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编编 号号 无锡太湖学院 毕毕业业设设计计（论论文文） 题目：题目： 摇臂零件工艺及工装设计摇臂零件工艺及工装设计 信机 系系 机械工程及自动化 专专 业业 学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称：副教授 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文） 诚诚 信信 承承 诺诺 书书 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 摇臂零件工艺 及工装设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果， 其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致 谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体 已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 93 学 号： 0923140 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无无锡锡太太湖湖学学院院 信信 机机 系系 机机械械工工程程及及自自动动化化 专专业业 毕毕 业业 设设 计计论论 文文 任任 务务 书书 一、题目及专题：一、题目及专题： 1、题目 “摇臂”零件的工艺工装设计 （年产量 3000 件） 2、专题 二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据 机械制造工艺技术是人类在生产实践中产生并不断发展 的。其涉及的内容十分广泛，包括零件的毛坯制造、机械加工及热 处理和产品的装配等，要在满足质量要求的前提下，不断提高劳动 生产率和降低成本。以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工 的工艺才是合理的和先进的工艺。本课题来自某机床厂的成熟产 品，旨在培养学生解决工程实际问题的能力，达到学以致用的目的。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 设计方案应保证和提高产品质量；提高生产率及降低生产 成本。设计包含零件的结构分析、表面加工方法及毛坯的选择、加 工阶段的划分、工序的划分、工件的装夹、定位误差及工序尺寸的 计算、工艺装备的选择、切削用量的选择、工时定额的计算及夹具 设计等内容。在规定时间内完成下列任务要求： II 1抄画零件图及绘制毛坯零件综合图各一张； 2编制机加工工艺文件； 3绘制 16 及 18 孔的钻夹具装配图及全套夹具非标准零件图； 4编写设计说明书（30 页）； 5. 翻译 8000 以上外文印刷字符或译出 4000 汉字以上的有关技 术资料或专业文献。 四、接受任务学生：四、接受任务学生： 机械 93 班班 姓名姓名 五、开始及完成日期：五、开始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、设计（论文）指导（或顾问）：六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师指导教师 签名签名 签名签名 签名签名 教教研研室室主主任任 学科组组长研究所学科组组长研究所 所长所长 签名签名 系主任系主任 签名签名 2012 年年 11 月月 12 日日 III 摘摘 要要 机械加工行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展， 在新经济时代，行业呈现了新的发展趋势，由此对其它的质量，性能要求有了新的变化 。现在机械加工行业发生着结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为企业生存和发展 的必要条件，工艺工装的设计与改良直接影响加工产品的质量与性能。 本文首先介绍了气门摇臂轴支座的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行 了工艺规程设计，最后进行夹具设计。此次设计是对气门摇臂轴支座的加工工艺和夹具 设计，其零件为铸件，具有体积小，零件结构简单的特点，由于面比孔易加工，在制定 工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具 ，其机构设计简单，方便且能满足要求。 关键词：关键词：气门摇臂轴支座；工艺分析 ；工艺规程设计 ；夹具设计 IV Abstract Machining industry ,as a traditional and vibrant industry, has been rapidly developed for a few past decades. In the new economic area,the industry presented a new development trend,and the trends also changes the quality and the performance of the production in some new abstracts. Machining industry is now taking place in structural changes, process design and improvement of equipment has become the necessary conditions of the enterprise survival and development, process equipment design and improved products directly affect the quality and performance. This article introduces the role and process analysis of the valve rocker arm bearing support,followed by determining blank size, and then proceed to order the design process, the final fixture design. What will be disgned is The machining process and fixture design of the Valve Rocker Arm Bearing support,which has the chatacteristics of three abstrcat.its components for castings, with a small size, simple structure and the characteristics of parts,because the surface is easier than the easy processing, point of order in the development process, the surface on the first processing , and then to surface as a benchmark to other processing, including the processes used special fixture, and its design is simple, convenient and can meet the requirements. Key words: JPEG; discrete cosine transform; MATLAB; graphical user interface V 目目 录录 摘 要.III ABSTRACTIV 目 录 V 1 绪论.1 1.1 本课题的研究内容和意义1 1.2 国内外的发展概况1 1.3 本课题应达到的要求2 2 气门摇臂轴支座主要结构的机械设计.3 2.1.