气门摇杆支座课程设计说明书

湖州师范学院信息与工程学院课程设计题目：气门摇杆支座工艺设计专业：机械设计制造及其自动化名：学号：指导老师：李兵张岚论文字数：完成日期：2012年9月13日课程设计说明书目录第一部分零件的技术要求及工艺分析21．零件的技术要求22．零件的工艺分析21）、零件作用分析22）、零件工艺分析他3第二部分确定零件毛坯41选择毛坯42. 确定毛坯余量43设计毛坯图5第三部分工艺路线的制定51、基准的选择62．各个表面加工方法的选择63. 加工顺序的安排64. 详细工艺过程的制定8第四部分余量和工序尺寸的确定81、机械加工余量确定8各工步加工尺寸92、确定切削用量及基本工时10第五部分工艺装备、14第六部分填写机械加工工序卡142课程设计说明书第一部分零件的技术要求及工艺分析1．零件的技术要求该支座的各项技术要求如下表所示：加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)上端面78IT1112.5下端面60IT96.3//0.05A左右端面49d9IT91.63mm轴向槽3x42IT1112.5①13mm的孔①13IT1012.5①20的孔,20+0.10-0.06IT93.2倒角C0.5IT1212.52．零件的工艺分析1)、零件作用分析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。

①20(€0.10~€0.06)孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个①13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：43»46□0E512.312.533图1-1气门摇杆支座2)、零件工艺分析他由图1.1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-€13孔和€20(+0.10〜+0.06)以及3mm轴向槽的加工、①20(+0.10〜+0.06)孔的尺寸精度以及下端面0.05的平行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，2-€13孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度0.05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①20(+0.10〜+0.06)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第二部分确定零件毛坯1选择毛坯由设计题目的图纸可知，该零件材料为HT200,其具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，零件外形结构较复杂，因此确定毛坯为铸件，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。

从提高生产率、保证加工精度考虑，也是应该的2. 确定毛坯余量① 求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长50mm，宽45mm高78mm，故最大轮廓尺寸为78mm② 选取公差等级CT由《机械制造工艺学课程设计指导书》以下简称《设计指导书》表5-2，铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围8——12级③ 求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《设计指导书》表5-1查得,公差相对于基本尺寸对称分布④ 求机械加工余量等级参见《设计指导书》第五章，灰铸铁的公差及机械加工余量按GB/T6414-1999确定铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围E——G级，取为F级⑤ 求机械加工余量根据表5-1和5-4查得，铸件的机械加工余量为2〜4mm⑥ 求毛坯尺寸2X€13孔较小，铸成实心；上端面、下端面应分别由《设计指导书》式5-1求出6零件尺寸/mm课程设计说明书单边加工余量/mm毛坯尺寸/mm7828060363422463设计毛坯图根据零件图，将加工表面尺寸按表2-1毛坯尺寸画出，即得毛坯图，见图2-1图2-17课程设计说明书第三部分工艺路线的制定1、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。

①20(+0.10〜+0.06)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：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2．各个表面加工方法的选择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、左右端面：粗铣—精铣、2-€13孔：钻孔、3mm轴向槽：粗铳、①20(+0.10~+0.06)孔：粗镗一精镗3. 加工顺序的安排因左右两端面均对①20(+0.10~+0.06)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以及先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工原则，将上端面下端面的粗铣放在前面，左右端面上①20(+0.10〜+0.06)孔放后面加工初步拟订以下两个加工路线方案加工路线方案(一)：工序号工序内容05#铸造10#车上端面15#铳下端面20#钻两通孔25#铳左右端面30#镗①20(+0.1〜+0.06)孔及两端倒角35#铳轴向槽40#铳检验45#入库加工路线方案(二)(以V形块定位的加工路线方案)：工序号工序内容05#粗铳下端面10#粗铳上端面15#粗铳左右端面20#钻两通孔€1325#精铳下端面30#精铳左右端面35#镗①20(+0.1—0.06)孔及两端倒角40#外圆柱€32的两端倒角C245#铳轴向槽50#终检55#入库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。

