机械零件加工制造工艺设计

机械制造工艺学课程设计实例

机械制造工艺学

课程设计说明书

设计题目设计“配气机构摇臂轴”零件的机械加工

工艺规程及工艺装备

设计者刘梅芳

指导教师杨振祥

学号 1102070513

中南大学

机车车辆教研室2011年 1 月11 日

内容：

1. 零件图 1张

2. 毛坯图 1张

3. 课程设计任务书 1份

4. 机械加工工艺工程卡片 1张

5. 机械加工工序卡 8张

6. 夹具装配图 1张

7.课程设计说明书 1份

序言

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分

专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各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生活中占有重要的地位。 就个人而言，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的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。

一、零件的分析

（一）零件的作用及技术要求

1、零件的作用

配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照发动机的作功次序和每一缸的工作循环的要求，适时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。一般由凸轮轴、气门推杆、挺柱、气门摇臂、摇臂控制轴、气门导管以及气门等部件构成。

摇臂轴是一空心圆轴，用数个支座安装在气缸盖上，摇臂套装在摇臂轴上，并能在轴上作圆弧摆动。轴内孔与主油道相通，供给配气机构润滑油

2。主要技术要求

零件图上主要的技术要求为：

1)摇臂轴调质硬度为HB255-302；B 表面淬火硬度HRC55-60，硬化深度1-1.5mm ； 2）探伤检查。

（二）零件的工艺性分析

配气机构摇臂轴这个零件从附图1上可以看出，它一共有以下7组加工表面，分述如

下：

1、 Φ50h8轴：轴径0

39

.050-mm ，表面粗糙度为Ra6.3μm ，端倒角2mm ×45°。

2、 摇臂轴总长：保证尺寸2500

5

.0-mm ，表面粗糙度为Ra0.8μm 。

3、 端侧面表面粗糙度为Ra6.3μm 。

4、 Φ27圆槽：槽径Φ27，到端侧面保证尺寸17±0.1mm ，铣刀加工，槽深至摇臂轴外径表面保证尺寸17mm ，两个，槽间距保证尺寸216±0.1mm ，表面粗糙度为Ra6.3μm ，。

5、两个Φ5孔：孔径Φ5，两端倒角1.5mm×45°，两孔距95±0.2mm，孔中心轴距离端侧面保证尺寸77.5±0.2mm，表面粗糙度为Ra12.5μm。

6、Φ8.5孔：孔径Φ8.5，两端倒角1mm×45°表面粗糙度为Ra12.5μm。

7、90°销钉孔：孔深5mm，孔中心轴距离端侧面保证尺寸47.5±0.1mm，表面粗糙度为Ra12.5μm。

二、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

配气机构摇臂轴在整个设备中的作用非常重要，需要选用可靠性高的材料。42CrMo钢强度、淬透性高，韧性好，淬火时变形小，高温时有高的蠕变强度和持久强度。零件材料选用42CrMo钢。

零件材料为42CrMo，考虑到摇臂轴在应用过程中经常承受交变和冲击性载荷，因此选用锻件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件采用单件大批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，可以采用锻造件，可以采用热轧圆钢，可以直接从钢材市场上购得。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。

（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，基面选择的正确与合理，可以是加工质量得到保证，生产率得以提高。否则不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法进行。

由于零件图所示的摇臂轴上多数尺寸及形位公差以Φ50h8外圆面及其端面为设计基准，因此必须首先将工件外圆面及其端面加工好，为后续工序准备基准。根据粗、精基准选择的原则，确定各加工表面的基准如下：

1）Φ8.5孔：摇臂轴外圆面。

2）右端面：摇臂轴左端面。

3）两个半圆槽：摇臂轴左端面。

4）两个Φ5孔：摇臂轴的左端面及左边孔的中心线。

5）销钉孔：摇臂轴的左端面及外圆面。

（三）制订工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑使用先进设备配以专用夹具，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降低。

1、工艺路线方案一：

：

3、工艺方案比较与分析：

上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工Φ50h8的外圆，然后再以此为基础，加工Φ50h8端面，再经过钻孔、淬火等处理后，在以Φ50h8的外圆为垂直方向的定位基准铣Φ27半圆槽，这样不仅无法保证Φ50h8外圆的高精度，同时也使Φ27半圆槽的位置精度不够。方案二则是先加工Φ50h8端面，然后以此为基面加工Φ50h8的外圆以及钻孔，而经过钻孔和淬火等处理后，再次磨削加工Φ50h8的外圆。两相比较，可以看出，先加工加工Φ50h8的外圆，再加工Φ50h8端面，不仅能保证Φ50h8的外圆的精度，也能基本符合“基准重合”的原则。因此方案二比较合理，但经过仔细考虑后还是有问题。为了减少装夹次数，需要调整钻孔的顺序，而且热处理可以综合成一步，不重要的半精加工面应该在精加工之前。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，最后的加工路线确定如下：