機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)--氣門搖臂軸支座

機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)氣門搖臂軸支座 姓名： 吳富偉 學(xué)號： 201003050909 班級： 10級機(jī)械工程及自動(dòng)化 3班 指導(dǎo)教師： 閔 潔 日期： 2013年5月 課程設(shè)計(jì)學(xué)生成績評定表評 分 指 標(biāo)滿分值評分合計(jì)總成績平時(shí)表現(xiàn)（權(quán)重25%）學(xué)習(xí)態(tài)度和努力程度5獨(dú)立工作能力5工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)性5文獻(xiàn)檢索和利用能力5與指導(dǎo)教師探討能力5設(shè)計(jì)的數(shù)量和質(zhì)量（權(quán)重30%）方案選擇合理性3方案比較和論證能力3設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)步驟3設(shè)計(jì)計(jì)算及分析討論3設(shè)計(jì)說明書頁數(shù)5設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完備性3設(shè)計(jì)說明書結(jié)構(gòu)合理性2設(shè)計(jì)說明書書寫工整程度2設(shè)計(jì)說明書文字內(nèi)容條理性2設(shè)計(jì)是否有應(yīng)用價(jià)值2設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)新2工藝規(guī)程卡（權(quán)重15%）填寫是否認(rèn)真規(guī)范5工藝過程是否正確合理10圖紙（權(quán)重10%）圖樣標(biāo)準(zhǔn)化程度及圖面質(zhì)量5圖樣表達(dá)正確程度5答辯（權(quán)重20%）表達(dá)能力4報(bào)告內(nèi)容8回答問題情況6報(bào)告時(shí)間2指導(dǎo)教師評語： 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1. 繪制零件的零件圖及毛坯圖2. 設(shè)計(jì)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，并填寫：（1） 整個(gè)零件的機(jī)械加工工藝過程卡；（2） 最重要表面所屬工序的機(jī)械加工工序卡；3. 編寫設(shè)計(jì)說明書。設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 （簽字）： 教學(xué)基層組織負(fù)責(zé)人（簽字）： 年 月 日摘要：現(xiàn)貨機(jī)械加工行業(yè)發(fā)生著結(jié)構(gòu)性變化，工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件，工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良直接影響著氣門搖臂軸支座的質(zhì)量與性能。柴油機(jī)行業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，柴油機(jī)行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢，由此對其它的質(zhì)量，性能立生了新的變化。第一章 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.1零件的作用 氣門搖臂之座是柴油機(jī)的重要零件之一。該零件是1105柴油機(jī)中氣門搖臂座結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，18mm孔裝搖臂軸，軸上兩端各裝一進(jìn)，排氣門搖臂，16mm孔內(nèi)裝一減壓軸，用于降低氣缸內(nèi)壓力，便于起動(dòng)柴油機(jī)，兩孔間距為56mm可保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實(shí)現(xiàn)減壓，該零件通過11mm孔用M10螺桿與氣缸蓋相連。 1.2 零件的工藝分析其材料為HT200，該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。該零件主要加工面為18mm，16mm兩圓柱孔，18mm孔的平等度為0.05直接影響搖臂軸的接觸精度及密封，16mm孔的平行度為0.05，粗糙度都為1.6，所以對軸與孔的接觸精度及密封還是比較高的。有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度用機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 第二章 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖2.1 選擇毛坯種類 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(jī)器造型，一般成批生產(chǎn)15到30件，由參考文獻(xiàn)知，用查表法確定各表面的總余量如表所示。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。各加工面總余量加工表面零件尺寸加工余量等級總余量36底面36H422頂面22mmH25 28mm兩側(cè)面28mmH426mm兩側(cè)面26mmH36主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸總余量尺寸偏差底面360.5頂面22mm0.5頂面距底面392+2.50.528mm兩側(cè)面間距372+20.126mm兩側(cè)面間距161.8+1.80.528mm 26mm兩孔間距56 0.052.2 畫毛坯零件圖 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1表面加工方法的確定根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書10頁表1-7、1-8、1-9，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 氣門搖臂軸支座各表面加工方案加工項(xiàng)目尺寸公差等級粗糙度加工方案軸支座上端面GB1804-C12.5粗銑軸支座下端面GB1804-C6.3粗銑11孔IT1112.5鉆18孔兩端面IT73.2粗銑半精銑16孔兩端面IT1112.5粗銑18孔IT71.6鉆擴(kuò)鉸16孔IT71.6鉆擴(kuò)鉸3孔IT1112.5鉆3.2定位基準(zhǔn)的選擇毛坯選擇：根據(jù)零件材料、形狀、尺寸、批量大小等因素，選擇砂型鑄造?；鶞?zhǔn)分析：底面A是零件的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也比較適合作零件上眾多表面加工的定位基準(zhǔn)。零件安裝方案：加工底面A、頂面B時(shí)，均可采用虎鉗安裝（互為基準(zhǔn)）；11、16、18內(nèi)孔表面加工均采用專用夾具安裝且主要定位基面均為A；加工斜孔仍采用專用夾具安裝，主要加工基準(zhǔn)為18孔兩端面。