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，故应当选择铣削加工方案一中的工序25#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2-€13通孔加工精度的影响综上所述选择方案二4. 详细工艺过程的制定最后确定的工件加工工序如下：序号工序内容定位基准05#粗铳下端面上端面+左右端10#粗铳上端面下端面+左右端15#粗铳左右端面下端面+外圆柱面20#钻两通孔€13下端面+外圆柱面25#精铳下端面上端面+左右端30#精铳左右端面下端面+外圆柱面35#镗孔到①20+o,io,及两端倒角C2—0.06下端面+外圆柱面40#外圆柱€32的两端倒角C2下端面+外圆柱面45#粗铳轴向槽下端面+外圆柱面50#终检55#入库第四部分余量和工序尺寸的确定1、机械加工余量确定经查＜＜机械加工工艺手册＞＞表3—12可得，铣削上端面的加工余量为2，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2底面铣削余量为3,粗铳的铳削余量为2,精铳余量1,精铳后公差等级为IT7〜IT9。

左右端面的铣削余量为4（双侧余量），粗铣的铣削余量为3，精铣余量1，精铣后公差等级为IT7〜IT9粗镗余量表3-83取粗镗为1.8,精镗切削余量为0.2,铰孔后尺寸为20H8,各工步余量和工序尺寸公差列于下各工步加工尺寸1）粗铣63下端面，以上端面为粗基准名称加工余量基本尺寸加工经济精度工序尺寸及公差表面粗糙度粗铣261IT1161€0.50Ra12.5毛胚尺寸-63土163土1-（2）铳81上端面，以下端面作为粗基准名称加工余量基本尺寸加工经济精度工序尺寸及公差表面粗糙度粗铣278IT1178€0.10Ra12.5毛胚尺寸-80土180土1-（3）精铳61.5下端面,以上端面为精基准名称加工余量基本尺寸加工经济精度工序尺寸及公差表面粗糙度精铣160以下端面、IT9600-03Ra6.3（4）粗铣46左右端面，外圆柱面为定位基准:名称加工余量（双）基本尺寸加工经济精度工序尺寸及公差表面粗糙度粗铣343土0.143€0.1mm-0.1Ra6.3毛胚尺寸-46土146土1-（5）钻©13mm孔，以下端面、外圆柱面为定位基准:名称加工余量（双）基本尺寸加工经济精度工序尺寸及公差表面粗糙度钻孔13©13IT10©13Ra12.5（6）精铣43左右端面，以下端面、外圆柱面为定位基准：名称加工余量基本尺寸（双）加工经济精度工序尺寸及公差表面粗糙度精铳142d942d9mmRa1.6毛胚尺寸-43€0.143€0.1-（7）镗©20mm孑L,以下端面、外圆柱面为定位基准:名称加工余量（双）基本尺寸加工经济精度工序尺寸及公差表面粗糙度粗镗1.8©19.8€0.1©19.8，0.1-0.1Ra6.3精镗0.2©20IT9©20，0.10-0.06Ra3.2（8）铳宽度为3mm的轴向槽，以下端面、外圆柱面为定位基准：名称加工余量基本尺寸加工经济精度工序尺寸及公差表面粗糙度粗铣33IT113+0.10Ra12.52、确定切削用量及基本工时1）、工序5#:粗铣下端面1）加工条件工件材料：HT200,„=170~240MPa,铸造。

b加工要求：粗铳下端面加工余量3mm机床、刀具：X51立式铳床、硬质合金圆柱铳刀2）切削用量1）因铳削下端面的加工余量为3mm，又由零件下端面的最终表面精度Ra=6.3可知，粗铳的铳削余量为2mm，精铳余量1mm，精铳后公差等级为IT7〜IT92）取粗铳走刀一次a=2mm,精铳走刀一次a=1mmpp3）取粗铳每齿进给量为f=0.2mm/z,精铳进给量为/=0.5mm/rz4）当d=80,Z=12,a<7.5,fW0.18mm/z时0pzv=98m/min,n=250r/min,v=471mm/min各修正系数为：k=1.0,k=0.8ttftMVSV切削速度计算公式为：v€0qk,其中a€38mm,a=4mm,k，k€1.0x0.8€0.8,MvSvCTmapxf>vaeuvzpvVePCv€245,q€0.2,x€0.15,y€0.35,kvvvvvf€0.18mm/z,Z€12zu€0.2,p€0,m€0.32,T€180min,vv245x125x0.2v€x0.8将以上数据代入公式：c1800.32x4x0.15x0.08x0.35x72x0.2x12€142m/min确定机床主轴转速：n€1000Vc€150r/min。

