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气门 摇臂 支座 机械 加工 工艺 夹具 设计

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气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计,气门,摇臂,支座,机械,加工,工艺,夹具,设计

内容简介：

1、 研究目的及意义1. 研究目的本设计主要是针对柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计，设计要求工作量大，专业知识范围广，要求高。通过对气门摇臂轴支座的工艺设计：在机械制造工艺规程，工艺方案理论，机械加工余量，工艺尺寸链的计算，数控加工编程方面进行一次全面性训练，初步训练设计一个一般复杂零件的工艺规程的能力；对过程中的creo设计软件，AutoCAD设计软件都进行了补充训练，更好的完善了设计软件使用方面的不足；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；熟悉1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座的功用，并系统地运用所学过的知识处理气门摇臂轴支座加工工艺设计中的各种问题，提高其对机械系统分析和系统设计的能力。2.研究意义通过这次设计实践，能更好的掌握和巩固所学的书本知识，学以致用，加强读图，熟悉图纸，分析图纸的能力，是从理论到实际的一个过渡，为毕业走上工作岗位适应具体工作要求做准备。箱体类零件的工艺规程编制及夹具设计是否高效完好，对柴油机运行时的加工效率和配合精度影响很大。特别是现代工艺对柴油机箱体的依赖，各个零件的要求越来越高，因此气门摇臂轴支座的生产加工极其重要，其加工质量直接影响机器的性能，精度和寿命，所以气门摇臂轴支座的加工工艺与钻孔夹具设计对机械专业学生是一次很好的综合锻炼。二、国内外发展状况1. 机械制造业的发展现状国内机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。机械工业是国民经济的基础行业，工艺工作是机械工业的基础工作。近年来，我国加工工艺技术发展迅速，取得大量成果。国防尖端武器的生产、人们生活用品的质量提高，有力地说明了我国先进制造技术的发展状况。 先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。2. 夹具的发展现状现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1、能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本； 2、能装夹一组具有相似性特征的工件； 3、能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4、能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； 5、采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率； 6、提高机床夹具的标准化程度。 现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。 （1）标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 （2）精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5m。 （3）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。3、 研究内容本次论文的主要内容有：1. 确定气门摇臂轴支座生产类型，并对轴承支座进行工艺分析2. 选择毛坯种类及制造方法，绘制零件-毛坯综合图，用作图软件绘制零件图，拟定零件的机械加工工艺规程，选择各零件及各工序的加工设备和工艺设备，确定各个工序的切削用量和工序尺寸，计算其中一个代表工序的工时定额。3. 填写整理工艺文件，工艺卡片（可视工作量大小只填部分主要工序的工序卡片）4. 计算设计工艺的专用夹具，绘制夹具装配总图和主要零件图5. 撰写毕业设计论文在教师指导作用下，独立完成设计任务书，培养一定的创新意识和较强的设计学习能力，获得机械工程的基本训练，使整个设计是创新、先进、可行、经济合理的。工艺规程设计应满足质量，生产率，经济型等要求，机床夹具设计方案应合理，有一定的生产特色和见解。计算步骤清晰明了，计算结果正确；设计绘图等符合国家标准，撰写设计说明书要语言通顺，文字简练，零件图等图示清晰。四、研究方案以及步骤经分析、查阅，该设计划分为以下几个阶段：1、知识准备、调研、收集资料，完成开题报告；2、整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制草图 ；3、理论联系实际、分析问题、解决问题，完成分析气门摇臂轴支座和分析毛坯图、制定气门摇臂轴支座加工工艺路线、 进行工序设计、 制定夹具设计方案 CAD绘制夹具装配图，creo绘制三维模型等部分设计内容；4、中期检查；5、改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改；6、毕业设计答辩。5 研究方法及实施计划1、在设计之前，要认真的分析夹具图，零件图，了解零件的结构特点和相关技术要求，仔细掌握零件上的每一个细节，如零件表面的平面度，平行度，粗糙度，垂直度，圆度，同轴度等，同时还要注意零件各个加工面的加工精度和零件的每一个具体尺寸；2、首先分析具体零件的结构工艺性，根据其特点制定工艺路线，确定最合适的加工方案，然后再确定加工顺序，最后进行工序设计，制定工艺规程，填写工艺卡片；3、根据对各个零件图的具体分析，为其选择合适的定位元件和定位基准，再确定合适的定位设计，对其进行定位误差的具体分析和分别计算，需制孔的工件在专用夹具定位后要夹紧，首先进行夹紧点的选择和夹紧力的计算，然后选择合适的夹紧装置来夹紧；4、查找翻阅气门摇臂轴支座加工工艺及钻孔夹具设计的相关专业资料。通过大学四年专业所学的各类课程教材，学校图书馆，电子图书馆，上网搜集各种专业国内外资料。六、论文提纲（初步）第一章 绪论1.1课题研究目的及意义1.2论文主要研究内容第二章 气门摇臂轴支座的工艺设计2.1 零件的分析 2.2 零件毛胚的设计2.3工艺路线设计2.4 加工设备及工艺装备的选择2.5 加工工序设计第三章 气门摇臂轴支座加工过程中的专用夹具设计3.1 问题的提出3.2 机床夹具的分类3.3 夹具的设计内容 3.4夹具的设计第四章 总结及展望参考文献致谢附录七、工作量的估计、工作条件 1.工作量的估计1、撰写设计论文及设计说明书（不少于8000字）；2、完成夹具的三维图、二维图纸的绘制；3、编制发动机箱体工艺的加工工艺；4、手工绘A3图一张；5、翻译一篇外文论文。2.工作条件1、工程训练中心相应的机加工设备可以进行实物模型的初步制作；2、拥有相关制图、分析软件提供辅助；3、图书馆可以提供图书期刊资料和电子文献资料；4、制图室，绘制图纸。3.工作进程第七学期1518周 确定毕业设计选题，完成毕业设计开题报告。第八学期14周 收集气门摇臂轴支座有关资料，对箱体零件进行详细的了解分析，查看相关文献开始初步工艺设计。第八学期57周 中期检查，针对零件工艺设计进行初步修改，并进行夹具设计。第八学期810周 完善机械加工夹具设计并绘制设计相关二维图、三维图纸。撰写设计说明书。第八学期11周 指导教师审阅，评阅教师评阅，论文查重。同时为毕业论文答辩做准备工作。第八学期12周 答辩第八学期13周 档案整理八、存在的问题及拟解决采取的措施1、 制定气门摇臂轴支座零件的工艺路线，（加工时定位基准的选择，零件的加工顺序等）；2、定位基准的选择确定，粗基准的选择原则、精基准的选择原则；3、确定夹具有关尺寸公差和技术要求，进行误差分析；4、专用机床夹具的设计。 上述问题将通过查阅文献，请教借鉴相关师傅设计经验，请教老师和与同学探讨等途径进行解决。参考文献1宾鸿赞：先进制造技术M.武汉：华中科技大学出版社，2014:18-25.2卢秉恒，赵万华.机械制造技术基础M.北京：机械工业出版社，20012:98-145.3邹青，呼咏.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京：机械工业出版社，2015:25-1364肖庆和，吴军.数控技术M.北京：北京航空大学出版社，2013:8:18-56.5薛源顺，刘福库，吴春华等，夹具设计,机械工业出版社.2013.6刘朝儒，吴志军.机械制图M.北京：高等教育出版社，2014:449-507.7孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.北京:冶金工业出版社，2010:52-115.8胡松林，CAXA制造工程师V2/XP实例教程，北京航空航天大学出版社，2015.9王先逵.机械加工工艺规程制定M.北京:机械工业出版社，20014:3-225.10徐海枝.机械加工工艺编制M.北京:北京理工大学出版社，20013:84-126.11Zhao Chang Ming，Numerical control technology and equipping developmentment trend and contermeasure；CNC Machining Process and equipment，2014.12Reinhard Schlosser,Heinz Schmidt Development of High-Temperature Superconducting Transformers指导教师意见及建议（从选题、理论与实证准备、研究（设计）方法、工作安排等方面给出评价，并提出指导意见）：该开题报告论述了课题的目的、意义、国内外发展状况，对毕业设计的任务、研究内容了解清楚，研究方法与研究方案合理可行，提出了存在的问题及拟解决采取的措施，初定论文提纲较为合理（但最终还需要修改），工作量能够满足任务书要求。