氣門搖臂軸支座 加工工藝及車加工φ16孔工序夾具設(shè)計(jì)

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通過對(duì)氣門搖臂軸支座的機(jī)械制造工藝的設(shè)計(jì)，使我們?cè)跈C(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，工藝方案論證，機(jī)械加工余量計(jì)算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查看技術(shù)文獻(xiàn)等各個(gè)方面受到一次綜合性的訓(xùn)練，通過對(duì)夾具的設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了擬定夾具方案，設(shè)計(jì)夾具體結(jié)構(gòu)的方法，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)一般零件的工藝規(guī)程和夾具體設(shè)計(jì)的能力。通過對(duì)零件圖和夾具圖的繪制，使我對(duì)A UTO CAD制圖軟件的使用技術(shù)得到進(jìn)一步的提高。 但由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。一、零件的分析1.1零件的作用本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的零件是1105柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機(jī)上氣門控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂.直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個(gè)減壓軸,用于降低氣缸內(nèi)壓力,便于啟動(dòng)柴油機(jī).兩孔間距56mm,可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門,實(shí)現(xiàn)減壓.兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高,工作時(shí)會(huì)和軸相配合工作,起到支撐的作用,直徑為11mm的孔用M10的螺桿與氣缸蓋相連,直徑為3mm的孔用來排油。1.2零件的工藝分析氣門搖臂軸支座的加工面主要集中在平面加工和孔的加工上。根據(jù)零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下：（1）22mm外圓的上端面以及與此孔相通的22mm通孔，表面粗糙度均為12.5;（2）36mm下底面，根據(jù)零件的總體加工特性，36mm為整個(gè)機(jī)械加工過程中主要的基準(zhǔn)面，粗糙度為6.3，因此在制定加工方案的時(shí)候要先將此面粗加工出來；（3）28mm外圓前后端面，粗糙度3.2，并倒145的角，粗糙度為12.5；18mm的通孔的表面粗糙度為1.6，加工精度較高。該孔的軸線與36mm下底面平行度為0.05，且該孔的軸線圓跳動(dòng)為0.1；（4）26mm的前后端面，粗糙度為12.5，并倒145的角，粗糙度為12.5。以及16mm的通孔，其加工精度要求很高，表面粗糙度為1.6，孔的軸心線與36mm下底面的平行度為0.05；由以上分析可知，36mm下底面與22mm上端面表面粗糙度不高，則不需要精加工來達(dá)到要求，并且這兩面為整個(gè)加工過程中的定位基準(zhǔn)面，為保證36mm下底面6.3的表面粗糙度，則需要半精加工。以這兩面為基準(zhǔn)采用專用夾具來對(duì)其他表面進(jìn)行加工，并且保證其他表面的位置精度要求。 圖1 零件圖二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)2.1確定毛坯的制造形式零件的材料為HT200，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好，因此鑄造性能優(yōu)良，切削加工性能優(yōu)越，故零件毛坯課選擇鑄造的方法。2.2基準(zhǔn)的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的加工表面作為粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇原則；精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。根據(jù)以上選擇原則，對(duì)零件圖分析，孔18mm、孔16mm以及孔11mm均為零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，均可選為定位基準(zhǔn)，并且孔18mm和孔16mm設(shè)計(jì)精度較高，應(yīng)將這兩孔放在后面進(jìn)行。為遵循“基準(zhǔn)重合”原則，因此選擇先進(jìn)行加工的11mm孔和加工后的36mm下底面為精基準(zhǔn)。選擇28mm外圓端面及未加工的36mm下端面作為粗基準(zhǔn)。2.3制訂工藝路線加工工藝路線方案：工序00：鑄造。工序10：去應(yīng)力退火。工序20：粗銑36mm下底面，留余量1mm。以22mm上端面定位。工序30：粗銑22mm上端面，以粗銑后的36mm下底面定位。工序40：鉆11mm通孔，以36mm下底面、22mm5mm右端面定位。工序50：粗銑28mm前端面，留余量1mm，粗銑26mm前端面，以28mm后端面定位。工序60：粗銑28mm后端面，留余量1mm，粗銑26mm后端面，以28mm前端面定位。工序70：鉆17mm的通孔，擴(kuò)孔至17.85mm，粗鉸至17.94mm，精鉸至18H7，兩邊倒角145，以36mm下底面、11mm通孔定位。工序80：半精銑28mm前端面，以28mm后端面、18mm通孔定位。工序90:半精銑28mm后端面,保證尺寸370.1mm，以28mm前端面及18mm孔定位。工序100：半精銑36mm下底面，保證尺寸240.03mm,以22mm上端面及18mm孔定位。工序110：鉆15mm的通孔，粗車至15.85mm，半精車至15.95mm，精車至16H7，兩邊倒角145工序120：鉆3mm的孔，以22mm上端面及11mm孔定位。工序十四：后處理去毛刺，清洗。工序十五：終檢。2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“氣門搖臂軸支座”零件材料為HT200，根據(jù)加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）根據(jù)加工長度等條件，查工藝手冊(cè)可知22mm上端面，36mm下底面，28mm前后端面，26mm前后端面余量為2.5mm。