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1、气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计目录1设计任务书.1.1设计题目1.2零件作用1.3气门摇臂轴支座机械加工工艺规程的制订方法1.4夹具设计62气门摇臂轴支座的机械制造工艺规程设计.2.1 零件的工艺分析及生产类型的确定122.1.1零件的作用122.1.2零件的工艺分析132.1.3确定零件的生产类型142.2 选择毛坯，绘制毛坯图142.2.1选择毛坯种类142.2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量152.2.3设计毛坯图162.2.4绘制毛坯图.172.3 选择加工方法，制定工艺路线172.3.1定位基准的选择172.3.2零件表面加工方法的选择192.3.3加工阶段的划分192.3.
2、4工序的集中与分散202.3.5工序顺序的安排202.3.6确定工艺路线202.3.7加工设备及工艺装备的选择.222.3.8工序间余量的确定.232.3.9切削余量及基本时间定额的确定243 气门摇臂轴支座专用夹具的设计.403.1确定夹具的结构方案40 3.1.1确定定位方案，选择定位元件. 40 3.1.2 确定导向装置.42 3.1.3确定夹紧机构.42 3.1.4确定辅助定位装置.433.2设计夹具体433.3 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求43总结46参考文献481 设计任务书1.1 设计题目设计如图1.1所示的气门摇臂轴支座零件的机械加工工艺规程及加工通孔和通孔的专用夹具图
3、1.1 气门摇臂轴支座零件图1.设计内容：（1）零件、毛坯图：各1张。（2）机械加工工艺规程卡片：1套。（3）夹具装配总图：1张。（4）夹具零件图：1张。（5）课程设计说明书：1份。2.原始资料：零件图纸一张；生产纲领为10000台/年，1件/台；每日1班。通过设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性的训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效，省力，经济合理并能保证加工质
4、量的专用夹具的能力。绘制零件图，装配图，提高制图能力。设计内容：绘制气门摇臂轴支座的二维、三维零件图，根据图纸技术要求等确定生产类型，本次设计的零件年产量为10000件，分析确定生产类型。工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，气门摇臂轴支座材料为HT200，拟采用铸造的形式进行毛坯制造，并确定零件机械加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析。最后，对某道加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。1.2零件作用零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm的孔内装
5、一个减压轴，降低汽缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm，保证减压轴在摇臂上打开气门实现减压。两孔表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑的作用，直径11的孔用M10的螺杆与汽缸盖相连，直径3的孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。1.3气门摇臂轴支座机械加工工艺规程的制订方法（1）.根据零件图和产品装配图，对零件进行工艺分析 （2）.计算零件的生产纲领，确定生产类型 （3）.确定毛坯种类和制造方法（4）.确定毛坯尺寸和公差 （5）.拟定工艺路线 （6）.确定各个工序的加工余量，计算工序尺寸及公差 （7）.选择各个工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备 （8）.确定各个工
6、序的切削用量和时间定额 （9）.编制工艺文件1.4夹具设计的基本要求 （1）夹具的构造应与其用途和生产规模相适应，正确处理好质量、效率、方便性与经济性四者的关系。 （2）保证工件精度。保证使用方便，要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观察、便于排屑排液、便于安装运输，保证安全第一。 （3）注意结构工艺性，对加工、装配、检验和维修等问题应通盘考虑，以降低制造成本。2 气门摇臂轴支座的机械加工工艺规程设计2.1.零件的工艺分析及生产类型的确定2.1.1零件的作用本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm的孔用来装配摇臂轴，
