摇臂轴座课程设计.doc

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内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12五、心得体会23参考文献23一、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，孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个孔用M10螺杆与汽缸盖相连，1.5mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。汽缸盖内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。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-孔和以及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，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，再加底面实现完全定位，由于13mm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：上下端面粗铣精铣左右端面粗铣精铣端面粗铣精铣2-孔钻孔3mm 轴向槽精铣孔钻孔粗镗精镗因左右两端面均对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，左右端面上孔放后面加工。拟订加工路线方案，如下表：工序号工序名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(3)+ 外圆柱面07#钻两通孔10.5Z525钻床10.5麻花钻，铰刀塞规卡尺、内径百分表下端面(3)+ 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尺下端面(3)+ 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、内径百分表下端面(3)+ 外圆柱面12#镗孔到16X6132卧式铣床塞规卡尺、内径百分表下端面(3)+ 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(3)+ 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，通过计算，该零件质量约为3Kg，由参考文献（5）表14、表13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。式中 ： e 余量值； 铸件的最大尺寸； 加工表面最大尺寸； C 系数根据表3-12查表得出各个加工面得加工余量。经查表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IT7，根据表312确定余量2。工序12#粗镗工序。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,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粗镗_精镗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,=170240MPa，铸造;工件尺寸：=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ae90,深度ap6,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d0=80。根据切削用量手册后表3.16，选择刀具前角00后角016，副后角0=8，刃倾角：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： fz=83.9mm/min。3）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d0=80，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d0=80，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。 切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择,因此，实际进给量和每分钟进给量为：=5)校验机床功率 根据切削手册表3.24，近似为,根据机床使用说明书，主轴允许功率。故校验合格。最终确定: 6)计算基本工时 ，查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：则： 工序05# 粗铣上端面： 刀具，机床与上到工序相同，得出 , 工序06#粗铣左右端面：同时粗铣左右端面，圆盘铣刀一次加工完成不准调头计算切削用量： =2由 机械加工工艺手册表15.53可知：由切削用量手册表9.4-8可知： 各系数为 所以有 取 所以实际切削速度： 确定主轴转速： 切削工时： 工序07# 钻孔查机械制造工艺设计手册表3-38，取查机械制造工艺设计手册表3-42，取 查表机械制造工艺设计简明手册4.2-15，机床为Z525，选择转速实际切削速度：v= 切削工时带入公式：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#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: , 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16.020.08，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,查机械制造工艺设计手册2-8 取进给量为 故实际切削速度为： 此时作台每分钟进给量应为：计算切削基本工时：工序13#铣槽：加工条件：机床：x6132卧式铣.床.刀具：直齿三面刃铣刀其中 , 计算切削用量： 由机械加工工艺手册表15-53，表15-55可知： 确定主轴转速： 切削工时： 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，对于实际的内容，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213mm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。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样的机会，再此也感谢指导老师辛勤的工作和热心的帮助。参考文献1 杨叔子 主编 机械加工工艺师手册 机械工业出版社 2004.92 王绍俊 主编 机械制造工艺设计手册 哈尔滨工业大学 1981.53 赵如富 机械加工工艺人员手册M 上海：上海科学技术出版社，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工序号工序内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#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片零件名称摇臂轴座工序号01# 02# 03#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11铸造2时效3涂漆设计者指导教师共11页第1页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座工序号04#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具铣床X51安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11粗铣下端面立铣刀游标卡尺6020.49163.296029.540.31设计者 指导教师 共11页第2页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座工序号05#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具铣床X6132安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11粗铣上端面立铣刀游标卡尺4021.1583.915014.280.64设计者 指导教师 共11页第3页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座工序号06#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式铣床X6132安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11粗铣左右端面端铣刀游标卡尺3521152.654514.55 0.10设计者 指导教师 共11页第4页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座工序号07#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11钻2-10.5的孔锥柄麻花钻游标卡尺16.59827211.10.36设计者 指导教师 共11页第5页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座工序号08#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具铣床X51安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11精铣下端面立铣刀游标卡尺6020.49163.296029.540.31设计者 指导教师 共11页第6页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座工序号09#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具铣床X6132安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11粗铣上端面端铣刀游标卡尺4021.1583.915014.280.64设计者 指导教师 共11页第7页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座工序号10#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式铣床X6132安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11粗铣左右端面端铣刀游标卡尺4021152.654514.550.10设计者 指导教师 共11页第8页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座工序号11#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式铣床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11钻通孔锥柄麻花钻游标卡尺21152.654514.550.10设计者 指导教师 共11页第9页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座工序号12#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式铣床X6132安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11镗通孔锥柄麻花钻游标卡尺21152.654514.550.10设计者 指导教师 共11页第10页中北大学机械加工工艺卡片零件名称摇臂轴座工序号13#零件号1零件重量3kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min11铣槽端铣刀游标卡尺12.5136375132.60.75设计者 指导教师 共11页第11页