氣門搖桿軸支座設(shè)計

上傳人:仙*** 文檔編號:30449715 上傳時間:2021-10-10 格式:DOC 頁數(shù):33 大?。?89KB
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1、 機械制造工藝學課程設(shè)計任務書 題目:設(shè)計氣門搖桿軸支座零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具 內(nèi)容:(1)零件一毛坯合圖 1張 (2)機械加工工藝規(guī)程卡片 12張 (3)夾具裝配總圖 1張 (4)夾具零件圖 一張 (5)課程設(shè)計說明書 一份 原始資料:該零件圖樣一張;生產(chǎn)綱領(lǐng)6000件/年。 班級: 學生:

2、 指導老師: 時間: 年 月 日 目錄 第一部分: 設(shè)計目的………………………………………………… 1 第二部分:設(shè)計步驟 一、零件的作用………………………………………… 1 二、確定毛坯,畫毛坯——零件合圖……………… 2 三、工藝規(guī)程設(shè)計……………………………………

3、 3 四、加工工序設(shè)計…………………………………… 8 五、時間定額計算……………………………………… 10 六、夾具設(shè)計………………………………………… 12 設(shè)計目的: 機械制造工藝學課程設(shè)計是在學完了機械制造工藝學(含機床夾具設(shè)計)和大部分專業(yè)課,并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論,并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識,獨立地分析和解決工藝問題。初步具備了設(shè)計一個中等復雜程度零件(氣門搖桿軸支座)的工藝規(guī)程

4、的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法,擬訂夾具設(shè)計方案,完成家具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力,也是熟悉和運用有關(guān)手冊,圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件技能的一次實踐機會,為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限,經(jīng)驗不足,設(shè)計中還有許多不足之處,希望各位老師多加指導。 一. 零件的分析 (一) 零件的作用 氣門搖桿軸支座是柴油機一個主要零件。是柴油機搖桿座的結(jié)合部,20(+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。 (二) 零件的工藝分析 由附圖1得知,

5、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,2-13mm孔和20(+0.1——+0.06)mm以及3mm軸向槽的加工。 20(+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——13mm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20(+0.1——+0.06)mm孔時以下端面

6、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(guān)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(gòu)的工藝性也是可行的。 二. 確定毛坯,畫毛坯——零件合圖(附圖2) 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件,已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年,通過計算,該零件質(zhì)量約為3Kg,由參考文獻(5)表1—4、表1—3可知,其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),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:

7、 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 說明 上端面 48mm H 4mm 單側(cè)加工 下端面 50mm H 3mm 單側(cè)加工 左端面 35mm H 3mm 單側(cè)加工 右端面 35mm H 3mm 單側(cè)加工 三、工藝規(guī)程設(shè)計 (一) 定位基準的選擇: 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(shè)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(gòu)夾緊)。20(+0.1——+0.06)mm孔及左右兩端面都采用底面做基準,這使得工藝路線又遵循“基準統(tǒng)一”的

8、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。 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。 第一, 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,減少輔助時間,所以粗基準為上端面。 鏜削20(+0.1——+0.06)mm孔的定位夾緊方案: 方案一:用一菱形銷加一圓柱銷定位兩個13mm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。 方案二:用V形塊十大平面定位 V形塊采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)實現(xiàn)對R10的外圓柱表面進行定位,再加底面實現(xiàn)完全定位

9、,由于13mm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。 (二) 制定加工工藝路線 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: 上端面:精銑。 下端面:粗銑 左端面:粗銑—精銑 右端面:粗銑—精銑 2—13mm孔:鉆孔。 3mm 軸向槽—精銑 20(+0.1—+0.006)mm:鉆孔—粗鏜—精鏜 因左右兩端面均對20(+0.1—+0.006)mm孔有較高的位置要求,故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。 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

10、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20(+0.1—+0.006)mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線如下: 工序號 工序內(nèi)容 鑄造 時效 涂漆 00 車上端面 01 鉆兩通孔 02 精銑下端面 03 銑右端面 04 鉆通孔18mm 05 鏜孔20mm,孔口角1*45度 06 銑左端面 07 銑軸向槽 08 檢驗 09 入庫 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,

