工艺技术-气门摇臂轴支座的加工工艺分析概论(doc 39页)

湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 目 录 第一章 前言 1 1.1 研究的意义1 1.2 同类研究工作国内外现状、存在问题1 第二章 零件的分析2 2.1 零件的作用2 2.2 零件的工艺分析2 2.3 零件的生产类型3 第三章 毛坯的确定5 3.1 毛坯的种类5 3.2 确定毛坯尺寸及机械加工余量6 3.3 绘制毛坯图7 第四章 拟定工艺路线8 4.1 定位基准的选择8 4.2 拟定工艺路线8 4.3 加工工序的设计10 4.4 编制工艺文件23 第五章 第号工序夹具设计24 5.1 夹具结构方案24 5.2 夹具固定方案25 5.3 确定夹具装配图和装配尺寸26 第六章 第号工序夹具设计28 6.1 夹具的结构方案28 6.2 设计夹具体32 6.3 确定夹具装配图和装配尺寸33 第七章 总结36 参考文献37 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） i 致谢38 附录 A 工艺过程卡 附录 B 数控编程 附录 C 工序卡 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 0 - 第一章 前 言 1.1 研究的意义 此次设计是大学所学课程的一次综合性设计，需要我们灵活运用先前学过的知识 来进行工艺及夹具的设计，这次课程设计相当于对自己即将从事的工作进行一次适应 性的训练，从而训练自己思考问题，解决问题的能力，能够加深对课本知识的理解， 并能很好的运用理论知识，为将来更好的适应工作岗位打下良好基础。 1.2 同类研究工作国内外现状、存在问题 1.2.1 国外夹具发展史 从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业 均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货，而通用性强的组 合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚 缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的央具，而组合夹具的大型基础件尤 其昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加 入 WTO 和制造业全球一体化的趋势，特别是 电子商务 的日益发展，其中蕴藏着很大的 商机，具有进一步扩大出口良好前景。 1.2.2 国内机床夹具发展现状 研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。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；另一方面，在多品种生产的企业中， 每隔 34 年就要更新 5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 1020左右。 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。 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 1 - 第二章 零件的分析 2.1 零件的作用 由资料查得：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。左直径 18mm 的孔用来装配摇臂轴，轴 的两端各安装一进气、排气气门摇臂。右直径 18mm 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 2.1 零件图 2.2 零件的工艺分析 通过对零件图的绘制，知道了零件的尺寸、公差和技术要求。那么，零件的工艺 状况如下所述： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 2 - 该零件采用的材料为 HT250，相比于常用的 HT200，它具有更良好的机械性能。 灰铸铁生产工艺简单，铸造性能良好，但塑性较差、脆性较高、不适合磨削。该零件 主要加工为平面加工和孔加工，非常适合采用 HT250。根据对零件图的分析，该零件 需要加工的表面以及要求如下： （1）36*22mm 下端面，依据零件的总体加工特性，36*22mm 下端面是整个机械加工 过程中的主要基准面，粗糙度为 6.3，因此在制定加工方案的时候应先将此面加工出来； （2） 22mm 上端面以及与之相通的 11mm 通孔，粗糙度均为 12.5； （3） 28mm 前后端面，前后端面倒角 1*45的角，粗糙度为 3.2；及 18mm 的通 孔，在此，由于 18mm 通孔所要求的精度较高，所以该孔的加工是一个难点，其所要 求的表面粗糙度为 1.6，且孔的轴线与 36mm 下端面的平行度为 0.04，且该孔的轴线圆 跳动公差为 0.08 需要选择合适的加工方法来达到此孔的加工技术要求； （4） 26mm 前后端面，前后端面倒角 1*45的角，粗糙度为 12.5；以及 18mm 的 通孔，该 18mm 的通孔与基准 18mm 通孔粗糙度个位置精度一样高； 通过上面的零件分析可知，36mm 下端面和 22mm 上端面的表面粗糙度要求均不是 很高，所以都不需要精加工来达到要求，而且这两个面是整个加工工程中主要的定位 基准面，因此需要粗加工后半精加工出这两个面而达到精度要求，再以此作为基准设 计专用夹具来对其他表面进行加工。 