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1、机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：气门摇杆轴支座零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量4000件）姓名班级专业学院指导老师摘要本文对气门摇杆轴支座的作用和工艺性进行了分析，详细介绍了气门摇杆轴支座加工工艺过程的制定：1、气门摇杆轴支座定位基准的选择，2、气门摇杆轴支座制定加工工艺路线，3、气门摇杆轴支座选择加工设备及气门摇杆轴支座工艺装备，4、确定气门摇杆轴支座切削用量及气门摇杆轴支座加工基本工时。然后介绍气门摇杆轴支座加工夹具的设计及气门摇杆轴支座计算，包括气门摇杆轴支座本工序的加工方式分析，再对确定夹具加工类型，租后确定加工方案和选择气门摇杆轴支座定位元件确定夹紧方案，确定加工对刀装
2、置最终气门摇杆轴支座设计专用夹具。关键词：气门摇杆轴支座、加工工艺、专用夹具AbstractThispaperanalysesthefunctionandtechnicalityoftherockerarm,andintroducesindetailtheformulationoftheprocessoftherockerarmprocessing:1.theselectionofthepositioningdatumoftherockerarm;2.theformulationoftheprocessrouteoftherockerarm;3.theselectionoftheprocess
3、ingequipmentandtheprocessequipmentoftherockerarm;4.thedeterminationofthecuttingparametersoftherockerarmandthebasicworkinghoursoftherockerarmprocessing.Thenitintroducesthedesignandcalculationoftherockerarmprocessingfixture,includingtheanalysisoftheprocessingmodeoftherockerarminthisprocess.Thenitdeter
4、minestheprocessingtypeofthefixture,determinestheprocessingschemeafterrentinganddeterminestheclampingschemebyselectingtherockerarmpositioningelement,anddeterminesthespecialfixtureforthefinalrockerarmdesignofthetoolsettingdevice.Keywords:rockerarm,processingtechnology,specialfixture摘要II第一章机械加工工艺规程设计11
5、.1 气门摇杆轴支座的分析11.1.1 气门摇杆轴支座的作用11.1.2 气门摇杆轴支座的性能分析11.1.3 气门摇杆轴支座的材料性能11.2 气门摇杆轴支座零件的工艺性分析21.3 气门摇杆轴支座加工方法的选择21.4 气门摇杆轴支座工序路线31.5 确定加工余量及毛坯尺寸4第二章确定切削用量和加工时间6第三章气门摇杆轴支座专用夹具的设计143.1气门摇杆轴支座夹具结构设计143.1.1确定定位方案，选择定位元件143.1.2夹具设计的有关计算153.2计算定位误差一目的是分析定位方案的可行性153.3夹具结构设计及操作简要说明153.4夹具结构设计及操作简要说明15设计总结16参考文献1
