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气门摇杆轴支座机械加工工艺规程及工艺装备设计

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气门摇杆轴支座机械加工工艺规程及工艺装备设计

1、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，Ø20（+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Ø13mm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-Ø13mm孔和Ø20（+0.1——+0.06）mm以及3mm轴向槽的加工。Ø20（+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——Ø13mm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Ø20（+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

加工表面 尺寸及偏差/mm 公差及精度等级 表面粗糙度

Ra/μm

形位公差/mm

左端面 Φ32 IT7 1.6

/ 0.06 A

右端面 Φ32 IT7 1.6

/ 0.06 A

上端面 40(080.0142.0) IT10 12.5

Φ13孔 2×Φ13 IT10 12.5

Φ20孔 Φ20(10.006.0) IT12 12.5

下底端面 50 IT9 6.3

// 0.05 A

Φ3通 Φ3 IT12 12.5

R10外表面 R10 IT13 12.5

R8外表面 R8 IT13 12.5

渐深槽孔面 R 3 IT13 12.5

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：

项目/mm 机械加工余量/mm 尺寸公差/mm 备注

Φ32上端面 19525.12.3 表2-3

1.4 表2-4 --

--

支座下底端面 95.125.12.3 表2-3

1.4

表2-4

Φ32左右端面 425.1175.16.2 表2-3

0.5

表2-4

Φ20孔内表面 075.1325.14.2 表2-3

0.5

表2-4

2.3绘制毛坯简图：

25两端380.8410.51.41.40.5191.44514 --

-- 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加工方法如表

加工表面 尺寸精度 表面粗糙度 加工方案

Φ32上端面 IT10 12.5 粗铣

支座下底端面 IT9 6.3 粗铣—精铣

Φ32左右端面 IT7 1.6 粗铣—精铣

Φ13 内表面 IT10 12.5 钻—铰

Φ20 内表面 IT12 12.5 钻—铰

3mm 轴向槽 IT10 12.5 精铣

体其他各表面 IT13 12.5 粗铣

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

工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具

1 铣支座上端面 X5020A立式铣床 端面铣刀 游标卡尺

2 粗铣支座下端面 X5020A立式铣床 端面铣刀 游标卡尺

3 精铣支座下端面 X5020A立式铣床 端面铣刀 游标卡尺

4 粗铣支座Φ32左右表面 X5020A立式铣床 端面铣刀 游标卡尺

5 精铣支座Φ32X5020A立式端面铣刀 游标卡尺 --

-- 左右表面 铣床

6 粗磨支座Φ32左右表面 M7350立式磨床 砂轮 游标卡尺

7 精磨支座Φ32左右表面 M7350立式磨床 砂轮 游标卡尺

8 加工Φ13的孔 Z5125A立式钻床 Φ13麻花钻，铰刀 塞规卡尺、内径百分表

9 加工Φ20的孔 Z5125A立式钻床 Φ20麻花钻扩刀，铰刀 塞规卡尺、内径百分表

10 锪有平行度要求表面 X62W 立式锪床 锪刀 游标卡尺

11 倒角 平锉 深度游标卡尺

12 精铣3mm 轴向槽 X62组合夹具或专用工装 槽铣刀 卡规，深度游标卡尺

13 清洗 清洗机

14 检验 百分表,三用游标卡尺检验样板,三棱平尺塞规

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—Ø13mm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）