零件表面加工：底面A、頂面B采用銑削加工。 3.3加工階段劃分搖臂軸支座加工階段劃分加工階段加工內(nèi)容說明基準(zhǔn)面的加工粗、精銑36下底面互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工粗銑22上端面粗、半精銑18前端面粗、半精銑18后端面粗加工鉆擴(kuò)18的孔以36下端面及18的前或后端面、11的孔定位鉆擴(kuò)16的孔鉆3的孔以22的上端面及18的前后端面為基準(zhǔn)精加工精鉸18的孔以36下端面及18的前或后端面、11的孔定位精鉸16的孔3.4制定工藝路線機(jī)械加工工序的安排在安排加工工序時(shí)，應(yīng)根據(jù)加工階段的劃分、基準(zhǔn)的選擇和被加工表面的主次來決定，一般應(yīng)該遵循以下幾個(gè)原則：（1）先基準(zhǔn)后其他：即首先應(yīng)加工用作精基準(zhǔn)的表面，再以加工出的精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)加工其他表面（2）先粗后精：各表面的加工順序，按加工階段，從粗到精進(jìn)行安排（3）先主后次：先加工主要平面，在加工次要平面（4）先面后孔：先加工平面，后加工孔。因?yàn)槠矫娑ㄎ槐容^穩(wěn)定、可靠，所以像箱體、支架、連桿等平面輪廓尺寸較大的零件，常先加工平面，然后在加工該平面上的孔，以保證加工質(zhì)量。工序號工 序 內(nèi) 容鑄造時(shí)效漆底漆 一二三四 五六七 八九 粗銑22頂面粗銑、半精銑36底面底面 鉆11mm孔 粗26mm 、28mm前端面；半精銑28mm前端面 粗26mm 、28mm后端面；半精銑28mm后端面 鉆,鉸16孔, 倒角1*45度 鉆,鉸18, 倒角1*45度鉆3孔去毛刺清洗檢驗(yàn)入庫 3.5 加工設(shè)備及工藝裝備選擇氣門搖臂軸支座加工工序機(jī)床選擇工序號加工內(nèi)容機(jī)床設(shè)備說明一 粗銑22頂面臥式銑床X61工作臺尺寸、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適二 粗銑、半精銑36底面底面臥式銑床X61工作臺尺寸、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適三 鉆11mm孔立式鉆床Z525工作臺尺寸、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適四 粗、精銑26mm 、28mm前側(cè)面臥式銑床X61工作臺尺寸、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適五 粗、精銑26mm 、28mm后側(cè)面臥式銑床X61工作臺尺寸、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適六 鉆,鉸16孔, 倒角1*45度TX617臥式鏜床工件孔徑、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適七 鉆,鉸18, 倒角1*45度TX617臥式鏜床工件孔徑、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適八 鉆3孔立式鉆床Z525工件孔徑、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適3.6切削用量以及額定時(shí)間的計(jì)算工序一 粗銑22頂面項(xiàng)目計(jì)算（或選擇）依據(jù)計(jì)算過程單位計(jì)算（或確定）結(jié)果1切削深度查1P208 表10-8傳輸機(jī)為一般工作機(jī)速度不高級72材料選擇查1P180 表10-1小齒輪40Cr(調(diào)質(zhì))大齒輪45鋼(調(diào)質(zhì))小齒輪280HBS,大齒輪240HBS3選擇齒數(shù)ZZ1=24Z2=4.169x24=100.056U=117/24=4.167個(gè)24100U4.1675按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）試選Kt試選1.3Kt=1.3(2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1T=9550XP1/n1T=9550x70307/1460=5.90706X10N/mmT1=5.9071X10(3)齒寬系數(shù)d由1P201表10-7d=0.71.15d=1(4)材料的彈性影響系數(shù)ZE由1 P201表10-6鍛鋼MP1/2ZE=189.8(5) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限由1P210圖 600550600550（6）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由1式N1=60n1jLh=60X1460X24X330X106.937908X109 =6.93792X109/4.169=1.275X109N1=6.93792X109N2=1.664X109（7）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN由1P203圖10-19KHN1 = 0.90KHN2 = 0.95 KHN1 = 0.90KHN2 = 0.95（8）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力H取失效概率為，安全系數(shù)為S=1，由1式得H1= =0.90X600/1=540 H2= =0.95X550/1=522.5 H1= 540H2= 522.5（9）試算小齒輪分度圓直徑按1式（1021）試算53.935mm53.935（10）計(jì)算圓周速度vV=3.14X53.935X1460/60X1000=4.121034m/sV=4.121（11）計(jì)算齒寬Bb = dd1tB1=153.935mmB1=53.935（12）模數(shù)53.935/242.247h = 2.25mnt =5.05125b/h =53.935/5.05125=10.678度=2.247h =5.05125b/h= 10.678（13）計(jì)算載荷系數(shù)K由1表10-2查得使用系數(shù)根據(jù)v= 4.121級精度，由1P190圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)1.20由1表P194查得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b=1.12+0.18(1+0.6X)+0.23X10-3X53.935=1.42由1圖P195查得KF=1.34假定，由1P195表10-3查得1.2故載荷系數(shù)K=KAKVKHKH=1X1.10X1.2X1.42=2.0448K=2.0448（14）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑由1式10-10d1=d1t=62.725d1=62.725（15）計(jì)算模數(shù)62.725/24=2.61mmmn=2.616按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）計(jì)算載荷系數(shù)KK=KAKVKFKFK1x1.10x1.2X1.35=1.944K1.944(2)齒形系數(shù)Fsa由1P200 