同意开题。指导教师签名： 年 月 日毕业论文工作组意见及建议毕业论文工作组组长签字：年 月 日注：1.此表由学生填写后，交指导教师签署意见，经毕业论文（设计）工作组审批后，才能开题。本资料由闰土机械外文大类翻译成品淘宝店整理，主营机械大类外文翻译成品，夹具，注塑、冲压模具，机械设计成品参考资料。本科毕业论文（设计）题 目1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计摘要：气门摇臂轴支座是柴油机气门系统上一个重要部件，用来装配摇臂轴和减压轴，调节柴油机轴端气压，并设计有排油孔，用于润滑轴的润滑油排出。而目前课题要求是设计出气门摇臂轴支座的加工工艺以及夹具设计。因此，毛坯设计和工艺分析是亟待解决的问题。根据以上问题，本文设计出相应的办法予以解决。对零件进行分析，设计加工工艺，使用砂型铸造对零件进行毛坯铸造，通过铣削和钻削处理毛坯达到零件需要，并设计16和18孔加工的相应夹具。该工艺以制造出需要零件为目的，具有方法简单、成本低、易于制造等特点，同时对零件加工时候的专用夹具进行完善，最后解决气门摇臂轴支座的加工问题。关键词：砂型铸造；铣削；钻削；夹具IMachining process and fixture design of valve rocker shaft support for rocker arm joint part of diesel engine 1105Absrtact: the valve rocker arm shaft support is an important part in the valve system of diesel engine. It is used to assemble the rocker shaft and the decompression shaft, to regulate the air pressure at the shaft end of the diesel engine, and to design a oil hole for the lubricating oil discharge of the lubricating shaft. At present, it is necessary to design the machining technology and fixture design of the valve rocker shaft support. Therefore, blank design and process analysis are urgent problems to be solved.According to the above problem, this article designs the corresponding method to solve. Design the processing technology, use sand mold casting to cast the blank of the part, and through milling and drilling, the blank can meet the requirements of the part, and design corresponding fixtures for 16 and 18 hole processing.The process aims at manufacturing the required parts, and has the characteristics of simple method, low cost, easy manufacture and the like. at the same time, the special fixture for processing parts is improved, and finally, the processing problem of valve rocker shaft supports is solved.Keywords: Sand casting; Milling; Drilling; Fixture1目录摘要IAbsrtactII第一章 绪论11.1课题研究的目的与意义11.1.1 课题研究目的11.1.2研究意义11.2课题主要研究现状与内容11.2.1发展现状11.2.2夹具的发展现状21.2.3课题主要研究内容3第二章 气门摇臂轴支座的工艺分析52.1零件的分析52.1.1零件的结构分析52.2.2零件的精度分析62.2.3 零件的粗糙度分析62.2零件毛坯的设计72.2.1选择毛坯种类72.2.2确定毛坯尺寸及加工总余量82.2.3设计毛坯图9第三章 工艺路线设计113.1 定位基准的选择113.2零件的表面加工113.3工序顺序安排123.3.1机械加工遵循原则123.3.2 热处理工序123.3.3 辅助工序133.3.4 确定工艺路线13第四章 加工设备的选择及切削用量的确定154.1 加工设备及测量量具应用154.2机械加工工艺的加工余量164.3 切削用量和基本加工时间的确定17第五章 气门摇臂轴支座专用夹具设计315.1 确定夹具的结构方案315.1.1确定定位方案，选择定位原件315.1.2 孔加工导向装置的确定325.1.3 选择夹紧原件335.1.4 选择辅助定位原件335.2设计夹具体34总结35参考文献37致谢39附录A 外文翻译41III第一章 绪论1.1课题研究的目的与意义1.1.1 课题研究目的本课题的目的是对柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座的机械加工的工艺设计和一个加工步骤的专用夹具设计。课题任务量大，应用知识领域广，工艺要求高。气门摇臂轴支座的工艺设计需要经过机械制造工艺规程设计、工艺加工理论计算、机械的加工余量计算、还有工艺尺寸链的计算，最终得到需要加工的参数，最后使用数控加工编程技术从而进行一次系统的综合训练，培养专业能力。能够建立我们正确的设计思维，把握基本设计思路，培养实际完成任务的才能，在这个过程中的三维二维设计图纸也是对设计方面一个更好的锻炼，弥补了设计软件使用方面的欠缺。1.1.2研究意义经过这次毕业设计，能更好的把握以往所学过的书本知识，学以致用，增强图纸的读取、图纸的熟习、图纸的剖析才能，让知识从理论过渡到实践，为毕业后走上工作岗位可以适应任务安排做准备。柴油机零部件的工艺规程编制和专用夹具设计是否高效完善，对柴油机在运行时加工效率和配合精度的影响很大。尤其在新时代工艺要求对柴油机箱体的重视下，对待各个零部件精度要求也相应增高，并且轴支座的生产加工工艺极其重要，柴油机的加工品质直接影响柴油机的功能，精度和寿命。因此，气门摇臂轴支座的加工工艺与钻孔夹具设计不仅是用于理论加工的需求，更是对机械专业学生的一次很好专业锻炼。1.2课题主要研究现状与内容1.2.1发展现状目前国内外机械制造业是发展了很多年的传统行业，具有很多实践和理论的经验，然而社会也在逐渐发展，人们的生活层次日益改善，个性化需求也越来越剧烈。机械工业是现如今经济的地基产业，而工艺是机械工业的地基。近年来，国家加工工艺技术一直在发展，拥有大量成果。说明了我国制造技术在未来越来越先进，为实现中华名族伟大复兴打下坚实的基础。 先进制造技术给机械制造业供给了一个新的发展方向。目前公共的看法是：先进制造技术是对传统制造技术方法的选择性传承，同时汇聚电子、能源、材料和现代管理等方面的综合成果，并将它综合应用到产品的设计制造检测的制造全过程，以完成先进、高效、低耗、灵便、清洁的生产为方向，最终获得更好的经济效果的先进制造技术的总称。产品工业在迅猛发展，对产品的品种多样性和零件生产效率提出了越来越高的难关，使多种类和中小批生产成为机械生产主流，同时为了适应机械生产的发展趋向，必然对夹具也提出更高的要求。1.2.2夹具的发展现状随着社会的发展，人们的品质需求不断提高，企业也要对市场的需求做出相应的更新，以适应市场的变懂、需求和竞争。但是，大多的企业的习气是应用传统的制造夹具，中等生产能力的厂子里普遍应用传统夹具；尤其是近些年来，成组技术、加工中心、数控机床等新兴加工技术的广范运用，对机床的夹具提出了新的要求： 1、能够迅速而且方便地投入到新产品的制作进程中，降低产品生产预备周期，同时要求降低生产成本； 2、能够装夹类似特征的其它工件，实现一夹具多用； 3、能够在高精度的精密加工中也能使用； 4、适应度提高，能够用于多种现代的新型机床； 5、能够应用液压等为动力源夹紧，进一步降低劳动强度、提升生产率； 6、增强标准化便于使用时的更换与维修。 当前的夹具发展主要关注：柔性、精密、高效和标准四方面。（1） 柔性：指夹具通过改变组合的方式，提高对不同工艺的适应能力；（2） 精密：就是指提高产品精度，提高质量；（3） 高效：指夹具组装更便捷，低耗时，减少使用者的劳动强度；（4） 标准：有利于降低生产总成本，缩小生产预备周期，便于修复损坏或失去精度的夹具。1.2.3课题主要研究内容1、确定产品类型、零件的工艺分析；2、选择毛坯类型和制作办法，并绘制毛坯三维图；3、制定支座的工艺规程，选择各步工艺的加工设备，计算工序尺寸和切削进给量。4、填写工艺文件：工艺卡和工序卡；5、设计一个工序中的专用夹具，绘制装配图和零件图。9第二章 气门摇臂轴支座的工艺分析2.1零件的分析2.1.1零件的结构分析根据文献1学会分析零件结构。本项目的设计是1105柴油机摇臂轴轴承在摇臂关节系统的一个部分。轴支座是柴油机气压控制的重要部件之一。其中18的孔是用来连接摇臂轴，两端设计有气门摇臂用来进气和排气。16的孔是用来连接减压轴，降低汽缸内部气体压强是主要目的，同时有利于启动柴油机。11的孔是用来安装M10的螺杆从而连接柴油机的缸盖。整体零件基本是由三个圆柱与一个平台组成属于简单零件，如图2.1零件图所示。图2.1气门摇臂轴支座零件图2.2.2零件的精度分析为了便于工艺分析，对轴支座零件进行精度分析，并重新进行绘制。得到了完整的尺寸，正确的视图，完整的公差和必要的技术要求。轴支座的材料使用的是HT200，灰铸铁具有：铸造性能优良、加工工艺简单的优点，同时它脆性高、塑性差、磨削性差。