气门摇臂机械加工工艺的编制、铣油槽夹具设计.pdf

气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计0毕业设计说明书系别（部、分院）机械系班级姓名学号课题名称气门摇臂机械加工工艺的编制、铣油槽夹具设计指导教师指导教师气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计1目录一、毕业设计任务书二、毕业设计说明书一、绪论11本设计的内容及意义12课题背景知识二、零件的造型21零件造型软件介绍三、零件的工艺分析31零件的功用分析32零件的工艺分析四、零件工艺规程设计41确定毛坯的制造形式42定位基准的选择43拟定零件加工的工艺路线44机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定45确定切削用量及工时定额五、专用夹具设计51问题的提出52夹具设计六、存在的问题61存在的问题三、毕业设计小结与感悟四、参考文献五、致谢六、外文翻译气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计2气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计3毕业设计任务书课题名称气门摇臂零件加工工艺及油槽夹具工装设计指导教师指导教师专业名称学生姓名课题需要完成的任务一、工艺设计1抄画零件图、绘制零件毛坯图各一份2编制零件加工工艺过程卡，工艺卡各一份，两道工序的工序卡二份）气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计4二、夹具设计1绘制一副夹具总图2完成一副夹具的非标准件零件图三、完成一篇外文专业技术资料翻译（25003000字符）四、编写毕业设计说明书及设计小结1份（大于30页）课题计划12213218毕业设计动员、布置毕业设计课题；熟悉零件,完成零件图、毛坯图12219225毕业设计调研、编写机械加工工艺12226312完成夹具总图、全套非标准零件图的设计12313322完成三卡二道工序卡、修改不符合要求的零、部件图1232345完成毕业设计论文说明书30页、完成外语翻译25003000字符12410413毕业设计答辩。计划答辩时间机械系（部、分院）（一）、绪论11本设计的内容及意义本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后而进行的。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一次深入的全面的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。其目的在于1巩固我们在大学里所学的知识，也是对以前所学知识的综合性的检验；2增强我们查阅资料的能力，熟悉相关资料；3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；4通过对气门摇臂加工工艺的编制及油槽铣夹具的工装设计，使我们在机械制造工艺过程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面都得到了一次综合性的训练。初步具备了一个中等复杂程度零件的工艺规程能力。5能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效，省力，经济合理并能保证加工质量的专用夹具。6通过零件图，毛坯图，夹具装配图的绘制，使我们对于AUTOCAD绘图软件的使用熟练气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计5程度进一步提高。本次设计的主要内容为首先应用AUTOCAD绘图软件绘制气门摇臂的二维零件图，然后根据图纸的技术要求等确定零件的生产类型。经分析本次设计零件的生产为大批量生产。其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，气门摇臂的材料为45钢，宜采用熔模铸造的形式进行毛坯的制造。并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。最后，对铣油槽加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。12课题背景知识题目所给定的零件是气门摇臂（如图31所示），它主要应用于发动机、柴油机等设备。此气门摇臂零件是发动机配气机构的一个重要零件，它与配气机构其他零部件配合，完成发动机的进气和排气过程的正时（定时）。该产品年产量为60000件，设其备品率为5，机械加工废品率为2，现制定该零件的机械加工工艺规程。技术要求1起模斜度不大于5；2未注明圆角半径为R3；3R95表面淬硬，硬度HRC5055，深度154MM；4材料为45号钢。现计算产品实际年产量为160001152/64200/NQNAB件年件年柴油机气门摇臂实际年产量为64200件/年，经估计该零件质量约为072KG，根据教材机械制造工艺学表13生产类型与生产纲领的关系可确定气门摇臂的生产类型为大批量生产。（二）、零件的造型21零件造型软件介绍现在行业内常用的造型软件主要有UG、PRO/E、GATIA、AUTOCAD、CAXA、MASTERCAM等。UG、PRO/E、GATIA比较高端，功能较强，学起来比较困难一点，而且价格比较贵。相对来说还是AUTOCAD、CAXA和MASTERCAM比较容易上手，而且比较便宜，实用性较高。