2-气门摇臂轴支座零件机械加工工艺规程及铣36mm下端面夹具设计【课程设计】【优秀】【通过答辩】
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湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 铸造 车间 10 铸造 支座 铸件 设备名称及型号 夹具名称及编号 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 上道工序 下道工序 清砂 检验 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 铸造 游标卡尺 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 1 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 机加车间 100 钻 16 孔 支座 铸件 设备名称及型号 钻床 具名称及编号 专用 钻 夹具 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 乳化液 上道工序 钻 18 孔 下道工序 钻 3 偏 10孔 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀 量 （ 切削深度 （ 1 钻 15 通孔 麻花钻 游标卡尺 1220 1 15 16 2 扩 15 至 质合金麻花钻 游标卡尺 1000 1 6 粗铰 金机用铰刀 游标卡尺 1000 1 6 精铰 16 合金机用铰刀 游标卡尺 125 1 6 3 两端倒角 1 45 合金机用铰刀 游标卡尺 125 1 1 1 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 10 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 机加车间 110 钻 3 偏 10孔 支座 铸件 设备名称及型号 钻床 具名称及编号 专用 钻 夹具 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 乳化液 上道工序 钻 16 孔 下道工序 清洗 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 钻 3 偏 10孔 麻花钻 游标卡尺 1360 1 3 18 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 11 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 机加车间 120 去毛刺 清洗 支座 铸件 设备名称及型号 夹具名称及编号 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 上道工序 钻 3 偏10孔 下道工序 终检 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 去毛刺 清洗 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 12 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 机加车间 130 检验 支座 铸件 设备名称及型号 夹具名称及编号 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 上道工序 去毛刺 清洗 下道工序 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 终检 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 13 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 检验 车间 20 清砂 检验 支座 铸件 设备名称及型号 夹具名称及编号 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 上道工序 铸造 下道工序 时效处理 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 清砂 检验 游标卡尺 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 2 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 30 时效处理 支座 铸件 设备名称及型号 夹具名称及编号 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 上道工序 清砂 检验 下道工序 铣 36端面 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 时效处理 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 3 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 机加车间 40 粗铣 22 上端面 支座 铸件 设备名称及型号 卧式铣床 具名称及编号 专用铣夹具 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 乳化液 上道工序 时效处理 下道工序 铣 36端面 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 