完整版机械制造工艺学课程设计说明书

1、机械制造工艺学课程设计说明书题目：设计气门摇杆轴支座零件的机械加工工艺规程及专用夹具学生姓名 学号班级指导老师完成日期 目录第一节序言3第二节 零件的分析 3一、零件工用分析 3二、零件的工艺分析 4第三节 机械加工工艺规程制定 4一、确定生产类型 4二、确定毛胚制造形式 5三、定位基准的选择： 5四、选择加工方法、制定工艺路线 6五、确定加工余量及毛坯尺寸 8七、工序设计 10（一 ）选择加工设备与工艺装备 10（二）确定工序尺寸 11八、确定切削用量和基本时间 13九、夹具设计 19（一）底面夹具设计 19（二）钻 D=13mm 孔夹具设计 20（三 ） 钻 D=20mm 孔及铣其两端面夹

2、具设计 20（四）槽的铣销加工夹具设计 20十、填写机械加工工艺卡和机械加工工序卡 20第一节 序言机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学 （ 含机床夹 具设计 ）和大部分专业课，并进行了生产实习的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

3、计及未来从事的 工作打下良好的基础。第二节 零件的分析一、零件工用分析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， ?20（+0.10 +0.16 ）孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆， 摇杆座通两个？13mn孔用M12螺杆与汽缸盖相连，3mn轴由向槽用于锁 紧摇杆轴，使之不转动。二、零件的工艺分析由题目得，其材料为 HT200 。该材料具有较高的强度，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-?13mn孔和 ？20( +0.1 -0.06 ) mm以及3mm轴向槽的加工。？ 20 (+0.1 -0.

4、06 ) mn孔 的尺寸精度以及下端面 0.05mm 的平面度与左右两端面孔的尺寸精 度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封， 2? 13mm孔 的尺寸精度，以上下两端面的平行度 0.055m m。因此，需要先以下 端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 端面作为精基准，最后加工 ？20 (+0.1 +0.06)mm孔时以下端面 为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。由参考文献( 1) 中有关孔的加工的经济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。第三节 机械加工工艺规程制定一、确定生产类型依设计题目知：Q=4000件/年

5、，结合生产实际，备品率 a%和废 品率b%分别取3%和0.5%。查表知气门摇杆支座属轻型零件， 该零 件生产类型为大批生产 .二、确定毛胚制造形式根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为 4000 件 / 年，通过计算，该零件质量约为 3Kg ，其生产类型为大批生产， 毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后 安排人工时效处理。参考文献（ 1）表 2.3 12；该种铸造公差等级 为CT1011, MA-H级。参考文献（1）表2.3-12，用查表方法确定 各表面的加工余量确定各表面的加工余量三、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

6、基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现 V 形块 十大平面的定位方式（V形块采用联动夹紧机构夹紧）。？20（+0.1+0.06） mn孔及左右两端面都米用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则， 下端面的面积比较大， 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：考虑 到以下几点要求，选择零件的重要面和重要孔做基准。 第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下， 使重要孔或面的加工 余量尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方 便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。第二，镗削?20 （+0.1 +0.06 ） mr孔的定位夹紧方案：方案

7、一：用一菱形销加一圆柱销定位两个？ 13mr的孔，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生产类型中。四、选择加工方法、制定工艺路线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：加工表面加工方案下底面精铳2？ 13mr孔钻孔两端面粗铣一精铣?20mr孔钻孔-镗孔槽精铣因左右两端面均对？20 ( +0.1 +0.006) mmL有较咼的位置要求，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，将上端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端

8、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) mr孔放后面加工。初步拟订加工路线如下:工序号卡工呼内容屮时議车上端面亠钻两通孔皿精钱下端面和曲铳右端面亠02钻诵孔18mnv05-律孔020mm,扎角1 2 5度*临铳左端面屮铳轴向槽“检捡*人駐上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则， 但某些工序还有一些 问题还值得进一步讨论。如车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在 卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难；又由上端面不是连 续的圆环面，车削中出现断续切削容易引起工艺系统的震动，故改动铣削加工。工序02应在工序01前完成，使上端面在加工后有较多 的

9、时间进行自然时效，减少受力变形和受热变形对2?13md!孔加工 精度的影响。修改后的工艺路线如下:序号4工序内容简娶说明4时效7浦除内应力口防止生锈01精铳上端面先加工粗基進面丄02P精铳下端面*加工精基准P钻两通孔先面后孔，04铳右端面先面后孑3呻钻通孔0恪O&-僅孔到020,孑L倒角1%亏度4后锂削余量心铳左端面和0&-铳轴向稽“次要工序后加工Pd1CP入库d五、确定加工余量及毛坯尺寸根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为5000件/年，通过计算，该零件质量约为 3Kg ,，其生产类型为 大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消除残 余应力，铸造后安排人工时效处理。参