工序

名称 工序基本余量 公差等级 尺寸工差 工序尺寸 表面

粗糙度

钻 12.0 IT12 0.18

)(1218.00 12.5 --

-- 铰 0.95 IT10 0.07

)(95.1207.00 12.5

由上可得该工序各工步的工序尺寸及工差分别为钻：)(1218.00mm，铰：)(95.1207.00mm

5、切削用量、时间定额的计算

5.1加工2—Ø13mm孔

5.1.1 、 钻2—Ø13mm孔 选用钻床Z5125

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 = 20 mm 切削速度V = 0.99 mm/s

切削深度ap = 10 mm 进给量f = 0.12 mm/r

则主轴转速n = 1000v/D = 945 r/min

根据表3.1—30 按机床选取n = 1000 r/min

则实际钻削速度V = Dn/（1000×60） = 1.04 m/s

钻削工时为：按表2.5—7

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

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

按表2.5—41 辅助时间ta = 0.68×0.18=0.123min

按表2.5—4 其他时间tq = 0.2 min

5.1.2、铰2—Ø13mm孔 选用钻床Z5125

根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—81选取数据

铰刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.22 m/s

切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.8 mm/r

则主轴转速n = 1000v/D = 140 r/min

根据表3.1—31 按机床选取n = 200 r/min

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气门摇杆轴支座加工工艺与夹具设计

气门摇杆轴支座加工工艺与夹具设计

毕业设计说明书

课 题 名 称 气门摇臂轴支座加工工艺及钻床夹具

设计

分 院/专 业

班 级

学 号

学 生 姓 名

指导教师：

二〇一六年五月摘要

本次课题是是气门摇臂轴支座的18的孔的钻床夹具设计。流程大致如下：零件加工工序，零件设计方案，确定计算过程和零件夹具设计。

本零件表面加工方法的选定、零件的工艺路径选定、零件的工艺装备的选定、零件的加工步骤的划分、零件的精工设备的选定、零件毛坯的尺寸、零件加工余量、零件的公差的选定等对于制作工艺规程都是需要解决的问题。而这个零件的夹具设计需要考虑的是零件的定位误差的计算与分析、零件定位方案的选定、零件定位元件的选择、钻床夹具夹紧力的计算、夹具体毛坯的结构及夹具元件配合的选定。

经过这次设计对零件的工艺规程、专用夹具、零件工艺路线的制定、零件的工艺方案的选择有了更深刻的认识。还有零件结构的合理设计、加工工艺性的设计，保证它的加工质量，对于提高零件的生产效率起着十分重要的意义。通过对这个零件的加工过程的设计，可以看出每个加工过程很好的配合是设计出一个好的产品的关键。

关键词：机械零件；加工工艺；钻床夹具；定位；夹紧 Abstract

This topic is the valve rocker arm shaft bearing hole drilling fixture

design Process is as follows: roughly parts processing process, parts

design scheme, calculation process and parts fixture design is

determined.

This parts selection of surface machining method, parts of process

path selected, parts of the selection of process equipment, parts of the

气门摇杆支座机加工工艺规程制定及专用机床夹具设计机制设计

气门摇杆支座机加工工艺规程制定及专用机床夹具设计机制设计

机械制造工艺学

课程设计说明书

学 院：

机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化

姓 名：

学 号： 201005130628

摘 要

本次毕业设计课题是摇杆轴支座加工工艺规程与专用镗孔夹具设计，设计中综合应用了工程图学，机械设计，机械制造工程学，机械几何精度设计等相关课程知识。本毕业设计在摇杆轴支座工艺规程设计过程中，详细的分析了摇杆轴支座的加工工艺，通过工艺方案的比较与分析选择得到了符合技术要求的工序，形成了机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。本设计进行了镗孔专用夹具的设计，阐述了定位方案的选择、夹紧方案的确定、夹具体与镗模设计。此外，还进行了摇杆轴支座零件的和镗夹具主要零件三维造型设计。

【关键词】 零件加工，工艺规程，镗孔，专用夹具

目 录

第1章 零件分析 .......................................................................................................... 1

1.1 零件功用分析 .................................................................................................. 1

1.2 零件的工艺分析 .............................................................................................. 1

1.3确定零件的生产类型 ....................................................................................... 1

气门摇杆轴支座机械加工工艺规程设计

气门摇杆轴支座机械加工工艺规程设计

1 / 9

一、零件的分析

（一）零件的作用

题目给出的零件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）。16.0~100(20孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个13孔用M12螺杆和汽缸盖相连，3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。其零件图见图1

