气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计.docx

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1、气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计1 绪论1.1 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。这次设计目的在于使我们把这3年来所学的知识进行系统运用。使我们对这3年来所学的知识进行进一步的巩固。也是一次理论联系实际的训练。通过本次设计使我们对设计加工的有了一次很大的提高，并使我们对以后的工作提供了一次宝贵的实践1.2 课题背景知识1.2.1 零件作用本设计所设计的零件是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的孔和直径为16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

2、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。1.2.2 柴油机相关知识介绍1.2.2.1 柴油机历史法国出生的德裔工程师狄塞尔，在1897年研制成功可供实用的四冲程柴油机。由于它明显地提高了热效率而引起人们的重视。起初，柴油机用空气喷射燃料，附属装置庞大笨重，只用于固定作业。二十世纪初，开始用于船舶，1905年制成第一台船用二冲程柴油机。1922年，德国的博施发明机械喷射装置，逐渐替代了空气喷

3、射。二十世纪20年代后期出现了高速柴油机，并开始用于汽车。到了50年代，一些结构性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油机发展起来，从此柴油机进入了专业化大量生产阶段。特别是在采用了废气涡轮增压技术以后，柴油机已成为现代动力机械中最重要的部分。1.2.2.2 柴油机种类按工作循环可分为四冲程和二冲程柴油机。按冷却方式可分为水冷和风冷柴油机。按进气方式可分为增压和非增压（自然吸气）柴油机。按转速可分为高速(大于1000转分)、中速（3001000转分）和低速（小于300转分）柴油机。按燃烧室可分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机。按气体压力作用方式可分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等。

4、按气缸数目可分为单缸和多缸柴油机。按用途可分为船用柴油机、机车柴油机 、车用柴油机、农业机械用柴油机、工程机械用柴油机、发电用柴油机、固定动力用柴油机。按供油方式可分为机械高压油泵供油和高压共轨电子控制喷射供油。按气缸排列方式可分为直列式和V形排列。1.2.2.3 柴油机作用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

5、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

6、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。1.2.2.4 柴油机优点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。1.2.3 机械制造工艺技术相关知识1.2.3.1 机械加工工艺基础知识气门摇臂轴支座机械加工工艺规程的制订(1)根据零件图和产品装配图，

7、对零件进行工艺分析在对气门摇臂周支座进行工艺规程设计时，应掌握该零件在部件或总成中的位置、公用以及部件或总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定工艺规程过程中采取措施予以保证掌握零件的结构形状、材料、硬度及热处理等情况，了解该零件的主要工艺特点，形成工艺规程设计的总体构想。分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面是主要加工表面，以便在选择表面加工方法及拟定工艺路线时重点考虑；对全部技术要求应进行归纳整理。(2)计算零件的生产纲领，确定生产类型根据零件图查表可知，气门摇臂轴支座为轻型零件，根

8、据生产要求将确定该零件为大批量生产。(3)确定毛坯种类和制造方法机械加工中毛坯种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等。根据气门摇臂轴支座零件图所选择的材料，气门摇臂轴支座零件加工工程中应达到的技术指标和加工特点，零件生产的经济性，如何选择合适的毛坯种类也是设计重点。其次，如何选择毛坯制造方法也是设计中必不可少的环节，一般地，选择毛坯的制造方法应考虑一下几个方面因素：a、材料的工艺性能；b、毛坯尺寸、形状和精度要求；c、零件生产纲领；d、采用新型材料、新工艺、新技术的可能性。(4)确定毛坯尺寸和公差如何确定毛坯尺寸，也就是如何确定加工余量，对确保加工质量、提高生产率和降低

9、成本都有重要的意义。余量不能确定过大或是过小，所以应当选择合适的方法来确定加工余量，保证零件加工各项尺寸及技术指标。同时，选择合适的尺寸公差对零件加工和零件生产的经济型也有很大的影响。(5)拟定工艺路线拟定工艺路线包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。这也将是气门摇臂轴支座机械加工工艺规程设计制定的重点(6)确定各个工序的加工余量，计算工序尺寸及公差(7)选择各个工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备(8)确定各个工序的切削用量和时间定额(9)编制工艺文件1.2.4 机床夹具设计基础知识机械加工时，必须使工件在机床或夹具中相对刀具及其切削

