气门摇臂轴支座 加工工艺及车加工φ16孔工序夹具设计
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气门摇臂轴支座
加工工艺及车加工φ16孔工序夹具设计
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- 内容简介：
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目录 前言一、零件的分析1.1零件的作用1.2零件的工艺分析二、工艺规程的设计 2.1确定毛坯的制造形式 2.1基准的选择 2.3制订工艺路线 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2.5确定切削用量及基本工时 三、专用夹具的设计3.1问题的指出；3.2夹具设计；（1）定位基准的选择；（2）切削力及夹紧力的计算；（3）夹具设计及操作的简要说明。四、总结五、主要参考文献前言 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。音痴，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的经济建设打下一个良好的基础。 通过对气门摇臂轴支座的机械制造工艺的设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查看技术文献等各个方面受到一次综合性的训练，通过对夹具的设计，我学会了拟定夹具方案，设计夹具体结构的方法，初步具备了设计一个一般零件的工艺规程和夹具体设计的能力。通过对零件图和夹具图的绘制，使我对A UTO CAD制图软件的使用技术得到进一步的提高。 但由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。一、零件的分析1.1零件的作用本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂.直径为16mm的孔内装一个减压轴,用于降低气缸内压力,便于启动柴油机.两孔间距56mm,可以保证减压轴在摇臂上打开气门,实现减压.两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高,工作时会和轴相配合工作,起到支撑的作用,直径为11mm的孔用M10的螺杆与气缸盖相连,直径为3mm的孔用来排油。1.2零件的工艺分析气门摇臂轴支座的加工面主要集中在平面加工和孔的加工上。根据零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：（1）22mm外圆的上端面以及与此孔相通的22mm通孔，表面粗糙度均为12.5;（2）36mm下底面，根据零件的总体加工特性，36mm为整个机械加工过程中主要的基准面，粗糙度为6.3，因此在制定加工方案的时候要先将此面粗加工出来；（3）28mm外圆前后端面，粗糙度3.2，并倒145的角，粗糙度为12.5；18mm的通孔的表面粗糙度为1.6，加工精度较高。该孔的轴线与36mm下底面平行度为0.05，且该孔的轴线圆跳动为0.1；（4）26mm的前后端面，粗糙度为12.5，并倒145的角，粗糙度为12.5。以及16mm的通孔，其加工精度要求很高，表面粗糙度为1.6，孔的轴心线与36mm下底面的平行度为0.05；由以上分析可知，36mm下底面与22mm上端面表面粗糙度不高，则不需要精加工来达到要求，并且这两面为整个加工过程中的定位基准面，为保证36mm下底面6.3的表面粗糙度，则需要半精加工。以这两面为基准采用专用夹具来对其他表面进行加工，并且保证其他表面的位置精度要求。 图1 零件图二、工艺规程的设计2.1确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200，灰铸铁的生产工艺简单，熔点低、流动性好，因此铸造性能优良，切削加工性能优越，故零件毛坯课选择铸造的方法。2.2基准的选择（1）粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应以不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的加工表面作为粗基准。（2）精基准的选择原则；精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。根据以上选择原则，对零件图分析，孔18mm、孔16mm以及孔11mm均为零件设计基准，均可选为定位基准，并且孔18mm和孔16mm设计精度较高，应将这两孔放在后面进行。为遵循“基准重合”原则，因此选择先进行加工的11mm孔和加工后的36mm下底面为精基准。选择28mm外圆端面及未加工的36mm下端面作为粗基准。2.3制订工艺路线加工工艺路线方案：工序00：铸造。工序10：去应力退火。工序20：粗铣36mm下底面，留余量1mm。以22mm上端面定位。工序30：粗铣22mm上端面，以粗铣后的36mm下底面定位。工序40：钻11mm通孔，以36mm下底面、22mm5mm右端面定位。工序50：粗铣28mm前端面，留余量1mm，粗铣26mm前端面，以28mm后端面定位。工序60：粗铣28mm后端面，留余量1mm，粗铣26mm后端面，以28mm前端面定位。