機械制造技術基礎課程設計說明書年產(chǎn)量為600件的 搖臂軸座 的機械加工工藝規(guī)程設計內容摘要本次課程設計課題是搖臂軸座（195柴油機）加工工藝規(guī)程設計，設計中綜合應用了工程圖學，機械設計，機械制造工程學，機械幾何精度設計等相關課程知識。本課程設計在搖臂軸座（195柴油機）工藝規(guī)程設計過程中，詳細的分析了搖桿軸支座的加工工藝，通過工藝方案的比較與分析選擇得到了符合技術要求的工序，形成了機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡。序言機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，保證產(chǎn)品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術保證。 本次課程設計是在學習了機械制造技術基礎的基礎上，為了進一步鞏固所學知識，并且在我們進行畢業(yè)設計之前對所學各科課程進行一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，我們進行了本次課程設計。通過本次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，能夠更深入理解課本知識，并能夠很好的應用到實際工作之中，為以后更好地勝任我的工作崗位打好基礎。同時，在課程設計過程中，我們認真查閱資料，切實鍛煉了我們自我學習的能力。由于能力有限，設計尚有諸多不足之處，懇請老師給予批評指正。目錄一、零件的分析11、零件的作用12、零件的工藝分析1二、工藝規(guī)程定性設計11、定位基準的選擇12、制定加工工藝路線2三、工藝規(guī)程定量設計41、機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定42、切削余量及基本工時的確定42.1 機械加工余量確定42.2確定切削用量及基本工時5四、機械加工工藝過程101、機械加工工藝過程卡102搖桿軸支座機械加工工序卡12五、心得體會23參考文獻23機械制造課程設計一、零件的分析1、零件的作用搖桿軸支座是柴油機一個主要零件。是柴油機搖桿座的結合部，孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進氣門搖桿，搖桿座通過兩個孔用M10螺桿與汽缸蓋相連，1.5mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉動。汽缸蓋內每缸四閥使燃燒室充氣最佳，氣門由搖桿凸輪機構驅動，摩擦力小且氣門間隙由液壓補償。這種結構可能減小燃油 消耗并改善排放。另外一個優(yōu)點是減小噪音，這種結構使3.0升的TDI發(fā)動機運孔的尺寸精度以及下端面0.1的平面度與左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進氣孔與排氣門的傳動精度及密封，2孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度0.08。因此，需要先以下端面為粗基準加工上端面，再以上端面為粗基準加工下端面，再把下端面作為精基準，最后加工孔時以下端面為定位基準，以保證孔軸相對下端面的位置精度。其零件圖詳見附圖2：2、零件的工藝分析由附圖圖2得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為上端面，下端面，左右端面，2-孔和以及1.5mm軸向槽的加工。二、工藝規(guī)程定性設計1、定位基準的選擇定位基準的選擇：精基準的選擇：氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則，實現(xiàn)V形塊十大平面的定位方式（V形塊采用聯(lián)動夾緊機構夾緊）。20（+0.1+0.06）mm孔及左右兩端面都采用底面做基準，這使得工藝路線又遵循“基準統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準。在保證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盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以粗基準為上端面。鏜削20（+0.1+0.06）mm孔的定位夾緊方案：方案一：用一菱形銷加一圓柱銷定位兩個13mm的孔，再加上底面定位實現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn)類型中。方案二：用V形塊十大平面定位V形塊采用聯(lián)動夾緊機構實現(xiàn)對R10的外圓柱表面進行定位，再加底面實現(xiàn)完全定位，由于13mm孔的秒個精度不需要很高，故用做定位銷孔很難保證精度，所以選擇方案二。2、制定加工工藝路線根據(jù)各表面加工要求，和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面及孔的加工方法如下：上下端面粗銑精銑左右端面粗銑精銑端面粗銑精銑2-孔鉆孔3mm 軸向槽精銑孔鉆孔粗鏜精鏜因左右兩端面均對孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔原則，將上端面下端面的粗銑放在前面，左右端面上孔放后面加工。