氣門(mén)搖桿軸支座 (2)

機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：設(shè)計(jì)氣門(mén)搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專(zhuān)用夾具內(nèi)容：（1）零件一毛坯合圖 1張（2）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 12張（3）夾具裝配總圖 1張（4）夾具零件圖 一張（5）課程設(shè)計(jì)闡明書(shū) 一份原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)大綱6000件/年。 班級(jí)： 學(xué)生： 指引教師： 時(shí)間： 年 月 日目錄第一部分：設(shè)計(jì)目的 1 第二部分：設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)一、零件的作用 1 二、擬定毛坯，畫(huà)毛坯零件合圖 2 三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 四、加工工序設(shè)計(jì) 8五、時(shí)間定額計(jì)算 10 六、夾具設(shè)計(jì) 12 設(shè)計(jì)目的：機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)(含機(jī)床夾具設(shè)計(jì))和大部分專(zhuān)業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基本上進(jìn)行的一種教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題。初步具有了設(shè)計(jì)一種中檔復(fù)雜限度零件（氣門(mén)搖桿軸支座）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和措施，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完畢家具構(gòu)造設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，圖表等技術(shù)資料及編寫(xiě)技術(shù)文獻(xiàn)技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為此后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及將來(lái)從事的工作打下良好的基本。由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)局限性，設(shè)計(jì)中尚有許多局限性之處，但愿各位教師多加指引。一 零件的分析 （一） 零件的作用氣門(mén)搖桿軸支座是柴油機(jī)一種重要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部，Ø20（+0.10+0.16）孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門(mén)搖桿，搖桿座通過(guò)兩個(gè)Ø13mm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(dòng)。（二） 零件的工藝分析 由附圖1得知，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，合用于承受較大應(yīng)力，規(guī)定耐磨的零件。 該零件上重要加工面為上端面，下端面，左右端面，2-Ø13mm孔和Ø20（+0.1+0.06）mm以及3mm軸向槽的加工。Ø20（+0.1+0.06）mm孔的尺寸精度以及下端面0.05mm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(mén)的傳動(dòng)精度及密封，2Ø13mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.055mm。因此，需要先如下端面為粗基準(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Ø20（+0.1+0.06）mm孔時(shí)如下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對(duì)下端面的位置精度。由參照文獻(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規(guī)定可以達(dá)到的零件的構(gòu)造的工藝性也是可行的。二 擬定毛坯，畫(huà)毛坯零件合圖（附圖2）根據(jù)零件材料擬定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)大綱為6000件/年，通過(guò)計(jì)算，該零件質(zhì)量約為3Kg，由參照文獻(xiàn)（5）表14、表13可知，其生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，毛坯的鍛造措施選用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘存應(yīng)力，鍛造后安排人工時(shí)效解決。參照文獻(xiàn)（1）表2.312；該種鍛造公差級(jí)別為CT1011，MA-H級(jí)。參照文獻(xiàn)（1）表2.3-12，用查表措施擬定各表面的加工余量如下表所示：加工表面基本尺寸加工余量級(jí)別加工余量數(shù)值闡明上端面48mmH4mm單側(cè)加工下端面50mmH3mm單側(cè)加工左端面35mmH3mm單側(cè)加工右端面35mmH3mm單側(cè)加工 三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一） 定位基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇：氣門(mén)搖桿軸支座的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)，能使加工遵循基準(zhǔn)重疊的原則，實(shí)現(xiàn)V形塊十大平面的定位方式（V形塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊）。Ø20（+0.1+0.06）mm孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)樸，可靠，操作以便。