遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)題目氣門搖桿軸支座機(jī)械加工工藝規(guī)程及13MM孔工藝裝備設(shè)計(jì)班級機(jī)械052班完成日期2008年7月1日一、設(shè)計(jì)題目1被加工零件的零件草圖1張2生產(chǎn)類型6000件/年二、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)氣門搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及213MM孔工藝裝備夾具設(shè)計(jì)三、上交材料1被加工工件的零件圖1張2工件的毛坯圖1張3機(jī)械加工工藝過程綜合卡片1張4與所設(shè)計(jì)夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片1張5夾具裝配圖1張6夾具體零件圖1張7課程設(shè)計(jì)說明書50008000字1份說明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)）目錄摘要（中外文對照的，各占一頁）零件工藝性分析機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方案綜合評價(jià)與結(jié)論體會與展望參考文獻(xiàn)四、進(jìn)度安排1熟悉零件,畫零件圖2天2選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片5天3工藝裝備設(shè)計(jì)畫夾具裝配圖及夾具體圖9天4編寫說明書3天5準(zhǔn)備及答辯2天五、指導(dǎo)教師評語成績指導(dǎo)教師日期成績評定采用五級分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案合理并新穎，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；良好設(shè)計(jì)方案合理，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；中等設(shè)計(jì)方案一般，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯；及格設(shè)計(jì)方案不完善，存在一些小錯誤，說明書及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過程中勤奮精神不夠不及格設(shè)計(jì)方案有嚴(yán)重錯誤，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)精神不夠。摘要?dú)忾T搖桿軸支座是柴油機(jī)一個主要零件，是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部。本文主要論述了氣門搖桿軸支座的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。氣門搖桿軸支座的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，形狀復(fù)雜，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開，并使工序集中。逐步減少加工余量、切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。設(shè)計(jì)氣門搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及213MM孔工藝裝備夾具設(shè)計(jì)，使我學(xué)習(xí)到了許多機(jī)械加工的專業(yè)知識和實(shí)踐內(nèi)容。ABSTRACTVALVEROCKERBEARINGISAMAJORDIESELENGINEPARTS,DIESELENGINEISACOMBINATIONOFTHEROCKERSEATTHISARTICLEDISCUSSESTHEMAINVALVEROCKERBEARINGTHEPROCESSINGTECHNOLOGYANDFIXTUREDESIGNVALVEROCKERBEARINGACCURACYOFTHESIZE,SHAPEANDLOCATIONPRECISIONACCURACYOFTHEREQUIREMENTSAREVERYHIGH,ANDTHERIGIDLINKAGERELATIVELYPOOR,THESHAPECOMPLEX,PRONETODEFORMATION,INTHEPROCESSOFARRANGEMENTWHENITNEEDSTOTHESURFACEOFTHEMAINCRUDEFINISHINGPROCESSESTOSEPARATEANDFOCUSONPROCESSESGRADUALLYREDUCEJIAGONGYULIANG,CUTTINGFORCEANDTHEROLEOFSTRESSANDDEFORMATIONOFTHEAMENDMENTPROCESS,WILLBEABLETOREACHPARTSOFTHEFINALTECHNICALREQUIREMENTSDESIGNVALVEROCKERBEARINGPARTSOFTHEMACHININGPROCESSOFORDERAND213MMHOLEEQUIPMENTFIXTUREDESIGNPROCESS,ILEARNEDALOTOFMACHININGEXPERTISEANDPRACTICALCONTENT氣門搖桿軸支座機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)1、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定11零件用途氣門搖桿軸支座是柴油機(jī)一個主要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部，20（010016）孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座通過兩個13MM孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，3MM軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動。