10、考文献（1）表2.3 12;该种铸造公差等级为 CT1011,MA-H级。参考文献（1）表2.3-12 ，用查表方法确定各表面的 加工余量确定各表面的加工余量加湛立尺寸加工余量勇& |如工余量蠢 a48nmHAmirrmxSOrnmP HifTlfT何加工35mmM5mm35mirKMftfiOI如下表所示:毛坯尺寸图:33.R3七、工序设计（一）选择加工设备与工艺装备由于生产类型为大批生产，故加工设备适宜通用机床为主，辅以 少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传 动均由人工完成。粗铣上端面：考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结 构设计等问题，米用立铣选择 X1632立式铣床

11、。（参考文献（1）表 6-18），选择直径D为？80mr立铣刀，参考文献（1）表7-88，通用夹 具和游标卡尺。粗铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具 及游标卡尺。精铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。粗铣左端面：采用卧式铣床X6132,参考文献（1）表6 21, 采用以前的刀具，专用夹具及游标卡尺。精铣左端面：采用卧式铣床 X6132，参考文献（1）表621,专用夹具及游标卡尺。钻 2- ?13mm孔：采用Z3025B*10，参考文献（1）表6 26,通用夹具。刀具为d为？ 13.0的直柄麻花钻，参考文献（1）表7111。钻?18孔：钻孔直 行为？ 118mm选择

12、摇臂钻床 Z3025参考文献（1）表6 26,采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。镗?20 （+0.1 +0.06） mr孔：粗镗:采用卧式组合镗床，选择功率为1.5KM的 ITA20镗削头，参考文献（1）白喔一88。选择镗通孔镗刀及镗杆（二）确定工序尺寸工序06的尺寸链计算加工过程为:1)铣右端面2)钻通孔？ 18,保证工序尺寸p1专用夹具游标TL3)粗镗，保证工序尺寸p24)5)倒角精镗，保证工序尺寸p3,达到零件设计尺寸D的要求，D=20如图，可找出工艺尺寸链求解工序尺寸及公差的顺序如下：( 1)从图知， p3=D(2) 从图知，p3=p2+Z2其中 Z2是精镗的余量，Z2=0.2mm贝卩p

13、2=p3- Z2=20-0.2=19.8mm，由于工序尺寸p2是在粗镗 中保证的，查参考资料( 5)中表1-20 知，粗镗工序的经济加工精度 等级为 IT12, 因此确定该工艺尺寸公差为 IT12 ，其公差值为 0.35mm， 故p2=( 19.8 士 0.175)mm(3) 从图所示的尺寸链知，p2=p1+Z1其中Z1为粗镗的余量，Z1=1.8mm P仁p2-Z仁 19.8-1.8=18mm,查参考资料(5)中表 1-20知，确定钻削工序的经济加工精度等级为IT13，其公差值为0.54mm故P仁(18士 0.27 ) mm为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加 工余量进行校核。(4)

14、余量Z2的校核，在图b所示的尺寸链里Z2是封闭环， 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，在图a所示的尺寸链中Z1是封闭环，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余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。将工序尺寸按“

15、入体原则”表示：00乜1:pl=l& 27 nmnb p2=19. 975 r ” mint p3=20 n 曲 h-0. 34F-K 3d-*0.06八、确定切削用量和基本时间工序I:粗铣上端面，保证表面粗糙度要求 Ra12.5 um经查参考文献（1）表312可得，铣削上端面的加工余量为4mm又 由零件对上顶端表面的表面精度 RA=12.5m可知，粗铣的铣削余量为 4mm确定每齿进给量及铣削深度取每齿进给量为 fz = 0.2mm/z （粗 铣）铣削宽度a e =2.5mm铣削深度a P =4mm切削速度：初步取 主轴转速为150r/min （粗铣）又前面已选定直径D为？ 80mm故相应 的

16、切削速度分别为：心二3J4Dn/1000 =334x80x150/1000 二37.68切/mill切削工时：斬比 a 2 X（/ +A2 x76 亡“flltA： tc =! =5.07mm叫xf,150x0+2工序n：削底面底面铣削余量为3mm粗铣的铣削余量为2mm精铣余量1mm精铣后 公差登记为IT7IT8。确定每齿进给量及铣削深度取每齿进给量为fz =0.2mn/z （粗铣）取每齿进给量为fz = 0.05mm/z （精铣）（参考切削手册表3-3）粗铣走刀一次ap= 2mn,精铣走刀一次ap= 1mm 切削速度：初步取主轴转速为150r /min （粗铣），取精铣主轴的转 速为300r

