目录
1前言 (1)
2零件的分析 (1)
2.1零件的作用 (1)
2.2零件的工艺分析 (1)
2.3零件的生产纲领及成产类型 (2)
3选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 (2)
3.1.选择毛坯 (3)
3.2.确定机械加工余量,毛坯尺寸和公差 (3)
3.3确定机械加工余量 (4)
3.4确定毛坯尺寸 (4)
3.5确定毛坯尺寸公差 (4)
3.6设计毛坯图 (5)
4基准的选择 (6)
4.1选择基准 (6)
4.2零件表面加工方法的选择 (6)
4.3制作工艺路线 (7)
5工序设计 (10)
5.1选择加工设备与工艺 (10)
5.2加工余量、工序尺寸及公差的确定 (11)
6确定切削用量及基本时间 (13)
7课程设计总结 (31)
8参考文献 (31)
输出轴机械加工工艺课程设计说明书
1 前言
本次课程设计的任务是针对生产实际中的一个零件——CA6140车床上的输出轴，制定其机械加工工艺规程。该零件的工艺过程包括了热处理、粗车、精车、镗孔、铣键槽、钻孔、磨等工序，工艺范围广。这次课程设计使我们能综合运用机械制造基础中的基本理论知识，并结合金工实习中的实践知识，独立地分析和解决零件机械制造工艺问题。通过本次课程设计，提高了我们对机械加工工艺设计的能力，对加工工艺流程有了系统的了解，也为我们今后的毕业设计及未来从事工作打下了良好的基础。 2零件的分析 2.1零件的作用
题目所给定的零件输出轴，其主要作用：一是传递转矩，使主轴获得旋转的动力；二是工作过程中承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，淬火时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用锻件。由于是大批量生产，故采用模锻。
2.2零件的工艺分析
从零件图上看，该零件是典型的轴类零件，结构比较简单，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、176φ的外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱面，10个φ20的通孔，2个φ8的斜孔，及1个键槽。图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级。
粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um ；55φ圆柱表面、小端面粗糙度为Ra1.6um ；60φ、75φ圆柱表面粗糙度为Ra0.8um ；其余精度要求不高为Ra12.5um 。
位置要求较严格表现在φ55的外圆柱面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55外圆轴线的对称度为0.08mm ；
热处理方面需要调质处理，到200HBS ，保持均匀。 通过分析该零件，其布局合理，方
便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
图1输出轴零件图
2.3 零件的生产纲领及生产类型
生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在课程设计题目中，输出轴的批量为Q=600件/年,n=1件/台,备品率为5%,废品率为1%。代入公式得该零件的生产量为N=Qn(1+5%)(1+1%)=600×1×(1+5%)×(1+1%)=636.3件/年
取637
N件/年
生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。输出轴轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于中批生产。
3选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图
3.1选择毛坯
毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。
毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料为45号钢，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件，所以使用锻件,采用模锻成型.
因此，确定毛坯为锻件。采用锤上模锻，分模面为中心轴线所在的平面。 3.2.确定机械加工余量,毛坯尺寸和公差
钢质模锻件的公差及机械加工余量按GB/T 12362-2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素：
（1）锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通等级。 （2）锻件质量f m 通过计算可知零件成品质量为9.6kg ，估算为f m =12kg. （3）锻件形状复杂系数S
n
f m m S =
该零件为轴类，假设其最大直径为176=φmm ，长度为244mm ，则由公式ρπ
h d m n 24
=
，
3/g 85.7cm =ρ 可知：
kg m n 60.461085.72441764
62=????=-π
258.06
.4612
==
=
n
f m m s 查表：0.258介于0.16和0.32之间，故零件形状复杂系数S 属S3等级。 （4）锻件材质系数M 为1M
（5）零件表面粗糙度 由零件图知键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um ；55φ圆柱表面、小端面粗糙度为Ra1.6um ；60φ、75φ圆柱表面粗糙度为Ra0.8um ；
其余精度要求不高为Ra12.5um 。
3.3确定机械加工余量
根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表5-9，由此得单边余量在厚度方向加工余量为2.5～3.2mm ，水平方向为2.5～3.5mm ，即锻件各径向的单面余量为2.5～3.2mm ，各轴向的单面余量为2.5～3.5mm 。
3.4确定毛坯尺寸
上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度a R ≥1.6m μ的表面，余量要适当增大。 综上所述，确定毛坯尺寸见表1
表1输出轴毛坯（锻件）尺寸
3.5确定毛坯尺寸公差
毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数查表得。本零件毛坯尺寸允许偏差如下：
表2输出轴毛坯（锻件）尺寸允许公差
3.6设计毛坯图 确定圆角半径
锻件的外圆角半径按表5-12确定。H=30.5 t=35.5 t/H=1 R=3 锻件的内圆角半径为 H=20.5 t=44.5 t/H=2 R=4
外模锻斜度?=5α，内模锻斜度?=7α。下图为本零件的毛坯图：
图2输出轴毛坯图
4基准的选择
4.1选择基准
粗基准的选择。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。本零件就是先以大端为基准加工小端端面和中心孔，然后夹大端，顶小端粗车各外圆。然后以外圆为基准粗加工各孔。这样可以保证各重要加工表面加工余量充足，而且使重要加工表面的加工余量尽量均匀。
精基准的选择。选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度，以及安装的方便可靠。其选择的原则要遵从基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。加工输出轴时，主要体现的是基准统一和自为基准原则。以大端外圆为基准加工各外圆，然后以外圆为基准加工各孔，再以外圆轴线为基准磨外圆。
4.2零件表面加工方法的选择
当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。
粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，
因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工176φ、55φ、60φ、65φ、75φ外圆柱表面。
半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如55φ、60φ、75φ、176φ外圆柱面，80φ、20φ孔等。
精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量，如各轴颈外圆精磨。
热处理工序的安排:热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能。热处理主要分:预备热处理，最终热处理和内应力处理等。本零件输出轴材料为45钢，在加工过程中预备热处理是在毛坯锻造之后消除零件的内应力。
表3 加工方法
4.3制定工艺路线
1.工序的安排
基面先行原则:该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和φ55外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。
