机械制造基础课程设计

机械制造基础课程设计

题目：设计气门摇杆轴支座零件的机械加工工艺规程学校：九江职业技术学院

班级：机电1002班

设计：詹志峰

辅导：李殿亚

设计时间：2012 年06 月04日

目录

前言 (2)

课程设计任务书 (4)

一．加工工艺设计 (11)

1.1蜗杆轴零件图 (5)

1.2蜗杆轴的特点 (6)

1.3蜗杆轴的应用及技术要求 (6)

二．夹具设计 (17)

三．后记 (18)

四.参考文献 (19)

附表

艺过程卡、加工工艺卡、工序卡

前言

课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节机械制造工艺学课程设计是在我们学完这学期基础课、技术基础课以及部

分专业课之后进行的。这是我们毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次性理论联系实际的训练。

在学完机械制造基础的基础上进行这样的设计和练习，我们觉得是很有必要的，它对我们的理论知识有了一定的提高，让我们知道了学习知识的重要性和怎么根据具体的情况设计出实用的零件。

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。从中锻炼自己分析问题、解决问题、提高自己、对此专业课有更深刻的认识和了解，为今后参加社会现代化建设奠定一个良好的基础。

机械制造基础课程设计任务书

设计题目设计“气门摇杆轴支座”零件的机械加工

一、题目

1、设计＿气门摇杆轴支座零件的机械加工工艺规程。

2、生产类型：单件、成批（小批、中批、大批）、大量生产。

3、课程设计的具体要求如下。

（1）毛坯图：1张。

（2）机械加工工艺过程卡片：1份。

（3）机械加工工序卡片：3份。

（4）课程设计说明书一份。

二、具体内容。

1、确定生产类型，对零件进行工艺分析；

2、确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图；

3、确定零件各表面的加工方法及其定位基准；

4、拟定零件的机械加工工艺过程，选定各工序的加工内容、加工设备及工

艺装备（刀具、夹具、量具和辅具）；

5、确定工序尺寸及公差，各工序切削用量，计算某一代表工序的工时定额，

画出工序简图；

6、填写工艺文件，包括工艺过程卡片、工序卡片；

7、撰写设计说明书。

三、上交内容装订顺序（全部用A4纸打印）。

1、封面；

2、目录；

3、任务书；

4、说明书；

5、参考文献目录；

6、附件（零件图、毛坯图、机械加工工艺过程卡片及工序卡片）；

7、结束语。

二、零件的工艺分析及生产类型的确定

1.1零件用途

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，?20（+0.10—+0.16）孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个?13mm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。汽缸盖内每缸四阀使燃烧室充气最佳，气门由摇杆凸轮机构驱动，摩擦力小且气门间隙由液压补偿。这种结构可能减小燃油消耗并改善排放。另外一个优点是减小噪音，这种结构使3.0升的TDI发动机运转极端平稳。

1.2零件的工艺分析

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-?13mm孔和?20（+0.1——+0.06）mm以及3mm轴向槽的加工。?20（+0.1——+0.06）mm孔的尺寸精度以及下端面0.05mm的平面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——?13mm孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度0.05mm。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?20（+0.1——+0.06）mm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。

1.3气门摇杆轴支座的主要技术要求：

表2-1 气门摇杆轴支座主要技术要求

注： 1、未注明铸造圆角为R ??452- R3 2、材料：HT200

1.4确定生产类型：

已知此气门摇杆轴支座零件的生产纲领为N=6000件/年，重量为3kg ，由查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该零件生产类型为大批生产，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。参考文献《典型零件机械加工生产实例》表2.3—12；该种铸造公差等级为CT10~11，MA-H 级。所以初步确定工艺安排为：划分加工阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，采用专用夹具。

2、确定毛坯、绘制毛坯简图

2.1确定毛坯种类：

零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择砂型机器造型铸件毛坯。查《机械制造技术基础课程设计指南》第120页表5-3选用铸件尺寸公差等级为CT-10。

2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量：

查《机械制造技术基础课程设计指南》，选用加工余量为MA-H 级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：

2.3绘制毛坯简图：

3、拟定零件工艺路线

3.1定位基准的选择：

粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个旁孔外圆表面为辅助粗基准。

精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个旁孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，面积大定位稳定可靠；

