摇臂轴座夹具设计195柴油机

一、零件的分析

1、零件的作用

?0.01摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合部，?16H10(0)孔

装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个?10.5孔用M10螺杆与汽缸盖相连，1.5mm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

?0.013.0升的TDI发动机运?16H10(0)孔的尺寸精度以及下端面0.1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—?10.5孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度0.08。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

?0.01?16H10(0)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。

2、零件的工艺分析

零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

（1）上下底面粗糙度均为6.3，底面与中心?16的孔的平行度为0.1； （2）前端面粗糙度为3.2，后端面粗糙度6.3，前后端面与中心?16的孔的垂直度为0.08；

（3）中心?16孔为10级精度，采用基孔制配合，粗糙度3.2； （4）?10.5的孔的粗糙度12.5 。 3艺规程定性设计 定位基准的选择：

精基准的选择：由上面分析可知，可以半精加工下底面后，气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则。?16（+0.1—0）mm孔及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。

粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要面和重要孔做基准。在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，此外，

还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 四、工序设计

1.选择加工设备与工艺装备

根据不同的工序选择机床工序2,3,5,6,7,8,9主要进行粗铣、半精铣等铣削加工，零件成批生产，不要求很高的生产率，表面精度要求不是很高，选用X51型立式铣床；工序4钻两个?10.5的孔，可采用专用夹具在立式钻床上加工，选用Z525型立式钻床。工序10和工序（11）主要进行钻铰等工步，根据零件外轮廓尺寸、形状等，选用卧式车床CM6125; （2）选择夹具

本零件加工时均采用专用夹具进行加工。 （3）选择刀具

Ⅰ.在铣床上加工的工序，铣削底面和侧面时，选用高速钢三面刃铣刀、高速钢错齿三面刃铣刀、圆柱铣刀及镶齿套式面铣刀；铣削槽时，选用锯齿铣刀；

Ⅱ.在车床上加工的工序，粗镗时选用YG8硬质合金镗刀，半精镗精镗时选用YG3高速钢镗刀；

Ⅲ.在钻床上加工的工序，选用高速钢钻头

（4）选择量具

本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，游标卡尺即可。

工序1

采用的是铸造的方式，比较经济，只要保证模具的精度，就可以保证质量。 工序2

X51立式铣床；刀具：高速钢三面刃铣刀。

铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造技术基础课程设计指南》表5-143，取刀具直径d0=100。根据《切削用量手册后》表3.16，选择刀具前角γ0＝7°后角α0＝16（周齿），后角α0’=8°（端齿），刃倾角：λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=1°。

切削用量

确定切削深度ap ：根据手册等，选择ap=0.75，两次走刀即可完成。 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，根据表5-71立式铣床主要参数功率为4.5kw，再根据表5-144高速钢端铣刀的进给量，查得每齿进给量fz=0.20-0.30mm/z。现取fz=0.30mm/z。

确定刀具寿命及磨钝标准 根据表5-148，端铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直d0=100，故根据表5-149刀具使用寿命T=180min。

计算切削速度vc和每分钟进给量vf ：根据《机械制造技术基础课程设计指南》表2-17续表，当d0=80，Z=12，各修正系数为：kv=1.0 切削速度计算公式为：

cvd0qvvc?pvkv Tmapxvfzyvaeuvz其中查得Cv =18.9 ，qv=0.2 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.1 ，Pv=0.1， m=0.15

T=180min ，ap=1.5mm ，fz=0.30mm/z ，ae=24mm ，z=12 ，d=100mm ，kv=1.0，

T?180min，fz=0.30mm/z，Z?12

将以上数据代入公式：V=

18.9?1001800.150.10.40.20.10.1?1.5?0.3?1.6?12?1.0?20.016m/min

确定机床主轴转速：n=1000*7.7/3.14/80=63.7r/min

根据X51型立式铣床转速表（表5-72），选择n=65r/min，则实际切削速度 切削速度 V=20.42m/s 工作台每分钟进给量为

fMz=0.3×12=3.6mm/r

校验机床功率 根据《机械制造技术基础课程设计指南》表2-18计算公式铣削时的功率为

Pc=

FC?V 1000查得CF=30 ,xF=1.0 ，yF=0.65 ，uF=0.83 ，wF=0 ，qF=0.83 ，ap=1.5mm ， fz=0.28mm/z ，ae=24mm ，z=12 ，d=100mm ，n=65r/min ,kFc=0.63

100?65V=20.42m/min=0.34m/s 20.47?0.34Pc==6.79×10-3kw

1000X51型立式钻床主电动机的功率为4.5kw，故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为fz=0.28mm/z,fMz=200mm/min,n=65r/min,V=0.34m/s

