气门摇臂轴支座加工工艺设计说明书Word文档格式.docx

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9、参考文献

附件

一、零件图

二、毛培图

三、机械加工工艺过程卡

四、机械加工工序卡

五、零件检验卡

机械制造工艺设计任务书

设计题目：

汽车气门摇臂轴支座的机械加工加工工艺规程

内容及要求：

一.编制《汽车气门摇臂轴支座加工工艺设计说明书》（超过3000字），其中附件（国标）：

工艺过程卡（P134，图卡独立）；

工序卡（P136，图卡合一）；

检验卡（图卡合一）。

二.每组提交1份电子文稿，1份书面文稿，其中图、卡有小组每个成员的签字，以备答辩。

三.参考书目：

《机械制造技术课程设计》、《机械制造工艺设计简明手册》、《机械设计手册》、《金属机械加工工艺人员手册》。

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的设计基础课、制造基础课等大部分专业课之后进行的。

这是我们进行毕业设计之前对所知识的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。

因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从锻炼自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，为我们毕业设计做一次模拟，也为将来更好的从事机械设计这方面工作做铺垫。

我也相信通过课程设计能够跟好的提高我们的独立做事的能力，也可以提高我们的团队合作能力，同时能够让我们更好的能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请蔡老师给予指教。

1、生产纲领与生产类型的确定

对于零件而言，产品的产量除了制造机器所需要的数量之外，还要包括一定的备品和废品，因此零件的生产纲领应按下式计算：

N=Qn（1+α%）（1+β%）

式中：

N——零件的年产量（件/年）；

Q——产品的年产量（台/年）；

n——每台产品中该零件的数量（件/台）；

α%——该零件的备品率（备品百分率）；

β%——该零件的废品率（废品百分率）。

取α%为1.5%；

β%为1.5%

N=Qn（1十α％）（1+β%）

=10000×

（1+1.5％）（1+1.5％）

=10302.25

≈10303件/年

轴套零件的年产量为10303件，现已知该产品属于轻型机械，根据下表生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批生产。

生产类型

零件的年生产纲领（件/年）

重型零件（30kg以上）

中型零件（4～30kg）

轻型零件（4kg以下）

单件生产

＜5

＜10

＜100

小批生产

5～100

10～200

100～500

中批生产

100～300

200～500

500～5000

大批生产

300～1000

5000～50000

大量生产

＞1000

＞5000

＞50000

2.1零件的作用

题目所给的零件是汽车的气门摇臂轴支座。

其中Φ18+0.0270mm孔装摇臂轴，轴上两端各装一进、排气门摇臂。

另一Φ16+0.110mm孔内装一减压轴，用于减低汽缸内压力，便于起动柴油机。

两孔间距为56±

0.05mm可保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。

2.2零件的材料及其力学性能

零件的材选45钢，45钢是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，易切削，刀具选择范围较大，高速钢或YT类硬质合金均能胜任。

刀具几何参数可根据不同刀具类型通过相关表格查取。

淬透性低，水淬时易生裂纹。

小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。

其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达52HRC-45HRC.

2.3零件的结构工艺分析

　　零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是气门式摇臂轴支座需要加工表面以及与加各工表面之间的位置要求：

该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面，Φ18+0.0270mm孔与Φ16+0.110mm孔两孔间距为56±

0.05mm，以及Φ3的油孔。

该零件主要加工面为Φ18mm，Φ16mm两圆柱孔，Φ18mm孔的平等度为0.05直接影响摇臂轴的接触精度及密封，Φ16mm孔的平行度为0.05，粗糙度都为1.6，所以对轴与孔的接触精度及密封还是比较高的。

有关面和孔加工的经济精度用机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可达到的，零件的结构工艺性也是可行的。

