气门摇杆支座夹具课程设计说明书

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1、机械制造工艺与夹具课程设计说明书设计者： 西北工业大学03011201 2015年7月11日西北工业大学机械制造工艺与夹具课程设计任务书题目： 设计气门摇杆支座的机械加工工艺规程及钻通孔,开3mm轴向槽工序的专用夹具内容：（1）零件毛坯图 一张（2）机械加工工艺规程卡片 一份（3）夹具装配图 一张（4）夹具零件图 一张（5）课程设计任务书 一份原始材料：零件图一张（大批量生产）班级：03011201班学生：崔哲荣 李之达 2012年07月11日 目录一、 机械加工工艺规程的设计1、 零件的功用、结构和技术要求的分析41.1、 零件用途41.2、 零件的主要技术要求42 毛坯的选择53、 零件工

2、艺原则的确定54、 加工方法的拟定55、 定位基准的选取66、 加工工艺路线的安排67、 工序尺寸与公差及余量的确定68、 毛坯三维简图7二、 夹具设计213通孔夹具设计1、 结构的分析92、 定位夹紧方案93、 误差分析计算104、 夹具使用的价值和优缺点105、 制造和使用要求10三、设计中的专题论述和收获体会四、主要参考资料和技术文件设计计算说明书三、 机械加工工艺规程的设计1、 零件的功用、结构和技术要求的分析1.3、 零件用途 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

3、螺杆与汽缸盖相连，3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。汽缸盖内每缸四阀使燃烧室充气最佳，气门由摇杆凸轮机构驱动，摩擦力小且气门间隙由液压补偿。这种结构可能减小燃油 消耗并改善排放。另外一个优点是减小噪音，这种结构使3.0升的TDI发动机运转极端平稳。1.2、零件的主要技术要求加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度 Ra/m形位公差/mm左端面32IT71.60.06A右端面32IT71.60.06A上端面42()IT1012.513孔213IT1012.520孔20()IT1212.5下底端面50IT96.3/0.05A3mm槽3IT1212.5R10外表面R10IT1312.5

4、R8外表面R8IT1312.5渐深槽孔面R3IT1312.5注： 1、未注明铸造圆角为R2-R32、 材料：HT2002、毛坯的选择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：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35m

5、mH3mm单侧加工右端面35mmH3mm单侧加工表3、零件工艺原则的确定已知此气门摇杆轴支座零件的生产纲领为N=6000件/年，重量为3kg，另外，可确定该零件生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。参考文献典型零件机械加工生产实例表2.312；该种铸造公差等级为CT1011，MA-H级。所以初步确定工艺安排为：划分加工阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，采用专用夹具。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

6、和20（+0.1+0.06）mm以及3mm轴向槽的加工。20（+0.1+0.06）mm孔的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0.05mm。因此，需要先以上端面为粗基准加工下端面，再精加工下端面，以下端面作为精基准，以20（+0.1+0.06）mm孔为基准加工左右端面，保证在圆跳动公差范围内，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。4、加工方法的拟定根据气门摇杆轴支座零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加

7、工方法如表加工表面尺寸精度表面粗糙度加工方案32上端面IT1012.5粗铣支座下底端面IT96.3粗铣精铣32左右端面IT71.6粗铣精铣13 内表面IT1012.5钻20 内表面IT1212.5钻镗3mm 轴向槽IT1012.5精铣体其他各表面IT1312.5粗铣或无5、定位基准的选取粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以20通孔的轴线为辅助粗基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以20通孔的轴线为辅助的定位精基准以满足轴向外圆端面对轴向圆跳动误差的定位要求。下端面既是装配基准又是设计

8、基准，用它作为精基准，面积大定位稳定可靠6、加工工艺路线的安排工序内容工艺装备名称及编号技术等级夹具刀具量具粗铣上端面专用夹具端面铣刀游标卡尺Ra12.5粗铣下端面专用夹具端面铣刀游标卡尺Ra12.5精铣下端面专用夹具端面铣刀游标卡尺Ra6.3粗铣左端面专用夹具端面铣刀游标卡尺Ra12.5粗铣右端面专用夹具端面铣刀游标卡尺Ra12.5粗倒外圆柱角专用夹具镗刀游标卡尺Ra12.5钻通孔专用夹具麻花钻内孔千分尺Ra12.5镗通孔专用夹具镗刀内孔千分尺Ra12.5精铣左端面专用夹具端面铣刀游标卡尺Ra1.6精铣右端面专用夹具端面铣刀游标卡尺Ra1.6倒内孔角专用夹具铣刀游标卡尺Ra12.5倒外孔角专