零件的工艺分析及生产类型的确定3 2.1.1 零件的作用.3 2.1.2 零件的工艺分析3 2.1.3 确定零件的生产类型4 2.2 选择毛坯种类，绘制毛坯图.5 2.2.1 选择毛坯种类5 2.2.2 确定毛坯尺寸及机械加工总余量5 2.2.3 设计毛坯图6 2.2.4 绘制毛坯图6 2.3 选择加工方法，制定工艺路线.7 2.3.1 定位基准的选择7 2.3.2 零件的表面加工方法的选择7 2.3.3 加工阶段的划分.8 2.3.4 工序的集中与分散.8 2.3.5 工序顺序的安排.8 2.3.6 确定工艺路线9 2.3.7 加工设备及工艺装备选择10 2.3.8 工序间加工余量的确定.11 2.3.9 切削用量以及基本时间定额的确定.12 3 气门摇臂轴支座零件专用夹具的设计.23 3.1 确定夹具的结构方案.23 3.1.1 确定定位方案，选择定位元件23 3.1.2 确定导向装置24 3.1.3 确定夹紧机构25 3.1.4 确定辅助定位装置25 3.2 设计夹具体.26 3.3 在夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求.26 4 总结与展望28 致 谢.29 VI 参考文献.30 摇臂零件工艺及工装设计 1 1 绪论绪论 1.1 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义 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。 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加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料； 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通过对气门摇臂轴支座的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计， 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 各个方面受到一次综合性的训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能 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 量的专用夹具的能力。 6通过零件图，装配图绘制，使我们对于 AutoCAD 绘图软件的使用能得到进一步的 提高。 1.2 国内外的发展概况国内外的发展概况 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。在这领域中，柴油机所发挥的作用也是不尽相同，所以根据作用的需要， 柴油机也被设计出了很多种型号，各种型号功率不同，发挥的作用大小也就不一样，创 造出的价值也不一样。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，但是柴油机已经是社会发展不可缺少的 一个重要零部分，彻底取代柴油机在目前的技术条件下似乎还不太可能。人类的智慧永 远是无法估量的，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。随着社会的需要，各种型号不一， 功率不一的柴油机生产数量将不断的增长，而气门摇臂轴支座是柴油机上不可或缺的一 个零件，也就是意味着气门摇臂轴支座的生产数量也将是与日俱增，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。 无锡太湖学院学士学位论文 2 1.3 本课题本课题应达到的要求应达到的要求 本次设计的主要内容为：首先运用 AutoCAD 软件绘制气门摇臂轴支座的二维零件图， 然后根据图纸的技术要求等确定生产类型，经分析本次设计的零件年产量为 10000 件， 属大批量生产。其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，气门摇臂轴支座的材料 为 HT200，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。 摇臂零件工艺及工装设计 3 2 气门摇臂轴支座主要结构的机械设计气门摇臂轴支座主要结构的机械设计 2.1.零件的工艺分析及生产类型的确定零件的工艺分析及生产类型的确定 2.1.1 零件的作用零件的作用 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 18mm 的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一 进、排气气门摇臂。直径为 16mm 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 气门摇臂轴支座零件图 2.1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 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： 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： 1. 外圆的上端面以及与此孔相通的通孔，粗糙度均为 12.5；2211 无锡太湖学院学士学位论文 4 2. 36mm 下端面，根据零件的总体加工特性，36mm 为整个机械加工过程中主要的基准面， 粗糙度为 12.5，因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来； 3. 外圆的前后端面，粗糙度为 12.5；前后端面倒的角，粗糙度为 12.5；以及28 451 的通孔，在这里由于通孔所要求的精度较高，因此该孔的的加工是一个难点，其1818 所要求的表面粗糙度为 1.6，且该孔的轴线与 36mm 下端面的平行度为 0.05，且该孔的轴 线圆跳动公差为 0.1 需要选择适当的加工方法来达到此孔加工的技术要求。 4. 的前后端面，粗糙度为 12.5；前后端面倒的角，粗糙度为 12.5；以及26 451 的通孔，的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1616 道，的孔要求的表面粗糙度和位置精度和的通孔一样都是比较高的，的通孔161816 表面粗糙度为 1.6，孔的轴线与 36mm 的地面的平行度为 0.05； 通过上面零件的分析可知，36mm 下端面和上端面的表面粗糙度要求都不是很高，22 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 36mm 下端面以及上端面，并钻出的通孔，然后再以这先加工出来2211 的几个表面为基准定位，加工出和的外圆端面，并钻出这两个精度要求28261618和 比较高的空，最后翻转零件，深孔加工出的斜油孔。