机械制造课程设计说明书(重庆理工大学)讲解学习

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1、学习 - 好资料目录2 4 6 7 11 13 24 3033更多精品文档学习 - 好资料第一部分设计目的：机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学(含机床夹具设计 )和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题。初步具备了设计一个中等复杂程度零件（气门摇杆轴支座）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，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，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好

2、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。更多精品文档学习 - 好资料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3、2- 13 孔4、轴向槽5、2- 32 端面6、20 孔一、零件的分析更多精品文档学习 - 好资料（一）零件的作用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，? 20（+0.10+0.16）孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个?13mm孔用 M12 螺杆与汽缸盖相连， 3mm 轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。（二）零件的工艺分析由零件图得知，其材料为 HT200。该材料具有较高的强

3、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 孔和 ?20 （+0.1 +0.06）mm 以及3mm 轴向槽的加工。?20 （+0.1 +0.06）mm 孔的尺寸精度以及下端面 0.05mm 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。实用加工工艺2?13mm 孔的尺寸精度，以上下两端面的平行手册度 0.055mm。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 ?20（+0.1 +0.06）mm 孔时以下端面为定位基准，以保证

4、孔轴相对下端面的位置精度。更多精品文档学习 - 好资料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依设计题目知： Q=4000 件/年，结合生产实际， 备品率a%和废品率 b%分别取 3%和 0.5%。查表 1-3 知气门摇实用加工工艺手册杆支座属轻型零件， 计算后由表 1-4 知，该零件生产类型为中批生产。机械加工工艺手册二、确定毛坯的制造形式更多精品文档学习 - 好资料由零件图可知，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。

5、该零件上主要加工表面为上端面，下底面，左右两端面， 213孔， 20（+0.06+0.10 ）孔以及 3mm宽的轴向槽的加工。其中 20（+0.06+0.10 ）孔的尺寸精度以及下端面相对于 20（+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 20（+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

6、，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 CT1011，加工余量等级 MA 选择 H级。更多精品文档学习 - 好资料三、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

7、，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。1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。2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量生产类型中。方案二：用 V 形块十大平面定位V型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的孔的加工精度不需要很高，故用做定位销孔很难保证精度，所以

8、选择方案二。更多精品文档学习 - 好资料（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：加工表面加工方案上端面精铣下端面粗铣左端面粗铣 精铣右端面粗铣 精铣2?13mm孔钻孔3mm轴向槽精铣?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

9、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：更多精品文档学习 - 好资料（1）、工艺路线方案一：工序 10：铸造工序 20：时效工序 30：粗、精铣 50 底面工序 40：粗铣上端面工序 50：钻 2- 13 通孔工序 60：铣轴向槽工序 70：粗车、半精车、精车左右两32 端面工序 80：钻18 的孔，扩孔至 19.8 、铰孔至 20，倒角工序 90：清洗去毛刺工序 100：验收工序 110：入库（2）、工艺路线方案二：工序 10：铸造工序 20：时效工序 30：粗、精铣 50 底面工序 40：粗铣上端面工序 50：铣轴向

10、槽工序 60：粗车、半精车、精车左右两32 端面工序 70：钻18 的孔，扩孔至 19.8 、铰孔至 20，倒角工序 80：钻 2- 13 通孔工序 90：清洗去毛刺更多精品文档学习 - 好资料工序 100：验收工序 110：入库（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是：方案一把钻 2- 13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：铸造工序 20：时效工序 30：粗、精铣 50 底面工序 40：粗铣上端面工序 50：钻 2- 13 通孔工序 60：铣轴向槽工序

11、 70：粗车、半精车、精车左右两32 端面工序 80：钻 18 的孔，扩孔至 19.8 、铰孔至 20，倒角工序 90：清洗去毛刺工序 100：验收工序 110：入库四、加工工序的计算更多精品文档学习 - 好资料“气门摇轴支座”零件材料HT200，毛坯的重量约为1.4g ，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：1、50底面，表面粗糙度为 Ra6.3，查切削用量手册表2-8 得，单边总余量 Z=2.0粗铣单边余量 Z=1.5精铣单边余量 Z=0.52、上端面，表面粗糙度为Ra6.3，查切削用量手册表2-8 得，单边总余量 Z=2.0粗铣单边余量 Z=1.5精铣单边余量 Z=0.

