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1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 機械制造課程設(shè)計 目 錄 摘 要 2 第一章 零件分析 4 1.1 零件作用分析 4 1.2 零件工藝分析 5 表 1.1 5 第二章 確定毛坯 5 第三章 工藝規(guī)程的設(shè)計 6 3.1 制定工藝路線 6 表 3.3 9 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 9 3.3 加工工序設(shè)計 9 3.3.1機械加工余量確定 9 3.3.2確定切削用量 10 第四章 時間額定的計算 14 4.1基本時間的計算 14 4.2輔助時間的計算 16 4.3其他時間的計算 16 4.4單件時間的計算

2、 17 第五章 畫毛坯圖 18 第六章 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 18 參考文獻 18 摘 要 本設(shè)計所設(shè)計的零件是柴油機中搖桿結(jié)合部的氣門搖桿軸支座，氣門搖桿軸支座是是柴油機搖桿座的結(jié)合部，它是柴油機一個重要零件。其中搖桿軸裝在孔中，軸上兩端各裝一進氣門搖桿；搖桿座通過兩個孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，3mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使其不能轉(zhuǎn)動。汽缸蓋內(nèi)每缸四閥使燃燒室充氣最佳，氣門由搖桿凸輪機構(gòu)驅(qū)動，摩擦力小且氣門間隙由液壓補償。這種結(jié)構(gòu)可能減小燃油 消耗并改善排放。 關(guān)鍵字：氣門搖桿軸支座

3、；零件；工藝性，加工工藝性 Abstract This design is the design of diesel engine parts of farming rocker bearing, the valve, the valve rocker axle shaft bearings is diesel engine is the joystick rocker seat, it is taking an important parts. Di

4、esel engine Among them the joystick shaft installed in the hole, the shaft at each end into the valve with a joystick; A joystick through two holes in M12 screw and the cylinder head is linked together, 3 mm axial slot used to lock rocker axis, to make it cant turn. Within the cylinder head every cy

5、linder four valves make the combustion chamber, valve by charging the best rocker CAM drive, friction small and valve clearance by hydraulic compensation. This structure may reduce the fuel consumption and improved emissions. Keywords: Valve rocker shaft bearings；Parts；Process of；Processing techn

6、ology 第一章 零件分析 1.1 零件作用分析 本設(shè)計所設(shè)計的零件是柴油機中搖桿結(jié)合部的氣門搖桿軸支座，氣門搖桿軸支座是是柴油機搖桿座的結(jié)合部，它是柴油機一個重要零件。其中搖桿軸裝在孔中，軸上兩端各裝一進氣門搖桿；搖桿座通過兩個孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，3mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使其不能轉(zhuǎn)動。汽缸蓋內(nèi)每缸四閥使燃燒室充氣最佳，氣門由搖桿凸輪機構(gòu)驅(qū)動，摩擦力小且氣門間隙由液壓補償。這種結(jié)構(gòu)可能減小燃油 消耗并改善排放。其零件圖如下圖： 圖1.1 搖桿軸支座 1.2 零件工藝分析 由

7、零件圖得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為上端面，下底面，左右兩端面，2-孔，孔以及3mm寬的軸向槽。其中孔的孔的尺寸精度以及下端面相對于孔軸線的平行度及左右兩端面的尺寸精度，直接影響到進氣孔與排氣門的傳動精度和密封性。因此，需要先以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再以下端面為精基準(zhǔn)加工上端面，最后加工孔時以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸相對下端面的位置精度。由《機械加工工藝手冊》中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟精度機床能達到的位置精度可知上述要求可以達到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。 加工表面 尺寸及偏差（mm)

8、 公差等級 表面粗糙度Ra μm 形位公差 mm 上端面 IT12 12.5 下底面 IT12 6.3 平行度0.05 2-13孔 130.2 IT10 12.5 20孔 IT8 3.2 左右端面 320.3 IT9 1.6 圓跳度0.06 表 1.1 第二章 確定毛坯 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的類型為大批量生產(chǎn)，故毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時效處理。由《機械加工工藝手冊》查的該種鑄造公差等級為CT10~11，加工余量等級MA選擇H級。用查

9、表方法確定各表面的加工余量如下表所示： 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 鑄造尺寸公差 加工余量數(shù)值 鑄造尺寸 上端面 48mm H 2.8mm 4mm 下端面 50mm H 2.8mm 3mm 左端面 35mm H 2.6mm 3mm 右端面 35mm H 2.6mm 3mm 表2.1 第三章 工藝規(guī)程的設(shè)計 3.1 制定工藝路線 根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面及孔的加工方法如下： 上端面：粗銑 下底面：粗銑—精銑 左右兩端面：粗銑—半精銑—精銑 2-孔：鉆孔 3mm

10、軸向槽—精銑 孔：鉆孔—擴孔—鉸孔 因左右兩端面均對孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔原則，將上端面下端面的粗銑放在前面，左右端面上孔放后面加工。初步擬訂以下兩個加工路線方案 加工方案一： 工序號 工序內(nèi)容 05# 鑄造 10# 時效 15# 涂漆 20# 粗銑下底面 25# 粗銑上端面 30# 精銑下底面 35# 鉆通孔2-13 40# 粗銑左右兩端面 45# 精銑左右兩端面 50# 鉆孔18 55# 擴孔19.9 60# 鉸孔20 65# 銑軸向槽 70# 倒角 75

