機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題目：設(shè)計(jì)氣門(mén)搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專(zhuān)用夾具 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 班 級(jí) 指導(dǎo)老師 完成日期 目錄 第一節(jié) 序言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué) （ 含機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)） 和大部分專(zhuān)業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。 這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí) 習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題。初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè) 中等復(fù)雜程度零件（氣門(mén)搖桿軸支座）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì) 的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是 熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，圖表等技術(shù)資料及編寫(xiě)技術(shù)文件

2、技能的一次實(shí)踐機(jī) 會(huì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 第二節(jié) 零件的分析 一、零件工用分析 氣門(mén)搖桿軸支座是柴油機(jī)一個(gè)主要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合 部，?20(+)孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門(mén)搖桿，搖桿座通兩 個(gè)？13mn孔用M12螺桿與汽缸蓋相連，3mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之 不轉(zhuǎn)動(dòng)。 二、零件的工藝分析 由題目得，其材料為 HT200 。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐 熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。該零件上主要加 工面為上端面，下端面，左右端面，2-?13mm孔和？20 (+ ) mn以及3mm 軸向槽的加工。？20( + ) mm孔的尺寸

3、精度以及下端面的平面度與 左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進(jìn)氣孔與排氣門(mén)的傳動(dòng)精度及密 封，2 ?13mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度。因此，需要先 以下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面，再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再把下 端面作為精基準(zhǔn)，最后加工 ？20 ( +) mm孔時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)， 以保證孔軸相對(duì)下端面的位置精度。由參考文獻(xiàn)( 1)中有關(guān)孔的加工的 經(jīng)濟(jì)度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工 藝性也是可行的。 第三節(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定 一、確定生產(chǎn)類(lèi)型 依設(shè)計(jì)題目知：Q=4000件/年，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b% 分別取 3%和 %。查表知?dú)忾T(mén)搖

4、桿支座屬輕型零件，該零件生產(chǎn)類(lèi)型為大 批生產(chǎn). 二、確定毛胚制造形式 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 4000 件/年， 通過(guò)計(jì)算，該零件質(zhì)量約為3Kg ,，其生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造 方法選用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時(shí)效處 理。參考文獻(xiàn)（1）表 一12;該種鑄造公差等級(jí)為 CT1011, MA-H級(jí)。 參考文獻(xiàn)（ 1）表 ，用查表方法確定各表面的加工余量確定各表面的加 工余量 三、定位基準(zhǔn)的選擇： 精基準(zhǔn)的選擇：氣門(mén)搖桿軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基 準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則，實(shí)現(xiàn) V形塊十大平 面的定位方式（V形

5、塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊）。？20（ + +）mmL及左 右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線(xiàn)又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原 則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單，可靠， 操作方便。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要面和重 要孔做基準(zhǔn)。 第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工 余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方 便性，減少輔助時(shí)間，所以粗基準(zhǔn)為上端面。 第二，鏜削？20（ + +）mr孔的定位夾緊方案： 方案一：用一菱形銷(xiāo)加一圓柱銷(xiāo)定位兩個(gè) ？13m的孔，再加上 底面定位實(shí)現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn) 類(lèi)型中

6、。 四、選擇加工方法、制定工藝路線(xiàn) 1、表面加工方法的確定 根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面及 孔的加工方法如下： 加工表面 加工方案 下底面 精銑 2 ?13mr孔 鉆孔 兩端面 粗銑一精銑 ?20m孔 鉆孔-鏜孔 槽 精銑 因左右兩端面均對(duì) ？20 (+) mr孔有較高的位置要求，故它 們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度 2、工藝路線(xiàn)的確定 根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原 則，將上端面的精銑和下端面的粗銑放在前面， 下端面的精銑放在后 面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上 ？20( +)mm 孔放后面加工。

7、初步擬訂加工 路線(xiàn)如下： 上述方案遵循了工藝路線(xiàn)擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問(wèn)題 還值得進(jìn)一步討論。如車(chē)上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車(chē)床 上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面， 車(chē)削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)， 故改動(dòng)銑削加工。工序02 應(yīng)在工序01前完成，使上端面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效， 減少受力變形和受熱變形對(duì)2?13m通孔加工精度的影響 修改后的工藝路線(xiàn)如下： 序號(hào) 工序內(nèi)容 簡(jiǎn)要說(shuō)明 時(shí)效“ 消除內(nèi)應(yīng)力口 防止生銹 精毓上端面卩 先加工粗基誰(shuí)面卜 精錢(qián)下端面“ 加工精基準(zhǔn)卩 g 鉆兩通孔 先面啟孔 筑右端面“ 先面后孑B 祜

8、通孔01缶 06- 鋰孔到020.孔倒角尸45度 后鋰削余量卩 筑左端面” 濟(jì) 銃軸向槽 次婪工序后加工心 檢驗(yàn) 10 入庫(kù) 五、確定加工余量及毛坯尺寸 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 5000 件/ 年，通過(guò)計(jì)算，該零件質(zhì)量約為 3Kg ,，其生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，毛 坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安 排人工時(shí)效處理。 參考文獻(xiàn)（1）表 一12;該種鑄造公差等級(jí)為 CT1011, MA-H級(jí)。 參考文獻(xiàn)（ 1）表 ，用查表方法確定各表面的加工余量確定各表面的 加工余量 如下表所示： 毛坯尺寸圖： 七、工序設(shè)計(jì) （一） 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 由于生