汽缸蓋內(nèi)每缸四閥使燃燒室充氣最佳，氣門由搖桿凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動，摩擦力小且氣門間隙由液壓補(bǔ)償。這種結(jié)構(gòu)可能減小燃油消耗并改善排放。另外一個優(yōu)點(diǎn)是減小噪音，這種結(jié)構(gòu)使30升的TDI發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)極端平穩(wěn)。12零件的工藝分析其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，213MM孔和20（01006）MM以及3MM軸向槽的加工。20（01006）MM孔的尺寸精度以及下端面005MM的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門的傳動精度及密封，213MM孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度005MM。因此，需要先以下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面，再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再把下端面作為精基準(zhǔn)，最后加工20（01006）MM孔時以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對下端面的位置精度。由參考文獻(xiàn)（1）中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。13氣門搖桿軸支座的主要技術(shù)要求表21氣門搖桿軸支座主要技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差/MM公差及精度等級表面粗糙度RA/M形位公差/MM左端面32IT716/006A右端面32IT716/006A上端面4081IT1012513孔213IT1012520孔206IT12125下底端面50IT963/005A3通3IT12125R10外表面R10IT13125R8外表面R8IT13125漸深槽孔面R3IT13125注1、未注明鑄造圓角為RR34522、材料HT20014確定生產(chǎn)類型已知此氣門搖桿軸支座零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為N6000件/年，重量為3KG，由查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊第2頁表112，可確定該零件生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時效處理。參考文獻(xiàn)典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實(shí)例表2312；該種鑄造公差等級為CT1011，MAH級。所以初步確定工藝安排為劃分加工階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，采用專用夾具。2、確定毛坯、繪制毛坯簡圖21確定毛坯種類零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇砂型機(jī)器造型鑄件毛坯。查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南第120頁表53選用鑄件尺寸公差等級為CT10。22確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南，選用加工余量為MAH級，并查表224確定各個加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示項(xiàng)目/MM機(jī)械加工余量/MM尺寸公差/MM備注19523表2332上端面14表249512表23支座下底端面14表24425176表2332左右端面05表240751324表2320孔內(nèi)表面05表2423繪制毛坯簡圖25兩端38084105141405191445143、擬定零件工藝路線31定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個旁孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個旁孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，面積大定位穩(wěn)定可靠；32表面加工方法的確定根據(jù)氣門搖桿軸支座零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確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IT10125粗銑支座下底端面IT963粗銑精銑32左右端面IT716粗銑精銑13內(nèi)表面IT10125鉆鉸20內(nèi)表面IT12125鉆鉸3MM軸向槽IT10125精銑體其他各表面IT13125粗銑33加工階段的劃分該零件加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個階段。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夾緊力必然大，加工后容易產(chǎn)生變形。