11、# 檢驗 80# 入庫 表 3.1 加工方案二： 工序號 工序內(nèi)容 05# 鑄造 10# 時效 15# 涂漆 20# 粗銑下底面 25# 粗銑上端面 30# 粗銑左右兩端面 35# 鉆通孔2-13 40# 鉆孔18 45# 粗銑軸向槽 50# 精銑下底面 55# 精銑左右兩端 60# 擴孔19.9 65# 鉸孔20 70# 倒角 75# 檢驗入庫 表 3.2 上述兩個方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。 根據(jù)“先粗后精”的原則，加工中應(yīng)將粗加工工序放在精加工之前，這樣可以避免粗

12、加工時對精加工過的表面造成傷害。 因為在零件圖紙中要求左右端面的跳動度為0.06，所以需要同時銑削左右端面，保證兩端的平行度。 根據(jù)先面后孔的原則，粗銑上端面應(yīng)放在鉆2-13之前，這樣使上端面在加工后有較多的時間進行自然時效，減少受力變形和受熱變形對2—13通孔加工精度的影響。綜上所述選擇方案二。 最后確定的工件加工工序如下： 序號 工序內(nèi)容 機床設(shè)備 刀具 量具 05# 鑄造 10# 時效 15# 涂漆 20# 粗銑下底面 立式銑床X52K 端銑刀 游標(biāo)卡尺 精銑下底面 立式銑床X52K 端銑刀 游標(biāo)卡尺 2

13、5# 粗銑上端面 立式銑床X52K 端銑刀 游標(biāo)卡尺 30# 鉆通孔2-13 搖臂鉆床Z535 高速鋼麻花鉆 塞規(guī) 35# 銑軸向槽 臥式銑床X62W 三面刃圓盤銑刀 游標(biāo)卡尺 40# 粗銑左右兩端面 臥式銑床X62W 端銑刀 游標(biāo)卡尺 半精銑左右端面 臥式銑床X62W 端銑刀 游標(biāo)卡尺 精銑左右兩端面 臥式銑床X62W 端銑刀 游標(biāo)卡尺 45# 鉆孔18 搖臂鉆床Z535 高速鋼麻花鉆 塞規(guī) 擴孔 搖臂鉆床Z535 擴孔鉆 塞規(guī) 鉸孔 搖臂鉆床Z535 鉸刀 塞規(guī) 倒角 搖臂鉆床Z535 锪鉆 游標(biāo)卡尺

14、 50# 檢驗入庫 塞規(guī) 百分表 卡尺等 表 3.3 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇：選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以粗基準(zhǔn)為上端面 精基準(zhǔn)的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則。孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。 3.3 加工工序設(shè)計 3.3.1機械加工余量確定 1）

15、 加工上端面，根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》考慮4mm 2） 加工下底面時，根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》考慮3mm，粗加工余量2mm，精加工余量1mm。同理加工左右端面的余量也是3mm，粗加工余量2mm，半精加工余量0.8mm，精加工余量0.2mm。 3）對Φ20的內(nèi)表面加工，由于內(nèi)表面有粗糙度要求3.2。擴孔余量1.875mm，鉸孔余量0.125mm。 根據(jù)以上分析得出下表： 機械加工工序間加工余量表 工序號 工步號 工步內(nèi)容 加工余量/mm 20# 1 粗銑下底面 2mm 2 精銑下底面 1mm 25# 1 粗銑上端面 4m

16、m 30# 1 鉆通孔2-13 13mm 35# 1 粗銑左右兩端面（要求同時銑削兩端面） 2mm 2 半精銑左右兩端面（要求同時銑削兩端面） 0.8mm 3 精銑左右兩端面（要求同時銑削兩端面） 0.2mm 40# 1 銑軸向槽 3mm 45# 1 鉆孔18 18mm 2 擴孔 1.875mm 3 鉸孔 0.125mm 1 倒角 0.5mm 表 3.4 3.3.2確定切削用量 工序1：粗、精銑下底面 工步一：粗銑下底面 加工條件： 工件材料： HT200，鑄造。 機床：X52K立式銑床。 查《機械制造技

17、術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》選擇： 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：YT15，D=100mm ，齒數(shù)Z=10，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《切削用量手冊》，取銑削速度：參照《切削用量手冊》，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 式中 V—銑削速度； d—刀具直徑。 得機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》?。? 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 工步二：精銑下底面 加工條件： 工件材料： HT2

18、00，鑄造。 機床： X52K立式銑床。 參考《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》選擇： 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《切削用量手冊》，取 銑削速度：參照《切削用量手冊》，取 機床主軸轉(zhuǎn)速，有： 按照《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》取 n=60r/min 實際銑削速度： 進給量: 工作臺每分進給量： 工序2 粗銑上端面 粗銑上端面刀具 機床與上道粗加工工序相同， 工序3 粗 精銑左右端面 此道工序與工序1的切削用量 刀具相同 工步一粗加工