表10-5Fsa1=2.65Fsa2=2.20+(2.18-2.20)(99-90)/(100-90)=2.182Fsa1=2.65Fsa2=2.182（3）應(yīng)力校正系數(shù)YSa由1 P197 表YSa1=1.58YSa2=1.78+(1.79-1.78)(99-90)/(100-99)=1.789YSa1=1.58YSa2=1.789（4）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由1P204 圖500380500380（5）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)由1P202 圖0.840.880.840.88（6）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力F取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.35，由式10-12得F1= 0.85X500/1.35=314.8148F2= 0.88X380/1.35=247.7037F1=314.815F2=247.704（7）計(jì)算大小齒輪的并加以比較2.65x1.58/314.815=0.0132992.182x1.804/247.704=0.01577499結(jié)論：取0.015770.01330=0.01577大齒輪值大（8）齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算由1式5=1.845mm1.845結(jié)論：對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 2mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1= 62.725應(yīng)有的齒數(shù)。于是由=62.725/2 =31.36，取Z1=31,Z2 = Z1i齒1 =31x4.169=129取Z2 =1293幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距aA=(31+129)2/2=160mma=160（2）計(jì)算齒輪的分度圓直徑dd=zmnd1=2x31=62d2=2x129=258mmd1=62d2=2583）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑df=62-5=57=258-5=253mmdf1=57df2=199（4）計(jì)算齒輪寬度Bb = dd1圓整后取：B1 = 65B2 = 60mm B1 = 65B2 = 60（5）驗(yàn)算=2x59886/62N =1905.52N=1x1905.52/60N/mm = 31.76N/mm100N/mm合適第四章 氣門搖臂軸支座零件專用夾具的設(shè)計(jì)4.1夾具選擇夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個(gè)工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。（夾具裝配圖41）4.2 夾具設(shè)計(jì)4.2.1 定位分析（1）定位基準(zhǔn)的選擇據(jù)夾具手冊知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加工11圓柱孔時(shí)，采用曲柄右端面和12孔內(nèi)圓柱面作為定位基準(zhǔn)。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個(gè)面與兩個(gè)孔定位，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合b=0，由于加工向下孔即不存在基準(zhǔn)位移誤差j=0。4.3夾具操作說明此次設(shè)計(jì)的夾具夾緊原理為：通過22孔的下端面為定位基準(zhǔn)，在螺栓、平面實(shí)現(xiàn)完全定位，以鉆模板引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。采用壓緊塊夾緊工件。定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準(zhǔn)或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實(shí)現(xiàn)工件定位。4.4.確定導(dǎo)向裝置本工序要求對被加工的孔依次進(jìn)行鉆的加工，最終達(dá)到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用可換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件，查表9-13，確定鉆套高度H=d=1.411=15.4mm，排泄空間h=0.7d=7.7mm。d：基本偏差F7(0.0100.022);D=10mm，偏差m6（0.0010.010）。 第四章 總結(jié)在本次設(shè)計(jì)中，要用到許多基礎(chǔ)理論，由于有些知識已經(jīng)遺忘，這使我們要重新溫習(xí)知識，因此設(shè)計(jì)之前就對大學(xué)里面所涉及到的有關(guān)該課題的課程認(rèn)真的復(fù)習(xí)了一遍，開始對本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)有了大致的了解，并也有了設(shè)計(jì)的感覺。同時(shí)，由于設(shè)計(jì)的需要，要查閱并收集大量關(guān)于機(jī)械制造方面的文獻(xiàn)，進(jìn)而對這些文獻(xiàn)進(jìn)行分析和總結(jié)，這些都提高了我們對于專業(yè)知識的綜合運(yùn)用能力和分析解決實(shí)際問題的能力。通過本次設(shè)計(jì)還使我更深切地感受到了團(tuán)隊(duì)的力量，在與同學(xué)們的討論中發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決問題，這些使我們相互之間的溝通協(xié)調(diào)能力得到了提高，團(tuán)隊(duì)合作精神也得到了增強(qiáng)?？梢哉f，畢業(yè)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了我們大學(xué)四年所學(xué)的大部分知識，也檢驗(yàn)了我們的綜合素質(zhì)和實(shí)際能力。同時(shí)也跨出了我的工程師之路的第一步。第五章 參考文獻(xiàn)1.崇 凱 主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20062.鄒 青 主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20043.李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊 北京出版社4.艾興 主編 切削用量簡明手冊 機(jī)械工業(yè)出版社15