6、7第一章机械加工工艺规程设计1.1 气门摇杆轴支座的分析1.1.1 气门摇杆轴支座的作用气门摇杆轴支座是机械设计基础上用来支撑的构件，起定位、夹紧气门摇杆轴支座的作用。气门摇杆轴支座是一种可以接受综合载荷的加工、使得构造特别的大型和特大型的气门摇杆轴支座，具有以下优点“构造紧凑、回转灵敏、装置维护方便等特点”。磨损作为气门摇杆轴支座最为常见的问题，气门摇杆轴支座在加工中磨损的情况也精车发生。气门摇杆轴支座在加工使用过程中需要引起以下几点注意内容：(1)气门摇杆轴支座的材料一般都是铸铁，再好的气门摇杆轴支座也都有它们使用的极限性，就比如温度。(2)气门摇杆轴支座在开始加工产的过程中必须对气门摇杆
7、轴支座进行预热后再开始加工，防止对加工精度有影响。1.1.2 气门摇杆轴支座的性能分析零件为拐臂，应用于连接主传动件与输出功部件，本身要求具备好的强度以及刚度；总体力学性能较好，抗冲击，采用QT500,毛坯成型方式为模锻件，生产要求为年产量5000件，零件属于轻型零件，为中批生产，要求设计出专用夹具，以加工两个M0mm孔，工艺规程必须保证质量和生产率要求。1.1.3 气门摇杆轴支座的材料性能QT500性能：抗拉强度GA二50OmPa,屈服强度G=320mpa,伸长率A=7,布氏硬度170230mpa1.2 气门摇杆轴支座零件的工艺性分析该毛坯零件为模锻件，加工毛坯610孔，表面粗糙度要求最高，
8、公差等级达到mO；表面粗糙度Ra3.2um；同样617轴向端面平面加工，因需作为精基准定位，所以表面粗糙度达到RaL6um。65孔公差等级达到IT12；通过钻削实现。最后加工两个63孔，同样公差等级达到ITlO级，通过钻削实现。锻造难达到这样的形状要求，生产成本也较高。铸造可以大批量生产，成本较低，能够造出这样气门摇杆轴支座形状复杂的铸件。查资料知气门摇杆轴支座材料为QT500钢，采用金属型铸造，精度可达到3.210,因此毛坯的加工余量比较小。1.3 气门摇杆轴支座加工方法的选择1.3.1 平面加工中22轴向端面通过铳削来实现加工精度，分别对两端面进行粗铳，半精铳、精铳、精铳，使表面粗糙度达到
9、Ral.6um01.3.2 孔的加工22的孔，因为把内孔面作为定位基准面，保证定位误差偏小，则需通过钻、扩孔来实现，达到公差等级IT7级；Ra3.2umoIOmm的孔，因不作为后加工的定位基准面，则只需使用中9.8的麻花钻进行钻孔，使公差等级达到IT8级，表面粗糙度Ra3.2um.13mm的孔，不需要作为后加工的定位基准面来定位，则只需要使用中12.8mm的麻花钻进行钻孔，使公差等级达到IT8级，表面粗糙度Ra3.2um.表1.1气门摇杆轴支座表面加工方法选择加工表面粗颉度精度公差形位公加工方法差加工22孔面A表面Ra3.2等级IT7无尺寸公差无平面加工加工22孔面B表面Ra3.2等级IT7按
10、照H8加工无铳加工加工610孔面C表面Ra12.5等级无无铳加工加工10孔面D表面Ra12.5等级IT7无铳加工22孔加工表面Ra1.6等级IT7+0.28无钻、扩、校加工孔10表面Ra1.6等级IT7+0.1平行度0.02钻、扩、钱加工孔中13表面Ra3.2等级IT7钻、扩、钱加工1.4 气门摇杆轴支座工序路线在制订工艺路线的时候，出发点应当是使气门摇杆轴支座的几何形状、气凸轮和尺寸精度及位置精度等技术要求都能得到合理的公差及行为公差要求保证。方案：工序10：粗铳10孔C面留0.1mm余量：精铳C面，保证其余尺寸余量对中，保证表面精度要求Ra3.2;工序20：精铳10孔D面留0.Imm余量：
11、精铳D面，保证其余尺寸余量对中，保证表面精度要求Ra3.2;工序30：粗铳22孔A面留0.1mm余量：精铳A面，保证其余尺寸余量对中，保证表面精度要求Ra3.2;工序40：精铳22孔B面留0.1mm余量：精铳B面，保证其余尺寸余量对中，保证表面精度要求Ra3.2;工序50：钻、扩、较加工中10孔至图纸尺寸要求，图纸表面精度要求Ra3.2,钻孔至尺寸9.8mm,保留扩孔余量0.1mm,扩孔至尺寸9.9mm,保留较孔余量0.1mm,较孔至图纸尺寸要求；工序60：钻、扩、较加工中22孔至尺寸要求，钻孔至尺寸中21.8mm,扩孔至尺寸中21.9mm,较孔至图纸尺寸要求，图纸表面精度要求Ral.6,加工