粗铣 22 上端面 硬质合金端铣刀 游标卡尺 255 4 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 4 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 机加车间 50 半 精 铣 36 端面 支座 铸件 设备名称及型号 卧式铣床 具名称及编号 专用铣夹具 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 乳化液 上道工序 粗铣 22上端面 下道工序 钻 11 通孔 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 粗铣 36端面 硬质合金端铣刀 游标卡尺 255 3 2 半精 铣 36端面 硬质合金端铣刀 游标卡尺 490 1 1 1 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 5 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 机加车间 60 钻 11 通孔 支座 铸件 设备名称及型号 立式钻床 具名称及编号 专用钻 夹具 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 乳化液 上道工序 铣 36端面 下道工序 铣 28、 26前 端面 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 钻 11 通孔 麻花钻 卡尺 塞规 1360 1 11 39 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 6 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 机加车间 70 铣 28、 26 前 端面 支座 铸件 设备名称及型号 卧式铣床 具名称及编号 专用铣夹具 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 乳化液 上道工序 钻 11 通孔 下道工序 铣 28、 26后 端面 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 粗铣 28 前端面 硬质合金端铣刀 游标卡尺 255 3 2 粗铣 26 前端面 硬质合金端铣刀 游标卡尺 255 4 3 半精 铣 28 前端面 硬质合金端铣刀 游标卡尺 490 1 1 1 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 7 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 机加车间 80 铣 28、 26 后 端面 支座 铸件 设备名称及型号 卧式铣床 具名称及编号 专用铣夹具 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 乳化液 上道工序 铣 28、26 前 端面 下道工序 钻 18 孔 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 粗铣 28 后 端面 硬质合金端铣刀 游标卡尺 255 3 2 粗铣 26 后 端面 硬质合金端铣刀 游标卡尺 255 4 3 半精 铣 28 后 端面 硬质合金端铣刀 游标卡尺 490 1 1 1 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 8 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工序卡片 车间 工序号 工序名称 零件号 零件名称 毛坯种类 机加车间 90 钻 18 孔 支座 铸件 设备名称及型号 钻床 具名称及编号 专用 钻 夹具 材料 牌号 格 毛重公斤 净重 硬度 220 工时定额 （分） 机动 辅助 合计 冷却润滑液 乳化液 上道工序 铣 28、26 后 端面 下道工序 钻 16 孔 工歩号 工歩内容 刀具 辅助工具 量具 转数 /分 走刀次数 走刀量 （ 切削深度 （ 1 钻 17 通孔 麻花钻 游标卡尺 1220 1 17 37 2 扩 17 至 质合金麻花钻 游标卡尺 1000 1 7 粗铰 金机用铰刀 游标卡尺 1000 1 7 精铰 18 合金机用铰刀 游标卡尺 80 1 7 3 两端倒角 1 45 合金机用铰刀 游标卡尺 80 1 1 1 拟定 袁湘 日期 2012年 5月 指导 陈志亮 日期 2012 年 5 月 第 9 页 共 13 页 湖南农业大学 机械制造 教研室 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 第 页 产品名称 零件名称 共 页 材料 牌号 毛坯 种类 单件毛坯尺寸 毛重 净重 硬度 每台件数 每批件数 工序号 工序内容 生产车间 设备名称及型号 设备编号 夹具名称及编号 单件工时 准备终结 10 铸造 铸造车间 20 清砂 检验 检验车间 游标卡尺 30 时效处理 40 粗铣 22 上端面 机加车间 卧式铣床 专用铣夹具 50 半精铣 36端面 机加车间 卧式铣床 专用铣夹具 60 钻 11 通孔 机加车间 立式钻床 专用钻夹具 70 铣 28、 26 前端面 机加车间 卧式铣床 专用铣夹具 80 铣 28、 26 后端面 机加车间 卧式铣床 专用铣夹具 90 钻 18 孔 机加车间 钻床 专用钻夹具 100 钻 16 孔 机加车间 钻床 专用钻夹具 110 钻 3 偏 10孔 机加车间 