本课题零件需要加工的部分主要集中于平面铣削和孔的钻扩铰。经过分析零件图，得知零件的加工精度要求如下：1、的通孔中轴线与孔的中轴线距离尺寸为16.5mm；2、圆柱中间需要加工的通孔并倒145倒角。同时零件图要求的通孔和通孔的工艺性要求较高，位置精度要求距离56mm，同时它们的中轴线与底平面的平行度要保证为0.05；4、孔两端需要倒角。同时它的中轴线与底平面的平行度要保证为0.05；中轴线的圆跳动公差要求为0.1。 5、排油孔需要偏10钻孔，精度要求较低。根据文献2所述，对零件精度分析知道，孔的尺寸加工精度要求较高同时要保证孔与孔之间的距离尺寸以及孔的轴线与底平面的平行度分析。孔与端面之间有倒角，也需要保证此尺寸。2.2.3 零件的粗糙度分析1、圆柱上端面、中间孔表面粗糙度和圆柱的前后端面的粗糙度要求为12.5，粗糙度要求较低，可以只进行粗加工就可得到；2、底平面的粗糙度要求为6.3，并且它也是零件后期加工的重要定位基准，所以需要进行粗加工和半精加工；3、圆柱前后端面粗糙度为3.2，因此在机加工是需要进行粗加工、半精加工以及精加工，最后达到粗糙度要求；4、孔和孔的表面粗糙度精度较高，为1.6，因此需要进行钻、扩、粗铰和精铰才可以达到精度要求；5、的排油孔粗糙度为12.5，要求较低，所以只进行钻即可。总的来说，课题零件是简单零件，没有太多的曲面加工。所以设计出初步的加工工艺路线图如下：图2.2初定工艺路线2.2零件毛坯的设计2.2.1选择毛坯种类毛坯的种类在机械加工中多种多样，例如铸、锻、挤压等等工艺都可以形成零件的毛坯，还有多种不同的组成方法。因此，毛坯注意要求如下表：表2.1 毛坯制造要求序号要点内容举例1注重零件材料的工艺性能毛坯的材料可以决定毛坯的制作方法和种类灰铸铁：抗拉性、塑性低；铸造性、减震性好2注重零件尺寸、形状和加工精度要求形状复杂和尺寸大的零件需要制作方法也会和一般的不一样棒料一般用于阶梯轴；自由锻和砂型铸造一般用于尺寸大的零件3注重零件的生产纲领零件的生产纲领决定毛坯的制作方法与工具，可以带来更好的经济效益。模锻或者熔断等铸造方法适用于生产纲领大的零件综合考虑，轴支座材料使用的是HT200。灰铸铁缺点是脆性高、硬度低，优点是切削加工性能优越，铸造性能好。所以使用铸造技术制作课题零件的毛坯，需要加工的就是几个圆柱的端面以及几个孔。其余的面都可以通过不去除材料获得，为了减少工艺复杂度，便于制造所以使用精度相对较高的砂型铸造；同时，砂型铸造具有材料廉价且容易获得，对单件或者大量、批量生产均适应的特点。因此，本课题选择使用砂型铸造得到气门摇臂轴支座的毛坯初始件。2.2.2确定毛坯尺寸及加工总余量分析课题所给零件图。计算出零件尺寸（mm）：长83、宽37、高62。根据文献3 。取得砂型铸造中灰铸铁的毛坯铸件公差等级CT10。再根据表2-3 铸件尺寸公差，根据选取的铸件公差等级CT10查得毛坯铸件的得尺寸公差为3.6mm。机械加工余量等级表通过表2-5查找，选择砂型铸造和灰铸铁，得到机械加工余量等级范围是E到G,选取中间数值确定本零件的机械加工余量等级为F。查表得到加工余量1.5mm。零件图上的表面粗糙度最小要求为1.6，资料显示当粗糙度大于等于1.6时，毛坯尺寸=零件尺寸+加工余量，由于工序安排加工中有粗加工，加工余量在2-4mm之间。因此，加工余量适当增加，扩大毛坯的尺寸大小。而为了更加方便的计算和机械加工的取值，统一在零件加工面尺寸上增加4mm，毛坯加工余量如表2.1所示。表2.1毛坯各面加工余量（mm）加工表面零件尺寸铸件公差加工余量毛坯尺寸上端面393.6447零件底平面393.6447前端面373.6445后端面373.6445前端面163.6424后端面163.64242.2.3设计毛坯图1、铸造首先需要选择铸造斜度：故查文献4设计砂型铸造轴支座毛坯斜度为。2、确定砂型铸造的分型面：该零件是一个对称图形，并且在零件的中位线上是零件的最大截面，以此处分型可以避免在铸造时出现错移。因此，选择上下两模以中位线为分型面组合而成。3、起模后进行热处理：毛坯在起模后具有内应力，在起模后对毛坯进行时效处理，改善毛坯的切削应力。轴支座毛坯图如下。 图2.3气门摇臂轴支座毛坯图第三章 工艺路线设计3.1 定位基准的选择根据文献5，分析本课题发现，轴支座零件图中圆柱端面精度要求相对较低。在设计中零件的孔可作为加工时候的定位基准。由于孔和孔加工精度较高，所以最终可以作为零件成品测量基准和装配基准。加工时遵循“基准重合”和“先简单后复杂”原则，先加工孔和零件的底平面；然后底平面作为精基准。因为经过砂型铸造铸造毛坯零件时，砂箱中部有飞边等影响零件加工精度，所以粗基准暂定选则后端面和还没有加工的底平面。3.2零件的表面加工分析零件图纸上的各个加工表面的精度要求，查询文献4。比较选择零件的机械加工工艺方案，最终加工方法如表3.1。表3.1气门摇臂轴支座毛坯加工方案表待加工表面表面精度等级表面粗糙度（）加工方案孔上端面IT1412.5粗铣底平面IT126.3粗铣半精铣孔前端面IT113.2粗铣半精铣孔后端面IT113.2粗铣半精铣孔前端面IT1412.5粗铣11表3.1气门摇臂轴支座毛坯加工方案表（续）待加工表面表面精度等级表面粗糙度（）加工方案孔后端面IT1412.5粗铣通孔IT1412.5钻通孔IT81.6钻扩粗铰精铰通孔IT81.6钻扩粗铰精铰3.3工序顺序安排 3.3.1机械加工遵循原则根据文献6，得到机械加工中的基本加工顺序。在加工时充分使用可以提高零件加工的精度，提高加工效率。加工顺序如表3.2.表3.2机械加工顺序序号遵循原则1先基准后其他先加工底平面和11通孔确定一个精基准2先粗后精先进行粗加工再进行半精、精加工3先主要后次要先加工主要面和孔，后加工次要面和孔4先加工面后加工孔先加工基准面以及需求面，后加工孔3.3.2 热处理工序毛坯在砂型铸造出来后在温室放置一段时间或人工时效后再进行机械加工。由于刚铸造出来的毛坯塑性韧性和内应力较高，而进行了时效处理后工件的塑性韧性和内应力降低，同时还能提高硬度和强度，便于后期机械加工。3.3.3 辅助工序根据文献7，毛坯铸造起模后，先清理毛坯上的砂砾，并检验毛坯的尺寸，防止出现相差较大的零件进入之后的工序引发更大系统加工误差。然后进行毛坯的机械加工，最后去毛刺、清洗和终检。3.3.4 确定工艺路线根据文献89，设计制作基本工艺路线图。先粗铣半精铣精度要求不高的面作为基准，再进行精度较高的面加工。再根据CAXA制造工程师V2/XP实例教程10，学会CAXA软件，制作工艺卡片和工序卡片。工艺路线如表2.4所示。表2.4工艺路线工序定位基准工序步骤砂型铸造制作毛坯清沙，尺寸检验时效处理布氏硬度达到187-220下底面和28圆柱的端面粗铣22圆柱的上端面22端面和28圆柱的端面粗铣下底面半精铣下底面下底面、底座左端面和28圆柱端面钻中间11通孔表2.4工艺路线（续）工序定位基准工序步骤11内孔表面、底平面和28圆柱后端面粗铣28、26圆柱前端面精铣28前端面11内孔表面、底平面和28圆柱前端面粗铣28、26圆柱后端面精铣28后端面11内孔表面、底平面和28圆柱后端面钻扩粗铰精铰得到通孔并倒145角11内孔表面、底平面和28圆柱后端面钻扩粗铰精铰得到通孔并倒145角11内孔表面、底平面和28圆柱后端面钻3排油孔钳工去毛刺、清洗并进行终检51第四章 加工设备的选择及切削用量的确定4.1 加工设备及测量量具应用查询文献11。选择气门摇臂轴支座机械加工的工艺装备如下表4.1所示。表4.1零件机械加工工艺装备选择序号机床选择刀具选择量具选择游标卡尺游标卡尺游标卡尺卧式铣床X61硬质合金铣刀游标卡尺卧式铣床X61硬质合金铣刀游标卡尺立式钻床Z52511的直孔麻花钻游标卡尺、塞规卧式铣床X61硬质合金铣刀游标卡尺卧式铣床X61硬质合金铣刀游标卡尺TX617卧式钻床麻花钻、扩钻、机用铰刀内径千分尺、塞规TX617卧式钻床麻花钻、扩钻、机用铰刀内径千分尺、塞规立式钻床Z5253的直孔麻花钻游标卡尺、塞规游标卡尺、内径千分尺、塞规4.2机械加工工艺的加工余量根据机械制造技术基础课程设计指导教程（表2-28、2-35）3。根据铸件毛坯的尺寸和设计的加工工艺路线，计算得到各工步加工余量，如表4.2表4.2机械加工工艺加工余量工序工步工作内容加工余量（mm）1粗铣22圆柱的上端面41粗铣下底面32半精铣下底面11钻中间11通孔111粗铣28圆柱前端面32粗铣26圆柱前端面43精铣28前端面11粗铣28圆柱后端面42粗铣26圆柱后端面33精铣28后端面11钻17通孔172扩孔到17.850.853粗铰到17.940.094精铰到18H90.061钻15通孔152扩孔到15.850.853粗铰到15.950.104精铰到16H90.051钻3偏10内孔34.3 切削用量和基本加工时间的确定工序：粗铣上端面A（1）确定切削用量为4mm。刀具选择使用硬质合金端铣刀。铣刀的参数如下：。X61卧式铣床功率为4KW。根据机械制造技术基础课程设计指南（表5-146）12，得取，。（2）确定切削速度：轴支座应用材料为灰铸铁，布氏硬度为187-220。根据机械制造基础课程设计基础教程中（表4-18）。确定切削速度，计算主轴转速。根据机械制造基础课程设计基础教程（表4-18）3得。之后通过计算得到使用切削速度。（3）确定基本时间 机械加工常用符号规定了符号的释义和它的单位量。机械加工常用符号如表2.7。表2.7 机械加工常用符号符号释义单位铣刀齿数铣刀每齿的进给量mm/z工作台的水平进给量mm/min工作台的进给量mm/min,铣削宽度mm铣削深度mm铣刀直径mm根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-28）12。查的机动时间为、铣床的主轴转速、机械加工工作台的进给量。查找机床进给速度。切削加工面长度L=22mm。查询机械加工工艺师手册（表30-9）13。确定公式=7，最终得到本工序加工时间为。工序：加工底平面1、工步一：粗铣底平面（1）确定切削用量为3mm，根据表最终得到端铣刀的参数如下：，X61卧式铣床功率为4KW。得取，。（2）确定切削速度：轴支座应用材料为灰铸铁，布氏硬度为187-220。根据机械制造基础课程设计基础指导教程中（表4-18）3。确定切削速度，计算主轴转速。根据机械制造基础课程设计基础指导教程中（表4-18）3得。