氣門搖桿軸支座工藝規(guī)程及銑3mm槽夾具設計【版本2】[含高清CAD圖 工序卡片 說明書]

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This article discusses the main valve rocker bearing the processing technology and fixture design. Valve rocker bearing accuracy of the size, shape and location precision accuracy of the requirements are very high, and the rigid linkage relatively poor, the shape complex, prone to deformation, in the process of arrangement when it needs to the surface of the main crude Finishing processes to separate and focus on processes. Gradually reduce Jiagongyuliang, cutting force and the role of stress and deformation of the amendment process, will be able to reach parts of the final technical requirements. Design-valve rocker bearing parts of the machining process of order and milling 3mm groove equipment fixture design process, I learned a lot of machining expertise and practical content. 目 錄 1零件的分析 1 1.1零件的作用 1 1.2零件的工藝分析 1 2.1確定毛坯種類 1 2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量： 2 2.3繪制鑄件零件圖： 3 3、 擬定零件工藝路線 3 3.1定位基準的選擇： 3 3.2表面加工方法的確定： 3 3.3加工階段的劃分： 4 3.4工序的集中和分散： 4 3.5工序順序的安排： 4 3.5.1、機械加工工序 4 3.6確定工藝路線： 5 3.7選擇加工設備及刀、夾、量具 5 4、切削用量、時間定額的計算 6 5、 機床夾具設計 7 6、 學習體會 8 7、 參考文獻 10 1零件的分析 1.1零件的作用 氣門搖桿軸支座是柴油機一個主要零件。是柴油機搖桿座的結(jié)合部，Φ20（+0.10—+0.16）孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通過兩個?13mm孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，3mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動。汽缸蓋內(nèi)每缸四閥使燃燒室充氣最佳，氣門由搖桿凸輪機構(gòu)驅(qū)動，摩擦力小且氣門間隙由液壓補償。這種結(jié)構(gòu)可能減小燃油 消耗并改善排放。另外一個優(yōu)點是減小噪音，這種結(jié)構(gòu)使3.0升的TDI發(fā)動機運轉(zhuǎn)極端平穩(wěn)。 1.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。以下是氣門搖桿軸支座需要加工的表面以及加工表面之前的位置要求。 該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面。 1、2*?13mm孔和?20（+0.1—+0.06）mm孔以及3mm軸向槽的加工。 2、 左右端面0.06mm的平面度 3、 上端面的加工精度及下表面加工精度與平行度0.05mm 因此，需要先以下端面為粗基準加工上端面，再以上端面為粗基準加工下端面，再把下端面作為精基準，最后加工?20（+0.1——+0.06）mm孔時以下端面為定位基準，以保證孔軸相對下端面的位置精度。 2確定毛坯 2.1確定毛坯種類 零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇砂型機器造型鑄件毛坯。查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導書》表2-1選用鑄件尺寸公差等級為CT-10。表2-5選用加工余量等級1為G。 2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量： 查《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導書》，選用加工余量為MA-G級，并查表2-4確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示： 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 Φ32上端面? 