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1、河南机电高等专科学校毕业设计说明书毕业设计河南机电高等专科学校毕业设计说明书 气门摇杆轴支座夹具设计 系 部： 机电工程系 专 业： 数控技术 班 级： 数控 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2010年 05月10日目录1 零件的分析 31.1零件的作用 3 1.2零件的工艺分析 32 确定毛坯，画毛坯零件合图 53 工艺规程设计 7 3.1定位基准的选择 73.2制定加工工艺路线 73.3选择加工设备及刀、夹、量具 93.4加工工序设计 103.5校验机床功率 12 4 夹具设计 16 4.1确定设计方案 164.2计算夹紧力并确定螺杆直径 174.3.定位精度分析 174.4定位元件与夹
2、紧装置的设计 18致谢 22参考文献 23一、零件的分析 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，20（+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13mm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： 1.2零件的工艺分析 由附图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，2-13mm孔和20（+0.1+0.06）mm以及3mm轴向槽的加工。20（+0.1+0.06）mm孔的
3、尺寸精度以及下端面0.05mm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，213mm孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度0.055mm。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20（+0.1+0.06）mm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。二、确定毛坯，画毛坯零件合图（附图2）根据零件材料确定毛坯为铸件，通过计算，该零件质量约为3Kg，其生产类型为中批生产，毛坯的铸造方法选
4、用砂型机器造型造型。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2.312；该种铸造公差等级为CT1011级，加工余量等级MA为H级。故取CT为10级，MA为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 各加工表面总余量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40mmH4mm单侧加工下端面50mmH3mm单侧加工左端面35mmH3mm单侧加工右端面35mmH3mm单侧加工参考文献（1）表2.3-12，铸件主要尺寸的公差，如表2表2 主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸尺寸公差下端面50mm50mm4下端面距上端面尺
5、寸78mm3+485mm2.8下端面距20的中心孔尺寸60mm363mm2.8三、工艺规程设计3.1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，实现V形块定位方式（V形块采用联动夹紧机构夹紧）。20（+0.1+0.06）mm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。粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要面上端面作粗基准。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
6、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。在钻、镗削20（+0.1+0.06）mm孔时可有两种夹紧方案：方案一：用一菱形销加一圆柱销定位两个13mm的孔，再加上底面定位实现一面两销完全定位，这种方案适合于大批生产类型中。方案二：用V形块定位V形块采用联动夹紧机构实现对R10的外圆柱表面进行定位限制5个自由度，再加底面限制1个自由度实现完全定位。由于13mm孔的表面精度不是很高，故用做定位销孔很难保证精度，所以选择方案二。3.2制定加工工艺路线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：上端面：粗铣；下端面：粗铣精铣；左端面：粗铣精铣；右端面
7、：粗铣精铣213mm孔：钻孔；20（+0.1+0.006）mm：钻孔粗镗精镗；3mm 轴向槽精铣因左右两端面均对20（+0.1+0.006）mm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，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将粗铣上端面和钻两通孔放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，左右端面上20（+0.1+0.006）mm孔放后面加工。初步拟订加工路线如下：工序号工序内容铸造时效涂漆10车上端面20钻两通孔30铣左右端面40精铣下端面50钻通孔18mm60镗孔20mm，孔口角1x45度70铣左端面80铣轴向槽
8、90检验100入库上述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。如车上端面，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艺系统的震动，故改动为铣削加工。工序30应在工序20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213mm通孔加工精度的影响。修改后的工艺路线如下：序号工序内容简要说明102030405060708090100铸造时效涂漆粗铣下端面粗铣上端面粗铣左右端面（同时，不准调头）钻两通孔13精铣下端面精铣左右端面（同时，不准调头）钻通孔18镗
9、孔到20，孔口倒角0.5*45度粗精铣轴向槽检验入库消除内应力防止生锈减小加工粗基准面误差加工粗基准面保证左右端面的跳动度先面后孔加工精基准保证左右端面的跳动度后镗削余量3.3选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为中批生产，故加工设备适宜通用机床为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传动均由人工完成。粗铣下端面：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80mm面铣刀，参考文献（1）表7-88，通用夹具和游标卡尺。粗铣上端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。精铣下端面：采用上
10、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X6132，参考文献（1）表621，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X6132,参考文献（1）表621，专用夹具及游标卡尺。钻2x13mm孔：采用Z525，参考文献（1）表626，通用夹具。刀具为d为13.0的直柄麻花钻，参考文献（1）表7111。钻18孔：钻孔直行为18mm，选择摇臂钻床Z525参考文献（1）表626，采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。镗20（+0.1+0.06）mm孔：粗镗：采用卧式镗床，选择功率为1.5KM的ITA20镗削头，参考文献（1）。选择镗通孔镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺。
11、3.4加工工序设计工序10：粗铣下端面(1)加工条件工件材料：HT200,=170240MPa，铸造;工件尺寸：=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。铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册表3.1，取刀具直径d0=80。根据切削用量手册后表3.16，选择刀具前角00后角016，副后角0=8，刃倾角：s=10,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 根据手册等，选择ap=1.15，两次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑
12、，从而可采用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： fz=83.9mm/min。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直d0=80，故刀具使用寿命T=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d0=80，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。 切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择,因此，实际进给量和每分钟进给量为：=3.5校验机床功率 根据切削手册表3.24，近似为,根据机床使用说明书，主轴允许功率。故校验合格。最终确定: 6)计算基本工时 ，查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：则： 工序20 粗铣上表面粗铣上端面： 刀具，机床与上到工序相同，得出 , 工序30 粗铣左右端面粗铣左右端面：同时粗铣左右端面，圆盘铣刀一次加工完成不准调头