本次设计的零件为气门摇臂，所以绘制二维图选用AUTOCAD最为合理。因为在学校里，AUTOCAD是最为普遍的绘图软件，操作起来相对很熟练，便于此次设计的顺利开展。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计6（三）、零件的工艺分析31零件的作用题目所给定的零件是气门摇臂（如图31所示），它主要应用于发动机、柴油机等设备。此气门摇臂零件是发动机配气机构的一个重要零件，它与配气机构其他零部件配合，完成发动机的进气和排气过程的正时（定时）图3132零件的工艺分析从零件图中不难看出气门摇臂的加工表面有26H7上、下两端面，16上、下两端面，26H7的内孔，M1016H的螺纹孔、R95圆弧面、25、16的斜台阶孔及2MM的油槽。这些加工表面之间有一定的要求26H7MM孔的轴线与M1016H螺纹孔轴线间垂直距离为2801MM。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计726H7MM中心线与R95圆弧面中心线距离为5201MM。R95圆弧面母线与26H7孔中心线的不平行度允差为002MM。（四）、零件的工艺规程设计41确定毛坯制造形式从零件图中确定其结构简单，尺寸较小，属于中小型零件，零件部分表面属于不加工表面且尺寸有一定要求，宜选用铸造毛坯，铸造冷却速度快，铸件内部组织致密，机械性能高，单位生产面积产量高，铸件浇铸位置应使零件质量要求高的表面处于底面或侧面，而其加工工艺也简单明了了。零件材料为45钢，要求大批量生产。毛坯采用铸造方法获得，进而考虑铸件毛坯形状简单、铸件要求精度一般、加工余量低、成产效率要尽可能高以及逐渐成本尽可能低等因素，查毛坯的特点及应用范围表，确定毛坯的制造形式为金属型浇铸钢件，以提高生产效率，保证加工质量。但刚的吸振性、耐磨性、流动性和铸造性能都较铸铁差，成本也较铸铁高。另外，刚度相同时，铸钢件的相对重量确是铝合金铸件的两倍。然而，铸钢件的优点在于其既有液态成形的一切长处，又可保有各种刚所特有的优异性能。由于铸钢件浇注温度比钢锭浇注温度高，铸件的形状也比较复杂，其凝固条件的控制比钢锭困难的多，而且此后又不经锻压加工，一般情况，铸钢件的结晶比较粗大，热节处和枝晶间的疏松难以避免。因此，铸钢的性能往往稍逊于成分相近的锻钢。但是如果铸钢件的工艺设计较好，凝固过程控制得当，再予以适当的热处理（特别重要的铸件还可以采用等静压处理），则铸钢的性能可接近于锻钢。42定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得正确、合理，可以保证零件的加工质量，体高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，是生产无法进行。421粗基准的选择选择粗基准时，应考虑两个问题一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的余量。通过对这些粗基准选择原则以及对零件的加工工艺分析的综合考虑，得出初步选择的粗基准为非加工圆弧面R240及32外圆表面。422精基准的选择精基准选择时，应主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计8定位基准应有足够的支撑面积，表面粗糙度值较小，精度较高。考虑到精基准在工工序中的各步转换，暂时不予以明细，了解其精基准选择原则既可。43拟定零件的加工工艺路线拟定工艺路线的出发点应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领和生产类型已确定为大批生产的条件下，可以考虑通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外应考虑经济效果，以便降低生产成本。考虑了其主体方向后，对其切削加工顺序进行初步安排。在这之前应考虑到切削加工工序的安排原则。通过对这些原则的掌握以及对零件各个加工表面和孔位置精度、表面粗糙度要求的理解后，暂安排了加工工艺路线一如下加工工艺路线一序号工序内容10铸造毛坯。20预备热处理。30粗铣轴孔上、下两端面，保证尺寸17MM。40粗铣、精铣26H7上、下两端面，保证尺寸29MM。50粗铣、精铣R95圆弧面保证尺寸10MM。60去锐边尖角。70钻M10X16H底孔。80钻26孔至25。90扩孔25至2585。100铰孔至要求。110钻斜台阶油孔25、16至要求。120两端倒角145。130攻螺纹至要求。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计9140铣2MM油槽。150钳工，去毛刺，淬硬R95圆弧面并抛光。160检验入库。由零件图可知，此零件毛坯选择铸造方法获得，且有不加工表面，则根据选择粗基准原则可初步确定以非加工R240外圆表面作为第一步加工时选择的粗基准。此工艺路线加工时工序相对集中，再同一机床上加工了多个表面或孔，节省了加工工件时多次转换机床的时间，更避免了工件屡次转换定位基准造成的误差。但突然发现，加工工序中并未做到粗、精加工分开，先粗后精，这样使加工精度要求高的表面或孔遭受到了被损坏的危险。而且每一步装夹也应该加工尽可能多的表面，应该进一步完善加工工艺路线。此工艺路线还忽略了基准重合原则的重要性。考虑到26H7中心线与M1016H螺纹孔中心线距离为2801MM、26H7中心线与R95圆弧面中心线距离为5201MM，R95圆弧面母线与26H7孔中心线的不平行度允差为002毫米，那么就应该先加工好26H7孔，再以该孔为定位基准加工R95圆弧面和M1016H螺纹底孔。