3 2.1.3 确定零件的生产类型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： (2.1) (1%)(1%) a b NQmab 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） % -备品率，一般取2% -4% % -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，零件质量为 0.27kg， 摇臂零件工艺及工装设计 5 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， 本设计零件气门摇臂轴支座的的生产类型为大批量生产。 2.2 选择毛坯种类，绘制毛坯图选择毛坯种类，绘制毛坯图 2.2.1 选择毛坯种类选择毛坯种类 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。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。 （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 HT200，首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，零件的其他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。 2.2.2 确定毛坯尺寸及机械加工总余量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 83mm，宽 37mm，高 62mm。 查阅机械制造工艺设计手册表 2-1 按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 CT8-CT12，取铸件公差等级为 CT10。 再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 2-3 ， 按前面已经确定的铸件公差等级 CT10 差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 2-5 按铸造方法为砂型铸造机器 无锡太湖学院学士学位论文 6 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 2.2-4 要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，的加工表1.6Ram1.6Ram 面，机械加工余量要适当放大。分析本零件，除了的外，没有一个1618和1.6Ram 加工表面的表面粗糙度是小于 1.6 的，也就是所有的加工表面，因此一般情1.6Ram 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： 表 2-1 毛坯尺寸及机械加工总余量表 加工 表面 基本 尺寸 铸件尺寸 公差 机械加工总余 量 铸件 尺寸 上端面22 39mm 2.64 47 1.3 下端面36mm39mm 2.64 47 1.3 前端面28 37mm 2.64 45 1.3 后端面28 37mm 2.64 45 1.3 前端面26 16mm 2.24 24 1.1 后端面26 16mm 2.24 24 1.1 2.2.3 设计毛坯图设计毛坯图 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。 0 3 0 5 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。 摇臂零件工艺及工装设计 7 2.2.4 绘制毛坯图绘制毛坯图 图 2.1 气门摇臂轴支座毛坯图 2.3 选择加工方法，制定工艺路线选择加工方法，制定工艺路线 2.3.1 定位基准的选择定位基准的选择 定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目，各表面加工顺序，夹具结 构及零件的精度。 定位基准分为粗基准和精基准，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准， 使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时，先进行精基准的选择， 保证各加工表面按图纸加工出来，再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。 1.粗基准的选择原则 为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面为粗基准。若工 件上有很多歌不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求较高的表面为粗基准。 为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。 应尽量选光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确， 夹紧可靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次，应精良避免重复使用。 2.精基准的选择原则 “基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合 引起的定位误差。 “基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的 位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 “自为基准“原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选该加 工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 “互为基准“原则 当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时，可 采用“互为基准”方法，反复加工。 无锡太湖学院学士学位论文 8 所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，根据气门摇臂轴支座零件图，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181611 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1816 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11 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28 基准。 