摇臂轴座课程设计

1、机械制造技术基础课程设计说明书年产量为600件的 摇臂轴座 的机械加工工艺规程设计容摘要本次课程设计课题是摇臂轴座（ 195 柴油机）加工工艺规程设计，设计中综合 应用了工程图学，机械设计，机械制造工程学，机械几何精度设计等相关课程知识。 本课程设计在摇臂轴座（ 195 柴油机）工艺规程设计过程中，详细的分析了摇杆轴 支座的加工工艺，通过工艺方案的比较与分析选择得到了符合技术要求的工序，形 成了机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。序言机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业 进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是

2、 企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。本次课程设计是在学习了机械制造技术基础的基础上，为了进一步巩固所学知识，并且在 我们进行毕业设计之前对所学各科课程进行一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实 际的训练，因此，我们进行了本次课程设计。通过本次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，能够更深入理解课本知识，并能够很好的应用到实际工作之中，为以后更好 地胜任我的工作岗位打好基础。同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实锻炼了我 们自我学习的能力。由于能力有限，设计尚有诸多不足之处，恳请老师给予批评指正。目录

3、一、零件的分析 11、零件的作用 12、零件的工艺分析 1二、工艺规程定性设计 11、定位基准的选择 12、制定加工工艺路线 2三、工艺规程定量设计 41、机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 42、切削余量及基本工时的确定 42.1 机械加工余量确定 42.2 确定切削用量及基本工时 5四、机械加工工艺过程 101、机械加工工艺过程卡 102摇杆轴支座机械加工工序卡 10五、心得体会 11参考文献 11一、零件的分析1、零件的作用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， 16H10(00.01) 孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个10.5孔用M10螺杆与

4、汽缸盖相连，1.5mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。汽缸盖每缸四阀使燃烧室 充气最佳，气门由摇杆凸轮机构驱动，摩擦力小且气门间隙由液压补偿。这种结构 可能减小燃油 消耗并改善排放。另外一个优点是减小噪音，这种结构使 3.0 升的TDI发动机运16H1O(oO.O1)孔的尺寸精度以及下端面0.1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 10.5孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度 0.08。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16H10( oO.O1 )孔时以下端面为定位基准，以保证孔轴相

5、对下端面的位置精度。其零件图详见附图2：2、零件的工艺分析由附图图2得知，其材料为HT20Q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，2-10.5孔和16H1O(0°.01)以及1.5mm轴向槽的加工。二、工艺规程定性设计1、定位基准的选择定位基准的选择： 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)mm孔及左右两端面都采用底面做基准

6、，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。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。镗削？20( +0.1 +0.06)mm孔的定位夹紧方案：方案一：用一菱形销加一圆柱销定位两个？13mm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。方案二：用V形块十大平面定位V形块采用联动夹紧机构实现对 R10的外圆柱表面进行定位，再加

7、底面实现完 全定位，由于？13mn孔的秒个精度不需要很高，故用做定位销孔很难保证精度，所 以选择方案二。2、制定加工工艺路线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：上下端面粗铣一精铣左右端面粗铣一精铣端面粗铣一精铣2- 13 孔钻孔3mm轴向槽精铣20( 0.10 0.16)孔钻孔一粗镗一精镗因左右两端面均对20( 0.10 0.16)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。根据先面后孔原则，将上端面下端 面的粗铣放在前面，左右端面上20( 0.10 0.16)孔放后面加工。拟订加工路线方案，如下表：工序号工序名

8、称机床设备刀具量具定位基准01#铸造02#时效03#涂漆04#粗铣下端面X51立式铣床端面铣刀游标卡尺上端面（3） +左右端（3）05#粗铣上端面X51立式铣床端面铣刀游标卡尺下端面（3） +左右端（3）06#粗铣左右端面（同时，不准调头）X6132卧式铣床端面铣刀游标卡尺下端面+外圆柱面07#钻两通孔 10.5Z525 钻床 10.5麻花钻，铰刀塞规卡尺、径百分表下端面+外圆柱面08#精铣下端面X51立式铣床端面铣刀游标卡尺上端面（3） +左右端（3）09#精铣上端面X51立式铣床端面铣刀游标卡尺下端面（3） +左右端（3）10#精铣左右端面（同时，不准调头）X6132卧式铣床端面铣刀游标卡

