(完整word版)气门摇臂轴支座课程设计

1、机械制造技术课程设计题目：_ 气门摇臂轴支座_院 （系）：机械设计制造及其自动化_班级：_ 机制0912班_姓 名：_学 号：_指导教师：_ 刘克非_二O二年九月十五日机械制造技术课程设计任务书按照分组要求，每组同学在提供的备选题中选择一种零件。一、设计题目：编制气门摇臂轴支座 零件机械加工工艺规程及 气门摇臂轴支座工序夹具设计。二、设计依据：零件资料：（每小组）该零件图样一张；生产纲领：年产量 30000 件；生产班次：每日 1 班，全年按 300 天计算。三、设计内容：、绘制毛坯合图一张（3#图）；、编制零件工艺规程，绘制并填写工艺规程卡片；、绘制并填写零件重点工序加工工序卡，并设计相应加

2、工工序的夹具（3#图）;、编写零件机械加工工艺规程及工艺装备设计计算说明书。四、设计要求：工艺规程可行，参数选择正确，设计计算准确，文字语句通顺，视图绘制规整。五、设计时间：两周（有效日 10 天）。具体分配如下：布置任务、准备资料1.0 天参数选择及计算1.5 天绘制毛坯合图1.0 天编制工艺规程并填写工艺规程卡片1.5 天绘制指定重点工序的工序卡片并设计相应工序使用的夹具2.5 天整理设计计算说明书及答辩2.5 天六、参考资料：、机械制造技术相关教材、互换性与技术测量相关教材、机械工艺师设计手册、机床夹具手册目录第一章零件的分第二章毛坯的设计第三章选择加工方法，拟定工艺路线第四章加工设备及

3、刀具、夹具、量具的选择第五章确定切削用量设计心得参考文献4序言机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方 式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。 生产的发展和产品更 新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求， 也就对机械 加工工艺等提出了要求。在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同， 针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求， 选择合适的加 工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。这次设计的目的：机械制造基础是一

4、门实践性很强的一门课程，只有通过实践性教学环节 才能使学生对该课程的理论有更深的理解，也只有通过实践才能培养学生理论联 系实际的能力和独立的工作能力，该设计的目的就在与： 在结束了 （机械制造基础）及有关课程的实习后，通过本次设计应该使学生所学 到的知识更加巩固和加深，并培养学生学会全面综合地应用所学知识， 去分析和 解决机械制造中的问题的能力通过课程设计不仅可以提高学生的自学能力，使学生熟悉机械制造中的有关 手册，图表和技术资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料， 而且还可以使 学生树立正确的设计思想，懂得合理的设计应该是技术山先进的， 经济上是合理 的并且在生产实践中是可行的。通过编写设

5、计说明书，提高学生对技术文件的整理，写作及编排的能力，为 学生将来撰写技术及科研论文打下基础。5第一章零件的分析1、零件的作用：由资料查得：该零件是柴油机的一个主要零件，直径为 18 的孔和直径为 16 的孔用来装摇臂，起支撑作用,直径为 11 的孔用来装支持轴，直径为 3 的孔主要用 来排油.2、零件的工艺分析：由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知尺寸为 39 的下端面为设计基准和加工基准，以尺寸为 39 的下 端面用来加工 18 的孔,在以 18 的孔加工 11 的孔,16 的孔的加工则以 1

6、8 的孔和尺寸为 39的下端面共同为基准.3、尺寸和粗糙度要求：该零件的所需加工面为尺寸为 39 的上端面，即 22 的上端面为加工面，其粗 糙度为 12.5,长度没有公差要求，要求不是很高，粗铣即可以到达.尺寸为 39 的的下端面为基准，其粗糙度为 6.3,长度没有公差要求，粗铣过 后,半精铣即可以达到.28 的上端面粗糙度为 3.2,下端面粗糙度为 3.2,其长度要求为 37 0.1, 其尺寸要求为 11 级,粗铣过后半精铣即可达到.26的孔上表面粗糙度要求为12.5,下表面粗糙度要求也为12.5,尺寸无精 度要求,粗铣即可.18 的孔为重要加工面，其尺寸要求为 IT8 级,粗糙度为 1.