10、成形运动占有某一正确位置，称为定位。为了在加工中使工件能承受切削力，并保持其正确位置，还需把它压紧或夹牢，称为夹紧。从定位到夹紧的过程称为安装或装夹。1.2.4.1 安装方法(1)直接安装工件直接安装在工作台或通用夹具上，例如三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳、电磁吸盘等。有时直接安装工件不需另行找正即可夹紧，例如利用三爪卡盘或电磁吸盘安装工件。(2)利用专用夹具安装 工件直接安装在为其加工而专门设计和制造的夹具中，无需进行找正，就可迅速可靠地保证工件对机床和刀具的正确相对位置。此法操作简便，要求工人技术水平不高。但因专用夹具的设计、制造和维修，需要投资，所以在成批生产或大批大量生产中应用很广。在金属

11、切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。其主要作用是可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。(1)保证工件的加工精度，稳定产品质量夹具在机械加工中的基本作用就是保证工件的相对位置精度。由于采用了能直接定位的夹具，因此，可以准确地确定工件相对于道具和机床切削成形运动中的相互位置关系，不受或者少受各种主观因素的影响，可以稳定可靠地保证加工质量。 (2)提高劳动生产率和降低加工成本提高劳动生产率，降低单件时间定额的主要技术措施是增大切削用量和压缩辅助时间。采用机床夹具，既可以提高工件加工时的刚度，有利于采用较大的切削用量，又可以省去划线找正等工作，使安装工作的

12、辅助工时大大减小，因此能显著地提高劳动生产率和降低成本。 (3)改善工人劳动条件采用夹具后，工件的装卸显然比不用夹具方便、省力、安全。使用专用夹具安装工件，定位方便、迅速，夹紧可采用增力、机动等装置，因此可以减轻工人的劳动强度。还可设计保护装置，确保操作者安全。 (4)在流水线生产中，便于平衡生产节拍工艺工程中，当某些工件所需要工序时间特别长时，可以采用多工位或高效夹具等，以提高生产效率，使生产节拍能够比较平衡。1.2.4.2 夹具分类 (1)按夹具所在机床的功用范围分机床夹具：指各类机床上使用的通用夹具或针对某产品设计的专用夹具，有 车床夹具、磨床夹具、铣床夹具等。自动线夹具：自动线上所使用

13、的夹具，有自动线固定夹具和随行夹具。(2)按夹具的通用特征分通用夹具：指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。专用夹具：指专为某一工件的某道工序的加工而专门设计和制造的夹具。组合夹具：指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。可调夹具：有通用可调夹具（调整或更换个别定位元件或夹紧元件而形成的夹具）和成组夹具（专为成组加工工艺中的某一组零件而设计的夹具）1.2.4.3 夹具的组成(1)定位装置其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。(2)夹紧装置其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到切削力作用时不离开已占据的正确位置。(3)夹具体 其

14、作用是将夹具的所有元件连接成一个整体，是机床夹具的基础件。 (4)其它装置或元件:如分度装置、对刀元件等1.2.4.4 夹具设计的特点 (1)针对性强，设计人员必须全面掌握工艺和生产现场的实际情况。专用夹具是为某零件的某工序设计的，设计人员必须全面了解和掌握产品零件的要求，工艺工程的安排以及所使用的机床、刀具，铺具的具体情况才可能提出合理可行的最佳方案，确定最合理的定位、夹紧装置。 (2)保证加工质量和劳动生产率是夹具设计的两项主要任务，而保证加工质量又是第一位的。因此，设计时应重点把住定位方案的确定和精度分析这两道关。对于制造精度要求不高的零件，其夹具设计应该重点保证提高劳动生产率和改善劳动

15、条件。(3)夹紧机构对整个夹具结构起决定性作用。夹紧装置的结构形式和种类很多，选用的灵活性很大，特别是夹紧装置中力源及传动机构的设计对夹具结构的影响最大。因此，在同样能保证工序要求的情况下，每个人设计的结构可能大不相同。而不同复杂程度的家具在不同的生产规模条件下其经济效果也不一样，设计人员必须使自己的设计和生产规模相适应，不可片面追求高精度而忽视了经济性。 (4)夹具的制造多属于单件生产，因此，设计时应考虑采用组合加工，修配和调整等措施来保证夹具的制造精度，尽可能地考虑设置修配和调整环节，而不能完全依靠用完全互换的办法保证制造精度。(5)设计周期短，一般不进行强度刚度计算。夹具设计是直接为产品

