【正文】 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 氣門 搖臂軸支座機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì) 序言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)（含機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）和大部分專業(yè)課， 并進(jìn)行過(guò)金工實(shí)習(xí)。為了鞏固所學(xué)知識(shí) 和 畢業(yè)設(shè)計(jì) ， 對(duì)所學(xué)各課程的進(jìn)行一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí) ,我們進(jìn)行了本次課程設(shè)計(jì)。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì) 使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)氣門式搖臂軸支座的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉 和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì) 未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練 。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。 一、零件的分析 (一 )零件的作用 題目所給的零件是 1105 柴油機(jī)中搖臂座結(jié)合部的氣門搖臂軸支座 。 其中Φ 18+（Φ 18IT8）孔裝搖臂軸，軸上兩端各裝一進(jìn)、排氣門搖臂。 另一 Φ 16+（Φ 16IT11） 孔內(nèi)裝一減壓軸，用于減低汽缸內(nèi)壓力，便于起動(dòng)柴油機(jī)。兩孔間距為 56177。 可保證減壓軸在 搖臂上打開氣門，實(shí)現(xiàn)減壓。該零件通過(guò)Φ 11mm 孔用 M10 螺桿與汽缸蓋相連。該 零件 可以先 鑄為一體 ，再進(jìn)行各種加工工藝來(lái)滿足各項(xiàng)要求 。 (二 )零件的工藝分析 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下 是氣門式搖臂軸支座需要加工表面 以及 與 加 各 工表面之間的位置要求： Φ 11mm 孔內(nèi)圓周面、 Φ 18+ 和Φ 16+。 Φ 2Φ 26 兩圓的前后端面，支座上端面及支座下底端面。 Φ 18+ 孔中心線與 支座下端面平行度誤差為 Φ 16+ 孔中心線與支座下端面平行度誤差為 Φ 28 孔的前后兩端面與 Φ 18+ 由上面分析可知，可以粗加工 氣門搖臂軸支座 下端面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此 氣門搖臂軸支座 零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 二 、確定毛坯 確定毛坯種類： 零件材料為 HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò) 程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 38頁(yè)表 ,選用鑄件尺寸公差等級(jí)為 CT12。 確定 機(jī)械加工 加工余量： 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 41 頁(yè)表 ，選用加工余量為 MA12H級(jí)，并查表 確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量 如 表 11 所示： 表 11 機(jī)械加工余量 (mm) 簡(jiǎn) 圖 氣門搖臂軸支座各面加工余量 注： T1是支座上端平面， T2 是支座下底端平面， D1是Φ 11 孔內(nèi)圓柱面是， D2 是支座下 5mm 高的臺(tái)階右、前、后三面 22 支座上端面 T1 沿軸線長(zhǎng)度方向基本尺寸是39mm、加工余量 取 5mm、 選單側(cè)加工 T2 沿Φ 22軸線方向基本尺寸是 39mm、加工余量取 5mm、選單側(cè)加工 28圓柱前后端面基本尺寸是 37177。 、加工余量取 2mm、選雙側(cè)加工 26圓柱前后端面基本尺寸是 16mm、加工余量取 2mm、選雙側(cè)加工 5由于Φ 18和 Φ 16兩孔直徑小于 30，為了在制造工藝上方便可以 鑄造 成實(shí)體。 確定毛坯尺寸 及毛坯尺寸公差 ： 由上面所查的機(jī)械加 工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度 Ra≥ m。分析本零件， 除Φ 18IT8 和Φ 16IT11 兩孔以外，其余各表面皆 Ra≥ m，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的加工余量值即可。則毛坯尺寸如表 12 所示： 表 12 毛坯尺寸 及毛坯尺寸公差 （ mm） 零件尺寸 加工余量 鑄件尺寸 鑄件尺寸公差 根據(jù) 下底面 39 5 44 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 上端面 44 5 49 Φ 37177。 