课程设计《摇臂》

摘要：

摇臂是汽车发动机的配气机构的零件之一。配气机构分为气门组件和气门运动组件，而摇臂属气门运动组件。其作用是将凸轮轴和推杆传来的运动和作用力，改变方向，使给气门组件，使气门开启和关闭，进而受到很大的弯矩，因此应有足够的强度和刚度，并且质量要轻。

摇臂是一个双臂杠杆，其中在φ12H7孔内安装一个铜衬套，在衬套内再安装一个摇臂轴作为支点，长短臂就绕着该支点摆动。两臂不等长，长短臂比值为1.8~2.2，这个比值称为摇臂的传动比。在摇臂的长端加工有螺纹孔，用来推动气门并安装调节螺钉以调节气门与气门座在冷车时的间隙。在摇臂的短端加工一个槽和一个孔，采用槽加销轴的结构与推杆相连。工作时，凸轮轴通过挺柱（实际上是凸轮的滚子从动件）来推动推杆给摇臂一个使摇臂绕支点摆动，实现气门的开启和关闭。一台四缸冲程发动机需要摇臂8个。假设一个发动机厂一年生产发动机10万台，就需要摇臂80万个，因此摇臂这个零件属大批大量生产性质。

，底面为斜面的槽。

摇臂的关键尺寸是φ20H7孔、φ8.8H7孔、M6螺纹孔及宽为11.5+0.1

目录

一、设计的目的和要求 (1)

1.1设计目的 (1)

1.2设计内容 (1)

二、气门摇臂的机械加工工艺规程设计 (1)

2.1气门摇臂机械加工工艺规程的制订 (1)

2.2零件的工艺分析及生产类型的确定 (2)

2.2.1零件的工艺分析 (2)

2.2.2确定零件的生产类型 (3)

2.3选择毛坯种类，绘制毛坯图 (3)

2.3.1 选择毛坯种类 (3)

2.3.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量 (4)

2.3.3 设计毛坯图 (5)

2.3.4 绘制毛坯图 .............................................................................错误！未定义书签。

2.4选择加工方法，制定工艺路线 (5)

2.4.1 定位基准的选择 (5)

2.4.2 零件的表面加工方法的选择 (6)

2.4.3加工阶段的划分 (6)

2.4.4工序的集中与分散 (6)

2.4.5工序顺序的安排 (6)

2.4.6 确定工艺路线 (7)

2.4.7 加工设备及工艺装备选择 (7)

2.4.8各工序加工余量的确定 (9)

2.4.9重要工序切削用量的确定 (9)

三、气门摇臂零件专用夹具的设计 (10)

3.1 确定夹具的结构方案 (10)

3.1.1确定定位方案，选择定位元件 (10)

3.1.3 确定夹紧机构 (11)

3.1.4 确定辅助定位装置 (11)

3.2设计夹具体 (11)

3.3 在夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 (11)

四、总结 (12)

参考文献 (13)

一、设计的目的和要求

1.1设计目的

本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后而进行。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一次深入的综合性的总

复习，也是一次理论联系实际的训练。其目的在于：

1．巩固我们在大学里所学的知识，也是对以前所学知识的综合性的检验；

2．加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料；

3．树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养我们的实际工作能力；

4．通过对气门摇臂轴支座的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性的训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

5.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效，省力，经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。

6．通过零件图，装配图绘制，使我们对于AutoCAD绘图软件的使用能得到进一步的提高。

1.2设计内容

本次设计的主要内容为：首先运用AutoCAD软件绘制气门摇臂轴支座的二维零件图，然后根据图纸的技术要求等确定生产类型，经分析本次设计的零件年产量为100000件，属大批量生产。其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，气门摇臂的材料为ZL105，拟采用以铸造的形式进行毛坯的制造，并确定零件的机械加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析。最后，对某道加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。

二、气门摇臂的机械加工工艺规程设计

2.1气门摇臂机械加工工艺规程的制订

（1）根据零件图和产品装配图，对零件进行工艺分析

在对气门摇臂进行工艺规程设计时，应掌握该零件在部件或总成中的位置、公用以及部件或总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定工艺规程过程中采取措施予以保证

掌握零件的结构形状、材料、硬度及热处理等情况，了解该零件的主要工艺特点，形成工艺规程设计的总体构想。

分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面是主要加工表面，以便在选择表面加工方法及拟定工艺路线时重点考虑；对全部技术要求应进行归纳整理。

（2）计算零件的生产纲领，确定生产类型

根据零件图查表可知，气门摇臂为轻型零件，根据生产要求将确定该零件为大批量生产。

（3）确定毛坯种类和制造方法

机械加工中毛坯种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等。根据气门摇臂零件图所选择的材料，气门摇臂轴支座零件加工工程中应达到的技术指标和加工特点，零件生产的经济性，如何选择合适的毛坯种类也是设计重点。其次，如何选择毛坯制造方法也是设计中必不可少的环节，一般地，选择毛坯的制造方法应考虑一下几个方面因素：a、材料的工艺性能；b、毛坯尺寸、形状和精度要求；c、零件生产纲领；d、采用新型材料、新工艺、新技术的可能性。

（4）确定毛坯尺寸和公差

如何确定毛坯尺寸，也就是如何确定加工余量，对确保加工质量、提高生产率和降低成本都有重要的意义。余量不能确定过大或是过小，所以应当选择合适的方法来确定加工余量，保证零件加工各项尺寸及技术指标。同时，选择合适的尺寸公差对零件加工和零件生产的经济型也有很大的影响。

（5）拟定工艺路线

拟定工艺路线包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。这也将是气门摇臂轴支座机械加工工艺规程设计制定的重点

（6）确定各个工序的加工余量，计算工序尺寸及公差

（7）选择各个工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备

（8）确定各个工序的切削用量和时间定额

（9）编制工艺文件

2.2零件的工艺分析及生产类型的确定

2.2.1零件的工艺分析

通过对气门摇臂轴支座零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差以及技术要求齐全。通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述：

零件的材料为ZL105,采用压铸工艺，铸造性能优良，其密度小，比强度大，耐蚀耐磨，切削性能好，但是体积收缩大其加工面主要集中在槽的加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：1）φ27外圆和φ20凸台的上下端面以及M6螺纹孔的上端面，根据零件的总体加工特性，φ27外圆的上下端面为整个机械加工过程中主要的基准面，粗糙度为1.6，因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来，其余端面粗糙度均为3.2；

2）φ20H7和φ8.8H7的孔，根据零件的总体工艺需要，两孔为整个机械加工过程中主要的定位基准面，粗糙度为0.8，两孔孔距误差不大于0.01，因此在制定加工方案的时候应当注意其位置精度；

3）宽度为11.5+0.1

的槽，粗糙度为3.2，其具体尺寸见零件图，并且设计其工装。

4）加工各孔的倒角均为1×45°。