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到如下幾點(diǎn)規(guī)定，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。第一， 在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的以便性，減少輔助時(shí)間，因此粗基準(zhǔn)為上端面。鏜削Ø20（+0.1+0.06）mm孔的定位夾緊方案：方案一：用一菱形銷(xiāo)加一圓柱銷(xiāo)定位兩個(gè)Ø13mm的孔，再加上底面定位實(shí)現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn)類(lèi)型中。方案二：用V形塊十大平面定位V形塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)R10的外圓柱表面進(jìn)行定位，再加底面實(shí)現(xiàn)完全定位，由于Ø13mm孔的秒個(gè)精度不需要很高，故用做定位銷(xiāo)孔很難保證精度，因此選擇方案二。（二） 制定加工工藝路線根據(jù)各表面加工規(guī)定，和多種加工措施能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，擬定各表面及孔的加工措施如下：上端面：精銑。 下端面：粗銑左端面：粗銑精銑 右端面：粗銑精銑2Ø13mm孔：鉆孔。 3mm 軸向槽精銑Ø20（+0.1+0.006）mm：鉆孔粗鏜精鏜因左右兩端面均對(duì)Ø20（+0.1+0.006）mm孔有較高的位置規(guī)定，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先重要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在背面，每一階段要一方面加工上端面后鉆孔，左右端面上Ø20（+0.1+0.006）mm孔放背面加工。初步擬訂加工路線如下：工序號(hào)工序內(nèi)容鍛造時(shí)效涂漆00車(chē)上端面01鉆兩通孔02精銑下端面03銑右端面04鉆通孔¢18mm05鏜孔Ø20mm，孔口角*度06銑左端面07銑軸向槽08檢查09入庫(kù)上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序尚有某些問(wèn)題還值得進(jìn)一步討論。如車(chē)上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車(chē)床上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是持續(xù)的圓環(huán)面，車(chē)削中浮現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)，故改動(dòng)銑削加工。工序03應(yīng)在工序02前完畢，使上端面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少受力變形和受熱變形對(duì)2Ø13mm通孔加工精度的影響。修改后的工藝路線如下：序號(hào)工序內(nèi)容簡(jiǎn)要闡明01020304050607080910鍛造時(shí)效涂漆精銑上端面精銑下端面鉆兩通孔銑右端面鉆通孔Ø18鏜孔到Ø20，孔口倒角1*45度銑左端面銑軸向槽檢查入庫(kù)消除內(nèi)應(yīng)力避免生銹先加工粗基準(zhǔn)面加工經(jīng)基準(zhǔn)先面后孔先面后孔后鏜削余量次要工序后加工（三）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備合適通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳動(dòng)均由人工完畢。粗銑上端面：考慮到工件的定位夾緊方案及夾具構(gòu)造設(shè)計(jì)等問(wèn)題，采用立銑選擇X1632立式銑床。（參照文獻(xiàn)（1）表6-18），選擇直徑D為Ø80mm立銑刀，參照文獻(xiàn)（1）表7-88，通用夾具和游標(biāo)卡尺。粗銑下端面：采用上述相似的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑下端面：采用上述相似的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。粗銑左端面：采用臥式銑床X1632，參照文獻(xiàn)（1）表621，采用此前的刀具，專(zhuān)用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑左端面：采用臥式銑床X1632,參照文獻(xiàn)（1）表621，專(zhuān)用夾具及游標(biāo)卡尺。鉆2-Ø18mm孔：采用Z3025B*10，參照文獻(xiàn)（1）表626，通用夾具。刀具為d為Ø18.0的直柄麻花鉆，參照文獻(xiàn)（1）表7111。鉆Ø18孔：鉆孔直行為Ø118mm，選擇搖臂鉆床Z3025參照文獻(xiàn)（1）表626，采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。鏜Ø20（+0.1+0.06）mm孔：粗鏜：采用臥式組合鏜床，選擇功率為1.5KM的ITA20鏜削頭，參照文獻(xiàn)（1）白喔88。選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿，專(zhuān)用夾具，游標(biāo)卡尺。四、加工工序設(shè)計(jì)經(jīng)查參照文獻(xiàn)（1）表312可得，銑削上端面的加工余量為4mm，又由零件對(duì)上頂端表面的表面精度RA=12.5mm可知，粗銑的銑削余量為4mm。底面銑削余量為3mm，粗銑的銑削余量為2mm，精銑余量1mm，精銑后公差登記為IT7。取每齒進(jìn)給量為fz.mmz（粗銑）取每齒進(jìn)給量為f.mmr（精銑）粗銑走刀一次apmm，精銑走刀一次apmm初步取主軸轉(zhuǎn)速為rmin（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為rmin，又前面已選定直徑為Ømm，故相應(yīng)的切削速度分別為：校核粗加工。粗n.精n.又由機(jī)床切削功率P=167.9*10-5ap0.9f2aeznkpm取Z=10個(gè)齒，pm=1.代入得：pm=.0.9*(0.2)50*2.5*10*1pm=0.861(km)又因前查的機(jī)床的功率為.kw/h 若效率為.8P,則. P=6.0>pm故選擇主軸的轉(zhuǎn)速為m/min(2)工序中的粗鏜ø工序。