气门摇杆轴支座课程设计

1第1章机械加工工艺规程设计1.1零件的分析（1）零件作用气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合部）16.0~10.0(20孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个13孔用M12螺杆与汽缸盖相连，3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。其零件图如下图：图1.1摇杆轴支座（2）零件图的工艺审查由图1.1得知，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端面，下端面，左右端面，2-13孔和）16.0~10.0(20以及3mm轴向槽的加工2）16.0~10.0(20孔的尺寸精度以及下端面0.05的平面度与左右两端面孔的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封，2—13孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度0.055。因此，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最后加工）16.0~10.0(20孔时以下端面为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。由参考文献（1）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。1.2确定毛坯（1）选择毛坯的类型和制造方法根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为6000件/年，通过计算，该零件质量约为3Kg，由参考文献（5）表1—4、表1—3可知，其生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。参考文献（1）表2.3—12；该种铸造公差等级为CT10~11，MA-H级。参考文献（1）表2.3-12，用查表方法确定各表面的加工余量如下表所示：表1.1加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明上端面48mmH4mm单侧加工下端面50mmH3mm单侧加工左端面35mmH3mm单侧加工右端面35mmH3mm单侧加工（3）绘制毛坯图见附图31.3工艺路线的拟定（1）定位基准的选择1.精基准的选择气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则。）16.0~10.0(20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。2.粗基准的选择选择零件的重要面和重要孔做基准。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，所以粗基准为上端面。（2）零件的表面加工方法的确定根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求，查《机械制造工艺设计简明手册》[13]表1.4-7，表1.4-8，通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较，最后确定本零件各加工表面的加工方法如下表：表1.2需加工表面加工方案上下端面粗铣→精铣左右端面粗铣→精铣钻两通孔13钻→扩→粗铰→精铰钻通孔Ø18钻→扩→粗铰→精铰镗孔到Ø20粗镗→精镗铣轴向槽粗铣→精铣（3）热处理工序机械加工前对铸件毛坯进行时效处理，时效处理硬度HBS187-220,时效处理的主要目的是消除铸件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，这样可以提4高毛坯进行加工的切削性能。（4）工序的集中与分散本零件采用工序集中原则安排零件的加工工序。本零件气门摇臂轴支座的生产类型为大批量生产，可以采用各种机床配以专用工具、夹具、以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。（5）工艺路线的拟定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：上下端面：粗铣—精铣左右端面：粗铣—精铣端面：粗铣—精铣2-13孔：钻孔3mm轴向槽—精铣20(0.10~0.06）孔：钻孔—粗镗—精镗因左右两端面均对）16.0~10.0(20孔有较高的位置要求，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。根据先面后孔原则，将上端面下端面的粗铣放在前面，左右端面上20(0.10~0.06）孔放后面加工。初步拟订以下两个加工路线方案方案一：工序号工序内容1#铸造2#时效3#涂漆4#车上端面5#铣下端面6#钻两通孔7#铣左右端面58#钻通孔189#镗20(0.10~0.06）孔10#轴向槽11#铣检验12#入库方案二：以V形块定位的加工路线方案方案分析：上述两个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。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工序号工序内容1#铸造2#时效3#涂漆4#粗铣下端面5#粗铣上端面6#粗铣左右端面7#钻两通孔138#精铣下端面9#精铣上端面10#精铣左右端面11#钻18孔12#镗）（06.0~1.020孔13#铣轴向槽14#入库6艺系统的震动，故应当选择铣削加工。因为在零件图纸中要求左右端面的跳动度为0.06，所以需要同时铣削左右端面，保证两端的平行度。工序5#应在工序4#前完成，使上端面在加工后有较多的时间进行自然时效，减少受力变形和受热变形对2—Ø13通孔加工精度的影响。综上所述选择方案二。