3.2表面加工方法的确定：

根据气门摇杆轴支座零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的

3.3加工阶段的划分：

该零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术条件。

3.4工序的集中和分散：

气门摇杆轴支座加工工序安排应注意两个影响精度的因素：（1）气门摇杆轴支座的刚度比较低，在外力作用下容易变形；（2）铸件切削时会产生较大的残余内应力。因此在气

门摇杆轴支座加工工艺中，各主要表面的粗精加工工序一定要分开，且采用大批生产，减少辅助时间，所以采用工序集中原则。

3.5工序顺序的安排：

3.5.1、机械加工工序

（1）先基准后其他

（2）先粗后精

（3）先主后次

（4）先面后孔

3.5.2、热处理工序

3.5.3、辅助工序

3.6确定工艺路线：

表3-2 气门摇杆轴支座工艺路线及设备、工装的选用

4、加工余量、工序尺寸和公差的确定

4.1确定加工余量

确定工序尺寸及其公差

2—?13mm 孔各工序尺寸及其公差

（根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表2—29表2—30）

由上可得该工序各工步的工序尺寸及工差分别为钻：)(1218.00+Φmm ，铰：)(95.1207

.00+Φmm

5、切削用量、时间定额的计算

5.1加工2—?13mm 孔

5.1.1 、 钻2—?13mm 孔 选用钻床Z550

根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—38(41)选取数据 钻头直径D = 16 mm 切削速度V = 0.99 mm/s 切削深度a p = 8 mm 进给量f = 0.12 mm/r

则主轴转速n = 1000v/πD = 945 r/min

根据表3.1—30 按机床选取n = 1000 r/min

Dn/（1000×60）= 1.04 m/s

则实际钻削速度V =

π

钻削工时为：按表2.5—7

L = 78 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm

基本时间t j = L/fn = (78+1.5+2.5)/(0.12×1000) = 0.68 min

按表2.5—41 辅助时间t a = 0.68×0.18=0.123min

按表2.5—4 其他时间t q = 0.2 min

6、后记

6.1 补充2—?13mm孔夹具设计的说明：

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，钻2——?13mm孔的钻床专用夹具。由气门摇杆轴支座工作图可知，工件材料为HT200，年产量6000件。根据设计任务的要求，本夹具将用于Z3025摇臂钻床。刀具为麻花钻。

6.1.1问题的指出：

本夹具主要钻2——?13mm孔，内表面有粗糙度要求，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强

三．加工回水盖的专用夹具设计1.功能分析

方案一：采用螺栓和分度盘定位

方案二：螺栓加压板定位

方案三：分度盘、圆柱销、削边销定位

个人认为螺栓的装卸不方便压板不易夹紧且增加重量而方案一很可行满足定位要求且夹紧便利

1.1定位分析

回水盖与底面相接加上销孔限制z轴移动，x转动，y转动。

加上两销孔限制x轴移动，y轴移动。

1.2.夹紧分析

1.3. 确定与机床主轴的连接方式

1.4.夹具的平衡设计

1.5.夹具公差的确定

2.定位误差和加紧力分析

三．后记

通过对气门摇杆轴支座的机械加工工艺及对?13mm孔夹具的设计，使我学到了许多有关机械加工的知识,这对于我以后的学习和实践都起到了至关重要的作用，使我对学习夹具和工艺性设计产生了浓厚的兴趣，相信这次课程设计过后我才能有夯实基础的感觉，遇到难题不放弃不胆怯的决心，对于实际的内容，我主要归纳为以下两个方面：第一方面：气门摇杆轴支座件外形较复杂，而刚性较差。且其技术要求很高，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证气门摇杆轴支座技术要求的重要问题之一。在气门摇杆轴支座的实际加工过程中，选用气门摇杆轴支座的底面作为定位基面，为保证2——?13mm孔尺寸精度和形状精度，可采用自为基准的加工原则；保证两孔的中心距精度要求，可采用互为基准原则加工。

对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。气门摇杆轴支座的主要加工表面为旁端面，较重要的加工表面为上表面，次要的加工表面是体表面、下表面等。

气门摇杆轴支座机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的，气门摇杆轴支座加工路线为工序集中。

第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。

（1）、定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。

（2）、导向及对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是扩大头孔夹具和铣结合面夹具，所以主要考虑的是选用钻套的类型及排屑问

题，以及对刀块的类型，从而确定钻套和对刀块的位置尺寸及公差。

（3）、夹紧装置的设计：针对连杆的加工特点及加工的批量，对连杆的夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点，所以一般都采用自动夹紧装置。

（4）、夹具体设计：连杆的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。

（5）、定位精度和定位误差的计算：对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要求。

（6）、绘制夹具装备图及夹具零件图。

课程设计是对我们学习的补充和扩展，实现自我完善和独立工作的过程，是大学学习的特色和优势，展望未来，我们机械的学子必将是社会发展的有力力量，靠的就是专著的态度，良好的学习习惯和真实的设计实力。而这一切的得来都是努力的结果，所以我要继续发扬这种精神，就像我终结的知识点一样再此也感谢指导老师辛勤的工作和热心的帮助。

四．参考文献