机械制造课程设计说明书重庆理工大学.docx
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机械制造课程设计说明书重庆理工大学
第一部分：
设计目的……………………………………2
第二部分：
设计步骤
一、零件的分析…………………………………………4
二、确定毛坯，画毛坯、零件图………………………6
三、工艺规程设计………………………………………7
四、加工工序设计………………………………………11
五、确定切削用量时及基本工时………………………13
六、夹具设计……………………………………………24
七、总结…………………………………………………30
八、致谢及参考文献……………………………………33
第三部分：
填写机械加工工艺卡和机械加工工序卡
第四部分：
零件图、毛坯图、夹具装配图、夹具零件图
第一部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
和大部分专业课，并进行了生产实习含机床夹具设
基础上进行的一个教学环节。
这次设计使我们能综合运机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到
实践知识，独立地分析和解决工艺问题。
初步具备了设
一个中等复杂程度零件（气门摇杆轴支座）的工艺规程能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计
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，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
13孔3、2-Φ
4、轴向槽
、2-Φ端面325
、Φ620孔
一、零件的分析
零件的作用
（一）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，?
+0.10—+0.16
轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个轴向槽用于锁紧摇3mm孔用M12螺杆与汽缸盖相连，杆轴，使之不转动。
零件的工艺分析
（二）
由零件图得知，其材料为
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-?
13mm
20（?
20
）孔装摇杆轴，
?
mm
13mm以及
（）
。
该材料具有较HT200+0.1——+0.06孔和
3mm轴向槽的加工。
孔的尺寸精度以及下（?
20+0.1——+0.06）mm直0.05mm端面的平面度与左右两端面孔的尺寸精度，接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封。
孔的尺寸精度，以上下两端面的平行?
13mm×20.055mm度。
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孔时以下端面（?
20最后加工准，+0.1mm）+0.06——为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。
．
《实用加工工艺手册》
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备品率结合生产实际，Q=4000件/年，依设计题目知：
知气门摇分别取a%和废品率b%3%和0.5%1-3。
查表该零件生产类知，杆支座属轻型零件，计算后由表1-4型为中批生产。
二、确定毛坯的制造形式
《实用加工工艺手册》
《机械加工工艺手册》
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。
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，实形块采用联动夹紧机构现V形块十大平面的定位方式（V夹紧）。
孔及左右两端面都采用底mm+0.06）——?
20（+0.1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1○还要保证定位夹紧的可靠性，此外，的加工余量尽量均匀，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。
+0.06）mm孔的定位夹紧方案：
——镗削Φ220（+0.1○
的孔，用一菱形销加一圆柱销定位两个Φ13mm方案一：
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形块十大平面定位的外圆柱表面进R10V型块采用联动夹紧机构实现对的孔的加工由于Φ行定位，再加底面实现完全定位，13mm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
精铣上端面
粗铣下端面
粗铣—精铣左端面
粗铣—精铣右端面钻孔—?
13mm孔2精铣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?
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?
20（+0.1—+0.006）mm孔放后面加工。
初步拟订加工路线如下：
）、工艺路线方案一：
（110：
铸造工序：
时效工序20底面：
粗、精铣50工序30：
粗铣上端面工序40工序50：
钻2-Φ13通孔：
铣轴向槽工序60端面：
粗车、半精车、精车左右两Φ32工序70工序80：
钻Φ18的孔，扩孔至Φ19.8、铰孔至Φ20，倒角：
清洗去毛刺工序90100：
验收工序：
入库工序110）、工艺路线方案二：
（210：
铸造工序工序20：
时效50工序30：
粗、精铣底面40工序：
粗铣上端面50工序：
铣轴向槽32端面60工序：
粗车、半精车、精车左右两Φ，倒2019.81870工序：
钻Φ的孔，扩孔至Φ、铰孔至Φ角通孔13Φ：
钻80工序2-
：
清洗去毛刺90工序
100：
验收工序：
入库工序110（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13
是：
方案一把钻2-Φ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：
工序10：
铸造：
时效工序20工序底面30：
粗、精铣50：
粗铣上端面工序4013通孔2-工序50：
钻Φ工序：
铣轴向槽60工序70：
粗车、半精车、精车左右两Φ32端面，倒2019.81880工序：
钻Φ的孔，扩孔至Φ、铰孔至Φ角工序90：
清洗去毛刺：
验收工序100：
入库工序110四、加工工序的计算．
，毛坯的重量约为“气门摇轴支座”零件材料HT2001.4g，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：
，查《切削用量手册》Ra6.3、150底面，表面粗糙度为Z=2.0表2-8得，单边总余量Z=1.5粗铣单边余量Z=0.5单边余量精铣，查《切削用量手册》、上端面，表面粗糙度为Ra6.32Z=2.02-8得，单边总余量表Z=1.5粗铣单边余量Z=0.5单边余量精铣孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故2×Φ133、采用实心铸造。
、轴向槽，因尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心4铸造。
，查《切削用量手32、Φ端面，表面粗糙度为Ra1.65Z=2.0
得，单边总余量2-8册》表．
《切削用量手册》
Z=1.5单边余量粗车Z=0.4半精车单边余量Z=0.1单边余量精车孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采、Φ206用实心铸造。
、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公7差，由铸造可直接获得。
五、确定切削用量时及基本工时．
表2-8
10工序：
铸造：
时效工序20
30：
粗、精铣50底面工序
50底面工步一：
粗铣1.选择刀具
YG8，刀具选择端铣刀，刀片采用
admmvmz=4。
=85/min=1.5mm，=60，，p0
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）
a=1.5mm完成，则p
铣床说明《X512）决定每次进给量及切削速度
书》根据X51型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚
度.