其他表面的位置精度要求。总的来说，该零件并没有复杂的加工曲面，是属于较 为简单的零件，所以依据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺即可保证，简单 的工艺路线安排如下：先将零件定位夹紧，然后加工出 36mm 下端面以及 22mm 上端面， 并钻出 11mm 的通孔，再以这先加工出来的几个表面为基准定位，加工出 28m 和 26mm 的外圆端面，并钻出这两个 18mm 精度要求比较高的孔，最后翻转零件深孔加 工出 3mm 的出油孔。 2.3 零件的生产类型 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： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 3 - N=Qm（1+a%）（1+b%） （2.1） 式中 N 零件的生产纲领（件/年）； 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）； a%备品率，一般取 2%4%； B%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 类型。 根据本零件的设计要求，Q=10000 台，m=1 件/ 台，分别取备品率和废品率 3%和 0.5%，将数据代入生产纲领计算公式得出 N=10351 件/年，零件质量约 0.27kg， 根据机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 1-4，表 1-5 可知该零件为轻型零件， 本设计零件气门摇臂轴支座的的生产类型为大批量生产。 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 4 - 第三章 毛坯的确定 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 5 - 第 4 章 拟定工艺路线 4.1 定位基准的选择 工件在加工时，用作定位的基准称为定位基准。正确的选择定位基准，对保证零 件技术要求、确定加工先后顺序有着至关重要的影响。定位基准可分为粗基准和精基 准，用毛坯上未经加工的表面作定位基准称为粗基准；在后续的加工工序中，采用已 加工的表面作定位基准，称为精基准。为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺 过程顺利进行，在选择定位基准时，一般先根据零件的加工要求选择精基准，然后再 考虑用哪一组表面作粗基准才能将精基准的表面加工出来，从而确定粗基准。 4.1.1 精基准的选择 根据定位基准的选择原则，气门摇臂轴支座是形状比较简单的带孔零件，俩 18 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 6 - 孔以及孔 11 均为零件设计基准，均可选为定位基准，而且俩 18 孔 设计精度较高 （亦是装配基准和测量基准），工序将安排这两个孔在最后进行，为遵循“基准重合” 原则，因此选择加工后的 36mm 下底面和 11 孔作为精基准. 4.1.2 粗基准的选择 在该零件需要加工的表面中，由于外圆面上有分型面，表面不平整有飞边等缺陷， 定位不可靠，应选 28 外圆端面及未加工的 36mm 下端面为粗基准。 4.2 拟定工艺路线 4.2.1 零件表面加工方法的选择 （1）所选加工方法的加工经济精度范围要与加工表面所要求的精度、粗糙度相适 应。 （2）所选加工方法能确保加工面的几何形状精度、表面相互位置精度的要求。 （3）所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 （4）所选加工方法要与零件的生产类型相适应。 （5）所选加工方法要与企业现有设备条件和工人技术水平相适应。 根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求，结合查表确定本零件个加工表 面的加工方法如表 4.1 所示： 表 4.1 气门摇臂轴支座各加工表面方案 需加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 Ra 加工方案 22 上端面 IT14 12.5 粗铣 36 下端面 IT12 6.3 粗铣半精铣 28 前端面 IT11 3.2 粗铣半精铣 28 后端面 IT11 3.2 粗铣半精铣 26 前端面 IT14 12.5 粗铣 26 后端面 IT14 12.5 粗铣 11 通孔 IT14 12.5 钻 3 偏 10o内孔 IT14 12.5 钻 俩 18 通孔 IT8 1.6 扩铰 4.2.2 零件加工顺序的安排 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 7 - 在安排机械加工工序时，应根据加工阶段的划分、基准的选择和被加工表面的主 次来决定，一般应遵循以下几个原则： （1）先基准后其他 先加工 36mm 下端面以及 11 通孔。 （2）先修正后加工 先进行粗加工工序，后进行精加工工序。 （3）先主后次、先粗后精 先加工主要表面 28 和 26 外圆前后端面，俩 通孔，后加工次要表面 3 偏 10o 内孔。07.8 （4）先面后孔 先加工 36mm 下端面， 22 上端面，后加工 11 通孔；先加工 28 和 26 外圆前后端面，后加工俩 通孔。027.18 4.2.3 确定工序集中和分散的程度 本零件需要采用工序集中原则安排零件的加工工序。本零件气门摇臂轴支座的生 产类型为大批量生产，可以给各机床设计配以专用夹具，以提高生产率；而且运用工 序集中原则减少工件的装夹次数，不但能缩短辅助时间，而且由于在装夹中加工了许 多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 4.2.4 选择各工序加工设备及工艺装备 机床及工艺装备的选择是制定工艺规程的一项重要工作，它不但直接影响工件的 加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。 （1）机床的选择原则 机床的加工尺寸范围应与零件的外廓尺寸相适应； 机床的精度应与工序要求的精度相适应； 机床的功率应与工序要求的功率相适应； 机床的生产率应与工件的生产类型相适应； 还应与现有的设备条件相适应。 （2）夹具的选择 本零件的生产类型为大批量生产，为提高生产效率，所用的夹具应为专用夹具。 （3）刀具的选择 刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所 要求的精度以及表面粗糙度、生产率及经济性等。在选择时应尽可能采用标准刀具， 必要时可采用符合刀具和其他专用刀具。 （4）量具的选择 量具主要根据生产类型和所检验的精度来选择。在单件小批量生产中应采用通用 量具，在大批量生产中则采用各种量规和一些高生产率的专用量具。 所选择加工工艺装备如表 4.2 所示： 表 4.2 各工序工艺装备选用 工序号 机床设备 刀具 量具 工序 铸 游标卡尺 工序 检 游标卡尺 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 8 - 工序 热处理 游标卡尺 工序 铣 数控立式升降台 铣床（XK5012） 硬质合金端铣刀 游标卡尺 工序 铣 数控立式升降台 铣床（XK5012） 硬质合金端铣刀 游标卡尺 工序 钻 立式钻床 Z525 直柄麻花钻 11 卡尺、塞规 工序 铣 数控立式升降台 铣床（XK5012） 硬质合金端铣刀 游标卡尺 工序 铣 数控立式升降台 铣床（XK5012） 硬质合金端铣刀 游标卡尺 工序 钻 TX217 卧式钻床 扩钻、机用铰刀 内径千分尺，塞 规 工序 钻 立式钻床 Z525 直柄麻花钻 3 塞规 工序 钳 游标卡尺 工序 检 内径千分尺、游 标卡尺、塞规 4.3 加工工序设计 4.3.1 工序间加工余量的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程 3，并综合对毛坯尺寸以及机械加工 工艺路线的分析，确定各工序加工余量如表 4.3 所示： 表 4.3 各工序加工余量表 工序号 工步号 工步内容 加工余量/mm 工序 1 粗铣 36mm 下底面 3 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 9 - 2 半精铣 36mm 下底面 1 工序 1 粗铣 22 上端面 4 工序 1 钻 11 通孔 11 1 粗铣 28 前端面 3 2 粗铣 26 前端面 4工序 3 半精铣 28 前端面 1 1 粗铣 28 后端面 3 2 粗铣 26 后端面 4工序 3 半精铣 28 后端面 1 1 扩孔至 17.85 0.85 2 粗铰至 17.94 0.09工序 3 精铰至 18H9 0.06 工序 1 钻 3 偏 10o 内孔 3 4.3.2 切削用量以及基本时间定额的确定 工序 加工 36mm 下端面 1.工步一 粗铣 36mm 下端面 （1）切削深度为 ap=3mm （2）进给量的确定 此工序选择用 YG6 硬质合金端铣刀，查表硬质合金端铣刀的具体参数如下： D=80mm，D 1=70mm，d=27mm，L=36mm，L 1=30mm，齿数为 z=10，根据所选择的 XK5012 立式式铣床功率为 4KW，查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-146， 得 fz=0.200.09 ，取 fz=0.09mm/r，f=0.0910=0.9mm/r （3）切削速度的确定 通过以下公式计算切削速度 （4.1）Dvnc10 式中： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 10 - vc切削速度，m/min 通过公式计算实际切削速度 10DnVc （4.2） 根据所知的零件材料为 HT250,硬度 HBS187-220，根据机械加工工艺师手册 10表 30-23，选择切削速度 vc=95m/min。