12、使用专用夹具。工序70：铳13孔端面至图纸尺寸要求。工序80：钻、扩、较加工中13孔至图纸尺寸要求，图纸表面精度要求Ra6.3,钻孔至尺寸中12.8mm,保留扩孔余量0.1mm,扩孔至尺寸中12.9mm,保留较孔余量0.1mm,较孔至图纸尺寸要求；工序90：钳工去毛刺、清洗；工序100：检验、入库；从方案可以看出粗加工有粗铳气门摇杆轴支座底面、粗铳气门摇杆轴支座底面孔平面及上面的夹具定孔孔面、粗铳气门摇杆轴支座及底面的右端面、粗铳支承孔左边端面、钻气门摇杆轴支座夹具22mm和孔13mm。1.5 确定加工余及毛坯尺寸（一）确定加工余量该气门摇杆轴支座材料为QT500,G=320mpa,=5OOm
13、pa,c采用模锻制造，且为成批生产，根据机械加工后锻件的最大轮廓尺寸及由表可知，选择加工余量及公差值为41.5。表1-1拐臂各加工表面的加工余量加工表面单边余量双边余量备注22顶面2顶面、底面双侧均加工22底面2顶面、底面双侧均加工10顶面2顶面、底面双侧均加工中10底面2顶面、底面双侧均加工（二）确定毛坯基本尺寸表1-2拐臂毛坯尺寸零件尺寸单边加工余量毛坯尺寸25顶面、底面为22910顶面、底面为21410孔0022孔00中13孔00（三）确定毛坯尺寸公差表1-3气门摇杆轴支座锻件加工尺寸公差毛坯尺寸公差按“对称”标准结果25002510001010孔0.1010.1孔22孔0.28022.
14、28孔第二章确定切削用量和加工时间2.1工序1020粗、精铳10孔CD面（八）确定切削用量a.确定背吃刀量“半精铳时，背吃刀量一般为0.52mm,所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=l.5mm。b.确定进给量选择每齿进给量z为0.2mrnz.c.选取切削速度选择切削速度匕=40.0/w/min。确定铳刀的磨钝标准及耐用度取磨钝标准为05mm,查得刀具的耐用度T=180min.确定机床主轴转速n：IOOOv 1000 40.0d3.14x60=106. Ir/min(B)确定时间定额(2次走刀)一次走刀基本时间Tb=/=1.55min=93sfM2其中/=120为切削加工长度；为刀具切
15、入长度；4为刀具切出长度;f忙为工作台水平进给量。1=0.5(d-业必2)+03)=7.633mm其中d=60mm;ae=35三；kr=904=35,(I2-4mmfMZ=fzzn=0.24106.1=84.88mmmin2.2工序30、40粗、精铳22孔AB面（八）确定切削用量a.确定背吃刀量“精铳时，精铳时一般为0.1Imnl或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm”。b.确定进给量选择每齿进给量力为0.12mmz.c.选取切削速度选择切削速度。vt.=49/w/min”取磨钝标准为0.5mm,由表9.4-7查得刀具的耐用度T=180min确定机床主轴转速nIOOO
16、v 1000 49d3.1460=260.Ir/min(B)确定时间定额(2次走刀)一次走刀基本时间Tb=匕仁A=1.05min=63sfM二其中=120m6为切削加工长度；为刀具切入长度；乙为刀具切出长度;生为工作台水平进给量。1=0.5(d-J2-2)(1-3)=7.633mm其中d=60mm;ae=35tn；kr=90，2二35,(I2-4mmfMZ=f2zn=0.124260.1=124.8mmmin2.3 工序50钻、扩、较加工10孔（八）确定切削用量a.确定背吃刀量“半精铳时，背吃刀量一般为0.52mm,所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=l.5mm。b.确定进给量选择每
