机械制造课程设计说明书.doc

《机械制造课程设计说明书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造课程设计说明书.doc（53页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、 目录 第一部分：设计目的 2 第二部分：设计步骤 一、零件的分析 4 二、确定毛坯，画毛坯、零件图 6 三、工艺规程设计 7 四、加工工序设计 11 五、确定切削用量时及基本工时 13 六、夹具设计 24 七、总结 30 八、致谢及参考文献 33 第三部分：填写机械加工工艺卡和机械加工工序卡 第四部分：零件图、毛坯图、夹具装配图、夹具零件图 第一部分 设计目的： 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学 和大部分专业课，并进行了生产实习的)(含机床夹具设计 基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用 机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的 实践知识，独立地分析和解决

2、工艺问题。初步具备了设计 一个中等复杂程度零件（气门摇杆轴支座）的工艺规程的 能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方 案，完成家具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册， 图表等技术资料及编写技术文件技能的一次实践机会，为 今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处希望老师多加指导 第二部分 气门摇杆轴支座共有六组加工表面，现分述如下50底、上端132、轴向2端32、20一、零件的分 零件的作用（一） 气门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，?+0.10+0.16 轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个 轴向

3、槽用于锁紧摇3mm孔用M12螺杆与汽缸盖相连， 杆轴，使之不转动。 零件的工艺分析（二） 由零件图得知，其材料为 高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较 大应力，要求耐磨的零件。 该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端 面，2-?13mm 20（ ?20）孔装摇杆轴，?mm13mm以及 （）。该材料具有较HT200 +0.1+0.06孔和 3mm轴向槽的加工。孔的尺寸精度以及下（?20+0.1+0.06）mm直0.05mm端面的平面度与左右两端面孔的尺寸精度， 接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封。孔的尺寸精度，以上下两端面的平行?13mm2 0.055mm度。因此，需要先以下端

4、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孔时以下端面（?20最后加工准，+0.1mm）+0.06 为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。 实用加工工艺手册 由参考文献实用加工工艺手册中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求可以达 到的零件的结构的工艺性也是可行的。 （三）确定零件的生产类型备品率结合生产实际，Q=4000件/年，依设计题目知：知气门摇分别取a%和废品率b%3%和0.5%1-3。查表该零件生产类知，杆支座属轻型零件，计算后由表1-4 型为中批生产。 二、确定毛坯的制造形式 实用加工工艺手册 机械加工工艺手册 由零件图可知，其材料

5、为HT200，该材料具有较高的 强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大的应力，要求耐磨的零件。 该零件上主要加工表面为上端面，下底面，左右两端面，213孔，20（+0.06+0.10）孔以及3mm 宽的轴向槽的加工。 其中20（+0.06+0.10）孔的尺寸精度以及下端面相对于20（+0.06+0.10）孔轴线的平行度及左右端面的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的转动精度和密封性。因此，需要先以上端面为粗基准加工下端面，再以下端面为精基准加工上端面，最后加工20（+0.06+0.10）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。 由机械加工工艺手册中有关孔的加工的经济精度机床

6、能达到的位置精度可知，上述要达到的零件结构的工艺性也是可行的。 根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的类型为大批量生产，故毛坯的铸造方法用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。由机械加工工艺手册查得该种铸造公差等级为CT1011，加工余量等级MA 选择H级。 三、工艺规程的设计 （一）定位基准的选择： 精基准的选择：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，实形块采用联动夹紧机构现V形块十大平面的定位方式（V 夹紧）。孔及左右两端面都采用底mm+0.06）?20（+0.1面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下

7、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：在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1还要保证定位夹紧的可靠性，此外，的加工余量尽量均匀， 装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。 +0.06）mm孔的定位夹紧方案：镗削220（+0.1 的孔，用一菱形销加一圆柱销定位两个13mm方案一：再加上底面定位实现，两孔一面完全定位，这种方案适合 于大批量生产类型中。 方案二：用V形块十大平面定位的外圆柱表面进R10V型块采用联动夹紧机构实现对的孔的加工由于行定位，再加底面实现完全定位，13

8、mm精度不需要很高，故用做定位销孔很难保证精度，所以选 择方案二。 （二）制定加工工艺路线 1、表面加工方法的确定 根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下： 加工表面 加工方案 精铣上端面 粗铣 下端面 粗铣精铣 左端面 粗铣 精铣 右端面钻孔 ?13mm孔 2精铣 3mm 轴向槽 ?20（+0.1+0.006）mm孔 钻孔粗镗精镗 因左右两端面均对?20（+0.1+0.006）mm孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度 2、工艺路线的确定 根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将上端面的精铣