Ø粗鏜余量參照文獻(xiàn)表取粗鏜為.mm，粗鏜切削余量為0.2mm,鉸孔后尺寸為20H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表加工表面加工措施余量公差級(jí)別工序尺寸及公差Ø18粗鏜1.8_ø19.8Ø19.2精鏜0.2H820H8孔軸線究竟面位置尺寸為0mm因精鏜與粗鏜的定位的下底面與V型塊，精鏜后工序尺寸為20.02±0.08mm，與下底面的位置精度為0.05mm,與左右端面的位置精度為0.06mm,且定位夾緊時(shí)基準(zhǔn)重疊，故不需保證。0.06mm跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。粗鏜孔時(shí)因余量為1.9mm,故ap=1.9mm,查文獻(xiàn)表. 4-8取V=0.4m/s=24m/min去進(jìn)給量為f=002mm/rn=1000V/d=1000*24/3.14*20=380r/min查文獻(xiàn)的Fz=9.81*60nFzCFzapXFzVnFzKFzpm=FzV*10-3CF2=180, XFz=1Yfz=0.75nFz=0Rfz=9.81*60°*180*2.75*0.20.75*0.4°*1 =1452 NP=0.58 kw 取機(jī)床效率為.0.78*0.85=0.89kw>0.58kw故機(jī)床的功率足夠。五、時(shí)間定額計(jì)算下面計(jì)算工序的時(shí)間定額（） 機(jī)動(dòng)時(shí)間粗鏜時(shí)：L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s精鏜時(shí)：f取0.1mm/s L/(f*n)=45/0.1*380=15s總機(jī)動(dòng)時(shí)間:T=7.5+15=22.5s(2)輔助時(shí)間：操作內(nèi)容每次時(shí)間(min)粗鏜精鏜操作次數(shù)時(shí)間min操作次數(shù)時(shí)間min裝夾212-換刀11111測(cè)量0.110.110.1卸夾1.5-11.5開(kāi)機(jī)到開(kāi)始的時(shí)間0.31110.3退刀0.11110.1因此輔助時(shí)間Ta為：Ta=2+1+0.1+1.5+0.3*2+0.1*0.1*2=6.5min作業(yè)時(shí)間為T(mén)a+Tb=605+0.37=6.87 min該工序單位加工時(shí)間為6.87min五、填寫(xiě)機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡工藝文獻(xiàn)詳見(jiàn)附表。六、夾具設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的夾具為第道工序粗精鏜Ø（+.+.）mm孔。該夾具為雙支承前后引導(dǎo)鏜床夾具。、 擬定設(shè)計(jì)方案該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為下端面，故如下端平面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重疊”原則；另加兩形塊從前后兩方向?qū)崿F(xiàn)對(duì)的外圓柱面進(jìn)行夾緊，從對(duì)工件的構(gòu)造形狀分析，若工件如下端面朝下放置在支承板上，定位夾緊就比較穩(wěn)定，可靠，也容易實(shí)現(xiàn)。工件如下端面在夾具上定位，限制了三個(gè)自由度，其他三個(gè)自由度也必須限制。用哪種方案合理呢？方案在Ø的通孔內(nèi)插入一現(xiàn)邊銷(xiāo)限制一種移動(dòng)自由度，再以?xún)煽椎牧硪环N孔內(nèi)側(cè)面用兩個(gè)支承釘限制一種移動(dòng)自由度和一種轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。這種定位方案從定位原理上分析是合理的，夾具構(gòu)造也簡(jiǎn)樸。但由于孔和其內(nèi)側(cè)面均不規(guī)定其精密度，又因構(gòu)造因素，夾緊力不適宜施加在這樣的定位元件上，故工件定位面和定位元件之間很也許會(huì)接觸不好，使定位不穩(wěn)定。這個(gè)方案不適宜采用。方案用兩個(gè)形塊夾緊前后兩外圓柱面，用兩鉸鏈壓板壓在工件的下端，這樣就限制了兩個(gè)移動(dòng)自由度和一種轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，這種方案定位可靠，可實(shí)現(xiàn)完全定位。計(jì)算夾緊力并擬定螺桿直徑參照文獻(xiàn)（）表，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力夾與切削力之間的關(guān)系夾安全系數(shù)在夾緊力與切削力方向相反后時(shí)，由前面的計(jì)算可知.因此夾*.F0= F夾/2=1178.4（N）參照文獻(xiàn)3表1-24，從強(qiáng)度考慮，用一種M10的螺柱完全可以滿足規(guī)定，M10的許應(yīng)夾緊為3924N，因此螺桿直徑為d=10mm3.定位精度分析Ø20（+0.10+0.16）孔的精加工是在一次裝夾下完畢的，具體采用的是前后支撐引導(dǎo)的夾具機(jī)構(gòu)，機(jī)床與鏜桿之間所采用的是浮動(dòng)連接，故機(jī)床主軸振動(dòng)可略不計(jì)，Ø20（+0.10+0.16）孔的加工精度重要由鏜模來(lái)保證。圖見(jiàn)附表。由于孔的軸線與底面的平行度規(guī)定為0.05。故兩鏜模裝配后同軸度規(guī)定應(yīng)不不小于0.05，又由于鏜套與鏜桿Ø18 H6（+0.030）/h5(0-0.009)，其最大間隙為Xmax=0.013+0.009=0.022mm=0.022/310=0.00007被加工孔的長(zhǎng)度為42mm取兩孔同軸度誤差為0.03mm則 T1=2×42×0.00007=0.006T2=0.03mm因此T=T1+T2=0.036 又覺(jué)得 0.036<0.050.006<0.06因此夾具能滿足零件加工精度的規(guī)定。零件圖，零件毛坯合圖另附參照文獻(xiàn)：（） 陳宏均 主編 實(shí)用加工工藝手冊(cè)（） 孟少農(nóng) 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè)（3） 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（4） 鄭修本 主編 機(jī)械制造工藝學(xué)