之后通过计算得到实际切削速度。（3）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-28）12。查的机动时间为、铣床的主轴转速、机械加工机床的进给量。选择机床进给速度。工件加工长度L=36mm。根据机械加工工艺师手册（表30-9）13。确定公式=7，最终得到本工序加工时间为。2、工步二：半精铣下底面（1）确定切削用量为1mm，根据表最终得到端铣刀的参数如下：，X61卧式铣床功率为4KW。根据机械制造技术基础课程设计指南12（表5-146）。得取，。（2）确定切削速度：轴支座应用材料为灰铸铁，布氏硬度为187-220。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表5-157）3。确定切削速度，计算主轴转速。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3得。之后通过计算得到实际切削速度。（3）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-28）12。查的机动时间为、铣床的主轴转速、机械加工机床的进给量。选择机床进给速度。工件加工长度L=36mm。确定公式=7，最终得到本工序加工时间为。工序：钻通孔（1） 确定切削用量为11mm。确定切削速度：通孔钻头选择硬质合金的直柄麻花钻，参数：。查的f取值范围在0.08到0.16mm/r之间，选择，理论切削速度范围，选择，理论计算主轴转速。得立式钻床Z525转速。之后通过计算得到实际切削速度。（2） 确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-26）12。查的机动时间为、。根据钻孔深度39mm，。得到加工时间为。工序 粗铣以及半精铣端面1、工步一：粗铣圆柱前端面（1）确定切削用量为3mm，根据表最终得到端铣刀的参数如下：。X61卧式铣床功率为4KW。得取，。（2）确定切削速度：轴支座应用材料为灰铸铁，布氏硬度为187-220。根据机械制造基础课程设计基础教程中（表4-18）。确定切削速度，计算主轴转速。根据机械制造基础课程设计基础指导教程中（表4-18）3得。之后通过计算得到实际切削速度。（3）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-28）12。查的机动时间为、铣床的主轴转速、机械加工工作台的进给量。确定机床进给速度。切削加工面长度L=28mm。查询机械加工工艺师手册13中（表30-9）。确定公式=7，最终得到本工序加工时间为。2、工步二：粗铣前端面（1）确定切削用量为4mm，根据表最终得到端铣刀的参数如下：，X61卧式铣床功率为4KW。得取，。（2）确定切削速度：轴支座应用材料为灰铸铁，布氏硬度为187-220。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3。确定切削速度，计算主轴转速。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3得。之后通过计算得到实际切削速度。（3）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-28）12。查的机动时间为、铣床的主轴转速、机械加工工作台的进给量。确定机床进给速度。切削加工面长度L=26mm。查询机械加工工艺师手册中（表30-9）13。确定公式=7，最终得到本工序加工时间为。3、工步三：半精铣前端面（1）确定切削用量为1mm，根据表最终得到端铣刀的参数如下：，X61卧式铣床功率为4KW。得取，。（2）确定切削速度：轴支座应用材料为灰铸铁，布氏硬度为187-220。确定切削速度，计算主轴转速。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3得。之后通过计算得到使用切削速度。（3）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-28）12。查的机动时间为、铣床的主轴转速、机械加工工作台的进给量。确定机床进给速度。切削加工面长度L=28mm。查询机械加工工艺师手册（表30-9）13。确定公式=7，最终得到本工序加工时间为。工序 粗铣以及半精铣端面1、工步一：粗铣后端面（1）确定切削用量为4mm，根据表最终得到端铣刀的参数如下：，X61卧式铣床功率为4KW。得取，。（2）确定切削速度：轴支座应用材料为灰铸铁，布氏硬度为187-220。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3。确定切削速度，计算主轴转速。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3得。之后通过计算得到实际切削速度。（3）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-28）12。查的机动时间为、铣床的主轴转速、机械加工工作台的进给量。确定机床进给速度。切削加工面长度L=26mm。查询机械加工工艺师手册（表30-9）13。确定公式=7，最终得到本工序加工时间为。2、工步二：粗铣后端面（1）确定切削用量为4mm，根据表最终得到端铣刀的参数如下：，X61卧式铣床功率为4KW。得取，。（2）确定切削速度：轴支座应用材料为灰铸铁，布氏硬度为187-220。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3。确定切削速度，计算主轴转速。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3得。之后通过计算得到实际切削速度。（3）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-28）12。查的机动时间为、铣床的主轴转速、机械加工工作台的进给量。确定机床进给速度。切削加工面长度L=28mm。查询机械加工工艺师手册（表30-9）13。确定公式=7，最终得到本工序加工时间为。3、工步三：半精铣后端面（1）确定切削用量为1mm，根据表最终得到端铣刀的参数如下：，X61卧式铣床功率为4KW。得取，。（2）确定切削速度：轴支座应用材料为灰铸铁，布氏硬度为187-220。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表5-157）3。确定切削速度，计算主轴转速。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3得。之后通过计算得到实际切削速度。（3）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-28）12。查的机动时间为、铣床的主轴转速、机械加工工作台的进给量。确定机床进给速度。加工长度L=28mm。根据机械加工工艺师手册（表30-9）13。确定公式，得到本工序加工时间为。工序 钻扩粗铰精铰的孔1、 工步一：钻的通孔（1）确定切削用量为。确定切削速度：通孔钻头选择硬质合金的直柄麻花钻，参数：。根据机械制造技术基础课程设计指南（表5-134）12。查的f取值范围在0.08到0.16mm/r之间，选择，理论切削速度范围，选择，镗床主轴转速计算。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3。联系TX617卧式镗床转速。之后通过计算得到实际切削速度。（2）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南中（表2-26）12。查的机动时间为、。根据钻孔深度37mm，。得到加工时间为。2、工步二：扩孔至（1）确定切削用量为。切削速度计算：根据机械制造技术基础课程设计指南（表5-87）12。以直柄麻花钻作为扩孔钻头，参数：。根据机械制造技术基础课程设计指南（表5-128）12。进给量在之间，选择1mm/r，理论切削速度范围，选择，镗床主轴转速的计算。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3。联系TX617卧式镗床转速。之后通过计算得到实际切削速度。（2）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南中（表2-26）3。查的机动时间为、。根据钻孔深度37mm，。得到加工时间为。3、工步三：粗铰至（1）确定切削用量为。切削速度计算：根据机械制造技术基础课程设计指南中（表5-93）12。选用硬质合金铰刀，参数：。根据机械制造技术基础课程设计指南（表5-136）12。进给量在之间，选择，理论切削速度范围，选择，镗床主轴转速计算：。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3。联系TX617卧式镗床转速。之后通过计算得到实际切削速度。（2）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南中（表2-26）12。查的机动时间为、。根据钻孔深度37mm，。得到加工时间为。4、工步四：精铰至（1）确定切削用量为。切削速度计算：根据机械制造技术基础课程设计指南中（表5-93）12。选用硬质合金铰刀，参数：。根据机械制造技术基础课程设计指南（表5-136）12。进给量在之间，选择，理论切削速度范围，选择，镗床主轴转速计算：。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3。联系TX617卧式镗床转速。之后通过计算得到实际切削速度。（2）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南中（表2-26）3。查的机动时间为、。根据钻孔深度37mm，。得到加工时间为。工序：钻扩粗铰精铰的孔1、工步一：钻的通孔（1）确定切削用量为15mm。切削速度计算：选用硬质合金的直柄麻花钻，参数：。