0519-氣門搖臂軸支座的機械加工工藝及鉆孔夾具設計
0519-氣門搖臂軸支座的機械加工工藝及鉆孔夾具設計,氣門,搖臂,支座,機械,加工,工藝,鉆孔,夾具,設計
附件A 開題報告
附件A
開題報告
題目： 氣門搖臂軸支座的機械加工工藝及夾具設計
一、本課題設計（研究）的目的：
本次設計為四年大學所學基礎課程的一次綜合性設計，要求我全面地綜合運用機械專業(yè)先修課程的理論和實習實踐只是進行工藝及結構的設計，也為以后走上機械工藝設計崗位打下堅實的基礎。
本次設計的主要目的在于：
（1）運用機械制造工藝學及有關課程（工程材料與熱處理、機械設計、互換性與測量技術、金屬切削原理與刀具等）的知識，結合生產實踐中學到的知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。
（2）能夠根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計，初步具備設計出高效率、省力、經濟合理并能夠保證加工質量的專用夾具的能力。
（3）熟悉正確的調查研究的方法，收集國內外有關資料，掌握正確的設計思想，方法和手段。熟悉并能夠熟練的運用相關工藝手冊、設計手冊、標準、圖標等技術資料的能力。
（4）進一步熟練在識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能
二、設計（研究）現狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）：
（一）、本課題背景知識
零件作用：
本設計所設計的零件是1105柴油機中搖臂結合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進、排氣氣門搖臂。直徑為16mm的孔內裝一個減壓軸，用于降低汽缸內壓力，便于啟動柴油機。兩孔間距56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑11的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細標注。
柴油機相關知識介紹：
簡介柴油機是用柴油作燃料的內燃機。柴油機屬于壓縮點火式發(fā)動機，它又常以主要發(fā)明者狄塞爾的名字被稱為狄塞爾引擎。
柴油機在工作時，吸入柴油機氣缸內的空氣，因活塞的運動而受到較高程度的壓縮，達到500～700℃的高溫。然后將燃油以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣混合形成可燃混合氣，自動著火燃燒。燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上，推動活塞并通過連桿和曲軸轉換為旋轉的機械功。
柴油機可按不同特征分類：按轉速分為高速、中速和低速柴油機；按燃燒室的型式分為直接噴射式、渦流室式和預燃室式柴油機等；按氣缸進氣方式分為增壓和非增壓柴油機；按氣體壓力作用方式分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機等；按用途分為船用柴油機、機車柴油機等。
隨著現代社會進程的加快，柴油機發(fā)揮的社會作用不可估量，特別是在社會工業(yè)化之后，柴油機作為動力內燃機的一種，在社會的各個領域無處不在，工業(yè)、農業(yè)、汽車、船舶、公路工程、港口工程等，在這些領域里柴油機發(fā)揮著巨大的作用，為社會創(chuàng)造著巨大的效益。在這領域中，柴油機所發(fā)揮的作用也是不盡相同，所以根據作用的需要，柴油機也被設計出了很多種型號，各種型號功率不同，發(fā)揮的作用大小也就不一樣，創(chuàng)造出的價值也不一樣。但是柴油機的污染排放也是一個不小的社會問題，隨著社會的發(fā)展，人類對生活質量要求的提高，預示著人類對空氣質量的要求也在提高，而高污染排放的柴油機必定不能滿足人類的這一生活需求，但是柴油機已經是社會發(fā)展不可缺少的一個重要零部分，徹底取代柴油機在目前的技術條件下似乎還不太可能。人類的智慧永遠是無法估量的，現代的設計師們正在朝著設計出高效率，低排放，質量輕，生產簡單的柴油機這一目標奮斗著，而這一目標也將越來越近。隨著社會的需要，各種型號不一，功率不一的柴油機生產數量將不斷的增長，而氣門搖臂軸支座是柴油機上不可或缺的一個零件，也就是意味著氣門搖臂軸支座的生產數量也將是與日俱增，為了創(chuàng)造出更大的效益，設計出輕便，經久耐用，便于生產的氣門搖臂軸支座這一零件是很有必要的。
柴油機具有熱效率高的顯著優(yōu)點，其應用范圍越來越廣。隨著強化程度的提高，柴油機單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能，各國都在注重改善燃燒過程，研究燃用低質燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染，都是柴油機的重要發(fā)展方向。
（二）、機械制造工藝技術相關知識
1.機械加工工藝基礎知識
氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程的制訂