计算主轴转速 min/378014.95rn 查机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 4-18 得 n=380r/min，然后计算实际切 削速度 i/456.9108.3Vc （4）基本时间的确定 铣削常用符号如下： 铣刀齿数z 铣刀每齿的进给量，mm/zzf 工作台的水平进给量，mm/minMz 工作台的进给量，mm/min，f Mzf 铣削宽度， mmea 铣削深度，mmp 铣刀直径， mmd 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 2-28 得此工序机动时间计算公式： MzjflT21 （4.3） 工作台进给量： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 11 - fm= fzzn （4.4） 根据铣床的数据，主轴转速 n=380r/min，工作台进给量 fm= fzzn=0.0910380=342 mm/min 根据机床说明书取 fM=320mm/min；切削加工面 L=36mm 根据机械加工工艺师手册 10，表 30-9 查得 =7，12l 。min34.021MzjflT 2.工步二 半精铣 36mm 下端面 （1）切削深度为 a p=1mm （2）进给量的确定 此工序选择用 YG8 硬质合金端铣刀，查表硬质合金端铣刀的具体参数如下： D=80mm，D 1=70mm，d=27mm，L=36mm，L 1=30mm，齿数 z=10，根据所选择的 XK5012 立式铣床功率为 4KW，取 fz=0.1mm/r，f=0.110=1mm/r 。 （3）切削速度的确定 查 机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-157 ，v c=124m/min，计算主轴转速min/495801.32rn 查机械制造技术基础课程设计指导教程 3机床主轴转速表，确定 n=490r/min，再 计算实际切削速度 in/123084.39vc （4）基本时间的确定 根据铣床的数据，主轴转速 n=490r/min，工作台进给量 fM= fzzn=110255=255 mm/min 根据机床说明书取 fm=230mm/min；切削加工面 L=36mm 根据机械加工工艺师手册 10，表 30-9 查得 =7，21l 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 12 - min187.02341MzjflT 工序 粗铣 22 上端面 (1)背吃刀量为 a p=4mm。 (2)进给量的确定 此工序选择用 YG6 硬质合金端铣刀，查表硬质合金端铣刀的具体参数如下： D=80mm，D 1=70mm，d=27mm，L=36mm，L 1=30mm，齿数 z=10，根据所选择的 XK5012 立式铣床功率为 4KW，查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-146，得 ，取 ，f=0.0910=0.9mm 。zmfz/09.2rmfz/09. （3）切削速度的确定 根据所知的零件材料为 HT250,硬度 HBS187-220，根据机械加工工艺师手册 10表 30-23，选择切削速度 vc=95m/min，计算主轴转速 min/378014.95rn 查机械制造基础课程设计基础教程 3表 4-18 得 n=380r/min，然后计算实际i/56.9.38VC （4）基本时间的确定 根据铣床的数据，主轴转速 n=380r/min，工作台进给量 。min/3428019.zfM 根据机床说明书取 =320mm/min；切削加工面 L=22mmf 根据机械加工工艺师手册 10，表 30-9 查得 ，821lmin093.21MzjflT 工序 钻 11 通孔 （1）钻孔直径为 a p=11mm （2）进给量和切削速度的确定 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 13 - 选用硬质合金钻头直柄麻花钻，钻头参数如下： ，11,42,9dmLm 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-134， ，取 f=0.1，0.8.6/fr ，取 vc=60m/min，根据上面数据，计算主轴转速507/mincv in/1734.306rn 查立式钻床 Z525 主轴转速表，取 n=1360r/min，计算实际切削速度， 。1./mi0cv （3）基本时间的确定 首先查机械制造技术基础课程设计指南 2表 2-26，查得钻削机动时间计算公 式， nflTj21 （4.5） )21(cot21Dl （4.6） =（14）， 2l （4.7） 钻孔深度为 ， ， =2，所以39lm1l2l min29.0136.41nfTj 工序 粗铣以及半精铣 28 和 26 前端面 1.