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开题报告
摘要
6105柴油机中摇臂座结合部的气门摇臂轴支座孔装摇臂轴,轴上两端各装一进、排气门摇臂。孔内装一减压轴，用于降低气缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距为56mm 可保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。由此我们首先对气门摇臂轴支座的结构和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案对其进行加工。加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。最后,依照确定好的方案，按照正确的加工工序将它加工出来，并使之满足零件的设计要求。此外，为了提劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，为此选择了第4道工序——粗铣○3进行铣夹具设计，以满足加工过程的需要。
关键词：气门摇臂；工艺规程；夹具
Abstract
6105 diesel engine blocks in the rocker arm valve rocker with the Department of bearing hole with rocker shaft, the shaft at both ends with a Progressive, the exhaust valve rocker. Hole contents of a decompression shaft, used to reduce the pressure within the cylinder, diesel engine for launch. Two holes for the 56 mm spacing can guarantee that decompression on the open shaft in the rocker arm valve, and decompression. From this we first valve rocker bearing on the structure and process was carefully analyzed, and then determine a reasonable processing of its programme for processing. Processing programme requires simple, easy to operate, and to ensure that parts of the processing quality. Finally, in accordance with established a good programme, in accordance with the correct processing will be processed by it, and make it meet the design requirements for spare parts. In addition, to mention labor productivity, reduce labor intensity, the quality assurance process, designed to be dedicated fixture, for the first four selection process - rough milling, 3, 4 for milling fixture design to meet the needs of processing。
Key words:rocker arm valve; process of order; Fixture。
目录
摘要
abstract
1 零件的分析 (1)
1.1 零件的作用 (1)
1.2 零件的工艺分析 (1)
1.2.1 孔的尺寸精度及几何形状精度 (1)
1.2.2 孔距公差 (1)
1.2.3 平行孔的孔中心线平行度 (1)
1.2.4 同轴线孔间及轴孔与端面的位置精度 (1)
1.2.5 平面间的位置精度 (1)
1.2.6 孔及平面的表面粗糙度 (1)
1.3 本章小结 (2)
2 工艺规程的设计 (3)
2.1 毛坯种类的选择 (3)
2.2 确定毛坯的制造形式 (3)
2.3 摇臂轴机械加工时的主要问题 (3)
2.4 基准的选择 (4)
2.4.1 粗基准的选择 (4)
2.4.2 精基准的选择 (4)
2.5 工艺路线的拟定 (5)
2.5.1 机械加工加工顺序的安排原则 (5)
2.5.2 工序的合理组合原则 (5)
2.6 本章小结 (7)
3 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (8)
3.1 机械加工余量的确定 (8)
3.2 主要表面毛坯尺寸的确定 (8)
3.3 本章小结 (9)
4 切削用量的确定 (10)
4.1 切削用量的选择原则 (10)
4.1.1 粗加工切削用量的选择原则 (10)
4.1.2 精加工时切削用量的选择原则 (11)
4.2 确定切削用量 (11)
4.3 本章小结 (14)
5 专用夹具设计 (15)
5.2 切削力及夹紧力计算: (15)
5.3．定位误差的分析： (16)
5.4．夹具设计及操作的简要说明 (16)
5.5．小结 (17)
结束语 (18)
参考文献 (19)
致谢 (20)
外文文献
1 零件的分析
1.1 零件的作用
6105柴油机中摇臂座结合部的气门摇臂轴支座孔装摇臂轴,轴上两端各装一进、排气门摇臂。孔内装一减压轴，用于降低气缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距为56mm可保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。