（1）.根據零件圖和產品裝配圖，對零件進行工藝分析
在對氣門搖臂周支座進行工藝規(guī)程設計時，應掌握該零件在部件或總成中的位置、公用以及部件或總成對該零件提出的技術要求，明確零件的主要工作表面，以便在擬定工藝規(guī)程過程中采取措施予以保證
掌握零件的結構形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件的主要工藝特點，形成工藝規(guī)程設計的總體構想。
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、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等方面的技術要求；明確哪些表面是主要加工表面，以便在選擇表面加工方法及擬定工藝路線時重點考慮；對全部技術要求應進行歸納整理。
（2）.計算零件的生產綱領，確定生產類型
根據零件圖查表可知，氣門搖臂軸支座為輕型零件，根據生產要求將確定該零件為大批量生產。
（3）.確定毛坯種類和制造方法
機械加工中毛坯種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等。根據氣門搖臂軸支座零件圖所選擇的材料，氣門搖臂軸支座零件加工工程中應達到的技術指標和加工特點，零件生產的經濟性，如何選擇合適的毛坯種類也是設計重點。其次，如何選擇毛坯制造方法也是設計中必不可少的環(huán)節(jié)，一般地，選擇毛坯的制造方法應考慮一下幾個方面因素：a、材料的工藝性能；b、毛坯尺寸、形狀和精度要求；c、零件生產綱領；d、采用新型材料、新工藝、新技術的可能性。
（4）.確定毛坯尺寸和公差
如何確定毛坯尺寸，也就是如何確定加工余量，對確保加工質量、提高生產率和降低成本都有重要的意義。余量不能確定過大或是過小，所以應當選擇合適的方法來確定加工余量，保證零件加工各項尺寸及技術指標。同時，選擇合適的尺寸公差對零件加工和零件生產的經濟型也有很大的影響。
（5）.擬定工藝路線
擬定工藝路線包括；：定位基準的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。這也將是氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程設計制定的重點
（6）.確定各個工序的加工余量，計算工序尺寸及公差
（7）.選擇各個工序的機床設備及刀具、量具等工藝裝備
（8）.確定各個工序的切削用量和時間定額
（9）.編制工藝文件
2.機床夾具設計基礎知識
在機械制造的各個加工工藝工程中，必須使工件在工藝系統(tǒng)中處于正確的位置，以保證加工質量，并提高生產效率。把為了使工件處于正確位置上所使用的各種工藝裝備，成為夾具。如檢驗夾具、焊接夾具、裝配夾具等。
在機床上對工件進行切削加工時，為了保證加工精度，必須正確地安放工件，使工件相對于刀具和機床占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。為了保護這個正確圍著在加工過程中穩(wěn)定不變，應該對工件施加一定的夾緊力，這個過程稱為“夾緊”。這兩個過程總稱為“安裝”。在機床上實現安裝人物的工藝裝備，就是“機床夾具”。
機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣泛的是通用夾具，如車床上用的三爪卡盤和銑床上用的平口虎鉗等。這類夾具的規(guī)格尺寸已經標準化，由專業(yè)廠進行生產。而用于批量生產，專門為工件某加工工序服務的專用夾具，則必須由各個制造廠自行設計制造。
由于專用夾具的設計制造在很大程度上影響加工質量、生產率、勞動條件和生產成本，因此，他是各機械制造廠新產品投資、老產品改進和工藝更新中的一項重要生產技術準備工作，也是每一個從事機械加工工藝的技術人員必須掌握的基礎知識。
機床夾具在機械加工中起著重要的作用，所以應用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用：
（1）.保證工件的加工精度，穩(wěn)定產品質量
夾具在機械加工中的基本作用就是保證工件的相對位置精度。由于采用了能直接定位的夾具，因此，可以準確地確定工件相對于道具和機床切削成形運動中的相互位置關系，不受或者少受各種主觀因素的影響，可以穩(wěn)定可靠地保證加工質量。
（2）.提高勞動生產率和降低加工成本
提高勞動生產率，降低單件時間定額的主要技術措施是增大切削用量和壓縮輔助時間。采用機床夾具，既可以提高工件加工時的剛度，有利于采用較大的切削用量，又可以省去劃線找正等工作，使安裝工作的輔助工時大大減小，因此能顯著地提高勞動生產率和降低成本。
（3）.改善工人勞動條件
采用夾具后，工件的裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。使用專用夾具安裝工件，定位方便、迅速，夾緊可采用增力、機動等裝置，因此可以減輕工人的勞動強度。還可設計保護裝置，確保操作者安全。
（4）.在流水線生產中，便于平衡生產節(jié)拍