先粗后精原则：即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。
先面后孔原则：对该零件应该先加工圆柱表面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于输出轴来讲先加工φ75外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。
2.工序划分的确定
工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利于采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。
综上所述：考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序集中。
辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。
3.热处理工序的安排
锻造毛胚，进行正火处理，去掉锻造过程中形成的内应力。
粗加工——进行调质——半精加工。调质处理使零件具有较好的综合机械性能，为精加工做好准备。
4.确定加工工艺路线
根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以确定加工工艺路线，具体方案如下：
方案一
1 锻造 模锻喷丸处理
2 热处理 正火
3 粗车小端面，钻顶尖孔，粗车各外圆
4 粗车、半精车大端面，粗车176φ外圆
5 热处理 调质217HB-255HB
6 半精车、精车小端面以及各外圆，倒角
7 粗镗、精镗50φ、80φ、104φ内孔，钻中心孔
8 磨各外圆至图纸要求
9 车?30斜面
10 钻20-10φ孔，钻8φ斜孔 11 粗镗、精镗20-10φ孔，倒角 12 铣键槽至尺寸 13 检验
方案二 1 备料 锻造毛坯
2 热处理
退火（消除内应力）
3 铣端面钻大端中心孔
4 粗车55φ外圆
5 钻小端中心孔
6 粗车176φ、55φ、60φ、65φ、75φ外圆
7 热处理
8 修研中心孔
9 半精车176φ、55φ、60φ、65φ、75φ外圆
10 粗镗各阶梯孔 11 半精镗80φ孔
12 钻、扩、铰20φ法兰孔 13 精铣两端面 14 修研中心孔
15 粗磨55φ、60φ、65φ、75φ外圆 16 检验
从零件本身来考虑，由于轴类零件在切削加工时易产生弯曲变形，如采用工序分散，在加工时零件的位置精度无法保证，为了同时保证零件图示的圆跳动要求，所以采用工序集中。
选择方案一。 5工序设计
5.1 选择加工设备与工艺设备 1. 机床的选择
由于生产类型为中批量生产，故加工机床宜用通用机床为主。参考《机械制造工艺简明手册》，各外
圆和端面都可以在通用车床上车削加工，故选用卧式CA6140车床；φ20的孔的粗加工及φ8的斜孔需钻床钻孔，因此选用立式钻床Z535；镗φ20的孔可以在卧式CA6140车床上加工。各外圆的磨削加工在外圆磨床M1320E 上加工。
2.刀具的选择
由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳定性。由于零件车床输出轴材料为45钢，推荐用硬质合金中的YT15类刀具，因为加工该类零件时摩擦严重,切削温度高,而YT 类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢这种材料时采用硬质合金的刀具。
1粗车外圆，半精车,精车选用YT15。为提高生产率和经济性可选用可转位车刀。 2铣刀选用高速钢直柄立铣刀。 3镗刀选用YT15类镗刀。
4钻头选用高速钢莫氏锥柄麻花钻。
3.量具的选择
根据本零件的尺寸和公差外圆加工面所选用的量具为游标卡尺和千分尺。内圆和孔测量也用千分尺。
4.夹具的选择
根据生产类型（中批量生产）和零件的加工方法和要求，选用卡盘，机床专用夹具，铣键槽专用夹具，钻斜孔专用夹具，镗大端面孔专用夹具。
5.2 加工余量，工序尺寸，及其公差的确定
根据各资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
表4 加工余量、工序尺寸、经济精度、公差
φ外圆柱表面
65
φ外圆柱表面
60
φ外圆柱表面
55
φ外圆柱表面75
φ外圆柱表面176
φ内孔
50
φ内孔
80
104φ内孔
116φ斜面
大、小端面
20φ孔
6确定切削用量及基本时间
切削用量包括被吃刀量a p 、进给量f 、切削速度v ，确定顺序事先确定a p ，f 再确定v 。 6.1工序3切削用量及基本时间的确定 1.切削用量
本工序为粗车小端面，钻顶尖孔，粗车各外圆。已知加工材料为45钢，a b MP 670=σ，锻件，有外皮；机床为CA6140型卧式车床，双顶尖定位，工件装卡在三爪自定心卡盘中。
⑴确定粗车小外圆端面的切削用量。选用YT15硬质合金车刀加工，由于CA6140型卧式
车床的中心高200mm ，故所选刀杆尺寸mm mm H B 2516?=?，刀片厚度为4.5mm ，选择车刀
几何形状为卷屑槽倒棱形前刀面，前角 120=γ，后角 60=α， 90r =κ， 10='r κ， 0=s λ，
mm 8.0=εγ。
① 确定背吃刀量a p 。 粗车双边余量1.5显然a p 为单边余量a p =1.5/2=0.75mm 。
② 确定进给量f 。 根据表5-114，在粗车钢料、刀杠尺寸H B ?=16mm ?25mm ，a p mm 3≤工件直径为40到60时，f=0.4-0.7mm/r ，按CA6140车床的进给量（表5-57），选择f=0.54mm/r 。
确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据表5-55，CA6140进给机构允许的进给力N F 3530max =。
根据表5-123,当钢料a b MP 670=σ，a p
mm 2≤，f ≤r mm /75.0, 45=r κ,v=65m/min,进给力F f =760N 。
F f
的修正系数为
0.10
=κFf
r
，
.1=κλ
Ff
s
17.17
=κFf
k
，故实际进给量为
F f
=760?1.17=889.2N 。
F f
max ,所选的进给量f=0.54mm/r 可用。 ③ 选择车刀模锻标准及耐用度。根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量为1.0-1.4，取为1mm,可转位车刀耐用度T=60min. ④ 确定切削速度v 。 根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀b σ=600MPa 700~钢料、 a p mm 3≤，f ≤=0.75mm/r ，切削速度v=123m/min 。 切削速度的修正系数为8.0=k sv ，0.1=k tv ，81.0=T V K K ，0.1==k k kv m v ，所以： v=123?0.8?1.0?0.81?1=79.704m/min min /8.4221000r d n == πν 按CA6140车床的转速（表5-56），选择min /400r n =，则实际切削速度min /4.75m =ν。 ⑤校验机床功率。根据表5-125，当用硬质合金车刀a b MP 970~580=σ，0.2≤p a ， r mm f /75.0≤时，切削功率KW P c 4.2=。 切削功率的修正系数为：0.100==c c F r p r K K ，89.0==c r c r F k p k K K ，0.1==c S c S F P K K λλ，则 kw P c 136.289.04.2=?= 根据表5-55，机床主轴允许功率kw P E 5.7=,E c P P <。故所选切削用量可在CA6140车床上进行。 最后确定切削用量为： min /4.75min,/400,/54.0,75.0m v r n r mm f mm a p ==== ⑵ 确定粗车65φ外圆的切削用量。选用YT15硬质合金车刀加工，由于CA6140型卧式车床的中心高200mm ，故所选刀杆尺寸mm mm H B 2516?=?，刀片厚度为4.5mm ，选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱形前刀面，前角 120=γ，后角 60=α， 90r =κ， 10='r κ， 0=s λ，mm 8.0=εγ。 ① 确定背吃刀量a p 。 a p =5/2=2.5mm 。 ② 确定进给量f 。 根据表5-114，在粗车钢料、刀杠尺寸H B ?=16mm ?25mm ，a p mm 3≤工件直径为60到80时，f=0.5-0.9mm/r ，按CA6140车床的进给量（表5-57），选择f=0.56mm/r 。 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据表5-55，CA6140进给机构允许的进给力N F 3530max =。 根据表5-123,当钢料a b MP 670=σ，8.2≤p a mm ，f ≤r mm /75.0, 45=r κ,v=65m/min,进给 力F f =1070N 。 F f 的修正系数为 0.10 =κFf r ， .1=κλ Ff s 17.17 =κFf k ，故实际进给量为 F f =1070?1.17=1251.9N 。 F f max ,所选的进给量f=0.56mm/r 可用。 ③ 选择车刀模锻标准及耐用度。