19、： 工步二半精加工： 工步三精加工： 工序4：加工孔Φ20到要求尺寸 工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。孔的直徑為20mm，公差為E8，表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔—Φ18mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，主偏角，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔——Φ19.875mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆；鉸孔——Φ20mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。 （1）確定工步一鉆削用量 1)背吃刀量的確定 取 2）確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 確定切削速度 查《切削用

20、量手冊》 取切削速度V=15m/min 主軸轉(zhuǎn)速 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為： （2）確定工步二擴孔切削用量 1）背吃刀量的確定 2)確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》，查的。根據(jù)Z535機床說明書，取=0.5mm/r。 3）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻[7]表28-33，取。 故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 （3）確定工步三鉸孔切削用量 1）背吃刀量的確定 2）確定進給量 根據(jù)《切削用量手冊》，取V=5m/min ，查Z535說明書，取。 3）確定切削速度 由《切削用量手冊》。

21、故 查Z535說明書，取，實際鉸孔速度 （4）確定工步四倒角切削用量 背吃刀量的確定 查Z535說明書得 由《機械加工工藝手冊》可知： 確定主軸轉(zhuǎn)速： （5）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔： 擴孔： =0.5mm/r 鉸孔： 倒角： 工序5 鉆2—Φ13孔 工件材料為HT200鐵，硬度170~240HBS?？椎闹睆綖?3mm，表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床，加工刀具為Φ13mm高速鋼鉆頭。 確定切削用量 1）背吃刀量的確定

22、2）確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》得。查Z535立式鉆床說明書，取。 3）確定切削速度V 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》取V=15m/min 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 工序6 銑軸向鍵槽 加工條件：機床：X62W臥式銑床. 刀具：直齒三面刃銑刀其中 , 計算切削用量： 1)背吃刀量的確定 由《機械加工工藝手冊》可知： 確定主軸轉(zhuǎn)速： 第四章 時間額定的計算 4.1基本時間的計算 1. 工序20# 工步一粗銑下底面： 由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》

23、查得銑刀銑平面（對稱銑削，主偏角）的基本是計算公式， 根據(jù)零件圖知 查表取 故： 工步二精加工下底面： 2.工序25# 粗銑上端面 根據(jù)零件圖知 查表取 故： 3. 工序30# 工步一粗銑左右兩端面 根據(jù)零件圖知 查表取 故： 工步二半精銑左右端面： 工步三精加工左右端面 4. 工序35#鉆通孔2-13 由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》查得鉆孔基本時間公式 由零件圖知 查表的 故： 5. 工序40# 工步一鉆18孔： 由零件圖知 查表的 故： 工步二擴孔19.875： 故： 工步三鉸孔20孔： 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》得 故：

24、工步四倒角： 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》知 取 故： 7. 工序45# 銑軸向鍵槽 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計說明書》知 其中： 故： 4.2輔助時間的計算 查《切削用量手冊》知輔助時間與基本時間之間的關(guān)系為=（0.15~0.2），本次設(shè)計取，則各工序的輔助時間分別為： 工序20# 粗銑下底面： 精加工下底面： 工序25# 粗銑上端面： 工序30#鉆通孔2-13： 工序35#銑軸向槽： 工序40#

25、粗銑左右兩端面： 半精銑左右端面： 精加工左右端面： 工序45#鉆18孔： 擴 孔： 鉸孔： 倒角： 4.3其他時間的計算 除了作業(yè)時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作場地時間，休息與生理時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于本次設(shè)計氣門搖桿軸支座的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，分攤到每個工件上準(zhǔn)備時間與終結(jié)時

26、間可以忽略不計；布置工作地時間是作業(yè)時間2%~7%，休息與生理時間是作業(yè)時間2%~4%，本次設(shè)計均取3%，則各工序的其他時間（）可按關(guān)系式計算，它們分別是： 工序20# 粗銑下底面： 精加工下底面： 工序25# 粗銑上端面： 工序30#銑軸向槽： 工序30#粗銑左右兩端面： 半精加工左右端面： 精加工左右端面： 工序35#鉆通孔2-13： 工序40#鉆18孔： 擴孔

27、： 鉸孔： 倒角： 4.4單件時間的計算 工序20# 粗銑下底面： 精加工下底面： 工序25# 粗銑上端面： 工序30#鉆通孔2-13： 工序35#銑軸向槽： 工序40#粗銑左右兩端面： 半精銑左右端面： 精加工左右端面： 工序45

28、#鉆18孔： 擴孔： 鉸孔： 倒角： 第5章 畫毛坯圖 見附圖2 第六章 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 工件文件詳見附表。 參考文獻 [1] 熊良山 嚴(yán)曉光。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，華中科技大學(xué)出版社，2007。 [2] 甘永立 幾何量公差與檢測］。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1991。 [3]馬占永 《機械加工工藝使用手冊》，航空工業(yè)出版社，1991. [4]上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 《金屬切削手冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1991.10 18