9、尺下端面+外圆柱面11#钻通孔?14X6132卧式铣床14麻花钻扩刀，铰刀塞规卡尺、径百分表下端面+外圆柱面12#镗孔到?16X6132卧式铣床塞规卡尺、径百分表下端面+外圆柱面13#粗-精铣轴向槽X6132卧式铣床端面铣刀塞规卡尺下端面+外圆柱面14#入库三、工艺规程定量设计1、机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比 较简单，生产类型为大批生产，故选择砂型机器造型铸件毛坯。查机械制造技术 基础课程设计指南第120页表5-3选用铸件尺寸公差等级为 CT-10。根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为600件/年，通

10、过计算，该零件质量约为3Kg，由参考文献（5）表1 4、表1 3可知，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 <<机械加工工艺手册 >>表2.3-12;用查表方法确定各表面的加工 余量如下表所示：加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明上端面52mmH4mm单侧加工下端面52mmH3mm单侧加工左端面30mmH3mm单侧加工右端面30mmH3mm单侧加工确定毛坯图：详见附图12、切削余量及基本工时的确定2.1机械加工余量确定根据文献（1）可知计算底面加工余量公式如下0.20.15AmaxA式中

11、：余量值;Amax 铸件的最大尺寸；A加工表面最大尺寸；c系数根据机械加工工艺手册 表3-12查表得出各个加工面得加工余量。经查机械加工工艺手册 表312可得，铣削上端面的加工余量为4,又由零件对上顶端表面的表面精度 RA=12.5可知，粗铣的铣削余量为 4。底面铣削余量 为3,粗铣的铣削余量为2,铣余量1,精铣后公差登记为IT7IT8。左右端面的铣 削余量为3,粗铣的铣削余量为2,精铣余量1,精铣后公差登记为IT7IT8, 根据机械加工工艺手册 表312确定余量2。工序12#粗镗14工序。粗镗余量 表3-83取粗镗为1.8，粗镗切削余量为0.2,铰孔后尺寸为16H10(00'01),

12、各工步余 量和工序尺寸公差列于下表表2.1各工步加工尺寸加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差14粗镗1.815.815.8精镗0.2H1016H10(00.01)2.2确定切削用量及基本工时工序04#:粗铣下端面(1) 加工条件工件材料：HT200, b=170240MPa 铸造；工件尺寸：amax=13, l=36;加工要求：粗铣上端面加工余量 4机床：X51立式铣床；刀具：立铣刀。铣削宽度ae 90,深度ap 6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册 表3.1 ,取刀具直径d°=80。根据切削用量手册后表3.16 ,选择刀具前角丫。二0° 后角a o= 1

13、6,副后角 a o'=8°,刃倾角：入s= 10° ,主偏角 Kr=60° ,过渡刃 Kr & =30° ,副偏角 Kr' =5°。(2) 切削用量1) 确定切削深度ap根据手册等，选择ap=1.15，两次走刀即可完成2）确定每齿进给量fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端机床功率为4.5kw （据简明手册表4.2-35 , X51立式铣床）选择：f z=83.9mm/mino3）确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm由于铣刀直d°=8

14、0,故刀具使用寿命T=180min （据简明手册表3.8 ）。4）计算切削速度Vc和每分钟进给量Vf根据切削手册表 3.16，当 d°=80, Z=12，apW7.5，fz<0.18mm/z 时，vt=98m/min,nt=250r/min,v ft =471mm/min 各修正系数为：kM= 1.0， ks= 0.8。切削速度计算公式为：cvdoqvTmapxvfzyvaeuvzPv其中 ae 50mm， ap 4mm， Cv 245， qv 0.2，Xv O.15，yv 0.35，kv kMv kSv 1.00.80.8 ， uv 0.2 ，pv0 ， m0.32， T18

