氣門搖臂軸支座加工工藝設(shè)計

氣門搖臂軸支座加工工藝設(shè)計,氣門,搖臂,支座,加工,工藝,設(shè)計 氣門搖臂軸支座加工工藝設(shè)計說明書 課程：機(jī)械制造技術(shù) 班級： 指導(dǎo)老師： 第3組： 人數(shù)：5人 組長： 小組成員： 2009年11月10日 目　　　　錄 序言 1、計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 2、零件分析 　　 2.1零件的作用 　　 2.2零件的材料及其力學(xué)性能 　　 2.3零件的結(jié)構(gòu)工藝分析 3、毛坯分析 　　　 3.1毛坯的選擇 　　　 3.2毛坯圖的設(shè)計 4、工藝路線擬定 　　　 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 　　　 4.2加工方法的確定 5、加工順序的安排 　　　　 5.1選擇加工方法　 　　 5.2加工階段的劃分 　　　 5.3工序劃分的確定 　　　 5.4熱處理工序的安排 　　　 5.5、確定加工工藝路線 　　　 5.6擬定加工工藝路線 　　　 5.7設(shè)備、刀具、夾具、量具及輔助工具 6、工藝設(shè)計 　　 5.1加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 5.2專用夾具的選用 7、零件加工工時定額與經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 6.1工時定額的計算與說明 6.2經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的計算與說明 8、分析討論 9、參考文獻(xiàn) 附件 一、零件圖 二、毛培圖 三、機(jī)械加工工藝過程卡 四、機(jī)械加工工序卡 五、零件檢驗卡 機(jī)械制造工藝設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目 ： 汽車氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工加工工藝規(guī)程 內(nèi)容及要求： 一.編制《汽車氣門搖臂軸支座加工工藝設(shè)計說明書》（超過3000字），其中附件（國標(biāo)）：工藝過程卡（P134，圖卡獨立）；工序卡（P136，圖卡合一）；檢驗卡（圖卡合一）。 二.每組提交1份電子文稿，1份書面文稿，其中圖、卡有小組每個成員的簽字，以備答辯。 三.參考書目：《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計》、《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》、《機(jī)械設(shè)計手冊》、《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》。 序言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的設(shè)計基礎(chǔ)課、制造基礎(chǔ)課等大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所知識的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，為我們畢業(yè)設(shè)計做一次模擬，也為將來更好的從事機(jī)械設(shè)計這方面工作做鋪墊。 我也相信通過課程設(shè)計能夠跟好的提高我們的獨立做事的能力，也可以提高我們的團(tuán)隊合作能力，同時能夠讓我們更好的能將零碎的知識點都聯(lián)系起來，系統(tǒng)而全面的做好設(shè)計。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請蔡老師給予指教。 1、生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的確定 對于零件而言，產(chǎn)品的產(chǎn)量除了制造機(jī)器所需要的數(shù)量之外，還要包括一定的備品和廢品，因此零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)應(yīng)按下式計算： N=Qn（1+α%）（1+β%） 式中： N——零件的年產(chǎn)量（件/年）； Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）； n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）； α%——該零件的備品率（備品百分率）； β%——該零件的廢品率（廢品百分率）。 