气门摇杆轴支座的设计.doc

1、机械制造技术基础课程设计 姓名： 班级： A10机械1 学号： 2013年7月1日目录第一章 零件的工艺分析11.1零件作用分析11.2 零件工艺分析1第二章 确定毛坯及绘制简图22.1确定毛坯22.2绘制毛坯简图3第三章 拟定零件工艺路线33.1定位基准的选择33.2制定工艺路线43.3机械加工余量的确定53.4切削用量及基本工时的确定63.5机械加工工艺过程卡113.6机械加工工序卡片12参考文献21第一章 零件的工艺分析1.1零件作用分析题目所给的零件是气门摇杆轴支座，是柴油机摇杆座的结合部，它是柴油机的一个重要零件。其中摇杆轴装在20（+0.06+0.1）孔中，轴上两端各装一进气门摇杆

2、，摇杆座通过两个13孔用M12螺杆与气缸盖相连，3mm轴向槽用于紧锁摇杆轴，使其不能动。1.2 零件工艺分析 由零件图得，其材料为HT200。该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。该零件上主要加工面为上顶面，下底面，左右两端面，213孔，20（+0.06+0.1）孔以及3mm宽的轴向槽。其中20（+0.06+0.1）孔的尺寸精度以及下端面相对于20（+0.06+0.1）孔轴线的平行度及左右端面的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度和密封性。因此，需要先以上顶面为粗基准加工下底面，在以下底面为精基准加工上顶面，最后加工20（+0.06+0.1）

3、孔时以下底面为定位基准，以保证孔轴相对下底面的位置精度。由机械加工工艺手册中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。加工表面尺寸及偏差（mm）公差等级表面粗糙度Raum 形位公差mm上顶面IT1212.5下底面IT126.3平行度0.05213孔13（+0.2-0.2）IT1012.520孔20（+0.06+0.1）IT83.2左右端面32IT91.6圆跳度0.06第二章 确定毛坯及绘制简图2.1确定毛坯根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的类型为中批量生产，通过计算，该零件质量约为3Kg，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消除残余应

4、力，铸造后安排人工时效处理。由机械加工工艺手册查该种铸造公差等级为CT1011，MA-H级。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等级加工余量数值铸造尺寸公差上顶面48 mmH4 mm2.8 mm下底面50 mmH3 mm2.8 mm左端面35 mmH3 mm2.6 mm右端面35 mmH3 mm2.6 mm2.2绘制毛坯简图第三章 拟定零件工艺路线3.1定位基准的选择粗基准的选择：在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加 工余量尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上顶面。精基准的选择：气门摇杆轴支座的下底面既是装配基准又

5、是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现V形块十大平面的定位方式（V形块采用联动夹紧机构夹紧）。20（+0.06+0.1）mm孔及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。3.2制定工艺路线根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下：上顶面：粗铣。 下底面：粗铣精铣左端面：粗铣精铣 右端面：粗铣精铣 213mm孔：钻孔。 3mm 轴向槽精铣 20（+0.1+0.006）mm 钻孔扩孔铰孔倒角 因左右两端面均对20（+0.1+0.006）mm孔

6、有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将上顶面的粗铣和下底面的粗铣放在前面，下底面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上顶面后钻孔，左右端面上20（+0.1+0.006）mm孔放后面加工。初步拟订加工路线如下：工序号工序内容 定位基准铸造时效涂漆00粗铣上顶面 上顶面+左右端01钻两通孔 下底面+ 外圆柱面02精铣下底面 上顶面+左右端03铣右端面 下底面+左右端04钻通孔18mm 下底面+ 外圆柱面05镗孔20 下底面+ 外圆柱面06铣左端面 下底面+左右端07铣轴向槽 下底面+ 外圆柱面08检验

7、09入库上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难；又由上端面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削容易引起工艺系统的震动，故改动铣削加工。修改后的工艺路线如下： 序号工序内容机床设备刀具量具铸造时效涂漆00粗铣下底面立式铣床X51立铣刀游标卡尺01粗铣上顶面立式铣床X51立铣刀游标卡尺02精铣下底面立式铣床X51立铣刀游标卡尺03钻通孔213摇臂钻床Z535高速钢麻花钻塞规04粗铣左右端面卧式铣床X6132圆盘铣刀游标卡尺05铣轴向槽卧式铣床X6132直齿三面刃铣刀游标卡尺06精