1.2 零件的工艺分析
1.2.1 孔的尺寸精度及几何形状精度
支座④⑤面上的螺纹孔及端盖以及凸缘上的螺纹孔的精度等级为中等精度，平行度公差为0.05mm；φ3孔精度等级为IT7级，φ11孔精度等级为IT7级，孔的几何形状精度未做规定的，一般控制在尺寸公差范围内即可。
1.2.2 孔距公差
支座孔的中心距偏差由轴传动中小距离偏差的标准而决定，该支座孔的中小距偏差为±0.05mm。
1.2.3 平行孔的孔中心线平行度
孔中心线的平行度与齿轮传动精度及齿宽等因素有关,该箱体孔中心线平行度允许为0.05mm。
1.2.4 同轴线孔间及轴孔与端面的位置精度
同一轴线各孔的同轴度误差及轴孔端面对轴线的垂直度误差会使轴和轴承装配到支座上后产生歪斜，最后导致轴承长期失效。
1.2.5 平面间的位置精度
为了保证各加工面间的精度，平面与平面之间需有的位置精度要求。该支座的主要加工面与基准面之间平行度为0.05mm。
1.2.6 孔及平面的表面粗糙度
重要孔和主要平面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，其具体要求一般Ra值来评价。
（1）该支座孔φ11，中心孔φ18及φ16，φ3孔的底面。①面及A-A剖视图中右边孔
μ。
φ11顶面的表面粗糙度均为Ra=12.5m
μ。
（2）φ11顶面表面粗糙度为Ra=3.2m
μ。
（3）10°斜孔φ3的表面粗糙度为Ra=12.5m
μ,其余为不去除材料。
（4）视图中其余各主要加工面及孔的粗糙度Ra=12.5m
1.3 本章小结
本章讨论了6105柴油机中摇臂座结合部的气门摇臂轴支座的作用,并对它的结构与工艺进行祥细的分析,为工艺规程的设计提供了理论依据。
2 工艺规程的设计
2.1 毛坯种类的选择
（1）选择毛坯应该考虑生产规模的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坯制造方法的经济性。
（2）选择毛坯应该考虑工作结构形状和尺寸大小。
（3）选择毛坯应该考虑零件的机械性能要求。
（4）选择毛坯应从本厂的现有设备和技术水平出发，考虑可能性和经济性。
（5）选择毛坯应该考虑利用新工艺，新技术和新材料的可能性。
2.2 确定毛坯的制造形式
由于摇臂轴吸振性和耐磨性均要求较高，故应选择易于成型，具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性同时价格低廉的HT200铸铁为毛坯材料。同时，由于是中批生产，因此，为了提高劳动生产率，减小机械加工余量，采用木模机器造型，铸件的尺寸公差等级为7级，精度等级为Ⅲ。
2.3 摇臂轴机械加工时的主要问题
（1）作为摇臂轴支座，其主要的加工表面是平面及其孔系。一般情况下,平面的加工精度要比孔系的加工精度容易实现。因此，对于变速箱来说,机械加工过程中的主要问题是如何实现孔的加工精度，如何处理好孔与平面之间的相互关系。由于该变速箱体为中批量加工生产，因此满足其生产率的要求也是箱体加工过程中应考虑的主要因素。
（2）孔和平面的加工顺序
支座类零件的机械加工应遵循“先面后孔”的原则。即先加工支座上的基准平面，再以基准平面定位加工其它平面，然后再加工孔系。支座加工自然也应遵循这个原则，这样处理的原因主要是平面的面积大，定位时稳定可靠，且夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次是先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸部分，为提高孔的加工精度创造条件，而且这样做便于对刀及调整，同时也利于保护刀具,防止打刀和崩刀。
（3）粗、精加工分阶段进行
对支座的主要表面加工时应将粗、精加工分阶段进行，这是因为支座的结构形状复杂，主要表面的加工精度较高。将粗、精加工分阶段进行可以消除,由粗加工所产生的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证支座的加工精度.同时,
还能根据粗，精加工的不同要求来合理选用设备,有利于提高生产率。
（4）孔系加工方案的选择
加工支座的孔系时，应选择能满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。这里除了考虑加工精度和加工效率以外，还应该考虑影响经济效益的因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应该择价格最低的机床。
2.4 基准的选择
2.4.1 粗基准的选择
粗基准的选择应满足以下要求：
（1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准。
（2）如果必须首先保证工作某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。
（3）选作粗基准的表面应平整，没有浇口，冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。
（4）粗基准一般只能使用一次，即不应重使用，以免产生较大的位置误差。
（5）选用的粗基准应便于定位、装夹、和加工，并使夹具结构简单。
考虑到以上几点要求,所以选择支座零件的重要孔(即 11孔)的毛坯孔及⑥面作为粗基准.原因有三:第一,在保证各加工面均有加工余量的前提下,使重要的孔的加工余量均匀.第二,装入支座内的旋转零件与支座内壁具有足够的间隙.第三,保证定位基准,夹紧可靠,操作方便。
2.4.2 精基准的选择
精基准的选择应满足以下要求：
（1）用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差，即所谓“基准重合”原则。
（2）当工作以某一组精基准定位可以方便的加工其它各表面时，应尽可能在多数工序中采用此精基准定位，即所谓“基准统一”原则。
