氣門搖臂軸支座加工工藝畢業(yè)設(shè)計

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1、 氣門搖臂軸支座加工工藝 目錄 一 零件分析： 3 （一） 零件的作用： 3 （二） 零件的工藝分析： 4 二 確定毛坯 5 三 制訂零件的機(jī)械加工工藝路線 6 （一）定位基準(zhǔn)的選擇 6 （二）機(jī)械加工工藝路線制訂： 6 （三）選擇加工設(shè)備及刀，夾，量具 10 （四）確定設(shè)計方案 13 （五） 查詢加工余量 13 （六）工藝卡制訂： 14 氣門搖臂軸支座加工工藝 氣門搖臂軸支座 一 零件分析： （1） 零件的作用： 氣門搖臂軸

2、支座是柴油機(jī)一個主要零件，是柴油機(jī)搖臂座的結(jié)合部，φ18(+0.0027~0)mm孔裝搖臂軸，軸上兩端各裝一進(jìn)排氣門搖桿，φ16(+0.11~+0.0)mm孔內(nèi)裝一減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機(jī)。兩孔間距為56正負(fù)0.05mm可保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現(xiàn)減壓。該零件通過φ11mm孔用M10螺桿與汽缸蓋相連。 （2） 零件的工藝分析： 由圖可知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減震性，適用于承受較大應(yīng)力，但是塑性較差，脆性較高，不適合磨削，而且加工主要集中在平面加工與孔加工上。根據(jù)對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以

3、及加工表面之間的位置要求如下：22外圓的上端面以及與次孔相通的11通孔，粗糙度均為12.5；36mm下端面，根據(jù)該零件總體加工特性，我們將設(shè)其為整個加工過程的基準(zhǔn)面，粗糙度為12.5，并且需要首先將此基準(zhǔn)面加工出來；26外圓的前后端面，粗糙度為12.5；前后端面倒一45度的角，粗糙度為12.5；16的通孔，其所要求的精度較高，所以我們要求他的粗糙度為1.6，該孔的軸線與36mm下端面平面度為0.05；28外圓的前后端面，粗糙度為3.2；前后端面倒一45度的角，粗糙度為12.5；18的通孔，要求的表面粗糙度和位置精度很高，其粗糙度為1.6，孔的軸線與36mm下端面的平行度為0.05；通過對零件圖

4、的分析可知，36mm下端面和22mm上端面所要求的粗糙度都不是很高，所以不用精加工即可達(dá)到要求，且這兩面作為加工過程主要的定位基準(zhǔn)面，因此可以用粗加工或者半精加工來達(dá)到其精度要求，再以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具對其他部分進(jìn)行加工，并且能夠保證其他部分加工的精度要求。 二 確定毛坯 零件材料為HT200，由于灰鑄鐵脆性高硬度低，但是鑄造性能高，切削加工性能優(yōu)良，所以毛坯可選擇為鑄造的方法。為保證表面粗糙度，則可選擇為砂型鑄造法。雖然沒有要求是否大批量生產(chǎn)該零件，但是砂型鑄造法可以為大批量生產(chǎn)提供效率保證。并且，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后還應(yīng)安排人工時效處理。通過計算零件

5、的長度寬度高度，我們將毛坯定為長83mm,寬37mm,高62mm，這樣就把毛坯確定下來了。 零件毛坯圖 三 制訂零件的機(jī)械加工工藝路線 在制定工藝方案時，我們需要對工序進(jìn)行合理的劃分，對基準(zhǔn)進(jìn)行選擇，對工序集中度進(jìn)行確定，對加工階段進(jìn)行劃分，對加工方法進(jìn)行確定。 （一）定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)選擇：此零件大部分將采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，這樣有利于保證連桿蓋加工精度，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”原則，而且端面的面積，定位也比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡

6、單，可靠，操作方便。粗基準(zhǔn)選擇：選中間不加工的面，可保證對稱，比如36mm上端面與28mm下端面。“互為基準(zhǔn)“原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 加工階段會按照加工路線分，其中需要注意的是Φ18孔Φ 16孔的兩個孔由于孔的直徑較大，所以需要先打中心空，再進(jìn)行 擴(kuò)孔，鏜孔。 （二）機(jī)械加工工藝路線制訂： 工序一 鑄造

