摇臂座工艺及铣斜面夹具设计【4张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

目  录
目  录 2
1 绪论 4
2  摇臂座的机械加工工艺规程设计 5
2.1.零件的工艺分析及生产类型的确定 5
2.1.1零件的作用 5
2.1.2 零件的工艺分析 6
2.1.3 确定零件的生产类型 7
2.2 选择毛坯种类，绘制毛坯图 7
2.2.1 选择毛坯种类 7
2.2.2 设计毛坯图 8
2.3 选择加工方法，制定工艺路线 9
2.3.1 定位基准的选择 9
2.3.2 零件的表面加工方法的选择 9
2.3.3加工阶段的划分 10
2.3.4工序的集中与分散 10
2.3.5工序顺序的安排 10
2.3.6工艺方案的比较与分析 11
2.3.7 加工设备及工艺装备选择 12
2.3.8切削用量以及基本时间定额的确定 13
3摇臂座零件专用夹具的设计 29
3.1 确定夹具的结构方案 29
3.2 切削力和夹紧力计算 29
3.3 夹紧力的计算 30
3.4 定位误差分析 30
3.5 确定夹紧机构 32
3.6 确定辅助定位装置 32
3.7设计夹具体 32
3.7 定向键与对刀装置设计 32
3.8本章小结 34
总结 35
参考文献 36
致谢 37

1 绪论
本次设计的主要内容为：首先运用AutoCAD软件绘制摇臂座的二维零件图，然后根据图纸的技术要求等确定生产类型，拟采用以铸造的形式进行毛坯的制造，并确定零件的机械加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析。最后，对某道加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。
摇臂座主要作用：摇臂座是固定摇臂的底座，起固定作用。在顶置式气门发动机中，摇臂座是进排气机构的一个部件。进排气机构是由凸轮轴、挺杆、摇臂、摇臂轴、摇臂座、气门、气门弹簧等零件组成。气门的开启和关闭是由挺杆和摇臂动作完成的，摇臂就是通过摇臂轴安装在摇臂座上，一端是从凸轮轴经挺杆驱动，另一端顶在气门杆上和弹簧一起作用控制气门的开合。柴油机中的摇臂座，是支撑摇臂轴的，其作用相当于滑动轴承座，摇臂是安装在摇臂轴上的。

2  摇臂座的机械加工工艺规程设计
2.1.零件的工艺分析及生产类型的确定
2.1.1零件的作用
摇臂座主要作用：摇臂座是固定摇臂的底座，起固定作用。在顶置式气门发动机中，摇臂座是进排气机构的一个部件。进排气机构是由凸轮轴、挺杆、摇臂、摇臂轴、摇臂座、气门、气门弹簧等零件组成。气门的开启和关闭是由挺杆和摇臂动作完成的，摇臂就是通过摇臂轴安装在摇臂座上，一端是从凸轮轴经挺杆驱动，另一端顶在气门杆上和弹簧一起作用控制气门的开合。柴油机中的摇臂座，是支撑摇臂轴的，其作用相当于滑动轴承座，摇臂是安装在摇臂轴上的。

（1-1图为摇臂座的主视图）

（1-2图为摇臂座的俯视图）

（1-3图为摇臂座的C—C截面图）
2.1.2 零件的工艺分析
通过对摇臂座零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差以及技术要求齐全。通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述：
零件的材料为HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：
  零件的上表面是以摇臂底座为工序基准。Φ12.5的孔是以摇臂座底面为基准，孔中心线与底面垂直。Φ16﹢0.035的以孔摇臂座底面做工序基准，其孔轴线与底面平行。悬臂的工序基准是孔Φ12.5的中心轴线。孔Φ20﹢0.035的工序基准是摇臂座底面，该孔中心轴线与摇臂座底面平行。Φ20圆形凸台的工序基准是以孔20﹢0.035的中心轴线所定，呈20度。
  孔Φ20﹢0.035、孔Φ16﹢0.035、孔 Φ12.5的定位基准为其中心轴线。零件其他部分的定位基准为摇臂座底座。以孔Φ20﹢0.035为中心的加工表面为孔和倒角，孔Φ34的两端面。以孔Φ16﹢0.035为中心的加工表面有，孔孔Φ16﹢0.035和倒角，铣Φ28两端面。
孔Φ20﹢0.035与孔孔Φ12.5孔底面的平行度公差为0.25。
Φ34两端面与孔Φ20﹢0.035的垂直度公差为0.08。
孔Φ16﹢0.035与孔Φ20﹢0.035的平行度公差为100:0.10
2.1.3 确定零件的生产类型
   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：