根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量为1.0-1.4，取为1mm,可转位车刀耐用度T=60min. ④ 确定切削速度v 。 根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀b σ=600MPa 700~钢料、a p mm 3≤，f ≤=0.75mm/r ，切削速度v=109m/min 。 切削速度的修正系数为8.0=k sv ，0.1=k tv ，81.0=T V K K ，0.1==k k kv m v ，所以： v=109?0.8?1.0?0.81?1=70.632m/min D V n c π1000= = min /3.32170 14.3632 .701000r =?? 按CA6140车床的转速（表5-56），选择min /320r n =，则实际切削速度1000 Dn v π=,代入数 据得min /3.70m v = ⑤校验机床功率。根据表5-125，当用硬质合金车刀a b MP 970~580=σ，8.2≤p a ， r mm f /75.0≤时，切削功率=c P 3.4kw 。 切削功率的修正系数为：0.100==c c F r p r K K ，89.0==c r c r F k p k K K ，0.1==c S c S F P K K λλ，则 =c P 026.389.04.3=?kw 根据表5-55，机床主轴允许功率kw P E 5.7=,E c P P <。故所选切削用量可在CA6140车床上进行。 最后确定切削用量为： =p a 2.5mm,=f 0.56mm/r,=n 320r/min,=v 70.3m/min ⑶确定粗车60φ外圆的切削用量。选用YT15硬质合金车刀加工，由于CA6140型卧式车床 的中心高200mm ，故所选刀杆尺寸mm mm H B 2516?=?，刀片厚度为4.5mm ，选择车刀几何 形状为卷屑槽倒棱形前刀面，前角 120=γ，后角 60=α， 90r =κ， 10=' r κ， 0=s λ， mm 8.0=εγ。 ① 确定背吃刀量a p 。 a p =3.4/2=1.7mm 。 ② 确定进给量f 。 根据表5-114，f=0.5-0.9mm/r ，按CA6140车床的进给量（表5-57），选择f=0.56mm/r 。 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据表5-55，CA6140进给机构允许的进给力N F 3530max =。 根据表5-123,当钢料a b MP 670=σ，4.2≤p a mm ，f ≤r mm /75.0, 45=r κ,v=65m/min,进给力F f =905N 。 F f 的修正系数为 0.10 =κFf r ， .1=κλ Ff s 17.17 =κFf k ，故实际进给量为 F f =905?1.17=1058.85N 。 F f max ,所选的进给量f=0.56mm/r 可用。 ③ 选择车刀模锻标准及耐用度。根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量为1.0-1.4，取为1mm,可转位车刀耐用度T=60min. ④ 确定切削速度v 。 根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀b σ=600MPa 700~钢料、a p mm 3≤，f ≤=0.75mm/r ，切削速度v=109m/min 。 切削速度的修正系数为8.0=k sv ，0.1=k tv ，81.0=T V K K ，0.1==k k kv m v ，所以： v=109?0.8?1.0?0.81?1=70.632m/min D V n c π1000= =65 14.3632 .701000??=348r/min 按CA6140车床的转速（表5-56），选择min /320r n =，则实际切削速度1000 Dn v π=,代入数 据得=v 65m/min ⑤校验机床功率。根据表5-125，当用硬质合金车刀a b MP 970~580=σ，8.2≤p a ， r mm f /75.0≤时，切削功率=c P 3.4kw 。 切削功率的修正系数为：0.100==c c F r p r K K ，89.0==c r c r F k p k K K ，0.1==c S c S F P K K λλ，则 =c P 026.389.04.3=?kw 根据表5-55，机床主轴允许功率kw P E 5.7=,E c P P <。故所选切削用量可在CA6140车床上进行。 最后确定切削用量为： =p a 1.7mm,=f 0.56mm/r,=n 320r/min,=v 65m/min ⑷确定粗车55φ外圆的切削用量。选用YT15硬质合金车刀加工，由于CA6140型卧式车床的中心高200mm ，故所选刀杆尺寸mm mm H B 2516?=?，刀片厚度为4.5mm ，选择车刀几何 形状为卷屑槽倒棱形前刀面，前角 120=γ，后角 60=α， 90r =κ， 10='r κ， 0=s λ， mm 8.0=εγ。 ① 确定背吃刀量a p 。 a p =3.5/2=1.75mm 。 ② 确定进给量f 。 根据表5-114，f=0.5-0.7mm/r ，按CA6140车床的进给量（表5-57），选择f=0.56mm/r 。 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据表5-55，CA6140进给机构允许的进给力N F 3530max =。 根据表5-123,当钢料a b MP 670=σ，4.2≤p a mm ，f ≤r mm /75.0, 45=r κ,v=65m/min,进给力F f =905N 。 F f 的修正系数为 0.10 =κFf r ， .1=κλ Ff s 17.17 =κFf k ，故实际进给量为 F f =905?1.17=1058.85N 。 F f max ,所选的进给量f=0.56mm/r 可用。 ③ 选择车刀模锻标准及耐用度。根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量为1.0-1.4，取为1mm,可转位车刀耐用度T=60min. ④ 确定切削速度v 。 根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀b σ=600MPa 700~钢料、a p mm 3≤，f ≤=0.75mm/r ，切削速度v=109m/min 。 切削速度的修正系数为8.0=k sv ，0.1=k tv ，81.0=T V K K ，0.1==k k kv m v ，所以： v=109?0.8?1.0?0.81?1=70.632m/min D V n c π1000= =60 14.3632 .701000??=374.9r/min 按CA6140车床的转速（表5-56），选择min /320r n =，则实际切削速度1000 Dn v π=,代入数 据得=v 60m/min ⑤校验机床功率。根据表5-125，当用硬质合金车刀a b MP 970~580=σ，4.2≤p a mm ， r mm f /75.0≤时，切削功率=c P 2.4kw 。 切削功率的修正系数为：0.100==c c F r p r K K ，89.0==c r c r F k p k K K ，0.1==c S c S F P K K λλ，则 =c P 136.289.04.2=?kw 根据表5-55，机床主轴允许功率kw P E 5.7=,E c P P <。故所选切削用量可在CA6140车床上进行。 最后确定切削用量为： =p a 1.75mm,=f 0.56mm/r,=n 320r/min,=v 60m/min ⑸确定粗车75φ外圆的切削用量。选用YT15硬质合金车刀加工，由于CA6140型卧式车床 的中心高200mm ，故所选刀杆尺寸mm mm H B 2516?=?，刀片厚度为4.5mm ，选择车刀几何 形状为卷屑槽倒棱形前刀面，前角 120=γ，后角 60=α， 90r =κ， 10='r κ， 0=s λ， mm 8.0=εγ。 ① 确定背吃刀量a p 。 a p =3.4/2=1.7mm 。 ② 确定进给量f 。 根据表5-114，f=0.5-0.9mm/r ，按CA6140车床的进给量（表5-57），选择f=0.56mm/r 。 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据表5-55，CA6140进给机构允许的进给力N F 3530max =。 根据表5-123,当钢料a b MP 670=σ，4.2≤p a mm ，f ≤r mm /75.0, 45=r κ,v=65m/min,进给力F f =905N 。 F f 的修正系数为 0.10 =κFf r ， .1=κλ Ff s 17.17 =κFf k ，故实际进给量为 F f =905?1.17=1058.85N 。 F f max ,所选的进给量f=0.56mm/r 可用。 ③ 选择车刀模锻标准及耐用度。根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量为1.0-1.4，取为1mm,可转位车刀耐用度T=60min. 