7、毛坯 工序二 清砂 工序三 時效處理 工序四 選擇上端面和φ28的側(cè)面 為基準(zhǔn)，粗銑φ22mm下端面 工序五 選擇下底面和φ28的側(cè)面

8、 為基準(zhǔn)，粗銑φ22mm上端面 工序六 選擇下底面、φ28的側(cè)面 和寬度為22mm左側(cè)面為基準(zhǔn)，鉆φ11m的孔 工序七 選擇下底面、φ11的孔和 寬度為22mm的小平面為基準(zhǔn)

9、 1.粗銑φ28mm外圓前端面 2.粗銑φ28mm外圓后端面 3.粗銑φ26mm外圓前端面 4.粗銑φ26mm外圓后端面 工序八 選擇下底面、寬度22mm的 左側(cè)面為基準(zhǔn)，其端面為輔助定位基準(zhǔn) 1.鉆削φ18的孔 2.鉆削φ16的孔 工序九

10、 選擇上頂面和φ28的側(cè)面 為基準(zhǔn)，半精銑 φ22mm下端面 工序十 選擇下底面、φ18的孔及其 另一端面為基準(zhǔn) 1.半精銑φ28mm的前端面 2.半精銑φ28mm的后端面 工序十一 選擇下

11、底面、φ11的孔及其 端面為基準(zhǔn) 1. 擴(kuò)φ18的孔 2. 粗 精鉸φ18的孔 工序十二 選擇下底面、φ18的孔及φ 16的端面為基準(zhǔn) 1.擴(kuò)φ16的孔 2.粗鉸φ16的孔 3.精鉸φ16的孔

12、工序十三 選擇每個倒角面的另一側(cè)面 和下底面為基準(zhǔn) 1.對孔φ18和φ16的前側(cè) 面進(jìn)行45度倒角 2.對孔φ18和φ16的后側(cè) 面進(jìn)行45度倒角 工序十四 選擇上頂

13、面、φ18的孔及φ 28的側(cè)面為基準(zhǔn)，鉆φ3的孔 工序十五 鉗工去毛刺 工序十六 終檢 （三）選擇加工設(shè)備及刀，夾，量具 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量起作用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為專用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用流水生產(chǎn)線，工作在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床的傳送均由人工完成。 粗銑下端面，考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑，選擇Z52K立式銑床，選擇直徑D為φ60mmr

14、 c類刀，量具用游標(biāo)卡尺。 粗精銑上端面，選擇與銑床下端面相同的銑床X52K采用精銑床專用夾具及游標(biāo)卡尺，刀口形直尺。 精銑下端面，同以上相同的銑床，夾具量具。 鉆φ11mm孔，先用搖臂式鉆床Z3025，采用錐柄麻花鉆。 選擇X52K立式銑床，選擇直徑D為200mm的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀，專用夾具和游標(biāo)卡尺。 半精銑床M,N面，由于定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，宜采用臥銑，選擇X62W臥式銑床，選擇與粗銑相同型號的刀具，采用精銑專用夾具和游標(biāo)卡尺，刀口型直尺。 粗銑p面q面采用臥式雙面組合銑床，因切削功率較大，故采用功率為5.5kw的ITX32型銑削頭，選擇直徑為φ160mm的C類可轉(zhuǎn)位銑刀，專用夾

15、具，游標(biāo)卡尺。 氣門搖臂軸支座加工工藝裝備選用 工序號 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 工序1 鑄 游標(biāo)卡尺 工序2 檢 游標(biāo)卡尺 工序3 熱處理 游標(biāo)卡尺 工序4 銑 臥式銑床X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺 工序5 銑 臥式銑床X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺 工序6 鉆 立式鉆床Z525 直柄麻花鉆 ￠11 卡尺、塞規(guī) 工序7 銑 臥式銑床X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺 工序8 銑 臥式銑床X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺 工序9 鉆 TX617臥式鏜床

