机械制造课程设计说明书(重庆理工大学)Word文档格式.doc

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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（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：

1、50底面

2、上端面

3、2-Φ13孔

4、轴向槽

5、2-Φ32端面

6、Φ20孔

一、零件的分析

（一）零件的作用

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，Ø

20（+0.10—+0.16）孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个Ø

13mm孔用M12螺杆与汽缸盖相连，3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。

（二）零件的工艺分析

由零件图得知，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-Ø

13mm孔和Ø

20（+0.1——+0.06）mm以及3mm轴向槽的加工。

Ø

20（+0.1——+0.06）mm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0.055mm。

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Ø

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《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

依设计题目知：

Q=4000件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。

查表1-3知气门摇杆支座属轻型零件，计算后由表1-4知，该零件生产类型为中批生产。

二、确定毛坯的制造形式

由零件图可知，其材料为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，2×

Φ13孔，Φ20（+0.06~+0.10）孔以及3mm宽的轴向槽的加工。

其中Φ20（+0.06~+0.10）孔的尺寸精度以及下端面相对于Φ20（+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Φ20（+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CT10~11，加工余量等级MA选择H级。

《实用加工工艺手册》

《机械加工工艺手册》

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，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：

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Φ20（+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Φ13mm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量生产类型中。

方案二：

用V形块十大平面定位

V型块采用联动夹紧机构实现对R10的外圆柱表面进行定位，再加底面实现完全定位，由于Φ13mm的孔的加工精度不需要很高，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

上端面

精铣

下端面

粗铣

左端面

粗铣—精铣

右端面

2—Ø

13mm孔

钻孔

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Ø

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Ø

20（+0.1—+0.006）mm孔放后面加工。

初步拟订加工路线如下：

（1）、工艺路线方案一：

工序10：

铸造

工序20：

时效

工序30：

粗、精铣50底面

工序40：

粗铣上端面

工序50：

钻2-Φ13通孔

工序60：

铣轴向槽

工序70：

粗车、半精车、精车左右两Φ32端面

工序80：

钻Φ18的孔，扩孔至Φ19.8、铰孔至Φ20，倒角

工序90：

清洗去毛刺

工序100：

验收

工序110：

入库

（2）、工艺路线方案二：

（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是：

方案一把钻2-Φ13

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：

四、加工工序的计算

“气门摇轴支座”零件材料HT200，毛坯的重量约为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：

1、50底面，表面粗糙度为Ra6.3，查《切削用量手册》表2-8得，单边总余量Z=2.0

粗铣单边余量Z=1.5

精铣单边余量Z=0.5

2、上端面，表面粗糙度为Ra6.3，查《切削用量手册》表2-8得，单边总余量Z=2.0

3、2×

Φ13孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造。

4、轴向槽，因尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造。

5、Φ32端面，表面粗糙度为Ra1.6，查《切削用量手册》表2-8得，单边总余量Z=2.0

粗车单边余量Z=1.5

半精车单边余量Z=0.4

精车单边余量Z=0.1

6、Φ20孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造。

7、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。

五、确定切削用量时及基本工时

粗、精铣50底面

工步一：

粗铣50底面

1.选择刀具

刀具选择端铣刀，刀片采用YG8，

ap=1.5mm，d0=60mm，v=85m/min，z=4。

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）完成，则ap=1.5mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度.

根据表查出fz=0.2mm/齿，则

按机床标准选取nw＝475r/min

3）计算工时

切削工时：

l=25mm，l1=1.5mm，l2=3mm，则机动工时为

工步二：

精铣50底面

刀具选择端铣刀，刀片采用YG8

ap=0.5mm，d0=40mm,v=85m/min,z=4

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）完成，则ap=0.5mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。

根据表查出fz=0.2mm/齿