2.3.2 零件的表面加工方法的选择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 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/m加工方案 上端面22 IT14 12.5m 粗铣 36mm 下端面IT12 6.3m 粗铣半精铣 前端面28 IT11 3.2m 粗铣半精铣 后端面28 IT11 3.2m 粗铣半精铣 前端面26 IT14 12.5m 粗铣 后端面26 IT14 12.5m 粗铣 通孔11 IT14 12.5m 钻 偏内孔3 0 10 IT14 12.5m 钻 通孔 0.027 0 18 IT8 1.6m 钻扩粗铰精铰 通孔 0.11 0 16 IT8 1.6m 钻扩粗铰精铰 2.3.3 加工阶段的划分加工阶段的划分 本零件气门摇臂轴支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，11 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222826 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28 0.027 0 18 0.11 0 16 摇臂零件工艺及工装设计 9 偏内孔。3 0 10 2.3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散 本零件采用工序集中原则安排零件的加工工序。本零件气门摇臂轴支座的生产类型 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。11 （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2826 0.11 0 16 孔，通孔，后加工次要表面偏内孔。 0.027 0 18 3 0 10 （4）遵循“先面后孔”原则，先加工 36mm 下端面，上端面，后加工通孔；2211 先加工和外圆前后端面，后加工通孔，通孔。2826 0.11 0 16 0.027 0 18 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 HBS187-220,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。 2.3.6 确定工艺路线确定工艺路线 在综合考虑上述工序的顺序安排原则基础上，确定了该气门摇臂轴支座零件的工艺 路线如下： 无锡太湖学院学士学位论文 10 图 2.2 定位面,加工面代号指示图 工序：铸造； 工序：清砂，检验； 工序：时效处理 HBS187-220 工序：以 36mm 下底面 C 以及外圆端面 G 或 F 定位，粗铣上端面 A； 2822 工序：以粗铣后的上端面 A 以及外圆端面 G 或 F 定位，粗铣 36mm 下底面2228 C；半精铣 36mm 下底面 C； 工序：以加工后的 36mm 下端面 C，36mm 底座左端面 B 以及端面 G 或 F 定位，钻28 通孔；11 工序：以加工后的内孔表面 H，以加工后的 36mm 下端面 C 以及后端面 G 定位，1128 粗铣前端面 F，粗铣前端面 I，半精铣前端面 F； 282628 工序：以加工后的内孔表面 H，以加工后的 36mm 下端面 C 以及前端面定位 F，1128 粗铣后端面 J，粗铣后端面 G，半精铣后端面 G；262828 工序：以加工后的内孔表面 H，以加工后的 36mm 下端面 V，端面 G 或 F 定位,1128 钻扩粗铰精铰通孔，并倒角； 0.027 0 18 工序：以加工后的内孔表面 G，以加工后的 36mm 下端面 C，端面 G 或 F 定位, 1128 摇臂零件工艺及工装设计 11 钻扩粗铰精铰通孔，并倒角； 0.11 0 16 工序：以上端面 A 偏以及端面 G 或 F 定位，钻偏内孔；22 0 10283 0 10 工序：钳工去毛刺，清洗； 工序：终检。 2.3.7 加工设备及工艺装备选择加工设备及工艺装备选择 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。 查机械制造工艺设计简明手册13所选择的加工工艺装备如下表所示： 表 2-3 气门摇臂轴支座加工工艺装备选用 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 工序 热处理 （免填） 游标卡尺 无锡太湖学院学士学位论文 12 工序 铣 卧式铣床 X61硬质合金端铣刀游标卡尺 工序 铣卧式铣床 X61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 铣卧式铣床 X61硬质合金端铣刀游标卡尺 工序 铣卧式铣床 X61硬质合金端铣刀游标卡尺 工序 钻TX617 卧式镗床 麻花钻、扩钻、机 用铰刀 内径千分尺，塞规 工序 钻TX617 卧式镗床 麻花钻、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 （免填） 内径千分尺、游标 卡尺、塞规 2.3.8 工序间加工余量的确定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表 2-28，表 2-35，并综合对毛坯尺寸 以及已经确定的机械加工工艺路线的分析，确定各工序间加工余量如下表： 表 2-4 机械加工工序间加工余量表 工序号工步号工步内容加工余量/mm 工序1粗铣上端面 A222 1粗铣 36mm 下底面 C3 工序 2半精铣 36mm 下底面 C1 工序1钻通孔1111 工序1粗铣前端面 F283 摇臂零件工艺及工装设计 13 2粗铣前端面 I262 3 半精铣前端面 F28 1 1 粗铣后端面 J26 2 2 粗铣后端面 G28 3 工序 3 半精铣后端面 G28 1 1 钻的通孔17 17 2 扩孔至17.85 0.85 3 粗铰至17.94 0.09 工序 4 精铰至189H 0.06 1 钻通孔15 15 2 扩孔至15.85 0.85 3 粗铰至15.95 0.10 工序 4 精铰至169H 0.05 工序1 钻偏内孔3 0 10 3 2.3.9 切削用量以及基本时间定额的确定切削用量以及基本时间定额的确定 工序 粗铣上端面 A22 （1）切削深度ap=2mm。 （2）进给量的确定 此工序选择 YG6 硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的 具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数 z=10，根 1 D 1 L 据所选择的 X6125 卧式铣床功率为 4KW,查机械制造工艺设计手册表 5-146，得 fz= 0.120.2 取 fz=0.20mm/r 。0.20 102/fmm r （3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为 HT200,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=65m/min。 c v 计算主轴转速，查机械制造工艺设计手册表 4-18 得 65 1000 258 / min 3.14 80 nr n=255r/min，然后计算实际 (2.2) 255 3.14 80 64/ min 1000 c vm （4）基本时间的确定 铣削常用符号如下： 工作台的水平进给量，mm/min Mz f 工作台的进给量，mm/min， M f Mz ff nz 无锡太湖学院学士学位论文 14 铣削宽度，mm e a 铣削深度，mm p a d铣刀直径，mm 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： (2.3) 12 j Mz lll T f 根据铣床的数据，主轴转速 n=255r/min，工作台进给量 =。 