机械加工设计说明书.doc

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1、目录序言2第一章、零件的工艺分析及生产类型的确定3零件的分析3(一) 零件的作用3(二) 零件的工艺分析3(三) 零件的生产类型4第二章、毛坯的选择与设计41、确定毛坯种类42、确定铸件加工余量：53、定毛坯尺寸54、毛坯图6第三章、工艺规程的设计6(一)、选择定位基准：6(二)、零件表面加工方法的选择7（三）制定工艺路线7（四）工序设计11（五）确定切削用量及工时定额的计算141、 确定切削用量142、工时定额的确定17说明：我们的课程设计再加一章夹具部分：根据下面的目录和视频中的夹具先自己找资料不懂的再一起讨论第四章 夹具设计-144.1问题的提出-144.2夹具的设计-144.2.1 定

2、位基准的选择-144.2.2定位误差分析-144.2.3夹紧装置的设计-154.2.4切削力及夹紧力的计算-164.2.4.1切削力的计算-164.2.4.2夹紧力的确定-164.2.4.3液压缸的选择-174.2.5校验夹紧元件的强度-184.2.6液压控制回路的确定-194.2.6.1分析液压缸在夹具各工作过程的动作-194.2.6.2液压回路的综合和整理-204.2.7 夹具的使用及维护-20第五章 结论-参考文献-第四章 设计小结19参考文献20 序言 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践教学环节。这次设计我们能综合运用

3、机械制造基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在老师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 在结束了机械制造基础及有关课程的学习后，通过本次的设计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。第一章、零件的工艺分析及生产类型的确定零件的分析 (一) 零件的作用 题目所给的零件是气门摇

4、臂轴支座。是柴油机的一个主要零件,.直径为18的孔和直径为16的孔用来装摇臂, 两孔要求的表面粗糙度和位置精度比较高，工作时会轴相配合工作，起支撑作用,直径为11的孔用来装支持轴,直径为3的孔主要用来排油。各部分尺寸如下图：(二) 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、外圆的上端面以及与此孔相通的11的通孔，粗糙度均为12.52、36mm的下表面，粗糙度为6.3。3、外圆的前后端面，粗糙度为3.2；前后端面倒的角，粗糙度为12.5； 以及的通孔，粗糙度为1.6，孔的轴线

5、与36mm的地面的平行度为0.05，且轴线的圆跳动公差伪0.1；4、的前后端面，粗糙度为2.5；前后端面倒的角，粗糙度为12.5； 以及的通孔，粗糙度为1.6，孔的轴线与36mm的地面的平行度为0.05；由上面分析可知，可以精加工和的外圆端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，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，简单安排如下：将零件定位后再夹紧，加工出和的外圆端面，并钻出的孔，两孔的轴线互为基准，再以此加工出，然后钻出的通孔，最后翻转零件，深孔加工出的斜油孔。(三) 零件的生

6、产类型依据设计要求Q=5000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领 N=50005000件/年 零件质量为，查表知其属于轻型，生产类型为中批。第二章、毛坯的选择与设计 1、确定毛坯种类本零件选取的材料是HT200，而且此零件外形较为简单，又属于中批生产，若选砂型手工造型生产，则效率低，铸件质量差，也不宜采用费用高，生产周期长的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造，最后确定采用砂型机器造型，它有较高的生产效率，也能满足毛坯质量要求。2、确定铸件加工余量：（1）求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓的尺寸，长83mm，宽37mm，高62mm。（2）选择

7、铸件公差等级查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为812级取为10级。（3）求铸件尺寸公差公差带相对于基本尺寸对称分布。（4）求机械加工余量等级查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为HT200得机械加工余量等级E-G级选择F级，查表得机械加工余量等级取8级。3、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Ra1.6。Ra1.6的表面，余量要适当加大。分析本零件，加工表面Ra1.6，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值）用查表法确定铸造各表面的的加工总余量，如下表：简图加工表面基本尺寸铸件尺寸公差机