7、轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm的孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑的作用，直径11的孔用M10的螺杆与汽缸盖相连，直径3的孔用来排油。2.1.2 零件的工艺分析通过对气门摇臂轴支座零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差以及技术要求齐全。通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述：零件的材料为HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加
8、工面主要集中在平面加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：1. 外圆的上端面以及与此孔相通的通孔，粗糙度均为12.5；2. 36mm下端面，根据零件的总体加工特性，36mm为整个机械加工过程中主要的基准面，粗糙度为12.5，因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来；3. 外圆的前后端面，粗糙度为12.5；前后端面倒的角，粗糙度为12.5；以及的通孔，在这里由于通孔所要求的精度较高，因此该孔的的加工是一个难点，其所要求的表面粗糙度为1.6，且该孔的轴线与36mm下端面的平行度为0.05，且该孔的轴线圆跳动公差为0.1，需要选择适当的加工方法来
9、达到此孔加工的技术要求。4. 的前后端面，粗糙度为2.5；前后端面倒的角，粗糙度为12.5；以及的通孔，的通孔同样也是本零件加工一个比较重要的部分，观察零件图就可以知道，的孔要求的表面粗糙度和位置精度和的通孔一样都是比较高的，的通孔表面粗糙度为1.6，孔的轴线与36mm的底面的平行度为0.05； 通过上面零件的分析可知，36mm下端面和上端面的表面粗糙度要求都不是很高，因此都不需要精加工来达到要求，而且这两个面也是整个加工工程中主要的定位基准面，因此可以粗加工或者半精加工出这两个面而达到精度要求，再以此作为基准采用专用夹具来对其他表面进行加工，并且能够更好的保证其他表面的位置精度要求。总的看来
10、，该零件并没有复杂的加工曲面，属于较为简单的零件，所以根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证，简单的工艺路线安排如下：将零件定位夹紧，加工出36mm下端面以及上端面，并钻出的通孔，然后再以这些先加工出来的几个表面为基准定位，加工出和的外圆端面，并钻出这两个精度要求比较高的孔，最后翻转零件，深孔加工出的斜油孔。2.1.3 确定零件的生产类型 零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型由着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品
11、特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N可按下式计算：根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型。 根据本零件的设计要求，Q=10000台，m=1件/台，分别取备品率和废品率3%和0.5%，将数据代入生产纲领计算公式得出N=10351件/年，零件质量为0.27kg，根据机械制造技术基础课程设计指导教程表1-3，表1-4可知该零件为轻型零件，本设计零件气门摇臂轴支座的的生产类型为大批量生产。2.2 选择毛坯种类，绘制毛坯图2.2.1 选择毛坯种类 机械加工中毛坯的种类有
12、很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。（1）.材料的工艺性能（2）.毛坯的尺寸、形状和精度要求（3）.零件的生产纲领 根据以上几方面来分析本零件，零件材料为HT200，分析灰铸铁材料的性能，灰铸铁是一种脆性较高，硬度较低的材料，其铸造性能好，切削加工性能优越，故本零件毛坯可选择铸造；其次，观察零件图知，本零件设计尺寸并不大，而且其形状也不复杂，属于简单零件，除了几个需要加工的表面以外，零件的其他表面都是以
13、不去除材料方法获得，可选择砂型铸造方法；前面已确定零件生产类型为大批量生产，可选择砂型铸造机器造型，可以分散单件的铸造费用。综上所述，本零件的毛坯种类以砂型铸造机器造型的方法获得。2.2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量 根据零件图计算零件的轮廓尺寸为长83mm，宽37mm，高62mm。 查机械制造技术基础课程设计指导教程表2-1 按铸造方法为砂型铸造机器造型，零件材料为灰铸铁，查得铸件公差等级为IT8-IT12，取铸件公差等级为IT10。再根据毛坯铸件基本尺寸查阅机械制造技术基础课程设计指导教程表2-3 ，按前面已经确定的铸件公差等级IT10差得相应的铸件尺寸公差。查阅机械制造技术基础课程设计指导教程表2-5 按铸造方法为砂型铸造机器造型，材料为灰铸铁，查得铸件所要求的机械加工余量等级为E-G,将要求的机械加工余量等级确定为G，再根据铸件的最大轮廓尺寸查阅机械制造工艺设计简明手册表2.2-4 要求的铸件机械加工余量。由于所查得的机械加工余量适用于机械加工表面，的加工表面，机械加工余量要适当放大。分析本零
