摇臂轴座专业课程设计.doc

机械制造技术基础课程设计说明书

年产量为600件 摇臂轴座 机械加工工艺规程设计

内容摘要
此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，具体分析了摇杆轴支座加工工艺，经过工艺方案比较和分析选择得到了符合技术要求工序，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，确保产品质量、节省能源、降低成本关键手段，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关键依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提升经济效益技术确保。
此次课程设计是在学习了《机械制造技术基础》基础上，为了深入巩固所学知识，而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综合性总复习，也是一次理论联络实际训练，所以，我们进行了此次课程设计。
经过此次课程设计对自己未来将从事工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、处理问题能力，能够更深入了解书本知识，并能够很好应用到实际工作之中，为以后愈加好地胜任我工作岗位打好基础。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能力。
因为能力有限，设计还有很多不足之处，恳请老师给批评指正。

目录
一、零件分析 1
1、零件作用 1
2、零件工艺分析 1
二、工艺规程定性设计 1
1、定位基准选择 1
2、制订加工工艺路线 2
三、工艺规程定量设计 4
1、机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确实定 4
2、切削余量及基础工时确实定 ·4
2.1 机械加工余量确定 4
2.2确定切削用量及基础工时 5
四、机械加工工艺过程 10
1、机械加工工艺过程卡 10
2．摇杆轴支座机械加工工序卡 12
五、心得体会 23
参考文件 23

一、零件分析
1、零件作用
摇杆轴支座是柴油机一个关键零件。是柴油机摇杆座结合部，孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座经过两个孔用M10螺杆和汽缸盖相连，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好，气门由摇杆凸轮机构驱动，摩擦力小且气门间隙由液压赔偿。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TDI发动机运孔尺寸精度和下端面0.1平面度和左右两端面孔尺寸精度，直接影响到进气孔和排气门传动精度及密封，2—孔尺寸精度，以上下两端面平行度0.08。所以，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，最终加工孔时以下端面为定位基准，以确保孔轴相对下端面位置精度。其零件图详见附图2：

2、零件工艺分析
由附图图2得悉，其材料为HT200。该材料含有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适适用于承受较大应力，要求耐磨零件。 该零件上关键加工面为上端面，下端面，左右端面，2-孔和和1.5mm轴向槽加工。

二、工艺规程定性设计
1、定位基准选择
定位基准选择：
精基准选择：气门摇杆轴支座下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵照基准重合标准，实现V形块十大平面定位方法（V形块采取联动夹紧机构夹紧）。Ø20（+0.1——+0.06）mm孔及左右两端面全部采取底面做基准，这使得工艺路线又遵照“基准统一”标准，下端面面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。
粗基准选择：考虑到以下几点要求，选择零件关键面和关键孔做基准。在确保各加工面全部有加工余量前提下，使关键孔或面加工余量尽可能均匀，另外，还要确保定位夹紧可靠性，装夹方便性，降低辅助时间，所以粗基准为上端面。
镗削Ø20（+0.1——+0.06）mm孔定位夹紧方案：
方案一：用一菱形销加一圆柱销定位两个Ø13mm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形块采取联动夹紧机构实现对R10外圆柱表面进行定位，再加底面实现完全定位，因为Ø13mm孔秒个精度不需要很高，故用做定位销孔极难确保精度，所以选择方案二。
2、制订加工工艺路线
依据各表面加工要求，和多种加工方法能达成经济精度，确定各表面及孔加工方法以下：
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位置要求，故它们加工宜采取工序集中标准，降低装次数，提升加工精度。依据先面后孔标准，将上端面下端面粗铣放在前面，左右端面上孔放后面加工。拟订加工路线方案，以下表：
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Φ10.5
Z525钻床
Φ10.5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Ø14
X6132卧式铣床
Φ14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Ø16
X6132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确实定
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选择铸件尺寸公差等级为CT-10。
依据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件生产纲领为600件/年，经过计算，该零件质量约为3Kg，由参考文件（5）表1—4、表1—3可知，其生产类型为大批生产，毛坯铸造方法选择砂型机器造型。另外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。参考文件<<机械加工工艺手册>>表2.3-12；用查表方法确定各表面加工余量以下表所表示：
加工表面
基础尺寸
加工余量等级
加工余量数值
说明
上端面
52mm
H
4mm
单侧加工
下端面
52mm
H
3mm
单侧加工
左端面
30mm
H
3mm
单侧加工
右端面
30mm
H
3mm
单侧加工
确定毛坯图：详见附图1