目录 第1章零件分析 2 1.1 零件作用分析 2 1.2 零件工艺分析 2 第2章确定毛坯、画毛坯—零件合图 4 2.1 选择毛胚种类 4 2.2 确定毛胚尺寸及加工总余量 5 2.3 设计绘毛胚图 6 第3章工艺规程设计 7 3.1 定位基准的选择 7 3.2 制定工艺路线 8 3.3 选择加工设备及刀、夹、量具 9 3.4 加工工序设计 11 3.5 时间定额计算 11 3.6 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 XXX 第4章气门摇臂轴支座工序专用夹具设计 24 4.1 确定夹具的结构方案 24 4.2 设计夹具体 27 4.3 在夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 27 总结 参考文献 第1章 零件分析 1.1 零件作用分析 本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm 的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm 的孔装一个减压轴，用于降低汽缸压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm ，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑的作用，直径11的孔用M10的螺杆与汽缸盖相连，直径3的孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。 图1.1 气门摇臂轴支座零件图 1.2 零件的工艺分析 通过对气门摇臂轴支座零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差以及技术要求齐全。通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述： 零件的材料为HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下： 1. 22φ外圆的上端面以及与此孔相通的11φ通孔，粗糙度均为1 2.5； 机械制造技术基础课程设计说明书 年产量为600件的摇臂轴座的机械 加工工艺规程设计 内容摘要 本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，详细的分析了摇杆轴支座的加工工艺，通过工艺方案的比较与分析选择得到了符合技术要求的工序，形成了机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，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的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。 本次课程设计是在学习了《机械制造技术基础》的基础上，为了进一步巩固所学知识，并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的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，我们进行了本次课程设计。 通过本次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，能够更深入理解课本知识，并能够很好的应用到实际工作之中，为以后更好地胜任我的工作岗位打好基础。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的能力。 由于能力有限，设计尚有诸多不足之处，恳请老师给予批评指正。 一、零件的分析 (1) 1、零件的作用 (1) 2、零件的工艺分析 (1) 二、工艺规程定性设计 (1) 1、定位基准的选择 (1) 2、制定加工工艺路线 (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的确定 (4) 2、切削余量及基本工时的确定................................................................................................... ·4 2.1 机械加工余量确定 (4) 2.2确定切削用量及基本工时 (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 (10) 五、心得体会 (11) 参考文献 (11) 目录 前言 (1) 1、设计任务 (1) 2、设计思路 (1) 3、零件三维造型 (2) 4、气门摇臂轴支座加工工艺规程设计 (12) 4.1 零件的作用 (12) 4.2 零件的工艺分析 (12) 4.3 确定毛坯的制造形式 (13) 4.4 基面的选择 (13) 4.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (13) 4.6 零件的表面加工方法的选择 (14) 5、零件毛件三维图形 (15) 6、切削用量 (15) 7、NC加工 (16) 8心得 (35) 9、参考文献 (36) 附录 (37) 前言 CAD/CAM技术起步于20世纪60年代末,经过40年左右的发展先后走过了大型机、小型机、工作站、微机时代,每个时代都有当时流行的CAD/CAM软件。现在微机平台的CAD/CAM 软件占据着主导地位,国内外有一大批优秀的CAD/CAM软件。CAD/CAM技术应用范围非常广泛,从最初的机械制造的广泛应用,到现在建筑、电子、化工等领域也开始大量使用。随着CAD/CAM技术在国内不断的研发和应用,CAD/CAM技术对我国国民经济起重要的作用。 CAD/CAM即计算机辅助设计与制造,其含义是指产品设计和制造人员根据产品设计和制造流程,在计算机系统的支持下,进行设计和制造的一项技术。一般讲,一个完整的CAD/CAM 系统是由计算机、外围设备及附加生产设备等硬件和控制这些硬件运行的指令、程序即软件组成，它是制造业实现自动化、柔性化、集约化生产的基础。 此次CAD/CAM课程设计主要是使用软件proe5.0，proe是美国PTC公司旗下的产品Pro/Engineer软件的简称。Pro/E（Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。是一款集CAD/CAM/CAE 功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM 软件之一。 1、设计任务 本设计以某一具体的机械零件为设计对象（零件图见附图）。主要设计任务： 1．三维CAD造型：熟悉并掌握机械CAD/CAM软件PRO/ENGINEER的草绘模块、零件模块进行三维CAD造型。 2．拟定工艺路线：根据三维几何模型，拟定该零件的数控加工工艺路线（需选择毛坯、机床、刀具、切削用量、夹具辅具量具等）； 3. 数控加工程序设计：在Pro/Engineer软件平台下，设计数控加工程序，包括描述选择确定数控加工的部位、加工方法、加工机床、刀具、切削用量等，根据数控机床的具体情况选定数控系统的种类与型号，生成数控加工程序； 4. 数控加工仿真：在Pro/Engineer软件平台下，根据前面得到的数控加工程序进行数控加工仿真，考虑工件由毛坯成为零件过程中形状、尺寸的变化，检查刀具与被切工件轮廓的干涉情况和检查刀具、夹具、机床、工件之间的运动碰撞等，完成几何模型的计算机仿真加工； 5. 数控程序与程序传输：根据数控机床的具体情况选定数控系统的种类与型号，生成通过了计算机仿真的合格零件的数控加工程序，并将数控加工程序传输给加工中心机床； 6．编写设计说明书 2、设计思路 我在此次课程设计中拿到的模型是联接板，相对来说，联接板是一个较复杂的零件，其上的尺寸比较多，但主要是通过一些拉伸、切除材料、钻孔等基本操作实现其三维造型，之 目录 一、绪论 (3) 二、零件的工艺分析及生产类型的确定 (4) 2.1零件的作用 (4) 2.2零件的工艺分析 (5) 2.3 确定零件的生产类型 (6) 三、选择毛坯种类，确定加工余量，绘制毛坯图 (6) 3.1选择毛坯种类 (7) 3.2确定毛坯尺寸及机械加工总量 (10) 3.3毛坯图 (11) 四、选择加工方法，制定工艺路线 (11) 4.1定位基准的选择 (12) 4.2零件的表面加工方法的选择....................................4.3加工阶段的划分 (12) 4.4工序顺序的安排 (13) 4.5确定工艺路线 (13) 4.6加工设备及工艺装备选择 (15) 4.7基本时间定额的确定 (17) 五、夹具设计 (20) 5.1夹具设计的特点和基本要求 (20) 5.2 定位与夹紧分析 (22) 5.3夹具体设计 (22) 5.4夹具装配图 (23) 六、机床夹具设计心得与展望 (23) 七、参考文献 (24) 绪论 一、本设计的内容及意义： 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后而进行。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。其目的在于： 1．巩固我们在大学里所学的知识，也是对以前所学知识的综合性的检验； 2．加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料； 3．