機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書題目：設(shè)計(jì)氣門搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具學(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 . 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(jī)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(jì) .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(shí)間 .12九、夾具設(shè)計(jì) .19（一）底面夾具設(shè)計(jì) .19（二）鉆 D=13mm 孔夾具設(shè)計(jì) .19三)鉆D=20

2、mm孔及銑其兩端面夾具設(shè)計(jì)20(.（四）槽的銑銷加工夾具設(shè)計(jì) .20十、填寫機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡.20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題。初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)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(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)資料及編寫技術(shù)文件技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來

3、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(jī)一個(gè)主要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部， ?20（+0.10+0.16 ）孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座通兩個(gè)?13mm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（+0.1 -0.06 ）mm以及3mm軸向槽的加工。 ?20（+0.1 -0.06 ）mm孔的尺寸精度以及下端

4、面0.05mm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?20（+0.1 +0.06 ）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0.5%。

5、查表知?dú)忾T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(jì)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(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 2.3 12；該種鑄造公差等級(jí)為 CT1011，MA-H級(jí)。參考文獻(xiàn)（ 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(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

6、 形塊采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊） 。?20（+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(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（ +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(gè)?13mm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

7、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(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?13mm孔鉆孔兩端面粗銑精銑?20mm孔鉆孔- 鏜孔槽精銑因左右兩端面均對(duì)?20（+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?20（+0.1 +0.006 ）mm孔放后面加工

8、。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(jìn)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(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?13mm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(jì)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(jī)器造

9、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2.3 12；該種鑄造公差等級(jí)為CT1011，MA-H級(jí)。參考文獻(xiàn)（ 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(jì)(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(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，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)等問題，采用立銑選擇X1632立式銑床。（參考文獻(xiàn)（1）表6-18 ），選擇直徑D為 ?80mm立銑刀，參考文獻(xiàn)（ 1）表 7-88，通用夾具

10、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 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(xiàn)（ 1）表 621，專用夾具及游標(biāo)卡尺。鉆2- ?13mm孔：采用Z3025B*10，參考文獻(xiàn)（ 1）表626，通用夾具。刀具為 d 為 ?13.0 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 626，采用錐柄麻花鉆，通用夾具及量具。鏜?20

11、（+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(xiàn)（ 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(jì)算加工過程為：1）銑右端面2）鉆通孔 ?18，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(jì)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=p3- Z2=20-0.2=19.8mm，由于工序尺寸 p

12、2 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 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(jì)加工精度等級(jí)為IT13，其公差值為 0.54mm，故p1=（180.27 ）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

13、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時(shí)間工序：粗銑

14、上端面，保證表面粗糙度要求 Ra12.5um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=12.5mm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 0.2mmz（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 150r min（粗銑）又前面已選定直徑為 ?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 IT7 IT8 。確定每齒進(jìn)給量及銑削深度取每齒進(jìn)給量為 fz 0.2mmz（粗

15、銑）取每齒進(jìn)給量為 fz 0.05mmz（精銑）（參考切削手冊(cè)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 150r min（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為 300rmin。又前面已選定直徑為 ?80mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：符合要求。切削工時(shí)：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(cè) ）為 0.5 0.8mm，壽命 T=60min。切削速度，查切削手冊(cè) ：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 IT

16、7 IT8 。確定每齒進(jìn)給量及銑削深度取每齒進(jìn)給量為 fz 0.2mmz（粗銑）又前面已選定直徑為?80mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：符合要求。切削工時(shí)：工序：鉆通孔 18mm本工序?yàn)殂@18mm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，取每齒進(jìn)給量為 fz 0.05mmz（精銑）（參考切削手冊(cè)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150r min（粗銑），取精銑主軸的轉(zhuǎn)速為300r minfz=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

17、0.8mm，耐用度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(jìn)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(shí)際轉(zhuǎn)速. 基本時(shí)間：工序：鏜孔20mm，孔口倒角 145?粗鏜余量參考文獻(xiàn)表取粗鏜為. mm，精鏜切削余量為 0.2mm,鉸孔后尺寸為差列于表20H8,各工部余量和工序尺寸公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0.05mm,與左

18、右端面的位置精度為 0.06mm,且定位緊時(shí)基準(zhǔn)重合，故不需保證。 0.06mm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 1.8mm,故 ap=1.8mm,功率校驗(yàn)：0.78*0.85=0.66kw0.58kw ，故機(jī)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IT7 IT8 。確定每齒進(jìn)給量及銑削深度取每齒進(jìn)給量為 fz 0.2mmz（粗銑）取每齒進(jìn)給量為fz 0.05mmz（精銑）（參考切削手冊(cè)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300r min。又前面已選定直徑為?80mm，故相應(yīng)的切削速度分別為符合要求切削工時(shí) :工序：銑寬度為 3mm軸向槽本工序?yàn)殂娚?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(jìn)給量fZ 根據(jù)資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，查得每齒進(jìn)給量fZ =0.52 0.10mm/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(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Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 。根據(jù) XA61