钻床 专用钻夹具 120 去毛刺 清洗 钳工车间 130 检验 拟定 袁湘 日期 导 陈志亮 日期 改记事 签字 日期 目 录 摘要 1 关键词 1 1 前 言 1 选题研究意义和国内外研究现状 1 课题背景知识 2 零件作用 2 柴油机相关知识介绍 3 2 支座的机械加工工艺规程设计 3 零件的工艺分析及生产类型的确定 3 零件的作用 3 零件的工艺分析 4 确定零件的生产类型 5 选择毛坯种类，绘制毛坯图 6 选择毛坯种类 6 确定毛坯尺寸及机械加工总余量 7 设计毛坯图 8 绘制毛坯图 8 选择加工方法，制定工艺路线 9 粗基准的选择 9 精基准选择的原则 9 各 表面的加工方法的选择 10 加工阶段的划分和工序集中与分散的确定 11 工序的安排 12 工序的机床设备、工艺装备和辅助工具 13 机械加工余量、工序尺寸及公差 的确定 14 切削用量和时间定额的确定 15 3 支座专用夹具的设计 22 半精铣 36端面夹具设计 22 确定定位方案，选择定位元件 22 切削力及夹紧分析计算 23 确定夹紧机构 24 确定 夹具体装置 24 绘制夹具总图 24 4 结论 29 5 参考文献 31 致谢 31 附录 32 1 支座加工工艺及其夹具设计 学 生： 袁 湘 指导老师： 陈志亮 (湖南农业大学 东方科技学院，长沙 410128) 摘 要 ： 本设计 是 支座加工工艺及其夹具设计， 主要任务是半精铣 36端面和钻 18 孔 、支座 的加工工艺规程编制、编写工序卡片。 其零件为铸件，具有体积小，零件结构简单的 特点，此零件的孔加工精度高于面，所以采用先面后孔的加工顺序， 各工序夹具都采用专用夹具， 其中在钻18 孔时，采用了液压夹紧，机构 设计简单，方便且能满足 要求。 关键词 ： 加工工艺；工艺规程 编制 ； 夹具设计 10128) is is to 618 of of is of of is of so of is is in in a 18 is is of of 前言 题研究意义和国内外研究现状 机械制造业是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的主要支柱，是生产力的主要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制2 造装备。机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度。机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深入实际，进行调查研究，汲取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案， 再进行具体设计。而夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。在此设计过程中，我们必须学会填写工序卡片，工序卡片正确与否是关系整个生产过程的，而工艺规程的作用是指导生产的主要技术文件；是生产组织和生产管理工作的依据；是新建、扩建或改建机械制造厂的主要技术资料。 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明多品种生产的工件已占工件种类数的 85%左右。然而目前，一般企业习惯采用传统的专用夹具，在一个具有一定生产能力 的工厂中约拥有 1300015000 套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔 4年就要更新 80%左右的专业夹具，而夹具的实际磨损量只有大约 15%左右，特别最近几年来柔性制造系统（ 数控机床（ 加工中心（ 成组加工（ 新技术被广泛应用和推广，使中小批生产的生产效率逐步趋近于大批量生产的水平。综上所述，现代生产对夹具提出了如下的新要求：（ 1）能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；（ 2）能装夹一组相似性特征的零件。 目前，大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在 这种模式中，要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性，以缩短生产准备时间、降低生产成本，所以，按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求，而气动、液压夹紧等夹具正是适应这一生产模式的工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国内外为了适应这种生产模式，也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展。 课题背景知识 零件作用 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。直径为 18孔 用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为 16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 56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 向 配合工作，起到支撑的作用，直径11孔用 螺杆与汽缸盖相连，直径 3孔用来排油，各部分尺寸零件图中3 详细标注。 柴油机相关知识 介绍 简介柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者狄塞 尔的名字被称为狄塞尔引擎。 