16、 麻花鉆、擴(kuò)鉆、機(jī)用鉸刀 內(nèi)徑千分尺，塞規(guī) 工序10 鉆 TX617臥式鏜床 麻花鉆、擴(kuò)鉆、機(jī)用鉸刀 內(nèi)徑千分尺，塞規(guī) 由于所查得的機(jī)械加工余量適用于機(jī)械加工表面，的加工表面，機(jī)械加工余量要適當(dāng)放大。分析本零件，除了￠18和￠16的外，沒有一個加工表面的表面粗糙度是小于1.6的，也就是所有的加工表面，因此一般情況下這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可，但是由于大部分表面加工都需經(jīng)過粗加工和半精加工，因此余量將要放大，這里為了機(jī)械加工過程的方便，除了孔以外的加工表面，將總的加工余量統(tǒng)一為一個值。如下表： 毛坯尺寸及機(jī)械加工總余

17、量表 加工 表面 基本 尺寸 鑄件尺寸 公差 機(jī)械加工總余量 鑄件 尺寸 ￠22上端面 42mm 2.6 4 50 36mm下端面 36mm 2.6 4 44 ￠28前端面 37mm 2.6 4 45 ￠28后端面 37mm 2.6 4 45 ￠26前端面 16mm 2.2 4 24 ￠26后端面 16mm 2.2 4 24 （四）確定設(shè)計方案 從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，該工件上端面下端面均加工過，所以下端面為定位記基準(zhǔn)，可限制三個自由度，φ28圓柱右側(cè)用一開口V型塊定位，可限制兩個自由

18、度，零件左側(cè)用一V型塊定位夾緊，這樣可以保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。夾具以夾局安裝面，內(nèi)六角螺釘，定位銷定位，用T型槽螺栓連接。 本道工序的夾具應(yīng)先用手動夾緊，手動回轉(zhuǎn)，使夾具簡單，操作方便。 表面輪廓是在一次裝夾下完成加工的，定位精度由夾具保證。 此外，夾具還應(yīng)標(biāo)注形位公差。 （五） 查詢加工余量 零件的表面加工方法的選擇 根據(jù)本零件圖上所標(biāo)注的各加工表面的技術(shù)要求，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》,，最后確定本零件各加工工序的余量： 機(jī)械加工工序間加工余量表 工序號 工步號 工步內(nèi)容 加工余量/mm 工序4 1

19、粗銑￠22上端面 4 工序5 1 粗銑36mm下底面 3 2 半精銑36mm下底面 1 工序6 1 鉆￠11通孔 11 工序7 1 粗銑￠28前端面 3 2 粗銑￠26前端面I 4 3 半精銑￠28前端面F 1 工序8 1 粗銑￠26后端面J 4 2 粗銑￠28后端面G 3 3 半精銑￠28后端面G 1 工序8 1 鉆￠17的通孔 17 2 擴(kuò)孔至￠17.85 0.85 3 粗鉸至￠17.94 0.09 4 精鉸至￠18H9 0.06 工序10 1 鉆￠15通孔 15 2 擴(kuò)孔至￠15.85

20、 0.85 3 粗鉸至￠15.95 0.10 4 精鉸至￠16H9 0.05 工序11 1 鉆￠3偏10內(nèi)孔 3 （六）工藝卡制訂： 氣門搖臂軸支座夾具設(shè)計 指導(dǎo)老師：張俊紀(jì) 學(xué)生：郎韻旭 學(xué)號：20103921 日期：2012.9.12 1、 夾具設(shè)計的任務(wù)和目的 夾具設(shè)計是機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生會全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)選修

21、課程的理論和實踐知識進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 設(shè)計任務(wù) 本次設(shè)計是對氣門搖臂軸支座￠11孔加工的鉆床夾具設(shè)計。 氣門搖臂軸支座￠11孔加工專用夾具設(shè)計 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)計專用夾具。本次將為￠11孔加工設(shè)計專用夾具，本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆。 一.確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 1.確定定位方案，選擇定位元件 根據(jù)我們所選擇的工序來詳細(xì)觀察零件圖，根據(jù)圖中零件所要求的位置尺寸，以及形位精度要求，來確定夾具的結(jié)構(gòu)方案。 本道工序的￠11孔的位置精度要求不高，只要與￠22外圓中心線同軸即可，且沒有同軸度要求，且￠1

