机械制造技术课程设计-气门摇杆轴支座加工工艺及铣左端面夹具设计

械设计基础课程设计计算说明书PAGEPAGE3机械设计基础课程设计设计说明书题目学生姓名：学生学号：院（系）：智能制造学院年级专业：2019级车辆工程指导教师：二〇二一年十二月

目录TOC\o"1-3"\h\u15511第一部分气门摇杆轴支座工艺分析 6323401.1气门摇杆轴支座的结构特点 6244921.2气门摇杆轴支座工艺分析 647091.3气门摇杆轴支座的材料和毛坯 722186第二部分气门摇杆轴支座工艺规格 947342.1气门摇杆轴支座的机械加工工艺过程 9110792.2定位基准的选择 924452.2.1粗基准的选择 932062.2.2精基准的选择 109007第三部分工时定额计算 1121929第四部分气门摇杆轴支座铣夹具 2169864.1问题的提出 21127754.2夹具设计方案一 21316154.2.1定位分析 21272894.2.2定位误差分析 2174454.3夹具设计方案二 2271584.3.1定位分析 22233684.3.2定位误差分析 22114214.4方案比较 23304总结 241656参考文献 25

计算项目及内容结果（1）对零件进行工艺分析，绘制零件工作图1张（A2）；（2）确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图1张（A2）；（3）拟定零件的机械加工工艺过程，编制机械加工工艺规程卡片（工艺过程卡片和工序卡片）1套；（4）设计指定工序中的一种专用夹具，绘制夹具装配图和重要零件图（通常为夹具体）各1张（A1）；（5）撰写设计说明书1份（内容包括加工工艺规程和夹具设计）第一部分气门摇杆轴支座工艺分析气门摇杆轴支座的结构特点气门摇杆支座是柴油机一个主要零件(见图1-1)，是柴油机摇杆支座的结合部Ф20孔装摇杆轴，轴上两端各装进气门摇杆，摇杆座通过两个Ф13mm孔用MI2螺杆与汽缸盖相连，3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动1.2气门摇杆轴支座工艺分析图1-1气门摇杆轴支座零件图气门摇杆支座所有加工表面现分述如下：1.气门摇杆支座底面粗糙度Ra6.32.气门摇杆支座顶面粗糙度Ra12.53.气门摇杆支座Φ32前后端面粗糙度Ra1.64.气门摇杆支座Ф20孔粗糙度Ra3.25.气门摇杆支座2-Φ13孔粗糙度Ra12.56.气门摇杆支座宽3槽粗糙度Ra12.51.3气门摇杆轴支座的材料和毛坯1.气门摇杆支座底面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。2.气门摇杆支座顶面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。3.气门摇杆支座Φ32端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra1.6。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，三步铣削（即粗铣、半精铣、精铣）方可满足其精度要求。粗铣单边余量Z=1.5mm半精铣单边余量Z=0.4mm精铣单边余量Z=0.1mm4.气门摇杆支座Φ20孔的加工余量气门摇杆支座Φ20孔尺寸不大，故采用实心铸造，气门摇杆支座Φ20孔粗糙度Ra3.2，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7，两步钻削（即钻、铰）方可满足要求。首先钻孔至Φ19.8，铰Φ19.8孔至Φ20。5.气门摇杆支座Φ13孔的加工余量气门摇杆支座Φ13孔尺寸不大，故采用实心铸造，气门摇杆支座Φ13孔粗糙度Ra6.3，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7，一步钻削方可满足要求。6.气门摇杆支座宽3槽的加工余量气门摇杆支座宽3槽尺寸不大，故采用实心铸造，气门摇杆支座宽3槽，粗糙度Ra12.5，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削即可满足要求。7.气门摇杆支座其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。图1-2气门摇杆轴支座毛坯图第二部分气门摇杆轴支座工艺规格2.1气门摇杆轴支座的机械加工工艺过程制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线：工序01：金属型浇注工序02：人工时效处理工序03：铣底面工序04：铣顶面工序05：粗铣、半精铣、精铣右端面、倒角C0.5工序06：粗铣、半精铣、精铣左端面、倒角C0.5工序07：钻2-Φ13孔工序08：钻、铰Φ20孔工序09：铣宽3槽工序10：钳工去毛刺工序11：检验至图纸要求工序12：包装、入库2.2定位基准的选择2.2.1粗基准的选择1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3.如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4.选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5.粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由以上及气门摇杆支座零件知，选用气门摇杆支座顶面、R10圆弧和Ф32端面作为定位粗基准。2.2.2精基准的选择1.用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2.当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3.当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4.为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5.有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。根据该气门摇杆轴支座零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言，主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目以气门摇杆轴支座底面及两个Φ13孔作为定位精基准。第三部分工时定额计算工序03：铣底面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序04：铣顶面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序05：粗铣、半精铣、精铣右端面、倒角C0.5工步一：粗铣右端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取3.