17、齿进给量力为0.2mmz.c.选取切削速度选择切削速度匕=40.0/w/min。确定铳刀的磨钝标准及耐用度取磨钝标准为05mm,查得刀具的耐用度丁=180min。确定机床主轴转速n：1000vd1000 40.03.14x60=106.1rmin(B)确定时间定额(2次走刀)一次走刀基本时间Tb=十仁&=1.55min=93sfM2其中/=120加机为切削加工长度；为刀具切入长度；。为刀具切出长度;工比为工作台水平进给量。II=0.5(d-yd2-ae2)+(1-3)=7.633mm其中d=60mm;ae=35tn；kr=90，2二35,(I2-4mmfMZ=f2zn=0.24106.1-84
18、.88mmmin2.4 工序60钻、扩、较22孔（八）确定切削用量a. 确定背吃用量钻、扩时，为提高效率，一般选择钱削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程链完，所以钻、扩大孔时加工余量为3mm,选择背吃刀量力,=3如b. 确定进给量和切削速度(1)选择进给量为f=0.5mmr切削速度为0.5ms.(2)确定像刀的磨钝标准及耐用度取钻、扩时单刃镶刀刀具的耐用度T=16min.(3)确认机床主轴转速=238.9r min60000V600000.5=M3.14x40(B)确定时间定额基本时间为=/+/+12=o39min=23.3s加其中/=3曲初为切削加工长度；为刀具切入长度；4为刀具切出长度;f
19、为主轴每转刀具的进给量。/.=F(23)=4.29mm1 tankr其中Qw=L5mm;k二40/2=35,I2=4mm2.5工序70铳13孔端面确定切削用量a.确定背吃刀量“精铳时，精铳时一般为0llun或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm”。b.确定进给量选择每齿进给量力为0.12mmzc.选取切削速度选择切削速度。ve=49/w/min”取磨钝标准为0.5mm,由表9.4-7查得刀具的耐用度T=180min二1000 493.14x60=260. Ir/min确定机床主轴转速n100Ovn=d(B)确定时间定额(2次走刀)一次走刀基本时间Tb-+A=L05mi
20、n=63sfMz其中/=120加机为切削加工长度；为刀具切入长度；。为刀具切出长度;fwz为工作台水平进给量。1=0.5(d-yd2-ae2)+(1-3)=7.633mm其中d=60mm;ae=35w；kr=90Z2=35(I2-4mmfMZ=fzzn=0.124260.1-124.8mmmin2.6工序80钻、扩、较加工13工步1：钻13孔；（八）确定切削用量a.确定背吃刀量因为第一次钻孔的加工余量为6.5mm。一次工作行程钻完，所以选择背吃刀量a=9.8mmob.确定进给量选择进给量f为0.45mmrc.确定切削速度(1)选择切削速度Vc=O.45ms(2)确定麻花钻的磨钝标准及耐用度取钻
21、削时麻花钻刀具的耐用度T=100mino(3)确定机床主轴转速n=877 Ar / min60000V_600000.45Trd-3.14x9.8(B)确定时间定额(6个工位钻6个孔)一个工位基本时间(,=+，!-_+1=0.lmin=6s如其中/=17机机为切削加工长度；4为刀具切入长度；。为刀具切出长度;f为主轴每转刀具的进给量。1=(D/2)cot+(1-2)=20mm其中D=9.8mm；T=I50，2二14,取，2=3mm工步2：扩校13mm孔;a.确定背吃刀量因为扩孔的加工余量为07mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.7mmb.确定进给量选择进给量f为08mmrc.确定切
22、削速度(1)选择切削速度Vc=O.18ms(2)确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=116mi11o(3)确定机床主轴转速n60000 Vd60000 0.183.14x10.5=327.6rmin(B)确定时间定额(4个工位扩4个孔)一个工位基本时间。=*1=0089min=5.5s执其中/=17机机为切削加工长度；a为刀具切入长度；4为刀具切出长度;f为主轴每转刀具的进给量。Z1=。24COMr+O2)-3.3mm其中D=6.5mm；dl=9.8nm；kr=156=24,(I2-3mm第三章气门摇杆轴支座专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在