2 Φ 44177。 Φ 16 2 Φ 23 繪制鑄件 毛坯 圖 見 ：附件 2氣門搖臂軸支座毛坯圖 三 、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一 )選擇定位基準(zhǔn)： 1 粗基準(zhǔn)的選擇 ：以零件 支座上端面 T1為主要的定位粗基準(zhǔn)，以 支座下 5mm高臺(tái)階前后右三面（ D2） 為輔助粗基準(zhǔn)。 2 精基準(zhǔn)的選擇 ：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù) “ 基準(zhǔn)重合 ” 原則和 “ 基準(zhǔn)統(tǒng)一 ” 原則，以粗加工后的底面 T2 為主要的定位精基準(zhǔn)，以Φ 11 內(nèi)院表面 D1 為輔助的定位精基準(zhǔn)。 （二）制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已 確定的情況下 ,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具 ,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 （后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》） 第 20頁(yè)表 、 、 ，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工序 Ⅰ 粗銑 支座 下 底 端面 T2，以 T1為粗基準(zhǔn)，采用 X51立式銑床加專用夾具； 工序 Ⅱ 粗銑 支座 上端面 T1， 以 T2為定位基準(zhǔn)，采用 X51立式銑床加專用夾具； 工序 Ⅲ 鉆 Φ 11孔 ，以 T2 和 D3為定位基準(zhǔn)，采用 Z3025 搖臂 鉆床 加專用夾 具； 工序 Ⅳ 粗銑 Φ 28 圓柱前后端面，以 T2 和 D1 為 定位 基準(zhǔn)，采用 X51 立式銑床 床加專用夾具； 工序 Ⅴ 粗 銑 Φ 26 圓柱前后端面 ，以 T2 和 D1 為定位基準(zhǔn)，采用 X51 立式銑床 加專用夾具； 工序 Ⅵ 鉆、擴(kuò)Φ 18和Φ 16 孔 ，以 T2和 D1為定位基準(zhǔn)，采用 Z3025 搖臂鉆床 加專用夾具； 工序 Ⅶ 鉆Φ 3斜 孔 ，以 T1 和 D1為定位基準(zhǔn)，采用 Z3025 搖臂鉆床 加專用夾具； 工序 Ⅷ 精 銑支座下底面 T2，以 T1 和 D1 為定位 基準(zhǔn)， 采用 X51 立式銑床加專用夾具 ； 工序 Ⅸ 精銑 Φ 28 圓柱前后 端面，以 T2 和 D1 為定位 基準(zhǔn)， 采 用 X51 立式銑床 加專用夾具 ； 工序 Ⅹ 粗鉸、精鉸 Φ 18和 Φ 16 孔，以 T2和 D1 為 定位基準(zhǔn)，采用 Z3025搖臂鉆床 加專用夾具； 工序 Ⅺ 去毛刺； 工序 Ⅻ 終檢。 （ 三 ）機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 圓柱表面工序尺寸 ： 前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下： 加工表面 加工 內(nèi)容 加工 余量 經(jīng)濟(jì) 精度等級(jí) 工序尺 寸 (mm) 表面粗糙度 （μ m） 工序余量 (mm) 最小 最大 Φ 11（ D1） 鉆 IT12 Φ 11+ Φ 18IT8 （孔內(nèi)圓周面） 鉆 IT12 Φ 16+ 擴(kuò) IT10 Φ + 粗鉸 IT9 Φ + 精鉸 IT8 Φ 18+ Φ 16IT11（孔內(nèi)圓周面） 鉆 14 IT12 Φ 14+ 14 擴(kuò) IT10 Φ + 粗鉸 IT8 Φ + 精鉸 IT7 Φ 16+ Φ 3（孔內(nèi)圓周面） 鉆 IT12 Φ 3+ 平面工序尺寸 ： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 加工余量 (mm) 基本尺寸 (mm) 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸偏差 工序余量 （ mm） 最小 最大 鑄件 CT12 177。 鑄件 2 CT12 177。 鑄件 2 CT12 177。 01 粗銑 支座 下底 面 （ T2） 12 0 02 粗銑 支座 上端面 （ T1） 12 0 04 粗銑Φ 28前后端面 2 12 0 06 粗銑Φ 26前后端面 2 12 0 09 精銑 支座下底 面 （ T2） 8 0 10 精銑Φ 28前后端面 2 8 + 確定切削用量及時(shí)間定額： 工序 Ⅰ 粗銑 支座 下 底 端面 T2，以 T1為粗基準(zhǔn) 1. 加工條件 工件材料： HT200 δ b=170— 250Mpa， 采用鑄造 ，工件尺寸 Amax=22mm L=36mm 加工要求： 粗銑 支座 下 底 端面 T2， 加工余量 機(jī)床： X51 立式銑床； 刀具： YG6 硬質(zhì)合金端銑刀。 根據(jù) 《切削用量手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）表 銑削寬度α e=50mm 銑削 深度α p=4mm 取刀具直徑 d0=80mm 齒數(shù) Z=10 《切削手冊(cè)》 表 選擇 刀具前角 γ 0＝ 0176。 