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新气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计

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(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

1.4夹具设计的基本要求

(1)夹具的构造应与其用途和生产规模相适应,正确处理好质量、效率、方便性与经济性四者的关系。

(2)保证工件精度。保证使用方便,要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观察、便于排屑排液、便于安装运输,保证安全第一。

(3)注意结构工艺性,对加工、装配、检验和维修等问题应通盘考虑,以降低制造成本。

2 气门摇臂轴支座的机械加工工艺规程设计

2.1.零件的工艺分析及生产类型的确定

2.1.1零件的作用

本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座,它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm的孔用来装配摇臂轴,轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm的孔内装一个减压轴,用于降低汽缸内压力,便于启动柴油机。两孔间距56mm,可以保证减压轴在摇臂上打开气门,实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高,工作时会和轴相配合工作,起到支撑的作用,直径11的孔用M10的螺杆与汽缸盖相连,直径3的孔用来排油。

2.1.2 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HT200,灰铸铁的生产工艺简单,铸造性能优良,但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削,而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。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. ?22外圆的上端面以及与此孔相通的?11通孔,粗糙度均为12.5;

2. 36mm下端面,根据零件的总体加工特性,36mm为整个机械加工过程中主要的基准面,粗糙度为12.5,因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来;

3. ?28外圆的前后端面,粗糙度为12.5;前后端面倒1?45?的角,粗糙度为12.5;以及?18的通孔,在这里由于?18通孔所要求的精度较高,因此该孔的的加工是一个难点,其所要求的表面粗糙度为1.6,且该孔的轴线与36mm下端面的平行度为0.05,且该孔的轴线圆跳动公差为0.1,需要选择适当的加工方法来达到此孔加工的技术要求。

4. ?26的前后端面,粗糙度为2.5;前后端面倒1?45?的角,粗糙度为12.5;以及?16的通孔,?16的通孔同样也是本零件加工一个比较重要的部分,观察零件图就可以知道,?16的孔要求的表面粗糙度和位置精度和?18的通孔一样都是比较高的,?16的通孔表面粗糙度为1.6,孔的轴线与36mm的底面的平行度为0.05;

通过上面零件的分析可知,36mm下端面和?22上端面的表面粗糙度要求都不是很高,因此都不需要精加工来达到要求,而且这两个面也是整个加工工程中主要的定位基准面,因此可以粗加工或者半精加工出这两个面而达到精度要求,再以此作为基准采用专用夹具来对其他表面进行加工,并且能够更好的保证其他表面的位置精度要求。总的看来,该零件并没有复杂的加工曲面,属于较为简单的零件,所以根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证,简单的工艺路线安排如下:将零件定位夹紧,加工出36mm下端面以及?22上端面,并钻出

?11的通孔,然后再以这些先加工出来的几个表面为基准定位,加工出?28和?26的外圆端面,并钻出?18和?16这两个精度要求比较高的孔,最后翻转零件,深孔加工出?3的斜油孔。

2.1.3 确定零件的生产类型

零件的生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地等)生产专业化程度的分类,它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型,不同的生产类型由着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N可按下式计算:

N?Qm(1?a%)(1?b%)式中 N----零件的生产纲领 Q----产品的年产量(台、辆/年) a%---备品率,一般取2%-4% b%---废品率,一般取0.3%-0.7%

m----每台(辆)产品中该零件的数量(件/台、辆)根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领,再通过查表,就能确定该零件的生产类型。

根据本零件的设计要求,Q=10000台,m=1件/台,分别取备品率和废品率3%和0.5%,将数据代入生产纲领计算公式得出N=10351件/年,零件质量为0.27kg,

根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1-3,表1-4可知该零件为轻型零件,本设计零件气门摇臂轴支座的的生产类型为大批量生产。

2.2 选择毛坯种类,绘制毛坯图

2.2.1 选择毛坯种类

机械加工中毛坯的种类有很多种,如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等,同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量,可以减少机械加工劳动量,降低机械加工成本,但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。(1).材料的工艺性能

(2).毛坯的尺寸、形状和精度要求(3).零件的生产纲领

根据以上几方面来分析本零件,零件材料为HT200,分析灰铸铁材料的性能,

灰铸铁是一种脆性较高,硬度较低的材料,其铸造性能好,切削加工性能优越,故本零件毛坯可选择铸造;其次,观察零件图知,本零件设计尺寸并不大,而且其形状也不复杂,属于简单零件,除了几个需要加工的表面以外,零件的其他表面都是以不去除材料方法获得,可选择砂型铸造方法;前面已确定零件生产类型为大批量生产,可选择砂型铸造机器造型,可以分散单件的铸造费用。综上所述,本零件的毛坯种类以砂型铸造机器造型的方法获得。2.2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量

根据零件图计算零件的轮廓尺寸为长83mm,宽37mm,高62mm。

查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-1 按铸造方法为砂型铸造机器造型,零件材料为灰铸铁,查得铸件公差等级为IT8-IT12,取铸件公差等级为IT10。

再根据毛坯铸件基本尺寸查阅《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-3 ,按前面已经确定的铸件公差等级IT10差得相应的铸件尺寸公差。

查阅《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-5 按铸造方法为砂型铸造机

器造型,材料为灰铸铁,查得铸件所要求的机械加工余量等级为E-G,将要求的机械加工余量等级确定为G,再根据铸件的最大轮廓尺寸查阅《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4 要求的铸件机械加工余量。

由于所查得的机械加工余量适用于机械加工表面Ra?1.6?m,Ra?1.6?m的加工表面,机械加工余量要适当放大。分析本零件,除了?18和?16的Ra?1.6?m外,没有一个加工表面的表面粗糙度是小于1.6的,也就是所有的加工表面

Ra?1.6?m,因此一般情况下这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得

的余量值即可,但是由于大部分表面加工都需经过粗加工和半精加工,因此余量将要放大,这里为了机械加工过程的方便,除了孔以外的加工表面,将总的加工余量统一为一个值。如下表:

表2.1 毛坯尺寸及机械加工总余量表

加工表面 基本尺寸 铸件尺寸公差 机械加工总余量 铸件尺寸 ?22上端面 36mm下端面 39mm 39mm 37mm 37mm 2.6 2.6 2.6 2.6 2.2 2.2 4 4 4 4 4 4 47?1.3 47?1.3 45?1.3 45?1.3 ?28前端面 ?28后端面 ?26前端面 ?26后端面 16mm 16mm 24?1.1 24?1.1 2.2.3 设计毛坯图

(1) 确定铸造斜度 根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-6 本零件毛坯

砂型铸造斜度为30~50。

(2) 确定分型面 由于毛坯形状对称,且最大截面在中间截面,为了起模以及

便于发现上下模在铸造过程中的错移,所以选择前后对称中截面为分型面。

(3) 毛坯的热处理方式 为了去除内应力,改善切削性能,在铸件取出后进行

机械加工前应当做时效处理。

2.2.4 绘制毛坯图

见图纸

2.3 选择加工方法,制定工艺路线

2.3.1 定位基准的选择

定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目,各表面加工顺序,夹具结构及零件的精度。

定位基准分为粗基准和精基准,用毛坯上未经加工的表面作为定位基准称为粗基准,使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时,先进行精基准的选择,保证各加工表面按图纸加工出来,再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。

1.粗基准的选择原则

为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度,应以不加工表面为粗基准。

新气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计

(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1.4夹具设计的基本要求(1)夹具的构造应与其用途和生产规模相适应,正确处理好质量、效率、方便性与经济性四者的关系。(2)保证工件精度。保证使用
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