擬訂加工路線方案，如下表：工序號工序名稱機床設備刀具量具定位基準01#鑄造02#時效03#涂漆04#粗銑下端面X51立式銑床端面銑刀游標卡尺上端面（3）+左右端（3）05#粗銑上端面X51立式銑床端面銑刀游標卡尺下端面（3）+左右端（3）06#粗銑左右端面（同時，不準調頭）X6132臥式銑床端面銑刀游標卡尺下端面(3)+ 外圓柱面07#鉆兩通孔10.5Z525鉆床10.5麻花鉆，鉸刀塞規(guī)卡尺、內徑百分表下端面(3)+ 外圓柱面08#精銑下端面X51立式銑床端面銑刀游標卡尺上端面（3）+左右端（3）09#精銑上端面X51立式銑床端面銑刀游標卡尺下端面（3）+左右端（3）10#精銑左右端面（同時，不準調頭）X6132臥式銑床端面銑刀游標卡尺下端面(3)+ 外圓柱面11#鉆通孔14X6132臥式銑床14麻花鉆擴刀，鉸刀塞規(guī)卡尺、內徑百分表下端面(3)+ 外圓柱面12#鏜孔到16X6132臥式銑床塞規(guī)卡尺、內徑百分表下端面(3)+ 外圓柱面13#粗-精銑軸向槽X6132臥式銑床端面銑刀塞規(guī)卡尺下端面(3)+ 外圓柱面14#入庫三、工藝規(guī)程定量設計1、機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇砂型機器造型鑄件毛坯。查機械制造技術基礎課程設計指南第120頁表5-3選用鑄件尺寸公差等級為CT-10。根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的生產(chǎn)綱領為600件/年，通過計算，該零件質量約為3Kg，由參考文獻（5）表14、表13可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。此外，為消除殘余應力，鑄造后安排人工時效處理。參考文獻<<機械加工工藝手冊>>表2.3-12；用查表方法確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級加工余量數(shù)值說明上端面52mmH4mm單側加工下端面52mmH3mm單側加工左端面30mmH3mm單側加工右端面30mmH3mm單側加工確定毛坯圖：詳見附圖12、切削余量及基本工時的確定2.1 機械加工余量確定根據(jù)文獻（1）可知計算底面加工余量公式如下。式中 ： e 余量值； 鑄件的最大尺寸； 加工表面最大尺寸； C 系數(shù)根據(jù)<<機械加工工藝手冊>>表3-12查表得出各個加工面得加工余量。經(jīng)查<<機械加工工藝手冊>>表312可得，銑削上端面的加工余量為4，又由零件對上頂端表面的表面精度RA=12.5可知，粗銑的銑削余量為4。底面銑削余量為3，粗銑的銑削余量為2，銑余量1，精銑后公差登記為IT7IT8。左右端面的銑削余量為3，粗銑的銑削余量為2，精銑余量1，精銑后公差登記為IT7，根據(jù)<<機械加工工藝手冊>>表312確定余量2。工序12#粗鏜工序。粗鏜余量表3-83取粗鏜為1.8，粗鏜切削余量為0.2,鉸孔后尺寸為,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級工序尺寸及公差粗鏜_精鏜2.2確定切削用量及基本工時工序04#：粗銑下端面(1)加工條件工件材料：HT200,=170240MPa，鑄造;工件尺寸：=13，l=36;加工要求：粗銑上端面加工余量4機床：X51立式銑床；刀具：立銑刀。銑削寬度ae90,深度ap6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表3.1，取刀具直徑d0=80。根據(jù)切削用量手冊后表3.16，選擇刀具前角00后角016，副后角0=8，刃傾角：s=10,主偏角Kr=60,過渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。(2)切削用量1）確定切削深度ap 根據(jù)手冊等，選擇ap=1.15，兩次走刀即可完成。2）確定每齒進給量fz 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端機床功率為4.5kw（據(jù)簡明手冊表4.2-35，X51立式銑床）選擇： fz=83.9mm/min。3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直d0=80，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)簡明手冊表3.8）。4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf根據(jù)切削手冊表3.16，當d0=80，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。 切削速度計算公式為：其中 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：確定機床主軸轉速： 。根據(jù)簡明手冊表4.2-36，選擇,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：=5)校驗機床功率 根據(jù)切削手冊表3.24，近似為,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率。