表2-3 1.4 表2-4 支座下底端面 表2-3 1.4 表2-4 Φ32左右端面 表2-3 0.5 表2-4 2.3繪制鑄件零件圖： 3、 擬定零件工藝路線 3.1定位基準的選擇： 粗基準的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準，以兩個旁孔外圓表面為輔助粗基準。 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個旁孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。下端面既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，面積大定位穩(wěn)定可靠。 3.2表面加工方法的確定： 根據(jù)氣門搖桿軸支座零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表 加工表面 尺寸精度 表面粗糙度 加工方案 Φ32上端面? IT10 12.5 粗銑 支座下底端面 IT9 6.3 粗銑—精銑 Φ32左右端面 IT7 1.6 粗銑—精銑 Φ13 內(nèi)表面 IT10 12.5 鉆—鉸 Φ20 內(nèi)表面 IT12 12.5 鉆—鉸 3mm 軸向槽 IT10 12.5 粗銑 3.3加工階段的劃分： 該零件加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個階段。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夾緊力必然大，加工后容易產(chǎn)生變形。粗、精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術(shù)條件。 3.4工序的集中和分散： 氣門搖桿軸支座加工工序安排應注意兩個影響精度的因素：（1）氣門搖桿軸支座的剛度比較低，在外力作用下容易變形；（2）鑄件切削時會產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應力。因此在氣門搖桿軸支座加工工藝中，各主要表面的粗精加工工序一定要分開，且采用大批生產(chǎn)，減少輔助時間，所以采用工序集中原則。 3.5工序順序的安排： 3.5.1、機械加工工序 （1）先基準后其他 （2）先粗后精 （3）先主后次 （4）先面后孔 3.6確定工藝路線： 表3-2 氣門搖桿軸支座工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 1 銑支座上端面 X5020A立式銑床 端面銑刀 游標卡尺 2 粗銑支座下端面 X5020A立式銑床 端面銑刀 游標卡尺 3 精銑支座下端面 X5020A立式銑床 端面銑刀 游標卡尺 4 粗銑支座Φ32左右表面 X5020A立式銑床 端面銑刀 游標卡尺 5 精銑支座Φ32左右表面 X5020A立式銑床 端面銑刀 游標卡尺 6 粗磨支座Φ32左右表面 M7350立式磨床 砂輪 游標卡尺 7 精磨支座Φ32左右表面 M7350立式磨床 砂輪 游標卡尺 8 加工Φ13的孔 Z5125A立式鉆床 Φ13麻花鉆，鉸刀 塞規(guī)卡尺、內(nèi)徑百分表 9 加工Φ20的孔 Z5125A立式鉆床 Φ20麻花鉆擴刀，鉸刀 塞規(guī)卡尺、內(nèi)徑百分表 10 锪有平行度要求表面 X62W 立式锪床 锪刀 游標卡尺 11 倒角 平銼 深度游標卡尺 12 精銑3mm 軸向槽 X62組合夾具或?qū)Ｓ霉ぱb 槽銑刀 卡規(guī)，深度游標卡尺 13 清洗 清洗機 14 檢驗 百分表,三用游標卡尺檢驗樣板,三棱平尺塞規(guī) 3.7選擇加工設備及刀、夾、量具 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設備適宜通用機床為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳動均由人工完成。 粗銑上端面：考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設計等問題，采用立銑選擇X1632立式銑床，選擇直徑D為?80mm立銑刀，參考文獻（1）表7-88，通用夾具和游標卡尺。 粗銑下端面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標卡尺。 精銑下端面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標卡尺。 粗銑左端面：采用臥式銑床X1632，采用以前的刀具，專用夾具及游標卡尺。 精銑左端面：采用臥式銑床X1632，專用夾具及游標卡尺。 鉆2-?18mm孔：采用Z3025B*10，通用夾具。刀具為d為?18.0的直柄麻花鉆。 