機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書

1、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書 題目：設(shè)計氣門搖桿軸支座零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具 學(xué)生姓名 學(xué) 號 班 級 指導(dǎo)老師 完成日期 目錄 第一節(jié) 序言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造工藝學(xué) （ 含機床夾具設(shè) 計） 和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。 這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實 習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題。初步具備了設(shè)計一個 中等復(fù)雜程度零件（氣門搖桿軸支座）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計 的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成家具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是 熟悉和運用有關(guān)手冊，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件

2、技能的一次實踐機 會，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來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 氣門搖桿軸支座是柴油機一個主要零件。是柴油機搖桿座的結(jié)合 部，?20(+)孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通兩 個？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。 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，直接影響到進氣孔與排氣門的傳動精度及密 封，2 ?13mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度。因此，需要先 以下端面為粗基準加工上端面，再以上端面為粗基準加工下端面，再把下 端面作為精基準，最后加工 ？20 ( +) mm孔時以下端面為定位基準， 以保證孔軸相對下端面的位置精度。由參考文獻( 1)中有關(guān)孔的加工的 經(jīng)濟度機床能達到的位置精度可知上述要求可以達到的零件的結(jié)構(gòu)的工 藝性也是可行的。 第三節(jié) 機械加工工藝規(guī)程制定 一、確定生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：Q=4000件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b% 分別取 3%和 %。查表知氣門搖

4、桿支座屬輕型零件，該零件生產(chǎn)類型為大 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， 通過計算，該零件質(zhì)量約為3Kg ,，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造 方法選用砂型機器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時效處 理。參考文獻（1）表 一12;該種鑄造公差等級為 CT1011, MA-H級。 參考文獻（ 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、定位基準的選擇： 精基準的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準又是設(shè)計基 準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則，實現(xiàn) V形塊十大平 面的定位方式（V形

5、塊采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)夾緊）。？20（ + +）mmL及左 右兩端面都采用底面做基準，這使得工藝路線又遵循“基準統(tǒng)一”的原 則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠， 操作方便。粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重 要孔做基準。 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，減少輔助時間，所以粗基準為上端面。 第二，鏜削？20（ + +）mr孔的定位夾緊方案： 方案一：用一菱形銷加一圓柱銷定位兩個 ？13m的孔，再加上 底面定位實現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn) 類型中

6、。 四、選擇加工方法、制定工藝路線 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到的經(jīng)濟精度，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 ？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 路線如下： 上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題 還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床 上加工時，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， 車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動， 故改動銑削加工。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間進行自然時效， 減少受力變形和受熱變形對2?13m通孔加工精度的影響 修改后的工藝路線如下： 序號 工序內(nèi)容 簡要說明 時效“ 消除內(nèi)應(yīng)力口 防止生銹 精毓上端面卩 先加工粗基誰面卜 精錢下端面“ 加工精基準卩 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 銃軸向槽 次婪工序后加工心 檢驗 10 入庫 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，通過計算，該零件質(zhì)量約為 3Kg ,，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛 坯的鑄造方法選用砂型機器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安 排人工時效處理。 參考文獻（1）表 一12;該種鑄造公差等級為 CT1011, MA-H級。 參考文獻（ 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 （一） 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 由于生

9、產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備適宜通用機床為主，輔以少量 專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳動均由人 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)計等問題， 采用立銑選擇 X 1 632立式銑床。 （參考文獻（ 1）表 6-18 ），選擇直徑 D 為？80m立銑刀，參考文獻（1）表7-88，通用夾具和游標卡尺。粗銑下端 面：采用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標卡尺。精銑下端面：采 用上述相同的機床與銑刀，通用夾具及游標卡尺。粗銑左端面：采用臥式 銑床X6132，參考文獻（1）表6 21,采用以前的刀具，專用夾具及游 標卡尺。精銑左端面：采用臥式銑床 X61

10、32，參考文獻（1）表621,專用 夾具及游標卡尺。鉆2-?13mm孔：采用Z3025B*10，參考文獻（1）表6 26, 通用夾具。刀具為d為？的直柄麻花鉆，參考文獻（1）表7111。鉆？18孔: 鉆孔直行為？118mm選擇搖臂鉆床 Z3025參考文獻（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（ 1 ）白喔 88。選 擇鏜通孔鏜刀及鏜桿,專用夾具,游標卡尺。 （二）確定工序尺寸 工序06的尺寸鏈計算 加工過程為： 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,達到零件設(shè)計尺寸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)濟加工精度等級為 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、濟加工精度 等級為IT13，其公差值為，故p1=( 18士)mm為驗證確定的工序尺寸及 公差是否合理，還需對加工余量進行校核。 (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(1)表312可得，銑削上端面的加工余量為4mm又由零 件對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 給量及銑削深度取每齒進給量為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。確定每齒進給量及銑削深度取每齒進給量為 fz =/z （粗 銑）取每齒進給量為fz =/ z （精銑）（參考切削手冊

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： 工序皿：鉆2X0 13兩通孔 刀具選擇：選擇高速鋼麻花鉆，do= 13mm 鉆頭磨鈍標準及壽命： 后刀面最大磨損限度（查切削手冊）為，壽命 T =60min。 切削速度，查切削手冊： 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。 確定每齒進給量及銑削深度 取每齒進給量為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：基本時間F豪立=rc =+P2 +2,1 = 6.3mm 切削工時: 工序V:鉆通孔0 18mm 本工序為鉆 18m通孔，采用錐柄麻花鉆，直徑 d=18mm,使用切 削液確定進給量f由于孔徑和深度都很大，宜采用自動進給，取

16、每齒進給 量為fz =/z （精銑）（參考切削手冊表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。選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度根據(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，根據(jù)表 5-127，進給量f=r , 由表5-131，可查得 V=17m/min , n=1082r/min。根據(jù)Z3025立式鉆床說 明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速.基本時間： 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 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，且定位緊時基準重合，故不需保證。跳動公差由機床保證。確定 每齒進給量及銑削深度粗鏜孔時因余量為，故ap=, 査立獻1 表4-8 厳心0.鈿 j =：?

18、4?Tf min 進給量為f =0.2mm/r 10W7xM 000*24/ （3.-MOr nir. 功率校驗： *=，故機床的功率足夠。 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。確定每齒進給量及銑削深度取每齒進給量為fz = /z （粗銑）取每齒進給量為fz =/z （精銑）（參考切削手冊表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: _2_43_ 1500.2 -* Rmm .2叫壯怙）-旳 ?？苼A3000.2 故！基林時間二和十匚=2一曠*1.丄 Wmin 工序忸：銑寬度為3m軸向槽 本工序為銑深12mm寬3mr的槽。所選刀具為切槽銑刀，銑刀直徑d=3mm 確定每齒進給量f Z根據(jù)資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，查得每齒進給 量f Z =z、現(xiàn)取f Z =z。選擇銑刀磨損標準及耐用度根據(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 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/