而36mm下底面及28mm前后端面要進(jìn)行半精銑，查表得粗銑后留余量為1mm。（2）11mm及3mm孔的加工表面粗糙度要求較低，故直接可以通過鉆來完成。余量分別為11mm及3mm。（3）加工18mm通孔，表面粗糙度為1.6。故孔的精度等級(jí)為IT7，參照工藝手冊(cè)表確定工序尺寸及余量為:鉆孔：17mm 2Z=17mm擴(kuò)孔：17.85mm 2Z=0.85mm粗鉸：17.94mm 2Z=0.09mm精鉸：18H7 2Z=0.06mm（4）加工16mm通孔，表面粗糙度為1.6。取孔的精度等級(jí)為IT7，在車床上進(jìn)行加工，參照工藝手冊(cè)表確定工序尺寸及余量為：鉆孔：15mm 2Z=15mm粗車：15.85mm 2Z=0.85mm半精車：15.95mm 2Z=0.10mm精車：16H7 2Z=0.05mm圖2 毛坯圖2.5確定切削用量及基本工時(shí)工序十二：車16mm孔，采用計(jì)算法確定切削用量。（1）加工條件：工件材料：HT200，鑄造。加工要求：在車床上鉆15mm的通孔。機(jī)床：C620-1臥式車床。刀具：中心鉆，材料為硬質(zhì)合金。（2）計(jì)算切削用量 工步一：確定最大加工余量 可知2Z=15mm。確定進(jìn)給量f：根據(jù)切削手冊(cè)表查得f=0.080.16mm/r.取f=0.10mm/r。計(jì)算切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)，計(jì)算得切削速度Vc=5070m/min,取Vc=60m/min,根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n=601000/(3.1415)=1273r/min,查工藝手冊(cè)取n=1000r/min，在計(jì)算實(shí)際切削速度Vc=47m/min?；緯r(shí)間的確定 根據(jù)公式查表求得T=23/(13600.1)=0.17min，其余切削用量及基本工時(shí)略。三、專用夾具的設(shè)計(jì)3.1問題指出本夾具主要用于在車床上加工16mm孔。16mm孔對(duì)36mm下底面及18mm孔都有一定的技術(shù)要求，其表面粗糙度為1.6。可以通過鉆，粗車，半精車，精車來達(dá)到要求。對(duì)應(yīng)零件圖上的尺寸公差要求等，可采用一面一銷達(dá)到定位，通過適當(dāng)?shù)膴A緊裝置和輔助支承來達(dá)到要求。3.2夾具設(shè)計(jì)（1）定位基準(zhǔn)的選擇。對(duì)本夾具，設(shè)計(jì)過程如下：在36mm下底面進(jìn)行平面定位，在18mm孔內(nèi)加一菱形銷定位以限制X的移動(dòng)和Z的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，在28mm前端面加一支承釘，起到輔助支承的作用。夾緊裝置可用一螺栓通過11mm孔在22mm上端面用螺旋鈕進(jìn)行夾緊。圖3 車28mm孔的定位夾緊位置（2）切削力及夾緊力的計(jì)算。刀具：硬質(zhì)合金刀，則切削力代入數(shù)據(jù)求得Fy=552(N)。再求得夾緊力大小W遠(yuǎn)大于Fy。故本夾具可安全工作。（3）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，工件的夾緊是很重要的。本夾具采用螺栓連接，再用螺旋鈕來進(jìn)行夾緊的裝置非常方便。該夾具通過在夾具體上聯(lián)接一個(gè)菱形銷及一平面來定位工件。再加一個(gè)支承釘來防止切削力過大造成工件斷裂。圖4 工件的夾緊裝置圖5 工件的定位裝置四、總結(jié)為期三周的機(jī)械課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，這次課程對(duì)于我來說幫助很大，時(shí)間過得也很充實(shí)。作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化大四的學(xué)生，我覺得能做這樣的課程設(shè)計(jì)是十分有意義。在已度過的三年大學(xué)生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去面對(duì)現(xiàn)實(shí)中的各種機(jī)械設(shè)計(jì)？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱了很多次設(shè)計(jì)書和指導(dǎo)書。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)書是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。另外，課堂上也有部分知識(shí)不太清楚，于是我又不得不邊學(xué)邊用，時(shí)刻鞏固所學(xué)知識(shí)，這也是我作本次課程設(shè)計(jì)的第二大收獲。 在此，我也非常感謝指導(dǎo)老師對(duì)我的細(xì)心教導(dǎo)，正是她不厭其煩的對(duì)我們進(jìn)行講解，才能讓我們更好的發(fā)現(xiàn)自己的不足，進(jìn)而予以改正。整個(gè)設(shè)計(jì)我基本上還滿意，由于水平有限，難免會(huì)有錯(cuò)誤，還望老師批評(píng)指正。由此我可以更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補(bǔ)。五、主要參考文獻(xiàn)1 陳明主編機(jī)械制造工藝學(xué)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20062 孫麗媛主編機(jī)械制造工藝及專業(yè)夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M北京：冶金工業(yè)出版社，20103 毛昕主編畫法幾何及機(jī)械制圖M北京：高等教育出版社，20044 朱家誠主編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)M合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，20055 紀(jì)名剛主編機(jī)械設(shè)計(jì)M北京：高等教育出版社，20066 李旦主編機(jī)床專用夾具圖冊(cè)M哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20057 許德珠主編機(jī)械工程材料M北京：高等教育出版社，20018 艾興主編切削用量簡明手冊(cè)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994