柴油机在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到 500 700 的高温。然后将燃油以雾状喷入高温空气中，与高温空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功 。 柴油机可按不同特征分类：按转速 分为高速、中速和低速柴油机；按燃烧室的型式分为直接喷射式、涡流 室式 和预燃室式柴油机等；按气缸进气方式分为增压和非增压柴油机；按气体压力作用方式分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等；按用途分为 船 用柴油机、 机车 柴油机等。 随着现代社会进程的加快，柴油机发挥的社会作用不可估量，特别是在社会工业化之后，柴油机作为动力内燃机的一种，在社会的各个领域无处不在，工业、农业、汽车、船舶、公路工程、港口工程等，在这些领域里柴油机发挥着巨大的作用，为社会创造着巨大的效益。但是柴油机的污染排放也是一个不小的社会问题，随着社会的发展，人类对生活质量要求的提高，预示着人类对空气质量的要求也在提高，而高污染排放的柴油机必定不能满足 人类的这一生活需求， 所以 现代的设计师们正在朝着设计出高效率，低排放，质量轻，生产简单的柴油机 这一目标奋斗着，而这一目标也将越来越近。为了创造出更大的效益，设计出轻便，经久耐用，便于生产的气门摇臂轴支座这一零件是很有必要的。 柴油机具有热效率高的显著优点，其应用范围越来越广。随着强化程度的提高，柴油机单位功率的重量也显著降低。为了节能，各国都在注重改善燃烧过程，研究燃用低质燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦损失、广泛采用废气涡轮增压并提高增压度、进一步轻量化、高速化、低油耗、低噪声和低污染，都是柴油机的重要发展方向 1。 2 支座的机械加工工艺规程设计 零件的工艺分析及生产类型的确定 零件的作用 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。直径为 18孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为 16孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，4 便于启动柴油机。两孔间距 56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，工作时会和轴向 配合工作，起到支撑的作用，直径 11孔用 螺杆与汽缸盖相连，直径 3孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。 图 1 气门摇臂轴支座零件图 of 零件的工艺分析 接到设计任务时，应首先查看零件图是否完整、正确，再就是对零件的技术要求进行分析。 参考机械加工工艺学 在此零件的加工过程中，应注意高精度表面的加工。 通过对气门摇臂轴支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： (1)零件 材料 ： 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。 5 (2)组成表面分析： 11、 16、 18 孔及其上下端面、 3 斜孔、倒角、各外圆表面、各外圆轮廓表面。 (3)主要表面分析： 16、 18 孔 用于支承 零件 ，为工作面，11 孔底面为安装支承面，亦是主要基准面。 (4)主要技术要求： 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： (1)36端面，根据零件的总体加工特性， 36整个机械加工过程中主要的基 准面，粗糙度为 此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来； (2)22圆的上端面以及与此孔相通的 11孔，粗糙度均为 (3)28圆的前后端面， 前后端面倒 451 的角，粗糙度为 及 18孔，在这里由于 18孔所要求的精度较高，因此该孔的的加工是一个难点，其所要求的表面粗糙度为 该孔的轴线与 36端面的平行度为 该孔的 轴线圆跳动公差为 要选择适当的加工方法来达到此孔加工的技术要求。 (4)26前后端面， 前后端面倒 451 的角，粗糙度为 及 16通孔 ， 16通孔同样也是本零件加工一个比较重要的部分，观察零件图就可以知道， 16孔要求的表面粗糙度和位置精度与 18通孔一样都是比较高的，16通孔表面粗糙度为 的轴线与 36地面的平行度为 通过上面零件的分析可知， 36端面和 22端面的表面粗糙度要求都不是 很高，因此都不需要精加工来达到要求，而且这两个面也是整个加工工程中主要的定位基准面，因此可以粗加工或者半精加工出这两个面而达到精度要求，再以此作为基准采用专用夹具来对其他表面进行加工，并且能够更好的保证其他表面的位置精度要求。总的看来，该零件并没有复杂的加工曲面，属于较为简单的零件，所以根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证，简单的工艺路线安排如下：将零件定位夹紧，加工出 36端面以及 22端面，并钻出 11通孔，然后再以这先加工出来的几个表面为基准定位，加工出 28 26外圆端面，并钻出这 18 16个精度要求比较高的孔 ，最后翻转零件，深孔加工出 3孔 2。 