工藝工程中，當某些工件所需要工序時間特別長時，可以采用多工位或高效夾具等，以提高生產效率，使生產節(jié)拍能夠比較平衡。
機床夾具分類
（1）.專用夾具 專用夾具是針對某一種工件的一定工序而專門設計的。因為不需要考慮通用性，所以夾具可以設計得結構緊湊、操作方便。還可以按需要采用各種省力機構、動力裝置、分度裝置等。因此，此類夾具可以保證較高的加工精度和勞動生產率，但是，游湖這類夾具的專用性很強，并且設計和制造周期較長，制造費用也較高。當產品變更時，往往因無法再使用而報廢。因此，這類夾具主要在產品固定和工藝穩(wěn)定的較大批量生產中應用。這類夾具也是本課程研究的主要對象。
（2）.可調式夾具 可調式夾具的特點是：加工完一種零件后，通過調整或更換夾具中的個別元件，即可加工形狀相似、尺寸和加工相近的多種零件。
可調式夾具又可以分為通用可調夾具和專用可調夾具。通用可調夾具如滑柱式鉆模等，使用范圍較大。專門化可調夾具常稱為成組夾具，通常配合成組技術，用于裝夾和加工一組結構與工藝相似的工件。
因為這類夾具是在專門夾具基礎上少量更換或調整夾具元件，因此，只能到達有限目標的通用化。即使這樣，也極大提高了專用夾具在多品種、中小批量生產中使用的經濟性。
（3）.專門化拼裝夾具 專門化拼裝夾具是針對其工件的特定工序加工要求，由實現制造好的通用性較強的標準化元件和部件拼裝組成。從這個特點來看，這類夾具具有很大的通用性，但同時又是為某一種特定工序而專門拼裝的夾具。因此，這類夾具又具有專門夾具的優(yōu)點。
（4）.自動化生產用夾具 自動化生產用夾具駐澳是自動線上所使用的夾具。基本上分為兩類：一類是固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類是隨行夾具，它除了具有一般家具所擔負的安裝工件任務外，還擔負著沿自動線輸送工件的任務，即在這工件從一個工位移動到下一個工位。故稱為“隨行夾具”。
屬于自動化生產夾具的還有數控機床夾具。
夾具設計的特點和基本要求
A:夾具設計的特點
（1）.針對性強，設計人員必須全面掌握工藝和生產現場的實際情況。
專用夾具是為某零件的某工序設計的，設計人員必須全面了解和掌握產品零件的要求，工藝工程的安排以及所使用的機床、刀具，鋪具的具體情況才可能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。
（2）.保證加工質量和勞動生產率是夾具設計的兩項主要任務，而保證加工質量又是第一位的。因此，設計時應重點把住定位方案的確定和精度分析這兩道關。對于制造精度要求不高的零件，其夾具設計應該重點保證提高勞動生產率和改善勞動條件。
（3）.夾緊機構對整個夾具結構起決定性作用。
夾緊裝置的結構形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動機構的設計對夾具結構的影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個人設計的結構可能大不相同。而不同復雜程度的家具在不同的生產規(guī)模條件下其經濟效果也不一樣，設計人員必須使自己的設計和生產規(guī)模相適應，不可片面追求高精度而忽視了經濟性。
（4）.夾具的制造多屬于單件生產，因此，設計時應考慮采用組合加工，修配和調整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設置修配和調整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。
（5）.設計周期短，一般不進行強度剛度計算。
夾具設計是直接為產品生產服務的生產技術準備工作，其設計周期要求短，因此設計時多采用參照法或是憑經驗確定的辦法來保證受力件的強度和剛度，通常不進行詳細計算，有時采用簡便公式或用圖表做為設計參考。倒是應注意，在設計一些具有較高精度的夾具時，應該對定位精度、夾緊力等進行必要的計算和分析。
B:設計的基本要求
夾具設計的原則是經濟和使用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個字，其中好用主要的，但好用也必須以不脫離生產現場的實際制造和維修水平為前提。具體要求為：
（1）.夾具的構造應與其用途和生產規(guī)模相適應，正確處理好質量、效率、方便性與經濟性四者的關系。
（2）.保證工件精度。
（3）.保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運輸，保證安全第一。
（4）.注意結構工藝性，對加工、裝配、檢驗和維修等問題應通盤考慮，以降低制造成本。
三、設計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）：
本設計的重點是：用autoCAD軟件繪制零件圖，對本課題設計的零件進行機械加工工藝規(guī)程設計（包括零件的工藝分析與毛坯的設計、工藝路線的擬定、工藝計算、工藝文件的編制等），對指定的某道工序進行夾具設計，繪制夾具裝配圖及主要零件圖。
本設計的難點是：工藝路線的擬定和繪制夾具裝配圖