7、6,须在镗床上加 工,采取钻,镗,铰,可以达到其要求.两端有 1X45的倒角，表面粗糙度为 12.5, 也无特殊要求，也比较容易达到.16 的孔也为重要加工面，其尺寸要求为 IT11 级,不是很高，但表面粗糙度 为1.6,要求很高，须在镗床上加工，采取钻,镗,铰,可以达到其要求.两端有 1X45的倒角，表面粗糙度为 12.5,也无特殊要求，也比较容易达到.11 的孔尺寸没有特殊要求，表面粗糙度为 12.5,钻即可以达到.3 孔为排油孔，尺寸无特殊要求，表面粗糙度无要求，钻即可以达到.4、位置公差要求：该零件 18 的孔的中心线与尺寸为 39 的下端面有形位公差要求，其要求 18 的孔的中心线与

8、尺寸为 39 的下端面的平行度为 0.05mm.28 的两端面相对于其轴线的跳动度为0.01mm.由以上分析可知，对上述加工表面而言，先加工基准面，在依次加工其他的6表面。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的第二章毛坯的设计1、选择毛坯该零件材料为 HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸 铁铸造。考虑到年产量为 5000 件，属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，采 用砂型铸造，机器造型。2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓的尺寸，长 83mm，宽 37mm，高 6

9、2mm。（2）选择铸件公差等级查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为812级取为 10 级。（3）求铸件尺寸公差公差带相对于基本尺寸对称分布。（4）求机械加工余量等级查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为 HT200 得机械加工余量等级 E-G 级选择 F 级。3、确定机械加工余量根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，取铸件加工表面的单边余 量为4mm，孔的加工余量按相关表查找选取。4、确定毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra 三 1.6m。Ra 1.6Jm的表面，余量要适当加大。分析本零件，加工表面 Ra 三 1.6m，因此这些表面的毛坯尺寸只需将

10、零件 的尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的 小值）生产类型为大批量，可采用两箱砂型铸造毛坯。由于所有当然孔无需要铸造出来，故不需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行 处理。75、确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据铸件质量、材质系数、形状复杂系数查手册得，本零件毛 坯尺寸允许偏差见下表：气门摇臂支座毛坯尺寸允许公差/mm铸件尺寸偏差参考资料45 1.324 1.1机械制造工艺设计手册47 1.36、设计毛坯图(1)确定拔模斜度根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为1.17 度。(2)确定分型面 由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起

11、 模及便于发现上下模在铸造过程中的错移所以选前后对称的中截面 为分型面。(3)毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后 要做时效处理。加工表面基本尺寸铸件尺寸公差机械加工余量(单侧)铸件尺寸* 22 上端面392.6436 下端面392.6447 1.3* 28 上端面372.64* 28 下端面372.6437 1.3* 26 上端面162.24 26 下端面162.2424 1.1用查表法确定铸造各表面的的加工总余量气门摇臂轴支座零件图如下:8附图1气门摇臂轴支座/0.05A3.材料:HT200D-0旋转9第三章选择加工方法，拟定工艺路线1、基面的选择基面选择是工艺规程

12、设计中的重要设计之一， 基面的选择正确与合理，可以 使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有 甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2、精基面的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。 选择加工表面的设计基准为定位基 准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不 重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为 使基准统一，先选择 32 的孔和 16!勺孔作为精基准。3、制定机械加工工艺路线：工艺路线一：工序一、1、粗铳门 22 上端面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.52、 铣 36 下端面，加工经济精

13、度 IT12，粗糙度 12.53、半精铣 36 下端面，加工经济精度 IT11，粗糙度 6.3工序二、钻门 11 的孔，经济精度 IT13，粗糙度 12.5 （专用夹具）工序三、1、 粗铣门 28、门 26 的上端面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.52、反转工作台，粗铣28、26 的下端面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.53、 半精铣门 28 两端面，加工经济精度 IT11，粗糙度 3.23、 麻花钻，钻出孔叮 T8、门 16 尺寸到门 1700.11、门 1500.11，粗糙度 254、 扩孔镗，保证尺寸 门 18、门 16 到门 17.8500.18、叮 T5.8500.1