8、铣左右端面卧式铣床X6132圆盘铣刀游标卡尺07钻通孔18摇臂钻床Z535高速钢麻花钻塞规08镗孔到20卧式铣床X6132镗刀塞规09检验入库游标卡尺塞规 百分表3.3机械加工余量的确定查金属切削手册可知计算底面加工余量公式如下。 式中 ： e 余量值； 铸件的最大尺寸； 加工表面最大尺寸； C 系数根据机械加工工艺手册.表3-12查表得出各个加工面得加工余量。经查机械加工工艺手册表312可得，铣削上端面的加工余量为4，又由零件对上顶端表面的表面精度RA=12.5可知，粗铣的铣削余量为4。底面铣削余量为3，粗铣的铣削余量为2，铣余量1，精铣后公差登记为IT7IT8。左右端面的铣削余量为3，粗铣

9、的铣削余量为2，精铣余量1，精铣后公差登记为IT7，根据表312确定余量2。工序40粗镗18工序。粗镗余量表3-83取粗镗为1.8，粗镗切削余量为0.2,铰孔后尺寸为20H8,各工步余量和工序尺寸公差列于下表：加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差粗镗_精镗3.4切削用量及基本工时的确定1.工序00：粗铣下底面(1)加工条件工件材料：HT200,=170240MPa，铸造;工件尺寸：=13，l=36;加工要求：粗铣上顶面加工余量4机床：X51立式铣床；刀具：立铣刀。铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册表3.1，取刀具直径d0=80。根据切削用量手册后表

10、3.16，选择刀具前角00后角016，副后角0=8，刃倾角：s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。(2)切削用量1）确定切削深度ap 根据手册，选择ap=1.15，两次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，X51立式铣床）选择： fz=83.9mm/min。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直d0=80，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根

11、据切削手册表3.16，当d0=80，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。 切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择,因此，实际进给量和每分钟进给量为：=5)校验机床功率 根据切削手册表3.24，近似为,根据机床使用说明书，主轴允许功率。故校验合格。最终确定: 6)计算基本工时 ，查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：则： 2.工序01粗铣上顶面:刀具，机床与上到工序相同，得出 , 3.工序04粗铣

12、左右端面:同时粗铣左右端面，圆盘铣刀一次加工完成不准调头计算切削用量： =2由 机械加工工艺手册表15.53可知：由切削用量手册表9.4-8可知： 各系数为 所以有 取 所以实际切削速度： 确定主轴转速： 切削工时： 4.工序03钻孔查机械制造工艺设计手册表3-38，取查机械制造工艺设计手册表3-42，取 查表机械制造工艺设计简明手册4.2-15，机床为Z535，选择转速实际切削速度：v= 切削工时带入公式：5.工序02 精铣下底面与工序01相同。6.工序06 精铣左右端面与工序04相同7.工序07钻通孔18：工序步骤与工序00相同，代入数据得出结果: , 8.工序08镗孔到20因精镗与粗镗的

13、定位的下底面与V型块，精镗后工序尺寸为20.020.08，与下底面的位置精度为0.05,与左右端面的位置精度为0.06, 且定位夹、紧时基准重合，故不需保证， 0.06跳动公差由机床保证。粗镗孔时因余量为1.9,故,查机械制造工艺设计手册2-8 取进给量为 故实际切削速度为： 此时作台每分钟进给量应为：计算切削基本工时：9.工序05铣槽：加工条件：机床：X6132卧式铣.床.刀具：直齿三面刃铣刀其中 , 计算切削用量： 由机械加工工艺手册表15-53，表15-55可知： 确定主轴转速： 切削工时： 3.5机械加工工艺过程卡工艺过程卡名称机械加工工艺过程卡零件名称气门摇杆轴支座材料HT200 零

14、件重量 （kg）3件 数1件工序号工 序 内 容 、要 求加 工 设 备工艺设备备 注夹具刀具量具1粗铣上顶面立式铣床X51通用夹具立铣刀游标卡尺2精铣下底面立式铣床X51通用夹具立铣刀游标卡尺3钻通孔213摇臂钻床Z535专用夹具高速钢麻花钻塞规4粗铣左右端面卧式铣床X6132专用夹具圆盘铣刀游标卡尺5铣轴向槽卧式铣床X6132专用夹具直齿三面刃铣刀游标卡尺6精铣左右端面卧式铣床X6132专用夹具圆盘铣刀游标卡尺7钻通孔18摇臂钻床Z535专用夹具高速钢麻花钻塞规8镗孔到20卧式铣床X6132专用夹具镗刀塞规编制者/日期审核者/日期3.6机械加工工序卡片机械加工工序卡片零部件名称气门摇杆轴支