最后确定的工件加工工序如下：序号工序内容定位基准1#铸造2#时效3#涂漆4#粗铣下端面上端面+左右端5#粗铣上端面下端面+左右端6#粗左右端面（同时，不准调头）下端面+外圆柱面7#钻两通孔¢13下端面+外圆柱面8#精铣下端面上端面+左右端9#精铣上端面下端面+左右端10#精铣左右端面（同时，不准调头）下端面+外圆柱面11#钻通孔Ø18下端面+外圆柱面12#镗孔到Ø20下端面+外圆柱面13#粗-精铣轴向槽下端面+外圆柱面14#入库1、4加工设备和工艺装备的选择（1）机床的选择粗铣上端面：考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择X51立式铣床。（参考文献（1）表6-18），选择直径D为Ø80mm立铣刀，参考文献（1）表7-88，通用夹具和游标卡尺。粗铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。7精铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。粗铣左端面：采用卧式铣床X1632，参考文献（1）表6—21，采用以前的刀具，专用夹具及游标卡尺。精铣左端面：采用卧式铣床X1632,参考文献（1）表6—21，专用夹具及游标卡尺。（2）刀具的选择钻2-Ø18mm孔：采用Z525，参考文献（1）表6—26，通用夹具。刀具为d为Ø18.0的直柄麻花钻，参考文献（1）表7—111。钻Ø18孔：钻孔直行为Ø118mm，选择摇臂钻床Z525参考文献（1）表6—26，采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。镗Ø20（+0.1——+0.06）mm孔：粗镗：采用卧式组合镗床，选择功率为1.5KM的ITA20镗削头，选择镗通孔镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺。1、5机械加工工艺过程卡片的填写见附图第2章机械加工工序设计2、1工序简图的绘制在机械加工工序卡中，为了表明该工序的加工内容，需要绘制工序简图。（1）用粗实线表示该工序的各加工表面，其它部位用细实线绘制，图中需表示出以前各工序加工后的轮廓。（2）尽量用较少视图表明该工序加工表面及工件的安装方式，可按比例缩小，与此无关的视图和线条可省略或简化。（3）标明该工序各加工表面加工后的工序尺寸、偏差及表面粗糙度,其它尺寸不应填写在简图上。（4）用规定的定位夹紧符号表明该工序的安装方式、定位基准、夹紧方向和夹紧力的作用点等。8见附图2.2工序余量与工序尺寸的确定根据文献（1）可知计算底面加工余量公式如下。15.02.0maxCeAA式中：e——余量值；maxA——铸件的最大尺寸；A——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3—12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IT7～IT8。左右端面的铣削余量为3，粗铣的铣削余量为2，精铣余量1，精铣后公差登记为IT7～IT8，根据机械加工工艺手册表3—12确定余量2。工序40粗镗ø18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表2.12.3切削用量的确定工序4#：粗铣下端面1)加工条件工件材料：HT200,b=170~240MPa，铸造;工件尺寸：maxa=13，l=36;加工要求：粗铣上端面加工余量4机床：X51立式铣床；刀具：立铣刀。加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差18粗镗8.1___8.198.19精镗2.08H820H9经查参考文献（1）表3—12可得，铣削上端面的加工余量为4mm，又由零件对上顶端表面的表面精度RA=12.5mm可知，粗铣的铣削余量为4mm。底面铣削余量为3mm，粗铣的铣削余量为2mm，精铣余量1mm，精铣后公差登记为IT7～IT8。取每齿进给量为fz＝0.2mm／z（粗铣）取每齿进给量为f＝0.5mm／r（精铣）粗铣走刀一次ap＝2mm，精铣走刀一次ap＝1mm初步取主轴转速为150r／min（粗铣），取精铣主轴的转速为300r／min，又前面已选定直径Ｄ为Ø80mm，故相应的切削速度分别为：校核粗加工。/1000nvD粗＝3.1480150/1000＝37.68m/min/1000nvD精=3.1480300/1000=75.36m/min又由机床切削功率P=50.90.74167.910azepmpfaznk取Z=10个齿，pmk=1,n=150/60=2.5r/s,ea=168mm,pa=2mm,zf=0.2mm/z.代入得：pmk=50.90.74167.91020.2168102.51pmk=4kw又因前查的机床的功率为4.5kw/h若效率为0.85P,则0.85p=3.825kw4kw重新选择主轴的转速为118m/min，则/1000nvD粗=3.1480118/1000=29.64m/min将其带入公式得pmk=50.90.74167.91020.216810118/601=3.15kw3.825kw故机床功率足够2)计算基本工时176,LLL/v,tmly，10查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为：40y则：0.64mimL/vmTf工序5#粗铣上端面：刀具，机床与上到工序相同，得出mm20ea,0.5mmap163.2m/minf0.31min=t29.54m/min=v960r/minmcns工序6#粗铣左右端面：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：pa=2由《机械加工工艺手册》表15.53可知：frmmzaf/4.21220.0由《切削用量手册》表9.4-8可知：1.70m/sv1.35r/sn10.91m/svfttt，，各系数为0.69KKKmfmnmvv8.0KsfKsnKsv所以有s/m19.08.069.034.0V0.75r/sV0.94mm/s=V取47.5r/min0.792r/snt47.5r/min0.792r/snt1.0mm/svfc所以实际切削速度：0v=dn/1000=14.55m/minf=152.6mm/min确定主轴转速：17mmll2175mml0n=100v/d=7r/s=545r/min切削工时：0.1minjT工序7#钻孔1311查《机械制造工艺设计手册》表3-38，取mm/min98f查《机械制造工艺设计手册