计算工时——工作台直径工步二：半精铣右端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝750当＝750r/min时按机床标准选取3.计算工时——工作台直径工步三：精铣右端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝950当＝950r/min时按机床标准选取3.计算工时——工作台直径工步四：倒角C0.5工序06：粗铣、半精铣、精铣左端面、倒角C0.5工步一：粗铣左端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取3.计算工时——工作台直径工步二：半精铣左端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝750当＝750r/min时按机床标准选取3.计算工时——工作台直径工步三：精铣左端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝950当＝950r/min时按机床标准选取3.计算工时——工作台直径工步四：倒角C0.5工序07：钻2-Φ13孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为 工序08：钻、铰Φ20孔工步一：钻Φ19.8根据有关手册规定，钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取则主轴转速为，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为 工步二：铰Φ19.8孔至Φ20确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为工序09：铣宽3槽1.选择刀具刀具选取硬质合金锯片铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度2）决定每次进给量及切削速度根据X62型卧式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝190当＝190r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为第四部分气门摇杆轴支座铣夹具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。由指导老师的分配，决定设计工序05：粗铣、半精铣、精铣左端面、倒角C0.5的夹具设计。4.1问题的提出本夹具主要用于气门摇杆轴支座粗铣、半精铣、精铣Φ32左端面、倒角C0.5，粗糙度Ra1.6，设计夹具时既要考虑生产效率，也要考虑气门摇杆轴支座Φ32左端面质量。4.2夹具设计方案一4.2.1定位分析本夹具采用气门摇杆轴支座Φ32左端面、底面和后端面定位，对应的定位元件为支承板和A型支承钉。夹紧采用B型活动块、螺杆、衬套、支座和滚花螺母等。定位分析如下：支承板与气门摇杆轴支座Φ32右端面配合定位，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动；支承板与气门摇杆轴支座底面配合定位，限制两个自由度，即X轴移动和Z轴转动，A型支承钉与气门摇杆轴支座后端面配合定位，限制一个自由度，即Y轴移动，工件六个自由度被完全限制。4.2.2定位误差分析定位元件为支承板和A型支承钉，误差分析如下：1、定位误差：式中：T——气门摇杆轴支座Φ32右端面公差T——支承板公差——气门摇杆轴支座Φ32右端面与支承板的最小配合间隙2、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响较小，取=03、磨损造成的加工误差：通过不超过0.005mm,误差总合：+=0.108mm<0.3mm从上分析，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.3夹具设计方案二4.3.1定位分析本夹具采用气门摇杆轴支座底面、Φ32右端面和R10圆弧定位，对应的定位元件为支承板、A型支承钉和A型固定式定位销。夹紧采用六角螺母、圆垫圈、可调支承钉、移动压板和六角法兰面螺母等。定位分析如下：支承板与气门摇杆轴支座底面配合定位，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动；A型支承钉与气门摇杆轴支座Φ32右端面配合定位，限制两个自由度，即X轴移动和Z轴转动，A型固定式定位销与气门摇杆轴支座R10圆弧配合定位，限制一个自由度，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。4.3.2定位误差分析定位元件为支承板和A型支承钉，误差分析如下：1、定位误差：式中：T——气门摇杆轴支座Φ32右端面公差T——支承板公差——气门摇杆轴支座Φ32右端面与支承板的最小配合间隙2、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响较小，取=03、磨损造成的加工误差：通过不超过0.005mm,误差总合：+=0.108mm<0.3mm从上分析，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.4方案比较夹具方案一与方案二定位均合理，唯一不同的是采用的机床和刀具不同，方案一采用的是立式铣床X52K和端面铣刀，方案采用的是卧式铣床X62W和三面刃铣刀。现有的机床为立式铣床X52K，故采用方案一。=0+=0.108mm=0+=0.108mm总结在老师的指导下顺利地完成了零件的夹具设计，并且认真地、有计划地按时完成设计任务。尽管整个设计在技术上不够先进，但是在经济上合理、在生产上可行。此次设计，以机械加工工艺路线为主线，通过对零件图纸分析，初步拟订加工表面方法，进一步拟订加工方法并选择机械加工装备。确定加工路线后，熟悉并运用相关手册查工艺参数，计算切削用量和加工工时。将计算的数据以及加工方法、刀具、机床设备，填入工艺文件。在设计中，体会到先前所修课程的重要性，并从此设计中得到巩固和扩展，也提高我们独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。“逝者如斯夫，不舍昼夜”转眼间。本次课程设计即将结束。纵观整个课程设计过程，我们每个小组的成员齐心合作，共同完成总的工艺设计，其后各自夹具的设计，在小组成员间的相互协作及老师的帮助下，我们也终于基本完成的设计任务，课程设计作为我们机械制造与自动化专业学生的重点，它使理论与实践结合，让我们对理论知识加深了理解，使生产实习中的理解和认识也到了强化。本次课程设计主要是机械加工工