粗、精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)條件。34工序的集中和分散氣門搖桿軸支座加工工序安排應(yīng)注意兩個影響精度的因素（1）氣門搖桿軸支座的剛度比較低，在外力作用下容易變形；（2）鑄件切削時會產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力。因此在氣門搖桿軸支座加工工藝中，各主要表面的粗精加工工序一定要分開，且采用大批生產(chǎn)，減少輔助時間，所以采用工序集中原則。35工序順序的安排351、機(jī)械加工工序（1）先基準(zhǔn)后其他（2）先粗后精（3）先主后次（4）先面后孔352、熱處理工序353、輔助工序36確定工藝路線表32氣門搖桿軸支座工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1銑支座上端面X5020A立式銑床端面銑刀游標(biāo)卡尺2粗銑支座下端面X5020A立式銑床端面銑刀游標(biāo)卡尺3精銑支座下端面X5020A立式銑床端面銑刀游標(biāo)卡尺4粗銑支座32左右表面X5020A立式銑床端面銑刀游標(biāo)卡尺5精銑支座32左右表面X5020A立式銑床端面銑刀游標(biāo)卡尺6粗磨支座32左右表面M7350立式磨床砂輪游標(biāo)卡尺7精磨支座32左右表面M7350立式磨床砂輪游標(biāo)卡尺8加工13的孔Z5125A立式鉆床13麻花鉆，鉸刀塞規(guī)卡尺、內(nèi)徑百分表9加工20的孔Z5125A立式鉆床20麻花鉆擴(kuò)刀，鉸刀塞規(guī)卡尺、內(nèi)徑百分表10锪有平行度要求表面X62W立式锪床锪刀游標(biāo)卡尺11倒角平銼深度游標(biāo)卡尺12精銑3MM軸向槽X62組合夾具或?qū)Ｓ霉ぱb槽銑刀卡規(guī)，深度游標(biāo)卡尺13清洗清洗機(jī)14檢驗(yàn)百分表,三用游標(biāo)卡尺檢驗(yàn)樣板,三棱平尺塞規(guī)4、加工余量、工序尺寸和公差的確定41確定加工余量確定工序尺寸及其公差213MM孔各工序尺寸及其公差（根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程表229表230）工序名稱工序基本余量公差等級尺寸工差工序尺寸表面粗糙度鉆120IT120181280125鉸095IT100079507125由上可得該工序各工步的工序尺寸及工差分別為鉆MM，1280鉸MM9512075、切削用量、時間定額的計(jì)算51加工213MM孔511、鉆213MM孔選用鉆床Z5125根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表243841選取數(shù)據(jù)鉆頭直徑D20MM切削速度V099MM/S切削深度AP10MM進(jìn)給量F012MM/R則主軸轉(zhuǎn)速N1000V/D945R/MIN根據(jù)表3130按機(jī)床選取N1000R/MIN則實(shí)際鉆削速度VDN/（100060）104M/S鉆削工時為按表257L78MML115MML225MM基本時間TJL/FN781525/0121000068MIN按表2541輔助時間TA0680180123MIN按表254其他時間TQ02MIN512、鉸213MM孔選用鉆床Z5125根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表2481選取數(shù)據(jù)鉸刀直徑D30MM切削速度V022M/S切削深度AP010MM進(jìn)給量F08MM/R則主軸轉(zhuǎn)速N1000V/D140R/MIN根據(jù)表3131按機(jī)床選取N200R/MIN則實(shí)際切削速度VDN/（100060）032M/S鉸削工時為按表257L78MML10L23MM基本時間TJL/FN783/08200052MIN按表2541輔助時間TA0520180093MIN6、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)61213MM孔夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，鉆213MM孔的鉆床專用夾具。由氣門搖桿軸支座工作圖可知，工件材料為HT200，年產(chǎn)量6000件。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，本夾具將用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。611問題的指出本夾具主要鉆213MM孔，內(nèi)表面有粗糙度要求，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。612夾具設(shè)計(jì)（1）定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，在鉆213MM孔之前，氣門搖桿軸支座的兩個上下端面、13MM孔的兩側(cè)面都已加工，且表面粗糙要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選氣門搖桿軸支座的下端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。對213MM孔為對稱分布的外圓柱表面再加底面進(jìn)行定位，從而使各個表面和軸槽均完全定位。為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用聯(lián)動夾緊工件快換裝置，并采用快換鉆套以利于在鉆穩(wěn)定加工。（2）夾緊方案由于零件小，所以采用開口墊圈的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，裝卸工件方便、迅速。（3）夾具體設(shè)計(jì)夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時，能承受一部分切削力。夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長。（4）切削力及夾緊力的計(jì)算切削力的計(jì)算，由組合機(jī)床（表724）得刀具高速鋼麻花鉆頭，尺寸為135。則軸向力見工藝師手冊表284FCDFK310FZY式中C420，Z10,Y08,F035FK7192NHBF420307135180N轉(zhuǎn)矩TCDFK0TZY式中C0206,Z20,Y08TT020634173518M功率PMKWDTV2609在計(jì)算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)KKKKK1234式中K基本安全系數(shù)，15K加工性質(zhì)系數(shù)，112K刀具鈍化系數(shù),113K斷續(xù)切削系數(shù),114則FKF15/4239N夾緊力的計(jì)算由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊（表1225）得用扳手的六角螺母的夾緊力M8MM,P175MM，L140MM,作用力F70N，夾緊力W05380N所以,由于夾緊力大于切削力，鉆削時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。62定位誤差分析由加工工序知，加工213MM孔。夾具的主要定位元件為銷十2大平面，由于大平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故其尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。銷有基準(zhǔn)不重合誤差DJD/SINA，取決于20圓柱的公差，規(guī)定工件上母線為基準(zhǔn)，制造精度和安裝精度要求在合理的范圍內(nèi)。而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。7、體會與展望通過對氣門搖桿軸支座的機(jī)械加工工藝及對13MM孔夾具的設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多有關(guān)機(jī)械加工的知識,這對于我以后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐都起到了至關(guān)重要的作用，使我對學(xué)習(xí)夾具和工藝性設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚的興趣，相信這次課程設(shè)計(jì)過后我才能有夯實(shí)基礎(chǔ)的感覺，遇到難題不放棄不膽怯的決心，對于實(shí)際的內(nèi)容，我主要?dú)w納為以下兩個方面第一方面氣門搖桿軸支座件外形較復(fù)雜，而剛性較差。且其技術(shù)要求很高，所以適當(dāng)?shù)倪x擇機(jī)械加工中的定位基準(zhǔn),是能否保證氣門搖桿軸支座技術(shù)要求的重要問題之一。在氣門搖桿軸支座的實(shí)際加工過程中，選用氣門搖桿軸支座的底面作為定位基面，為保證213MM孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準(zhǔn)的加工原則；保證兩孔的中心距精度要求，可采用互為基準(zhǔn)原則加工。對于加工主要表面，按照“先基準(zhǔn)后一般”的加工原則。氣門搖桿軸支座的主要加工表面為旁端面，較重要的加工表面為上表面，次要的加工表面是體表面、下表面等。氣門搖桿軸支座機(jī)械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的，氣門搖桿軸支座加工路線為工序集中。第二方面主要是關(guān)于夾具的設(shè)計(jì)方法及其步驟。（1）、定位方案的設(shè)計(jì)主要確定工件的定位基準(zhǔn)及定位基面；工件的六點(diǎn)定位原則；定位元件的選用等。（2）、導(dǎo)向及對刀裝置的設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)的是擴(kuò)大頭孔夾具和銑結(jié)合面夾具，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題，以及對刀塊的類型，從而確定鉆套和對刀塊的位置尺寸及公差。（3）、夾緊裝置的設(shè)計(jì)針對連桿的加工特點(diǎn)及加工的批量，對連桿的夾緊裝置應(yīng)滿足裝卸工件方便、迅速的特點(diǎn)，所以一般都采用自動夾緊裝置。（4）、夾具體設(shè)計(jì)連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是比較小，設(shè)計(jì)時應(yīng)注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。（5）、定位精度和定位誤差的計(jì)算對用于粗加工的夾具，都應(yīng)該進(jìn)行定位誤差和穩(wěn)定性的計(jì)算，以及設(shè)計(jì)的夾具能否滿足零件加工的各項(xiàng)尺寸要求。（6）、繪制夾具裝備圖及夾具零件圖。課程設(shè)計(jì)是對我們學(xué)習(xí)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)自我完善和獨(dú)立工作的過程，是大學(xué)學(xué)習(xí)的特色和優(yōu)勢，展望未來，我們機(jī)械的學(xué)子必將是社會發(fā)展的有力力量，靠的就是專著的態(tài)度，良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和真實(shí)的設(shè)計(jì)實(shí)力。而這一切的得來都是努力的結(jié)果，所以我要繼續(xù)發(fā)揚(yáng)這種精神，就像我終結(jié)的知識點(diǎn)一樣，以后還會更多更全面更有規(guī)律性，也希望我們學(xué)校以及學(xué)院給予我們更多的這樣