K4321KK17其中1K为基本安全系数152K为加工性质系数113K为刀具钝化系数114K为断续切削系数11所以NKFF7175（2）夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由FKFFN21其中F为夹紧面上的摩擦系数，取25021FFFZPGG为工件自重NFFFN4355121夹紧螺钉公称直径D8，材料45钢性能级数为68级MPAB1006MPABS480108螺钉疲劳极限MPAB1926003203201极限应力幅MPAKKMA76511LIM许用应力幅MPASAAA317LIM螺钉的强度校核螺钉的许用切应力为SSS354取S4得MPA12082242CHDF满足要求MPADNC15431218经校核满足强度要求，夹具安全可靠，315定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB220780定向键结构如图所示O图3夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度A18MM定向键的结构尺寸如下表31定向键数据表BLHHD1H夹具体槽形尺寸2B2H公称尺寸允差D允差4D公称尺寸允差D1801027251251268170236对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示19标记四周倒圆图35平塞尺图塞尺尺寸为表32平塞尺尺寸表公称尺寸H允差DC2006025316夹具设计及操作简要说明本工件采用夹具体表面、固定V型块、活动V型块来实现工件的定位，夹紧则是通过调节活动V型块来实现，这样操作简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求20夹具装配图如下21夹具图附图如下232、粗车、半精车、精车32两端面的夹具设计321问题提出本夹具主要用来粗车、半精车、精车32两端面，属于工序7032定位基准的选择以50底面及213孔作为定位基准。323定位元件的设计本工序选用的定位基准为50底面及213孔，工件被完全定，所选的定位元件为分度盘表面、圆柱销、菱形销（即削边销）。324切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得钻削力608026HBDFF式（52）钻削力矩60809110FT式（53）式中105DMMAXMAXMIN111878714917433HBHBHBHB1020FMR代入公式（52）和（53）得08062610502174164FN190806101050217446379TM本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。325夹具设计及简要操作说明本工件采用分度盘，一个圆柱销、一个削边销来定位，通过两移动压板夹紧工件，这样操作更加简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求23装配图附图如下24夹具图附图如下25总总总总结结结结设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入社会打下了好的基础。设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们踏入社会的关键一步26致致致致谢谢谢谢这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。27参参参参考考考考文文文文献献献献1、机械制造工艺学（有电子版）2、机床夹具设计（有电子版）3、金属机械加工工艺人员手册4、机床夹具设计设计手册5、机床夹具设计设计图册6、实用机械加工手册（有电子版）7、机械加工余量手册（有电子版）8、机械加工工艺师手册（有电子版）28镇江市高等专科学校工艺过程卡产品型号零（部）件图号共1页产品名称零（部）件名称气门摇杆轴支座第1页材料牌号HT20毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间设备工艺装备工时名称、型号编号夹具辅具刀、量具准终单件10配料铸造铸20热处理时效热30粗、精铣粗、精铣50底面金立式铣床X52K专用夹具端铣刀40粗铣粗铣上端面金立式铣床X52K专用夹具端铣刀50钻钻213通孔金立式钻床Z52专用夹具麻花钻60铣铣轴向槽金卧式铣床X62W专用夹具锯片铣刀70粗车、半精车、精车粗车、半精车、精车左右两32端面金卧式铣床X62W专用夹具车刀80钻、扩、铰钻18的孔，扩孔至198、铰孔至20，倒角金立式钻床Z52专用夹具麻花钻、扩孔钻、铰刀、特制刀具90清洗去毛刺10验收10入库编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期29镇江市高等专科学校机械加工工序卡产品型号及规格图号名称工艺文件编号共6页气门摇轴支座第1页材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT200零件毛重零件净重硬度14KG180200HB设备型号设备名称X51立式铣床专用工艺装备名称代号铣夹具机动时间单件工时定额每台件数1技术等级冷却液亚硝酸钠工序号工步号工序及工步内容刃具量检具切削用量代号名称代号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）301粗铣50底面端铣刀游标卡尺89515024752精铣50底面端铣刀游标卡尺8950502475编制校对会签复制修改标记处数文件号签字日期修改标记处数文件号签字日期30镇江市高等专科学校机械加工工序卡产品型号及规格图号名称工艺文件编号共6页气门摇轴支座第2页材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT200零件毛重零件净重硬度14KG180200HB设备型号设备名称X51立式铣床专用工艺装备名称代号铣夹具机动时间单件工时定额每台件数1技术等级冷却液亚硝酸钠工序号工步号工序及工步内容刃具量检具切削用量代号名称代号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）401粗铣上端面端铣刀游标卡尺8482002900编制校对会签复制修改标记处数文件号签字日期修改标记处数文件号签字日期31镇江市高等专科学校机械加工工序卡产品型号及规格图号名称工艺文件编号共6页气门摇轴支座第3页材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT200零件毛重零件净重硬度14KG180200HB设备型号设备名称Z525立式钻床专用工艺装备名称代号钻夹具机动时间单件工时定额每台件数1技术等级冷却液亚硝酸钠工序号工步号工序及工步内容刃具量检具切削用量代号名称代号名称切削速度（米/分）切削深度（毫米）进给量（毫米/转）转速（转/分）501钻213通孔麻花钻游标卡尺19465025475编制校对会签复制修改标记处数文件号签字日期修改标记处数文件号