17、 /min。又前面已选定直径D为？ 80mn,故相应的切削速度 分别为：恤=3J4Dn/1000 =3.14 x80xl50/100037.68m/minv, =3a4Dn/1000 =3.14 x80 x300/1000 = 75.36m/min符合要求。切削工时:粗躺rc2x(/+/1+/2)_x81_=54n.n150x02精锐：W u +Q. 2x81= 27niin300x02故2基本时间匕g -tc +/y二 54 +2.7 =84niin工序皿：钻2X0 13两通孔刀具选择：选择高速钢麻花钻,do= 13mm査切削手册f - 0.70 0.86znzn /r3 所f -Q.lQm

18、m/r ,按钻头强度选择/ =1 55即n r按机床强度选择f - 0.63/nm r .最终决定选择机耒已有的进洽5 / = 0.4Smm r经校筵耳=7085 ft 心 二U42W 所以Pc =k7-2.0fcw 故满足条件，较验成立.切削工吋:= 0.30min1+ _ 781055/ 420x0.7工序IV: = ?岀 L = +.2 mm故：基本时间 F車-rc =4.2 + 2.1 = 63mm用切削液确定进给量f由于孔径和深度都很大，宜采用自动进给，取 每齿进给量为fz = 0.05mm/z （精铣）（参考切削手册表3-3 ） 粗铣走刀一次 ap= 2mm 精铣走刀一次 ap=

19、1mm切削速度：初步取主轴转速为150r / min （粗铣），取精铣主轴的 转速为300r /minfz=0.20mm/r。选择钻头磨钝标准及耐用度根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为 0.8mm，耐用度T=50min。确定切削速度V由表5-132=670MP的 HT200的加工性为5类，根据表 5-127 ,进给量 f=0.20mm/r ,由表 5-131 ,可查得 V=17m/min ,n=1082r/min。根据Z3025立式钻床说明书选择主轴实际转速.基本时间:42+101082x0.2= 0.24 min工序镗孔0 20mm孔口倒角1X45?18粗镗余量参考文献1表3 83取粗

20、镗为1. 8 mm精镗切削余量为0.2mm,铰孔后尺寸为 20H8,各工部余量和工序尺寸公差 列于表2 3加工表面加工方法公差等St工序尺寸及公 差018粗趙1.8019. 8019.8精钱0.2H320H8孔轴线到底面位置尺寸为6 0m因精镗与粗镗的定位的下底面与V型块，精镗后工序尺寸为20.02 士 0.08mm与下底面的位置精度为0.05m m与左右端面的位置精度为0.06mm,且定位紧时基准重合，故 不需保证。0.06mn跳动公差由机床保证。确定每齿进给量及铣削深度粗镗孔时因余量为1.8mm,故 ap=1.8mm,査文表 2. 4-8脫 = 0.4m.j =24m - ruin转連I

21、n-lOOCV/ n d-1000*：4 (X甥恥沁此功率校验：XFt siYFr = 0.75码=0嗽=9J1MT*1SO*Z75 *0.2 *0.73-0.4* =0.58kw，故机床的功率足够。工序町铣0 32m圆拄的左端面左端面铣削余量为3mm粗铣的铣削余量为2mn,精铣余量1mm精铣后公差登记为IT7IT8。确定每齿进给量及铣削深度取每齿进给 量为fz = 0.2mm/z （粗铣）取每齿进给量为fz = 0.05mm/z （精铣）（参考切削手册表3-3 ）粗铣走刀一次ap= 2mm精铣走刀一次ap =1m切削速度：初步取主轴转速为150r /min （粗铣），取精铣主 轴的转速为30

22、0r /min。又前面已选定直径D为？80mm故相应的切削速度分别为比=21000= UkSC xj50 tMO 二创加 眄洛-j. 11 OCX) - 3 14- *80 x300 1000 二巧一3令帼 巾伸符合要求切削工时:2次43珥 */.liOO.2= 2.S EH1足真工 300x0.2故：It本时间r科 叫叫-2.S7 +L43 -43am工序忸：铣宽度为3mr轴向槽本工序为铣深12mm宽3mr的槽。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径 d=3mm确定每齿进给量f Z根据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁， 查得每齿进给量f Z =0.520.10mm/z、现取f Z =0.52mm/z。选 择铣刀磨损标准及耐用度根据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.20mm耐用度T=60min。确定切削 速度和每齿进给量f根据资料所知，