14、8，粗糙度 6.35、半粗铰，保证尺寸叮 T8、门 16 至忖 18H8 门 16 H8,粗糙度 1.66、倒门 28,门 26 两端 1X4510工序四、钻斜油孔，保证尺寸 门 3 到 G 300.14，粗糙度 12.5工序五、钳工去毛刺工序六、抽检工艺路线二：1、 粗铳 G 22 上端面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.52、 先粗铣 36 下端面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.5，后半精铣，加工经 济精度 IT11，粗糙度 6.33、 先粗铣：28 两端面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.5，后半精铣，粗糙 度 3.24、 粗铣 G 26 的两端面，加工经济精度 IT

15、12，粗糙度 12.5，5、钻，扩，较：:28, G 26 两孔6、 倒 G 28, G 26 两端 1X457、钻 G 11 的孔8、钻 G 3 的孔9、钳工去毛刺10、 抽检工艺路线三：工序一、1、 粗铣18、16 前端面，粗糙度 12.5，保证尺寸 37 0.1 为 43.25， 16 尺寸为 20.212、 旋转工作台，粗铣叮18、门 16 后端面，粗糙度 12.5，保证尺寸 37 0.1 为39.25，16 为 16.213、半精铣28 的两个端面，保证尺寸到 38.16再到 37.16，粗糙度为 3.24、 钻孔门 18、门 16,加工经济精度 IT13，粗糙度 12.5，麻花钻：

16、保证尺寸 到门17。0.11、门15。0.11，粗糙度 25,扩孔镗：保证尺寸到17.85。18、 门15.8500.18，粗糙度 6.3，半精铰保证尺寸 门 18、门 16 到门 18H8 门 16 H8, 粗糙度1.65、 倒门 28,门 26 两端 1X45工序二：1、 粗铣22 的上端面，保证尺寸 39 为 43.25,粗糙度 12.5 ,加工经济精度IT122、 粗铣门 22 的下端面，保证尺寸 39 为 39Q25,粗糙度 12.5 ,加工经济精度IT12113、半精铣22 的下端面， 保证尺寸 39 为 39 纭16， 粗糙度 6.3， 加工经济精 度 IT114、钻 G 11

17、的孔，加工经济精度 IT13，保证尺寸到：1100.11工序三、钻斜油孔，保证尺寸 门 3 到 G 300.14，粗糙度 12.5工序四、钳工去毛刺工序五、抽检工艺路线比较：上述三个工艺路线，前两个都是先加工22 的上端面和 36的下端面，不同的是第二个先加工 G 11 的孔，而第一个后加工 G 11 的孔，这对 于保证重要加工面： ： 18 的孔， G 16 的孔， 第三个工艺路线是先加工重要面 G 28,26的两个面，这样后面加工的工序，就非常简单了，而且它的定位夹紧要比 其它两个方案简单，加工设备也相对精确，综上所述：选择工艺路线三。5、确定工艺过程方案拟定工艺过程工序号工序内容简要说明

18、01沙型铸造02进行人工时效处理消除内应力03涂漆防止生锈04铣，钗28，26 的端面和孔先加工面，后加工孔05粗铣22 上端面06粗铣，半精铣 36 下端面07钻11 的孔08钻3 的孔09去毛刺钳工10检验11入库12第四章 加工设备及刀具、夹具、量具的选择由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床,其生产方式以通用机床专用夹具为主， 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送均由人工完成。1、 选择机床，根据不同的工序选择机床：04 工序是粗铳 G 28、 26 的两端面，它是两个端面互为基准，再半精铳门 28 的两端面，然后再分别钻18、

19、： ： 16,精度要求很高， 宜采用卧式镗床，选择 TA617卧式镗床。05 工序是粗铳门 22 上端面。它是以 36 的端面为粗基准，工序的步数不多， 宜采用卧式铣床，选择 X6012 卧式铣床。06 工序粗铣，半精铣 36 下端面，它是以22 上端面为基准，选择 X6012 卧式铣床。07 工序孔的精度要求不是很高，采用一般钻床即可以了，选择用 Z535 立 式钻床加工。08 工序孔的精度不是很高，采用一般钻床即可，选用Z525 立式钻床加工。选择夹具：在上述所有的工序中，除 04, 05 工序采用通用夹具平口虎钳，其它采用专 用夹具。2、 选择刀具：选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合