3.1毛坯的选择

根据零件材料确定毛坯为铸件，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。

由参考文献知，用查表法确定各表面的总余量如表所示。

此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。

3.2毛坯图的设计

如何确定毛坯尺寸，也就是如何确定加工余量，对确保加工质量、提高生产率和降低成本都有重要的意义。

余量不能确定过大或是过小，所以应当选择合适的方法来确定加工余量，保证零件加工各项尺寸及技术指标。

同时，选择合适的尺寸公差对零件加工和零件生产的经济型也有很大的影响。

毛坯选用HT200，采用铸造所得。

因为采用大批生产，产量较大，所以要采用精度要求较高，生产率要求也较高的制造方法。

毛坯尽量少切削，以减少机械加工，来降低成本。

毛坯图

拟定工艺路线包括：

定位基准的选择；

各表面加工方法的确定；

加工阶段的划分；

工序集中程度的确定；

工序顺序的安排。

这也将是气门摇臂轴支座机械加工工艺规程设计制定的重点

4.1定位基准的选择

精基准的选择：

连杆盖加工工艺过程的大部分工序都采用统一的定位基准。

端面这样有利于保证连杆盖的加工精度，其余各面，孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则，而且端面的面积的，定位也比较稳定，加紧方案也比较简单、可靠、操作方便。

粗基准的选择：

选中间的不加工的毛面，可保证对称，有利于加紧。

最先进行机械加工的表面是Φ22的上端面，再以Φ22的上端面为基准加工下端面。

4.2加工方法的确定

在市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。

由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。

同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况和我们学校的具体加工条件，加工方案：

加工表面

表面粗糙度

公差/精度等级

加工方法

φ22上端面

Ra12.5

IT12

粗铣

下端面

Ra6.3

粗铣-半精铣

φ28外圆端面

两端Ra3.2

φ26外圆端面

两端Ra12.5

φ18圆柱孔

Ra3.2

IT8

平行度0.05

钻孔-镗孔-扩孔

φ16圆柱孔

Ra1.6

IT11

四处1×

45°

倒角

半精车

φ3油孔

钻

5.1选择加工方法

备料：

铸件

φ22上端面、下端面：

铣

φ28外圆端面、φ26外圆端面：

φ18孔、φ16孔：

钻、镗、扩

倒角：

镗

5.2加工阶段的划分

当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力、零件的加工过程。

加工阶段按加工路线分，其中需要注意的是：

φ18孔、φ16孔的两个孔由于孔的直径较大，故需要先打中心孔，再进行扩孔、镗孔、铰孔。

5.3工序划分的确定

工序集中与工序分散：

工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。

工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。

综上所述：

考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序分散

辅助工序的安排：

辅助工序一般包括去毛刺及锐边，倒角，检验等。

5.4热处理工序的安排

目的是为了消除金属材料在浇注时,因冷却速度快金属材料内部产生的内应力,避免将金属材料加工成零件后产生因内应力原因的变形,造成不必要的损失.尤其是一些大型的铸件都要进行时效处理后才能进行进一步的加工.

其处理方法分自然时效和人工时效两种.

自然时效处理是将铸件放在户外,任其日晒雨淋,雷电交加,四季交替.一般周期需要2~3年.

人工时效处理是针对于自然时效法周期长的缺点,使用加热炉摹仿自然状态温度变化进行时效处理,优点是周期短,效果要比自然时效差.