取α%為1.5%；β%為1.5% N=Qn(1十α％)（1+β%） =10000×(1+1.5％)（1+1.5％) =10302.25 ≈10303件/年 軸套零件的年產(chǎn)量為10303件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械，根據(jù)下表生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 生產(chǎn)類型 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年） 重型零件（30kg以上） 中型零件（4～30kg） 輕型零件（4kg以下） 單件生產(chǎn) ＜5 ＜10 ＜100 小批生產(chǎn) 5～100 10～200 100～500 中批生產(chǎn) 100～300 200～500 500～5000 大批生產(chǎn) 300～1000 500～5000 5000～50000 大量生產(chǎn) ＞1000 ＞5000 ＞50000 2、零件分析 2.1零件的作用 題目所給的零件是汽車的氣門搖臂軸支座。其中Φ18+0.0270mm孔裝搖臂軸，軸上兩端各裝一進(jìn)、排氣門搖臂。另一Φ16+0.110mm孔內(nèi)裝一減壓軸，用于減低汽缸內(nèi)壓力，便于起動柴油機(jī)。兩孔間距為56±0.05mm可保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現(xiàn)減壓。 2.2零件的材料及其力學(xué)性能 零件的材選45鋼，45鋼是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，易切削，刀具選擇范圍較大，高速鋼或YT類硬質(zhì)合金均能勝任。刀具幾何參數(shù)可根據(jù)不同刀具類型通過相關(guān)表格查取。淬透性低，水淬時易生裂紋。小型件宜采用調(diào)質(zhì)處理，大型件宜采用正火處理。其價格較便宜，經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火后可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可達(dá)52HRC-45HRC. 2.3零件的結(jié)構(gòu)工藝分析 　　零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是氣門式搖臂軸支座需要加工表面以及與加各工表面之間的位置要求： 該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，Φ18+0.0270mm孔與Φ16+0.110mm孔兩孔間距為56±0.05mm，以及Φ3的油孔。該零件主要加工面為Φ18mm，Φ16mm兩圓柱孔，Φ18mm孔的平等度為0.05直接影響搖臂軸的接觸精度及密封，Φ16mm孔的平行度為0.05，粗糙度都為1.6，所以對軸與孔的接觸精度及密封還是比較高的。 有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度用機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 3、毛坯分析 3.1毛坯的選擇 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。由參考文獻(xiàn)知，用查表法確定各表面的總余量如表所示。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。 3.2毛坯圖的設(shè)計 如何確定毛坯尺寸，也就是如何確定加工余量，對確保加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要的意義。余量不能確定過大或是過小，所以應(yīng)當(dāng)選擇合適的方法來確定加工余量，保證零件加工各項尺寸及技術(shù)指標(biāo)。同時，選擇合適的尺寸公差對零件加工和零件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型也有很大的影響。 毛坯選用HT200，采用鑄造所得。因為采用大批生產(chǎn)，產(chǎn)量較大，所以要采用精度要求較高，生產(chǎn)率要求也較高的制造方法。毛坯盡量少切削，以減少機(jī)械加工，來降低成本。 毛坯圖 4、工藝路線擬定 擬定工藝路線包括：定位基準(zhǔn)的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。這也將是氣門搖臂軸支座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計制定的重點 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇：連桿蓋加工工藝過程的大部分工序都采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。