16、生产服务的生产技术准备工作，其设计周期要求短，因此设计时多采用参照法或是凭经验确定的办法来保证受力件的强度和刚度，通常不进行详细计算，有时采用简便公式或用图表做为设计参考。倒是应注意，在设计一些具有较高精度的夹具时，应该对定位精度、夹紧力等进行必要的计算和分析。1.2.4.5 设计的基本要求夹具设计的原则是经济和使用，它可以概括为“好用、好造、好修”这六个字，其中好用主要的，但好用也必须以不脱离生产现场的实际制造和维修水平为前提。具体要求为：(1)夹具的构造应与其用途和生产规模相适应，正确处理好质量、效率、方便性与经济性四者的关系。(2)保证工件精度。(3)保证使用方便，要便于装卸、便于夹紧、

17、便于测量、便于观察、便于排屑排液、便于安装运输，保证安全第一。(4)注意结构工艺性，对加工、装配、检验和维修等问题应通盘考虑，以降低制造成本。2 气门摇臂轴支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 零件的结构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

18、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.

19、5；(2)36mm下端面，根据零件的总体加工特性，366mm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2.5；前后端面倒的角，粗糙度为12.5；以及的通孔，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

20、可以知道，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，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

21、下端面以及上端面，并钻出的通孔，然后再以这先加工出来的几个表面为基准定位，加工出和的外圆端面，并钻出这两个精度要求比较高的空，最后翻转零件，深孔加工出的斜油孔。2.1.3 确认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： N-零件的生产纲

22、领Q-产品的年产量m-每台（辆）产品该零件的数量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2.2.1 选择毛坯种类 毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与

23、零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图2.2.1.1 常见的毛坯种类 常见的毛坯种类有以下几种： (1)铸件对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。各种铸造方法 及工艺特点见表 2.1表2.1 毛胚尺寸及机械加工余量毛胚制造方法最大质量/kg最小厚度/mm材料生产方法精度等级 （TT）尺寸公差值/mm表面粗糙度形状复杂度手工铸造砂不限制3-5铁钛合金，有色金属及其合金

24、单间小批量生产14-161-8最复杂机械铸造砂至2503-5大批量生产14左右1-3最复杂永久性铸造至1001.511-120.1-0.512.5简单离心铸造通常2003-515-161-812.5主要旋转体压铸10-160.5（锌）1.0（其他）锌，铝，镁，铜 ，锡，铅各金属合金11-12005-0.156.3由模子制造难易而定熔模铸造小型零件08切屑困难材料单件生产及成批生产0.05-0.225复杂壳模铸造至2001.5铸铁，有色金属小批至大量12-1412.5-6.3复杂自由铸造不限制不限制铸素钢，合金钢单件及小批量生产14-161.5-2.5简单模锻通常至1002.5碳素钢，合金钢及合

25、金成批及大批量生产12-140.4-2.512.5有锻模铸造难易而定精密模锻通常1001.511-120.05-0.16.3-3.2(2)锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。(3)型材型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要

26、求较高的中小型零件。(4)焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。(5)其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。2.2.1.2 毛坯的选择原则选择毛坯时应该考虑如下几个方面的因素：(1)零件的生产纲领大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件采用模锻、精锻；选用冷拉和冷轧型材。单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。(2)零件材

27、料的工艺性例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。 (3)零件的结构形状和尺寸形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴，如各段直径相差不大，可选用圆棒料；如各段直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺寸大的零件一般选择自由锻造，中小型零件可考虑选择模锻件。 (4)现有的生产条件 选择毛坯时，还要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件以及外协的可能性和经济性等。2.2.1.3 毛坯的形状及尺寸 毛坯的形状和尺寸主要由零件组成

28、表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。 2.2.2 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。查阅机械制造技术基础课程设计指导教程3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

29、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2-4 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

30、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39mm2.6436mm下端面39mm2.64前端面39mm2.64后端面37mm2.64前端面16mm2.24后端面16mm2.242.2.3 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2-6 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