9、和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，左右端面上?20（+0.1+0.006）mm孔放后面加工。初步拟订加工路线如下： ）、工艺路线方案一：（1 10：铸造工序 ：时效工序20 底面：粗、精铣50 工序30 ：粗铣上端面工序40 工序50：钻2-13 通孔 ：铣轴向槽工序60 端面：粗车、半精车、精车左右两32 工序70工序80：钻18 的孔，扩孔至19.8、铰孔至20，倒 角 ：清洗去毛刺工序90 100：验收工序 ：入库工序110 ）、工艺路线方案二：（2 10：铸造工序 工序20：时效 50 工序30：粗、精铣底面 40工序：粗铣上端面 50工序：

10、铣轴向槽 32 端面60工序：粗车、半精车、精车左右两 ，倒2019.818 70工序：钻的孔，扩孔至、铰孔至角 通孔13 ：钻80工序2- ：清洗去毛刺90工序 100：验收工序 ：入库工序110 （3）、工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一与方案二的区别13 是：方案一把钻2-孔放的相对靠前，这样做为后面工序的加工提供了定位基 准，节约了夹具设计的 时间，提高了生产效率，故我们采用方案一： 具体的工艺过程如下： 工序10：铸造 ：时效工序20 工序底面30：粗、精铣50 ：粗铣上端面工序40 13 通孔2-工序50：钻 工序：铣轴向槽60 工序70：粗车、半精车、精车左右两3

11、2 端面，倒2019.818 80工序：钻的孔，扩孔至、铰孔至 角 工序90：清洗去毛刺 ：验收工序100 ：入库工序110 四、加工工序的计算 ，毛坯的重量约为“气门摇轴支座”零件材料HT200 1.4g，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 机械加工余量：，查切削用量手册Ra6.3、150底面，表面粗糙度为Z=2.0 表2-8得，单边总余量Z=1.5 粗铣 单边余量Z=0.5 单边余量精铣 ，查切削用量手册、上端面，表面粗糙度为Ra6.32Z=2.0 2-8 得，单边总余量表Z=1.5 粗铣单边余量Z=0.5 单边余量精铣 孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故213 3、 采用实心铸

12、造。 、轴向槽，因尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心4 铸造。 ，查切削用量手32 、端面，表面粗糙度为Ra1.65Z=2.0 得，单边总余量2-8 册表 切削用量手册Z=1.5 单边余量粗车Z=0.4 半精车 单边余量Z=0.1 单边余量精车 孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采、20 6 用实心铸造。 、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公 7 差，由铸造可直接获得。 五、确定切削用量时及基本工时表2-8 10工序：铸造 ：时效工序20 30：粗、精铣50底面工序 50底面工步一：粗铣 1. 选择刀具 YG8， 刀具选择端铣刀，刀片采用 a dmmv m z =4。 = 85/mi

13、n= 1.5mm ， =60， ，p0 2. 决定铣削用量 1)决定铣削深度 因为加工精度相对较高，故分两次（即粗铣、精铣） a = 1.5mm 完成，则p 铣床说明X512) 决定每次进给量及切削速度 书根据X51 型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚 度. f mm / 根据表查出齿，则 =0.2z n r /min 按机床标准选取475w 计算工时3) mmmmlmm ll，则机动工时 切削工时：=25， =3 =1.521 为 工步二：精铣50底面 1. 选择刀具 刀具选择端铣刀，刀片采用YG8 a mm，d=40mm, v=85m/min, z=4 =0.5 0p 2. 决

14、定铣削用量 1) 决定铣削深度 因为加工精度相对较高，故分两次（即粗铣，精铣） mm a = 0.5完成，则p ）决定每次进给量及切削速度2 中等系统4.5kw，其功率为为根据X51 型铣床说明书， 刚度。 mm f 根据表查出 ，则=0.2/齿z r /min 675按机床标准选取n w 计算工时 2) mm, lmm, llmm，则机切削工时： =0.5= 25 =321 动工时为 工序40：粗铣上端面 1. 选择刀具 刀具选取端铣刀，刀片采用YG8 a mmdmmv m z = 4。 ，/min =30 ，= 85= 2.0 p0 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工精度相对不