（二）零件的工艺分析

由图1可知其材料为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。

图1

该零件上主要加工面为上下端面，左右端面，直径为13的两个通孔和直径为，）06.0~10.0(20以及3mm轴向槽的加工。

该零件由于上下端面有平行度0.05的要求，以及左右端面和直径20的空的跳动要求，所以要先以上端面为粗基准加工下端面，再以下端面为精基准加工上端面以及直径为20的通孔和两个直径为13的通孔保证孔轴相对于下端面的位置精度。还有轴向槽。

依据《数控加工工艺课程设计指导书》中能够加工到孔的精度等级的机床可以达到位置精度要求，以及工艺要求。

2 / 9 二、确定毛坯

(一)毛坯制造方法

依据零件材料确定毛坯胚为铸件，因为零件的生产类型为大批量生产，尺寸较大，所以接受砂型机器砂型铸造。铸件应满足以下要求：

（1）铸件的化学成分和力学特性应符合图样规定的材料牌号标准。

（2）铸件的形态和尺寸要求应符合铸件图的规定；

（3）铸件表面应进行清砂处理，去除结巴，飞边毛刺，其残留高度应小于或等于1-3mm

（4）铸件内部，特别是靠近工作表面处不应有气孔，沙眼，裂纹等缺陷；非工作面不得有严峻的疏松和较大的的缩孔。

（5）铸件应刚好进行热处理。退火后的硬度小于229HB。铸件应进行时效处理，消退内应力改善加工性能。

（二）确定毛坯余量接受查表法，查阅《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-3该铸造公差等级为CT8-10，MA-H级。查阅表2.2-4

加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明

新气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计

新气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计

新气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计

新气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计

新气门摇臂轴支座是一种汽车引擎部件，是连接气门和摇臂的重要支撑部位。它的制造需要采用一定的机械加工工艺和相应的夹具设计，本文将对此进行探讨。

一、机械加工工艺

1. 轴套加工

首先需要进行的是轴套加工，这是因为轴套是与气门摇臂轴紧密配合的部件。轴套的加工需要经过数道工序，其中包括车、铣、镗、插座螺纹等。具体的步骤如下：

（1）车削：采用车床将钢材进行加工成需要的形状和尺寸；

（2）铣削：采用铣床对轴套进行平面加工，以保证其表面的光滑度和精度；

（3）镗孔：采用数控加工中心进行孔径精度的控制，保证轴套与摇臂轴配合的紧密度；

（4）插座螺纹：通过螺纹车床对轴套进行插座螺纹加工。

2. 支座加工 在完成了轴套的加工后，需要对支座进行加工。支座是固定在气门摇臂轴上的部件，其加工需要包含以下步骤：

（1）车削：用车床将钢材进行加工成需要的形状和尺寸，如外形、凸台等；

（2）锉削：用锉将支座的表面进行整形，以防止其表面存在毛刺或磨损；

（3）钻孔：通过钻床进行定位孔和螺纹孔的加工。

3. 摇臂轴加工

在完成了轴套和支座的加工后，需要进行摇臂轴的加工以保证其与轴套的精确配合，从而提高摇臂轴的实用性和寿命。摇臂轴的加工需要包含以下步骤：

（1）车削：采用车床将钢材进行加工成需要的形状和尺寸；

（2）磨削：经过磨削，使摇臂轴的表面更加光滑、精确；

（3）组合检测：通过检测手段，对摇臂轴、轴套和支座进行匹配测试，以保证精确配合。

二、夹具设计

上述的机械加工工艺需要相应的夹具设计来实现。夹具的设计需要考虑以下几个因素：

1. 夹紧效果 夹具的要求是能够紧密抱住工件，防止工件在加工过程中发生移动或扭曲变形。因此，需要在设计过程中考虑工件的结构特点，精确的制定夹持力，确保夹具夹紧后不松动、不滑动。

2. 生产效率

夹具设计应考虑向生产车间提供高效的加工条件。夹具需要尽可能的实现快速、便捷的操作，以便提高生产效率和加工质量。