22、1孔德尺寸精度要求不高，故可以直接采用￠11的鉆頭鉆削即可。由于￠11孔表面粗糙度為12.5，故只需鉆削加工即可達(dá)到要求。該工序零件的裝夾可以采用典型的“六點定位”原則進(jìn)行裝夾。由于36mm下端面為該工件的主要定位基準(zhǔn)，故以36mm下端面為主定位面，可以采用兩個支承板進(jìn)行定位。由于￠28的外圓前或后端面較大，故可以以￠28外圓后端面做為導(dǎo)向面，可以采用與36mm下端面相平行的兩個定位銷進(jìn)行定位，以￠28外圓柱面左端為止推面，可以采用固定式定位銷進(jìn)行定位。 2.確定導(dǎo)向裝置 由于本工序的￠11孔加工精度不高，可以采用一次鉆削加工即可達(dá)到尺寸精度和表面粗糙的要求，但鉆孔時需要鉆套來保證鉆削

23、加工時鉆頭的位置，從而保證￠11孔的位置精度。由于該零件為大批大量生產(chǎn)，鉆套有可能會磨損。故可以采用可換鉆套。如裝配圖所示可換鉆套與襯套的配合尺寸為￠18F7/m6,襯套和鉆模板的配合尺寸為￠22 F7/n6. 3.確定加緊機(jī)構(gòu) 在 機(jī)械加工工藝設(shè)計中，已經(jīng)確定氣門搖臂軸支座的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故在確定夾緊機(jī)構(gòu)時，應(yīng)該做到裝夾方便、省時，省力的要求，在此工序夾具中選擇螺旋 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。如夾具裝配圖所示，在零件的前端夾具體上設(shè)計一個螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，通過轉(zhuǎn)動手柄使夾緊元件的圓柱端面壓緊￠28外圓的前端面，從使零件在夾具體上被夾緊。當(dāng)加工完畢后，只需松動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的手柄，零件即可

24、從右端取出。 二.夾具體的設(shè)計 夾具體的設(shè)計應(yīng)通盤考慮，使上述各部分通過夾具體能夠有機(jī)的聯(lián)系起來，形成一個整體。 考慮夾具與機(jī)床的連接，因為是在立式鉆床床上使用，故不需要定向鍵，只需利用螺栓、螺母通過工作臺上的T型槽與夾具體上的U型槽將夾具體夾緊即可；考慮到36mm下端面是用兩個支承板進(jìn)行定位的，故安裝支承板位置的夾具體面需要加工，為了減少加工面積可以設(shè)計一個凸起4mm的方形凸臺便于加工；考慮到便于排屑問題應(yīng)在夾具體與工件￠11孔對應(yīng)的地方鉆削一個￠12的通孔?？紤]到在工件￠28外 圓面得左端有一固定式定位銷，故在夾具體上安裝定位銷的部位應(yīng)由一凸起的加工圓臺，便于定位銷的定位和安裝

25、；考慮到夾具體的凸起方臺和凸起圓臺的加工，故 在零件后面的定位銷固定板應(yīng)做成是可拆卸的，便于凸臺的加工；由于夾具體的材料為鑄件塑性較差、脆性較高，故不易進(jìn)行螺紋加工，需要加工螺紋的地方應(yīng)預(yù)留 一個螺紋襯套孔便于螺紋襯套的安裝。 三.方案選擇 根據(jù)圖紙要求，為保證加工質(zhì)量，在工件上鉆孔，工序基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計基準(zhǔn)相同。工序基準(zhǔn)為：11、3622底平面、和圓柱端面。 方案一：工件以底平面作為主要定位面，限制3個自由度，以孔定位一個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度，還有一個移動自由度由短定位螺釘在圓柱面定位。采用螺旋移動壓板式夾緊。如圖： 方案二：工件以孔作為主要定位面，

26、限制4個自由度，底平面小端面，定位1個自由度，圓柱面用短定位螺釘定位一個移動自由度。直接采用心軸螺旋夾緊。如圖： 綜上，進(jìn)行兩方案比較。本工序的主要加工要求是、及保證兩孔的距離和底平面的距離并保證兩孔的中心軸與底平面的平行度。兩孔的精度和距離要求由鉆模板保證。而余下的就由定位方案決定。方案一工件以底平面作為主要定位面，能保證兩孔的中心軸與底平面的距離，也能保證兩孔與底平面的平行度。定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合。方案二工件以孔和底面小端面定位，孔的精度不高定位4個自由度誤差較大，而且長心軸在使用過程中也容易磨損，裝夾費(fèi)時，所以選用方案一。