查的f取值范围在0.08到0.16mm/r之间，选择，理论切削速度范围，选择，镗床主轴转速计算：。根据机械制造基础课程设计基础指导教程中（表4-18）3。联系TX617卧式镗床转速。之后通过计算得到实际切削速度。（2）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南中（表2-26）12。查的机动时间为、。根据钻孔深度16mm，。得到加工时间为。2、工步二：扩孔至（1）确定切削用量为。切削速度计算：根据机械制造技术基础课程设计指南（表5-87）12。选用硬质合金的直柄麻花钻，参数：。根据机械制造技术基础课程设计指南（表5-128）12。进给量在之间，选择1mm/r，理论切削速度选择。镗床主轴转速计算：。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3。联系TX617卧式镗床转速。之后通过计算得到实际切削速度。（2）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南中（表2-26）12。查的机动时间为、。根据钻孔深度37mm，。得到加工时间为。3、工步三：粗铰至（1）确定切削用量为。切削速度计算：选用硬质合金铰刀，参数：。根据机械制造技术基础课程设计指南（表5-136）3。进给量在之间，选择，理论切削速度范围，选择，计算主轴转速。根据机械制造基础课程设计基础指导教程（表4-18）3。联系TX617卧式镗床转速。之后通过计算得到实际切削速度。（2）确定基本时间：查的机动时间为、。根据钻孔深度16mm，。得到加工时间为。4、工步四：精铰至（1）确定切削用量为。切削速度计算：根据机械制造技术基础课程设计指南（表5-93）12。选用硬质合金铰刀，参数：。进给量在之间，选择，理论切削速度范围，选择，镗床主轴转速计算：。根据机械制造基础课程设计基础指导教程中（表4-18）3。联系TX617卧式镗床转速。之后通过计算得到实际切削速度。（2）确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-26）12。查的机动时间为、。根据钻孔深度16mm，。得到加工时间为。工序：钻通孔（3） 确定切削用量为3mm。确定切削速度：通孔钻头选择硬质合金的直柄麻花钻，参数：。查的f取值范围在0.04到0.08mm/r之间，选择，理论切削速度范围，选择，理论计算主轴转速。得立式钻床Z525转速。之后通过计算得到实际切削速度。（4） 确定基本时间：根据机械制造技术基础课程设计指南（表2-26）12。查的机动时间为、。根据钻孔深度39mm，。得到加工时间为。第五章 气门摇臂轴支座专用夹具设计5.1 确定夹具的结构方案5.1.1确定定位方案，选择定位原件根据文献1214，发现在加工过程中第和第步工序加工要求较高，所以选择设计这两道工序的专用夹具。第和第步工序加工主要尺寸如图5.1所示。图5.1 第和第步工序加工主要尺寸在零件图的要求中，这两道工序加工的孔难度最大的是要保证18和16两孔的中心距离保证在560.05（mm）的尺寸，以及与底平面的平行度公差为0.05mm。其中18的孔中心要求与底平面距离公差为240.03（mm）；16的孔中心要求与底平面面尺寸490.05（mm）。为了保证基准重合原则，选择长定心轴作为定位元件。定位元件与定位孔的尺寸配合为11，其中定位孔的尺寸公差为，定心轴尺寸。定心轴上部分有螺纹用M6螺母加开口垫片固定，下部分与夹具体上孔以配合。定位基础重合误差。定位副定位误差所以定位误差为。由于定位误差等于工件要求公差的一半，所以可以使用上述方案。定心轴限制了工件的X、Y轴的移动和转动，同时限制了Z轴的移动，工序定位图如下图。图5.2 工序定位图5.1.2 孔加工导向装置的确定由于这两道工序要求精度较高，所以尽量采用一次装夹就完成两个孔的钻、扩、粗铰以及精铰四部分。因此，夹具设计使用快换钻套作为加工孔的导向原件如图5.3所示。图5.3 导向装置结构图如上图，衬套与钻套之间配合的尺寸为。衬套和夹具体之间的配合尺寸为。5.1.3 选择夹紧原件因为前面选择长定位轴作为定位元件，所以在此继续利用长定心轴作为加紧元件，在上部制作成为一段螺杆。这样，在工件装夹的时候，先将工件进行定位，然后在定心轴的上端配上垫片，并使用螺母固紧工件。工序加紧机构如图3.4所示。图5.4 工序夹紧机构图5.1.4 选择辅助定位原件 为了增加机械加工时候的刚度，减小加工时有可能出现的工件变形，所以选择在26圆柱后面增加肋作为辅助支撑，限制了工件绕Z轴的转动，辅助定位装置如图5.5。图5.5 辅助定位装置图5.2设计夹具体在设计夹具体的时候需要全面考虑，要让上面各元件充分的组合联系起来，最终组合而成一个整体；还要考虑夹具体在使用过程中与机床的链接是否稳定。在这两道工艺安排使用的是TX617卧式镗床，可以使用钻套找正，压板固定，并留一块空地便于夹具体定在机床上。用四根螺柱将钻模板与夹具连接起来。然后提高夹具体表面没接触面的高度形成凸台。最后底部设计成边沿接触形式目的是增强夹具体的稳定性。同时为了提高挡板的稳定性和尺寸精度，在夹具体地面洗出一个深度为4mm的槽，便于找正挡板位置，最后焊接起来。图5.7 夹具体图总结本次课题对柴油机箱体内部零件气门摇臂轴支座的设计，让我充分体会到所学过的知识的实用性，它为我打开机械行业的新窗，让我学会了更多的学习方法。通过查阅了国内外的多个零件加工的书籍，让我明白了更多的工件设计方法，机械加工方法。在本次设计中也让我明白了零件成型的一系列步骤。当我们拿到需要加工的零件图时，首先要分析这个零件的尺寸大小，材料，硬度。设计出零件毛坯的制造方法，随后在进行各个加工面的加工，根据由粗到半精再到精的顺序，最终得到符合零件尺寸要求的工件。同时，在整个加工过程中要注意加工面的顺序，好的加工顺序可以得到精度更加精确更加高的零件。最后因为设计加工的工件目的是得到更好的效益，以最小的成本加工得到尽量大的经济效益。所以设计时也要注重机床的使用和加工组件的消耗，减少操作工的劳动时间，充分减少在加工过程中的不必要过程。参考文献1宾鸿赞，先进制造技术M.武汉：华中科技大学出版社，2014:18-252卢秉恒，赵万华.机械制造技术基础M.北京：机械工业出版社，20012:98-1453邹青，呼咏.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京：机械工业出版社，2015:25-1364杨叔子，机械加工工艺师手册M.北京:机械工业出版社，2001.85崇凯，机械制造技术基础课程设计指南M.北京:化学工业出版社，20066孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导M.北京:冶金工业出版社，2010:52-1157王先逵，机械加工工艺规程制定M.北京:机械工业出版社，20014:3-2258徐海枝，机械加工工艺编制M.北京:北京理工大学出版社，20013:84-1269王先逵，机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社，200610胡松林，CAXA制造工程师V2/XP实例教程，北京航空航天大学出版社，201511李益民，机械制造工艺设计简明手册M.北京:机械工业出版社，2017.612薛源顺，刘福库，吴春华等，夹具设计,机械工业出版社.201313Zhao Chang Ming，Numerical control technology and equipping developmentment trend and contermeasure；CNC Machining Process and equipment，2014.14Reinhard Schlosser,Heinz Schmidt Development of High-Temperature Superconducting Transformers致谢大学的生活即将过去，毕业设计也是大学生活的最后一站，也要为它划上一个完美的句号。它是我们在大学生活中学习过的知识的成果的一个检测，是我们四年学习生活的最后一个测试。从零件要求出发，完成零件的规划，毛坯，机加，一步步得到零件的过程，让我认识到了机械的神奇之处。在此感谢本次毕业设计的导师余立军老师，余老师专业知识精湛，思维条理清晰，是我的毕业实际的推进器，对我的专业知识面有很大的扩展，让我所学得到了更大的扩展，让我在毕业设计中体会到了机械方面的更大的乐趣。同时也感谢机械教研室的各位老师，在大学四年中对我的敦敦教诲，为我在机械生涯中指明了更加宽阔的道路，是道路上的一盏明灯。也要感谢一起走过四年的同学们和朋友们，支持着我顺利完成大学生涯。最后在此感谢给与我支持的老师朋友亲人们，感谢母校的四年的精心培育。