K021-气门摇臂轴支座加工工艺和钻φ11孔夹具设计【三维PROE模型、CAD图纸】.zip

气门摇臂轴支座加工工艺 及夹具设计 学生姓名： 学生学号： 院 （系）： 年级专业： 指导教师： 1 1 1 绪论绪论.1 1.11.1 课题背景及发展趋势课题背景及发展趋势 .1 2 2 气门摇臂轴支座加工工艺规程设计气门摇臂轴支座加工工艺规程设计.3 2.12.1 零件的分析零件的分析 .3 2.1.1 零件的作用 .3 2.1.2 零件的工艺分析 .3 2.22.2 气门摇臂轴支座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施气门摇臂轴支座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 .4 2.2.1 确定毛坯的制造形式 .4 2.2.2 基面的选择 .4 2.2.3 确定工艺路线 .4 2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .5 2.2.5 确定切削用量 .6 2.2.6 确定基本工时 .17 2.32.3 小结小结 .22 总结总结.40 参考文献参考文献.1 致致 谢谢.22 2 1 绪论 加工工艺设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学 各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。 机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产 发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进 和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。 1.1 课题背景及发展趋势 材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计； 另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还 具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和 适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术 潜在的“功能” 。 技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的 结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系 在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。 工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种， 对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对 机床夹具提出更高的要求。 2 气门摇臂轴支座加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目给出的零件是气门摇臂轴支座。它的主要的作用是用来支承、固定的。 要求零件的配合要符合要求。 2.1.2 零件的工艺分析 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，为此以下是气门摇臂轴支座需要加工表面以及加工表面的位置要求。现 分析如下： 本设计所设计的零件是 1105 柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴 油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为 18mm 的孔用来装配摇臂轴，轴的 3 两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为 16mm 的孔内装一个减压轴，用于降低 汽缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距 56mm，可以保证减压轴在摇臂上打开气 门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工 作，起到支撑的作用，直径 11 的孔用 M10 的螺杆与汽缸盖相连，直径 3 的孔用 来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。 2.2 气门摇臂轴支座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的 相应措施 2.2.1 确定毛坯的制造形式 零件的材料 HT200。由于小批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造 表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的适合铸造。便于铸造和加工工艺过 程，而且还可以提高生产率。 2.2.2 基面的选择 （1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零 件的未加工表面是底表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一 个 V 形块支承28 圆的外轮廓作主要定位，以限制 z、z、y、y 四个自由度。再 以一面定位消除 x、x 两个自由度，达到完全定位,就可加工 11 的孔。 （2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用 11 的孔下端面作为精基准。 2.2.3 确定工艺路线 工艺路线的分析： 以 11mm 的孔下端面为精基准，先铣下端面。再钻孔，从而保证了两孔中 心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。 从提高效率和保证精度这两个前提下。所以我决定采用此方案进行生产。具 体的工艺过程如表(机械加工工艺过程卡片)所示。 2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 气门摇臂轴支座的材料是 HT200，生产类型为小批生产。由于毛坯用采用 金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余 量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量 之分。 由于本设计规定零件为小批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与 4 最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 毛坯与零件不同的尺寸有：(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献 14的铣刀类型及尺寸可知选用 6mm 的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余 量都为 0.5mm。 1）加工 11 的端面，根据参考文献8表 4-35 和表 4-37 考虑 3mm，粗加 工 2mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工 1mm，同理上下端面 的加工余量都是 2mm。 