杠杆课程设计说明书

1、气 门 摇 杆 支 座机械加工工艺规程及工艺装备设计 1、零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1零 件 用 途气 门 摇 杆 支 座 是 柴 油 机 一 个 主 要 零 件 。 是 柴 油 机 摇 杆 座 的 结 合 部 , 20(+0.10 +0.16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 ,

2、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 3.0升 的 TDI 发 动 机 运 转 极 端 平 稳 。1.2零件的工艺分析其 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 端 面 , 左 右 端 面 , 2×13mm 孔 和 20(+0.1

3、 +0.06 mm 以 及 3mm 轴 向 槽 的 加 工 。 20(+0.1 +0.06 mm 孔 的 尺 寸 精 度 以 及 下 端 面 0.05mm 的 平 面 度 与 左 右 两 端 面 孔 的 尺 寸 精 度 , 直 接 影 响 到 进 气 孔 与 排 气 门 的 传 动 精 度 及 密 封 , 2×13mm 孔 的 尺 寸 精 度 , 以 上 下 两 端 面 的 平 行 度 0.05mm 。 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

4、后 加 工 20(+0.1 +0.06 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 。由 参 考 文 献 (1 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 求 可 以 达 到 的 零 件 的 结 构 的 工 艺 性 也 是 可 行 的 。1.3气门摇杆支座 的主要技术要求: 注 : 1、未注明铸造圆角为 R 452- R3 2、材料:HT2001.4确定生产类型 :已知此气 门 摇 杆 支 座 零件为小批生产,毛坯的铸造方法选用砂型机器造 型。此外,为消除残余应力

5、,铸造后安排人工时效处理。参考文献 典 型 零 件 机 械 加 工 生 产 实 例 表 2.3 12;该种铸造公差等级为 CT1011, MA-H 级。 所 以 初 步 确 定 工 艺 安 排 为 :划 分 加 工 阶 段 ;工 序 适 当 集 中 ;加 工 设 备以 通 用 设 备 为 主 , 采 用 专 用 夹 具 。2、确定毛坯、绘制毛坯简图2.1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 小 批 生 产 ,故 选 择 砂型机器造型铸 件 毛 坯 。查

6、 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 南 第 120页 表 5-3选 用 铸 件 尺 寸 公 差 等 级 为 CT-10。2.2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 南 , 选 用 加 工 余 量 为 MA-H 级 , 并 查 表 2.2-4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 : 2.3绘制毛坯简图: 3、拟定零件工艺路线3.1定位基准的选择 :粗 基 准 的 选 择 :以 零 件 的 20孔 为 主 要 的 定

7、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 20孔 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 。 20孔 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 ;3.2表面加工方法的确定:根 据 气 门 摇 杆 支 座 零 件 图

8、 上 各 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ,确 3.3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

9、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 。3.4工序的集中和分散:气 门 摇 杆 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 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 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 小 批 生

10、 产 , 减 少 辅 助 时 间 , 所 以 采 用 工 序 集 中 原 则 。3.5工序顺序的安排:(1 先 基 准 后 其 他(2 先 粗 后 精(3 先 主 后 次(4 先 面 后 孔3.6确定工艺路线 :表 3-2 气 门 摇 杆 支 座 工 艺 路 线 及 设 备 、 工 装 的 选 用 4、加工余量、工序尺寸和公差的确定 4.1确定加工余量确 定 工 序 尺 寸 及 其 公 差2×13mm 孔 各 工 序 尺 寸 及 其 公 差(根 据 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 教 程 表 2 29表 2 30 由 上 可 得 该 工 序 各 工 步 的 工

11、 序 尺 寸 及 工 差 为 钻 :13 mm5、切削用量、时间定额的计算5.1加 工 2×13mm 孔钻 头 直 径 D = 13 mm 切 削 速 度 V = 0.66 mm/s 切 削 深 度 a p = 6.5 mm 进 给 量 f = 0.12 mm/r 则 主 轴 转 速 n = 1000V/D = 969 r/min根 据 表 3.1 30 按 机 床 选 取 n = 960 r/min 则 实 际 钻 削 速 度 V = Dn/1000 = 39.2m/min钻 削 工 时 为 :按 表 2.5 7L = 78 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm基 本

12、 时 间 t j = L/fn = (78+1.5+2.5/(0.12×1000 = 40.5 s按 表 2.5 41 辅 助 时 间 t a = 40.5×0.18=7.29s按 表 2.5 4 其 他 时 间 t q = 12 s6、机床夹具设计6.1 2×13mm 孔 夹 具 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 。 经 过 与 指 导 老 师 协 商 , 钻 2×13mm 孔 的 钻 床 专 用 夹 具 。 由 气 门 摇 杆 支 座 工 作 图 可 知