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，零件质量为0.27kg，
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]表1-3，表1-4可知该零件为轻型零件，本设计零件摇臂座的的生产类型为大批量生产。
2.2 选择毛坯种类，绘制毛坯图
2.2.1 选择毛坯种类
摇臂座零件材料选择HT20—40灰铸铁，毛坯采用铸造生产方法。铸造采用金属模机械工业砂型。精度等级达到（CT）8—9，毛坯公差1—3，加工余量等级为G。差《机械制造工艺设计简明手册》以下简称《工艺手册》表13-1。
  根据上述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。
  ⑴铣24底面、铣24顶面、铣20斜侧面。毛坯精度等级为9级，查《工艺手册》表2.2—4，加工余量为3。
  ⑵内孔Φ20﹢0.035，毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度为8—10，参考《工艺手册》表2.3—9。
钻孔：20.0 
扩孔：Φ19.8 Z=1.8
铰孔：Φ20+0.035 Z=0.2
（表3-1）
⑶内孔Φ16﹢0.035
钻孔：15.0 
扩孔：Φ15.85 Z=0.85
铰孔：Φ16+0.035 Z=0.15
（表3-2）
⑷34两端面的加工余量
 按照《工艺手册》表1.4—8加工余量等级介入8—10级，表2.2—4。
毛坯尺寸
铸造尺寸 零件尺寸 单加工余量
74 67-0.2 上3  下4
29 24+0.10 2.5
21 16±0.20 2．5
（表3-3）
尺寸允许偏差
铸造尺寸 偏差
67—0.2 ±0.8
24+0.10 ±0.5
16±0.20 ±0.5
（表3-4）
2.2.2 设计毛坯图
（1）确定铸造斜度 根据《机械制造工艺设计简明手册》[13]表2.2-6 本零件毛坯砂型铸造斜度为～。
（2）确定分型面  由于毛坯形状对称，且最大截面在中间截面，为了起模以及便于发现上下模在铸造过程中的错移，所以选择前后对称中截面为分型面。
（3）毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后进行机械加工前应当做时效处理。
2.3 选择加工方法，制定工艺路线
2.3.1 定位基准的选择
根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，根据摇臂座零件图，本零件时带有孔的形状比较简单的零件，孔、孔以及孔均为零件设计基准，均可选为定位基准，而且孔和孔设计精度较高（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，因此选择先进行加工的孔和加工后的36mm下底面作为精基准，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，应选外圆端面及未加工的36mm下端面为粗基准。
2.3.2 零件的表面加工方法的选择
  根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求，查《机械制造工艺设计简明手册》[13]表1.4-7，表1.4-8，通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较，最后确定本零件各加工表面的加工方法如下表：
表2.2 摇臂座各加工表面方案
需加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra/ 加工方案
上端面 IT14 12.5 粗铣
36mm下端面 IT12 3.3 粗铣→半精铣
前端面 IT11 3.2 粗铣→半精铣
后端面 IT11 3.2 粗铣→半精铣
前端面 IT14 12.5 粗铣
后端面 IT14 12.5 粗铣
通孔 IT14 12.5 钻
偏内孔 IT14 12.5 钻
通孔 IT8 1.6 钻→扩→粗铰→精铰
通孔 IT8 1.6 钻→扩→粗铰→精铰
2.3.3加工阶段的划分
本零件摇臂座加工质量要求较高，可将加工阶段分为粗加工，半精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准备好，也就是先将36mm下端面和通孔加工出来，使后续的工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣粗基准上端面、外圆前后端面、外圆前后端面，在半精加工阶段，完成对外圆前后端面的半精铣，钻→扩→粗铰→精铰出通孔和通孔，并钻出偏内孔。
2.3.4工序的集中与分散
    本零件采用工序集中原则安排零件的加工工序。本零件摇臂座的生产类型为大批量生产，可以采用各种机床配以专用工具、夹具、以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次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。
2.3.5工序顺序的安排
  1.机械加工顺序
  （1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工36mm下端面以及通孔。
  （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
  （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面和外圆前后端面，通孔，通孔，后加工次要表面偏内孔。
  （4）遵循“先面后孔”原则，先加工36mm下端面，上端面，后加工通孔；先加工和外圆前后端面，后加工通孔，通孔。
  2．热处理工序
机械加工前对铸件毛坯进行时效处理，时效处理硬度HBS207-220,时效处理的主要目的是消除铸件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，这样可以提高毛坯进行加工的切削性能。
  3.辅助工序
  毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验，然后再进行机械加工，在对本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、终检工序。