树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养我们的实际工作能力； 4．通过对气门摇臂轴支座的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性的训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 5.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效，省力，经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。 6．通过零件图，装配图绘制，使我们对于AutoCAD绘图软件的使用能得到进一步的提高。 本次设计的主要内容为：首先运用AutoCAD软件绘制气门摇臂轴支 气门摇臂轴支座工艺过程、工序卡片附图 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 华侨大学机电学院机械加工工艺过程卡 产品型号零（部）件图号 1 共 2页 产品名称柴油机零（部）件名称气门摇臂 杆支座 第1页 材料牌号HT200 毛坯种类铸件毛坯外形尺寸83x37x62 每毛坯可制件 数1 每台件 数 1 备注 工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备 工时 准终单件 01 铸造铸造毛坯热 02 清沙，检验彻底清洗干净铸件内外非加工表面，检查铸件是否有缺陷 03 人工时效时效处理HBS187-220 热 04 粗铣见工艺附图1 金卧式铣床X61 专用铣夹具 05 粗铣、半精铣见工艺附图2 金卧式铣床X61 专用铣夹具 06 钻见工艺附图3 金立式钻床Z532 专用钻夹具 07 粗铣、半精铣见工艺附图4 金卧式铣床X61 专用铣夹具 08 粗铣、半精铣见工艺附图5 金卧式铣床X61 专用铣夹具 09 钻、扩、精铰见工艺附图6 金TX617卧式镗 床 专用钻夹具 10 钻、扩、粗铰、 精铰 见工艺附图7 金 TX617卧式镗 床 专用钻夹具 编制（日期）审核（日期） 标准化（日 期） 会签（日期） 标记处数 更改文件 号签字日期标记处数 更改文件 号 签字日期 华侨大学机电学院机械加工工艺过程卡 产品型号零（部）件图号共2 页 产品名称零（部）件名称第2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 备注 工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备 工时 准终单件 11 钻见工艺附图8 金立式钻床Z532 专用钻夹具 12 去毛刺钳工去毛刺，清洗钳 13 终检按图纸要求全部检验金 编制（日期）审核（日期）标准化（日 期） 会签（日期） 机械制造技术基础 课程设计说明书 设计题目：“气门摇杆支座”零件的机械加工工艺规程设计及铣上端面夹具设计 院系：机械学院专业：机械设计制造及其自动化 姓名：学号： 学校：晋中学院 指导老师：田富根 2015年6月16日 目录 1 零件分析 (1) 1.1 零件的作用 (1) 1.2 零件的工艺分析 (1) 1.3 确定零件的生产类型 (2) 2 确定毛坯，绘制毛坯简图 (2) 2.1 选择毛坯 (2) 2.2 确定毛坯尺寸及公差和机械加工余量 (2) 2.3 绘制毛坯图 (3) 3 编制零件的机械加工工艺规程 (4) 3.1 定位基准的选择 (4) 3.2 拟定工艺路线 (5) 3.3 加工设备及工艺装备的选用 (7) 3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定 (9) 3.5 切削用量的计算 (10) 3.6 时间定额的计算 (16) 4 专用夹具设计 (18) 4.1 夹具设计任务 (18) 4.2 拟定夹具结构方案 (19) 4.3 绘制夹具装配总图 (24) 4.4 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 (25) 总结与致谢 (26) 参考文献 (27) 附录 (28) 1 零件分析 1.1 零件的作用 题目所给的零件是 195 柴油机摇臂轴轴座，是柴油机的一个重要零件,直径为 16 的孔用来装摇臂, 孔要求的表面粗糙度和位置精度不是很高，工作时与轴相配合工作，起支撑作用。 1.2 零件的工艺分析 通过对该零件图的重新绘制，知道原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。 图1-1摇臂轴座零件图 以下是该零件需要加工的表面以及加工表面之间的相互位置要求： （1）上下端面粗糙度均为6.3，底面与中心Ф16的孔的平行度 机械制造技术基础课程设计题目：气门摇臂轴支座的加工工艺 班级：1006961 学生：马飞龙 指导老师：李明 气门摇臂轴支座的机械加工工艺规程设计 1.1.零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1.1零件的作用 本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm 的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm 的孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm ，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑的作用，直径11的孔用M10的螺杆与汽缸盖相连，直径3的孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。 附带零件图 1.1.2 零件的工艺分析 通过对气门摇臂轴支座零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差以及技术要求齐全。通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述： 零件的材料为HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下： 1. 22φ外圆的上端面以及与此孔相通的11φ通孔，粗糙度均为1 2.5； 2. 36mm 下端面，根据零件的总体加工特性，36mm 为整个机械加工过程中主要的基准面，粗糙度为12.5，因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来； 3. 28φ外圆的前后端面，粗糙度为12.5；前后端面倒 451?的角，粗糙度为12.5；以及18φ的通孔，在这里由于18φ通孔所要求的精度较高，因此该孔的的加工是一个难点，其所要求的表面粗糙度为1.6，且该孔的轴线与36mm 下端面的平行度为0.05，且该孔的轴线圆跳动公差为0.1需要选择适当的加工方法来达到此孔加工的技术要求。 4. 26φ的前后端面，粗糙度为2.5；前后端面倒 451?的角，粗糙度为12.5；以及16φ的通孔，16φ的通孔同样也是本零件加工一个比较重要的部分，观察零件图就可以知道，16φ的 目录 前言 (2) 课程设计任务书 (3) 一、零件的分析 (4) 1.1 零件的作用 (4) 1.2 零件图样分析 (4) 1.3 零件的工艺分析 (5) 二、确定毛坯 (5) 2.1 确定毛坯种类： (5) 2.2 确定铸件加工余量及形状： (6) 三、工艺规程设计 (6) 3.1 选择定位基准： (6) 3.2 制定工艺路线 (7) 3.3 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (7) 四、各工序的加工参数计算 (9) 4.1 铣底平面 (9) 4.2 钻Ф9孔及锪Ф13的沉头孔 (11) 4.3 铣两直角边 (13) 4.4 刨退刀槽 (14) 4.5 铣四侧面 (15) 4.6 钻（铰）Ф8销孔 (15) 4.7 钻Ф6油孔 (18) 4.8 钻Ф4油孔至尺寸 (19) 4.10 钻Ф15的孔 (20) 4.11 扩孔至Ф28 (21) 4.12 车Ф35孔至尺寸保证孔的位置 (22) 4.13 扩钻至Φ29.7 (22) 4.14 加工Φ30孔至要求尺寸 (23) 4.15 确定时间定额及负荷率： (24) 五、夹具设计 (27) 4.1 定位基准的选择 (27) 4.2定位误差分析 (27) 4.3．本步加工按钻削估算夹紧力 (28) 六、课程设计小结 (29) 参考文献 (30) 前言 这个学期我们进行了《机械制造技术基础》课程的学习，并且也发动机厂里进行了工艺实习。为了让我们对理论知识和实际应用之间建立密切联系，在课程结束时我们开始了机械制造技术课程设计。课设开始之前我们对所学的各相关课程进行了一次深入的综合性的回忆与温习,这次温习我们对课设的内容也有了一定的认识,大家一致认为本次课程设计对我们非常重要，是我们对自己实际能力的一次历练。 通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。在课设中我们分组进行设计，在团队的实际操作过程中也发生过一些摩擦，不过在大家的责任心驱使下结果还是团结一致去分工完成任务，结果也让大家锻炼了团队协作的意识，相信在以后的学习生活中我们也会受益。