擬采用的途徑：本設計是在老師的指導下，在查閱大量文獻的基礎上，通過自主獨立完成。根據任務書，本零件材料灰鑄鐵，設計批量為大批量生產，選擇的毛坯制造種類為鑄造。
初步制定工藝路線：
工序1：鑄造
工序2：清砂
工序3：時效處理
工序4：粗銑上端面
工序5：粗銑 半精銑36mm下表面
工序6：鉆的，保證尺寸，Ra12.5
工序7：粗銑、半精銑外圓前后斷面 粗銑、半精銑外圓前后端面
工序8：鉆、擴、鉸的孔，Ra1.6
工序9：鉆、擴、較的孔，Ra1.6
工序10：鉆的孔,保證尺寸,Ra12.5
工序11：鉗工去毛刺
工序12：終檢
四、設計（研究）進度計劃：
畢業(yè)實習（調研、收集資料）--第1、2、3周
撰寫開題報告--第4、5、6周
進行零件圖設計--第7周
進行加工工藝規(guī)程設計--第8、9、10周
進行夾具設計--第11、12、13周
撰寫設計說明書--第14、15周
審閱、評定、準備答辯--第16周
進行答辯--第17周
五、參考文獻：
1.王先逵 主編.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006
2.崇 凱 主編.機械制造技術基礎課程設計指南[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006
3.鄒 青 主編.機械制造技術基礎課程設計指導教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004
4.孫麗媛 主編.機械制造工藝及專用夾具設計指導[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007
5.郭克希 主編.機械制圖.機械類、近機類[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004
6.徐學林 主編.互換性與測量技術基礎[M].長沙：湖南大學出版社，2007
7.吳宗澤 羅圣國 主編.機械設計課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社，2006
8.余光國 馬俊 主編.機床夾具設計[M].重慶：重慶大學出版社，1995
9.程緒琦 主編.AutoCAD2008中文標準教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.4
10.楊叔子 主編.機械加工工藝師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.8
11.鄧文英 主編.金屬工藝學 上冊[M].北京：高等教育出版社，2001
12.鄧文英 主編.金屬工藝學 下冊[M].北京：高等教育出版社，2001
13.李益民 主編.機械制造工藝設計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.7
指導教師意見
簽名：
月 日
教研室（學術小組）意見
教研室主任（學術小組長）（簽章）：
月 日
CHENGNAN COLLEGE OF CUST
畢業(yè)設計
題目： 氣門搖臂軸支座的機械加工工藝及
夾具設計
學生姓名： 朱仲杰
學 號： 200521250317
班 級: 機制0503
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
指導教師： 李亞非
2009 年 6月
氣門搖臂軸制作的機械加工工藝及夾具設計
學生姓名： 朱仲杰
學 號： 200521250317
班 級： 機制0503
所在院(系): 城南學院汽車與機械工程系
指導教師： 李亞非
完成日期: 2009年6月
說明書
題目： 氣門搖臂軸支座的機械加工工藝及夾具設計
氣門搖臂軸支座的機械加工工藝及夾具設計
摘要
機械加工行業(yè)作為一個傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進的發(fā)展，在新經濟時代，行業(yè)呈現了新的發(fā)展趨勢，由此對其它的質量，性能要求有了新的變化?，F在機械加工行業(yè)發(fā)生著結構性變化，工藝工裝的設計與改良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件，工藝工裝的設計與改良直接影響加工產品的質量與性能。
本文首先介紹了氣門搖臂軸支座的作用和工藝分析，其次確定毛坯尺寸，然后進行了工藝規(guī)程設計，最后進行夾具設計。此次設計是對氣門搖臂軸支座的加工工藝和夾具設計，其零件為鑄件，具有體積小，零件結構簡單的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，其機構設計簡單，方便且能滿足要求。
關鍵詞：氣門搖臂軸支座，工藝分析 ，工藝規(guī)程設計 ，夾具設計
The machining process and fixture design of the Valve Rocker Arm Bearing support
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.
