《機械制造技術》課程設計 --氣門搖桿軸支座設計

1、<p><b>　　機械制造技術</b></p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　班 級： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號： &l

2、t;/p><p>　　指導教師： </p><p>　　XX學院機械工程學院</p><p>　　2010年 6 月11 日</p><p>　　《機械制造技術》課程設計任務書</p><p>　　按照分組要求（全班同學共62人，分為16個小組，每組3-4名同學），每組同學在提供的備選題中選擇一

3、種零件。</p><p><b>　　設計題目：</b></p><p>　　編制××零件機械加工工藝規(guī)程。</p><p><b>　　設計依據(jù)：</b></p><p>　　零件資料：（每小組）該零件圖樣一張；</p><p>　　生產(chǎn)綱領：年產(chǎn)量60

4、00件/年；</p><p>　　生產(chǎn)班次：每日1班，全年按300天計算。</p><p><b>　　設計內(nèi)容：</b></p><p>　　繪制零件-毛坯合圖一張（3#圖）；</p><p>　　編制零件工藝規(guī)程，繪制并填寫工藝規(guī)程卡片；</p><p>　　繪制并填寫零件重點工序加工工序卡；

5、</p><p>　　編寫零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計計算說明書。</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　工藝規(guī)程可行，參數(shù)選擇正確，設計計算準確，文字語句通順，視圖繪制規(guī)整。</p><p><b>　　設計時間：</b></p><p>

6、;　　兩周（有效日10天）。</p><p><b>　　具體分配如下：</b></p><p>　　布置任務、準備資料 1天</p><p>　　參數(shù)選擇及計算 2天</p><p>　　繪制零件-毛坯合圖

7、 1天</p><p>　　編制工藝規(guī)程并填寫工藝規(guī)程卡片 2天</p><p>　　繪制指定重點工序的工序卡片 2天</p><p>　　整理設計計算說明書及答辯 2天</p><p><b>　　參考資料：&l

8、t;/b></p><p>　　機械制造基礎相關教材</p><p>　　互換性與技術測量相關教材</p><p><b>　　機械工藝師設計手冊</b></p><p><b>　　零件圖</b></p><p>　　附圖13：氣門搖桿軸支座</p>&

9、lt;p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、零件的分析………………………………………….5</p><p>　　二、確定毛坯、繪制毛坯簡圖.....................5</p><p>　　三、工藝路線的設計……………………………………6</p><p>　　四、機床設備及工藝裝備的選

10、用………………………7</p><p>　　五、工序尺寸的計算……………………………………8</p><p>　　六、加工工序設計……………………………………….9</p><p>　　七、時間定額計算………………………………………10</p><p>　　八、填寫機械加工工藝卡和機械加工工序卡…………10</p><p&

11、gt;　　氣門搖桿軸支座課程設計</p><p><b>　　一、零件的分析</b></p><p><b>　　1.零件的作用</b></p><p>　　氣門搖桿支座是柴油機的一個重要零件，是柴油機搖桿座的結(jié)合部，Ø20（+0.10—+0.16）孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通過兩個Ø

12、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。</p><p><b>　　2.零件的工藝分析</b></p><p>　　由“零件圖”得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力，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，2-Ø13mm孔和Ø20（+

13、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，直接影響到進氣孔與排氣門的傳動精度及密封，2——Ø13mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.055mm。因此，需要先以下端面為粗基準加工上端面，再以上端面為粗基準加工下端面，再把下端面作為精基準，最后加工Ø20（+0.1——+0.06）mm孔時以下端

14、面為定位基準，以保證孔軸相對下端面的位置精度。由參考文獻（1）中有關孔的加工的經(jīng)濟精度機床能達到的位置精度可知上述要求可以達到的零件的結(jié)構的工藝性也是可行的。</p><p>　　3.確定零件的生產(chǎn)類型</p><p>　　依設計題目知：Q=6000件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。查表1-3知氣門搖桿支座屬輕型零件，計算后由表1-4知，該零件生產(chǎn)類型為大

15、批生產(chǎn)。</p><p>　　二、確定毛坯、繪制毛坯簡圖</p><p>　　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器造型。此外，為消除殘余應力，鑄造后安排人工時效處理。參考文獻（1）表2.3—12；該種鑄造公差等級為CT10~11，MA-H級。參考文獻（1）表2.3-12，用查表方法確定各表面的加工余量如下表所示：</p><p><b>