8、械加工余量(单侧)铸件尺寸22上端面392.64471.336下端面392.6428上端面372.64451.328下端面372.6426上端面162.24241.126下端面162.244、 毛坯图（1） 确定拔模斜度 根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为。（2） 确定分型面 由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及便于发现上下模在铸造过程中的错移所以选前后对称的中截面为分型面。（3） 毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做时效处理。第三章、工艺规程的设计(一)、选择定位基准：1、粗基准的选择：本设计选尺寸为的上端面为主要定位粗基准及尺寸为36mm的下

9、表面为辅助定位粗基准。2、精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，且本零件是杂类零件，根据零件形状结构和要求可知，的孔为设计基准，为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选择的孔为定位基准，即遵循“基准重合”原则，以的前端面为辅助定位精基准。(二)、零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有端面、内孔等，材料为铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下： （1）内孔，公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra1.6，毛坯孔未铸出。需进行钻、扩、半精铰、精铰，并倒角。（2）内孔，公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra1.6，毛坯孔未铸出。需进行钻、扩、半精铰、精铰，并倒角。

10、（3）前端面公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra3.2，须粗铣，半精铣。（4）后端面公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra3.2，须粗铣，半精铣。（5）前端面公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣即可。（6）后端面公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣即可。（7）上端面公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣即可。（8）上端面公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3，须粗铣，半精铣。（9）的孔公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5可直接用钻头钻出。（10）的孔公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5可直接用钻头钻出。（三）制定工艺路线根据零件的几何形

11、状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用在镗床上配以夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工艺路线一：工序1：铸造工序2：清砂工序3：时效处理工序4：立铣上端面，粗铣，保证尺寸，Ra12.5工序5：立铣36mm下表面，粗铣、半精铣，保证尺寸Ra6.3工序6：钻的，保证尺寸，Ra12.5工序7：粗铣、半精铣外圆前端面，保证尺寸 ，Ra3.2 粗铣、半精铣外圆后端面，保证尺寸 ，Ra3.2 粗铣、半精铣外圆前端面，保证

12、尺寸 ，Ra12.5 粗铣、半精铣外圆后端面，保证尺寸 ，Ra12.5工序8：钻、扩、铰的孔，Ra1.6 钻孔，保证尺寸 扩孔，保证尺寸 半精铣，保证尺寸 精铣，保证尺寸 倒角，工序9：钻、扩、较的孔，Ra1.6 钻孔，保证尺寸 扩孔，保证尺寸 半精铣，保证尺寸 精铣，保证尺寸 倒角，工序10：钻的孔,保证尺寸,Ra12.5工序11：钳工去毛刺工序12：终检工艺方案二：工序一：镗 定位夹紧方式如下图 1、 粗铣圆柱前端面至42 Ra12.52、 半精铣圆柱前端面至41 Ra3.23、 粗铣圆柱前端面至20 Ra12.54、钻 Ra12.55、钻孔Ra12.56、扩孔至 Ra6.37、扩孔至 R

13、a6.38、半精铰孔至 Ra3.29、半精铰孔至 Ra3.210、精铰至 Ra1.611、精铰至 Ra1.6 12、粗铣圆柱后端面至38 Ra12.513、半精铣圆柱后端面至37 Ra3.214、粗铣圆柱后端面至16 Ra12.515、锪的两端，保证倒角，Ra12.516、锪的两端，保证倒角，Ra12.5工序二：镗定位及夹紧方式如下图： 1、粗铣圆柱下端面至44 Ra12.52、半精铣圆柱下端面至43 Ra6.33、粗铣圆柱上端面至39 Ra12.5 4、钻孔工序三：1、钻孔2、钳工去毛刺工序四：抽检方案1和方案比较分析，这两个方案可从保证质量、生产效率、经济成本三个方面来比较。保证质量方面：