在螺纹底孔定位好的基础上加工两平26H7上、下两端面以保证长度尺寸2901。这就要先加工孔，确定出26H7孔中心线的位置在加工其他孔或表面。经上综合分析，对加工工艺路线修改如下表加工工艺路线二序号工序内容10铸造毛坯。20预备热处理。30粗铣26H7轴孔上、下两端面，并保证尺寸16MM。40钻26H7孔至25。50粗铣26H7上端面。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计1060粗铣R95圆弧面、粗铣26H7下端面。70精铣16下端面，并保证尺寸1MM。80精铣16上端面，并保证尺寸17MM。90精铣R95圆弧面,并保证尺寸10MM。100钻M10X16H底孔。110扩孔25至2585。120铰孔至要求。130钻斜台阶油孔25、16至要求。140倒角145，并倒角0545150攻螺纹至要求。160铣2MM油槽。170钳工，去毛刺，淬硬R95圆弧面并抛光。180检验入库此工艺路线已对工艺路线一中的优点进行了延续，对其暴露的缺点也进行了相应的调整与改进。对零件加工工艺过程的考虑往往要慎之又慎，它关系到加工出来的零件与零件图纸要求的复合程度、零件材料资源的合理利用以及对加工成本的花费的控制。零件先加工了孔，初步确定了其中心线的位置，但为了不让26H7孔的表面受到损坏，把其精加工排后使26H7孔的中心线处于浮动状态。使26H7孔中心线与M1016H螺纹孔中心线距离为2801MM、26H7中心线与R95圆弧面中心线距离为5201MM的要求得不到有效的保证了。所以要把工序110扩孔25至2585。以及工序120铰孔至要求提前。并且发现工序精铣R95圆弧面,并保证尺寸10MM，以及图纸要求的R95圆弧面淬火深度在154MM之间，HRC5055之间，其余部分正火处理。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计11综合考虑后再次整理好的工艺路线如下工艺路线三序号工序内容10铸造毛坯。20退火处理。30钻26H7孔至25。40扩孔25至2585。50铰孔2585至26H7。60钻M10X16H螺纹底孔87。70粗铣16上端面。80精铣16上端面，保证尺寸17MM。并在孔两端倒角0545。90粗、精铣26H7上下两端面，并在孔两端倒角145，注意保证尺寸2901MM。100攻螺纹至要求。110钻斜台阶油孔25、16至要求。120粗铣R95圆弧面。130对R95圆弧面高频淬火，保证充足淬火深度，其余部分正火处理。140精磨R95圆弧面，保证淬火深度，并保证尺寸10MM。150铣2MM油槽。160钳工，去毛刺，R95圆弧面抛光。170检验入库。44机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计12“气门摇臂”零件材料为45钢，硬度（HRC）为5057。毛坯重量约为072，生产类型为大批量生产，采用熔模铸造。铸件加工余量铸件加工余量是为了保证机械加工时能满足最后零件精度要求而具有足够被切削的材料量，其大小随铸造方法不同而不同。根据以上原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下所示。44132外圆表面的加工余量及公差考虑32外圆表面为非主要加工表面，则毛坯尺寸为图纸尺寸即可。44226H7轴孔两端面的加工余量及公差由图纸零件要求可知，两端面间尺寸要求为2901MM，切表面粗糙度均为32。铸件基本尺寸在63100之间，由零件图纸要求及加工工艺规程确定铸件铸造公差等级为8级，查铸件尺寸公差表可知其铸造公差为16MM，设定其为上下均匀偏差08MM。查铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量表可知，铸件底、侧面机械加工余量比顶面机械加工余量的等级高一级，即应该把非加工表面中更重要的的表面放在底、侧面铸造，浇铸口设置在R95圆弧面垂直方向上，并将其规定在浇铸上部。其中选择毛坯底、侧面E级加工余量10MM,顶面F级加工余量20MM，又根据机械加工工序的各步余量确定出铸件毛坯图（见附录图二），其标注了26H7轴孔两端面的加工余量加大，各为30MM，以及其公差尺寸08MM。44316上端面垂直方向上加工余量及公差由图纸零件要求可知，两平面间尺寸要求为17MM，且表面粗糙度要求均为63。考虑上它铸造时的加工余量以及机械加工工序的各步余量，加大余量，先确定粗铣时余量为2MM，又根据零件制造工艺与装备附表B9平面加工余量可知粗加工后精铣（或精刨）时，加工面长度300MM，加工面宽度100MM，其余量为10MM,公差为03MM，故确定其粗加工余量为1MM，精加工余量为05MM。既得两平面机械加工总余量各为15MM,而其铸造尺寸公差为08MM。44426H7孔、M1016H螺纹孔、25，16斜台阶油孔加工余量由于各孔直径尺寸均小于该预留孔的尺寸要求，因此毛坯上不铸预留孔，做成实心即可。确定其加工余量如下26H7孔气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计13工序工序尺寸精度等级余量铸件钻孔25MMIT1225MM扩孔2585MMIT10085MM铰孔26IT8015MM斜台阶油孔25、16工序工序尺寸精度等级余量铸件钻孔25MMIT1225MM钻孔16MMIT1216MMM1016H螺纹孔工序工序尺寸精度等级余量铸件钻螺纹底孔87IT1287MM攻螺纹M1016HIT1213MM445R95圆弧面垂直方向上加工余量及公差此圆弧面经过粗铣和精铣两步，确定其机械加工工序的各步余量相加为15MM。