工步一 粗铣 28 前端面 （1）切削深度为 。3pam （2）进给量的确定 此工序选择用 YG6 硬质合金端铣刀，查表硬质合金端铣刀的具体参数如下： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 14 - D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齿数 z=10，根据所选择的 XK5012 立1 1L 式铣床功率为 4KW，查机械制造技术基础课程设计指南 表 5-146，得 取 fz=0.09mm/r， mm/r。0.29/zfm 9.0.f （3）切削速度的确定 根据所知的零件材料为 HT250,硬度 HBS187-220，根据机械加工工艺师手册 10表 30-23，选择切削速度 =95m/min，计算主轴转速cvmin/378014.95rn 查机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 4-18 得 n=380r/min，然后计算实际 。i/56.9.38vc （4）基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南 3表 2-28，根据铣床的数据，主轴转速 n=380r/min，工作台进给量 fzzn=0.0910380=342 mm/min。 根据机床说明书取 fM=320mm/min；切削加工面 L=28mm 根据机械加工工艺师手册 10，表 30-9 查得 =7，12lmin09.3521mzjflT 2.工步二 粗铣 26 前端面 （1）切削深度为 。4pa （2）进给量的确定 此工序选择用 YG6 硬质合金端铣刀，查表硬质合金端铣刀的具体参数如下： D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齿数 z=10，根据所选择的1 1L XK5012 立式铣床功率为 4KW,查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-146，得 取 fz=0.09mm/r f=0.09x10=0.9mm/r。0.29/zfm 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 15 - （3）切削速度的确定 根据所知的零件材料为 HT250,硬度 HBS187-220，根据机械加工工艺师手册 10表 30-23，选择切削速度 =95m/min。计算主轴转速cvmin/378014.95rn 查机械制造技术基础课程设计指导教程表 4-18 得 n=380r/min，然后计算实际 。i/56.9.38Vc （4）基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 2-28，根据铣床的数据，主轴转速 n=380r/min，工作台进给量 fM=fzzn=0.0910380=342mm/min 根据机床说明书取 fM=320mm/min；切削加工面 L=26mm 根据机械加工工艺师手册 10，表 30-9 查得 =7，12lmin03.21MzjflT 3.工步三 半精铣 28 前端面 （1）切削深度为 1pam （2）进给量的确定 此工序选择用 YG6 硬质合金端铣刀，查表硬质合金端铣刀的具体参数如下： D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm ， =30mm，齿数 z=10，根据所选择的1D1L XK5012 立式铣床功率为 4KW,查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-146， 得 取 fz=0.09mm/r， mm/r。0.29/zfmz 9.0.f （3）切削速度的确定 根据所知的零件材料为 HT250,硬度 HBS187-220，根据机械加工工艺师手册 10表 30-23，选择切削速度 =95m/min。计算主轴转速cv 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 16 - min/378014.95rn 查机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 4-18 得 n=380r/min，然后计算实际 。i/56.9.38Vc （4）基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 2-28，根据铣床的数据，主轴转速 n=380r/min，工作台进给量 = fzzn=0.09103080=342 mm/minM 根据机床说明书取 =320mm/min；切削加工面 L=28mmf 根据机械加工工艺师手册 10，表 30-9 查得 =7，12lmin09.3521MzjflT 工序 粗铣以及半精铣 28 和 26 后端面 1.