另外，在设计过程中，经过老师的指导和同学们的热心帮助，我们顺利完成了本次设计任务。 在课设的过程中，由于理论知识不够完善，实践能力尚不成熟，以及一些疏忽和大意的存在，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。 序言 由于知能力所限，设计中尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。机械制造技术基础课程设计是我们学完大学的全部基础课程课、技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计以前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学学习中占有重要的地位。本次设计的内容是柴油机气门摇臂支座的加工工艺及主要工序夹具设计。具体是工艺设计，工序卡、工艺过程卡的编制，夹具设计。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，能够更深入理解课本知识，并能够很好的应用理论知识，为以后更好地胜任我的工作岗位打好基础。 一、 课题零件工艺分析及生产类型分析 （1）零件的作用 该零件是1105型柴油机中的摇臂结合部的气门摇臂轴支座。027 .0018+φmm 孔装摇臂 轴，轴两端各安装一进、排气气门摇臂。11 .0016+φmm 孔内装一个减压轴，用于降低汽缸 内压力，便于启动柴油机，两孔间距05.056±mm ，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。该零件通过11φmm 小孔用M10螺杆与汽缸相连。该零件是柴油机气门控制系统的一个重要零件。 （2）零件的工艺分析 分析零件图纸，图纸的各视图尺寸标注完整，能够表达清楚零件的各个部分，技术条件标注合理，表面粗糙度标注合理，尺寸公差标注完整，能够完整表述加工要求。该零件加工表面分两种，主要是孔的加工，圆柱端面平面加工。将零件图重新绘制在A3图纸上，详见附图。如图一，现将主要加工部分表述如下： 1.孔加工 该零件共有4个孔要加工，其中027.0018+φmm 、11 .0016+φmm 孔加工要求较高，两孔中间距05.056±mm ，027.0018+φmm 孔中心与底平面距离03.024±mm ，11 .0016+φmm 孔中心与底面距 离49±0.05mm 。有平行度要求，表面粗糙度1.6，需精加工，11φmm 小孔直接钻出即可，另3φ斜小孔直接钻出。 2.面的加工 该零件需加工平面为22×36底面精度要求较高，是后续工序的精基准面，需精加工，上端面要求高，粗铣即可。φ26圆柱两端面粗铣， φ28圆柱两端粗糙度要求3.2，要精铣。 分析知，该零件的加工应先加工面，孔以面为基准。保证孔中心与底面的距离，平行度。 （3）、确定零（部）件的生产类型 零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型由着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N 可按下式计算： (1%)(1%) a b N Qm a b =++式中 N----零件的生产纲领 Q----产品的年产量（台、辆/年） m----每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆） %---备品率，一般取2%-4% %---废品率，一般取0.3%-0.7% 根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类 丽水学院 机电信息分院 毕业设计 气门摇臂轴支座的加工工艺设计 学生学号: 学生姓名： 5１3工作室 导师姓名： 班级机电０8１0 专业名称机电一体化技术 提交日期２01１年5月2５日答辩日期２0１1年5月26日 2011 年月日 摘要 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤,采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。 本设计首先介绍了气门摇臂轴支座的作用和工艺分析,其次确定毛坯尺寸,然后进行了工艺规程设计，最后进行夹具设计。此次设计是对气门摇臂轴支座的加工工艺和夹具设计，其零件为铸件,具有体积小，零件结构简单的特点，由于面比孔易加工,在制定工艺规程时，就先加工面,再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，其机构设计简单,方便且能满足要求。 关键词:气门摇臂轴支座；工艺分析；工艺规程设计 目录 一、引言?错误!未定义书签。 二、设计任务分析........................................................................................... 错误!未定义书签。 2．1零件的分析...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.1.１零件的作用?错误!未定义书签。 ２.1.２零件的工艺分析................................................................... 错误!未定义书签。 2.2毛坯的选择?错误!未定义书签。 2．2.1确定毛坯尺寸及机械加工总余量?错误!未定义书签。 2.２.２毛坯图的绘制?错误!未定义书签。 三、气门摇臂轴支座的机械加工工艺规程设计?错误!未定义书签。 3.1选择加工方法,制定工艺路线?错误!未定义书签。 ３.1.１定位基准的选择................................................................... 错误!未定义书签。 3.1.2零件表面加工方法的选择...................................................... 错误!未定义书签。 3．2加工设备及工艺装备选择.............................................................. 错误!未定义书签。 3.3确定工艺路线?错误!未定义书签。 四、工序间加工余量的确定?错误!未定义书签。 五、总结评价?错误!未定义书签。 致谢................................................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献........................................................................................................... 错误!未定义书签。附录?错误!未定义书签。 一、零件的分析 1、零件的作用 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，)(101601 .00+H φ孔 装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个5.10Φ孔用M10螺杆与汽缸盖相连，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佳，气门由摇杆凸轮机构驱动，摩擦力小且气门间隙由液压补偿。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升的TDI 发动机运)(101601.00+H φ孔的尺寸精度以及下端面0.1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，2—5.10Φ孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度0.08。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 )(101601 .00+H φ孔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。 2、零件的工艺分析 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： （1）上下底面粗糙度均为6.3，底面与中心16φ的孔的平行度为0.1； （2）前端面粗糙度为3.2，后端面粗糙度6.3，前后端面与中心16φ的孔的垂直度为0.08； （3）中心16φ孔为10级精度，采用基孔制配合，粗糙度3.2； （4）5.10φ的孔的粗糙度12.5 。 3艺规程定性设计 定位基准的选择： 精基准的选择：由上面分析可知，可以半精加工下底面后，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。?16（+0.1—0）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，操作方便。 粗基准的选择：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，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，此外， 目录 一、设计任务 (1) 1.