KEYWORDS: Valve rocker arm bearing support, process analysis, Process design, fixture design
目錄
中文摘要
英文摘要
1緒論..........................................................................................................................1
1.1 本設計的內容及意義……………………………………………….…..1
1.2 課題背景知識………………………………………………….…………1
1.2.1 零件的作用……………………………………………………………2
1.2.2柴油機相關知識介紹 2
1.2.3 機械制造工藝技術相關知識................................................................3
1.2.4 機床夾具設計基礎知識........................................................................4
2 氣門搖臂軸支座的機械制造工藝規(guī)程設計 9
2.1 零件的工藝分析及生產類型的確定 9
2.1.1零件的作用 9
2.1.2零件的工藝分析 9
2.1.3確定零件的生產類型 11
2.2 選擇毛坯，繪制毛坯圖 11
2.2.1選擇毛坯種類 11
2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量 12
2.2.3設計毛坯圖 13
2.2.4繪制毛坯圖...........................................................................................14
2.3 選擇加工方法，制定工藝路線 14
2.3.1定位基準的選擇 14
2.3.2零件表面加工方法的選擇 16
2.3.3加工階段的劃分 16
2.3.4工序的集中與分散 17
2.3.5工序順序的安排 17
2.3.6確定工藝路線 17
2.3.7加工設備及工藝裝備的選擇...............................................................19
2.3.8工序間余量的確定...............................................................................20
2.3.9切削余量及基本時間定額的確定 21
3 氣門搖臂軸支座專用夾具的設計...........................................................37
3.1確定夾具的結構方案 37
3.1.1確定定位方案，選擇定位元件............................................................ 37
3.1.2 確定導向裝置........................................................................................39
3.1.3確定夾緊機構.........................................................................................39
3.1.4確定輔助定位裝置.................................................................................40
3.2設計夾具體 40
3.3 夾具裝配圖上標注尺寸、配合及技術要求 40
總結 43
參考文獻 44
致謝 45
附件 46
附件A開題報告
附件B 英文翻譯及原文
1 緒論
1.1 本設計的內容及意義
本次設計是在我們學完了大學的全部基礎課，技術基礎課以及專業(yè)課之后而進行。此次的設計是對大學期間所學各課程及相關的應用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。其目的在于：
1．鞏固我們在大學里所學的知識，也是對以前所學知識的綜合性的檢驗；
2．加強我們查閱資料的能力，熟悉有關資料；
3．樹立正確的設計思想，掌握設計方法，培養(yǎng)我們的實際工作能力；
4．通過對氣門搖臂軸支座的機械制造工藝設計，使我們在機械制造工藝規(guī)程設計，工藝方案論證，機械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術文件及查閱技術文獻等各個方面受到一次綜合性的訓練。初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。
5.能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計，初步具備設計出高效，省力，經濟合理并能保證加工質量的專用夾具的能力。
