气门摇杆支座课程设计说明书.doc
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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
姓名：
何贤慧
学号：
指导老师：
李兵张岚
论文字数：
完成日期：
2012年9月13日
目录
第一部分零件的技术要求及工艺分析 2
1．零件的技术要求 2
2．零件的工艺分析 2
1）、零件作用分析 2
2）、零件工艺分析他 3
第二部分确定零件毛坯 4
1选择毛坯 4
2.确定毛坯余量 4
3设计毛坯图 5
第三部分工艺路线的制定 5
1、基准的选择 6
2．各个表面加工方法的选择 6
3.加工顺序的安排 6
4.详细工艺过程的制定 8
第四部分余量和工序尺寸的确定 8
1、机械加工余量确定 8
各工步加工尺寸 9
2、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 14
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
78
IT11
12.5
下端面
60
IT9
6.3
//
0.05
A
左右端面
49d9
IT9
1.6
3mm轴向槽
3x42
IT11
12.5
Φ13mm的孔
Φ13
IT10
12.5
Φ20的孔
IT9
3.2
倒角
C0.5
IT12
12.5
2．零件的工艺分析
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。
孔装摇杆轴，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，使之不转动。
其零件图如下图：
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-孔和以及3mm轴向槽的加工、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-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78mm。
②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2～4mm
⑥求毛坯尺寸
2X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。
零件尺寸/mm
单边加工余量/mm
毛坯尺寸/mm
78
2
80
60
3
63
42
2
46
3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2-1
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。
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-孔：
钻孔、3mm轴向槽：
粗铣、孔：
粗镗—精镗
3.加工顺序的安排
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#
铣下端面
20#
钻两通孔
25#
铣左右端面
30#
镗孔及两端倒角
35#
铣轴向槽
40#
铣检验
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#
粗铣下端面
10#
粗铣上端面
15#
粗铣左右端面
20#
钻两通孔
25#
精铣下端面
30#
精铣左右端面
35#
镗孔及两端倒角
40#
外圆柱的两端倒角C2
45#
铣轴向槽
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-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#
粗铣下端面
上端面+左右端
10#
粗铣上端面
下端面+左右端
15#
粗铣左右端面
下端面+外圆柱面
20#
钻两通孔
下端面+外圆柱面
25#
精铣下端面
上端面+左右端
30#
精铣左右端面
下端面+外圆柱面
35#
镗孔到，及两端倒角C2
下端面+外圆柱面
40#
外圆柱的两端倒角C2
下端面+外圆柱面
45#
粗铣轴向槽
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，粗铣的铣削余量为2，精铣余量1，精铣后公差等级为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
2
61
IT11
Ra12.5
毛胚尺寸
-
63
-
（2）铣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
2
78
IT11
Ra12.5
毛胚尺寸
-
80
-
（3）精铣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
1
60
IT9
Ra6.3
（4）粗铣46左右端面，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
粗铣
3
43
Ra6.3
毛胚尺寸
-
46
-
（5）钻孔，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
IT10
Ra12.5
（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（双）
基本尺寸
加工经济精度
工序尺寸及公差
表面粗糙度
精铣
1
42
d9
Ra1.6
毛胚尺寸
-
43
-
（7）镗孔，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
粗镗
1.8
Ra6.3
精镗
0.2
IT9
Ra3.2
（8）铣宽度为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
3
3
IT11
Ra12.5
2、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。
加工要求：
粗铣下端面加工余量3mm。
机床、刀具：
X51立式铣床、硬质合金圆柱铣刀。
（2）切削用量
1）因铣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，粗铣的铣削余量为2mm，精铣余量1mm，精铣后公差等级为IT7～IT9。
2）取粗铣走刀一次=2mm，精铣走刀一次=1mm
3）取粗铣每齿进给量为=0.2mm/z，精铣进给量为=0.5mm/r
4）当d0=80，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。
各修正系数为：
kMV=1.0，kSV=0.8
切削速度计算公式为：
，其中，，，，，，，，，，，，
将以上数据代入公式：
确定机床主轴转速：
。
选择,因此，实际进给量和每分钟进给量为：
=
5）校验机床功率
根据《切削手册》表3.24，近似为,根据机床使用说明书，主轴允许功率。
故校验合格。
最终确定:
6）计算基本工时：
，
查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为：
则：
2）、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
3）、工序15#：
粗铣左右端面
粗铣左右端面：
同时粗铣左右端面，
计算切削用量：
=1
由《机械加工工艺手册》表1
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