设计目的 (1) 2.设计内容 (1) 3.设计要求 (1) 二、分析定位基准及确定定位夹紧方案 (2) 1.分析第一类自由度 (3) 2.分析定位基准 (3) 3.确定定位方案 (3) 4.确定夹紧方案 (5) 三、夹具元件的设计计算 (6) 四、夹具装配图的绘制 (9) 五、夹具体零件图的绘制 (11) 六、夹具体工艺过程卡的编制 (12) 1、加工工艺路线的拟定 (12) 2、表面加工方法的选择： (13) 3、夹具体工艺过程卡片如下： (14) 七、总结与体会 (15) 八、参考文献 (17) 气门摇臂轴支座钻床夹具设计 一、设计任务 1.设计目的 1）基于与实践相结合之原则，培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程的理论知识，独立编制机械加工工艺规程 2）根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计； 3）学会运用相关手册、标准、图表等技术资料 4）进一步掌握AutoCAD或UG软件，为毕业设计打下基础 2.设计内容 如右图（一）所示为连杆端盖 零件示意图，该零件年 产量20000件。目前已已加工螺栓孔， 其余均，要求设计铣螺栓台的夹具装置。 图一气门摇臂轴支座 3.设计要求 1)夹具总装图（AutoCAD二维图）； 2) 夹具体零件图 （AutoCAD 二维图） ； 3) 夹具体的机械加工工艺过程卡片； 4) 课程设计说明书。 二、 分析定位基准及确定定位夹紧方案 该零件是1105型柴油机中的活塞连杆的端盖。027 .0018+φmm 孔装摇臂轴，轴两端各安装一进、排气气门摇臂。11 .0016+φmm 孔内装一个减压 轴，用于降低汽缸内压力，便于启动柴油机，两孔间距05.056±mm ，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。该零件通过11φmm 小孔用M10螺杆与汽缸相连。该零件是柴油机气门控制系统的一个重要零件。 该零件共有4个孔要加工，其中027.0018+φmm 、11 .0016+φmm 孔加工要求较高，两孔中间距05.056±mm ，027 .0018+φmm 孔中心与底平面距离03.024±mm ，11 .00 16+φmm 孔中心与底面距离49±0.05mm 。有平行度要求，表面粗糙度1.6，需精加工，11φmm 小孔直接钻出即可，另3φ斜小孔直接钻出。 该零件需加工平面为22×36底面精度要求较高，是后续工序的精基准面，需精加工，上端面要求高，粗铣即可。φ26圆柱两端面粗铣， φ28圆柱两端粗糙度要求3.2，要精铣。 分析知，该零件的加工应先加工面，孔以面为基准。保证孔中心 与底面的距离，平行度。本次设计选择设计 钻→扩→铰孔11 .0016+φ的 夹具。该工序加工的精度要求较高，粗糙度要求 1.6，平行度要求 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序——钻Φ11孔的夹具。本夹具将用于立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。 (一)问题的提出 本夹具主要用来钻Φ11孔，跟拨叉的中线有一定的角度要求，在加工时应保证孔的角度要求。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。 (二)夹具设计 1、定位基准选择 为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置，并采用可换钻套以利于在钻孔 2、切削力及夹紧力计算 刀具：硬质合金麻花钻，mm d 11=。 由实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于工作台,查《切削手册》表2.3，切削力计算公式为： F F F k f d C F y Z F f 0= 其中：410=C F ，2.1=Z F ，75.0=y F ，mm d 8.40=，22.0=f ，k k k k hF xF MF F ??=，k MF 与加工材料有关,取0.94；k xF 与刀具刃磨形状有关,取1.33；k hF 与刀具磨钝标准有关,取1.0，则： N F 108125.122.08.441075.02.1=???= 采用开口夹紧螺栓左右移动来达到适当夹紧后本夹具即可安全工作. 3、定位误差分析 （1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为定位块,在加工时要保证夹具定位块的位置要求. （2）计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。 钻套外径与衬套孔的最大间隙为： 026.0)011.0(015.0max =--=? 衬套外径与钻模板孔的最大间隙为： 005.0023.0018.0max -=-=? 则钻套中心与工作台平面的垂直度误差为： 0.5mm 。 4、夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设计采用了可换装置。拆卸时，松开夹紧螺栓，实现工件的快换。 5、钻床夹具的装配图见附图 1 绪论 1.1本设计的容及意义 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后而进行。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。其目的在于： 1．巩固我们在大学里所学的知识，也是对以前所学知识的综合性的检验； 2．加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料； 3．树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养我们的实际工作能力； 4．通过对气门摇臂轴支座的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性的训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 5.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效，省力，经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。 6．通过零件图，装配图绘制，使我们对于AutoCAD绘图软件的使用能得到进一步的提高。 本次设计的主要容为：首先运用AutoCAD软件绘制气门摇臂轴支座的二维零件图，然后根据图纸的技术要求等确定生产类型，经分析本次设计的零件年产量为10000件，属大批量生产。其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，气门摇臂轴支座的材料为HT200，拟采用以铸造的形式进行毛坯的制造，并确定零件的机械加工工艺路线，完成机械加工工序设计， 进行必要的经济分析。最后，对某道加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。 1.2课题背景知识 1.2.1零件作用 本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm的孔装一个减压轴，用于降低汽缸压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑的作用，直径11的孔用M10的螺杆与汽缸盖相连，直径3的孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。 1.2.2柴油机相关知识介绍 简介柴油机是用柴油作燃料的燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。 柴油机在工作时，吸入柴油机气缸的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500～700℃的高温。然后将燃油以雾状喷入高温空气中，与高温空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。 柴油机可按不同特征分类：按转速分为高速、中速和低速柴油机；按燃烧室的型式分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机等；按气缸进气方式分为增压和非增压柴油机；按气体压力作用方式分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等；按用途分为船用柴油机、机车柴油机等。 前言 机械制造技术基础课程设计是完成基础机械制造和大多数专业课程以及生产实践的又一则实践教学环节。在此设计中，我们可以在机械制造的基础知识中综合运用基础理论，并结合在生产实践中学习到的实践知识，并独立分析和解决零件机械制造过程中的问题。在老师和同学的帮助下，我也对机床和切削工具的结构和工作原理有了更深入的了解。不知不觉中，我的图纸分析和结构设计能力得到了提高，为我将来的毕业设计和未来的工作奠定了良好的基础。 在完成“机械制造基础知识”和相关课程的学习后，通过此设计，我们巩固和加深了所学知识，并培养了我们学习如何综合利用所学知识来分析和解决机械问题。创造问题的能力。 