气门摇杆轴支座课程设计说书

郑州航空工业管理学院 机械制造课程设计目 录摘 要2第一章 零件分析41.1 零件作用分析41.2 零件工艺分析5表 1.15第二章 确定毛坯5第三章 工艺规程的设计63.1 制定工艺路线6表 3.393.2定位基准的选择93.3 加工工序设计93.3.1机械加工余量确定93.3.2确定切削用量10第四章 时间额定的计算144.1基本时间的计算144.2辅助时间的计算164.3其他时间的计算164.4单件时间的计算17第五章 画毛坯图18第六章 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡18参考文献18摘 要 本设计所设计的零件是柴油机中摇杆结合部的气门摇杆轴支座，气门摇杆轴支座是是柴油机摇杆座的结合部，它是柴油机一个重要零件。其中摇杆轴装在孔中，轴上两端各装一进气门摇杆；摇杆座通过两个孔用M12螺杆与汽缸盖相连，3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使其不能转动。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。关键字：气门摇杆轴支座；零件；工艺性，加工工艺性Abstract This design is the design of diesel engine parts of farming rocker bearing, the valve, the valve rocker axle shaft bearings is diesel engine is the joystick rocker seat, it is taking an important parts. Diesel engine Among them the joystick shaft installed in the hole, the shaft at each end into the valve with a joystick; A joystick through two holes in M12 screw and the cylinder head is linked together, 3 mm axial slot used to lock rocker axis, to make it cant turn. Within the cylinder head every cylinder four valves make the combustion chamber, valve by charging the best rocker CAM drive, friction small and valve clearance by hydraulic compensation. This structure may reduce the fuel consumption and improved emissions.Keywords: Valve rocker shaft bearings；Parts；Process of；Processing technology第一章 零件分析1.1 零件作用分析本设计所设计的零件是柴油机中摇杆结合部的气门摇杆轴支座，气门摇杆轴支座是是柴油机摇杆座的结合部，它是柴油机一个重要零件。其中摇杆轴装在孔中，轴上两端各装一进气门摇杆；摇杆座通过两个孔用M12螺杆与汽缸盖相连，3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使其不能转动。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。其零件图如下图：图1.1 摇杆轴支座1.2 零件工艺分析由零件图得知，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，下底面，左右两端面，2-孔，孔以及3mm宽的轴向槽。其中孔的孔的尺寸精度以及下端面相对于孔轴线的平行度及左右两端面的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度和密封性。因此，需要先以上端面为粗基准加工下端面，再以下端面为精基准加工上端面，最后加工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。由机械加工工艺手册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。加工表面尺寸及偏差（mm)公差等级表面粗糙度Ram形位公差mm上端面IT1212.5下底面IT126.3平行度0.052-13孔 130.2IT1012.520孔 IT83.2左右端面 320.3IT91.6圆跳度0.06表 1.1第二章 确定毛坯根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的类型为大批量生产，故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。由机械加工工艺手册查的该种铸造公差等级为CT1011，加工余量等级MA选择H级。