搖臂軸座課程設計.doc

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機械制造技術基礎課程設計說明書 年產量為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產品設計，保證產品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度、加工操作、生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。 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 1 1、零件的作用 1 2、零件的工藝分析 1 二、工藝規(guī)程定性設計 1 1、定位基準的選擇 1 2、制定加工工藝路線 2 三、工藝規(guī)程定量設計 4 1、機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 4 2、切削余量及基本工時的確定 4 2.1 機械加工余量確定 4 2.2確定切削用量及基本工時 5 四、機械加工工藝過程 10 1、機械加工工藝過程卡 10 2．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V形塊十大平面的定位方式（V形塊采用聯動夾緊機構夾緊）。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，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產類型中。 方案二：用V形塊十大平面定位 V形塊采用聯動夾緊機構實現對R10的外圓柱表面進行定位，再加底面實現完全定位，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 根據各表面加工要求，和各種加工方法能達到的經濟精度，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，提高加工精度。根據先面后孔原則，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Φ10.5 Z525鉆床 Φ10.5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14 X6132臥式銑床 Φ14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16 X6132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，生產類型為大批生產，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。 根據零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的生產綱領為600件/年，通過計算，該零件質量約為3Kg，由參考文獻（5）表1—4、表1—3可知，其生產類型為大批生產，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 加工余量數值 說明 上端面 52mm H 4mm 單側加工 下端面 52mm H 3mm 單側加工 左端面 30mm H 3mm 單側加工 右端面 30mm H 3mm 單側加工 確定毛坯圖：詳見附圖1 2、切削余量及基本工時的確定 2.1 機械加工余量確定 根據文獻（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 根據<<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。 經查<<機械加工工藝手冊>>表3—12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IT7～IT8。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～ＩＴ８，根據<<機械加工工藝手冊>>表3—12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,=170~240MPa，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ae≤90,深度ap≤6,齒數z=12,故根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表3.1，取刀具直徑d0=80。根據《切削用量手冊后》表3.16，選擇刀具前角γ0＝0后角α0＝16，副后角α0’=8，刃傾角：λs=－10,主偏角Kr=60,過渡刃Krε=30,副偏角Kr’=5。 (2)切削用量 1）確定切削深度ap 根據手冊等，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《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《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《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《切削手冊》表3.16，當d0=80，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。 切削速度計算公式為： 其中 ，，，，，，，，，，，， 將以上數據代入公式： 確定機床主軸轉速： 。 根據《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《切削手冊》表3.24，近似為,根據機床使用說明書，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，代入數據得出結果: , 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1 2．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，所以適當的選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2——13mm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 2004.9 [2] 王紹俊 主編 機械制造工藝設計手冊 哈爾濱工業(yè)大學 1981.5 [3] 趙如富 機械加工工藝人員手冊[M] 上海：上?？茖W技術出版社，2006.10 8 附表1 中北大學 機械加工工序過程卡片鏜床 產品型號 零件名 搖臂軸座 共1頁 產品名稱 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 1 每臺件數 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 粗銑下端面 立銑刀 游標卡尺 60 2 0.49 163.2 960 29.54 0.31 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 粗銑上端面 立銑刀 游標卡尺 40 2 1.15 83.9 150 14.28 0.64 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 粗銑左右端面 端銑刀 游標卡尺 35 2 1 152.6 545 14.55 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 鉆2-10.5的孔 錐柄麻花鉆 游標卡尺 1 6.5 98 272 11.1 0.36 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 精銑下端面 立銑刀 游標卡尺 60 2 0.49 163.2 960 29.54 0.31 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 粗銑上端面 端銑刀 游標卡尺 40 2 1.15 83.9 150 14.28 0.64 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 粗銑左右端面 端銑刀 游標卡尺 40 2 1 152.6 545 14.55 0.10 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 鉆通孔 錐柄麻花鉆 游標卡尺 2 1 152.6 545 14.55 0.10 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 鏜通孔 錐柄麻花鉆 游標卡尺 2 1 152.6 545 14.55 0.10 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 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 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 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min 1 1 銑槽 端銑刀 游標卡尺 1 2.5 136 375 132.6 0.75 設計者 指導教師 共11頁 第11頁