14、方案1中是先以36mm下平面和上端面定位钻的孔，再以孔定位，钻出的孔，因为的孔要求精度不高，而和两孔要求精度相对来说比较高，故加工出的和两孔的精度不高，而方案2是先加工出和两孔，再以此定位、钻出的孔，符合先主后次的原则，所以用方案2加工出的零件质量相对方案1老说，质量高一些，更可靠。生产效率方面：方案1中和36mm下平面相对方案2躲了一次安装，生产效率高，方案2中是高速铣，相对方案1用加工时间短，其它基本相同，从生产效率上看，方案2优于方案1.经济成本方面：方案1需要7把专用夹具，方案2只用一把专用夹具和一个通用夹具，其它消耗，两方案差不多，综合起来，方案1消耗多余方案2.。故通过以上三个方面

15、的分析，应选方案2。（四）工序设计1、选择加工设备与工艺装备（1）选择机床 ：根据不同的工序选择机床。工序一 中有工步有铣、钻、扩、铰、锪并且要求，的两孔的尺寸精度，位置精度，粗糙度都比较高，为了方便加工和保证加工精度，所以选择卧式镗床。卧式镗床的类型和技术参数如下：型号：TA617 主轴直径：70最大镗孔直径：200 主轴中心线至工作台距离：0-700工作台荷重：1600Kg 主轴转速：11.2-1400r/min 工作台行程：纵900；横900 电动机功率：主电机4KW；总容量为5.5电动机台数为：2，外形尺寸为406024002470。 TA617主轴转速为：11.25、15、21、29

16、、41、56、77、107、147、203、281、387、543、737、1017、1400（r/min）工序二 中工步为铣，根据加工面的定位夹紧方式选择卧式镗床，型号为X62。主轴转速为：30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、300、375、475、600、750、950、1180、1500（r/min）工序三 中为钻孔钻孔，可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工选择立式钻床Z550主轴转速为：32、47、63、89、125、185、250、351、500、735、996、1400（r/min）（2）选择夹具 本零件除粗铣和半精铣，钻斜油孔为专用夹具外，

17、其他各工序使用通用夹具即可。（3）选择刀具 根据不同的工序选择刀具。 选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、硬质合金铰刀、硬质合金锪钻。加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工用YG8，半精加工为YG6。粗铣圆柱前后端面的铣刀，粗铣圆柱前后端面铣刀选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG8。半精铣圆柱前后端面的铣刀选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG6。钻 、孔分别选择、1

18、5的莫式锥柄麻花钻。扩孔至 、扩孔至 的扩孔钻分别为选择硬质合金锥柄扩孔钻，d分别为18mm和16mm。半精铰孔至 ，半精铰孔至， 精铰至 精铰至 选用硬质合金锥柄铰刀。GB/T4252-1984粗铣圆柱下端面至44粗铣圆柱上端面至39选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG8。半精铣圆柱下端面至43选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG6。钻的孔用莫式锥柄麻花钻。钻孔选择的直柄麻花

19、钻。锪倒角用高速钢外锥面锪钻，用于孔口倒角或去毛刺（4）选择量具 本零件为中批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考有关手册，选择量具如下表：工序工步加工面尺寸尺寸公差量具一1420.62050范围游标卡尺塞规050范围游标卡尺塞规2380.163200.5240.2750.2760.0770.0780.05290.052100.027110.02712390.6213370.01614待添加的隐藏文字内容30.052二1440.62050范围游标卡尺塞规2430.253390.6240.25三20.43塞规2、确定工序尺寸前面已经确定了各加工表面的总加

20、工余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：工序工步加工面尺寸尺寸公差加工余量表面粗糙度一1420.62312.52380.1613.23200.52412.540.271712.550.271512.560.070.856.370.070.856.380.0520.093.290.0520.093.2100.0270.061.6110.0270.061.612390.62312.513370.01613.2140.052412.5二1440.62312.52430.2516

21、.33390.62412.540.251112.5三10.43312.5（五）确定切削用量及工时定额的计算 1、 确定切削用量 工序一：铣前后断面，钻、扩、铰的孔1、加工条件：（1）.工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造;（2）.加工要求：单侧加工余量4mm;（3）.机床：TA617卧式镗床；（4）.刀具：YG6硬质合金面铣刀，选择镶齿套式面铣刀，D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10 2. 切削用量 工步1：（1）确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。（2）确定每齿进给量fz查表得：fz=0.2-0.