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铸造尺寸公差加工余量数值 铸造尺寸上端面48mmH2.8mm4mm下端面50mmH2.8mm3mm左端面35mmH2.6mm3mm右端面35mmH2.6mm3mm表2.1第三章 工艺规程的设计3.1 制定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：粗铣下底面：粗铣精铣左右两端面：粗铣半精铣精铣2-孔：钻孔3mm 轴向槽精铣孔：钻孔扩孔铰孔因左右两端面均对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。根据先面后孔原则，将上端面下端面的粗铣放在前面，左右端面上孔放后面加工。初步拟订以下两个加工路线方案加工方案一：工序号工序内容05#铸造10#时效15#涂漆20#粗铣下底面25#粗铣上端面30#精铣下底面35#钻通孔2-1340#粗铣左右两端面45#精铣左右两端面50#钻孔1855#扩孔19.960#铰孔2065#铣轴向槽70#倒角75#检验80#入库表 3.1加工方案二：工序号工序内容05#铸造10#时效15#涂漆20#粗铣下底面25#粗铣上端面30#粗铣左右两端面35#钻通孔2-1340#钻孔1845#粗铣轴向槽50#精铣下底面55#精铣左右两端60#扩孔19.965#铰孔2070#倒角75#检验入库表 3.2上述两个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。根据“先粗后精”的原则，加工中应将粗加工工序放在精加工之前，这样可以避免粗加工时对精加工过的表面造成伤害。因为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。根据先面后孔的原则，粗铣上端面应放在钻2-13之前，这样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213通孔加工精度的影响。综上所述选择方案二。最后确定的工件加工工序如下：序号工序内容机床设备刀具量具05#铸造10#时效15#涂漆20#粗铣下底面立式铣床X52K端铣刀游标卡尺精铣下底面立式铣床X52K端铣刀游标卡尺25#粗铣上端面立式铣床X52K端铣刀游标卡尺30#钻通孔2-13摇臂钻床Z535高速钢麻花钻塞规35#铣轴向槽卧式铣床X62W三面刃圆盘铣刀游标卡尺40#粗铣左右两端面卧式铣床X62W端铣刀游标卡尺半精铣左右端面卧式铣床X62W端铣刀游标卡尺精铣左右两端面卧式铣床X62W端铣刀游标卡尺45#钻孔18摇臂钻床Z535高速钢麻花钻塞规扩孔摇臂钻床Z535扩孔钻塞规铰孔摇臂钻床Z535铰刀塞规倒角摇臂钻床Z535锪钻游标卡尺50#检验入库塞规 百分表 卡尺等表 3.33.2定位基准的选择粗基准的选择：选择零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可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面精基准的选择：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。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。3.3 加工工序设计3.3.1机械加工余量确定1） 加工上端面，根据机械制造技术基础设计说明书考虑4mm2） 加工下底面时，根据机械制造技术基础设计说明书考虑3mm，粗加工余量2mm，精加工余量1mm。同理加工左右端面的余量也是3mm，粗加工余量2mm，半精加工余量0.8mm，精加工余量0.2mm。 3）对20的内表面加工，由于内表面有粗糙度要求3.2。扩孔余量1.875mm，铰孔余量0.125mm。根据以上分析得出下表：机械加工工序间加工余量表工序号工步号工步内容加工余量/mm20#1粗铣下底面2mm2精铣下底面1mm25#1粗铣上端面4mm30#1钻通孔2-1313mm35#1 粗铣左右两端面（要求同时铣削两端面）2mm2 半精铣左右两端面（要求同时铣削两端面）0.8mm3 精铣左右两端面（要求同时铣削两端面）0.2mm40#1铣轴向槽3mm45#1钻孔1818mm2扩孔1.875mm3铰孔0.125mm1倒角0.5mm表 3.43.3.2确定切削用量工序1：粗、精铣下底面工步一：粗铣下底面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查机械制造技术基础设计说明书选择：刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：YT15，D=100mm ，齿数Z=10，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据切削用量手册，取铣削速度：参照切削用量手册，取。机床主轴转速： 式中 V铣削速度； d刀具直径。得机床主轴转速：按照参机械制造技术基础设计说明书取：实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： 工步二：精铣下底面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。