12、53、213 孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造。4、轴向槽，因尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造。5、32 端面，表面粗糙度为 Ra1.6，查切削用量手册表 2-8得，单边总余量 Z=2.0切削用量手册更多精品文档学习 - 好资料粗车单边余量 Z=1.5半精车单边余量 Z=0.4精车单边余量 Z=0.16 、20 孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造。7 、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。表 2-8五、确定切削用量时及基本工时更多精品文档学习 - 好资料工序 10：铸造工序 20：时效工序 30：粗、精铣 50底面工步一：粗铣 5

13、0底面1. 选择刀具刀具选择端铣刀，刀片采用 YG8，ap = 1.5mm ，d0 =60 mm，v = 85 m /min ，z =4。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）完成，则 a = 1.5mmp2) 决定每次进给量及切削速度 X51 铣床说明根据 X51 型铣床说明书，其功率为为书4.5kw，中等系统刚度.根据表查出 f z =0.2 mm/ 齿，则按机床标准选取 nw 475r /min3) 计算工时更多精品文档学习 - 好资料切削工时： l =25mm，l 1 =1.5 mm，l 2 =3 mm，则机动工时为工步二：精铣 50底面1.

14、 选择刀具刀具选择端铣刀，刀片采用YG8ap =0.5 mm，d0=40mm, v=85m/min, z=42. 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）完成，则 ap = 0.5 mm2）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 4.5kw ，中等系统刚度。根据表查出f z =0.2 mm/ 齿 ，则按机床标准选取nw675r /min2) 计算工时更多精品文档学习 - 好资料切削工时： l = 25 mm， l 1 =0.5 mm, l 2 =3 mm,则机动工时为工序 40：粗铣上端面1. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用 Y

15、G8ap = 2.0 mm ，d 0 =30 mm，v = 85 m /min ，z = 4 。2. 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ap = 2.0 mm2）决定每次进给量及切削速度 X51 铣床说明根据 X51 型铣床说明书，其功率为为4.5kw ，中等系统书刚度。根据表查出fz= 0.2 mm/ 齿，则按机床标准选取 nw=900r/min3）计算工时更多精品文档学习 - 好资料切削工时 :l =45mm，l 1 =2.0 mm ，l 2 =3 mm，则机动工时为工序 50：钻 213 通孔确定进给量 f：根据参考文献机床夹具设计手册 表2-7 ，

16、机床夹具设当钢的 MPa b Pcc。故校验合格 。最终确定 ap =1.5mm，nc=475r/min,V fc =475mm/s，V c=119.3m/min，fz=0.16mm/z6）计算基本工时t mL/ V f =(16+1.5+3)/ （475 0.16 ）=0.2697min总的工时 ：T=2t m =0.539min工步二：半精车左右两 32 端面1） 车削深度，表面粗糙度为Ra1.6，故可以选择 ap=0.4mm，Pcc。更多精品文档学习 - 好资料故校验合格 。最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,V fc =475mm/s，Vc=119.3m/min，f z

17、=0.16mm/z。6）计算基本工时t m L/ V f =(16+0.4+3)/ （ 475 0.16 ）=0.2553min 。总的工时 ：T=2 t m =0.511min工步三：精车左右两 32 端面1） 车削深度，表面粗糙度为Ra1.6，故可以选择 ap=0.1mm，三次走刀（粗车、半精车、精车）即可完成所需长度.2) 机床功率为 7.5kw。查切削手册 f=0.140.24mm/z 。选较小量 f=0.14 mm/z 。3） 查后刀面最大磨损及寿命切削手册查切削手册表 3.7 ，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。3.7-3.8查切削手册表 3.8 ，寿命 T=180min4） 计

18、算切削速度按切削手册，查得Vc98mm/s，n=439r/min,V f =490mm/s据CA6140 卧式车床车床参数，选择 CA6140 卧式车nc=475r/min,V fc =475mm/s床说明书则实际切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,实际进给量为 f=V /n z=475/(300 10)=0.16mm/z 。zcfcc5) 校验机床功率查 切削手册 Pcc=1.1kw, 而机床所能提供功率为 PcmPcc。故校验合格 。更多精品文档学习 - 好资料最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,V fc =475mm/s，V c=11

19、9.3m/min，fz =0.16mm/z。6）计算基本工时t mL/ V f =(16+0.1+3)/ （475 0.16 ）=0.2513min。总的工时 ： T=2 t m =0.503min工步四：倒角工序 80：钻 18 的孔，扩孔至 19.8 、铰孔至 20，倒角工步一钻孔至 18确定进给量：根据参考文献切削手册表2-7 ，当切削手册表 2。钢的 800MPa d18mm时， f = 0.39 0.47 m / r由b07于本零件在加工 18 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75 ，则f = ( 0.39 0.47) 0.75 = 0.29 0.35mm/r根据 Z52

