气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计

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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 零件的结构

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的孔装一个减压轴，用于降低汽缸压力，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，各部分尺寸零件图中详细标注。

图2.1 气门摇臂轴支座零件图

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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，366mm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的地面的平行度为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

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钻出?11的通孔，然后再以这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空，最后翻转零件，深孔加工出?3的斜油孔。

2.1.3 确认零件的生产类型

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%)

N----零件的生产纲领

Q----产品的年产量

m----每台（辆）产品该零件的数量 a%----备品率，一般取2%-4% b%----废品率。一般取0.3%-0.7%

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。

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2.2 选择毛坯种类，绘制毛坯图

2.2.1 选择毛坯种类

毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图

2.2.1.1 常见的毛坯种类

常见的毛坯种类有以下几种： (1)铸件

对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。各种铸造方法 及工艺特点见表 2.1

表2.1 毛胚尺寸及机械加工余量

毛胚制造方法 手工铸造砂 机械铸造砂 永久性铸造 离心铸造 最大质量/kg 最小厚度/mm 材料 生产方法 精度等尺寸公差级 值/mm （TT） 14-16 14左右 11-12 1-8 1-3 最复杂 表面粗糙度 形状复杂度 不限制 3-5 至250 3-5 铁钛合金，有色金属及其合金 单间小批量生产 大批量生产 最复杂 至100 1.5 0.1-0.5 12.5 简单 通常200 3-5 15-16 1-8 12.5 主要旋转体 Word 文档

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压铸 10-16 0.5（锌）锌，铝，1.0（其镁，铜 ，他） 锡，铅各金属合金 0．8 切屑困难材料 铸铁，有色金属 铸素钢，合金钢 碳素钢，合金钢及合金 单件生产及成批生产 小批至大量 单件及小批量生产 成批及大批量生产 11-12 12-14 14-16 0．05-0.15 0.05-0.2 1.5-2.5 6.3 25 12.5-6.3 由模子制造难易而定 复杂 熔模铸造 壳模铸造 自由铸造 模锻 精密模锻 小型零件 至200 1.5 不限制 不限制 复杂 简单 通常至100 通常100 2.5 1.5 12-14 11-12 0.4-2.5 0.05-0.1 12.5 6.3-3.2 有锻模铸造难易而定 (2)锻件

锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。

(3)型材

型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。

(4)焊接件

焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。

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