工步一 粗铣 26 后端面 （1）切削深度为 4pam （2）进给量的确定 此工序选择用 YG6 硬质合金端铣刀，查表硬质合金端铣刀的具体参数如下： D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齿数 z=10，根据所选择的1 1L XK5012 立式铣床功率为 4KW,查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-146，得 取 fz=0.09mm/r， mm/r。0.29/zfm 9.0.f （3）切削速度的确定 根据所知的零件材料为 HT250,硬度 HBS187-220，根据机械加工工艺师手册 10表 30-23，选择切削速度 =95m/min。计算主轴转速cvmin/378014.95rn 查机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 4-18 得 n=380r/min，然后计算实际 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 17 - 。min/456.9108.3vc （4）基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 2-28，根据铣床的数据，主轴转速 n=380r/min，工作台进给量 fM=fzzn=0.0910380=342 mm/min 根据机床说明书取 fM=320mm/min；切削加工面 L=26mm， 根据机械加工工艺师手册 10，表 30-9 查得 =7，12lmin03.21MzjflT 2.工步二 粗铣 28 后端面 （1）切削深度为 3pam （2）进给量的确定 此工序选择用 YG6 硬质合金端铣刀，查表硬质合金端铣刀的具体参数如下： D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齿数 z=10，根据所选择的1 1L XK5012 立式铣床功率为 4KW,查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-146，得 取 fz=0.09mm/r， mm/r。0.29/zfm 9.0.f （3）切削速度的确定 根据所知的零件材料为 HT250,硬度 HBS187-220，根据机械加工工艺师手册 10表 30-23，选择切削速度 =95m/min。计算主轴转速cvmin/378014.95rn 查机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 4-18 得 n=380r/min，然后计算实际 。i/56.9.38vc （4）基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 2-28，根据铣床的数据，主轴转速 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 18 - n=380r/min，工作台进给量 fM=fzzn=0.0910380=342mm/min 根据机床说明书取 fM=320mm/min；切削加工面 L=28mm 根据机械加工工艺师手册 10，表 30-9 查得 =7，12lmin09.3521MzjflT 3.工步三 半精铣 28 后端面 （1）切削深度为 1pam （2）进给量的确定 此工序选择用 YG6 硬质合金端铣刀，查表硬质合金端铣刀的具体参数如下： D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齿数 z=10，根据所选择的1 1L X61 卧式铣床功率为 4KW，查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-146，得 取 fz=0.09mm/r， mm/r。0.29/zfm 9.0.f （3）切削速度的确定 根据所知的零件材料为 HT250,硬度 HBS187-220，根据机械加工工艺师手册 10表 30-23，选择切削速度 =95m/min。计算主轴转速cvmin/378014.95rn 查机械制造基础课程设计基础教程 3表 4-18 得 n=380r/min，然后计算实际 。i/56.9.38vc （4）基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 2-28，根据铣床的数据，主轴转速 n=380r/min，工作台进给量 fM=fzzn=0.0910380=342mm/min 根据机床说明书取 fM=320mm/min；切削加工面 L=28mm 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 19 - 根据机械加工工艺师手册 10，表 30-9 查得 =7，12lmin09.3521MzjflT 工序 扩粗铰精铰俩 18 的孔 1.