22、29mm/z取0.2mm/z。 f=zfz=100.2=2mm 查表Vc=64m/min主轴转速n=r/min，查表得n=281r/min，计算Vc= m/min 工步3、13、14同工步1工步2（1）确定切削深度ap因为余量较小，故选择p=1mm，一次走刀即可完成。（2）确定每齿进给量fzfz=0.1mm/z， f=zfz=100.1=1mm/r 查表得Vc=124m/min，主轴转速n=r/min查表得n=534r/min，计算Vc= m/min 工步6同工步5 工步4确定切削深度ap，选择p=8.5mmf= 0.1mm/r 查表Vc=60m/min主轴转速n=r/min，查表得n=101

23、7r/min计算Vc= m/min 。工步5确定切削深度ap，p=7.5mm f= 0.1mm/r Vc=50m/min主轴转速n=r/min查表得n=1017r/min计算Vc= m/min 。工步6确定切削深度ap，p=0.425mm f= 0.1mm/r 查表Vc=60m/min主轴转速n=r/min查表得n=1017r/min计算Vc= m/min 。工步7确定切削深度ap，p=0.425mm f= 0.1mm/r 查表Vc=50m/min主轴转速n=r/min查表得n=1017r/min计算Vc= m/min 。工步8确定切削深度ap，p=0.045mm f= 0.4mm/r 查表V

24、c=10m/min主轴转速n=r/min查表得n=147r/min计算Vc= m/min 。工步9确定切削深度ap，p=0.045mmf= 0.4mm/r Vc=10m/min主轴转速n=r/min查表得n=203r/min计算Vc= m/min 。工步10p=0.03mm， f= 0.4mm/r手动进给。工步11p=0.03mm， f= 0.4mm/r手动进给。工步15锪的倒角p=0.75，f=0.22mm/r, Vc=12 m/min主轴转速：n=r/min查表得：n=232r/min计算Vc=13.2 m/min 。工步16 锪的倒角p=0.75，f=0.22mm/r, Vc=12 m/

25、min主轴转速：n=r/min查表得：n=232r/min计算Vc=54.6 m/min 。2、 工序二切削用量工步1（1） 确定切削深度app=3mm（2） 确定每齿进给fz：查表得 fz=0.2-0.29mm/z取0.2mm/z， f=zfz=100.2=2mm 查表Vc=64m/min主轴转速n=r/min查表得n=235r/min，计算Vc= m/min工步2（1）确定切削深度app=3mm（2）确定每齿进给fz：查表得fz=0.1mm/z， f=zfz=100.1=1mm/r Vc=124m/min主轴转速n=r/min，查表得n=600r/min，计算Vc=m/min工步3同工步1

26、工步4 p=5.5mm， f= 0.1mm/r Vc=50m/min主轴转速n=r/min，查表得n=1400r/min，计算Vc= m/min3、 工序三切削用量工步1p=1.5mm， f= 0.1mm/r Vc=10m/min主轴转速n=r/min，查表得n=1017r/min，计算Vc= m/min 。2、工时定额的确定1）工时定额的计算工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额其中：是指但见时间定额 是指基本时间（机动时间），通过计算求得 是指辅助时间，一般取（1520）%；与和称为作业时间 是指布置工作时间，一般按作业时间的（27）%估算 是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（

27、24）%估算 是准备与终结时间，大量生产时，准备与终结时间忽略不计 N是指一批零件的个数下表是各个工步基本时间的计算公式及其结果：工序工步计算公式计算结果（min）工序一1铣： =90 ：铣削宽度 d：铣刀直径0.1420.1430.0934钻： ：（14）扩、铰： 0.1150.1160.07670.05680.04990.09100.53110.4912铣： =90 ：铣削宽度 d：铣刀直径锪： ：（12）0.29130.11140.18150.076160.058工序二1铣： =90 ：铣削宽度 d：铣刀直径钻： ：（14）0.06320.2330.0740.09工序三1钻： ：（14）