11、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。 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—13mm通孔加工精度的影響。 修改后的工藝路線如下: 序號 工序內(nèi)容 簡要說明 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 鑄造 時效 涂漆 精銑上端面 精銑下端面 鉆兩通孔 銑右端面 鉆通孔18 鏜孔到20,孔口倒角1*45度 銑左端面 銑軸向槽 檢驗 入庫 消除內(nèi)應力 防止生銹 先加工粗基準面

12、加工經(jīng)基準 先面后孔 先面后孔 后鏜削余量 次要工序后加工 (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。 粗銑上端面: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X1632立式銑床。(參考文獻(1)表6-18),選擇直徑D為80mm立銑刀,參考文獻(1)表7-88,通用夾具和游標卡尺。 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。 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。 粗銑左端

13、面:采用臥式銑床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。 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。 鉆2-18mm孔:采用Z3025B*10,參考文獻(1)表6—26,通用夾具。刀具為d為18.0的直柄麻花鉆,參考文獻(1)表7—111。 鉆18孔:鉆孔直行為118mm,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。 鏜20(+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)白喔—88。選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿,專用夾具,

14、游標卡尺。 四、加工工序設(shè)計 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。 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。 取每齒進給量為fz=0.2mm/z(粗銑) 取每齒進給量為f=0.5mm/r(精銑) 粗銑走刀一次ap=2mm,精銑走刀一次ap=1mm 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80mm,故相應的切削速度分別為:校核粗加工。 V粗=πDn/1000=3

15、.14*80*150/1000=37.68 V精=πDn/1000=3.14*80*300/1000=75.36 又由機床切削功率P=167.9*10^-5ap^0.9f2aeznkpm 取Z=10個齒,pm=1.代入得:     pm=167.9*2.0^0.9*(0.2)^50*2.5*10*1 pm=0.861(km) 又因前查的機床的功率為1.5kw/h 若效率為0.8P,則 0. 8P=6.0>pm 故選擇主軸的轉(zhuǎn)速為150m/min (2)工序5中的粗鏜18工序。 18粗鏜余量參考文獻[1]表3-83取粗鏜為1.8mm,粗鏜切削余量為0.2mm,鉸孔后尺寸為  

16、20H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表2-3 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸及公差 18 粗鏜 1.8 ____ 19.8 19.2 精鏜 0.2 H8 20H8 孔軸線到底面位置尺寸為60mm 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20.020.08mm,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。 粗鏜孔時因余量為1.9mm,故ap=1.9mm, 查文獻[1]表2. 4-8 取V=0.4m/s=24m/min 去進給量為f=

17、002mm/r n=1000V/πd=1000*24/3.14*20=380r/min 查文獻的Fz=9.81*60^nFzCFzapXFzV^nFzKFz pm=FzV*10^-3 CF2=180, XFz=1 Yfz=0.75 nFz=0 Rfz=9.81*60*180*2.75ˊ*0.2^0.75*0.4*1 =1452 N P=0.58 kw     取機床效率為0.85 0.78*0.85=0.89kw>0.58kw 故機床的功率足夠。 五、時間定額計算 下面計算工序5的時間定額 (1) 機動時間 粗鏜時:L/(f*n)=45/0.2*3

18、80=7.5s 精鏜時:f取0.1mm/s L/(f*n)=45/0.1*380=15s 總機動時間:T=7.5+15=22.5s (2)輔助時間: 操作內(nèi)容 每次時間 (min) 粗鏜 精鏜 操作次數(shù) 時間min 操作次數(shù) 時間min 裝夾 2 1 2 - - 換刀 1 1 1 1 1 測量 0.1 1 0.1 1 0.1 卸夾 1.5 - - 1 1.5 開機到開始的時間 0.3 1 1 1 0.3 退刀 0.1 1 1 1 0.1 所以輔助時間Ta為:    