s兀dw选择n€300r/min,v=390mm/min，因此，实际进给量和每分钟进给量为:cfc兀dn3.14x125x300v€—=m/min=118m/minc10001000f€fc€mm/s€0.1mm/szcnz300x12c5）校验机床功率根据《切削手册》表3.24,近似为P€3.3kw，根据机床使用说明书，主轴cc允许功率Pcm€4.5x0.75kw=3.375kw„Pcc故校验合格最终确定:a€4.0,n€300r/min,v€390mm/s,pcfv€118m/min,f€0.1mm/zcz6）计算基本工时：t€L/v,L€l+y+…,l€176,m查《切削手册》表3.26,入切量及超切量为：y+A=40则:Tm€L/v€0.64mimf2)、工序10#：粗铣上端面粗铣上端面：刀具，机床与上到工序相同，得出ae€2mm,ap€0.5mmf€163.2m/minen€960r/minv=29.54m/mint=0.31mincm3)、工序15#：粗铣左右端面粗铣左右端面：同时粗铣左右端面4)计算切削用量：ap=1由《机械加工工艺手册》表15.53可知：f二axz€0.20x12=2.4mm/r由《切削用量手册》表9.4-8可知：V€10.91m/s,n=1.35r/s,V=1.70m/stt各系数为所以有ftK€K€K€0.69mvvmnmfKsv€Ksn€Ksf€0.8V=0.34x0.69x0.8=0.19m/sV=0.75r/sV=0.94mm/sn€0.792r/s€47.5r/minn€0.792r/s€47.5r/mintt所以实际切削速度：v€l.0mm/sfc,dnv=o=14.55m/minf=152.6mm/min1000确定主轴转速：1+1€17mml21€75mmn==7r/s=545r/min兀d0切削工时：T€0.1minj、工序20#：钻两013通孔《机械制造工艺设计手册》表3-38,取f€98mm/min《机械制造工艺设计手册》表3-42,取v€ll.lmteinn€1000v==272r/min,d查表《机械制造工艺设计简明手册》4.2-15,机床为Z525,选择转速n€545r/min€9.08r/sw实际切削速度：v二需9.08x3.14x111000，0.31m/s，18.6m/min切削工时带入公式：l„l„l12f-n，0.36min工序25#精铣下端面与工序20#相同。

工序30#精铣左右端面与工序30#相同5）、工序35#：镗孔到①20及两端倒角C2因精镗与粗镗的定位的下底面与V型块，精镗后工序尺寸为20,与下底面的位置精度为0.05,且定位夹、紧时基准重合粗镗余量取为1.8，精镗切削余量为0.2,精镗后尺寸为20H8粗镗孔时因余量为1.8,故ap=1.8,查《机械制造工艺设计手册》2-8V=0.4m/s=24m/min取进给量为f=0.02mm/rn，-，380r/min€d故实际切削速度为：v，wnw，15m/min1000此时作台每分钟进给量f应为：f，fZn，56.25mm/minmmzw计算切削基本工时：l„y„Am，1.45min6）、工序40#：铳3mm轴向槽加工条件：机床：X61W卧式铳床刀具：直齿三面刃铣刀其中d=80,z=18计算切削用量：a，1p由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-55可知：a，136/minv，132.6m/minf确定主轴转速：n=1000V=375r/min切削工时：t，0.75min€dm0第五部分工艺装备、内容包括：1、工艺装备包括机床、刀具和夹具由于生产类型为大批生产，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。

粗铣上端面：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立式铳床《设计指南》表5-71），选择直径D为€80mm硬质合金圆柱铣刀，《设计指南》表5-98，通用夹具和游标卡尺粗铣下端面：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：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺粗铳左右端面：采用卧式铳床X61W，用以前的刀具，专用夹具及游标卡尺精铳左右端面：采用卧式铳床X61W，专用夹具及游标卡尺钻2-①13mm孑L：采用Z525,通用夹具刀具为d为①13的直柄麻花钻镗①20（,0.1~,0.06）mm孔：采用卧式组合镗床，选择功率为1.5kw的ITA20镗削头，选择镗通孑镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺铳3mm轴向槽：采用卧式铳床X61W）刀具选用直齿三面刃铳刀，d=80mm第六部分填写机械加工工序卡见附件117。