28、0.058第四章 设计小结 转眼，两周的机械制造技术基础课程设计实习快接近尾声了，在这次实习中我真正体会到了苦并快乐着起的要比平时要早，画图到很晚，查阅机械手册，绘图、计算，一遍又一遍，错了又重来，一次又一次的修改设计方案，但每当看到自己的设计成果，心中总是美滋滋。这次实习我选择的是气门摇臂轴支座，由于以前接触的知识不多，所以的借了许多这方面的书，吸取了以前的盲目计算的经验，在做整个的设计前我先对设计题目进行了分析，大致确定了设计方案。接下来我就动手做了。在设计实习过程中，我的思想认识也得到了一定的提高。通过这次课程设计实习，我有如下几方面的感触： 首先，在这次课程设计实习中，通过自己的努力和

29、请教老师和同学，我收获很大，不但比较系统的复习了以前所学习的所有关于机械设计,机械原理，机械制图以及相关制图软件操作的知识而且加深了对以前那些枯燥公式的理解。 其次，以前我总是以为我什么东西都懂了，但到了实际设计过程中才发现自己是那么的肤浅，所以设计过程中我逐渐克服了自己眼高手低的缺点。通过此次实习，把自己所学习的知识运用到实际中解决实际生产中的问题，增强了我的理论联系实际的观念，提高了自己理论联系实际的能力。理论是对实际操作的一个提炼和升华，是一个被理想化了的实际操作的模型，将实际操作简单化了。而实际操作却是比理论更复杂的，因为在实际操作过程中会遇到许许多多人为因素和社会因素。比如理论上只要

30、一部机器各个机构或者部件满足所需的运动要求和力学性能，那么这样的设计方案就是可行的。但是在实际生产中情况却远要复杂得多。我们不但要会学习知识，更要会将所学的知识运用到实际工作中，那样才能学以致用，才能造福自己和别人。此外，通过这次实习我也深刻认识到学习方法的重要性，正所谓“磨刀不误砍柴工”，在实习中我首先借鉴了许多前人的经验教训先做什么，再做什么，做设计不能盲目，对我们工程人员来讲做事要有缜密的计划，因为一招不重，满盘皆输，再重头既浪费时间又浪费精力，我们可以多参考一些作品 查阅资料，与自己接触过的一些东西进行对比，吸取精华，去除糟粕，可以学会许多东西。但设计，一定要有自己的想法，人也要有自己

31、鲜明的个性，久了，就形成了自己的风格，风格的养成与一个人的艺术素养和个人修养有直接关系。能有自己的设计理念，设计风格，就是不一样，这样设计出来的东西就有了独特的灵魂。最后，在实习过程中我体会到工程人员一定要认真、仔细，做事要考虑周全，不能偷懒，更不照搬照抄，要脚踏实地才会有收获。 两个星期前有同学开玩笑说一周就将实习搞定，结果是有个别同学早早完成了，但我想这次实习的意义不是要你给老师一个结果，而是通过努力和思考，给自己一个精彩的过程，我想我做到了，虽然不完美。年轻人是祖国的未来，如果连我们也惧怕困难，那民族便不会进步，更谈不上富强，所以让我们把握好韶光，不断探索，不断前进。参考文献1 于骏一

32、主编 机械制造技术基础 机械工业出版社 20042 艾兴 肖诗纲 主编 切削用量简明手册 机械工业出版社 20023 王光斗 王春福 主编 机床夹具设计手册 上海科学技术出版社 20004 李洪 主编 机械制造工艺金属切削机床设计制导 东北工业出版社 19895张龙勋 主编 机械制造工艺学课程设计指导书 机械工业出版社 1999 6 何小柏 主编 机械设计机械设计基础课程设计 高等教育出版社 19967成大先 主编 机械设计手册 化学工业出版社20048 王伯平 主编 互换性与测量技术 机械工业出版社 19999 张福润 主编 机械制造技术基础 华中科技大学出版社 200010 冯辛安 主编 机械制造装备设计 机械工业出版社 200511 王小华 主编 机床夹具图册 机械工业出版社 1992