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6 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=1+a%） (1+b%) (1) 式中 N 零件的生产纲领 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 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 ， 取 Q=10000 台， m=1 件 /台，分别取备品率和废品率 3%和 将数据代入生产纲领计算公式得出 N=10351 件 /年，零件质量为 据机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 1 1知该零件 为轻型零件，本设计零件气门摇臂轴支座的 生产类型为 成批 大量 生产。 选择毛坯种类，绘制毛坯图 选择毛坯种类 机械加工中毛坯的种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以 减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。 (1)材料的工艺性能 材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造；但由于可锻性能，可焊接性能好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。 (2)毛坯的尺寸、形状和精度要求 毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒 料；直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。 7 (3)零件的生产纲领 选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造。 根据上述内容的几个方面来分析本零件，零件材料为 先分析灰铸铁材料 的性能，灰铸铁是一种脆性较高，硬度较低的材料，因此其铸造性能好，切削加工性能优越，故本零件毛坯可选择铸造的方法；其次，观察零件图知，本设计零件尺寸并不大，而且其形状也不复杂，属于简单零件，除了几个需要加工的表面以外，零件的其 它 表面粗糙度都是以不去除材料的方法获得，若要使其他不进行加工的表面达到较为理想的表面精度，可选择砂型铸造方法；再者，前面已经确定零件的生产类型为大批量生产，可选择砂型铸造机器造型的铸造方法，较大的生产批量可以分散单件的铸造费用。因此，综上所述，本零件的毛坯种类以砂型铸造机器造型的方法获得 。 确定毛坯尺寸及机械加工总余量 根据零件图计算零件的轮廓尺寸为长 83 37 62查阅 机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 2铸造方法为砂型铸造机器造型，零件材料为灰铸铁，查得铸件公差等级为 铸件公差等级为 根据毛坯铸件基本尺寸查阅 机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 2按前面已经确定的铸件公差等级 得相应的铸件尺寸公差。 查阅 机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 2铸造方法为砂型铸造机器造型，材料 为灰铸铁，查得铸件所要求的机械加工余量等级为 E G,将要求的机械加工余量等级确定为 G，再根据铸件的最大轮廓尺寸查阅机械制造工艺设计简明手册 13表 求的铸件机械加工余量。 由于所查得的机械加工余量适用于机械加工表面 械加工余量要适当放大。分析本零件，除了 16 和 18 孔 的 有一个加工表面的表面粗糙度是小于 就是所有的加工表面 此一般情况下这些表面的毛坯尺寸 只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可 ，但是由于大部分表面加工都需经过粗加工和半精加工，因此余量将要放大，这里为了机械加工过程的方便，除了孔以外的加工表面，将总的加工余量统一为一个值。如下表： 8 表 1 毛坯尺寸及机械加工总余量表 工表面 基本尺寸 铸件尺寸公差 机械加工总余量 铸件尺寸 22 上端面 39 47 36 下端面 39 4728 前端面 37 4528 后端面 37 4516 前端面 16 2416 后端面 16 24 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 4表 零件毛坯砂型铸造斜度为 03 05 。 (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。 绘制毛坯图 图 2 气门摇臂轴支座毛坯图 of 选择加工方法，制定工艺路线 粗基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何 保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置 符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下 要求 5： (1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 (2)选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。 (3)应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 (4)应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加 工。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证转盘在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件图分析可知，主要是选择转盘底面 据毛坯图所示， 分析图纸的尺寸及公差，选取 36端面作为粗基准。 