19、    Ta=2+1+0.1+1.5+0.3*2+0.1*0.1*2 =6.5min 作業(yè)時間為Ta+Tb=605+0.37=6.87 min 該工序單位加工時間為6.87min            五、填寫機械加工工藝卡和機械加工工序卡 工藝文件詳見附表。 六、夾具設(shè)計 本次設(shè)計的夾具為第5道工序粗——精鏜20(+0.1—+0.06)mm孔。該夾具為雙支承前后引導鏜床夾具。 1、 確定設(shè)計方案 該孔的設(shè)計基準為下端面,故以下端平面做定位基準,實現(xiàn)“基準重合”原則;另加兩V形塊從前后兩方向?qū)崿F(xiàn)對R10的外圓柱面進行夾緊,從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析,若工件以下端面朝下放置在支承板

20、上,定位夾緊就比較穩(wěn)定,可靠,也容易實現(xiàn)。 工件以下端面在夾具上定位,限制了三個自由度,其余三個自由度也必須限制。用哪種方案合理呢?  方案1 在2—13的通孔內(nèi)插入一現(xiàn)邊銷限制一個移動自由度,再以兩孔的另一個孔內(nèi)側(cè)面用兩個支承釘限制一個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度。這種定位方案從定位原理上分析是合理的,夾具結(jié)構(gòu)也簡單。但由于孔和其內(nèi)側(cè)面均不規(guī)定其精密度,又因結(jié)構(gòu)原因,夾緊力不宜施加在這樣的定位元件上,故工件定位面和定位元件之間很可能會接觸不好,使定位不穩(wěn)定。這個方案不宜采用。 方案2 用兩個V形塊夾緊前后兩外圓柱面,用兩鉸鏈壓板壓在工件的下端,這樣就限制了兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度,

21、這種方案定位可靠,可實現(xiàn)完全定位。 2計算夾緊力并確定螺桿直徑 參考文獻(3)表1-2-11,因夾具的夾緊力與切削力方向相反,實際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關(guān)系F夾=KF 安全系數(shù)K在夾緊力與切削力方向相反后時,K=3,由前面的計算可知F=1452.3N 所以F夾=KF=3*1452.3=4356.9N F0= F夾/2=1178.4(N) 參考文獻3表1-24,從強度考慮,用一個M10的螺柱完全可以滿足要求,M10的許應夾緊為3924N,所以螺桿直徑為d=10mm 3.定位精度分析 20(+0.10—+0.16)孔的精加工是在一次裝夾下完成的,具體采用的是前后

22、支撐引導的夾具機構(gòu),機床與鏜桿之間所采用的是浮動連接,故機床主軸振動可略不計,20(+0.10—+0.16)孔的加工精度主要由鏜模來保證。 圖見附表。 因為孔的軸線與底面的平行度要求為0.05。故兩鏜模裝配后同軸度要求應小于0.05,又因為鏜套與鏜桿18 H6(+0.03—0)/h5(0—-0.009),其最大間隙為 Xmax=0.013+0.009=0.022mm =0.022/310=0.00007 被加工孔的長度為42mm 取兩孔同軸度誤差為0.03mm 則 ΔT1=2420.00007=0.006 ΔT2=0.03mm 所以ΔT=ΔT1+ΔT2=0.036

23、 又以為 0.036<0.05 0.006<0.06 所以夾具能滿足零件加工精度的要求。 零件圖,零件——毛坯合圖另附 參考文獻: (1) 陳宏均 主編 實用加工工藝手冊 (2) 孟少農(nóng) 主編 機械加工工藝手冊 (3) 機床夾具設(shè)計手冊 (4) 鄭修本 主編 機械制造工藝學 16 附件圖紙 零件圖 毛坯圖 軸 裝配圖 工序1 工序2 工序3 工序4 工序5 工序6 工序7 工序8 工序9 工序10 謝謝朋友對我文章的賞識,充值后就可以下載說明書,我這里還有一個壓縮盤,里面有相應的word說明書和CAD圖紙。下載后請留上你的郵箱號,我可以將壓縮盤送給你。歡迎朋友下次光臨?。?!

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