而其也符合铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量表中所需的余量。经过以上的总结，绘制出气门摇臂的零件毛坯图如图41所示。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计14图4145确定切削用量及工时定额451钻削加工条件工序30钻26H7孔至25。40扩孔25至2585。50铰孔2585至图纸要求26H7。60钻M10X16H螺纹底孔87。加工条件工件材料为45钢，硬度为5057HRC,熔模铸造。加工要求钻、扩、铰。机床Z525型立式钻床刀具YG6硬质合金钻头的高速钢麻花钻、YG6X硬质合金高速钢扩孔钻以及YG6X硬质合金高速钢铰刀。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计15452计算钻削切削用量、进给量及工时定额30钻孔26H7至25。（1）、选择钻头选择高速钢麻花钻头，其钻头直径D。25MM。查表21高速钢钻头切削部分的几何形状，及表22高速钢钻头的几何参数可知钻头几何形状为标准麻花钻30，2KR118，。12，50。（2）、选择决定进给量按加工要求决定进给量，根据表27高速钢钻头钻孔时进给量，可知当加工要求为H12精度，铸钢硬度50HRC,D。25MM时，F043053MM/R。由于L/D。29/25116,故无孔深修正系数。按钻头强度决定进给量，根据表28钻头强度所允许的进给量，可知当铸钢硬度50HRC，D。25MM时，F122MM/R。按机床进给机构决定进给量，根据表29机床进给机构强度所允许的钻削进给量，可知当铸钢硬度50HRC，D。25MM，机床进给机构允许的轴向力为8330N时，进给量为F066MM/R。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，又因所选机床的限制，选择进给量为F043053MM/R。又根据Z525钻床说明书，选择F048MM/R。由于是加工通孔。为了避免即将钻穿时钻头容易折断，故宜在即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较校验。由表219高速钢钻头钻孔时的轴向力，可知当F048MM/R，D。25MM，轴向力FF4270N。轴向力的修正系数为10，故FF4270N。根据Z550钻床说明书，机床进给机构允许的轴向力为8330N，由于FFFMAX,故F048MM/R，可用。（3）、决定钻头磨钝标准及寿命由表212钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及寿命，可知当D。25MM，钻头后刀面最大磨损量取为06MM，寿命为60MIN（4）、决定切削速度由表215高速钢钻头钻铸钢时切削速度，铸刚硬度50HRC，F048MM/R，D。25MM，气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计16可知VC18M/MIN。（5）、确定机床主轴转速NN1000VC/D。公式中N机床主轴转速，单位R/MINVC切削速度，单位M/MIN圆周率D。刀具直径，单位MM其中选择VC18M/MIN。导入公式计算得N181000/（31425）22929R/MIN按机床说明书，与22929R/MIN相近的机床转速为195R/MIN及272R/MIN，现取195R/MIN。既得实际转速N195R/MIN。（6）、计算实际切削速度V1V1D。N/1000公式中V1钻头切削速度，单位M/MIN圆周率D。刀具直径，单位MMN机床转速，单位R/MIN各数据导入公式后得V131425195/10001531M/MIN。（7）、校验机床扭矩及功率根据表221高速钢钻头钻铸钢时的扭矩，可知当D。25MM，F048MM/R时，ME3629NM，扭矩修正系数为10，故ME3629NM。又根据Z525钻床说明书，当N195R/MIN，MM1952NM。根据表223高速钢钻头钻铸钢时消耗的功率，可知D。25MM，F048MM/R时，PC10KW。又根据Z525钻床说明书，PE280812268KW。由于MEMM，PCPE，所以选择的切削用量可用，所以即F048MM/R，N195R/MIN，VC18M/MIN。（8）、计算基本工时气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计17T1LL1L2/NF公式中T1工时定额，单位MINL工件切削深度，单位MML1工件切入尺寸，单位MML2工件切出尺寸，单位MM其中L29MM由表229钻孔是的切入量和超切量，可知L1L28MM，故导入数据得T1298/（195048）039MIN453扩孔时切削用量及工时定额40扩孔26至2585。（1）扩孔至2585（2）确定进给量F查切削用量简明手册第三版，表210高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量可知D。2585MM材料45钢，其硬度HRC200MPA时，F0607MM/R。由Z525立式钻床的机床技术资料确定F062MM/R。