20、金扩孔钻、硬质合金铰刀、硬 质合金锪钻，加工铸铁零件采用 YG 类硬质合金，粗加工用 YG8 半精加工为 YG6粗铣28圆柱前后端面的铣刀，粗铣26圆柱前后端面铣刀选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80m，D 仁 70mnd=27mnL=36mnL 仁 30mm 齿数为 10，材料为 YG&半精铣28圆柱前后端面的铣刀选择镶齿套式面铣刀，JB/T7954-1999。D=80mm D 仁 70mm=27mnL=36mnL 仁 30mm 齿数为 10，材料为 YG6钻170.27、150.27孔分别选择17、15 的莫式锥柄麻花钻。扩170.27孔至 17.85007、

21、扩150.27孔至15.850.07的扩孔钻分别为选择硬质 合金锥柄扩孔钻，d 分别为 18mm 和 16mm。半精铰17.850.07孔至17.940.052半精铰15.850.07孔至15.940.052精铰j7.94：052至“80.027精铰15.940.052至160.027选用硬质合金锥柄铰刀。GB/T4252-1984粗铣22圆柱下端面至 44 红62粗铣22圆柱上端面至 39 纭62选择镶齿套式面13铣刀，JB/T 7954-1999。D=80m，D 仁 70mnd=27mnL=36mnL 仁 30mm 齿数为 10，材料为 YG&半精铣*22圆柱下端面至 4325选择

22、镶齿套式面铣刀，JB/T7954-1999。D=80mm D 仁 70mm=27mnL=36mnL 仁 30mm 齿数为 10，材料为 YG6钻11的孔用11莫式锥柄麻花钻。钻3孔选择3的直柄麻花钻3、选择量具本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的 精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：粗铳叮28 两端面，：26 的两端面，采用游标卡尺和标准粗糙度块。钻，扩，铰28 孔和:：26 孔采用内径千分尺和标准粗糙度块。倒1 45角度，采用万能角度卡尺。粗铳叮 22 的上端面和粗铣，半精铣 36 的下端面采用游标卡尺和标准粗糙度 块。钻11 的孔采用游标卡尺，标准

23、粗糙度块。钻叮3 的孔塞规。4、确定工序尺寸:加工步骤1粗铣28 的上端面041.8jo.3gmm2粗铣26 的上端面200o.39mm3粗铣28 的下端面CC L38.5丄.39mm4粗铣26 下端面16.27mm5半精铣28 上端面037.80.16mm6半精铣28 下端面37.1打.16mm7钻18 的孔$16产了mm8扩18 的孔*17.900.11mm9铰18 的孔帕8严27mm10钻16 的孔14产7mm11扩16 的孔15.90.11mm12铰16 的孔$16(0.11mm13粗铣爭 22 的上端面43爲mm14粗铣 36 下端面39.7；39mm15半精铣 36 下端面390

24、39mm1416钻11 的孔*11严7mm17钻3 的孔3.14mm15第五章确定切削用量切削用量确定 工序一、1、第一工步为铣28mm 的前端面。已知工件材料为 HT200，选择镶齿套式面铣刀，齿数 z=10,材料 YG8，fz=0.20.29mm/齿，取 0.2 mm/齿。1）确定每齿进给量和背吃刀量查表取每齿进给量，查表取:-f= 1.2mm/z背吃刀量取 4mm查表得：Pm= 1.33 kw计算实际主轴转速主轴转速 n=255r/min，查表得 n=281r/min，3.1恥80281 3.14 80计算 Vc=71m/min经检查所有要求符合要求2）本工步为粗铣端26mm 的前面，刀

25、具、主轴转速同上 确定每齿进给量查表取每齿进给量，查表取：p1=3mm，p2=1mm查表得：V=64m/mi nPm=1.33kw计算实际主轴转速n=1000 x64/.14汉80=255 r/min功率校核 PM=1.33kwvP经检查所有要求符合要求3）半精铣28 的后端面,选择镶齿套式面铣刀，齿数 z=10,材料 YG6 ,fz=0.1mm/齿。Vc=124 m/min，60 1000vn =-计算实际主轴转速二d计算得n=494r/min，实际转速 V=530m/min,经检查所有参数符合要求V=64m/min1000功率校核 PM=1.33kwvP164）钻孔工序如下:工步加工面尺寸