工步一 扩孔至 17.85 （1）切削深度为 0.85pam （2）进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-87，确定扩孔钻使用 YG8 硬质合 金直柄麻花钻，选 ，查机械制造技术基础课程设117.5,9,30dllm 计指南 2表 5-128，查得 ，取 ，再查机械加工工艺0./fr/fr 师手册 10表 28-33，确定 ，根据以上数据计算主轴转速，59incv1052/in3.47.8r 查机械加工工艺师手册 10表 10-2，查 TX617 卧式镗床主轴转速表，取 ，再计算实际切削速度10/minnr 。103.47.856/mincv （3）基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 2-26，得扩孔，铰孔工序下的 机动时间计算公式： ， ， ，扩通nflTj21 )21(cot11dD4lm 孔长度， 见机械加工工艺师手册 10表 28-42，5.3,43721ll in045.1.21nflTj 2.工步二 粗铰至 17.94 （1）切削深度为 0.9pam 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 20 - （2）进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-93，确定钻头使用硬质合金直柄 机用铰刀，参数如下 ，查机械制造技术基础课程设18,2,56dmLlm 计指南 2表 5-136，知进给量 ，取 f=0.2mm/r，因为此工步是粗0.4/fr 铰，查得 ，取 vc=60m/min，根据以上数据计算主轴转速608/incv r/min16284.36 查机械加工工艺师手册 10表 10-2，查 TX617 卧式镗床主轴转速表，取 ，再根据主轴转速计算实际的切削速度10/minnr 。103.4856/mincv （3）基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 2-26，知扩孔，铰孔工序下的 机动时间计算公式： ， ， ，扩通nflTj21 )21(cot11dD4lm 孔长度 ，见机械加工工艺师手册 10表 28-42，5.3,3721ll in2175.0.4321nflTj 2.工步三 精铰至 18H9 （1）切削深度为 0.6pam （2）进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-93，确定钻头使用硬质合金直柄 机用铰刀，参数如下 ，查机械制造技术基础课程设18,2,56dLlm 计指南 2表 5-136，知进给量 ，取 f=0.2mm/r，因为此工步为精0.4/fr 铰，查得 ，取 vc=6m/min，根据以上数据计算主轴转速610/mincv 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 21 - r/min2.10684.36n 查机械加工工艺师手册 10表 10-2，查 TX617 卧式镗床主轴转速表，取 n=100r/min，再根据主轴转速计算实际的切削速度 m/min652.1084.3cv （3）基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 2-26，扩通孔长度 ，见机械加工工艺师手册 10表 28-42，5.3,4721ll min25.10.421nflTj 工序 钻 偏 内孔301 （1）切削深度为 pam （2）进给量和切削速度的确定 根据此孔最终要求的表面粗糙度的要求，确定钻头使用硬质合金直柄麻花钻， 查表选择如下参数钻头： ，查表机械制造技术基础课13,6,3dllm 程设计指南 2表 5-134，查得， ，取 mm/r，查得0.4.8/fr05.f ，v c=55m/min，根据以上数据计算主轴转速406/mincv r/min6.5314.3 查 Z525 立式钻床主轴转速表，取 ，再计算实际切削速度0/minnr 。6.2.8/icv 基本时间的确定 首先查机械制造技术基础课程设计指南 2表 2-26，钻孔深度 ， ， ，见机械加工工艺师手册 10表 28-42，所以39lm1l5.2l 。min503.6.13042nflTj 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 22 - 4.4 编制工艺文件 工艺路线拟定之后，就要确定各工序的具体内容，其中包括工序余量、工序尺寸 及公差的确定；工艺装备的选择；切削用量、时间定额的计算等。在此基础上，设计 人员还需要将上述零件工艺规程设计的结果以图表、卡片和文字材料的形式固定下来， 以便贯彻执行。这些图表、卡片和文字材料统称为工艺文件。 第 5 章 第号工序夹具设计 本设计零件为大批量生产零件，为了保证加工质量，提高劳动生产率，并降低劳 动强度，需要设计专用夹具。第号工序是零件加工的第一个面，在此设计一套完善 的铣床夹具。 5.1 夹具结构方案 36mm 端面是工序中完成毛坯加工的第一道工序，所以各面都不适合做基准来设计 夹具。