9、用夹具铣刀游标卡尺Ra12.5钻通孔专用夹具麻花钻内孔千分尺Ra1.6粗铣轴向槽专用夹具三面刃铣刀游标卡尺Ra12.5精铣轴向槽专用夹具三面刃铣刀游标卡尺Ra12.57、工序尺寸与公差及余量的确定铣削上端面的加工余量为3，又由零件对上顶端表面的表面精度RA=12.5可知，粗铣的铣削余量为3。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，粗铣的铣削余量为2，精铣余量1，精铣后公差登记为IT7。8、 毛坯三维简图- 13 -粗铣上下端面，精铣下端面，粗铣左右端面后的毛坯轴向外圆柱面粗铣出倒角后的毛坯局部钻轴向18mm孔镗20mm孔精铣左右端面

10、后，重新加工内孔倒角及外圆柱面倒角钻13mm通孔开3mm轴向槽四、 夹具设计213mm孔夹具设计1、 结构的分析为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，钻213mm孔的钻床专用夹具。由气门摇杆轴支座工作图可知，工件材料为 HT200，年产量6000件。刀具为麻花钻。2、 定位夹紧方案1.定位基准的选择由零件图可知，在钻213mm孔之前，气门摇杆轴支座的两个上下端面、左右端面都已加工，且表面粗糙要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合原则选气门摇杆轴支座的下端面为设计基准。对左右端面再加底面进行定位，从而使各个表面完全定位。2.夹紧方案由于零件小，所

11、以采用开口垫圈的螺旋夹紧机构，装卸工件方便、迅速。3.夹具体设计夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时，能承受一部分切削力。夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长。3、 误差分析计算 由加工工序知，加工213mm孔。夹具的主要定位元件为销+2大平面，由于大平面的设计基准与定位基准重合，故其尺寸无基准不重合度误差。销有基准不重合误差Dj=d/sina，取决于 20圆柱的公差，规定工件上母线为基准，制造精度和安装精度要求在合理的范围内。而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求4、 夹具使用的价值和优缺点 该夹具结构简单，装卸方便，可快速准确地将零件安装

12、并定位，有利于提高生产效率。5、 制造和使用要求使用时，将螺母松开垫片拔出即可更换零件，且加装了固定钻套可快速对准刀具。三、设计中的专题论述和收获体会通过对气门摇杆轴支座的机械加工工艺及对13mm孔夹具和3mm轴向槽的设计，使我学到了许多有关机械加工的知识,这对于我以后的学习和实践都起到了至关重要的作用，使我对学习夹具和工艺性设计产生了浓厚的兴趣，相信这次课程设计过后我才能有夯实基础的感觉，遇到难题不放弃不胆怯的决心，对于实际的内容，我主要归纳为以下两个方面：第一方面：气门摇杆轴支座件外形较复杂，而刚性较差。且其技术要求很高，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证气门摇杆轴支座技术要求

13、的重要问题之一。在气门摇杆轴支座的实际加工过程中，选用气门摇杆轴支座的底面作为定位基面，为保证213mm孔尺寸精度和形状精度，可采用自为基准的加工原则；保证两孔的中心距精度要求，可采用互为基准原则加工。对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。气门摇杆轴支座的主要加工表面为旁端面，较重要的加工表面为下表面，次要的加工表面是体表面、上表面等。气门摇杆轴支座机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的，气门摇杆轴支座加工路线为工序集中。第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。l （1）、定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。l （2）、导向及

14、对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是孔夹具和铣结合面夹具，所以主要考虑的是选用钻套的类型及排屑问题，以及对刀块的类型，从而确定钻套的位置尺寸及公差。l （3）、夹紧装置的设计：针对连杆的加工特点及加工的批量，对连杆的夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点，所以一般都采用自动夹紧装置。l （4）、夹具体设计：连杆的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。l （5）、定位精度和定位误差的计算：对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，以及设计的夹具能否满

15、足零件加工的各项尺寸要求。l （6）、绘制夹具装备图及夹具零件图。课程设计是对我们学习的补充和扩展，实现自我完善和独立工作的过程，是大学学习的特色和优势，展望未来，我们机械的学子必将是社会发展的有力力量，靠的就是专著的态度，良好的学习习惯和真实的设计实力。而这一切的得来都是努力的结果，所以我要继续发扬这种精神，就像我终结的知识点一样，以后还会更多更全面更有规律性，也希望我们学校以及学院给予我们更多的这样的机会，再此也感谢指导老师辛勤的工作和热心的帮助。四、主要参考资料和技术文件1 陈宏钧,方向明,马素敏 等编典型零件机械加工生产实例 机械工业出版社 2004.82 荆长生 主编机械制造工艺学 西北工业大学出版社 3 朱耀祥 蒲林祥 主编 现代夹具设计手册 机械工业出版社 2009.104 李名望 主编 机床夹具设计实例教程 化学工业出版社 2009.85 王光斗 主编 机床夹具设计手册（第三版） 上海科学技术出版社 2000.116 国家机械工业局 机床夹具零件及部件标准汇编7 刘笃喜 王玉 主编机械精度设计与检测技术（第2版） 国防工业出版社 2012.3