鉆?18孔：鉆孔直行為?18mm，選擇搖臂鉆床Z3025采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。 銑3mm槽：采用3mm的鋸片銑刀，選擇X61臥式銑床。 鏜?20（+0.1——+0.06）mm孔：粗鏜：采用臥式組合鏜床，選擇功率為1.5KM的ITA20鏜削頭，選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿，專用夾具，游標卡尺 4、切削用量、時間定額的計算 粗精銑軸向槽： 加工條件：機床：x6132臥式銑床。 刀具：鋸片銑刀其中 d=3, z=16 計算切削用量： 由《機械加工工藝手冊》表4-18，表4-19可知： 確定主軸轉(zhuǎn)速： 切削工時： tm=0.75min 5、 機床夾具設計 5.1.確定設計方案 用兩個V形塊夾緊前后兩外圓柱面，用兩鉸鏈壓板壓在工件的下端，這樣就限制了兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度，這種方案定位可靠，可實現(xiàn)完全定位。 5.2.計算夾緊力并確定螺桿直徑 因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關系F夾＝KF 安全系數(shù)Ｋ在夾緊力與切削力方向相反后時，K=3，由前面的計算可知 F=1452.3N 所以F夾＝KF＝3x1452.3=4356.9N F0= F夾/2=1178.4（N） 從強度考慮，用一個M10的螺柱完全可以滿足要求 5.3.定位精度分析 由于定位基準和工序基準都是下底面，基準不重合誤差為0，基準位移誤差下底面到槽的距離為60，沒有寫上下偏差，所以這個尺寸對工件工作沒有太大影響。也可以不算。 5.4.定位元件與夾緊裝置的設計 5.4.1定位元件 定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾具定位元件直接接觸或相配合。工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，V形塊定位，工件的定位基準始終在V型塊兩定位面的對稱中心平面內(nèi)，對中性好，能使工件的定位基準軸線在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準直徑誤差的影響，其次V形塊定位安裝方便。本設計中采用兩個Ｖ形塊夾緊前后兩外圓柱面，用壓板壓在工件的下端，這樣就限制了兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度。 5.4.2夾緊裝置的設計 夾緊裝置是使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置。本設計采用的夾緊裝置是一對螺旋壓板夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、自鎖性能好、夾緊可靠，是手動夾緊中常用的一種夾緊機構(gòu) 。 5.4.3夾具體設計 夾具體是用于連接夾具各元件及裝置,使其成為一個整體的基礎件,并與機床有關部位連接,以確定夾具相對于機床的位置. 其在設計時應滿足以下基本要求: I.應有足夠的強度和剛度保證在加工過程中, 夾具體在夾緊力,切削力等外力作用下,不至于產(chǎn)生不允許的變形和震動. II.結(jié)構(gòu)應簡單,具有良好工藝性. 在保證強度和剛度條件下,力求結(jié)構(gòu)簡單,體積小,重量輕,以便于操作. III.尺寸要穩(wěn)定.對于鑄造夾具體,要進行時效處理,以消除內(nèi)應力.保證夾具體加工尺寸的穩(wěn)定. IV.便于排屑為防止加工中切削聚積在一起定位元件工作表面或其他裝置中,而影響工件的正確定位和夾具的 正常工作,在設計夾具體時,要考慮切削的排除問題. 選擇夾具體毛坯結(jié)構(gòu)時,應以結(jié)構(gòu)合理性,工藝性,經(jīng)濟性,標準化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮. 6、 學習體會 通過對氣門搖桿軸支座的機械加工工藝及對銑槽夾具的設計，使我學到了許多有關機械加工的知識,這對于我以后的學習和實踐都起到了至關重要的作用，使我對學習夾具和工藝性設計產(chǎn)生了濃厚的興趣，相信這次課程設計過后我才能有夯實基礎的感覺，遇到難題不放棄不膽怯的決心，對于實際的內(nèi)容，我主要歸納為以下兩個方面：第一方面：氣門搖桿軸支座件外形較復雜，而剛性較差。且其技術(shù)要求很高，所以適當?shù)倪x擇機械加工中的定位基準,是能否保證氣門搖桿軸支座技術(shù)要求的重要問題之一。在氣門搖桿軸支座的實際加工過程中，選用氣門搖桿軸支座的底面作為定位基面，為保證孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準的加工原則；保證兩孔的中心距精度要求，可采用互為基準原則加工。 對于加工主要表面，按照“先基準后一般”的加工原則。氣門搖桿軸支座的主要加工表面為旁端面，較重要的加工表面為上表面，次要的加工表面是體表面、下表面等。 