M f0.2 10 255510/ min z fznmm 根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面 L=22mm M f 根据机械加工工艺师手册10，表 30-9 查得=7， 12 ll 。 12 29 0.06min 480 j Mz lll T f 工序 加工 36mm 下端面 1.工步一 粗铣 36mm 下底面 C （1）切削深度 。3 p amm （2）进给量的确定 此工序选择 YG6 硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的 具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数 z=10，根 1 D 1 L 据所选择的 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=0.20mm/r 。0.200.09/ z fmm z0.20 102/fmm r （3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为 HT200,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=65m/min。 c v 计算主轴转速，查机械制造技术基础课程设计指导教程3 65 1000 258 / min 3.14 80 nr 表 4-18 得 n=255r/min，然后计算实际 (2.4) 255 3.14 80 64/ min 1000 c vm 基本时间的确定 根据铣床的数据，主轴转速 n=255r/min，工作台进给量= M f 0.2 10 255510/ min z fznmm 根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面 L=36mm M f 根据机械加工工艺师手册10，表 30-9 查得=7， 12 ll 。 12 43 0.08min 480 j Mz lll T f 2.工步二 半精铣 36mm 下底面 C 摇臂零件工艺及工装设计 15 （1）切削深度 。1 p amm （2）进给量的确定 此工序选择 YG8 硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具 体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数 z=10，根据 1 D 1 L 所选择的 X61 卧式铣床功率为 4KW,取 fz=0.10mm/r， 。0.10 101/fmm 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 =124m/min，计算主轴转速，查机械制造技术基础课程设计 c v 124 1000 495 / min 3.14 80 nr 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 490 3.14 80 123/ min 1000 c vm （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= M f 0.1 10 490490/ min z fznmm 根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面 L=36mm M f 根据机械加工工艺师手册10，表 30-9 查得=7， 12 ll 12 43 0.08min 480 j Mz lll T f 工序 钻通孔11 （1）切削深度 。11 p amm （2）进给量和切削速度的确定 选硬质合金钻头直柄麻花钻，钻头参数如下： ，查机械制造技术基础课程设计指南2表 5-134， 1 11,142,94dmm Lmm Lmm ，取，取，根据上0.08 0.16/fmm r0.1/fmm r50 70/ min c vm60/ min c vm 面数据，计算主轴转速，查立式钻床 Z525 主轴转速表，取 60 1000 1737 / min 3.14 11 nr n=1360r/min，计算实际切削速度，。 1360 3.14 11 47/ min 1000 c vm （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，=（14） ， nf lll Tj 21 )21 (cot 2 1 D l 2 l 钻孔深度，所以 39lmm 1 3l 2 5l .min34 . 0 1 . 01360 47 21 nf lll Tj (2.5) 工序 粗铣以及半精铣端面 1.工步一 粗铣前端面 F28 （1）切削深度 。3 p amm （2）进给量的确定 此工序选择 YG6 硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的 无锡太湖学院学士学位论文 16 具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数 z=10，根据所选择 1 D 1 L 的 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=0.20mm/r 。0.200.09/ z fmm z0.20 102/fmm r （3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为 HT200,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=65m/min。 c v 计算主轴转速，查机械制造技术基础课程设计指导教程3 65 1000 258 / min 3.14 80 nr 表 4-18 得 n=255r/min，然后计算实际。 255 3.14 80 64/ min 1000 c vm （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 得此工序机 动时间计算公式： 12 j Mz lll T f 根据铣床的数据，主轴转速 n=255r/min，工作台进给量 =。 (2.6) M f0.2 10 255510/ min z fznmm 根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面 L=28mm M f 根据机械加工工艺师手册10，表 30-9 查得=7， 12 ll 。 12 35 0.07min 480 j Mz lll T f 1.工步二 粗铣前端面 I26 （1）切削深度 。4 p amm （2）进给量的确定 此工序选择 YG6 硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体 参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数 z=10，根据所 1 D 1 L 选择的 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=0.20mm/r 。