15、0 min，z 0.18mm/z， Z 12将以上数据代入公式:245 125 0.2vc0 321804 0.150.080.35 50 0.2 12 0.8142m/min确定机床主轴转速:ns1000vc 150r/min。dw根据简明手册表4.2-36，选择 nc 300r/mn, vfc390mr/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为:d0n 3.14 125 300=m/min1000 1000118m/minzcfc / ncz390/300 12 mm/s0.1mm/s5) 校验机床功率根据切削手册表 3.24 ，近似为 Pcc 3.3kw , 根据机床使用说明书，主轴允许

16、功率 Pcm 4.5 0.75kw 3.375kw Pcc 。故校验合格。最终确定 :ap 4.0， nc 300r/min ，vf 390mm/s ， v c 118m/min ，f z 0.1mm/z 6) 计算基本工时t m L/v, L L y ,l 176 ，查切削手册表 3. 26 ，入切量及超切量为： y 40则：T m L/v f 0.64mim工序 05#粗铣上端面： 刀具，机床与上到工序相同，得出ae 24mm , ap 0.5mm f 163.2m/minns 960r/min vc = 29.54m/min tm = 0.31min工序 06# 粗铣左右端面：同时粗铣左

17、右端面，圆盘铣刀一次加工完成不准调头 计算切削用量：ap =2由 机械加工工艺手册表 15.53 可知：f af z 0.20 12 2.4mm / r由切削用量手册表 9.4-8 可知：v t 10.91m/s ， n t 1.35r/s ，v ft 1.70m/s各系数为Kmvv K mn K mf 0.69Ksv Ksn Ksf 0.8V 0.75r/sV = 0.94mm/snt0.792r/s47.5r/m n nt 0.792r/s47.5r/mi nVfc 1.0mn/s所以实际切削速度:确定主轴转速：切削工时：v = 14.55m/min f =152.6mm/mi n1000

18、h l2 17mm l 75mmn 二 100v = 7r/s = 545r/mind°Tj 0.1min工序07#钻孔10.5查机械制造工艺设计手册表 3-38，取f 98 mm/min查机械制造工艺设计手册表 3-42，取v 11.1m/min1000vn272r/mi nd查表机械制造工艺设计简明手册4.2-15，机床为Z525,选择转速nw 545 r/min9.08 r/s实际切削速度：v=nwdw9.08 3.14 110.31m/s1000 1000切削工时带入公式：Tjl1 l 20.36minnw工序08#精铣下端面与工序01#相同。工序09#精铣上端面与工序02#

19、相同.工序10#精铣左右端面与工序03#相同工序11#钻通孔？16,工序步骤与工序20#相同，代入数据得出结果ns = 960r/mn vc = 15m/min t m = 1.45min工序12#镗孔到?16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16.02 ± 0.08，与下底面的位置精度为0.05,与左右端面的位置精度为0.06,且定位夹、紧时基准重 合，故不需保证。0.06跳动公差由机床保证。粗镗孔时因余量为1.9,故ap 1.9,查机械制造工艺设计手册2-8V 0.4m/s 24m/min取进给量为f 002mm/r1000 vn380r/mi nd故实际切削速

20、度为：v 也 15m/min1000此时作台每分钟进给量f m应为:f zZ nw 56.25mm/min计算切削基本工时:tmI yfm1.45 min工序13#铣槽：15-53，表 15-55 可知:加工条件：机床：x6132卧式铣.床.刀具：直齿三面刃铣刀其中d 80, z 18计算切削用量：ap 10由机械加工工艺手册表af136 /min v132.6n/min确定主轴转速:切削工时：1000V n =do=375r/m intm 0.75min四、机械加工工艺过程1、机械加工工艺过程卡查看附表12.摇杆轴支座机械加工工序卡查看附表1五、心得体会通过对气门摇杆轴支座的机械加工工艺的设

21、计，使我学到了许多有关机械加工 的知识, 这对于我以后的学习和实践都起到了至关重要的作用， 使我对学习夹具和工 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，对于实际的容，我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

22、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。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，所以我要继续发扬这种精神，就像我终结的知识点一样，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