氣門搖桿軸支座機械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的，氣門搖桿軸支座加工路線為工序集中。 第二方面：主要是關于夾具的設計方法及其步驟。 （1）、定位方案的設計：主要確定工件的定位基準及定位基面；工件的六點定位原則；定位元件的選用等。 （2）、導向及對刀裝置的設計：由于本設計主要設計的是擴大頭孔夾具和銑結(jié)合面夾具，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題，以及對刀塊的類型，從而確定鉆套和對刀塊的位置尺寸及公差。 （3）、夾緊裝置的設計：針對連桿的加工特點及加工的批量，對連桿的夾緊裝置應滿足裝卸工件方便、迅速的特點，所以一般都采用自動夾緊裝置。 （4）、夾具體設計：連桿的結(jié)構(gòu)特點是比較小，設計時應注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。 （5）、定位精度和定位誤差的計算：對用于粗加工的夾具，都應該進行定位誤差和穩(wěn)定性的計算，以及設計的夾具能否滿足零件加工的各項尺寸要求。 （6）、繪制夾具裝備圖及夾具零件圖。 課程設計是對我們學習的補充和擴展，實現(xiàn)自我完善和獨立工作的過程，是大學學習的特色和優(yōu)勢，展望未來，我們機械的學子必將是社會發(fā)展的有力力量，靠的就是專著的態(tài)度，良好的學習習慣和真實的設計實力。而這一切的得來都是努力的結(jié)果，所以我要繼續(xù)發(fā)揚這種精神，就像我終結(jié)的知識點一樣，以后還會更多更全面更有規(guī)律性，也希望我們學校以及學院給予我們更多的這樣的機會，再此感謝魏永樂老師的細心指導和熱心的幫助。 7、 參考文獻 [1] 陳宏鈞,方向明,馬素敏 等編 典型零件機械加工生產(chǎn)實例 機械工業(yè)出版社 2004.8 [2] 王季琨,沈中偉,劉錫珍 主編 機械制造工藝學 天津大學出版社 2004.1 [3] 哈爾濱工業(yè)大學,上海工業(yè)大學 主編 機床夾具設計 上?？茖W技術(shù)出版社 1991.3 [4] 李 洪 主編 機械加工工藝手冊 北京出版社 1996.1 [5] 龔定安,蔡建國 編著 機床夾具設計手冊 陜西科學技術(shù)出版社 1981.7 [6] 《金屬機械加工工藝人員手冊》 修訂組 金屬機械加工工藝人員手冊 上?？茖W技術(shù)出版社1979.1 [7] 孫麗嬡 主編 機械制造工藝及專用夾具 冶金工業(yè)出版社 2003.9 [8] 楊叔子 主編 機械加工工藝師手冊 機械工業(yè)出版社 2004.9 [9] 王紹俊 主編 機械制造工藝設計手冊 哈爾濱工業(yè)大學 1981.5 [10] 劉文劍 曹天河 趙維緩 編2008-7-1 夾具工程師手冊 黑龍江科學技術(shù)出版社 1987.12 [11] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 編 金屬切削手冊 上?？茖W技術(shù)出版社 1991.10 機械制造技術(shù)基礎課程設計》答辯問題 1、 零件各加工表面采用哪種加工方法以及加工機床？ 銑上下表面 立式銑床 銑 銑左右表面 立式銑床 端 加工兩Φ13的通孔、加工Φ20的孔 磨床 鉆 粗銑3mm 軸向槽 臥式銑床 銑 2、 零件各加工表面加工余量如何確定的？ 方法一：根據(jù)生產(chǎn)類型大批還是中批，鑄造類型確定，選擇公差等級和加工余量等級。然后根據(jù)尺寸大小選擇鑄件的尺寸公差和加工余量。 方法二：根據(jù)加工步驟，每一次加工掉多少，最后一疊加。 3、 簡述零件加工工藝過程。 支座底端面作為基準，粗銑支座上端面 支座上端面作為基準，粗銑支座下端面 支座底端面作為基準，精銑支座上端面 支座上端面作為基準，精銑支座下端面 支座左（右）為基準，粗銑支座Φ32右（左）表面 支座右（左）為基準。精銑支座Φ32左（右）表面 粗精磨支座Φ32左右表面 軸+兩平面定位，加工兩Φ13的通孔 加工Φ20的孔，孔口倒角0.5*45度 锪有平行度要求表面 粗銑3mm 軸向槽 4、 本人所加工表面的切削用量是多少？如何確定的？ 5、 本人所加工表面工序基準是什么？定位基準如何確定？ 工序基準是下底面、定位基準也是下底面。 6、 本人所加工表面定位誤差如何計算？ 由于定位基準和工序基準都是下底面，基準不重合誤差為0，基準位移誤差下底面到槽的距離為60，沒有寫上下偏差，所以這個尺寸對工件工作沒有太大影響。也可以不算。 7、 本人所加工表面定位時應該限制幾個自由度？ 應該限制4個自由度。（不需要限制槽的上下方向和沿槽方向）。 8、 結(jié)合夾具裝配圖說明定位方案中各定位元件限制哪幾個自由度？ 平面3個自由度，活動V型塊2個自由度。 9、 結(jié)合夾具裝配圖說明夾緊力作用點、方向如何確定的？ 10、 夾具的組成部分有哪些？并在夾具裝配圖指出？ 夾具體、加緊元件、對刀裝置、定位元件 11、 結(jié)合夾具裝配圖說明零件在夾具中如何進行安裝、拆卸以及加工？ 12、 結(jié)合夾具裝配圖說明整套夾具所有零件的裝配和拆卸過程？