摇臂轴座说明书

机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：“气门摇杆支座”零件的机械加工工艺规程设计及铣上端面夹具设计院系：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：学校：晋中学院指导老师：田富根2015年6月16日目录1零件分析...........................................11.1零件的作用........................................11.2零件的工艺分析....................................11.3确定零件的生产类型................................22确定毛坯，绘制毛坯简图.............................22.1选择毛坯..........................................22.2确定毛坯尺寸及公差和机械加工余量..................22.3绘制毛坯图........................................33编制零件的机械加工工艺规程.........................43.1定位基准的选择....................................43.2拟定工艺路线......................................53.3加工设备及工艺装备的选用..........................73.4加工余量、工序尺寸和公差的确定....................93.5切削用量的计算...................................103.6时间定额的计算...................................164专用夹具设计......................................184.1夹具设计任务.....................................184.2拟定夹具结构方案.................................194.3绘制夹具装配总图.................................234.4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求.............23总结与致谢..........................................25参考文献............................................26附录................................................2711零件分析1.1零件的作用题目所给的零件是195柴油机摇臂轴轴座，是柴油机的一个重要零件,直径为16的孔用来装摇臂,孔要求的表面粗糙度和位置精度不是很高，工作时与轴相配合工作，起支撑作用。1.2零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知道原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。图1-1摇臂轴座零件图以下是该零件需要加工的表面以及加工表面之间的相互位置要求：（1）上下端面粗糙度均为6.3，底面与中心Ф16的孔的平行度要求为0.1；（2）左端面粗糙度为3.2，右端面粗糙度6.3，左右端面与中心Ф16的孔的垂直度要求为0.08；2（3）中心Ф16的孔为10级精度，采用基孔制配合，粗糙度3.2；（4）Ф10.5的孔的粗糙度12.5；（5）Ф10.5的孔的倒角的粗糙度12.5。由上面分析可知，可以先半精加工下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工上端面，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。1.3确定零件的生产类型由课题可知，该零件的生产类型为中批生产。2确定毛坯，绘制毛坯简图2.1选择毛坯该零件选取的材料是HT200，而且此零件外形较为简单，又属于中批生产，若选砂型手工造型生产，则效率低，铸件质量差，也不宜采用费用高，生产周期长的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造，最后由《机械制造技术基础课程设计》表2-8（铸造制造方法）确定采用砂型机器造型，它能满足毛坯质量要求。2.2确定毛坯尺寸及公差和机械加工余量（1）已知铸造方法为砂型铸造机器造型，零件图最大轮廓尺寸为58mm，所以由《机械制造技术基础课程设计指南》表2-10（毛坯铸件典型的机械加工余量等级）取机械加工余量等级为G级，由《机械制造技术基础课程设计》表2-10（要求的铸件机械加工余量）查得RMA=2.5mm；（2）已知毛坯材料是灰铁，且铸造方法为砂型铸造机器造型，所以查《机械制造技术基础课程设计》表2-10（大批量生产的毛坯铸件的公差等级），选取毛坯铸件的公差等级为CT10，由《机械制造技术基础课程设计》表2-7（铸件尺寸公差）取上下端面CT=1.4mm，左右端面CT=1.3mm，中心Ф16的孔CT=1.2mm（公差带应相对于基本尺寸对称分布）。（3）由《机械制造技术基础课程设计》表达式可知：R=F+RMA+CT/2（RMA与铸件其他尺寸之间的关系）R=F+2RMA+CT/2（双侧机械加工）3R=F-2RMA-CT/2（内圆面机械加工）（其中F为零件基本尺寸）表2-1等级及尺寸项目上下端面左右端面Ф16的孔Ф10.5的孔公差等级111111—加工面基本尺寸F/mm583116—铸件尺寸公差CT/mm1.41.31.2—机械加工余量等级GGG—RMA/mm2.52.50.5—毛坯基本尺寸R/mm633614—2.3绘制毛坯图由表1-2所得结果，绘制毛坯简图，如图1-2所示。图1-2摇臂轴座毛坯简图43编制零件的机械加工工艺规程3.1定位基准的选择1.精基准的选择应遵循以下原则：（1）基准统一原则（2）基准重合原则（3）自为基准原则（4）互为基准原则摇臂轴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型块和大平面的定位方式（V型块采用联动夹紧机构夹紧）。