9、產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備適宜通用機(jī)床為主，輔以少量 專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線(xiàn)，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳動(dòng)均由人 工完成。粗銑上端面： 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題， 采用立銑選擇 X 1 632立式銑床。 （參考文獻(xiàn)（ 1）表 6-18 ），選擇直徑 D 為？80m立銑刀，參考文獻(xiàn)（1）表7-88，通用夾具和游標(biāo)卡尺。粗銑下端 面：采用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑下端面：采 用上述相同的機(jī)床與銑刀，通用夾具及游標(biāo)卡尺。粗銑左端面：采用臥式 銑床X6132，參考文獻(xiàn)（1）表6 21,采用以前的刀具，專(zhuān)用夾具及游 標(biāo)卡尺。精銑左端面：采用臥式銑床 X61

10、32，參考文獻(xiàn)（1）表621,專(zhuān)用 夾具及游標(biāo)卡尺。鉆2-?13mm孔：采用Z3025B*10，參考文獻(xiàn)（1）表6 26, 通用夾具。刀具為d為？的直柄麻花鉆，參考文獻(xiàn)（1）表7111。鉆？18孔: 鉆孔直行為？118mm選擇搖臂鉆床 Z3025參考文獻(xiàn)（1）表6 26,采 用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。鏜 ?20（ + +）mr孔：粗鏜：采用臥 式組合鏜床,選擇功率為的 ITA20 鏜削頭,參考文獻(xiàn)（ 1 ）白喔 88。選 擇鏜通孔鏜刀及鏜桿,專(zhuān)用夾具,游標(biāo)卡尺。 （二）確定工序尺寸 工序06的尺寸鏈計(jì)算 加工過(guò)程為： 1 ）銑右端面 2）鉆通孔 ？18,保證工序尺寸 p1 3）粗鏜,保證工

11、序尺寸 p2 4）精鏜，保證工序尺寸p3,達(dá)到零件設(shè)計(jì)尺寸D的要求，D=20 5）倒角 如圖,可找出工藝尺寸鏈 求解工序尺寸及公差的順序如下： （ 1 ）從圖知, p3=D （2）從圖知，p3=p2+Z2,其中 Z2 是精鏜的余量，Z2 =，貝S p2=p3- Z2=，由于工序尺寸p2是在粗鏜中保證的，查參考資料（5）中 表1-20知,粗鏜工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為 IT12, 因此確定該工藝尺寸公 差為 IT12 ,其公差值為,故 p2=（） mm； (3) 從圖所示的尺寸鏈知，p2=p1+Z1其中Z1為粗鏜的余量，Z1 = p1=p2-Z1=,查參考資料(5)中表1-20知，確定鉆削工序的經(jīng)

12、濟(jì)加工精度 等級(jí)為IT13，其公差值為，故p1=( 18士)mm為驗(yàn)證確定的工序尺寸及 公差是否合理，還需對(duì)加工余量進(jìn)行校核。 (4) 余量Z2的校核，在圖b所示的尺寸鏈里 Z2是封閉環(huán)，故 Z2max=p3max-p2min(= 20+() mm= Z2min=p3min-p2max=( +) mm= (5) 余量Z1的校核，在圖 a所示的尺寸鏈中Z1是封閉環(huán)，故Z1 max=p2max-p1min=( +() mm= Z1 min=p2min-p1max=( 18+) mm= 余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。 將工序尺寸按“入體原則”表示 : 八、確定切削用量和基本時(shí)間 工

13、序I:粗銑上端面，保證表面粗糙度要求um 經(jīng)查參考文獻(xiàn)(1)表312可得，銑削上端面的加工余量為4mm又由零 件對(duì)上頂端表面的表面精度RA可知，粗銑的銑削余量為4mm確定每齒進(jìn) 給量及銑削深度取每齒進(jìn)給量為fz =/z (粗銑)銑削寬度a e二，銑削 深度a P =4mn切削速度：初步取主軸轉(zhuǎn)速為150r/ min (粗銑)又前面 已選定直徑D為？80mm故相應(yīng)的切削速度分別為： 工序銑削底面 底面銑削余量為3mm粗銑的銑削余量為2mm精銑余量1mm精銑后公差登記為IT7IT8。確定每齒進(jìn)給量及銑削深度取每齒進(jìn)給量為 fz =/z （粗 銑）取每齒進(jìn)給量為fz =/ z （精銑）（參考切削手冊(cè)