fmm/根据表查出齿，则=0.2z
nr/min
＝按机床标准选取475w
计算工时3）．
mmmmlmmll，则机动工时切削工时：
=25，，=3=1.521为
工步二：
精铣50底面
1.选择刀具
刀具选择端铣刀，刀片采用YG8
amm，d=40mm,v=85m/min,z=4
=0.50p2.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）
mma=0.5完成，则p）决定每次进给量及切削速度2
中等系统4.5kw，其功率为为根据X51型铣床说明书，
刚度。
mmf根据表查出，则=0.2/齿z
r/min
675按机床标准选取n＝w
计算工时2）．
mm,lmm,llmm，则机切削工时：
=0.5=25=321动工时为
工序40：
粗铣上端面
1.选择刀具
刀具选取端铣刀，刀片采用YG8
ammdmmvmz=4。
，/min=30，，=85=2.0p02.决定铣削用量
1）决定铣削深度
因为加工精度相对不高，故一次加工即可完成，则
amm
=2.0p2）决定每次进给量及切削速度铣床说明X51《根据X51型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统书》刚度。
fzmm/齿，则=0.2根据表查出
nw=900r/min
按机床标准选取
）计算工时3．
mmllmmlmm，则机动工=2.0=3切削工时:
=45，，21时为
工序50：
钻2×Φ13通孔
f：
根据参考文献《》表2-7，确定进给量机床夹具设计手册《机床夹具设mmdφMPabσ0=时，当钢的<800，13计手册》表2-7、2-13及2-14rfm孔时。
由于本零件在加工Φ=0.39~0.4713/
，属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75
rmmf/则0.75=0.29~0.35=（0.39~0.47）×
rfmm/=0.25根据Z525机床说明书，现取2-13表根据参考文献切削速度：
《机床夹具设计手册》mv/min2-14，查得切削速度=18所以及表
nr/min根据机床说明书，取=475，故实际切削速度为w
lmm，lmmlmm,，=3则机动工时切削工时：
=78=6.521为
t=1.474min
总的工时：
T=2m
工序60：
铣轴向槽
1、选择刀具
刀具选取锯片铣刀，刀片采用YG8,
ammdmmzmv=4。
，/min=80，，=75=3.0p0
2.决定铣削用量
1）决定铣削深度
因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则
amm
=3.0p
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7.5kw，中等系统刚度。
根据表查出/齿，则mmf=0.2z
按机床标准选取nr/min
275＝w
当时n＝275r/minw
mm/r
znff275=220×=4×=0.2wmz按机床标准选取fmmr/=200m
3）计算工时
切削工时：
则机动工时为mmmmll，==245，21
工序70：
粗车、半精车、精车左右两Φ32端面
工步一：
粗车左右两Φ32端面
车削深度，表面粗糙度为故可以选择a=1.5mm，Ra1.6，1）p《切削手册》表三次走刀（粗车、半精车、精车）即可完成所需长度3.83.7。
2）机床功率为查《切削手册》选。
7.5kw。
f=0.14~0.24mm/z
较小量f=0.14mm/z。
《CA6140卧式车查后刀面最大磨损及寿命3）床说明书》
，后刀面最大磨损为查《切削手册》表3.71.0~1.5mm。
T寿命查《切削手册》表3.8=180min
，
计算切削速度按《切削手册》，查得）4，＝V98mm/sc=490mm/s
n=439r/min,Vf据CA6140卧式车床车床参数，选择
n=475r/min,V=475mm/s
fcc则实际切削速度实475/1000=119.3m/min,×=3.14V×80c际进给量为f=V/nz=475/（300×10）=0.16mm/z。
czcfc
5）校验机床功率查《切削手册》而机床所能提供Pcc=1.1kw,
功率为。
Pcm>Pcc
故校验合格。
最终确定，=119.3m/min=475r/min,V，n=475mm/s，Va=1.5mmcfccp=0.16mm/z
fz6）计算基本工时t＝L/V=（16+1.5+3）/（475×0.16）=0.2697minfm总的工时：
T=2t=0.539minm
工步二：
半精车左右两Φ32端面1）车削深度，表面粗糙度为故可以选择a=0.4mm，Ra1.6，p三次走刀（粗车、半精车、精车）即可完成所需长度。
机床功率为查《切削手册》选。
7.5kw。
2）f=0.14~0.24mm/z较小量f=0.14mm/z。
查后刀面最大磨损及寿命3）查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
T=180min
，寿命查《切削手册》表3.8计算切削速度按《切削手册》，查得，98mm/sV＝4）c=490mm/s
n=439r/min,Vf据CA6140卧式车床车床参数，选择n=475r/min,V=475mm/s