16、　　三、工藝路線的設計</b></p><p><b>　　1.定位基準的選擇</b></p><p>　　精基準的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則，實現(xiàn)V形塊十大平面的定位方式（V形塊采用聯(lián)動夾緊機構夾緊）。Ø20（+0.1——+0.06）mm孔及左右兩端面都采用底面做基準，這使得

17、工藝路線又遵循“基準統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。</p><p>　　粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準。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，裝夾的方便性，減少輔助</p><p>　　時間，所以粗基準為上端面。</p><

18、;p>　　2．鏜削Ø20（+0.1——+0.06）mm孔的定位夾緊方案：</p><p>　　方案一：用一菱形銷加一圓柱銷定位兩個Ø13mm的孔，再加上底面定位實現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn)類型中。</p><p>　　方案二：用V形塊十大平面定位</p><p>　　V形塊采用聯(lián)動夾緊機構實現(xiàn)對R10的外圓柱表面進行定位，

19、再加底面實現(xiàn)完全定位，由于Ø13mm孔的秒個精度不需要很高，故用做定位銷孔很難保證精度，所以選擇方案二。</p><p>　　3.表面加工方法的確定</p><p>　　根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面及孔的加工方法如下：</p><p>　　因左右兩端面均對Ø20（+0.1—+0.006）mm孔有較高的位置要求，故

20、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</p><p><b>　　4.工藝路線的確定</b></p><p>　　根據(jù)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，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上Ø20（+0.1—+0.006）mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線如

21、下：</p><p>　　上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動，故改動銑削加工。</p><p>　　工序03應在工序02前完成，使上端面在加工后有較多的時間進行自然時效，減少受力變形和受熱變形對2—

22、Ø13mm通孔加工精度的影響。</p><p>　　修改后的工藝路線如下：</p><p>　　四、機床設備及工藝裝備的選用</p><p>　　由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設備適宜通用機床為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳動均由人工完成。</p><p>　　粗銑上端面：考慮到工件的定位夾緊方

23、案及夾具結(jié)構設計等問題，采用立銑選擇X1632立式銑床。（參考文獻（1）表6-18），選擇直徑D為Ø80mm立銑刀，參考文獻（1）表7-88，通用夾具和游標卡尺。</p><p>　　粗銑下端面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標卡尺。</p><p>　　精銑下端面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標卡尺。</p><p>　　粗銑左端面：采

24、用臥式銑床X1632，參考文獻（1）表6—21，采用以前的刀具，專用夾具及游標卡尺。</p><p>　　精銑左端面：采用臥式銑床X1632,參考文獻（1）表6—21，專用夾具及游標卡尺。</p><p>　　鉆2-Ø18mm孔：采用Z3025B*10，參考文獻（1）表6—26，通用夾具。刀具為d為Ø18.0的直柄麻花鉆，參考文獻（1）表7—111。</p>

25、<p>　　鉆Ø18孔：鉆孔直行為Ø118mm，選擇搖臂鉆床Z3025參考文獻（1）表6—26，采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。</p><p>　　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，參考文獻（1）表8—8。選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿，專用夾具，游標卡尺。</p><p><

26、b>　　五、工序尺寸的計算</b></p><p>　　工序06的尺寸鏈計算</p><p><b>　　加工過程為：</b></p><p><b>　　1）鏜右端面</b></p><p>　　2）鉆通孔Ø18，保證工序尺寸p1</p><p>

27、;　　3）粗鏜，保證工序尺寸p2</p><p>　　4）精鏜，保證工序尺寸p3，達到零件設計尺寸D的要求，D=20 +0.1 +0.06</p><p><b>　　5）倒角</b></p><p>　　如圖，可找出工藝尺寸鏈</p><p>　　求解工序尺寸及公差的順序如下：</p><p>

28、;　　（1）從圖知，p3=D</p><p>　?。?）從圖知，p3=p2+Z2 ，其中Z2是精鏜的余量，Z2 =0.2mm，則p2=p3- Z2 =20-0.2=19.8mm，由于工序尺寸p2是在粗鏜中保證的，查參考資料（5）中表1-20知，粗鏜工序的經(jīng)濟加工精度等級為IT12,因此確定該工藝尺寸公差為IT12，其公差值為0.35mm，故p2=（19.8±0.175）mm；</p>&

29、lt;p>　?。?）從圖所示的尺寸鏈知，p2=p1+Z1 其中Z1 為粗鏜的余量，Z1 =1.8mm，p1=p2- Z1 </p><p>　　=19.8-1.8=18mm，查參考資料（5）中表1-20知，確定鉆削工序的經(jīng)濟加