（3）、计算扩孔钻切削速度VCVC（1/31/2）V1公式中VC切削速度，单位M/MINV1钻头的切削速度，单位M/MIN导入数据得VC（1/31/2）512417082562M/MIN所以取VC21M/MIN（4）、确定机床主轴转速NN1000VC/D。公式中VC21M/MIND。2585MM导入数据得N100021/（3142585）25872R/MIN按机床说明书，与25872R/MIN相近的机床转速为272R/MIN及392R/MIN，现取272R/MIN。既得实际转速N272R/MIN。（5）、计算实际切削速度V2气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计18V2D。N/1000公式中D。2585MMN272R/MIN。导入数据得V23142585272/10002208M/MIN（6）、计算切削工时T2T2LL1L2/NF其中L293335MML1D/214MM所以代入数L12585/2（14）1392516925MM取L115MML214MM取L22MM故导入数据得T135152/（272062）031MIN50铰孔2585至图纸要求26H7（1）、铰孔至26H7（2）、确定进给量F查切削用量简明手册第三版，表285硬质合金铰刀绞孔时的切削用量D。26MM材料45钢时，F02045MM/R，VC812M/MIN由Z525立式钻床的机床技术资料确定F028MM/R。（3）、确定机床主轴转速NN1000VC/D。公式中，VC812M/MIN取VC10M/MIN，D。25MM。导入数据得N100010/（31425）12738R/MIN按机床说明书，与12738R/MIN相近的机床转速为195R/MIN及272R/MIN，现取195R/MIN。既得实际转速N195R/MIN。（4）、计算扩孔实际切削速度V3V3D。N/1000公式中D。26MM,N195R/MIN。导入数据得，V31592M/MIN。（5）、计算切削工时T3T3LL1L2/NF气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计19其中L293335MML1D/214MM所以代入数L126/2（14）1417MM取L116MML214MM取L22MM故导入数据得T335162/（195028）097MIN60钻M10X16H螺纹底孔87MM。（1）、钻孔至87MM（2）、确定进给量F查切削用量简明手册第三版，表218硬质合金钻头钻削不同材料切削用量可知D。87MM材料45钢时，F00501MM/R。由Z525立式钻床的机床技术资料确定F01MM/R。（3）、确定切削速度VC查切削用量简明手册第三版，表218硬质合金钻头钻削不同材料切削用量可知D。87MM材料45钢时，VC4550M/MIN。（4）、确定机床主轴转速NN1000VC/D。公式中取VC45M/MIND。87MM导入数据得N100045/（31487）133937R/MIN按机床说明书，与133937R/MIN相近的机床转速为1360R/MIN及960R/MIN，现取1360R/MIN。既得实际转速N1360R/MIN。（5）、计算实际切削速度V4V4D。N/1000公式中D。87MMN1360R/MIN。导入数据得V4314871360/10003715M/MIN（6）、计算切削工时T4T4LL1L2/NF其中L174425MML1D/214MM所以代入数L187/2（14）535835MM气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计20取L18MML214MM取L22MM故导入数据得T42582/136001026MIN70粗铣16上端面。1决定切削深度1PAMM，故一次走刀切完，则1PAHMM。2决定每齿进给量ZF采用不对称端铣以提高进给量。当使用YT15，铣床功率为75KW时，009018ZFMMZ。但因采用不对称端铣，故取018ZFMMZ。3选择铣刀模钝标准及其刀具寿命根据表37，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为10MM。4决定切削速度CV和每分钟进给量FV、切削速度CV可根据公式计算，也可直接由表查出。根据表315，当024,4,15,024PZDMMZAMMFMMZ时139MIN,353MIN,296MINTTFTVMNRVMM；各修正系数为11308MVMNMFSVSNSVKKKKKK故13911308MIN1257MIN35311308MIN3191MIN29611308MIN2676MINCTVCTNFFTVTVVKMMNNKRRVVKMMMM根据XA5032型立铣说明书选择375MIN,300MINCFCNRVMM因实际切削速度和每齿的进给量为0314243752826MIN10001000300023754CCFCZCCDNVMVFMMZNZ5校验机床功率05601000,38,14,24,4,300MINBAEPFMPAMMAMMDMMZVMM时，气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计21近似为11CCPKW根据XA5032型立铣说明书，机床主轴允许的功率为75075563CMPKWKW故，CCCMPP，因此所选的切削用量可以采用，即10,300MIN,375MIN2826MIN,020,408PFCCZZAMMVMMNRVMFMMZFFMMR（6计算基本工时MFLTV式中，,16LLYLMM，不对称安装铣刀，入切量及其超切量20YMM，则162036LMM，故36012MIN300MFLTV010MINT辅11002002012010023MINBTT单件0036MINT准终80精铣16上端面。