机械制造工艺学课程设计

1课程设计课程名称：机械制造工艺学学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：潘家荣学号：1008030390年级：2010级任课教师：何彪、宋扬扬2013年12月25日2前言本次设计是在我们学完了大学所有的基础课程之后进行的，此次设计是对大学期间所学课程的一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练，启目的在于：1、巩固我们在大学里所学的知识。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，培养实际工作能力。4、通过训练，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、学会拟定夹具设计方案。6、本次设计的内容是：根据图纸的技术要求确定生产类型，经分析本次设计的零件属于大批量生产：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，拟采用铸造的形式进行毛坯制造。最后，确定零件的加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析。本说明书是编者根据气门摇臂轴支座的加工过程所需夹具的设计原理编写的。主要包括任务介绍、方案选择、定位误差分析等内容。这次的工艺学课程设计又是一次实践性环节，是对所学理论知识的又一次更系统更全面的应用、巩固与深化。马上就要步入社会，接触真正的生产加工，所以这次设计是个很好的锻炼机会。3目录一、零件图的分析...........................................................................................................................4（一）、零件图的技术分析.....................................................................................................4（二）、零件的工艺分析.........................................................................................................5二、工艺规程设计...........................................................................................................................6（一）、确定毛坯的制造形式.................................................................................................6（二）、基面的选择.................................................................................................................6（三）、零件加工方案的确定.................................................................................................7（四）、工艺路线的确定.........................................................................................................8（五）、毛坯尺寸及加工余量的确定...................................................................................10（六）、切削基本工时的确定...............................................................................................12三、夹具的设计.............................................................................................................................23一、定位设计.........................................................................................................................24二、夹紧机构设计.................................................................................................................24三、导向、对刀装置.............................................................................................................25四、夹具体设计.....................................................................................................................26四、小结.........................................................................................................................................26五、致谢.........................................................................................................................................27六、参考文献.................................................................................................................................27七、附图.........................................................................................................................................274一、零件图的分析（一）、零件图的技术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，轴的两端各安装一个进、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。零件图如下：5（二）、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表面之间的位置要求如下：1.22外圆的上端面以及与此孔相通的11通孔，粗糙度均为12.5；2.36mm下端面，根据零件的总体加工特性，366mm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；3.28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18的通孔，在这里由于18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。4.26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16的通孔，16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，16的孔要求的表面粗糙度和位置精度和18的通孔一样都是比较高的，16的通孔表面粗糙度为1.6，孔的轴线与36mm的地面的平行度为0.05；通过上面零件的分析可知，36mm下端面和22上端面的表面粗糙度要求都不是很高，因此都不需要精加工来达到要求，而且这两个面也是整个加工工程中主要的定位基准面，因此可以粗加工或者半精加工出这两个面而达到精度要求，再以此作为基准采用专用夹具来对其他表面进行加工，并且能够更好的保证其他表面的位置精度要求。总的看来，该零件并没有复杂的加工曲面，属于较为简单的零件，所以根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证，简单的工艺路线安排如下：将零件定位夹紧，加工出36mm下端面以及22上端面，并钻出11的通孔，然后再以这先加工出来的几个表面为基准定位，加工出28和26的外圆端面，并钻出1618和这两个精度要求比较高的空，最后翻转零件，深孔加工出3的斜油孔。6二、工艺规程设计（一）、确定毛坯的制造形式选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造。根据上述内容的几个方面来分析本零件，零件材料为HT200，首先分析灰铸铁材料的性能，灰铸铁是一种脆性较高，硬度较低的材料，因此其铸造性能好，切削加工性能优越，故本零件毛坯可选择铸造的方法；其次，观察零件图知，本设计零件尺寸并不大，而且其形状也不复杂，属于简单零件，除了几个需要加工的表面以外，零件的其他表面粗糙度都是以不去除材料的方法获得，若要使其他不进行加工的表面达到较为理想的表面精度，可选择砂型铸造方法；再者，前面已经确定零件的生产类型为大批量生产，可选择砂型铸造机器造型的铸造方法，较大的生产批量可以分散单件的铸造费用。因此，综上所述，本零件的毛坯种类以砂型铸造机器造型的方法获得。（二）、基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确与合理，可以加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。(1)粗基准的选择。对于零件的精度要求，气门摇臂支座的上下两个端面中下端面比上端面精度要求高，所以采用以下端面为粗基准来加工上Ф22端面，以下端面作为粗基准可以限制三个自由度，满足加工要求。对要求加工Ф28和Ф26圆柱孔端面可以选择其一端面作为粗基准加上零件的下端面和Ф11孔定位可以满足加工要求。(2)精基准的选择。精基准的选择主要考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门设计，此处不再重复。7（三）、零件加工方案的确定根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求，查《机械制造工艺设计简明手册》[13]表1.4-7，表1.4-8，通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较，最后确定本零件各加工表面的加工方法如下