0.200.09/ z fmm z0.20 102/fmm r （3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为 HT200,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=65m/min。计算主轴转速 c v ，查机械制造技术基础课程设计指导教程3表 4-18 得 65 1000 258 / min 3.14 80 nr n=255r/min，然后计算实际。 255 3.14 80 64/ min 1000 c vm （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 得此工序机动时 间计算公式： 摇臂零件工艺及工装设计 17 12 j Mz lll T f 根据铣床的数据，主轴转速 n=255r/min，工作台进给量 = M f 0.2 10 255510/ min z fznmm 根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面 L=26mm M f 根据机械加工工艺师手册10，表 30-9 查得=7， 12 ll 12 33 0.07min 480 j Mz lll T f 2.工步三 半精铣前端面 F28 （1）切削深度 。1 p amm （2）进给量的确定 此工序选择 YG6 硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体 参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数 z=10，根据所 1 D 1 L 选择的 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=0.20mm/r 。0.200.09/ z fmm z0.20 102/fmm r （3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为 HT200,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=65m/min。计算主轴转速 c v ，查机械制造技术基础课程设计指导教程3表 4-18 得 65 1000 258 / min 3.14 80 nr n=255r/min，然后计算实际。 255 3.14 80 64/ min 1000 c vm （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 得此工序机动时 间计算公式： 12 j Mz lll T f 根据铣床的数据，主轴转速 n=255r/min，工作台进给量 = M f 0.2 10 255510/ min z fznmm 根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面 L=28mm M f 根据机械加工工艺师手册10，表 30-9 查得=7， 12 ll 12 35 0.07min 480 j Mz lll T f 工序 粗铣以及半精铣端面 1.工步一 粗铣后端面 J26 （1）切削深度 。4 p amm 无锡太湖学院学士学位论文 18 （2）进给量的确定 此工序选择 YG6 硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体 参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数 z=10，根据所 1 D 1 L 选择的 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=0.20mm/r 。0.200.09/ z fmm z0.20 102/fmm r （3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为 HT200,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=65m/min。计算主轴转速 c v ，查机械制造技术基础课程设计指导教程3表 4-18 得 65 1000 258 / min 3.14 80 nr n=255r/min，然后计算实际。 255 3.14 80 64/ min 1000 c vm （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 得此工序机动时 间计算公式： 12 j Mz lll T f 根据铣床的数据，主轴转速 n=255r/min，工作台进给量 = M f 0.2 10 255510/ min z fznmm 根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面 L=26mm M f 根据机械加工工艺师手册10，表 30-9 查得=7， 12 ll 12 33 0.07min 480 j Mz lll T f 2.工步二 粗铣后端面 G28 （1）切削深度 。3 p amm （2）进给量的确定 此工序选择 YG6 硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体 参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数 z=10，根据所 1 D 1 L 选择的 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=0.20mm/r 。0.200.09/ z fmm z0.20 102/fmm r （3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为 HT200,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=65m/min。计算主轴转速 c v ，查机械制造技术基础课程设计指导教程3表 4-18 得 65 1000 258 / min 3.14 80 nr n=255r/min，然后计算实际。 255 3.14 80 64/ min 1000 c vm （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 得此工序机动时 间计算公式： 摇臂零件工艺及工装设计 19 12 j Mz lll T f 根据铣床的数据，主轴转速 n=255r/min，工作台进给量 = M f 0.2 10 255510/ min z fznmm 根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面 L=28mm M f 根据机械加工工艺师手册10，表 30-9 查得=7， 12 ll 12 35 0.07min 480 j Mz lll T f 3.工步三 半精铣后端面 G28 （1）切削深度 。1 p amm （2）进给量的确定 此工序选择 YG6 硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具 体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数 z=10，根据 1 D 1 L 所选择的 X61 卧式铣床功率为
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