2、切削余量及基础工时确实定
2.1 机械加工余量确定
依据文件（1）可知计算底面加工余量公式以下。

式中 ： e ——余量值；
——铸件最大尺寸；
——加工表面最大尺寸；
C ——系数
依据<<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3—12可得，铣削上端面加工余量为4，又由零件对上顶端表面表面精度RA=12.5可知，粗铣铣削余量为4。底面铣削余量为3，粗铣铣削余量为2，铣余量1，精铣后公差登记为IT7～IT8。左右端面铣削余量为3，粗铣铣削余量为2，精铣余量1，精铣后公差登记为IT7～ＩＴ８，依据<<机械加工工艺手册>>表3—12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确定切削用量及基础工时
工序04#：粗铣下端面
(1)加工条件
工件材料：HT200,=170~240MPa，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ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故依据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1，取刀具直径d0=80。依据《切削用量手册后》表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝16，副后角α0’=8°，刃倾角：λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。
(2)切削用量
1）确定切削深度ap
依据手册等，选择ap=1.15，两次走刀即可完成。
2）确定每齿进给量fz
因为本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采取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
依据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；因为铣刀直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
依据《切削手册》表3.16，当d0=80，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/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： 。
依据《简明手册》表4.2-36，选择,所以，实际进给量和每分钟进给量为：
=

5)校验机床功率
依据《切削手册》表3.24，近似为,依据机床使用说明书，主轴许可功率。
故校验合格。最终确定:
6)计算基础工时
，
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，机床和上到工序相同，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# 精铣下端面和工序01#相同。
工序09# 精铣上端面和工序02#相同.
工序10# 精铣左右端面和工序03#相同
工序11#
钻通孔Ø16，工序步骤和工序20#相同，代入数据得出结果:
,

工序12#
镗孔到Ø16
因精镗和粗镗定位下底面和V型块，精镗后工序尺寸为16.02±0.08，和下底面位置精度为0.05,和左右端面位置精度为0.06, 且定位夹、紧时基准重合，故不需确保。0.06跳动公差由机床确保。
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：

计算切削基础工时：

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1

2．摇杆轴支座机械加工工序卡
查看附表1

五、心得体会
经过对气门摇杆轴支座机械加工工艺设计，使我学到了很多相关机械加工知识,这对于我以后学习和实践全部起到了至关关键作用，使我对学习夹具和工艺性设计产生了浓厚爱好，相信这次课程设计过后我才能有扎实基础感觉，碰到难题不放弃不害怕决心，对于实际内容，我关键归纳为以下两个方面：第首先：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，所以合适选择机械加工中定位基准,是能否确保气门摇杆轴支座技术要求关键问题之一。在气门摇杆轴支座实际加工过程中，选择气门摇杆轴支座底面作为定位基面，为确保2——Ø13mm孔尺寸精度和形状精度，可采取自为基准加工标准；确保两孔中心距精度要求，可采取互为基准标准加工。
对于加工关键表面，根据“先基准后通常”加工标准。气门摇杆轴支座关键加工表面为旁端面，较关键加工表面为上表面，次要加工表面是体表面、下表面等。
气门摇杆轴支座机械加工路线是围绕关键加工表面来安排，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补充和扩展，实现自我完善和独立工作过程，是大学学习特色和优势，展望未来，我们机械学子必将是社会发展有力力量，靠就是专著态度，良好学习习惯和真实设计实力。而这一切得来全部是努力结果，所以我要继续发扬这种精神，就像我终止知识点一样，以后还会更多更全方面更有规律性，也期望我们学校和学院给我们更多这么机会，再此也感谢指导老师辛勤工作和热心帮助。

参考文件
[1] 杨叔子 主编 机械加工工艺师手册 机械工业出版社 .9
[2] 王绍俊 主编 机械制造工艺设计手册 哈尔滨工业大学 1981.5
[3] 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，.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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
铸造

2
时效

3
涂漆

设计者

指导老师

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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
粗铣下端面
立铣刀
游标卡尺
60
2
0.49
163.2
960
29.54
0.31
设计者

指导老师

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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
粗铣上端面
立铣刀
游标卡尺
40
2
1.15
83.9
150
14.28
0.64
设计者

指导老师

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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
粗铣左右端面
端铣刀
游标卡尺
35
2
1
152.6
545
14.55
0.10
设计者

指导老师

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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
钻2-10.5孔
锥柄麻花钻
游标卡尺

1
6.5
98
272
11.1
0.36
设计者

指导老师

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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
精铣下端面
立铣刀
游标卡尺
60
2
0.49
163.2
960
29.54
0.31
设计者

指导老师

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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
粗铣上端面
端铣刀
游标卡尺
40
2
1.15
83.9
150
14.28
0.64
设计者

指导老师

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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
粗铣左右端面
端铣刀
游标卡尺
40
2
1
152.6
545
14.55
0.10
设计者

指导老师

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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
钻通孔
锥柄麻花钻
游标卡尺

2
1
152.6
545
14.55
0.10
设计者

指导老师

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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
镗通孔
锥柄麻花钻
游标卡尺

2
1
152.6
545
14.55
0.10
设计者

指导老师

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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
HT200
HBS151~229
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
基础工时min
1
1
铣槽
端铣刀
游标卡尺

1
2.5
136
375
132.6
0.75
设计者

指导老师

共11页
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