根据粗基准不重复使用的原则，必须减少粗基准的装夹次数。 精基准选择的原则 (1)基准重合原则， 即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 (2)互为基准的原则， 选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工 。 (3)基准不变的原则，尽可能使各个工序的定位基准相同。这是在多道工序中正确选择精基准的原则。如轴类零件的整个加工过程中大部分工序都以两个顶尖孔为定位基准；齿轮加工的工艺过程中大部分工序以内孔和端面为定位基准；箱体加工中，若批量较大，大部分工序以平面和两个销孔为定位基准。 (4)自为基准的原则，当精加工或光整加工工序要求余量小且均匀时，可选择加工表面本身为精基准，以保证加工质量和提高生产率。 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便 ，根据零件形状结构和要求可知， 18孔为设计基准，为了避免由于基准不重合而产 生的误差，应选择 18孔为定位基准，即遵循“基准重合”原则，以 28前端面为辅助定位精基准。 10 各表面的加工方法的选择 加工方法的选择需要保证零件的经济加工精度和粗糙度；加工方法的选择和 加工方案的选择需依据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加工方案；决定加工方法时要考虑被加工材料的性质以及生产类型，还要考虑现有设备情况及技术条件；此外还要考虑一些其他因素，例如，工件的形状和质量以及加工方法所能达到的表面物理机械性能等 6。几种表面的加工方法 如下 ： 表 2 外圆表面的加工方案 及其经济精度 加工方案 经济精度公差等级 表面粗糙度值 适用范围 粗车 半精车 精车 滚压（或抛光） 100 适用于除淬火钢以外的金属材料 粗车 半精车 磨削 不宜用于有色金属外，主要适用于淬火钢件的加工 粗车 半精车 精车 精磨 研磨 上 要用于 高精度要求的钢件加工 表 3 内孔表面的加工方案及其经济精度 In 工方案 经济精度公差等级 表面粗糙度值 适用范围 钻 扩 铰 100 加工未淬火钢及其铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属 钻 扩 拉 批大量生产 粗镗 半精镗 精镗 浮动镗 50 除淬火钢以外的金属材料，毛坯上已有铸出或锻出的孔 粗磨 半精磨 精磨 金刚镗 要用于精度要求高的有色金属 表 4 平面加工方案 及其经济精度 工方案 经济精度公差等级 表面粗糙度值 适用范围 11 续表 1 加工方案 经济精度公差等级 表面粗糙度值 适用范围 粗车 半精车 精 车 磨 50 适用工件的端面加工大 粗刨 精刨 刮研 50 适用不淬硬的平面 粗铣 拉 用大量生产中加工较小的不淬火平面 粗铣 精铣 磨 研磨 抛光 上 用于高精度平面的加工 加工表面有端面、内孔等，材料为铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下： 表 5 气门摇臂轴支座各加工表面方案 of of 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度（ 加工方案 22 上端面 铣 36端面 铣 半精铣 28 前端面 铣 半精铣 28 后端面 铣 半精铣 26 前端面 铣 26 后端面 铣 11 通孔 3 偏 10泄 油孔 18 孔 扩 铰 16 孔 扩 铰 加工阶段的划分 和工序集中与分散的确定 零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段 7： (1)粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多余 的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免 浪费工时。 一般粗加工的公差等级为 糙度为 1002)半精加工阶段 12 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 面粗糙度为 (3)精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量 ,主要目的是保证零件的形状位置 精度 ,尺寸精度及表面粗糙度 ,使各主要表面达到图纸要求 可防止或减少工件精加工表面损伤。精 精加工的加工精度一般为 分析零件，材料是 采用切削 加工，而不宜用磨削加工，加工质量要求较高，可将加工阶段分为粗加工，半精加工和精加工三个阶段；分析零件图可知，在选择加工路线时，根据零件的工作环境和精度要求，则选择如下的加工路线进行加工 ： 加 工孔：采取钻 扩 铰 加工路线 加工面：采取粗铣 半精铣 精铣的加工路线 在粗加工阶段，先将 361通孔加工出来，作为精加工的基准；然后粗铣22上端面、 28外圆前后端面、 26外圆前后端面，最后钻 扩 铰 出 18 孔和 16 孔 ，并钻出 3偏 10斜油孔 。 工序的安排 先确定零件的加工顺序，工件各表面的加工顺序，一般按照 先粗加工后精加工；先基准面加工后其他面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工的原则 。 (1)在生产纲领已确定的情况下 ,考虑 零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度 等要求，确定工艺路线方案如下： 表 6 工艺路线的制定 of 序号 工序内容 简要说明 010 一箱多件砂型铸造 020 清砂，检验 清洗零件，清除废品 030 时效处理 硬度 220， 消除内应力 040 粗 铣 22端面 选用卧式铣床 50 粗铣 36端面 选用卧式铣床 60 钻 11孔 选用钻床 70 粗、 半精铣 28 26圆前端面， 选用卧式铣床 3 续表 2 工序号 工序内容 简要说明 080 粗铣、半精铣 28圆后端面，粗铣 26选用卧式铣床 90 钻、扩、铰 18孔 选用钻床 00 钻、扩、铰 16孔 选用钻床 10 钻 3 孔 选用钻床 20 钳工去毛刺、清洗 0130 终检 清除废品 (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 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，这样可以提高毛坯的切削性能。 (3)辅助工序 毛坯铸造成型后，应对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后的铸 件进行尺寸，然后再进行机械加工，最后在零件的所有加工工序完成后，安排去毛刺、清洗、终检工序。 工序的机床设备、工艺装备和辅助工具 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，经过对零件的分析，选用设备如下表 . 表 7 支座加工工艺设备选用 of of 序号 机床设备 刀具 量具 010 020 游标卡尺 030 040 选用卧式铣床 质合金端铣刀 游标卡尺 050 选用卧式铣床 质合金端铣刀 游标卡尺 060 选用钻床 柄麻花钻 11 卡尺、塞规 070 选用卧式铣床 质合金端铣刀 游标卡尺 14 续表 3 工序号 机床设备 刀具 量具 080 选用卧式铣床 质合金端铣刀 游标卡尺 090 选用钻床 花钻、硬质合金铰刀 游标卡尺 100 选用钻床 花钻、硬质合金铰刀 游标卡尺 110 选用钻床 柄麻花钻 3 塞规 120 游标卡尺 130 游标卡尺 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 前面已经确定了各加工表面的总加工余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表： 表 8 22 两端面加工余量表 22 步名称 工 步 间 余 量/济精度 表 面 粗 糙 度Ra/步基本尺寸/注工序尺寸公差 半 精铣 22 下端面 1 9 39 粗铣 22 下端面 3 0 40 铣 22 上端面 4 3 43 坯 47 9 11 孔加工余量表 11 步 名称 工步 间 余 量/济精度 表 面 粗 糙 度Ra/步 基本尺寸/注工序尺寸公差 钻 11 孔 11 1 11 15 表 10 28、 26 两端面加工余量计算 28、 26 步名称 工步间余量/济精度 表面粗糙度Ra/步基本尺寸/注工序尺寸公差 半粗铣 28 前端面 1 1 41铣 28 前端面 3 2 42铣 28 前端面 3 2 42铣 26 前端面 4 0 20铣 26 后端面 4 6 16 28 毛坯 4526 毛坯 24切削用量和时间定额的确定 在切削加工过程中，需要针对不同的工件材料、刀具材料和其他技术经济要求 来选定适宜的切削速度 给量 f、背吃刀量 削用量是调整机床，计算切削力、切削功率、工 时定额及核算工序成本等所需的参数；制订切削用量时应从切削加工生产率、刀具耐用度、机床功率、加工质量来考虑。 机械加工的时间定额是完成某一工序所规定的时间。定额的制定应考虑到最有效地利用生产工具，并参照工人的实践经验，在充分调查研究、广泛征求工人意见的基础上，实事求是地予以确定。 工序 40 粗铣 22 上端面 （ 1） 切削深度 2） 进给量的确定 此工序选择 质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下： D=800d=27=360数 z=10，根据所选择的 式铣床功率为 5机械加工工艺手册 8得 6 z 取 mm/z f =z （ 2） 则 f=10=2mm/r （ 3） 切削速度的确定 根据工件材料为 度 220，根据机械加工工艺手册 8表 30择切削速度 4 m/算主轴转速 n= =255 r/机械制造基础课程设计基础教程 9表 4 n=281r/后计算实际 =71 m/ （ 4） 基本时间的确定 铣削常用符号如下： Z 铣刀齿数 铣刀每齿的进给量， mm/z 工作台的水平进给量， mm/工作台的进给量， mm/ （ 3） 铣削宽度， mm 铣削深度， mm d 铣刀直径， 机械制造基础课程设计基础教程 3表 2此工序机动时间计算公式： (4) 根据数据，主轴转速 n=255r/作台进给量 10 255=510 mm/据机械加工工艺手册 8，表 30 80mm/削加工面 L=22j= = =序 50 加工 36端面 工步一 粗铣 36端面 （ 1） 切削深度 2） 进给量的确定 此工序选择 质合金端铣刀，查表选择硬质合金端 铣 刀 的具体参数如下： D=800d=27=360数 z=10，根据所选择的 式铣床功率为 5机械加工工艺手册 8得 z 取 mm/z 则 f=10=2mm/r 00064 1 1000 48029Mf 1 17 （ 3） 切削速度的确定 根据工件材料为 度 220，根据机械 加工工艺手 册 8表 30择切削速度 5 m/算主轴转速 n= =258r/机械制造基础课程设计指导 教程 3表 4 n=281 r/后计算实际 =71 m/ 4） 基本时间的确定 根据数据，主轴转速 n=255r/作台进给量 2 255=510mm/据机械加工工艺手册 8，表 30 80mm/削加工面 L=36 = =步二 半精铣 36端面 （
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