23、加工气门摇杆轴支座时，需要设计专用夹具。机床夹具（夹具）是在机械加工中使用的一种工艺装备，它的主要功能是实现对被加工气门摇杆轴支座的定位和夹紧。通过定位，使被加工气门摇杆轴支座在夹具中占有同一个正确的加工位置；通过夹紧，克服加工中存在的各种作用力，使这一正确的位置得到保证，从而使加工过程得以顺利进行。由于能力和时间有限本次设计只设计了铳顶面夹具螺孔孔平面夹具，铳底面夹具，钻顶面夹具螺孔孔夹具，钻中20支撑孔夹具。3.1 气门摇杆轴支座夹具结构设计3.1.1 确定定位方案，选择定位元件气门摇杆轴支座在加工顶面夹具孔平面时采用面作为定位基准，易于做到工艺过程中的基准统一，保证气门摇杆轴支座的相对位
24、置精度，且具有支撑而大，支撑刚性好等优点；本气门摇杆轴支座采用底面和一对对角工艺孔作为定位基准，气门摇杆轴支座底面为第一定位基准；槽孔为第二定位基准，它和支撑原件联合限制了Z方向转动自由度，所以此定位方案符合六点定位原理，采用对称压板将气门摇杆轴支座压紧。3. 1.2夹具设计的有关计算1 .“确定夹紧原件中心距及尺寸公差（中心距公差需采用对称公差的标注形式）两销中心距基本尺寸Ld=两原件中心距基本尺寸”=22.66mm,公差按划线等级取O.4mm”2 .2计算定位误差一目的是分析定位方案的可行性因为定位方向与加工尺寸方向垂直，且被加工表面无尺寸公差要求，为此要加工表面，只要保证粗糙度为Ral2
25、5,故只需进行转角误差计算即可。M=a”三=CIs（008+0.199）+（0.018+0.。,引2L222.6626=6,转角误差很小，符合定位要求，可以使用。3. 3夹具结构设计及操作简要说明本气门摇杆轴支座在加工底面A时，根据以重要加工表面为粗基准的选用原则我们选择毛坯支承孔和底面台阶孔平面作为粗基准，考虑到第二基准面选择的方便性，同时底面的一对槽孔成为工艺孔。两支撑板（支撑板用螺钉固定在低板上）相当于一个平面，限制x、y方向转动，Z方向移动三个自由度了，后面的一个平面限制了y方向的移动，利用压块将气门摇杆轴支座夹紧。4. 4夹具结构设计及操作简要说明1、确定主夹紧机构：用压板块夹紧。当
26、进行铳削加工时，将支撑板用螺栓在夹具体的支撑臂上，气门摇杆轴支座放于其上相当于有一个面的约束，限制了三个自由度。然后用辅助支撑支撑固定紧，拿下气门摇杆轴支座即可。2、结构设计及操作说明本夹具按两个平面定位，可以限制6个自由度，属于过定位方式。气门摇杆轴支座靠压板型块用螺柱钉紧,夹具靠两个支撑板与底板链接。设计总结本文通过对气门摇杆轴支座夹具设计,气门摇杆轴支座夹具的作用和夹具工艺性进行的分析，进行了气门摇杆轴支座夹具加工工艺过程的制定，其中包括定位基准的选择、制定加工工艺路线、选择加工设备及工艺装备、确定切削用量及基本工时等工作。然后夹几个工艺的加工时所用的夹具进行了设计，包括气门摇杆轴支座夹
27、具本工序的加工要求分析，确定夹具类型，拟定定位方案和选择定位元件、确定夹紧方案、确定对刀装置等，从而达到对专用夹具设计起到规范作用。参考文献1肖可主编.机械零件加工工艺概述.2版.甘肃：化学工业出版社，2003.2陈科元，张恒博.机械结构设计简明手册.第二版.北京：机械工业出版社，2000.3张明科.现代机床夹具结构设计.上海：机械工业出版社，2002.4李扬帆.机床零件加工设计手册.北京：国防工业出版社，2003.5上海工学院，武汉轻工学院.金属热加工原理.福州：福建科学技术出版社，1996.6华中工学院，宁夏工业大学.金属切削原理及零件结构设计（下册）.北京：北京科学技术出版社，1998.7薛浩楠主编.机床夹具和辅具设计手册.北京：机械工业出版社，2000.8李洪明.机械夹具设计.重庆：重庆大学出版社，1999.9彭浩然，谢宁琦.机械制造基础Ixl.北京：机械工业出版社，2007.10李明明.机械制造工艺学IxI.2版北京：化学工业出版社，2009.
