杠杆课程设计说明书

气门摇杆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

气门摇杆支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合部，Φ20（+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Φ13mm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×Φ13mm孔和Φ20（+0.1——+0.06）mm 以及3mm轴向槽的加工。Φ20（+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×Φ13mm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Φ20（+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气门摇杆支座的主要技术要求：

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：

已知此气门摇杆支座零件为小批生产，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，生产类型为小批生产，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Φ20孔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Φ20孔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。Φ20孔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：

根据气门摇杆支座零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确

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，且采用小批生产，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

3.6确定工艺路线：

表3-2 气门摇杆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×Φ13mm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为钻：13 mm

5、切削用量、时间定额的计算

5.1加工2×Φ13mm孔

5.1.1 、钻2×Φ13mm孔选用钻床Z525

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 = 13 mm 切削速度V = 0.66 mm/s 切削深度a p = 6.5 mm 进给量f = 0.12 mm/r 则主轴转速n = 1000V/πD = 969 r/min

根据表3.1—30 按机床选取n = 960 r/min 则实际钻削速度V = πDn/1000 = 39.2m/min

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) = 40.5 s

按表2.5—41 辅助时间t a = 40.5×0.18=7.29s

按表2.5—4 其他时间t q = 12 s

6、机床夹具设计

6.1 2×Φ13mm孔夹具设计：

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×Φ13mm孔的钻床专用夹具。由气门摇杆支座工作图可知，工件材料为HT200。根据设计任务的要求，本夹具将用于立式钻床。刀具为麻花钻。

6.1.1问题的指出：

本夹具主要钻2×Φ13mm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，降低劳动强度。

6.1.2夹具设计：

（1）定位基准的选择

由零件图可知，在钻2×Φ13mm孔之前，气门摇杆支座的Φ20孔、Φ13mm孔的两侧面都已加工，且表面粗糙要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合原则选气门摇杆支座的Φ20孔为设计基准。对2×Φ13mm孔为对称分布的外圆柱表面再加底面进行定位，从而使各个表面和轴槽均完全定位。为了提高加工效率，现决定采用联动夹紧工件快换装置，并采用固定钻套。

（2）夹紧方案

由于零件小，所以采用开口垫圈的螺旋夹紧机构，装卸工件方便、迅速。