故校驗合格。最終確定: 6)計算基本工時 ，查切削手冊表3. 26，入切量及超切量為：則： 工序05# 粗銑上端面： 刀具，機床與上到工序相同，得出 , 工序06#粗銑左右端面：同時粗銑左右端面，圓盤銑刀一次加工完成不準調頭計算切削用量： =2由 機械加工工藝手冊表15.53可知：由切削用量手冊表9.4-8可知： 各系數(shù)為 所以有 取 所以實際切削速度： 確定主軸轉速： 切削工時： 工序07# 鉆孔查機械制造工藝設計手冊表3-38，取查機械制造工藝設計手冊表3-42，取 查表機械制造工藝設計簡明手冊4.2-15，機床為Z525，選擇轉速實際切削速度：v= 切削工時帶入公式：工序08# 精銑下端面與工序01#相同。工序09# 精銑上端面與工序02#相同.工序10# 精銑左右端面與工序03#相同工序11#鉆通孔16，工序步驟與工序20#相同，代入數(shù)據(jù)得出結果: , 工序12#鏜孔到16因精鏜與粗鏜的定位的下底面與V型塊，精鏜后工序尺寸為16.020.08，與下底面的位置精度為0.05,與左右端面的位置精度為0.06, 且定位夾、緊時基準重合，故不需保證。0.06跳動公差由機床保證。粗鏜孔時因余量為1.9,故,查機械制造工藝設計手冊2-8 取進給量為 故實際切削速度為： 此時作臺每分鐘進給量應為：計算切削基本工時：工序13#銑槽：加工條件：機床：x6132臥式銑.床.刀具：直齒三面刃銑刀其中 , 計算切削用量： 由機械加工工藝手冊表15-53，表15-55可知： 確定主軸轉速： 切削工時： 四、機械加工工藝過程1、機械加工工藝過程卡查看附表12搖桿軸支座機械加工工序卡查看附表1五、心得體會通過對氣門搖桿軸支座的機械加工工藝的設計，使我學到了許多有關機械加工的知識,這對于我以后的學習和實踐都起到了至關重要的作用，使我對學習夾具和工藝性設計產(chǎn)生了濃厚的興趣，相信這次課程設計過后我才能有夯實基礎的感覺，遇到難題不放棄不膽怯的決心，對于實際的內容，我主要歸納為以下兩個方面：第一方面：氣門搖桿軸支座件外形較復雜，而剛性較差。且其技術要求很高，所以適當?shù)倪x擇機械加工中的定位基準,是能否保證氣門搖桿軸支座技術要求的重要問題之一。在氣門搖桿軸支座的實際加工過程中，選用氣門搖桿軸支座的底面作為定位基面，為保證213mm孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準的加工原則；保證兩孔的中心距精度要求，可采用互為基準原則加工。對于加工主要表面，按照“先基準后一般”的加工原則。氣門搖桿軸支座的主要加工表面為旁端面，較重要的加工表面為上表面，次要的加工表面是體表面、下表面等。氣門搖桿軸支座機械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的，氣門搖桿軸支座加工路線為工序集中。課程設計是對我們學習的補充和擴展，實現(xiàn)自我完善和獨立工作的過程，是大學學習的特色和優(yōu)勢，展望未來，我們機械的學子必將是社會發(fā)展的有力力量，靠的就是專著的態(tài)度，良好的學習習慣和真實的設計實力。而這一切的得來都是努力的結果，所以我要繼續(xù)發(fā)揚這種精神，就像我終結的知識點一樣，以后還會更多更全面更有規(guī)律性，也希望我們學校以及學院給予我們更多的這樣的機會，再此也感謝指導老師辛勤的工作和熱心的幫助。參考文獻1 楊叔子 主編 機械加工工藝師手冊 機械工業(yè)出版社 2004.92 王紹俊 主編 機械制造工藝設計手冊 哈爾濱工業(yè)大學 1981.53 趙如富 機械加工工藝人員手冊M 上海：上海科學技術出版社，2006.108附表1中北大學機械加工工序過程卡片鏜床產(chǎn)品型號零件名搖臂軸座共1頁產(chǎn)品名稱195柴油機第1頁材料牌號HT200毛坯種類鑄件毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)1工序號工序內容車間工段設備工藝設備備注01#02#03#04#精銑零件下端面，以上端面定位X51立式銑床通用夾具，立銑刀05#粗銑零件上端面，以下端面定位X51立式銑床通用夾具，立銑刀06#粗銑零件左右端面，以下端面定位X6132臥式銑床專用夾具，端銑刀07#鉆零件2孔，以下端面定位Z525立式鉆床專用夾具，錐柄麻花鉆08#精銑零件下端面，以上端面定位X51立式銑床通用夾具，立銑刀09#精銑零件上端面，以下端面定位X51立式銑床通用夾具，立銑刀10#精銑零件左右端面，以下端面定位X6132臥式銑床專用夾具，端銑刀11#鉆零件孔，以下端面定位Z525立式鉆床專用夾具，錐柄麻花鉆12#鏜零件孔，以下端面定位X6132臥式銑床專用夾具，錐柄麻花鉆13#銑零件1.5mm槽，以上端面定位X6132臥式銑床專用夾具，直齒三面刃銑刀14#終檢入庫編制審核中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號01# 02# 