附录A 外文翻译Processing technology of box parts1 LathesLathes are machine tools designed primarily to do turning, facing and boring, Very little turning is done on other types of machine tools, and none can do it with equal facility. Because lathes also can do drilling and reaming, their versatility permits several operations to be done with a single setup of the work piece. Consequently, more lathes of various types are used in manufacturing than any other machine tool.The essential components of a lathe are the bed, headstock assembly, tailstock assembly, and the leads crew and feed rod.The bed is the backbone of a lathe. It usually is made of well normalized or aged gray or nodular cast iron and provides s heavy, rigid frame on which all the other basic components are mounted. Two sets of parallel, longitudinal ways, inner and outer, are contained on the bed, usually on the upper side. Some makers use an inverted V-shape for all four ways, whereas others utilize one inverted V and one flat way in one or both sets, They are precision-machined to assure accuracy of alignment. On most modern lathes the way are surface-hardened to resist wear and abrasion, but precaution should be taken in operating a lathe to assure that the ways are not damaged. Any inaccuracy in them usually means that the accuracy of the entire lathe is destroyed.The headstock is mounted in a foxed position on the inner ways, usually at the left end of the bed. It provides a powered means of rotating the word at various speeds . Essentially, it consists of a hollow spindle, mounted in accurate bearings, and a set of transmission gears-similar to a truck transmissionthrough which the spindle can be rotated at a number of speeds. Most lathes provide from 8 to 18 speeds, usually in a geometric ratio, and on modern lathes all the speeds can be obtained merely by moving from two to four levers. An increasing trend is to provide a continuously variable speed range through electrical or mechanical drives.Because the accuracy of a lathe is greatly dependent on the spindle, it is of heavy construction and mounted in heavy bearings, usually preloaded tapered roller or ball types. The spindle has a hole extending through its length, through which long bar stock can be fed. The size of maximum size of bar stock that can be machined when the material must be fed through spindle.The tailsticd assembly consists, essentially, of three parts. A lower casting fits on the inner ways of the bed and can slide longitudinally thereon, with a means for clamping the entire assembly in any desired location, An upper casting fits on the lower one and can be moved transversely upon it, on some type of keyed ways, to permit aligning the assembly is the tailstock quill. This is a hollow steel cylinder, usually about 51 to 76mm(2to 3 inches) in diameter, that can be moved several inches longitudinally in and out of the upper casting by means of a hand wheel and screw.The size of a lathe is designated by two di mensions. The first is known as the swing. This is the maximum diameter of work that can be rotated on a lathe. It is approximately twice the distance between the line connecting the lathe centers and the nearest point on the ways, The second size dimension is the maximum distance between centers. The swing thus indicates the maximum work piece diameter that can be turned in the lathe, while the distance between centers indicates the maximum length of work piece that can be mounted between centers.Engine lathes are the type most frequently used in manufacturing. They are heavy-duty machine tools with all the components described previously and have power drive for all tool movements except on the compound rest. They commonly range in size from 305 to 610 mm(12 to 24 inches)swing and from 610 to 1219 mm(24 to 48 inches) center distances, but swings up to 1270 mm(50 inches) and center distances up to 3658mm(12 feet) are not uncommon. Most have chip pans and a built-in coolant circulating system. Smaller engine lathes-with swings usually not over 330 mm (13 inches ) also are available in bench type, designed for the bed to be mounted on a bench on a bench or cabinet.Although engine lathes are versatile and very useful, because of the time required for changing and setting tools and for making measurements on the work piece, thy are not suitable for quantity production. Often the actual chip-production tine is less than 30% of the total cycle time. In addition, a skilled machinist is required for all the operations, and such persons are costly and often in short supply. However, much of the op erators time is consumed by simple, repetitious adjustments and in watching chips being made. Consequently, to reduce or eliminate the amount of skilled labor that is required, turret lathes, screw machines, and other types of semiautomatic and automatic lathes have been highly developed and are widely used in manufacturing.2 Numerical ControlOne of the most fundamental concepts in the area of advanced