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3第二節(jié) 零件的分析3一、零件工用分析3二、零件的工藝分析4第三節(jié) 機械加工工藝規(guī)程制定4一、確定生產(chǎn)類型4二、確定毛胚制造形式5三、定位基準(zhǔn)的選擇：5四、選擇加工方法、制定工藝路線6五、確定加工余量及毛坯尺寸8七、工序設(shè)計10(一)選擇加工設(shè)備與工藝裝備10（二）確定工序尺寸11八、確定切削用量和基本時間12九、夾具設(shè)計19（一）底面夾具設(shè)計19（二）鉆D=13mm孔夾具設(shè)計19(三) 鉆D=20mm孔及銑其兩端面夾具設(shè)計20（四）槽的銑銷加工夾具

2、設(shè)計20十、填寫機械加工工藝卡和機械加工工序卡20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

3、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，Ø20（+0.10+0.16）孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通兩個Ø13mm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-Ø13mm孔和 Ø20（+0.1 -0.06）mm以及 3mm軸向槽的加工。Ø20（+0.1 -0.06）mm孔的尺寸精度以及下端面 0.05mm的平面度與

4、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，2Ø13mm孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度 0.055mm。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 Ø20（+0.1+0.06）mm孔時以下端面為定位基準(zhǔn)，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(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 0.5%。查表知

5、氣門搖桿支座屬輕型零件，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 2.312；該種鑄造公差等級為 CT1011，MA-H級。參考文獻（1）表 2.3-12，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：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則，實現(xiàn) V形塊十大平面的定位方式（V形塊采用聯(lián)動

6、夾緊機構(gòu)夾緊）。Ø20（+0.1+0.06）mm孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循“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，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。粗基準(zhǔn)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(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，減少輔助時間，所以粗基準(zhǔn)為上端面。第二，鏜削Ø20（+0.1+0.06）mm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Ø13mm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

7、合于大批生產(chǎn)類型中。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(dá)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2Ø13mm孔鉆孔兩端面粗銑精銑Ø20mm孔鉆孔-鏜孔槽精銑因左右兩端面均對 Ø20（+0.1+0.006）mm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Ø20（+0

8、.1+0.006）mm孔放后面加工。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2Ø13mm通孔加工精度的影響。修改后的工藝路線如下：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

9、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 2.312；該種鑄造公差等級為 CT1011，MA-H級。參考文獻（1）表 2.3-12，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 X1632立式銑床。（參考文獻（1）表 6-18），選擇直徑 D為Ø80

10、mm立銑刀，參考文獻（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（1）表 621，采用以前的刀具，專用夾具及游標(biāo)卡尺。精銑左端面：采用臥式銑床X6132,參考文獻（1）表621，專用夾具及游標(biāo)卡尺。鉆 2-Ø13mm孔：采用 Z3025B*10，參考文獻（1）表 626，通用夾具。刀具為d為Ø13.0的直柄麻花鉆，參考文獻（1）表7111。鉆Ø18孔：鉆孔直行為Ø118mm，選擇搖臂鉆床 Z3025參

11、考文獻（1）表 626，采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。鏜Ø20（+0.1+0.06）mm孔：粗鏜：采用臥式組合鏜床，選擇功率為1.5KM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(biāo)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Ø18，保證工序尺寸p13）粗鏜，保證工序尺寸p24）精鏜，保證工序尺寸p3，達(dá)到零件設(shè)計尺寸D的要求，D=205）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 =0.2mm，則 p2=p

12、3- Z2=20-0.2=19.8mm，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0.35mm，故p2=（19.8±0.175）mm；（3）從圖所示的尺寸鏈知，p2=p1+Z1其中Z1為粗鏜的余量，Z1 =1.8mm，p1=p2-Z1=19.8-1.8=18mm，查參考資料（5）中表1-20知，確定鉆削工序的經(jīng)濟加工精度等級為IT13，其公差值為0.54mm，故p1=（18±0.27）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

13、校核，在圖b所示的尺寸鏈里 Z2是封閉環(huán)，故Z2max=p3max-p2min=（20+0.1-（19.8-0.175）mm=0.475mmZ2min=p3min-p2max=（20-0.1-（19.8+0.175）mm=-0.075mm（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=（19.8+0.175-（18-0.27）mm=2.245mmZ1 min=p2min-p1max=（19.8-0.175-（18+0.27）mm=1.355mm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

14、時間工序：粗銑上端面，保證表面粗糙度要求Ra12.5 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=12.5mm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fz0.2mmz（粗銑）銑削寬度 a e =2.5mm，銑削深度 a P =4mm切削速度：初步取主軸轉(zhuǎn)速為150rmin（粗銑）又前面已選定直徑為Ø80mm，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fz0.2mmz（粗銑）取

15、每齒進給量為fz0.05mmz（精銑）（參考切削手冊表3-3）粗銑走刀一次ap2mm，精銑走刀一次ap1mm切削速度：初步取主軸轉(zhuǎn)速為 150rmin（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為 300rmin。又前面已選定直徑為Ø80mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：符合要求。切削工時：工序：鉆2×¢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）為0.50.8mm，壽命T =60min。切削速度，查切削手冊：工序：銑32mm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IT7I

16、T8。確定每齒進給量及銑削深度取每齒進給量為fz0.2mmz（粗銑）又前面已選定直徑為Ø80mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：符合要求。切削工時：工序：鉆通孔18mm本工序為鉆 18mm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，取每齒進給量為fz0.05mmz（精銑）（參考切削手冊表3-3）粗銑走刀一次ap2mm，精銑走刀一次ap1mm切削速度：初步取主軸轉(zhuǎn)速為 150rmin（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為 300rminfz=0.20mm/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 0.8mm，耐用度

17、T=50min。確定切削速度V由表 5-132，=670MPa的 HT200的加工性為 5類，根據(jù)表 5-127，進給量 f=0.20mm/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20mm，孔口倒角1×45°Ø粗鏜余量參考文獻表取粗鏜為.mm，精鏜切削余量為0.2mm,鉸孔后尺寸為 20H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表孔軸線到底面位置尺寸為0mm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 20.02±0.08mm，與下底面的位置精度為 0.

18、05mm,與左右端面的位置精度為 0.06mm,且定位緊時基準(zhǔn)重合，故不需保證。0.06mm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1.8mm,故ap=1.8mm,功率校驗：0.78*0.85=0.66kw>0.58kw，故機床的功率足夠。工序：銑32mm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fz0.2mmz（粗銑）取每齒進給量為fz0.05mmz（精銑）（參考切削手冊表3-3）粗銑走刀一次ap2mm，精銑走刀一次ap1mm切削速度：初步取主軸轉(zhuǎn)速為 150rm

19、in（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為 300rmin。又前面已選定直徑為Ø80mm，故相應(yīng)的切削速度分別為符合要求切削工時:工序：銑寬度為3mm軸向槽本工序為銑深12mm,寬3mm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 =0.520.10mm/z、現(xiàn)取 f Z =0.52mm/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0.20mm，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Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。根據(jù)