端面這樣有利于保證連桿蓋的加工精度，其余各面，孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，而且端面的面積的，定位也比較穩(wěn)定，加緊方案也比較簡單、可靠、操作方便。 粗基準(zhǔn)的選擇：選中間的不加工的毛面，可保證對稱，有利于加緊。最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是Φ22的上端面，再以Φ22的上端面為基準(zhǔn)加工下端面。 4.2加工方法的確定 在市場經(jīng)濟(jì)的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動率為目的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和經(jīng)濟(jì)性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機(jī)械加工資料和工人的經(jīng)驗來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場的加工條件來確定最佳的加工方案。 同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的具體情況和我們學(xué)校的具體加工條件，加工方案： 備料 銑 熱處理 銑 鉆 鏜 鉆 去毛刺及銳邊 成品檢驗 加工表面 表面粗糙度 公差/精度等級 加工方法 φ22上端面 Ra12.5 IT12 粗銑 下端面 Ra6.3 IT12 粗銑-半精銑 φ28外圓端面 兩端Ra3.2 IT12 粗銑-半精銑 φ26外圓端面 兩端Ra12.5 IT12 粗銑 φ18圓柱孔 Ra3.2 IT8 平行度0.05 鉆孔-鏜孔-擴(kuò)孔 φ16圓柱孔 Ra1.6 IT11 平行度0.05 鉆孔-鏜孔-擴(kuò)孔 四處1×45°倒角 Ra12.5 IT12 半精車 φ3油孔 Ra12.5 IT12 鉆 5、加工順序的安排 5.1選擇加工方法 備料：鑄件 φ22上端面、下端面：銑 φ28外圓端面、φ26外圓端面：銑 φ18孔、φ16孔：鉆、鏜、擴(kuò) 四處1×45°倒角：鏜 5.2加工階段的劃分 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時,往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力、零件的加工過程。加工階段按加工路線分，其中需要注意的是：φ18孔、φ16孔的兩個孔由于孔的直徑較大，故需要先打中心孔，再進(jìn)行擴(kuò)孔、鏜孔、鉸孔。 5.3工序劃分的確定 工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進(jìn)行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡單，機(jī)床調(diào)整工作簡化，對操作工人的技術(shù)水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況，采用工序分散 輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺及銳邊，倒角，檢驗等。 5.4熱處理工序的安排 目的是為了消除金屬材料在澆注時,因冷卻速度快金屬材料內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,避免將金屬材料加工成零件后產(chǎn)生因內(nèi)應(yīng)力原因的變形,造成不必要的損失.尤其是一些大型的鑄件都要進(jìn)行時效處理后才能進(jìn)行進(jìn)一步的加工. 其處理方法分自然時效和人工時效兩種. 自然時效處理是將鑄件放在戶外,任其日曬雨淋,雷電交加,四季交替.一般周期需要2~3年. 人工時效處理是針對于自然時效法周期長的缺點,使用加熱爐摹仿自然狀態(tài)溫度變化進(jìn)行時效處理,優(yōu)點是周期短,效果要比自然時效差. 綜合考慮，熱處理采用：人工時效處理 5.5、確定加工工藝路線 備料 銑 熱處理 銑 鉆 鏜 鉆 去毛刺及銳邊 成品檢驗 5.6擬定加工工藝路線 00—備坯：鑄造，清砂，檢驗 05—熱處理：HB190~220（人工時效處理） 10—銑削：銑上端面尺寸保證高度42mm，粗糙度12.5 15—銑削：銑下端面尺寸保證高度39mm，粗糙度6.3 20—鉆削：鉆φ11mm通孔，粗糙度12.5 25—銑削：①銑端面保證尺寸39.5±0.1mm，粗糙度3.2 ②銑端面保證尺寸18.5mm，粗糙度12.5 30—銑削：①銑端面保證尺寸37±0.1mm，粗糙度3.2 ②銑端面保證尺寸16mm，粗糙度12.5 35—鉆削：鉆φ16mm通孔，粗糙度25 40—鉆削：鉆φ14mm通孔，粗糙度25 45—①鏜削：鏜大孔保證孔徑為：φ17.9mm ②鉸：鉸大孔保證孔徑為：φ18mm，粗糙度1.6 ③鏜削：鏜小孔保證孔徑為：φ15.9mm ④鉸：鉸小孔保證孔徑為：φ16mm，粗糙度1.6 