fcc则实际切削速度实475/1000=119.3m/min,80×V=3.14×c际进给量为f=V/nz=475/（300×10）=0.16mm/z。
czcfc而机床所能提供《切削手册》校验机床功率查Pcc=1.1kw,5）Pcm>Pcc功率为。
切削手册》表<3.7-3.8
《CA6140卧式车床说明书》
故校验合格。
最终确定，，V=119.3m/min=1.5mm，n=475r/min,V=475mm/saccpfc。
f=0.16mm/zz6）计算基本工时t＝L/V=（16+0.4+3）/（475×0.16）=0.2553min。
fm总的工时：
T=2t=0.511min
m工步三：
精车左右两Φ32端面车削深度，表面粗糙度为Ra1.6，故可以选择a）=0.1mm，1p三次走刀（粗车、半精车、精车）即可完成所需长度.选较《切削手册》机床功率为查。
2）f=0.14~0.24mm/z7.5kw。
小量f=0.14mm/z。
查后刀面最大磨损及寿命3）查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min计算切削速度按《切削手册》，查得V＝98mm/s），4cn=439r/min,V=490mm/s
f据CA6140卧式车床车床参数，选择n=475r/min,V=475mm/s
fcc则实际切削速度V=3.14×80×475/1000=119.3m/min,c实际进给量为f=V/nz=475/（300×10）=0.16mm/z。
czcfc校验机床功率查《切削手册而机床所能提供Pcc=1.1kw,5）》功率为Pcm>Pcc。
故校验合格。
《切削手册》3.7-3.8
卧式车CA6140《床说明书》
最终确定，=119.3m/min=475mm/s，Va=1.5mm，n=475r/min,Vccpfcf=0.16mm/z。
z计算基本工时6）×0.16）=0.2513min。
t＝L/V=（16+0.1+3）/（475fm总的工时：
T=2t=0.503min
m
工步四：
倒角
工序80：
钻Φ18的孔，扩孔至Φ19.8、铰孔至Φ20，倒
角
工步一钻孔至φ18
确定进给量：
根据参考文献《切削手册》表2-7，当
。
2《切削手册》表钢的由rmmmfMPaσdφ/0.47800<=0.39=~18时，b0
7
于本零件在加工Φ18孔时属于低刚度零件，故进给量应
乘以系数0.75，则
（）mmr
f/0.39~0.47×=0.75=0.29~0.35机床说明《Z525fmmr
/=0.25根据Z525机床说明书，现取书》，及表2-14《切削手册》切削速度：
根据参考文献表2-13
查得切削速度
所以mv/min=18
《切削手册》表2-13及2-14
根据机床说明书，取故实际切削速度为rn，/min=275w
切削工时则机动工时为mmllmmlmm，：
，=42，=3=921
φmm
19.8工步二：
扩孔φmmφmm，根据有关手册规1819.8孔扩大至利用钻头将
定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取
根据机床说明书，选取fmmr
/=0.15
并按机为速主轴转则rn/min，=51.6~34
rn=/min68床说明书取，实际切削速度为w
切削工时则机动工时为mmmmmmlll，，=0.9=3，：
=4221
根据参考文献《切削手册》表2-25fmmr，/0.4=0.2~，《切削手册》表vmnr/min
，得=8~12/min=169.8~254.65s2-25
《切削手册》表按机床实际进给量，表4.2-2查参考文献《切削手册》4.2-2和实际转速，取
实际切削速度rmmrnfvm/min。
/min0.10=，/9.33，=198=w
则机动工时切削工时mmlmmllmm，=0.13，：
==42，21
为
工序90：
清洗去毛刺
工序100：
验收
工序110：
入库
六、夹具设计下端面。
30道工序：
粗、精铣50本次设计的夹具为第
铣50下端面的夹具设计
一、问题的提出：
本夹具主要用于粗、精铣50下端面，属于工序
二、定位基准的选择：
以上端面为定位基准，工件的2×Φ20外圆面作为辅助基准，来实现工件的完全定位。
三、定位元件的设计：
定位基准为上端面及工件的2×Φ20外圆面，对应的定位元件分别为：
夹具体表面、固定V型块、活动V
型块。
四、切削力及夹紧力的计算：
9.4-8查表
（1）刀具：
采用端铣刀Φ60mm
《机床夹具设计机床：
X51立式铣床
（2）手册》由公式
9.4-8得其中：
修正系数查表
因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。
安全系数KKKK=K切削力4
213F'=1775.7N
为基本安全系数其中1.5
：
K1
为加工性质系数1.1K2
为刀具钝化系数1.1K3
为断续切削系数1.1
K夹紧力4：
所以FKFN′==1775.7N=3551.4
（3）夹紧力的计算（）由选用夹紧螺钉夹紧机KFfNf′=+21其中f为夹紧力面上的摩擦系数，取f1=f2=0.25
为工件自重F=P+GG2
夹紧螺钉公称直径d=8,材料45钢，性能级数为6.8级：
螺钉疲劳极限：
极限应力幅
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