后角 α 0＝ 8176。 副后角 α 0’= 10176。傾角 λ s=－ 20176。 主偏角 Kr=50176。 過(guò)渡刃 Krε =20176。 副偏角 Kr’=5176。 2. 切削用量 1）確定切削 深度 α p 因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇 α p=4mm，一次走刀即可完成。 2）確定每齒進(jìn)給量 fz 由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。 根據(jù) 簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 表 X51 立式銑床功率為 根據(jù) 《切削手冊(cè)》 表 查的使用 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀加工的每齒進(jìn)給量為 — mm/z 則 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 — 給量可查得 選擇： f=。 那么 每齒進(jìn)給量 fz=3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 ，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 — ；由于銑刀直徑 d0=80mm，故刀具使用壽命 T=180min（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ）。 4）計(jì)算切削速度 V和每分鐘進(jìn)給量 Vf 根據(jù) 《切削手冊(cè)》 表 查的切削速度 Vc公 式為： vpezpT vvc kzafa qdcv vuvyvxvm 0?（ m/min） 其中：α e=50mm α p=4mm Cv=245 qv= Xv= Yv= Uv= Pv=0 m= T=180min fz=根據(jù) 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 查的，當(dāng) d0=80mm時(shí) Z=10 Ksv= Kmv= 則Kv=Ksv Kmv= = 將以上數(shù)據(jù)代入公式： m i n/ mv c ?????? ??? 確定 機(jī) 床主軸轉(zhuǎn)速 ： m i n/ 83310001000 rd Vs ????? 。? 。 根據(jù) 機(jī)床特性和 《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，選擇 nc=945r/min 因 此 實(shí)際 切削速度 Vc 為： Vc= 10000 snπd = 1 00 0 9 ?? m/min=237 m/min 根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 表 選擇每分鐘進(jìn)給量 Vft=400 mm/min 故實(shí)際每分鐘進(jìn)給量 Vf=Vft Kv=400 =256 mm/min 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 ， 查的 近似為 Pcc=,根據(jù)機(jī)床使用 特性 ，主軸允許功率 Pcm=Pcc= kw。故校驗(yàn)合格。最終確定 :ap=，nc=945r/min， vf=256mm/s， vc=237m/min， fz=。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝ L/ vf， L=l+ y+Δ ， l=36mm. 查《切削手冊(cè)》表 3. 26，入切量及超切量為： y+Δ =18mm，則： tm＝ L/ Vf=(36+18)/256=。 工序 Ⅱ 粗銑 支座 上端面 T1， 以 T2 為定位基準(zhǔn) 其刀具選擇、切削用 量和時(shí)間定額 及 其計(jì)算過(guò)程同工序 Ⅰ 一樣。 工序 Ⅲ 鉆 Φ 11孔 ，以 T2 和 D3為定位基準(zhǔn) 1. 選擇鉆頭 根據(jù) 《切削手冊(cè)》 表 和表 選擇高速鋼 麻花鉆 鉆頭 ，鉆頭采用標(biāo)準(zhǔn)型鉆頭 ，粗鉆時(shí) d0=11mm 后角 α 0＝ 12176。 ，二重刃長(zhǎng)度 be= ，棱帶長(zhǎng)度 L1= ，2Φ =100176。 ，β =25176。 2. 選擇切削用量 （ 1）確定進(jìn)給 量 f 根據(jù)《切削手冊(cè)》 表 查的 f=— mm/r 其中鉆Φ 11 孔深 L=41mm由于 Yd=41/11=3 所以進(jìn)給速度 f需要乘以修正系數(shù)，系數(shù)為 則 f=（ — ） =（ — ） mm/r 按照鉆頭強(qiáng)度選擇：查 《切削手冊(cè)》 表 鉆頭允許的進(jìn)給量為 f= mm/r 由于以上兩個(gè)進(jìn)給量相差太大，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為（ — ）mm/r 。根據(jù) 《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 表 和 機(jī)床 Z3025 查的 最終選擇進(jìn)給量 f= mm/