50—①鉆削：用φ20mm的經(jīng)過加工成90°的鉆頭對大孔的兩邊進(jìn)行倒角，角度為：1mm×45° ②鉆削：用φ18mm的經(jīng)過加工成90°的鉆頭對小孔的兩邊進(jìn)行倒角，角度為：1mm×45° 55—鉆削：鉆φ3mm孔，粗糙度12.5 60—鉗工：銳邊去毛刺 65—檢驗 5.7設(shè)備、刀具、夾具、量具及輔助工具 備坯 量具：游標(biāo)卡尺 熱處理 量具：游標(biāo)卡尺 銑削 設(shè)備：立式銑床；刀具：端面銑刀；夾具：平口鉗；量具：游標(biāo)卡尺，標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板 銑削 設(shè)備：立式銑床；刀具：端面銑刀；夾具：平口鉗；量具：游標(biāo)卡尺，標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板，39mm的卡規(guī)，通端為39，止端為39 鉆削 設(shè)備：鉆床；刀具：φ11mm麻花鉆；夾具：專用夾具；量具：標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板，φ11mm的塞規(guī)，通端為φ11，止端為φ11 銑削 ①設(shè)備：立式銑床；刀具：端面銑刀；夾具：專用夾具；量具：游標(biāo)卡尺，標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板； ②設(shè)備：立式銑床；刀具：端面銑刀；夾具：專用夾具；量具：游標(biāo)卡尺，標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板； 銑削 ①設(shè)備：立式銑床；刀具：端面銑刀；夾具：專用夾具；量具：游標(biāo)卡尺，標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板； ②設(shè)備：立式銑床；刀具：端面銑刀；夾具：專用夾具；量具：游標(biāo)卡尺，標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板；37mm的卡規(guī)，通端為37，止端為37；16mm的卡規(guī)，通端為16為16，止端為16 鉆削 設(shè)備：鉆床；刀具：φ16mm麻花鉆；夾具：專用夾具；量具：游標(biāo)卡尺，標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板， 鉆削 設(shè)備：鉆床；刀具：φ14mm麻花鉆；夾具：專用夾具；量具：游標(biāo)卡尺，標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板 鏜削 ①設(shè)備：臥式鏜床；刀具：通孔鏜刀；夾具：專用夾具；量具：游標(biāo)卡尺 ②鉸削，設(shè)備：立式鏜床；刀具：φ18 mm機(jī)鉸刀；夾具：專用夾具；量具：標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板，φ18mm的塞規(guī)，通端為φ18，止端為φ18 ③鏜削，設(shè)備：臥式鏜床；刀具：通孔鏜刀；夾具：專用夾具；量具：游標(biāo)卡尺 ④鉸削，設(shè)備：臥式鏜床；刀具：φ16 mm機(jī)鉸刀；夾具：專用夾具；量具：標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板，φ16mm的塞規(guī)，通端為φ16，止端為φ16 鉆削 設(shè)備：鉆床；刀具：φ20mm的經(jīng)過加工成90°的麻花鉆鉆頭；夾具：專用夾具；量具：標(biāo)準(zhǔn)角規(guī) 鉆削 設(shè)備：鉆床；刀具：φ3mm加長麻花鉆；夾具：專用夾具；量具：游標(biāo)卡尺，標(biāo)準(zhǔn)粗糙度對照樣板，φ3mm的塞規(guī)，通端為φ3，止端為φ3 鉗工 夾具：虎口鉗，工具：銼刀 6、工藝設(shè)計 6.1加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 粗 精 粗 半精 精 φ22上端面圓 2.5 mm 41.5±0.125 mm — 下端面 0.25 mm 40.25±0.125mm 39±0.125mm 鉆φ11孔 0.105 φ11±0.105mm φ28前端面 2.5 mm 47.25±0.125mm — φ28后端面 0.25mm 45±0.125mm φ26前端面 2.5 mm 18.25±0.125mm — φ26后端面 0.25mm 16±0.125mm φ18內(nèi)孔 鉆孔 0.1mm φ17.9mm 鏜孔 0.027mm φ18mm 鉸孔 φmm φ16內(nèi)孔 鉆孔 0.1mm φ15.9mm 鏜孔 0.11 φ16mm 鉸孔 φmm φ3油孔 φ3±0.125 mm 6.2專用夾具的選用 在銑、鏜以及鉆φ3的油孔都需要選用專用夾具 