mm1.006.020孔及左右两端面都采用底面作基准。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.粗基准的选择原则为：（1）选择重要表面为粗基准（2）选择不加工表面为粗基准（3）选择加工余量最小的表面为粗基准（4）选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准（5）粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次考虑到以下几点要求，选择零件的重要表面和重要孔作为粗基准。（1）保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；（2）装入箱内的零件与箱体内壁有足够的间隙；（3）能保证定位准确，夹紧可靠，装夹方便。最后进行机械加工的表面是mm1.006.020孔，这时可有两种定位夹紧方案。方案一：用一个菱形销加一个圆柱销定位两个13的孔，一个菱形销限制一个自由度，一个圆柱销限制2个自由度，再加上底面限制3个自由度定位实现一面两孔完全定位，这种方案适合于大批生产类型中。方案二：用V型块加大平面，底面定位限制3个自由度，V型块采用联动夹紧机构实现对10R的外圆柱表面进行定位，限制3个自由度，实现完全定位。由于mm13孔的加工精度不需要很高，故用做定位销孔很难保证精度，所以选择方案二。53.2拟定工艺路线1.表面加工方法的确定根据零件上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度查表225和224等，确定零件个表面的加工方法，如表31所示。表31零件各表面加工方案加工表面尺寸及偏差/mm尺寸精度等级表面粗糙度/um加工方案备注顶面5812.5Ra粗铣底面586.3Ra精铣左端面0.142--0.080d93112.5Ra粗铣-精铣右端面0.142--0.080d93112.5Ra粗铣-精铣mm5.102孔5.1012.5Ra钻mm5.1轴向槽1.512.5Ra粗铣mm1.006.020孔1.006.0203.2Ra钻-粗镗-精镗2.加工阶段的划分该零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段，这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力，夹紧力必然大，加工后容易产生变形，粗精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。3.工序的集中与分散因顶圆和底面有较高的平行度要求，30两端面对于20的孔的中心线有较大高的圆跳动要求。气门摇杆支座加工工序安排应注意两个影响精度的因素：（1）气门摇杆支座的刚度比较低，在外力作用下容易变形；（2）铸件切削时会产生较大的残余应力，因此在气门摇杆支座加工工艺过程中，各主要表面的粗精加工一定要分开，且采用批量生产，较少辅助时间，所以采用工序集中原则。4.工序顺序的安排6（1）机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准--气门摇杆支座两端面和mm5.102的孔；遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要平面、顶面、底面、左右端面，20及5.102的孔，再加工mm5.1的轴向槽；遵循“先面后孔”原则，先加工左右端面，后加工20孔，先加工顶面、底面，后加工mm132的孔。由此初拟气门摇杆支座机械加工工序安排，如表2-3所示。表32机械加工工序安排工序号工序内容简要说明10粗铣顶面“先面后孔”20钻132通孔“先基准后其他”30精铣下端面“先基准后其他”40铣右端面“先面后孔”50钻通孔mm182“先基准后其他”60镗孔mm20，孔口倒角245度“先主后次”，“先基准后其他”70铣左端面“先面后孔”80铣轴向槽“先主后次”（2）热处理工序铸造成型后去飞边，毛刺，进行时效处理，时效处理可以释放零件铸造过程中产生的应力和变形，减少切削过程中的难度。因此，在铸造成型后增加一道热处理工序，即时效处理。（3）辅助工序铸造完成后，应安排去毛刺和去飞边工序；在半精铣加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该摇杆支座的安排顺序为：基准加工——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——热处理——主7要表面精加工。5.确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟定支座的机械加工工艺路线，见表3-3。表3-3机械加工工艺路线工序号工序内容定位基准铸造人工时效10检查毛坯，去毛刺、飞边20粗铣顶面底面、R10的外侧面30粗铣底面底面、R10的外侧面40精铣底面底面、R10的外侧面50粗铣右端面底面、R10的外侧面60精铣右端面底面、R10的外侧面70粗铣左端面底面、R10的外侧面80精铣左端面底面、R10的外侧面90钻mm13两通孔底面、R10的外侧面100去毛刺110钻通孔mm18底面、R10的外侧面120镗孔到mm20，孔口倒角2×45度底面、R10的外侧面130铣轴向槽底面、R10的外侧面140去毛刺，倒角150清洗160终检170入库3.3加工设备及工艺装备的选用机床和工艺装备的选择应满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工8质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。气门摇杆支座的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由人工完成。设备及工艺装备的选用见表3-4。表3-4加工设备及工艺装备工序号工序内容加工设备工艺装备20粗铣顶面X51立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺30粗铣底面X51立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺40精铣底面X5