14、表3-3）粗銑走 刀一次ap=2mn, 精銑走刀一次 ap= 1mm 切削速度：初步取主軸轉(zhuǎn)速為150r / min （粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為 300r/min。又前面已選定直徑D為？80mr，故相應(yīng)的切削速度分別為： 符合要求。 切削工時(shí)： 工序皿：鉆2X0 13兩通孔 刀具選擇：選擇高速鋼麻花鉆，do= 13mm 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命： 后刀面最大磨損限度（查切削手冊(cè)）為，壽命 T =60min。 切削速度，查切削手冊(cè)： 工序W:銑0 32m圓拄的右端面 右端面銑削余量為3mm粗銑的銑削余量為2mm精銑余量1mm精銑后公 差登記為IT7IT8。 確定每齒進(jìn)給量及銑削深度 取每齒進(jìn)給量為f

15、z =/z （粗銑） 又前面已選定直徑D為？80mm故相應(yīng)的切削速度分別為: 丫電=3.14Dn /1000 =3_14 x&0. 1000 = 37+68加 mm =3 14D?r / LOGO =3.14 xSO x 300 1000 - 75.36m min 符合要求 2x63 150 x0.2 =4.2 min 2如W 2心 300 x 0,2 =2.1 min 故：基本時(shí)間F豪立=rc =+P2 +2,1 = 6.3mm 切削工時(shí): 工序V:鉆通孔0 18mm 本工序?yàn)殂@ 18m通孔，采用錐柄麻花鉆，直徑 d=18mm,使用切 削液確定進(jìn)給量f由于孔徑和深度都很大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給，取

16、每齒進(jìn)給 量為fz =/z （精銑）（參考切削手冊(cè)表3-3） 粗銑走刀一次 ap= 2mm 精銑走刀一次 ap= 1mm 切削速度：初步取主軸轉(zhuǎn)速為150r /min （粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速 為300r /minfz=r。選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)表5-130,鉆頭后刀 面最大磨損量為 ，耐用度T=50min。確定切削速度V由表5-132 , （T =670MP的 HT200的加工性為5類(lèi)，根據(jù)表 5-127，進(jìn)給量f=r , 由表5-131，可查得 V=17m/min , n=1082r/min。根據(jù)Z3025立式鉆床說(shuō) 明書(shū)選擇主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速.基本時(shí)間： 工序鏜孔0 20mm孔口倒角1

17、X45 = 0.24 mm 席 町 1082x0.2 ?18粗鏜余量參考文獻(xiàn)1表3-83取粗鏜為1. 8 mm精鏜切削余 加工表面 加工方法 公差等級(jí) 工宇尺寸及公 差 018 粗鏗 1,8 did. 8 019.8 0.2 H8 20H8 量為,鉸孔后尺寸為 20H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表2 3 孔軸線(xiàn)到底面位置尺寸為6 Omr因精鏜與粗鏜的定位的下底面與 V型 塊，精鏜后工序尺寸為士，與下底面的位置精度為，與左右端面的位置 精度為，且定位緊時(shí)基準(zhǔn)重合，故不需保證。跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。確定 每齒進(jìn)給量及銑削深度粗鏜孔時(shí)因余量為，故ap=, 査立獻(xiàn)1 表4-8 厳心0.鈿 j =：?

18、4?Tf min 進(jìn)給量為f =0.2mm/r 10W7xM 000*24/ （3.-MOr nir. 功率校驗(yàn)： *=，故機(jī)床的功率足夠。 査文戢的卑斕。叭C耳片期芮謁師 P. =rwlC-lCFz-180. XF, si YF =0.73 1432JV 工序町銑0 32m圓拄的左端面 左端面銑削余量為3mm粗銑的銑削余量為2mm精銑余量1mm精銑 后公差登記為IT7IT8。確定每齒進(jìn)給量及銑削深度取每齒進(jìn)給量為fz = /z （粗銑）取每齒進(jìn)給量為fz =/z （精銑）（參考切削手冊(cè)表3-3 ） 粗銑走刀一次ap= 2mm精銑走刀一次ap= 1m切削速度：初步取主軸轉(zhuǎn)速 為150r /mi

19、n （粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為300r /min。 又前面已選定直徑D為？80mm故相應(yīng)的切削速度分別為 =j.14Z）. 1000 =j.14SC k150 100G =7.6S?h mm . 10M -j.Ux&O33OO 1000 - 75 mm 符合要求 切削工時(shí): _2_43_ 1500.2 -* Rmm .2叫壯怙）-旳 ?？苼A3000.2 故！基林時(shí)間二和十匚=2一曠*1.丄 Wmin 工序忸：銑寬度為3m軸向槽 本工序?yàn)殂娚?2mm寬3mr的槽。所選刀具為切槽銑刀，銑刀直徑d=3mm 確定每齒進(jìn)給量f Z根據(jù)資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，查得每齒進(jìn)給 量f Z =z、現(xiàn)取f Z =z。選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)資料所知, 用切槽銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為，耐用度 T=60min。確定切削速度和每齒進(jìn)給量f根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑 d=3mm銑削寬度a e =3mm銑削深度a P=12mm耐用度T=60min時(shí) 查取Vc= 98mm/s n=439r/min,Vf=490mm/s。根據(jù) XA6132型立式銑床主 軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/