由于能力有限和缺乏经验，设计中仍然存在很多不足之处，希望老师能给予更多的建议。 1.零件的过程分析和生产类型的确定 1.零件的作用 标题中给出的部分是195柴油机摇臂轴的支撑是柴油机的主要部分。直径为16的孔用于安装摇臂。孔所需的表面粗糙度和位置精度不是很高。它与轴一起工作以支撑轴。影响。 2.零件的过程分析 零件的材料是HT200。灰口铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性差，脆性高。不适合研磨。因此，以下是要处理的零件的表面以及已处理表面之间的位置的要求： φ孔的平行度为0.1； （1）上下底面的粗糙度均为6.3，底面和中心16 φ孔（2）前端表面粗糙度为3.2，后端表面粗糙度为6.3，前后端面和中心16 的垂直度为0.08； φ孔的精度为10级，采用底孔系统，粗糙度为3.2； （3）中心16 φ孔的粗糙度为12.5。 （4）5. 10 从以上分析可以看出，在对底面进行半精加工后，可以使用专用夹具作为加工参考，可以保证对位置精度的要求。根据每种加工方法的经济精度和机床可以 目录 第1章零件分析 2 零件作用分析 2 零件工艺分析 2 第2章确定毛坯、画毛坯—零件合图 4 选择毛胚种类 4 确定毛胚尺寸及加工总余量5 设计绘毛胚图 6 第3章工艺规程设计 7 定位基准的选择7 制定工艺路线 8 选择加工设备及刀、夹、量具9 加工工序设计11 时间定额计算11 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡XXX 第4章气门摇臂轴支座工序专用夹具设计 24 确定夹具的结构方案24 设计夹具体 27 在夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求27总结 参考文献 第1章 零件分析 零件作用分析 本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm 的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm 的孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm ，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑的作用，直径11的孔用M10的螺杆与汽缸盖相连，直径3的孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。 图 气门摇臂轴支座零件图 零件的工艺分析 通过对气门摇臂轴支座零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差以及技术要求齐全。通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述： 零件的材料为HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下： 1. 22φ外圆的上端面以及与此孔相通的11φ通孔，粗糙度均为； 机电及自动化学院 机械制造夹具 课程设计 设计题目：气门摇臂轴支座专用夹具设计 专业：08机械电子工程1班 学号：0811113047 姓名： 指导老师： 前言 夹具课程设计是一个非常重要的教学环节，它既要求我们通过设计能获得综合应用过去所学的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，这也为以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。在我们学完过机械制造工艺学，工艺技术基础课以及专业课之后并参加了一些实践活动后，此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一次深入的综合性的总复习。学习工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法；锻炼自己熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能。而实际机械加工是讲究经济性，高效性，以及美观合理，作为学生的设计肯定在设计过程中有很多与实际不合，再所难免，望老师指出并给予指导。 目录 一、零件的介绍分析 (1) 二、夹具设计任务 (2) 三、夹具设计方案确定 (3) 四、切削力及夹紧力的计算 (6) 五、定位误差分析与计算 (8) 六、公差配合的选用 (10) 七、钻模板的结构设计 (10) 八、致 (11) 九、参考文献 (12) 一、零件的介绍分析 1.1、本设计所设计的零件是6120柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为22mm的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。此孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑的作用，直径15mm的孔用M14的螺杆与汽缸盖相连。 1.2、加工零件的工艺路线 K J 图1 定位面,加工面代号指示图 工序Ⅰ：铸造； 工序Ⅱ：清砂，检验； 工序Ⅲ：时效处理HBS187-220; 工序Ⅳ：以40mm下底面C定位，粗铣 30上端面A； 机械制造技术基础课程设计说明书 设计题目：“气门摇杆支座”零件的机械加工工艺规程设计及铣上端面夹具设计 院系：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号： 学校：晋中学院 指导老师：田富根 2015年6月16日 目录 1 零件分析 (1) 零件的作用 (1) 零件的工艺分析 (1) 确定零件的生产类型 (2) 2 确定毛坯，绘制毛坯简图 (2) 选择毛坯 (2) 确定毛坯尺寸及公差和机械加工余量 (2) 绘制毛坯图 (3) 3 编制零件的机械加工工艺规程 (4) 定位基准的选择 (4) 拟定工艺路线 (5) 加工设备及工艺装备的选用 (7) 加工余量、工序尺寸和公差的确定 (9) 切削用量的计算 (10) 时间定额的计算 (16) 4 专用夹具设计 (18) 夹具设计任务 (18) 拟定夹具结构方案 (19) 绘制夹具装配总图 (24) 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 (25) 总结与致谢 (26) 参考文献 (27) 附录 (28) 1 零件分析 零件的作用 题目所给的零件是 195 柴油机摇臂轴轴座，是柴油机的一个重要零件,直径为 16 的孔用来装摇臂, 孔要求的表面粗糙度和位置精度不是很高，工作时与轴相配合工作，起支撑作用。 零件的工艺分析 通过对该零件图的重新绘制，知道原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。 图1-1摇臂轴座零件图 以下是该零件需要加工的表面以及加工表面之间的相互位置要求： （1）上下端面粗糙度均为，底面与中心Ф16的孔的平行度要求为； （2）左端面粗糙度为，右端面粗糙度，左右端面与中心Ф16的孔的垂直度要求为； 《机械制造技术课程设计》说明书设计题目：摇臂座 学生：李宝星 学号：11431029 专业：机英 班级：112 指导教师：胡萍 目录 一、零件的工艺分析及生产类型的确定 二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 三、选择加工方法，制定工艺路线 四、工序设计 五、确定切削用量及基本时间 六、夹具设计 七、设计小结 八、参考文献 一零件的工艺分析及生产类型的确定 1．零件的作用 摇臂轴轴座,直径为16 的孔用来装摇臂, 孔要求的表面粗糙度和位置精度不是很高，工作时与轴相配合工作，起支撑作用。另附零件图图纸（附录一）。 2．零件的工艺分析 通过对该零件图的重新绘制，知道原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。 以下是该零件需要加工的表面以及加工表面之间的相互位置要求： （1）上下端面粗糙度均为6.3，底面与中心Ф16的孔的平行度要求为0.1； （2）左端面粗糙度为 3.2，右端面粗糙度 6.3，左右端面与中心Ф16的孔的垂直度要求为0.08； （3）中心Ф16的孔为10 级精度，采用基孔制配合，粗糙度3.2； （4）Ф10.5的孔的粗糙度12.5； （5）Ф10.5的孔的倒角的粗糙度12.5。 由上面分析可知，可以先半精加工下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工上端面，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 3.零件的生产类型 依设计题目知：Q=10000台/年，n=1 件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领 N=10000×1×（1+10%）×(1+1%)=11110件/年 对于零件质量，查《机械制造技术基础课程设计指南》表2-1（生产类型与 生产纲领的关系）知其属于轻型零件，生产类型为中批生产。气门摇臂轴支座说明书
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