30、工精度等級為IT13，其公差值為0.54mm，故p1=（18±0.27）mm。</p><p>　　為驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對加工余量進行校核。</p><p>　　（1）余量Z2的校核，在圖b所示的尺寸鏈里Z2是封閉環(huán)，故</p><p>　　Z2max=p3max-p2min=（20+0.1-（19.8-0.175））mm=0.475m

31、m</p><p>　　Z2min=p3min-p2max=（20-0.1-（19.8+0.175））mm=-0.075mm</p><p>　?。?）余量Z1的校核，在圖a所示的尺寸鏈中Z1是封閉環(huán)，故</p><p>　　Z1 max=p2max-p1min=（19.8+0.175-（18-0.27））mm=2.245mm</p><p>

32、;　　Z1 min=p2min-p1max=（19.8-0.175-（18+0.27））mm=1.355mm</p><p>　　余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。</p><p>　　將工序尺寸按“入體原則”表示：p1=18.27-0.540 mm，p2=19.9750-0.35 mm，p3=20 +0.1 +0.06 mm</p><p><

33、;b>　　六、加工工序設計</b></p><p>　　經(jīng)查參考文獻（1）表3—12可得，銑削上端面的加工余量為4mm，又由零件對上頂端表面的表面精度RA=12.5mm可知，粗銑的銑削余量為4mm。</p><p>　　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～ＩＴ８。</p><p>　　取每齒進給量為

34、fz＝０.２mm／z（粗銑）</p><p>　　取每齒進給量為f＝０.0５mm／z（精銑）</p><p>　　粗銑走刀一次ap＝２mm，精銑走刀一次ap＝１mm</p><p>　　初步取主軸轉(zhuǎn)速為１５０r／min（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為３００r／min，又前面已選定直徑Ｄ為Ø８０mm，故相應的切削速度分別為：校核粗加工。</p>&

35、lt;p>　?。执郑溅校膎／１０００＝３.１４＊８０＊１５０／１０００＝３７.６８m/min</p><p>　?。志溅校膎／１０００＝３.１４＊８０＊３００／１０００＝７５.３６m/min</p><p>　　工序06中的粗鏜ø１８工序。</p><p>　　Ø１８粗鏜余量參考文獻［１］表３－８３取粗鏜為１.８mm，精鏜切削余量為0.2

36、mm,鉸孔后尺寸為　　20H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表２－３</p><p>　　孔軸線到底面位置尺寸為６0mm</p><p>　　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,且定位夾緊時基準重合，故不需保證。0.06mm跳動公差由機床保證。</p>&

37、lt;p>　　粗鏜孔時因余量為1.9mm,故ap=1.9mm,</p><p>　　查文獻［１］表２. 4-8</p><p>　　取V=0.4m/s=24m/min</p><p>　　取進給量為f=0.2mm/r</p><p>　　n=1000V/πd=1000*24/（3.14*20）=380r/min</p>&

38、lt;p>　　查文獻的Fz=9.81*60^nFzCFzapXFzV^nFzRFz</p><p>　　pm=FzV*10^-3</p><p><b>　　CFz=180, </b></p><p><b>　　XFz=1</b></p><p><b>　　Yfz=0.75<

39、;/b></p><p><b>　　nFz=0</b></p><p>　　Rfz=9.81*60°*180*2.75ˊ*0.2^0.75*0.4°*1</p><p><b>　　=1452 N</b></p><p><b>　　P=0.58 kw</

40、b></p><p>　　取機床效率為0.85</p><p>　　0.78*0.85=0.66kw>0.58kw</p><p><b>　　故機床的功率足夠。</b></p><p><b>　　七、時間定額計算</b></p><p>　　下面計算工序06的

41、時間定額 參考（5）中表5-39鏜孔基本時間計算公式</p><p><b>　　基本時間</b></p><p>　　粗鏜時：L/（f*n）=45/(0.2*380)=0.59min</p><p>　　精鏜時：f取0.1mm/s</p><p>　　L/(f*n)=45/(0.1*380)=1.18min</p

42、><p>　　總基本時間Tj =0.59+1.18=1.77min</p><p><b>　　(2)輔助時間：</b></p><p>　　所以輔助時間Tf為：</p><p>　　Tf=1.5+0.5*2+0.1*2+1+0.3*2+0.1*2</p><p><b>　　=4.5min

43、</b></p><p>　　作業(yè)時間為Tj + Tf =1.77+4.5=6.27min</p><p>　　該工序單位加工時間為6.27min</p><p>　　八、填寫機械加工工藝卡和機械加工工序卡</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　陳宏均