参考机械制造技术基础设计说明书选择：刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据切削用量手册，取铣削速度：参照切削用量手册，取机床主轴转速，有：按照机械制造技术基础设计说明书取 n=60r/min实际铣削速度：进给量:工作台每分进给量： 工序2 粗铣上端面粗铣上端面刀具 机床与上道粗加工工序相同， 工序3 粗 精铣左右端面此道工序与工序1的切削用量 刀具相同工步一粗加工： 工步二半精加工：工步三精加工： 工序4：加工孔20到要求尺寸工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为20mm，公差为E8，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔18mm标准高速钢麻花钻，主偏角，磨出双锥和修磨横刃；扩孔19.875mm标准高速钢扩孔钻；铰孔20mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1）确定工步一钻削用量 1)背吃刀量的确定 取 2）确定进给量 根据机械制造技术基础设计说明书可查出，查Z535立式钻床说明书，取。确定切削速度 查切削用量手册 取切削速度V=15m/min主轴转速 查Z535机床说明书，取。实际切削速度为：（2）确定工步二扩孔切削用量1）背吃刀量的确定 2)确定进给量 根据机械制造技术基础设计说明书，查的。根据Z535机床说明书，取=0.5mm/r。3）确定切削速度及 根据参考文献7表28-33，取。故 查Z535机床说明书，取。实际切削速度为 （3）确定工步三铰孔切削用量1）背吃刀量的确定 2）确定进给量 根据切削用量手册，取V=5m/min ，查Z535说明书，取。3）确定切削速度 由切削用量手册。故 查Z535说明书，取，实际铰孔速度 （4）确定工步四倒角切削用量背吃刀量的确定 查Z535说明书得 由机械加工工艺手册可知： 确定主轴转速： （5）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔： 扩孔： =0.5mm/r 铰孔： 倒角：工序5 钻213孔工件材料为HT200铁，硬度170240HBS。孔的直径为13mm，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工刀具为13mm高速钢钻头。 确定切削用量1）背吃刀量的确定 2）确定进给量 根据机械制造技术基础设计说明书得。查Z535立式钻床说明书，取。3）确定切削速度V 根据机械制造技术基础设计说明书取V=15m/min查Z535机床说明书，取。实际切削速度为工序6 铣轴向键槽加工条件：机床：X62W卧式铣床.刀具：直齿三面刃铣刀其中 , 计算切削用量： 1)背吃刀量的确定 由机械加工工艺手册可知： 确定主轴转速： 第四章 时间额定的计算 4.1基本时间的计算1. 工序20# 工步一粗铣下底面：由机械制造技术基础设计说明书查得铣刀铣平面（对称铣削，主偏角）的基本是计算公式，根据零件图知 查表取故：工步二精加工下底面：2.工序25# 粗铣上端面根据零件图知 查表取故：3. 工序30#工步一粗铣左右两端面根据零件图知 查表取故：工步二半精铣左右端面：工步三精加工左右端面4. 工序35#钻通孔2-13由机械制造技术基础设计说明书查得钻孔基本时间公式由零件图知 查表的 故：5. 工序40#工步一钻18孔：由零件图知 查表的 故：工步二扩孔19.875：故：工步三铰孔20孔：查机械制造技术基础设计说明书得 故：工步四倒角：查机械制造技术基础设计说明书知取故：7. 工序45#铣轴向键槽查机械制造技术基础设计说明书知其中： 故：4.2辅助时间的计算查切削用量手册知辅助时间与基本时间之间的关系为=（0.150.2），本次设计取，则各工序的辅助时间分别为：工序20# 粗铣下底面： 精加工下底面： 工序25# 粗铣上端面： 工序30#钻通孔2-13： 工序35#铣轴向槽： 工序40#粗铣左右两端面： 半精铣左右端面： 精加工左右端面： 工序45#钻18孔： 扩 孔： 铰孔： 倒角： 4.3其他时间的计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作场地时间，休息与生理时间和准备与终结时间。由于本次设计气门摇杆轴支座的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上准备时间与终结时间可以忽略不计；布置工作地时间是作业时间2%7%，休息与生理时间是作业时间2%4%，本次设计均取3%，则各工序的其他时间（）可按关系式计算，它们分别是：工序20# 粗铣下底面： 精加工下底面： 工序25# 粗铣上端面： 工序30#铣轴向槽： 工序30#粗铣左右两端面： 半精加工左右端面： 精加工左右端面： 工序35#钻通孔2-13： 工序40#钻18孔： 扩孔： 铰孔： 倒角： 4.4单件时间的计算工序20# 粗铣下底面： 精加工下底面： 工序25# 粗铣上端面： 工序30#钻通孔2-13： 工序35#铣轴向槽： 工序40#粗铣左右两端面： 半精铣左右端面： 精加工左右端面： 工序45#钻18孔： 扩孔： 铰孔： 倒角： 第5章 画毛坯图见附图2第六章 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 工件文件详见附表。 参考文献1 熊良山 严晓光。机械制造技术基础，华中科技大学出版社，2007。2 甘永立 几何量公差与检测。上海科学技术出版社，1991。3马占永 机械加工工艺使用手册，航空工业出版社，1991.4上海市金属切削技术协会 金属切削手册 上海科学技术出版社 1991.1018