13、 , 工 件 材 料 为 HT200。 根 据 设 计 任 务 的 要 求 , 本 夹 具 将 用 于 立 式 钻 床 。 刀 具 为 麻 花 钻 。本 夹 具 主 要 钻 2×13mm 孔 , 内 表 面 有 粗 糙 度 要 求 , 由 于 工 艺 要 求 不 高 ,因 此 ,在 本 道 工 序 加 工 时 ,主 要 应 考 虑 如 何 提 高 劳 动 生 产 率 , 降 低 劳 动 强 度 。(1 定 位 基 准 的 选 择由 零 件 图 可 知 , 在 钻 2×13mm 孔 之 前 , 气 门 摇 杆 支 座 的 20孔 、 13mm 孔 的 两 侧 面 都 已 加

14、工 , 且 表 面 粗 糙 要 求 较 高 。 为 了 使 定 位 误 差 为 零 , 按 基 准 重 合 原 则 选 气 门 摇 杆 支 座 的 20孔 为 设 计 基 准 。 对 2×13mm 孔 为 对 称 分 布 的 外 圆 柱 表 面 再 加 底 面 进 行 定 位 , 从 而 使 各 个 表 面 和 轴 槽 均 完 全 定 位 。为 了 提 高 加 工 效 率 ,现 决 定 采 用 联 动 夹 紧 工 件 快 换 装 置 , 并 采 用 固 定 钻 套 。(2 夹 紧 方 案由 于 零 件 小 , 所 以 采 用 开 口 垫 圈 的 螺 旋 夹 紧 机 构 , 装 卸 工

15、 件 方 便 、 迅 速 。(3 夹 具 体 设 计夹 具 体 的 作 用 是 将 定 位 、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 。夹 具 体 为 铸 造 件 ,安 装 稳 定 , 刚 度 好 , 但 制 造 周 期 较 长 。(4 切 削 力 及 夹 紧 力 的 计 算切 削 力 的 计 算 :, 由 组 合 机 床 (表 7-24 得 :刀 具 :高 速 钢 麻 花 钻 头 , 尺 寸 为 13。则 轴 向 力 :见 工 艺 师 手 册 表 28.4F=C F dFz f F y kF 3.1式

16、中 :C F =420, ZF=1.0, yF=0.8, f=0.35kF=(07 . 1 190200(1903. 1= =FnHBF=420(212307. 135. 05.138. 00. 1N=转 矩T=C T dTZ f T y k T式 中 : C T =0.206, ZT=2.0, yT=0.8T=0.206 ( 34.1707. 135. 05.138. 00. 2M N =功 率 Pm=KW dTV 726 . 05.133095.1634.1730=在 计 算 切 削 力 时 , 必 须 考 虑 安 全 系 数 , 安 全 系 数K=K 1 K2K 3 K 4式 中 K1

17、基 本 安 全 系 数 , 1.5;K2 加 工 性 质 系 数 , 1.1;K3 刀 具 钝 化 系 数 , 1.1;K4 断 续 切 削 系 数 , 1.1则 F /=KF=1.5(423921231. 11. 11. 1N=夹 紧 力 的 计 算 :由 机 床 夹 具 设 计 手 册 (表 1-2-25 得 :用 扳 手 的 六 角 螺 母 的 夹 紧 力 :M=8mm, P=1.75mm, L=140mm,作 用 力 : F=70N, 夹 紧 力 :W0=5380N所 以 , 由 于 夹 紧 力 大 于 切 削 力 , 钻 削 时 工 件 不 会 转 动 , 故 本 夹 具 可 安 全

18、 工 作 。6.2定 位 误 差 分 析 :由 加 工 工 序 知 , 加 工 2×13mm 孔 。 夹 具 的 主 要 定 位 元 件 为 销 和 20孔 , 由 于 20孔 的 设 计 基 准 与 定 位 基 准 重 合 , 故 其 尺 寸 无 基 准 不 重 合 度 误 差 。 销 有 基 准 不 重 合 误 差 Dj=d/sina, 取 决 于 20圆 柱 的 公 差 ,规 定 工 件 上 母 线 为 基 准 ,制 造 精 度 和 安 装 精 度 要 求 在 合 理 的 范 围 内 。 而 孔 径 尺 寸 为 自 由 尺 寸 精 度 要 求 , 可 满 足 加 工 要 求 。

19、7、体会与展望:通 过 对 气 门 摇 杆 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

20、 一 方 面 :气 门 摇 杆 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 支 座 技 术 要 求 的 重 要 问 题 之 一 。 在 气 门 摇 杆 支 座 的 实 际 加 工 过 程 中 , 选 用 气 门 摇 杆 支 座 的 20孔 作 为 定 位 基 面 , 为 保 证 2×13mm 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

21、, 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 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 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 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

22、 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

23、 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