26、尺寸公差1*170.272*150.273*17.850.074*15.850.075*17.940.0526*15.940.0527*180.0278如 60.0271工步 1、a p=8.5mn, f= 0.1mm/r Vc=60m/min 主轴转速 n=1000汉60=1124r/min ,3.1471017 3.14 17查表得 n=1017r/min，计算 Vc=54m/min。10002工步 2、a p=7.5mm f= 0.1mm/r Vc=50m/min 主轴转速 n=_ =1062r/min ,3.1415查表得1017 3.14 15n=1017r/min，计算 Vc=48

27、m/min。10003工步 3、ap=0.425mm , f= 0.1mm/rVc=60m/min 主轴转速1000 601017 3.14 17n=1124r/min，查表得 n=1017r/min，计算 Vc=543.14 171000m/min。4工步 4、Vc=50m/min 主轴转速 n=_50=1062r/min ,3.14510173 1415n=1017r/min，计算 Vc=-.- =48m/min10005工步 5、ap=0.425mm f= 0.1mm/r查表得ap=0.045mm f= 0.4mm/rVc=10m/min 主轴转速 n=1000 103.14 18= 1

28、77r/min17147 3.14 18查表得 n=147r/min，计算 Vc=8 m/min10006工步 6、1000 x10 a p=0.045mmf= 0.4mm/r Vc=10m/min 主轴转速 n=199 r/min ,3.146203 3.14 16 查表得 n=203r/min，计算 Vc=10m/min。10007工步 7、a p=0.03mm f= 0.4mm/r 手动进给。8工步&ap=0.03mm f= 0.4mm/r 手动进给。工序 2:1) 工 步 1ap=3mm fz=0.2-0.29mm/z 取 0.2mm/z,f=z fz=100.2=2mmVc=

29、64m/min主 轴转速 n=1000_64=255r/min , 查表得 n=235r/min , 计 算3.14汉80、,235x3.1480Vc=10002) 工步 2ap=1mm fz=0.1mm/z , f=z 汉 fz=10 汉 0.1=1mm/r Vc=124m/min 主轴转速1000124600 3.14 80.n=495r/min，查表得 n=600r/min，计算 Vc=15m/min3.14801000工步 3 同工步 14 )钻孔11ap=5.5mm Vc=5070m/min, 取 Vc=50 m/min1000 50n=3.1411主轴最大转速 1400 r/min

30、，所以取 n=1400 r/min本工序为钻11mm 的孔，选用 Z525 立式钻床加工 切削用量刀具采用莫氏锥柄麻花钻钻头，直径d=11mm 使用切削液。1. 确定进给量 f由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给2. 选用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 0.6mm 耐用度为 60min。3. 确定切削速度 V由表 5-132，- b=670MPafi 勺 HT200 的加工性为 5 类，据表 5-127，暂定进给 量f=0.16mm/r。由表 5-131，可查 v=16m/min。根据 Z525 立式钻床说明书选择 主轴实际转速 n=1400r/min。=59m

31、/min= 1447.6r/minVc=14003.1411=48.356m/min,18本工序为钻（13mm 的孔，选用 Z525 立式钻床加工 切削用量刀具采用莫氏锥柄麻花钻，直径 d=3mm 使用切削液。1. 确定进给量 f由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给2. 选用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 0.6mm 耐用度为 15min。3. 确定切削速度 V由表 5-132， 二b=670MPafi 勺 HT200 的加工性为 5 类， 据表 5-127， 暂定进给 量f=0.13mm/r。由表 5-131，可查 v=13m/min。根据 Z525 立式钻床

32、说明书选择 主轴实际转速 n=832r/min。!9第六章基本时间的确定1）工时定额的计算工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额Td二TfTbTxTz/N其中：Td是指但见时间定额Tj是指基本时间（机动时间），通过计算求得Tf是指辅助时间，一般取（1520） %Tj；Tj与Tf和称为作业时间Tb是指布置工作时间，一般按作业时间的（27）%估算Tx是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（24）%估算Tz是准备与终结时间，大量生产时，准备与终结时间忽略不计N 是指一批零件的个数F 表是各个工步基本时间的计算公式及其结果20序!l十h+丨2+ l3ap0.38T - _ih-,P+(23)1jf x ntanx镗：a12:(3