31、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。2.2.4 绘制毛坯图图2.2 气门摇臂轴支座毛坯图2.3 选择加工方法，制定工艺路线2.3.1 定位基准的选择2.3.1.1 基准的种类基准就是“根据”的意思。零件图样、零件或工艺文件上，必须根据一些指定的点、线或面，来确定另一些点、线或面的位置，这些作为根据的点、线或面称为基准。按照基准的不同功用，将其分为设计基准和工艺基准两大类。(1)设计基准 设计图样上所采用的基准，称为设计基准。如下图所示轴套的轴线就是各外圆和内孔的设计基准，端面A是端面B、C的设计基准。 (2)工艺基准 采在工艺

32、过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按其用途不同，又分为装配基准、测量基准和定位基准。(3)装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。上图轴套内孔就是装配基准。(4)测量基准测量时所用的基准，称为测量基准。如图轴套内孔是检验40外圆径向跳动的测量基准；表面A是检验长度L、l的测量基准。(5)定位基准 在加工中用作定位的基准，称为定位基准。下图机体在加工4、5孔时用底面3安装在夹具上，底面就是定位基准。需要说明的是，工件上作为定位基准的点、线，通常是用具体表面来体现的。例如孔的轴线是用孔的表面来体现。所以，定位基准可统称为定位基面。2.3.1.2 定位基

33、准的选择维工件在加工过程中，若是以未经加工过的毛坯面作为定位基准的表面，称此种基准面为粗基准；若是已经加工过的表面，称为精基准(1)粗基准的选择选择不需加工的表面作粗基准选择加工余量和公差最小的表面作粗基准选择光洁、平整、面积足够大，装夹稳定的表面作粗基准 粗基准一般只能使用一次精基准的选择 (2)在第一道工序之后，就应当使用精基准定位，其选择原则如下：基准重合原则基准统一原则选择面积较大、精度较高、安装稳定可靠的表面作精基准 自为基准互为基准夹具作为机械加工工艺系统的重要组成部分，在机械加工中占有十分重要的地位。工件在加工前必须确立在机床上占据的位置，以使加工后达到工件的加工要求。根据上述定

34、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

35、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/um加工方案上端面IT1412.5um粗铣36mm下端面IT126.3um粗铣半精铣前端面IT113.2um粗铣半精铣后端面IT113.2um粗铣半精铣前端面IT1412.5um粗铣后端面IT1412.5um粗铣通孔IT1412.5um钻偏内孔IT1412.5钻通孔IT81.6um钻扩粗铰精铰通孔IT81.6um钻扩粗铰精铰2.3.3 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，

36、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2.3.5.1 机械加工顺序

37、(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。2.3.5.2 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。辅助工序 毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯

38、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 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：图2.3 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； 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，钻通孔； 工序：以加工

39、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，粗铣前端面F，粗铣前端面I，半精铣前端面F； 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，粗铣后端面J，粗铣后端面G，半精铣后端面G；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,钻扩粗铰精铰通孔，并倒角；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, 钻扩粗铰精铰通孔，并倒角；工序：以上端面A偏以及端面G或F定位，钻偏内孔工序：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

40、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

41、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（免填）游标卡尺工序 检游标卡尺工序 热处理游标卡尺工序 铣 卧式铣床X61硬质合金端铣刀游标卡尺工序 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、

42、扩钻、机用铰刀内径千分尺，塞规工序 钻立式钻床Z525直柄麻花钻塞规工序 钳（免填）游标卡尺工序 检内径千分尺、游标卡尺、塞规2.3.8 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A4工序1粗铣36mm下底面C32半精铣36mm下底面C1工序1钻通孔11工序1粗铣前端面F32粗铣前端面I43半精铣前端面F1工序1粗铣后端面J42粗铣后端面G33半精铣后端面G1工序1钻的通孔172扩孔至0.8

43、53粗铰至0.094精铰至0.06工序1钻通孔152扩孔至0.853粗铰至0.104精铰至0.05工序1钻偏内孔32.3.9 切削用量以及基本时间定额的确定工序 粗铣上端面A(1)切削深度 。(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 。(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，

44、选择切削速度=65m/min。计算主轴转速，查机械制造基础课程设计基础教程3表4-18得n=255r/min，然后计算实际 (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/min 工作台的进给量，mm/min， 铣削宽度，mm 铣削深度，mmd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：根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=。根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=22mm 根据机械加工工艺师手册10，表30-9查得=7，。工序 加工36mm下端面工步一 粗铣36mm下底面C(1)切削深度 。(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 。(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，查机械制造技术基础课程设计指导教程3表4-18得n=255r/min，然后计