（3）当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与其它表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，即遵循“自为基准”原则。
（4）为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择基准时，可遵循“互为基准”原则。
（5）精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠，为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。
参照以上准则并结合实际情况做出以下选择：支座的①面是工件的装配又是设计基准,用它作精基准能使加工遵循“基准重合”原则,实现以“一面两孔”,限制工件六个自由度的定位方式,这样使工艺路线遵循“基准统一”原则,此外,①面的面积大,定位稳定,可靠,夹紧方案也简单,操作方便.以①面及φ11孔定位加工②面以后,使②面与①面④面及φ18，φ16孔都具有了较高的位置精度。同样以①面及φ11H7孔定位加工其他面积孔,使加工出来的面与孔都具有较高的精度,为了保证一些面与面,孔与孔之间的位置要求,可选已加工出来的孔及面作定位基准未加工的面。例如以①面及φ18孔φ16孔作定位基准加工③④面及φ16孔同轴的圆面上的一系列螺纹孔的加工,实现了“一面两孔”的定位方式,使加工更方便。
最先进行加工的表面是精基准①面③④面及①面上的孔φ11孔,这时可以选择定位夹紧方案。
方案①:用三个支承钉支承在②面上,可以限制三个自由度,再以一切边销轴插入侧板的φ3之中,限制了3个自由度,至此，工件被准确定位。
方案②:用两块支承板支承在②面上,可以限制三个自由度,再在⑥面加2支承钉限制第六个自由度,因此方案定位时,夹紧装置极为简单,夹具也不复杂,可以作到装卸工件方便,而且可以达到较高的加工精度,故可行。
2.5 工艺路线的拟定
2.5.1 机械加工加工顺序的安排原则
（1）对于形状复杂、尺寸较大的毛坯或尺寸偏差较大的毛坯,应首先安排划线工序,为精基准加工提供找正基准。
（2）按“先基面后其他”的顺序,首先加工精基准面。
（3）在重要表面加工前应对精基准进行修正。
（4）按“先主后次、先粗后精”的顺序，对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、半精加工和精加工。
（5）对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工。
2.5.2 工序的合理组合原则
确定加工方法以后,就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数.确定工序数有两种基本原则可供选择。
（1）工序分散原则：工序多,工艺过程长,每个工序所包含的加工内容很少,极端
情况下每个工序只有一个公步,所使用的工艺设备与装备比较简单,易于调整和掌握,有利于选用合理的切削用量,减少基本时间,设备数量多,生产面积大。
（2）工序集中原则：零件的各个表面的加工集中在少数几个工序内完成,每个工序的内容和工步都较多,有利于采用高效的机床,生产计划和生产组织工作得到简化,生产面积和操作工人数量减少,工件装夹次数减少,辅助时间缩短,加工表面间的位置精度易于保证,设备、工装投资大,调整、维护复杂,生产准备工作量大。
批量小时往往采用在通用机床上工序集中的原则,批量大时即可按工序分散原则组织流水线生产,也可利用高生产率的通用设备按工序集中原则组织生产箱体类零件的机械加工应遵循“先面后孔”的加工原则。这样处理的主要原因是平面的面积较大定位时稳定可靠且夹紧牢固。因而容易保证孔的加工精度。其次先加工平面可以先切去铸件表面凹凸部分，为提高孔的加工精度创造条件。而且这样做便于对刀调整，同时也有利于保护刀具防止打刀和崩刀。
由于类型为中批生产，加工设备应大多为通用机床，辅以少量专用机床及组合机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各耐磨上台阶的装卸及各机床间的传送均用人工完成。根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：
①面粗铣
②面粗铣
钻φ11孔
φ18孔、φ16、③、④面先粗铣后钻然后粗镗φ18 、φ16 再精镗两孔。
⑤、⑥面先粗铣然后粗镗φ18 、φ16 再精镗两孔。
钻φ3孔
因③面与④面有较高的平行度要求，宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹下将两面或孔同时加工出来，以保证加工精度。
在实际操作中由于一个工艺是镗，一个是铣，而且加工位置相隔较大，换刀时不易保证加工精度，故分开加工。
根据先面后孔，先主要面，后次要面，和先粗加工后精加工的原则，将1、2面的粗加工放在前面，精加工放在后面，首先加工①面，后加工③④⑤⑥面以及各孔，②面上φ3孔放在最后加工。
初步拟定加工工艺路线如下:
上述方案遵循了工艺路程拟定的“互为基准”的原则及其它一般原则。
以上工艺过程详见机械加工艺过程卡片和机械加工工序卡片。
2.6 本章小结
本章通过对毛坯种类的选择与它的制造形式、加工基准的选择以及切削用量的选择最终制定了机械加工工艺路线。
3 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
3.1 机械加工余量的确定
气门摇臂轴支座材料为HT200铸铁,生产类型为中批生产, 内部结构复杂,采用精密铸造中的压力铸造。
根据上述原始资料及加工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工件尺寸及毛坯各尺寸如下：
3.2主要表面毛坯尺寸的确定
表3 主要表面毛坯尺寸单位:mm
3.3 本章小结
本章通过查表确定了各加工表面和加工孔的机械加工余量、工序尺寸及主要毛坯表面尺寸,为下一步各加工过程中的各物理量的计算提供了最原始的数据。