FC=

30?1.5?0.28?16?120.8301.00.650.83?0.63?20.47N

工序3

粗铣下端面： 刀具，机床与上道工序相同，得出ae?24 mm ,切削深度 ap=1.5mm f?163.2m/min主轴转速=65r/min 切削速度=14.55 m/min进给量=3.36mm/r 工序4

钻零件2*?10.5孔

根据《机械制造技术基础课程设计指南》表5-64,5-55,5-56查得机床为Z525，选择转速主轴转速545r/min查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-127高速钢钻头钻孔时的进给量，查取进给量f=0.36mm/r则根据v=际切削速度为

545*3.14*10.5/1000=17.9 m/min

切削工时带入公式：Tj?工序5

粗铣左右端面：同时粗铣左右端面，圆盘铣刀一次加工完成不准调头，其他的选择与铣上下表面的方法一样。

查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-144

f?af?z?0.20?12?2.4mm/rnw??dw，实1000l?l1?l2?0.36min

f?nw

查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-144

Cv =25 ，qv=0.2 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.5 ，Pv=0.1， m=0.15 T=180min ，ap=1mm ，fz=0.30mm/z ，ae=30mm ，z=12 ，d=40mm ，kv=1.0，T?180min，fz=0.30mm/z，Z?12 根据公式可求得Vc=16.2m/min 所以实际切削速度： v=确定主轴转速：

N=1000V/3.14d，取主轴转速为n=80进给量2.4mm/r 工序6,7,8与上面的工序一致 工序9

铣1.5mm槽：加工条件：机床：x6132卧式铣.床.刀具：直齿三面刃铣刀其

?d0n 1000=14.55m/min f= 152.6mm/min

中 d?80,z?18 计算切削用量： ap=1.5 由《机械制造技术基础课程设计指南》表 /minaf?136 /mi?n1 3 2v.6 m5-144

可知：

1000v确定主轴转速： n= =375r/min

?d0切削工时： tm?0.75min 工序10

镗孔到?16

因精镗与粗镗的定位的下底面与V型块，精镗后工序尺寸为16.02±0.08，与下底面的位置精度为0.05,与左右端面的位置精度为0.06, 且定位夹、紧时基准重合，故不需保证。0.06跳动公差由机床保证。 粗镗孔时因余量为2.0,故ap=2；

《机械制造技术基础课程设计指南》表5-138，高速钢镗刀镗孔的切削用量

刀头V=30m/min

取进给量为 f=0.5mm/r N=1000V/3.14D=597.1 根据《机械制造技术基础课程设计指南》表5-56 所以选择实际主轴转速为630r/min 故实际切削速度为： v=31.65m/min 此时作台每分钟进给量fm应为：

fm?fzZnw?56.25mm/min 计算切削基本工时：

tm?l?y???1.45min fm5夹具设计

本夹具是工序的专用夹具。所设计的夹具装配图及拆装零件图另附图纸。夹具的有关说明如下：

（1）定位方案 工件以下底面和中心孔为定位基准，采用支承板、定位插销和削边销组合定位方案，支承板限制2个自由度，定位插销和支承板组合限制3个自由度，削边销限制1个自由度，共限制了6个自由度。

（2）夹紧机构 根据生产率要求及工件结构要求，采用移动压板作为压紧机构，采用对称夹紧结构，防止产生倾覆和振动，有效地提高了生产效率。夹紧

力计算如下：

（3）导向装置 夹具上安装有固定钻套，作为钻孔的导向装置。

（4）夹具与机床连接元件 采用两个标准定位键，固定在夹具体底面的同一直线位置的键槽中，用于确定铣床夹具相对于机床进给方向的正确位置，并保证定位键的宽度与机床工作台T形槽相匹配的要求。

（5）使用说明 安装工件时，将两个移动压板的螺母松开，将移动压板向夹具外移动，工件的中心孔对准削边销，将工件放在支承板上，使两个定位插销顶在工件上，然后将移动压板向内移动，对准工件压上，并拧紧螺母，便可以将工件安装完毕。

（6）结构特点 该夹具结构简单，操作方便，能够快速准确地将零件装夹完毕，有利于提高生产效率。

力计算如下：

（3）导向装置 夹具上安装有固定钻套，作为钻孔的导向装置。

（4）夹具与机床连接元件 采用两个标准定位键，固定在夹具体底面的同一直线位置的键槽中，用于确定铣床夹具相对于机床进给方向的正确位置，并保证定位键的宽度与机床工作台T形槽相匹配的要求。

（5）使用说明 安装工件时，将两个移动压板的螺母松开，将移动压板向夹具外移动，工件的中心孔对准削边销，将工件放在支承板上，使两个定位插销顶在工件上，然后将移动压板向内移动，对准工件压上，并拧紧螺母，便可以将工件安装完毕。

（6）结构特点 该夹具结构简单，操作方便，能够快速准确地将零件装夹完毕，有利于提高生产效率。

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