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1、第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计3.1 零件的图纸与工艺分析3.1.1 零件的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F20(+0。10 0.16孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个F13 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。其零件图如以下图：图 3.1 摇杆轴支座3.1.2 零件的工艺分析由图 3.1 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- F13 孔和F20(+0。10 0.
2、16以及3mm 轴向槽的加工F20(+0。10 0.16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 F13 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，最终加工 F20(+0。10 0.16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到达的位置精度可知上述要求可以到达的零件的构造的工艺性也是可行的。3.2 工艺规程定性设计3.2.2 生产类型与毛坯制造方法确实定依据零件材料确定
3、毛坯为铸件，零件的生产纲领为 1000 件/年，通过计算，该零件质量约为 3Kg， 由表 14、表 13 可知，其生产类型为成批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消退剩余应力，铸造后安排人工时效处理。由212 可知该种铸造公差等级为 CT1011，MA-H 级。3.2.3 定位基准的选择精基准的选择：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。 F20(+0.10 0.16孔及左右两端面都承受底面做基准，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，夹紧方案也比较简洁，牢靠，操作便利。粗基准的选择：选择零
4、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牢靠性，装夹的便利性，削减关心时间，所以粗基准为上端面。3.2.4 工艺路线的拟定依据各外表加工要求，和各种加工方法能到达的经济精度，确定各外表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- F13 孔：钻孔3mm 轴向槽精铣F20(+0.10 0.16孔：钻孔粗镗精镗因左右两端面均对F20(+0.10 0.16孔有较高的位置要求，故它们的加工宜承受工序集中原则，减少装次数， 提高加工精度。依据先面后孔原则， 将上端面下端面的粗铣放在前面， 左右端
5、面上F20(+0.10 0.16孔放后面加工。初步拟订以下两个加工路线方案工序号工序内容05#铸造10#时效15#涂漆25#车上端面30#铣下端面35#钻两通孔40#铣左右端面45#50#钻通孔F18镗F20(+0.10 0.16孔55#轴向槽60#铣检验加工路线方案一65#入库二以 V 形块定位的加工路线方案工序号工序内容05#铸造10#时效15#涂漆25#粗铣下端面30#粗铣上端面35#粗铣左右端面45#钻两通孔 F1350#精铣下端面55#精铣上端面60#精铣左右端面65#65#钻F18 孔镗F20 + 0.1 +0.06孔70#铣轴向槽75#入库上述两个方案遵循了工艺路线拟订的一般原则
6、，但某些工序还有一些问题还值得进一步争辩。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，车削中消灭断续切削简洁引起工艺系统的震惊，故应中选择铣削加工。由于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 30#应在工序 25#前完成，使上端面在加工后有较多的时间进展自然时效，削减受力变形和受热变形对 213 通孔加工精度的影响。综上所述选择方案二。最终确定的工件加工工序如下：序号工序内容定位基准05#铸造10#时效15#涂漆20#粗铣下端面上端面3+左右端325#粗铣上端面下端面3+左右
7、端330#粗左右端面同时，不准调头下端面(3)+ 外圆柱面35#钻两通孔13下端面(3)+ 外圆柱面40#精铣下端面上端面3+左右端345#精铣上端面下端面3+左右端350#精铣左右端面同时，不准调头下端面(3)+ 外圆柱面55#钻通孔 18下端面(3)+ 外圆柱面60#镗孔到 20下端面(3)+ 外圆柱面65#粗-精铣轴向槽下端面(3)+ 外圆柱面70#入库3.3 工艺规程定量设计3.3.1 机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确实定因工件的生产类型为成批生产，毛的铸造方法选用砂型机器造型。依据表 2.3-12 确定各外表的加工余量如下表所示：表 3.1 各外表加工余量加工外表根本尺寸加工余量等
8、级加工余量数值说明上端面48H4单侧加工下端面50H3单侧加工左端面35H3单侧加工右端面35H3单侧加工3.3.2 切削余量及根本工时确实定一 机械加工余量确定依据文献1可知计算底面加工余量公式如下。e = CAmax0.2 A0.15式中 ：e余量值；Amax铸件的最大尺寸；A加工外表最大尺寸； C系数依据表 3-12 查表得出各个加工面得加工余量。经查表 312 可得，铣削上端面的加工余量为 4，又由零件对上顶端外表的外表精度 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 IT7IT8。左右端面的铣削余量为 3，粗铣的
9、铣削余量为 2，精铣余量 1，精铣后公差登记为IT7 ，依据表 312 确定余量 2。工序 40 粗镗 18 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 3.2 各工步加工尺寸加工外表加工方法余量公差等级工序尺寸及公差F18F19.2粗镗1.8精镗0.2 H 8F19.820H 8二确定切削用量及根本工工序 20#：粗铣下端面(1) 加工条件工件材料：HT200, s=170240MPa，铸造;工件尺寸： a=13，l=36;bmax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。铣削宽度
10、 a 90,深度 a 6,齿数z=12,故依据机械制造工艺设计简明手册表 3.1，取刀具直径 d =80。ep0依据切削用量手册后表 3.16，选择刀具前角 0后角 16，副后角 =8，刃倾角：s=00010,主偏角 Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角 Kr=5。(2) 切削用量1） 确定切削深度 ap依据手册等，选择 a =1.15，两次走刀即可完成。p2） 确定每齿进给量 fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和外表质量可不考虑，从而可承受不对称端机床功率为 4.5kw据简明手册表 4.2-35，X51 立式铣床选择： f =83.9mm/min。z3） 确定刀具寿命及磨钝标准依据切削手册表
11、3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm；由于铣刀直 d =80，故刀具使用寿命0T=180min据简明手册表 3.8。4） 计算切削速度 vc和每分钟进给量vf根 据 切 削 手 册 表 3.16 ， 当 d =80 ， Z=12 ， a 7.5 ， f 0.18mm/z 时 ，0pzv =98m/min,n =250r/min,v =471mm/min。各修正系数为：k= 1.0，k = 0.8。切削速度计算公式为：ttftv =MVSVvqc d 0 vkca x f y a u z pvvT m p v z v e vep其中 a= 38mm ， a= 4mm， C = 245
12、， q= 0.2vv， x= 0.15v， y= 0.35 ，vk= k k= 1.0 0.8 = 0.8vMvSvf= 0.18mm / z ， Z = 12z， u = 0.2 ，vp= 0 ， m = 0.32v， T = 180 min ，将以上数据代入公式：v =245 125 0.2 0.8c1800.32 4 0.15 0.08 0.35 72 0.2 12= 142m / min确定机床主轴转速：n = 1000vc = 150r/mind。spw依据简明手册表 4.2-36，选择nc= 300r/min, v= 390mm/min,因此，实际进给量和每分fc钟进给量为：p d n3.14 125 300v=0c=m/min = 118m/min10001000f zc = v fc / ncz = 390/300 12 mm/s = 0.1mm/s5) 校验机床功率依据 切削手册 表 3.24 ， 近似为 Pcc= 3.3kw , 依据机床使用说明书， 主轴允许功率