1决定切削深度05PAMM，故一次走刀切完，则05PAHMM。2决定每齿进给量ZF采用不对称端铣以提高进给量。根据表35，当使用YT15，铣床功率为75KW表330，XA5032型立铣说明书时，009018ZFMMZ。但因采用不对称端铣，故取013ZFMMZ。3选择铣刀模钝标准及其刀具寿命铣刀刀齿后刀面最大磨损量为05MM，刀具寿命T180MIN。4决定切削速度CV和每分钟进给量FV、切削速度CV可根据表327的公式计算，也可直接由表查出。当4,15,013,180MINPZZAMMFMMZT时9气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计22173MIN,441MIN,212MINTTFTVMNRVMM；各修正系数为11308MVMNMFSVSNSVKKKKKK故17311308MIN1564MIN44111308MIN3987MIN21211308MIN1916MINCTVCTNFFTVTVVKMMNNKRRVVKMMMM根据XA5032型立铣说明书选择475MIN,235MINCFNRVMM因实际切削速度和每齿的进给量为031424475358MIN10001000235049475CCFCCCDNVMVFMMRN5校验机床功率05601000,38,14,24,4,235MINBAEPFMPAMMAMMDMMZVMM时近似为11CCPKW根据XA5032型立铣说明书，机床主轴允许的功率为75075563CMPKWKW故，CCCMPP，因此所选的切削用量可以采用，即05,235MIN,475MIN358MIN,049PFCCCAMMVMMNRVMFMMR6计算基本工时MFLTV式中，,16LLYLMM，不对称安装铣刀，入切量及其超切量24YMM，则162440LMM，故40017MIN235MFLTV010MINT辅11002002010017028MINBTT单件气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计230036MINT准终90粗铣26H7上、下两端面。1确定切削深度P由于粗加工余量仅为10MM，可在一次走刀内完成，故1PMM。2确定进给量F在粗铣刀杆尺寸为2020MM，1PMM，以及工件直径为32MM时，0405/FMMR。按XA5032立式铣床说明书选择041/FMMR；确定的进给量尚需要满足铣床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据XA5032立式铣床说明书，其进给机构允许的进给力MAX5100FN，根据表121，当钢强度570670,2,053BAPMPMMFMMR，45,65MINRCKVM（预计）时，进给力630FFN，切削时FF修正系数为010,10,111FSFFFFRFKKK故实际进给力为6301116993FFNN由于切削时的进给力小于铣床进给机构允许的进给力，故所选041/FMMR进给量可用。3）选择铣刀磨钝标准及寿命，根据表19，铣刀后刀面最大磨损量取为1MM，铣刀寿命T60MIN4确定切削速度CV，切削速度CV可根据公式计算，也可直接由表查出。当用YT15硬质合金铣刀加工560620BAMP钢料，1,050PMMFMMR时，137MIN74517CZMVMFNPKW切削速度的修正系数为气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计2410,08,065,124,094TVSVTVKVKRVKKKKK故1371080651240948304MIN1000100083048264MIN32CTVCVVKMVNRD根据XA5032立式铣床说明书，选择770MINCNR，这时实际切削速度CV为32770774MIN10001000CCDNVM5校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算，当580970,20,047,86MINBAPCMPMMFMMRVM时20CPKW切削功率的修正系数0009410CRCCCRPKFPFKKKK故实际切削时的功率为0941020188CPKW根据XA5032立式铣床说明书，当770MINCNR时，铣床主轴允许功率55EPKW。因CEPP，故所选择之切削用量可在XA5032立式铣床上进行。最后决定切削用量为1,041,770MIN,774MINPCMMFMMRNRVM（6计算基本工时MLTNF式中,3,7LLYLMMYMM37003MIN770041MT161MINT辅11002002003161171MINBTT单件00115MINT准终气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计25100精铣26H7上、下两端面。1确定切削深度P05PMM。2确定进给量F精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。当表面粗糙度为32ARM，10,50MINRMMVM（预计）时，030035/FMMR。按XA5032立式铣床说明书选择03/FMMR。3）选择铣刀磨钝标准及寿命，铣刀后刀面最大磨损量取为4MM，铣刀寿命T60MIN4确定切削速度CV，切削速度CV可根据公式计算，也可直接由表查出。