03#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11鑄造2時效3涂漆設計者指導教師共11頁第1頁中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號04#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具銑床X51安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11粗銑下端面立銑刀游標卡尺6020.49163.296029.540.31設計者 指導教師 共11頁第2頁中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號05#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具銑床X6132安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11粗銑上端面立銑刀游標卡尺4021.1583.915014.280.64設計者 指導教師 共11頁第3頁中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號06#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具臥式銑床X6132安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11粗銑左右端面端銑刀游標卡尺3521152.654514.55 0.10設計者 指導教師 共11頁第4頁中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號07#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具鉆床Z525安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11鉆2-10.5的孔錐柄麻花鉆游標卡尺16.59827211.10.36設計者 指導教師 共11頁第5頁中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號08#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具銑床X51安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11精銑下端面立銑刀游標卡尺6020.49163.296029.540.31設計者 指導教師 共11頁第6頁中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號09#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具銑床X6132安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11粗銑上端面端銑刀游標卡尺4021.1583.915014.280.64設計者 指導教師 共11頁第7頁中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號10#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具臥式銑床X6132安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11粗銑左右端面端銑刀游標卡尺4021152.654514.550.10設計者 指導教師 共11頁第8頁中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號11#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具臥式銑床Z525安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11鉆通孔錐柄麻花鉆游標卡尺21152.654514.550.10設計者 指導教師 共11頁第9頁中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號12#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具臥式銑床X6132安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11鏜通孔錐柄麻花鉆游標卡尺21152.654514.550.10設計者 指導教師 共11頁第10頁中北大學機械加工工藝卡片零件名稱搖臂軸座工序號13#零件號1零件重量3kg同時加工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200HBS151229鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具立式鉆床Z525安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/min主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min11銑槽端銑刀游標卡尺12.5136375132.60.75設計者 指導教師 共11頁第11頁