15、高，故一次加工即可完成，则 a mm = 2.0p 2）决定每次进给量及切削速度 铣床说明X51根据X51 型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统 书 刚度。 fz mm /齿，则= 0.2 根据表查出 nw=900r/min 按机床标准选取 ）计算工时3 mmllmm lmm ，则机动工 =2.0 =3切削工时: =45， 21 时为 工序50：钻213 通孔 f ：根据参考文献表2-7， 确定进给量机床夹具设计手册机床夹具设mm dMPa b 0 =时，当钢的Pcc 故校验合格 。最终确定，=119.3m/min=475r/min,V，n=475mm/s，V a=1.5mmcfccp

16、=0.16mm/z f z6）计算基本工时 tL/ V=(16+1.5+3)/（475 0.16）=0.2697min fm总的工时：T=2t=0.539min m 工步二：半精车左右两32 端面 1） 车削深度，表面粗糙度为故可以选择a=0.4mm，Ra1.6，p三次走刀（粗车、半精车、精车）即可完成所需长度。 机床功率为查切削手册选。7.5kw。2）f=0.140.24mm/z较小量f=0.14 mm/z。 查后刀面最大磨损及寿命 3）查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。 T=180min ，寿命查切削手册表3.8计算切削速度按切削手册，查得， 98mm/sV4）c=49

17、0mm/s n=439r/min,Vf据CA6140 卧式车床车床参数，选择n=475r/min,V=475mm/s fcc则实际切削速度实 475/1000=119.3m/min, 80 V =3.14 c际进给量为f=V/nz=475/(300 10)=0.16mm/z。 czcfc而机床所能提供切削手册校验机床功率查Pcc=1.1kw,5) PcmPcc功率为。 切削手册表Pcc。故校验合格 。 切削手册3.7-3.8 卧式车CA6140 床说明书 最终确定，=119.3m/min=475mm/s，V a=1.5mm，n=475r/min,Vccpfc f =0.16mm/z。z 计算基

18、本工时 6） 0.16）=0.2513min。tL/ V=(16+0.1+3)/（475 fm 总的工时：T=2 t=0.503min m 工步四：倒角 工序80：钻18 的孔，扩孔至19.8、铰孔至20，倒 角 工步一钻孔至18 确定进给量：根据参考文献切削手册表 2-7，当 。2切削手册表钢的由r m mm f MPa d / 0.47800 = 0.39 = 18时， b 0 7 于本零件在加工18 孔时属于低刚度零件，故进给量应 乘以系数0.75，则 ()mm r f / 0.39 0.47= 0.75 = 0.29 0.35机床说明Z525f mm r /= 0.25 根据 Z525

19、 机床说明书，现取 书 ，及表2-14切削手册切削速度：根据参考文献表2-13 查得切削速度 所以m v /min= 18 切削手册表2-13及2-14 根据机床说明书，取 故实际切削速度为r n，/min= 275w 切削工时则机动工时为mmllmmlmm ， ：，= 42 ，=3=92 1 mm 19.8工步二：扩孔 mmmm，根据有关手册规1819.8孔扩大至利用钻头将 定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 根据机床说明书，选取f mm r / = 0.15 并按机为 速 主 轴 转则r n /min ，= 51.6 34 r n = /min68床说明 书取，实际切削速度为w 切

20、削工时则机动工时为 mm mmmmlll ，= 0.9=3， ：= 422 1 根据参考文献切削手册表 2-25f mm r ，/0.4 = 0.2 ，切削手册表v m n r /min ，得= 8 12/min=169.8 254.65s 2-25 切削手册表按机床实际进给量， 表4.2-2 查参考文献切削手册4.2-2 和实际转速，取 实际切削速度r mm r nf v m /min。/min 0.10= ，/9.33，= 198= w 则机动工时切削工时mm l mml l mm，=0.1 3， ：= 42，2 1 为 工序90：清洗去毛刺 工序100：验收 工序110：入库 六、夹具设