当用YT15硬质合金铣刀加工560620BAMP钢料，14,038PMMFMMR时，176MINTVM切削速度的修正系数为10,08,10,124,10TVSVTVKVKRVKKKKK故176081241010101746MIN10001000174617377MIN32CTVCVVKMVNRD根据XA5032立式铣床说明书，选择1200MINCNR，这时实际切削速度CV为3212001206MIN10001000CCDNVM5校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算，当580970,20,030,131MINBAPCMPMMFMMRVM时20CPKW根据XA5032立式铣床说明书，当1200MINCNR时，铣床主轴允许功率49EPKW。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计26因CEPP，故所选择之切削用量可在XA5032立式铣床上进行。最后决定切削用量为05,03,1200MIN,1206MINPCMMFMMRNRVM6计算基本工时MLTNF式中,3,7LLYLMMYMM370028MIN1200030MT161MINT辅11002002002816117MINBTT单件00115MINT准终120粗铣R95圆弧面。1决定切削深度10PAMMR，由于加工余量不大，故一次走刀切完。2决定每齿进给量ZF采用不对称端铣以提高进给量。当使用YT15，铣床功率为75KW时，009018ZFMMZ。但因采用不对称端铣，故取018ZFMMZ。3选择铣刀模钝标准及其刀具寿命铣刀刀齿后刀面最大磨损量为10MM，刀具寿命T60MIN。4决定切削速度CV和每分钟进给量FV、切削速度CV可根据表327的公式计算，也可直接由表查出。当010,10,5,018,60MINPZDMMZAMMFMMZT时124MIN,125MIN,200MINTTFTVMNRVMM；各修正系数为1008MVMNMVFSVSNSVFKKKKKK气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计27故1241008MIN992MIN1251008MIN100MIN2001008MIN160MINCTVCTNFFTVTVVKMMNNKRRVVKMMMM根据X61W型立铣说明书，选择100MIN,165MINCFCNRVMM因实际切削速度和每齿的进给量为031410100314MIN1000100016501651001010165CCFCZCCCZCDNVMVFMMRNZFFMMR5校验机床功率05601000,38,14,10,10,165MINBAEPFMPAMMAMMDMMZVMM时近似为11CCPKW根据X61W型立铣说明书，机床主轴允许的功率为450753375CMPKWKW故，CCCMPP，因此所选的切削用量可以采用，即10,165MIN,100MIN,314MIN,165PFCCCAMMVMMNRVMFMMR6计算基本工时MFLTV式中，,10LLYLMM，不对称安装铣刀，入切量及其超切量4YMM，则10414LMM，故14008MIN165MFLTV010MINT辅1100200200801019MINBTT单件0036MINT准终130精磨R95圆弧面。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计281选择砂轮GB602RAP35040127；2选择机床M7130；3选择切削用量1440MIN,045,1583MIN,003MINCPCNRAMMVMFMM垂直；4基本工时22309045111000495MIN10001000102000456BMARLBZKTVFF193MINT辅110020020075193209MINBTT单件0015MINT准终140铣2MM油槽。1）决定切削深度20EAMM，故一次走刀切完。2决定每齿进给量ZF当使用YT15，铣床功率为75K时，012020ZFMMZ。现取020ZFMMZ。3选择铣刀模钝标准及其刀具寿命铣刀刀齿后刀面最大磨损量为08MM，刀具寿命T60MIN。4决定切削速度CV和每分钟进给量FV、切削速度CV可根据公式计算，也可直接由表查出。当1030,25,60MIN,015PEZAMMAMMTFMMZ时12MIN,153MIN,124MINTTFTVMNRVMM；各修正系数为11508MVMNMVFSVSNSVFKKKKKK故1211508MIN1104MIN15311508MIN14076MIN12411508MIN11408MINCTVCTNFFTVTVVKMMNNKRRVVKMMMM根据XA5032型立铣说明书，选择气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计2930MIN,118MINCFCNRVMM因实际切削速度和每齿的进给量为0314230019MIN10001000118011303611396CCFCZCCCZCDNVMVFMMRNZFFMMR5校验机床功率5601000,11,18,011,132MINBAEPZFMPAMMAMMFMMRVMM时，近似为12CCPKW根据XA5032型立铣说明书，机床主轴允许的功率为75075563CMPKWKW故，CCCMPP，因此所选的切削用量可以采用，即20,118MIN,30MIN,019MIN,020EFCCZAMMVMMNRVMFMMZ6计算基本工时MFLTV式中，,25LLYLMM不对称安装铣刀，入切量及其超切量8YMM，则25833LMM，故33028MIN118MFLTV010MINT辅110020020280100395MINBTT单件5270009MINT准终（五）、专用夹具的设计为了提高生产率，保证加工质量，降低劳动强度，降低生产成本，需要设计专用夹气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计30具。