15、座共 页第 页质量（kg）工序号工序名称材料牌号300粗铣下底面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸铸件785034设备名称设备型号同时加工件数铣床X511夹具夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)进给次数基本工时 （min）00粗铣下底面立式铣床X51立铣刀3001183904.020.64标记处数更改文件编号签字更改文件号日期设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）机械加工工序卡片零部件名称气门摇杆轴支座共 页第 页质量（kg）工序号工序名称材料牌号301粗铣上

16、顶面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸铸件785034设备名称设备型号同时加工件数铣床X511夹具夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)进给次数基本工时 （min）01粗铣上顶面立式铣床X51立铣刀96029.54163.20.520.31标记处数更改文件编号签字更改文件号日期设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）机械加工工序卡片零部件名称气门摇杆轴支座共 页第 页质量（kg）工序号工序名称材料牌号302精铣下底面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸铸件785034设

17、备名称设备型号同时加工件数铣床X511夹具夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)进给次数基本工时 （min）02精铣下底面立式铣床X51立铣刀96029.54163.20.520.31标记处数更改文件编号签字更改文件号日期设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）机械加工工序卡片零部件名称气门摇杆轴支座共 页第 页质量（kg）工序号工序名称材料牌号303钻通孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸铸件785034设备名称设备型号同时加工件数钻床Z5351夹具夹具名称切削

18、液专用夹具工位器具编号工位器具名称工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)进给次数基本工时 （min）03钻通孔213摇臂钻床Z535高速钢麻花钻54518.6983220.36标记处数更改文件编号签字更改文件号日期设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）机械加工工序卡片零部件名称气门摇杆轴支座共 页第 页质量（kg）工序号工序名称材料牌号304粗铣左右端面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸铸件785034设备名称设备型号同时加工件数铣床X61321夹具夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工步号工步内

19、容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)进给次数基本工时 （min）04粗铣左右端面卧式铣床X6132圆盘铣刀42014.5556.45.6410.1标记处数更改文件编号签字更改文件号日期设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）机械加工工序卡片零部件名称气门摇杆轴支座共 页第 页质量（kg）工序号工序名称材料牌号305铣轴向槽HT200毛坯种类毛坯外形尺寸铸件785034设备名称设备型号同时加工件数铣床X61321夹具夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m

20、/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)进给次数基本工时 （min）05铣轴向槽卧式铣床X6132直齿三面刃铣刀375132.613.31010.75标记处数更改文件编号签字更改文件号日期设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）机械加工工序卡片零部件名称气门摇杆轴支座共 页第 页质量（kg）工序号工序名称材料牌号306精铣左右端面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸铸件785034设备名称设备型号同时加工件数铣床X61321夹具夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)背吃刀

21、量(mm)进给次数基本工时 （min）06精铣左右端面卧式铣床X6132圆盘铣刀42014.5556.45.64201标记处数更改文件编号签字更改文件号日期设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）机械加工工序卡片零部件名称气门摇杆轴支座共 页第 页质量（kg）工序号工序名称材料牌号307钻孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸铸件785034设备名称设备型号同时加工件数钻床Z5351夹具夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)进给次数基本工时 （min）07钻通孔18

22、摇臂钻床Z535高速钢麻花钻96015163.22011.45标记处数更改文件编号签字更改文件号日期设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）机械加工工序卡片零部件名称气门摇杆轴支座共 页第 页质量（kg）工序号工序名称材料牌号308镗孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸铸件785034设备名称设备型号同时加工件数铣床X61321夹具夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)进给次数基本工时 （min）08镗孔到20卧式铣床X6132 镗刀3801556.251.911.45标记处数更改文件编号签字更改文件号日期设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期） 参考文献【1】机械加工工艺手册 王先逵主编 北京机械工业出版社 2006.12【2】金属切削手册 张益芳等编 上海科学技术出版社 2011.5【3】金属机械加工工艺人员手册 修订组 上海科学技术出版社 1979.1【4】机械制造技术基础 朱从容主编 中国电力出版社 2012.9 零件图