manufacturing technologies is numerical control (NC). Prior to the advent of NC, all machine tools ere manually operated and controlled. Among the many limitations associated with manual control machine tools, perhaps none is more prominent than the limitation of operator skills. With manual control, the quality of the product is directly related to and limited to the skills of the operator. Numerical control represents the first major step away from human control of machine tools.Numerical control means the control of machine tools and other manufacturing systems through the use of prerecorded, written symbolic instructions. Rather than operating a machine tool, an NC technician writes a program that issues operational instructions to the machine tool. For a machine tool to be numerically controlled, it must be interfaced with a device for accepting and decoding the programmed instructions, known as a reader.Numerical control was developed to overcome the limitation of human operators, and it has done so. Numerical control machines are more accurate than manually operated machines, they can produce parts more uniformly, they are faster, and the long-run tooling costs are lower. The development of NC led to the development of several other innovations in manufacturing technology:Electrical discharge machining,Laser cutting,Electron beam welding.Numerical control has also made machine tools more versatile than their manually operated predecessors. An NC machine tool can automatically produce a wide of parts, each involving an assortment of widely varied and complex machining processes. Numerical control has allowed manufacturers to undertake the production of products that would not have been feasible from an economic perspective using manually controlled machine tolls and processes.Like so many advanced technologies, NC was born in the laboratories of the Massachusetts Institute of Technology. The concept of NC was developed in the early 1950s with funding provided by the U.S. Air Force. In its earliest stages, NC machines were able to made straight cuts efficiently and effectively.However, curved paths were a problem because the machine tool had to be programmed to undertake a series of horizontal and vertical steps to produce a curve. The shorter the straight lines making up the steps, the smoother is the curve, Each line segment in the steps had to be calculated.This problem led to the development in 1959 of the Automatically Programmed Tools (APT) language. This is a special programming language for NC that uses statements similar to English language to define the part geometry, describe the cutting tool configuration, and specify the necessary motions. The development of the APT language was a major step forward in the fur ther development from those used today. The machines had hardwired logic circuits. The instructional programs were written on punched paper, which was later to be replaced by magnetic plastic tape.A tape reader was used to interpret the instructions written on the tape for the machine. Together, all of this represented a giant step forward in the control of machine tools. However, there were a number of problems with NC at this point in its development.A major problem was the fragility of the punched paper tape medium. It was common for the paper tape containing the programmed instructions to break or tear during a machining process. This problem was exacerbated by the fact that each successive time a part was produced on a machine tool, the paper tape carrying the programmed instructions had to be rerun through the reader. If it was necessary to produce 100 copies of a given part, it was also necessary to run the paper tape through the reader 100 separate tines. Fragile paper tapes simply could not withstand the rigors of a shop floor environment and this kind of repeated use.This led to the development of a special magnetic plastic tape.Whe reas the paper carried the programmed instructions as a series of holes punched in the tape, the plastic tape carried the instructions as a series of magnetic dots. The plastic tape was much stronger than the paper tape, which solved the problem of frequent tearing and breakage. However, it still left two other problems.The most important of these was that it was difficult or impossible to change the instructions entered on the tape. To