20、5 机床说明书，现取f = 0.25 mm/ r Z525 机床说明书切削速度：根据参考文献切削手册表2-13 及表 2-14 ，查得切削速度v = 18 m /min 所以切削手册表2-13 及 2-14根据机床说明书，取 nw = 275 r/min ， 故实际切削速度为更多精品文档学习 - 好资料切削工时 ：l = 42 mm，l 1 =9mm，l 2 =3mm，则机动工时为工步二：扩孔 19.8 mm利用钻头将 18mm孔扩大至 19.8 mm，根据有关手册规定，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f = 0.15 mm/ r则 主 轴 转速 为 n = 51.6

21、 34r /min， 并按机床说明 书取 nw =68r /min ，实际切削速度为切削工时 ：l= 42 mm，l 1 = 0.9 mm，l 2 =3mm ，则机动工时为根据参考文献切削手册表 2-25 ， f = 0.2 0.4 mm/ r ，切削手册表v = 8 12 m /min ，得 n s =169.8 254.65 r /min2-25更多精品文档学习 - 好资料查参考文献切削手册表4.2-2， 按机床实际进给量切削手册表和实际转速， 取4.2-2f = 0.10 mm/ r， n w = 198r /min ，实际切削速度 v = 9.33 m /min 。切削工时 ：l= 4

22、2 mm，l 1= 0.1 mm， l2 = 3mm，则机动工时为工序 90：清洗去毛刺工序 100：验收工序 110：入库更多精品文档学习 - 好资料六、夹具设计本次设计的夹具为第30 道工序：粗、精铣50 下端面。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 220 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 220 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：（1）刀具：采用端铣刀 60mm（2）

23、 机床： X51 立式铣床由公式查表 9.4-8 得其中：修正系数查表 9.4-8机床夹具设计手册更多精品文档学习 - 好资料因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=K1K2K3K4其中 ： K 1 为基本安全系数 1.5K2 为加工性质系数 1.1K3 为刀具钝化系数 1.1K4 为断续切削系数1.1所以 F= KF = 1775.7 N(3) 夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由 N ( f 1 + f 2 )= KF 其中 f 为夹紧力面上的摩擦系数， 取 f1=f2=0.25F=P2+GG为工件自重切削力F=1775.7N夹紧力：N=3551.4夹紧螺钉 ：公称直径 d=8,

24、材料 45 钢，性能级数为6.8 级螺钉疲劳极限 ：更多精品文档学习 - 好资料极限应力幅：许用应力幅：许用切应力螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为为 120MPas=3.54取s=4得 =120MPa经校核：满足强度要求，夹具安全可靠五、定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中， 一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。 通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。更多精品文档学习 - 好资料根据 GB220780 定向键结构如图所示：图 夹具体槽形与螺钉图根据 T 形槽的宽度 a=18mm定向键的结构尺寸如下：更多精品文档学

25、习 - 好资料表 1 定向键数据表对刀装置由对刀块和塞尺组成， 用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构图如下图所示：图 1 平塞尺图更多精品文档学习 - 好资料塞尺尺寸为：表 2 平塞尺尺寸表六、夹具设计及操作简要说明本工件采用夹具体表面，固定 V型块，活动 V 型块来实现工件的定位， 夹紧则是通过调节活动 V型块来实现，这样操作简单，迅速，特别适合中批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的，可以满足批量生产要求。更多精品文档学习 - 好资料七、总结通过对气门摇杆轴支座的机械加工工艺及对 ?13mm 孔夹具的设计，使我们学到了许多有关机械加工的知识 ,这对于我们以后的学习和实践都起

26、到了至关重要的作用，使我们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们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，我们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2 ?13mm 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

27、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。更多精品文档学习 - 好资料第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。（ 1）、定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。（ 2）、导向及对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是扩大头孔夹具和铣结合面夹具，所以主要考虑的是选用钻套的类型及排屑问题，以及对刀块的类型，从而确定钻套和对刀块的位置尺寸及公差。（ 3）、夹紧装置的设计：针对连杆的加工特点及加工的批量，对连杆的夹紧装置应满足装卸

28、工件方便、迅速的特点，所以一般都采用自动夹紧装置。（ 4）、夹具体设计：连杆的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。（ 5）、定位精度和定位误差的计算：对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，以及设计的更多精品文档学习 - 好资料夹具能否满足零件加工的各项尺寸要求。（6）、绘制夹具装备图及夹具零件图。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

29、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，所以我们要继续发扬这种精神，就像我们总结的知识点一样，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更多精品文档学习 - 好资料致谢这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了 5周的课程设计。这次设计成绩的取得， 与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。更多精品文档学习 - 好资料在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1、机械制造工艺学（电子版）2、机床夹具设计（电子版）3、金属机械加工工艺人员手册4、机床夹具设计设计手册5、机床夹具设计设计图册6、实用机械加工手册（电子版）7、机械加工余量手册（电子版）8、机械加工工艺师手册（电子版）更多精品文档