51问题的提出本夹具主要用与加工工序120铣油槽，这个面有一定的技术要求。因此，在本道工序加工时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。最后做出铣油槽工序的夹具体设计。52零件本工序的加工要求分析本工序的加工要求是在零件实体上铣出一油槽，槽宽1MM，槽深2MM，表面粗糙度为125ARM。本工序之前24H7孔及两端面和圆弧面均已加工完毕。本工序采用2MM圆柱铣刀在XA5032立式铣床上进行加工。53确定夹具类型本工序所加工的是一条纵向槽，因此宜采用可以直线进给的铣夹具。54定位方案541拟订定位方案和选择定位元件1定位方案选择根据本工序加工要求，工件在夹具中的定位有两种方案可供选择方案一如下图所示以24H7孔作为主定位基准用长销限制4个自由度，再选孔端面为止推定位基准，限制工件一个自由度，以圆弧面为防转基准限制一个自由度。夹紧螺纹底面。图51方案二如下图所示以24H7孔端面为主定位基准，现在三个自由度，以24H7孔气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计31为辅助基准，用短销限制两自由度，圆弧面为防转基准，夹紧螺纹底面和另一端面图52方案分析这两种方案均采用“一面两销”的定位方案，原则是一样的。方案二中比方案一多一部分夹紧件的设计，相对比较麻烦，而且工件在装卡的过程中浪费时间，况且方案二多出的那部分夹紧只是为了保证工件在夹具上的平衡和稳定，而不是为了平衡工件在加工过程中的受力，夹紧力也不需要太大。方案一的不足之处是由于心轴与孔之间有间隙，不易保证槽的对称度，且有过定位现象，但本工序加工要求并不高，而且工件孔和两端面垂直精度又高故过定位现象影响不大。综合考虑两个方案的优缺点以及本工序加工的具体情况，采用方案一。2定位元件选择根据定位方式，采用带台肩的心轴作为主基准，心轴安装工件部分的直径为24MM,只安装一个工件每次，所以这部分长度取68MM，台肩作为止推基准，要求台肩段轴的直径应稍大于工件这部分的直径，这里取28MM，用可调支承作防转基准，心轴通过24H7部分安装在夹具体上，通过M24螺母，弹簧垫圈固定，可调支承通过螺纹孔安装在夹具体上。3定位误差计算圆柱心轴与工件247H孔配合为7246HF，影响位置度的定位误差为MAXMIN2400212400130034DDDMM此值小于工件相对位置度公差的三分之一，即气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计321003413DMM所以定位方案能够满足加工要求（由于加工要求不高其他精度可不必计算）。55夹紧方案本道工序的夹具不是太复杂，若采用气动或液压夹紧，则气管或油管会妨碍操作，故选用手动夹紧，使夹具简单，操作方便。采用手动夹紧时，可凭人力来控制夹紧力的大小，一般不需要算出所需夹紧力的确切数值，只是必要时进行概略的估算。用M12螺杆在螺纹孔下端面夹紧工件。如下图所示图5356对刀装置的选择与计算571对刀装置的选择本道工序铣槽时需要两个方向对刀，即水平方向与垂直方向。所以选用侧装直角对刀块。这样更有助于铣槽工序的顺利进行。572对刀尺寸的确定根据装配要求可知对刀块水平方向的位置尺寸为385001MM水平方向与垂直方向全选用厚度为2MM的对刀平塞尺。这样便于更好的加工油槽。573加工精度的分析气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计331铣槽侧面对轴线的对称度的加工精度定位误差D由于对称度的工序基准是轴线，定位基准也是此轴线，故D0因此对称度的定位误差为零。对刀误差T对称度的对刀误差等于塞尺厚度的公差，即T0014MM夹具误差J影响对称度的误差有对刀块的水平位置尺寸的公差，所有J006MM2铣槽时对轴线平行度的加工误差定位误差D定位误差D0安装误差A工件的轴线相对于工作台导轨平行时，A0对刀误差T由于平行度不受塞尺厚度的影响，所以T0夹具误差J影响平行度的制造误差是设计心轴轴线与定位键侧面的平行度003MM,所以J003MM。56设计夹具体和绘制夹具图在上述定位，夹紧方案的基础上，设计夹具体将各个部分连接成整体，并绘制成夹具图，如附图铣油槽夹具图所示，并按照夹具装配图绘制出部分非标准零件的零件图。57夹具体毛坯的类型571铸造夹具体铸造夹具体的优点是工艺性好，可铸造出各种复杂的形状，具有较好的抗压强度和抗震性，但是生产周期长，需要实效处理以消除内应力。常用的材料为铸铁（HT200），要求强度高时用铸钢（ZG70500），要求重量轻时用铸铝ZL104。根据这次设计要求，考虑到实际生产问题，此次设计选用铸造夹具体材料为HT200。58技术要求说明夹具总图上无法用符号标准而必须说明的问题，可作为技术要求用文字说明。主要内容有夹具的装配，调整方法，如几个支撑钉应装配后修磨达到等高。装配时调整某元件或临床修磨某元件的定位表面等，以保证夹具精度，某些零件的重要表面应一起加工，如一起镗孔，一起磨削，工艺孔的设置和检测；夹具使用时的操作顺序；夹具表面的装饰要求等。气门摇臂机械加工工艺过程编制、油槽铣夹具工装设计