7、零件加工工時定額與經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 7.1工時定額的計算與說明 7.1.1熱處理 13h 7.1.2銑φ22上端面圓 切削速度V=0.96m/s,吃刀深度=2.5mm 輔助工時：0.0167h 銑φ22上端面圓總工時：0.016700724h 7.1.3銑下端面 切削速度V=0.96m/s,吃刀深度=2.5mm 輔助工時：0.0167h 銑下端面圓總工時：0.016700724h 7.1.4鉆φ11孔 根據(jù)《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計》p39頁，高速鋼進(jìn)給量表確定 主軸轉(zhuǎn)速:150r/min；走刀量f=0.1mm/r；吃刀深度=39mm 輔助工時：0.0167h 鉆φ11孔總工時：0.06h 7.1.5鏜 7.1.5.1銑φ28兩端面 主軸轉(zhuǎn)速:200r/min；吃刀深度=2.5mm 輔助工時：0.0167h 銑φ28兩端面總工時：0.0346h 7.1.5.2打φ17mm、φ15mm孔的孔 主軸轉(zhuǎn)速:250r/min；走刀量f=0.2mm/r；吃刀深度=39mm 輔助工時：0.0167h×2 打φ18mm、φ16mm孔的中心孔總工時：0.0506h 7.1.5.3擴(kuò)φ17.85mm、φ16.85mm孔 主軸轉(zhuǎn)速:250r/min；走刀量f=0.1mm/r；吃刀深度=39mm 輔助工時：0.0167h×2 擴(kuò)φ18mm、φ16mm孔總工時：0.0461h 7.1.5.4鏜φ18mm、φ16mm孔 主軸轉(zhuǎn)速:250r/min；走刀量f=0.1mm/r；吃刀深度=39mm 輔助工時：0.0167h×2 鏜φ18mm、φ16mm孔總工時：0.0461h 7.1.5.5鉸φ18mm、φ16mm孔 主軸轉(zhuǎn)速:250r/min；走刀量f=0.1mm/r；吃刀深度=39mm 輔助工時：0.0167h×2 鉸φ18mm、φ16mm孔總工時：0.0537h 7.1.5.6倒φ18mm、φ16mm孔兩端倒角 主軸轉(zhuǎn)速:250r/min； 輔助工時：0.0167h×2 倒φ18mm、φ16mm孔兩端倒角總工時：0.0384h 鏜床加工總工時：0.0346h+0.0506h+0.0461h+0.0461h+0.0537h+0.0384h =0.274h 7.1.4鉆φ3mm油孔 輔助工時：0.0167h×2 鉆φ3mm油孔總工時：0.0515h 7.1.5鉗工去毛刺 t=0.167h 氣門搖臂軸加工總工時： 0.016700724h+0.016700724h+0.06h+0.274h+0.0515h+0.167h=0.5859h 7.2經(jīng)費預(yù)算 1、棒料原料費用： 材料：灰鑄鐵HT200； 鑄造：8元/件（包含材料費） 總費用：10303×8=82424元 2、熱處理： 總共所需時間：10h 5元/件·次 總共所需費用51515元 3、銑削加工： 銑削：20元/小時 總共所需工時（0.016700724h+0.016700724h）×10303=334.1202h 總共所需費用：6882.404元 4、鏜削加工： 鏜削：40元/小時 總共所需時間0.274h×10303=2823.022h 總共所需費用：112920.88元 5、鉆削加工： 10元/小時 總共所需時間（0.06h+0.0515h）×10303=1148.785h 總共所需費用：11487.85h元 6、鉗工去毛刺： 10元/小時 總共所需時間0.167h×10303=1720.601h 總共所需費用：17206.01元 汽車氣門搖臂軸支座加工總費用： 82424元+51515元+6882.4元+112920.88元+11487.85h元+17206.01元=282436.14元 汽車氣門搖臂軸支座加工單件費用： 282436.14元/10303件=27.413元/件 8、討論: 1、毛培的選擇 2、工件加工順序及車床的選擇及車床參數(shù) 3、工件加工順序 4、工件生產(chǎn)次品率及加工工時 9、參考文獻(xiàn) 【1】《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》 趙如福編 上?？萍汲霭嫔? 【2】《機(jī)械制造工藝簡明手冊》 李益民主編 哈爾濱工業(yè)出版社 【3】《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計》 吳雄彪主編 浙江大學(xué)出版社 【4】《機(jī)械制造技術(shù)》 王道宏主編 浙江大學(xué)出版社 【5】《機(jī)械設(shè)計手冊（上冊）》 化學(xué)工業(yè)出版社 【6】《機(jī)械設(shè)計手冊（軟件版）》 【7】《互換性與測量技術(shù)》 鄭建中主編 浙江大學(xué)出版社 【8】《機(jī)械工程材料》 許德珠 附件 一、零件圖 二、機(jī)械加工工藝過程卡 三、機(jī)械加工工序卡 四、零件檢驗卡