工序70：钻17mm的通孔，扩孔至17.85mm，粗铰至17.94mm，精铰至18H7，两边倒角145，以36mm下底面、11mm通孔定位。工序80：半精铣28mm前端面，以28mm后端面、18mm通孔定位。工序90:半精铣28mm后端面,保证尺寸370.1mm，以28mm前端面及18mm孔定位。工序100：半精铣36mm下底面，保证尺寸240.03mm,以22mm上端面及18mm孔定位。工序110：钻15mm的通孔，粗车至15.85mm，半精车至15.95mm，精车至16H7，两边倒角145工序120：钻3mm的孔，以22mm上端面及11mm孔定位。工序十四：后处理去毛刺，清洗。工序十五：终检。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“气门摇臂轴支座”零件材料为HT200，根据加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）根据加工长度等条件，查工艺手册可知22mm上端面，36mm下底面，28mm前后端面，26mm前后端面余量为2.5mm。而36mm下底面及28mm前后端面要进行半精铣，查表得粗铣后留余量为1mm。（2）11mm及3mm孔的加工表面粗糙度要求较低，故直接可以通过钻来完成。余量分别为11mm及3mm。（3）加工18mm通孔，表面粗糙度为1.6。故孔的精度等级为IT7，参照工艺手册表确定工序尺寸及余量为:钻孔：17mm 2Z=17mm扩孔：17.85mm 2Z=0.85mm粗铰：17.94mm 2Z=0.09mm精铰：18H7 2Z=0.06mm（4）加工16mm通孔，表面粗糙度为1.6。取孔的精度等级为IT7，在车床上进行加工，参照工艺手册表确定工序尺寸及余量为：钻孔：15mm 2Z=15mm粗车：15.85mm 2Z=0.85mm半精车：15.95mm 2Z=0.10mm精车：16H7 2Z=0.05mm图2 毛坯图2.5确定切削用量及基本工时工序十二：车16mm孔，采用计算法确定切削用量。（1）加工条件：工件材料：HT200，铸造。加工要求：在车床上钻15mm的通孔。机床：C620-1卧式车床。刀具：中心钻，材料为硬质合金。（2）计算切削用量 工步一：确定最大加工余量 可知2Z=15mm。确定进给量f：根据切削手册表查得f=0.080.16mm/r.取f=0.10mm/r。计算切削速度：根据切削手册，计算得切削速度Vc=5070m/min,取Vc=60m/min,根据数据计算主轴转速n=601000/(3.1415)=1273r/min,查工艺手册取n=1000r/min，在计算实际切削速度Vc=47m/min。基本时间的确定 根据公式查表求得T=23/(13600.1)=0.17min，其余切削用量及基本工时略。三、专用夹具的设计3.1问题指出本夹具主要用于在车床上加工16mm孔。16mm孔对36mm下底面及18mm孔都有一定的技术要求，其表面粗糙度为1.6。可以通过钻，粗车，半精车，精车来达到要求。对应零件图上的尺寸公差要求等，可采用一面一销达到定位，通过适当的夹紧装置和辅助支承来达到要求。3.2夹具设计（1）定位基准的选择。对本夹具，设计过程如下：在36mm下底面进行平面定位，在18mm孔内加一菱形销定位以限制X的移动和Z的转动自由度，在28mm前端面加一支承钉，起到辅助支承的作用。夹紧装置可用一螺栓通过11mm孔在22mm上端面用螺旋钮进行夹紧。图3 车28mm孔的定位夹紧位置（2）切削力及夹紧力的计算。刀具：硬质合金刀，则切削力代入数据求得Fy=552(N)。再求得夹紧力大小W远大于Fy。故本夹具可安全工作。（3）夹具设计及操作的简要说明。在设计夹具时，工件的夹紧是很重要的。本夹具采用螺栓连接，再用螺旋钮来进行夹紧的装置非常方便。该夹具通过在夹具体上联接一个菱形销及一平面来定位工件。再加一个支承钉来防止切削力过大造成工件断裂。图4 工件的夹紧装置图5 工件的定位装置四、总结为期三周的机械课程设计结束了，这次课程对于我来说帮助很大，时间过得也很充实。作为一名机械设计制造及自动化大四的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的三年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去面对现实中的各种机械设计？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计书是十分必要的，同时也是必不可少的。另外，课堂上也有部分知识不太清楚，于是我又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是我作本次课程设计的第二大收获。 在此，我也非常感谢指导老师对我的细心教导，正是她不厌其烦的对我们进行讲解，才能让我们更好的发现自己的不足，进而予以改正。整个设计我基本上还满意，由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。由此我可以更好地了解到自己的不足，以便课后加以弥补。五、主要参考文献1 陈明主编机械制造工艺学M北京：机械工业出版社，20062 孙丽媛主
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