综合考虑，热处理采用：

人工时效处理

5.5、确定加工工艺路线

5.6拟定加工工艺路线

00—备坯：

铸造，清砂，检验

05—热处理：

HB190~220（人工时效处理）

10—铣削：

铣上端面尺寸保证高度42mm，粗糙度12.5

15—铣削：

铣下端面尺寸保证高度39mm，粗糙度6.3

20—钻削：

钻φ11mm通孔，粗糙度12.5

25—铣削：

①铣端面保证尺寸39.5±

0.1mm，粗糙度3.2

②铣端面保证尺寸18.5mm，粗糙度12.5

30—铣削：

①铣端面保证尺寸37±

②铣端面保证尺寸16mm，粗糙度12.5

35—钻削：

钻φ16mm通孔，粗糙度25

40—钻削：

钻φ14mm通孔，粗糙度25

45—①镗削：

镗大孔保证孔径为：

φ17.9mm

②铰：

铰大孔保证孔径为：

φ18

mm，粗糙度1.6

③镗削：

镗小孔保证孔径为：

φ15.9mm

④铰：

铰小孔保证孔径为：

φ16

50—①钻削：

用φ20mm的经过加工成90°

的钻头对大孔的两边进行倒角，角度为：

1mm×

②钻削：

用φ18mm的经过加工成90°

的钻头对小孔的两边进行倒角，角度为：

55—钻削：

钻φ3mm孔，粗糙度12.5

60—钳工：

锐边去毛刺

65—检验

5.7设备、刀具、夹具、量具及辅助工具

备坯量具：

游标卡尺

热处理量具：

铣削设备：

立式铣床；

刀具：

端面铣刀；

夹具：

平口钳；

量具：

游标卡尺，标准粗糙度对照样板

游标卡尺，标准粗糙度对照样板，39mm的卡规，通端为39

，止端为39

钻削设备：

钻床；

φ11mm麻花钻；

专用夹具；

标准粗糙度对照样板，φ11mm的塞规，通端为φ11

，止端为φ11

铣削①设备：

游标卡尺，标准粗糙度对照样板；

②设备：

37mm的卡规，通端为37

，止端为37

；

16mm的卡规，通端为16为16

，止端为16

φ16mm麻花钻；

游标卡尺，标准粗糙度对照样板，

φ14mm麻花钻；

镗削①设备：

卧式镗床；

通孔镗刀；

②铰削，设备：

立式镗床；

φ18mm机铰刀；

标准粗糙度对照样板，φ18mm的塞规，通端为φ18

，止端为φ18

③镗削，设备：

④铰削，设备：

φ16mm机铰刀；

标准粗糙度对照样板，φ16mm的塞规，通端为φ16

，止端为φ16

φ20mm的经过加工成90°

的麻花钻钻头；

标准角规

φ3mm加长麻花钻；

游标卡尺，标准粗糙度对照样板，φ3mm的塞规，通端为φ3

，止端为φ3

钳工夹具：

虎口钳，工具：

锉刀

6.1加工余量，工序尺寸，及其公差的确定

工序余量

工序尺寸及公差

粗

精

半精

φ22上端面圆

2.5mm

41.5±

0.125mm

—

0.25mm

40.25±

0.125mm

39±

钻φ11孔

0.105

φ11±

0.105mm

φ28前端面

47.25±

φ28后端面

0.25mm

45±

φ26前端面

18.25±

φ26后端面

16±

φ18内孔

钻孔

0.1mm

镗孔

0.027mm

φ18mm

铰孔

φ

mm

φ16内孔

0.11

φ16mm

φ3±

6.2专用夹具的选用

在铣、镗以及钻φ3的油孔都需要选用专用夹具

7.1工时定额的计算与说明

7.2经费预算

1、棒料原料费用：

材料：

灰铸铁HT200；

铸造：

8元/件（包含材料费）

总费用：

10303×

8=82424元

2、热处理：

总共所需时间：

10h

5元/件·

次

总共所需费用51515元

3、铣削加工：

铣削：

20元/小时

总共所需工时（0.016700724h+0.016700724h）×

10303=334.1202h

总共所需费用：

6882.404元

4、镗削加工：

镗削：

40元/小时

总共所需时间0.274h×

10303=2823.022h

112920.88元

5、钻削加工：

10元/小时

总共所需时间（0.06h+0.0515h）×

10303=1148.785h

11487.85h元

6、钳工去毛刺：

10元/小时

总共所需时间0.167h×

10303=1720.601h

17206.01元

汽车气门摇臂轴支座加工总费用：

82424元+51515元+6882.4元+112920.88元+11487.85h元+17206.01元=282436.14元

汽车气门摇臂轴支座加工单件费用：

282436.14元/10303件=27.413元/件

8、讨论:

1、毛培的选择

2、工件加工顺序及车床的选择及车床参数

3、工件加工顺序

4、工件生产次品率及加工工时

【1】《金属机械加工工艺人员手册》赵如福编上海科技出版社

【2】《机械制造工艺简明手册》李益民主编哈尔滨工业出版社

【3】《机械制造技术课程设计》吴雄彪主编浙江大学出版社

【4】《机械制造技术》王道宏主编浙江大学出版社

【5】《机械设计手册（上册）》化学工业出版社

【6】《机械设计手册（软件版）》

【7】《互换性与测量技术》郑建中主编浙江大学出版社

【8】《机械工程材料》许德珠

二、机械加工工艺过程卡

三、机械加工工序卡

四、零件检验卡