气门摇臂零件加工工艺专用夹具设计

气门摇臂零件加工工艺专用夹具设计内容摘要：

第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计 零件的图纸与工艺分析 零件的作用 气门摇臂主要用于柴油机。 该零件是柴油机摇杆座的结合部孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇臂，安装好的气门摇臂通固定在摇杆座使其与汽缸盖相互连接，气门摇臂的内孔 18 是关键性的转动定位孔。 下图为其零件图： 图 摇杆轴支座 零件的工艺分析 本次根据零件的外形特征较为复杂的现状选择 HT200 为零件的材料。 较强的耐磨、耐热性，较高的强度以及优良的减震性是这种材料的特点，与本零件需要的耐磨、需要承受较大的应力相符。 这个零件的主要加工面为内孔 18（ ， 0）以及与该孔有定位误差要求 42177。 和 177。 的上弧形 R10 面和底部 螺纹孔。 同时在孔 18 的斜侧面有沉头小孔 φ2xφ5 深 2 与其相通。 根据以上的零件尺寸关系与精度要求可以得出，需要先首先加工出我们的粗基准即尺寸 15 的左右侧面，然后以尺寸 15 左右侧面作为基准来加工车床 10 的左 第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计 右侧面，工件翻身后继续以尺寸 15 左右侧面为基准加工螺纹孔 的上下端面来达到。 零件的主要基面加工完毕后然后以尺寸 15 左右侧面为基准加工出内孔 18（ ， 0），这样根据粗基准加工出的精基准保证了粗精基准的一致性。 根据精基准内孔 18 定位分别加工圆弧面 R10 和底部的螺纹通孔 M12,这样的加工方法可以保证孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度。 工艺规程 定性设计 确定其生产类型以及毛坯的制造方法 零件的材料经过分析研究得到毛坯是铸件，此次设计选用砂型机器造型来铸造毛坯，以应对零件的大批量生产模式。 需要安排人工时效来消除铸造造成的应力集中问题。 选择定位基准 精基准的选择：气门摇臂的中部内孔 18（ +,0）与顶部的 R10 弧形面和底部的螺纹孔都有位置精度要求。 使用该孔作为精基准能满足基准重合原则，因为它满足了设计基准和装配基准两个要求。 工艺路线遵循 “基准统一 ”的原则，以该孔作为定心基准同时配合其右侧端面可以进行准确定位，可以使得夹紧 方案操作容易，简单方便又可靠。 粗基准的选择：本次加工中的粗基准选择的是尺寸 15 的左右侧面，以该基准加工出上述的精基准保证了基准一致原则。 同时在装夹时配合定位面螺纹孔 的左侧为辅助基准保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间。 拟定工艺路线 从之前的计划已知各表的加工要求，再根据各种加工方法所能到达的经济精度，可得出如下的面与孔的加工路线： Ⅱ 加工部件 加工方式 尺寸 15 左右端面 先粗铣后精铣 顶部圆弧两端面 先粗铣后精铣 底部螺纹孔端面 先粗铣后精铣 18 孔 钻孔 R10 圆弧端面 先粗铣后精铣 252 深 孔 钻孔 钻孔 加工过车中选用工序集中原则，这是为了提高加工的精度并且减少装次数。 选取原则先面后孔，把尺寸 15 左右端面、顶部圆弧两端面和底部螺纹孔端面的粗铣和精铣放在前面。 精基准确定后，后续进行精加工孔 18，并继续后续的铣削与钻孔工序。 拟定的方案有两个如下： 方案（一） 工序号 工序名称 工序内容 1 铸造 金属型铸造、喷砂及其清理 2 油漆 非加工表面喷漆 3 粗精铣 台虎钳装夹校正 15 左右侧面； 10 左右侧面； 14 左右侧面 4 划线 备钻、钳 5 镗孔 镗孔 φ18（ ,0）至尺寸 6 铣削 专用夹具上活，以孔 φ18（ ,0）进行定位，校正 铣削圆弧 C 面 R6 至尺寸要求 7 钻 φ2xφ5 深 2 至尺寸要求（ AA） 8 热处理 淬火 C35 9 钳 修去锐边，去毛倒钝 10 质检 C 面硬度要求 HRC45 以上 第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计 方案（二） 上述两个方案遵循了工艺路线拟订的一般原则，都是按照前面的加工工工艺路线进行加工，但是方案一当中在铸造后没有进行时效处理容易造成应力集中后续零件将会变形，同时方案一基准孔 18 的加工采用的是镗孔工艺，根据零件的尺寸精度要求，该工序可以采用钻铰孔工艺达到要求，镗工艺操作较为复杂加工成本高， 方案二与方案一路线大体保持一致，但是方案二的钻孔后续工艺放在了铣削工艺之前影响了精度的保证可能在铣削的大切削状态下引起变形。 