made even the most minor adjustments in a program of instructions, it was necessary to interrupt machining operations and make a new tape. It was also still necessary to run the tape through the reader as many times as there were parts to be produced. Fortunately, computer technology became a reality and soon solved the problems of NC associated with punched paper and plastic tape.The development of a concept known as direct numerical control (DNC) solved the paper and plastic tape problems associated with numerical control by simply eliminating tape as the medium for carrying the programmed instructions. In direct numerical control, machine tools are tied, via a data transmission link, to a host computer. Programs for operating the machine tools are stored in the host computer and fed to the machine tool an needed via the data transmission linkage. Direct numerical control represented a major step forward over punched tape and plastic tape. However, it is subject to the same limitations as all technologies that depend on a host computer. When the host computer goes down, the machine tools also experience downtime. This problem led to the development of computer numerical control.3 TurningThe engine lathe, one of the oldest metal removal machines, has a number of useful and highly desirable attributes. Today these lathes are used primarily in small shops where smaller quantities rather than large production runs are encountered.The engine lathe has been replaced in todays production shops by a wide variety of automatic lathes such as automatic of single-point tooling for maximum metal removal, and the use of form tools for finish on a par with the fastest processing equipment on the scene today.Tolerances for the engine lathe depend primarily on the skill of the operator. The design engineer must be careful in using tolerances of an experimental part that has been produced on the engine lathe by a skilled operator. In redesigning an experimental part for production, economical tolerances should be used.Turret Lathes Production machining equipment must be evaluated now, more than ever before, this criterion for establishing the production qualification of a specific method, the turret lathe merits a high rating.In designing for low quantities such as 100 or 200 parts, it is most economical to use the turret lathe. In achieving the optimum tolerances possible on the turrets lathe, the designer should strive for a minimum of operations.Automatic Screw Machines Generally, automatic screw machines fall into several categories; single-spindle automatics, multiple-spindle automatics and automatic chucking machines. Originally designed for rapid, automatic production of screws and similar threaded parts, the automatic screw machine has long since exceeded the confines of this narrow field, and today plays a vital role in the mass production of a variety of precision parts. Quantities play an important part in the economy of the parts machined on the automatic screw machine. Quantities less than on the automatic screw machine. The cost of the parts machined can be reduced if the minimum economical lot size is calculated and the proper machine is selected for these quantities.Automatic Tracer Lathes Since surface roughness depends greatly on material turned, tooling , and feeds and speeds employed, minimum tolerances that can be held on automatic tracer lathes are not necessarily the most economical tolerances.In some cases, tolerances of 0.05mm are held in continuous production using but one cut . groove width can be held to 0.125mm on some parts. Bores and single-point finishes can be held to 0.0125mm. On high-production runs where maximum output is desirable, a minimum tolerance of 0.125mm is economical on both diameter and length of turn.中文译文箱体类零件加工工艺1.车床车床主要是为了进行车外圆、车端面和镗孔等项工作而设计的机床。车削很少在其他种类的机床上进行,而且任何一种其他机床都不能像车床那样方便地进行车削加工。由于车床还可以用来钻孔和铰孔,车床的多功能性可以使工件在一次安装中完成几种加工。因此,在生产中使用的各种车床比任何其他种类的机床都多。车床的基本部件有:床身、主轴箱组件、尾座组件、溜板组件、丝杠和光杠。床身是车床的基础件。它能常是由经过充分正火或时效处理的灰铸铁或者球墨铁制成。它是一个坚固的刚性框架,所有其他基本部件都安装在床身上。通常在床身上有内外两组平行的导轨。有些制造厂对全部四条导轨都采用导轨尖朝上的三角形导轨(即山形导轨),而有的制造厂则在一组中或者两组中都采用一个三角形导轨和一个矩形导轨。导轨要经过精密加工以保证其直线度精度。为了抵抗磨损和擦伤,大多数现代机床的导轨是经过表面淬硬的,但是在操作时还应该小心,以避免损伤导轨。导轨上的任何误差,常常意味着整个机床的精度遭到破坏。主轴箱安装在内侧导轨的固定位置上,一般在床身的左端。它提供动力,并可使工件在各种速度下回转。它基本上由一个安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮(类似于卡车变速箱)所组成。通过变速齿轮,主轴可以在许多种转