23、样的机会，再此也感 指导老师辛勤的工作和热心的帮助。参考文献1 叔子 主编 机械加工工艺师手册 机械工业 2004.92 王绍俊 主编 机械制造工艺设计手册 工业大学 1981.53 如富 机械加工工艺人员手册 M ：科学技术， 2006.10附表1中北大学机械加工工序过程卡片镗 床产品型号零件名摇臂轴座共1页产品名称195柴油机第1页材料牌 号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺 寸每毛坯可制件 数1每台件数1工序号工序容车间工段设备工艺设备备注01#02#03#04#精铣零件下端面，以上端面定位X51立式铣床通用夹具，立铣刀05#粗铣零件上端面，以下端面定位X51立式铣床通用夹具，立铣刀06#

24、粗铣零件左右端面，以下端面定位X6132卧式铣床专用夹具，端铣刀07#钻零件2 10.5孔，以下端面定位Z525立式钻床专用夹具，锥柄麻花钻08#精铣零件下端面，以上端面定位X51立式铣床通用夹具，立铣刀09#精铣零件上端面，以下端面定位X51立式铣床通用夹具，立铣刀10#精铣零件左右端面，以下端面定位X6132卧式铣床专用夹具，端铣刀11#钻零件14孔，以下端面定位Z525立式钻床专用夹具，锥柄麻花钻12#镗零件16孔，以下端面定位X6132卧式铣床专用夹具，锥柄麻花钻13#铣零件1.5mm槽，以上端面定位X6132卧式铣床专用夹具，直齿三面刃铣刀14#终检入库编制审核中北大学机械加工工艺卡

25、片零件名称摇臂轴座设计者安装及工步说明铸造时效涂漆走刀长度mm指导教师零件重量3kg材料牌号硬度HT200HBS151229设备名称型号走刀次切削深度mm工序号零件号同时加工件数毛坯铸件夹具共11页01# 02#03#11重量辅助工具零件重量材料牌号HT200设备名称铣床3kg毛坯安装及工步说明粗铣下端面刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm设计者硬度HBS151229型号铸件夹具重量辅助工具/、型号X51进给量mm/min专用夹具主轴转速r/mi n切削速度m/min立铣刀游标卡尺指导教师600.49163.296029.54共11页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座基本工时min0

26、.31安工安装及工刀具量具走刀长度装步步说明mm11粗铣上端立铣游标卡40面刀尺设计者指导教师零件重量材料走刀次数3kg工序号零件号同时加工件数毛坯牌号HT200硬度HBS151229设备型号 铸件 夹具名称铣床切削深度mm1.15型号X613283.9150专用夹具14.28共11页05#11重量辅助工具0.64零件重量材料牌号HT200设备名称卧式铣床3kg硬度HBS151229型号X6132毛坯设计者型号铸件夹具专用夹具重量辅助工具/、安装及工步说明粗铣左右端面刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/mi n切削速度m/min基本工时min端铣刀游标卡尺指导

27、教师35152.654514.550.10中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座共11页jr J 才 r k/Lz/| y /Lzr rJr/j/r2jrjty/ yJT/ / / / / /JjFr2孑101O(5安 装工步安装及工步 说明刀具量具走刀长度mm11钻 2- 10.5的孔锥柄麻花 钻游标卡 尺设计者指导教师零件重量材料牌号HT200设备名称钻床走刀 切削深 次数 度mm16.53kg硬度HBS151229型号Z525工序号零件号同时加工件数型号铸件夹具毛坯专用夹具9827207#11重量辅助工具/、基本工时min11.10.36共11页 第5页安装工步安装及 工步说 明刀具量具走刀长度mm11精铣下 端面立铣刀游标卡 尺60设计者指导教师中北大学机械加工工艺卡片安装零件重量材料牌号HT200设备名称铣床3kg硬度HBS151229型号X51毛坯走刀次数切削深度mm进给量mm/min0.49163.2零件名称摇臂轴座型号铸件夹具专用夹具主轴转速r/mi n960重量辅助工具/、切