2）对 18 的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求 1.6。可用一次粗加工 1.9mm，一次精加工 0.1mm 就可达到要求。 3）加工宽度为 39mm 的两端面时，用铣削的方法加工。由于加工表面有粗 糙度的要求，而铣削的精度可以满足，故采取分四次的铣削的方式，6.3 a Rm 每次铣削的深度是 2.5mm。 4）钻孔 16 时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见， 仍然采用 16 的钻头，切削深度是 2.5mm。 5）钻 3 孔，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量 2mm。可一12.5 a Rmm 次粗加工 1.85mm，一次精加工 0.15 就可达到要求。 2.2.5 确定切削用量 工序 1：粗、精铣孔下平面11 （1）粗铣孔下平面11 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床：X52K 立式铣床。 查参考文献7表 3034 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ，材料：， ，齿数15YT100Dmm ，此为粗齿铣刀。8Z 因其单边余量：Z=1.9mm 所以铣削深度： p a1.9 p amm 每齿进给量：根据参考文献3表 2.4-75，取铣削速度：参照 f a0.12/ f amm ZV 参考文献7表 3034，取。1.33/Vm s 机床主轴转速： 式（2.1）n 1000V n d 式中 V铣削速度； d刀具直径。 由式 2.1 机床主轴转速：n 5 10001000 1.33 60 254 /min 3.14 100 V nr d 按照参考文献3表 3.1-74 300 /minnr 实际铣削速度 ：v 3.14 100 300 1.57/ 10001000 60 dn vm s 进给量： f V0.12 8 300/604.8/ ff Va Znmm s 工作台每分进给量： m f4.8/288/min mf fVmm smm ：根据参考文献7表 2.4-81, a40amm （2）精铣孔下平面11 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 参考文献7表 3031 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数 12，此为15YT100Dmm 细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm 铣削深度： p a0.1 p amm 每齿进给量：根据参考文献7表 3031，取 f a0.08/ f amm Z 铣削速度：参照参考文献7表 3031，取V0.32/Vm s 机床主轴转速，由式（2.1）有：n 10001000 0.32 60 61 /min 3.14 100 V nr d 按照参考文献7表 3.1-31 75 /minnr 实际铣削速度 ：v 3.14 100 75 0.4/ 10001000 60 dn vm s 进给量，由式（1.3）有： f V0.15 12 75/602.25/ ff Va Znmm s 工作台每分进给量： m f2.25/135/min mf fVmm smm 工序 2：加工孔 11 到要求尺寸 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 25mm，公差为 H7，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1.6 a Rm 具分别为：钻孔9mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔 11.7mm 标准高速钢扩孔钻；铰孔12mm 标准高速铰刀。选择各工序切削 用量。 （1）确定钻削用量 6 1）确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出，f0.47 0.57/fmm r 表 由于孔深度比，故 0 /30/221.36l d 0.9 lf k 。查 Z535 立式钻床说明书，取(0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r 表 。0.43/fmm r 根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进 1.75/fmm r 给机构允许的轴向力（由机床说明书查出） ，根据表 28-9，允许的 max 15690FN 进给量。 1.8/fmm r 由于所选进给量远小于及，故所选可用。f f ff 2）确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由v m P 插入法得： ，17/minvm 表 4732FN 表 ，51.69TN M 表 1.25 m PkW 表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由参考文献7表 28-3，故0.88 Mv k0.75 lv k 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm 表 0 10001000 11.22/ min 162 / min 9 vmm nr dmm 表 查 Z535 机床说明书，取。实际切削速度为：195 /minnr 0 9195 / min 14/ min 10001000 d nmmr vm 由表 28-5，故1.06 MFMT kk 47321.065016()FNN 51.691.0654.8TN mN m 3）校验机床功率 切削功率为 m P /) mMMm PPn n k 表 （ 1.25(195/246) 1.061.05kWkW 机床有效功率 4.50.813.65 EEm PPkWkWP 故选择的钻削用量可用。即 ， 0 9dmm0.43/fmm r195 /minnr14/minvm 相应地 ，5016FN54.8TN m1.05 m PkW （2）确定扩孔切削用量 7 1）确定进给量 根据参考文献7表 28-31，f 。根据 Z535 机床说明书，取f 表 （0. 70. 8）m m / r0. 7=0. 490. 56m m / r =0.57mm/r。f 2）确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33，取。修vn25/minvm 表 正系数： ，0.88 mv k 11.79 1.02(/1.50.9) 2 p pR a v p a k a 根据 故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm 表 0 1000/)nvd 表（ 1000 11.22/ min/(11.7) 286 / min mmmm r 查机床说明书，取。实际切削速度为275 /minnr 3 0 10vd n 3 11.7275 / min 10 21.3/ min mmr m （3）确定铰孔切削用量 1）确定进给量 根据参考文献7表 28-36，按该表f1.3 2.6fmm 表 注 4，进给量取小植。查 Z535 说明书，取。1.6/fmm r 2）确定切削速度 及 由参考文献7表