观察毛坯图会发现只有俩孔适合定位，我们可以采用俩轴固定俩 17 孔，这样 就限制了零件 5 个自由度，在将俩轴固定在夹具体上如图 5.1 所示： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 23 - 图 5.1 零件固定结构 如此设计零件 6 个自由度都已限制，但是 28 俩端面会可能出现跳动，若出现了 跳动，零件加工的 36mm 端面将不平，并影响接下了其他工序。为避免这样的问题出现， 我们需要想办法固定中心轴，可以如图 5.2 设计： 图 5.2 零件加固结构 5.2 夹具固定方案 考虑好零件与夹具之间的位置关系后，应考虑夹具与机床的固定。因为是铣床夹 具，所以可以在夹具体底部加键，插入机床中便于加固定位 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 24 - 图 5.3 夹具定位图 考虑夹具体在铣床上夹紧形式，在俩测设计 U 型开口，利用螺栓将夹具体固定在 铣床上如图 5.4： 图 5.4 夹具体俯视图 5.3 确定夹具装配图和装配尺寸 根据上述设计决定夹具体的尺寸长 329、宽 140、高 112，并绘制装配图如图 5.5： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 25 - （a）正视图 （b）俯视图 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 26 - （c）侧视图 图 5.5 铣床夹具装配图 尺寸要求： （1）根据零件图上两孔间中心距，设计定心轴与 17 圆柱销中心线之间的尺寸为 （560.025）mm，且其公差值取为零件尺寸（560.05）mm 的公差值的 1/21/5； （2）为保证两孔与零件底面平行度公差为 0.04，夹具中，定心轴和 17 圆柱销中 心轴线与夹具体底板上端面的平行度取为 0.04； （3）标注配合尺寸： 和 674fH1m 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 27 - 第 6 章 第号工序夹具设计 第号工序对孔的精度要求比较高，应利用好已加工好的几个基准，以使零件达 到更高的精度要求。 6.1 夹具的结构方案 6.1.1 确定定位方案，制作定位元件 仔细观察零件图，根据图中零件的位置尺寸要求和行为精度要求，以确定夹具的 结构方案。 图 6.1 气门摇臂轴主要形位尺寸图 如图 6.1，工序加工要求保证位置精度主要两加工孔中心距尺寸（56 0.05）mm 及平行度公差 0.04mm，还有左 18 孔与底面尺寸（24 0.03）mm 以及右 18 孔与底 面尺寸（50 0.05）。根据基准重合原则，应选择 11 孔和地面为主要定位基准，即 工序简图中所规定的定位基准是恰当的。定位元件选择用一个长定心轴，定心轴与定 位孔的配合尺寸为 ，定心轴下端部分设计成螺杆样式拧紧固定在夹具体上。671gH 定位结构图如图 6.2 所示： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 28 - 图 6.2 定位结构图 6.1.2 确定导向装置 本工序两孔加工的精度要求比较高，采用一次装夹完成扩，粗铰，精铰 3 个工步 的加工，故此夹具可以采用与孔尺寸相应的快换钻套做导向元件，相对应的卧式钻床 上面采用快换夹头如图 6.3 所示： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 29 - 图 6.3 定向装置 如图所示，两快换钻套与衬套间的配合尺寸均为 26 ，钻模板与衬套之间的配67mF 合尺寸均为 35 。67nF 6.1.3 夹紧机构 在机械加工工艺设计中，已确定气门摇臂轴支座的生产类型是大批量生产，所以 在此工序夹具中选择螺旋夹紧机构夹紧。如下图所示，在定心轴上端部分直接做出一 段螺杆，装夹工件时，先将工件定位孔装在定心轴上，完成定位，然后在工件与螺母 之间插上垫圈，最后拧紧螺母完成压紧工件如图 6.4 所示： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 30 - 图 6.4 夹紧机构 6.1.4 辅助定位装置 因为零件的 6 个自由度并未完全限制，所以在这些装置基础上加辅助定位装置。 我们可以在 26 后端面处增加辅助支承，具体机构图如图 6.5： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 31 - 图 6.5 辅助定位机构 6.2 设计夹具体 夹具体的设计应考虑完全，需要使上述各部分装置通过夹具体能够连接起来，形 成一个整体。考虑夹具和机床的连接，钻模板钻套位置与零件孔要对其，所以钻模板 得立起来，可以在夹具体上设立俩相应位置的板，用螺栓和圆柱销固定钻模板如图 6.6： （a）正视图 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） - 32 - （b）侧视图 图 6.6 固定钻模板视图 6.3 确定夹具装配图和装配尺寸 根据上述装配要求决定装配总尺寸长 345、宽 172、高 112 并绘制装配图如图 6.7： （a