综合了方案一二的优点和缺点后，最后确定的工件加工工序如下： 11 入库 工序号 工序名称 工序内容 1 铸造 金属型铸造、喷砂及其清理 2 热处理 时效处理人工时效：加热到 530176。 ~560176。 保温 68 小时，冷却速度小于 30176。 3 油漆 非加工表面喷漆 4 粗精铣 台虎钳装夹校正 15 左右侧面； 10 左右侧面； 14 左右侧面 5 划线 备钻、钳 6 钻 钻孔 φ18（ ,0）至 7 铰孔 铰孔 φ18（ ,0）至尺寸要求，倒角 8 钻 φ2xφ5 深 2 至尺寸要求（ AA） 9 铣削 专用夹具上活，以孔 φ18（ ,0）进行定位，校正 铣削圆弧 C 面 R6 至尺寸要求 10 热处理 淬火 C35 11 钳 修去锐边，去毛倒钝 12 质检 C 面硬度要求 HRC45 以上 13 入库 Ⅱ 工艺规程定量设计 机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 此次设计选用砂型机器造型来铸造毛坯，以应对零件的大批量生产模式。 查机械加工工艺手册 得各表面的加工余量如下表 ： 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 尺寸 15 左右 15 H 4 单侧加工 工序号 工序名称 工序内容 1 铸造 金属型铸造、喷砂及其清理 2 热处理 时效处理人工时效：加热到 530176。 ~560176。 保温 68小时，冷却速度小于 30176。 3 油漆 非加工表面喷漆 4 粗精铣 台虎钳装夹校正 15 左右侧面； 10 左右侧面； 14 左右侧面 5 划线 备钻、钳 6 钻 钻孔 φ18（ ,0）至 7 铰 铰孔 φ18（ ,0）至尺寸要求，倒角 8 铣削 专用夹具上活，以孔 φ18（ ,0）进行定位，校正 铣削圆弧 C 面 R6 至尺寸要求 9 钻 φ2xφ5 深 2 至尺寸要求（ AA） 10 热处理 淬火 C35 11 钳 修去锐边，去毛倒钝 12 质检 C 面硬度要求 HRC45 以上 13 入库 第 3 章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计 端面 尺寸 15 右端面 15 H 3 单侧加工 R10 左端面 10 H 3 单侧加工 R10 右端面 10 H 3 单侧加工 确定切削余量及基本工时 （一） 计算机械加工余量 公式为 AA 其中中 ： e 代表余量值 maxA 代表铸件的 MAX 尺寸 A 代表加工表面尺寸 C 代表系数 查表得出各面的加工余量： 经查 机械加工工艺手册 表 3—12 可得，铣削尺寸 15 左右侧面的加工余量为 4，粗铣的铣削余量为 3，精铣削余量为 1。 底面铣削余量为 3，粗铣的铣削余量为 2，铣余量 1，精铣后公差登记为 IT7～ IT8。 顶部圆弧左右端面的铣削余量为3，粗铣的铣削余量为 2，精铣余量 1。 底部螺纹孔的铣削余量为 3，粗铣的铣削余量为 2，精铣余量 1。 钻铰孔 248。 18 工序。 钻孔工序余量表 383 取为 3，铰孔切削余量为 ,各工步余量和工序尺寸公差列于下表 （二）确定切削用量及基本工 粗铣尺寸 15 左右端面 (1)加工条件 工件材料： HT200, b =170~240MPa，铸造。 工件尺寸： maxa =13， l=36。 加工要求：粗铣上端面加工余量 4 机床： X52 立式铣床；刀具：立铣刀。 Ⅱ 铣削宽度 ae≤90,深度 ap≤6,齿数 z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》表，取刀具直径 d0=80。 根据《切削用量手册后》表 ，选择刀具前角 γ0＝ 0176。 后角 α0＝ 16，副后角 α0’=8176。 ，刃倾角： λs=－ 10176。 ,主偏角 Kr=60176。 ,过渡刃 Krε=30176。 ,副偏角 Kr’=5176。 (2)切削用量 1）确定切削深度 ap 根据资料分析，选取深度 ap=，只需两次走刀即可。 2）确定每齿进给量 fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端机床功率为 （据《简明手册》表 ， X51 立式铣床）选择： fz=。 3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据《切削手册》表 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 ；由于铣刀直d0=80，故刀具使用寿命 T=180min（据《简明手册》表 ）。 4）计算切削速度 vc 和每分钟进给量 vf 根据《切削手册》表。