21、计 下端面。30道工序：粗、精铣50 本次设计的夹具为第 铣50下端面的夹具设计 一、 问题的提出： 本夹具主要用于粗、精铣50下端面，属于工序 二、定位基准的选择： 以上端面为定位基准，工件的220外圆面作为辅 助基准，来实现工件的完全定位。 三、定位元件的设计： 定位基准为上端面及工件的220外圆面，对应的 定位元件分别为：夹具体表面、固定V型块、活动V 型块。 四、切削力及夹紧力的计算： 9.4-8 查表（1） 刀具：采用端铣刀60mm 机床夹具设计机床：X51立式铣床 （2） 手册由公式 9.4-8得其中：修正系数查表 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K K KK=

22、 K 切削力 4 21 3 F=1775.7N 为基本安全系数其中 1.5 ： K 1 为加工性质系数1.1 K2 为刀具钝化系数1.1 K3 为断续切削系数1.1 K夹紧力4 ：所以FKF N = = 1775.7N=3551.4 (3)夹紧力的计算 () 由选用夹紧螺钉夹紧机KF f N f= + 21 其中f为夹紧力面上的摩擦系数，取f1=f2=0.25 为工件自重 F=P+G G2 夹紧螺钉公称直径d=8,材料45钢，性能级数为6.8级 ： 螺钉疲劳极限： 极限应力幅： 许用应力幅： 许用切应力 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 MPa 为120 s=3.54 取s=4 得 MPa

23、=120 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠 五、定向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中， 一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。 根据GB220780 定向键结构如图所示： 图 夹具体槽形与螺钉图 根据T形槽的宽度a=18mm 定向键的结构尺寸如下： 表1定向键数据表 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构图如下图所示： 平塞尺图1 图 塞尺尺寸为： 表2 平塞尺尺寸表 六、夹具设计及操作简要说明 本工件采用夹具体表面，固定V型块，活动V

24、型块来实现工件的定位，夹紧则是通过调节活动V型块来实现，这样操作简单，迅速，特别适合中批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的，可以满足批量生产要求。 七、总结 通过对气门摇杆轴支座的机械加工工艺及对?13mm孔夹具的设计，使我们学到了许多有关机械加工的知识,这对于我们以后的学习和实践都起到了至关重要的作用，使我们对学习夹具和工艺性设计产生了浓厚的兴趣，相信这次课程设计过后我们才能有夯实基础的感觉，遇到难题不放弃不胆怯的决心，对于实际的内容，我们主要归纳为以下两个方面：第一方面：气门摇杆轴支座件外形较复杂，而刚性较差。且其技术要求很高，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证气门摇杆轴支座

25、技术要求的重要问题之一。在气门摇杆轴支座的实际加工过程中，选用气门摇杆轴支座的底面作为定位基面，为保证2?13mm孔尺寸精度和形状精度，可采用自为基准的加工原则；保证两孔的中心距精度要求，可采用互为基准原则加工。 对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。气门摇杆轴支座的主要加工表面为旁端面，较重要的加工表面为上表面，次要的加工表面是体表面、下表面等。 气门摇杆轴支座机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的，气门摇杆轴支座加工路线为工序集中。 第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。 、定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及）1（定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。 （

26、2）、导向及对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是扩大头孔夹具和铣结合面夹具，所以主要考虑的是选用钻套的类型及排屑问题，以及对刀块的类型，从而确定钻套和对刀块的位置尺寸及公差。 （3）、夹紧装置的设计：针对连杆的加工特点及加工的批量，对连杆的夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点，所以一般都采用自动夹紧装置。 （4）、夹具体设计：连杆的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。 （5）、定位精度和定位误差的计算：对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，

27、以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要求。 （6）、绘制夹具装备图及夹具零件图。 课程设计是对我们学习的补充和扩展，实现自我完善和独立工作的过程，是大学学习的特色和优势，展望未来，我们机械的学子必将是社会发展的有力力量，靠的就是专著的态度，良好的学习习惯和真实的设计实力。而这一切的得来都是努力的结果，所以我们要继续发扬这种精神，就像我们总结的知识点一样，以后还会更多更全面更有规律性，也希望我们学校以及学院给予我们更多的这样的机会，再此也感谢指导老师辛勤的工作和热心的帮助 致谢 这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存

28、在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了5周的课程设计。 这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地 感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。 在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参考文献 、机械制造工艺学（电子版）12、机床夹具设计（电子版） 3、金属机械加工工艺人员手册 4、机床夹具设计设计手册 5、机床夹具设计设计图册 6、实用机械加工手册（电子版） 7、机械加工余量手册（电子版） 8、机械加工工艺师手册（电子版）