6．通過零件圖，裝配圖繪制，使我們對于AutoCAD繪圖軟件的使用能得到進一步的提高。
本次設計的主要內容為：首先運用AutoCAD軟件繪制氣門搖臂軸支座的二維零件圖，然后根據圖紙的技術要求等確定生產類型，經分析本次設計的零件年產量為10000件，屬大批量生產。其次進行工藝分析，確定毛坯類型和制造方法，氣門搖臂軸支座的材料為HT200，擬采用以鑄造的形式進行毛坯的制造，并確定零件的機械加工工藝路線，完成機械加工工序設計，進行必要的經濟分析。最后，對某道加工工序進行夾具裝配圖及主要零件圖的設計。
1.2課題背景知識
1.2.1零件作用
本設計所設計的零件是1105柴油機中搖臂結合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進、排氣氣門搖臂。直徑為16mm的孔內裝一個減壓軸，用于降低汽缸內壓力，便于啟動柴油機。兩孔間距56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑11的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細標注。
1.2.2柴油機相關知識介紹
簡介柴油機是用柴油作燃料的內燃機。柴油機屬于壓縮點火式發(fā)動機，它又常以主要發(fā)明者狄塞爾的名字被稱為狄塞爾引擎。
柴油機在工作時，吸入柴油機氣缸內的空氣，因活塞的運動而受到較高程度的壓縮，達到500～700℃的高溫。然后將燃油以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣混合形成可燃混合氣，自動著火燃燒。燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上，推動活塞并通過連桿和曲軸轉換為旋轉的機械功。
柴油機可按不同特征分類：按轉速分為高速、中速和低速柴油機；按燃燒室的型式分為直接噴射式、渦流室式和預燃室式柴油機等；按氣缸進氣方式分為增壓和非增壓柴油機；按氣體壓力作用方式分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機等；按用途分為船用柴油機、機車柴油機等。
隨著現代社會進程的加快，柴油機發(fā)揮的社會作用不可估量，特別是在社會工業(yè)化之后，柴油機作為動力內燃機的一種，在社會的各個領域無處不在，工業(yè)、農業(yè)、汽車、船舶、公路工程、港口工程等，在這些領域里柴油機發(fā)揮著巨大的作用，為社會創(chuàng)造著巨大的效益。在這領域中，柴油機所發(fā)揮的作用也是不盡相同，所以根據作用的需要，柴油機也被設計出了很多種型號，各種型號功率不同，發(fā)揮的作用大小也就不一樣，創(chuàng)造出的價值也不一樣。但是柴油機的污染排放也是一個不小的社會問題，隨著社會的發(fā)展，人類對生活質量要求的提高，預示著人類對空氣質量的要求也在提高，而高污染排放的柴油機必定不能滿足人類的這一生活需求，但是柴油機已經是社會發(fā)展不可缺少的一個重要零部分，徹底取代柴油機在目前的技術條件下似乎還不太可能。人類的智慧永遠是無法估量的，現代的設計師們正在朝著設計出高效率，低排放，質量輕，生產簡單的柴油機這一目標奮斗著，而這一目標也將越來越近。隨著社會的需要，各種型號不一，功率不一的柴油機生產數量將不斷的增長，而氣門搖臂軸支座是柴油機上不可或缺的一個零件，也就是意味著氣門搖臂軸支座的生產數量也將是與日俱增，為了創(chuàng)造出更大的效益，設計出輕便，經久耐用，便于生產的氣門搖臂軸支座這一零件是很有必要的。
柴油機具有熱效率高的顯著優(yōu)點，其應用范圍越來越廣。隨著強化程度的提高，柴油機單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能，各國都在注重改善燃燒過程，研究燃用低質燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染，都是柴油機的重要發(fā)展方向。
1.2.3機械制造工藝技術相關知識
1.機械加工工藝基礎知識
氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程的制訂
（1）.根據零件圖和產品裝配圖，對零件進行工藝分析
在對氣門搖臂周支座進行工藝規(guī)程設計時，應掌握該零件在部件或總成中的位置、公用以及部件或總成對該零件提出的技術要求，明確零件的主要工作表面，以便在擬定工藝規(guī)程過程中采取措施予以保證
掌握零件的結構形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件的主要工藝特點，形成工藝規(guī)程設計的總體構想。
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、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等方面的技術要求；明確哪些表面是主要加工表面，以便在選擇表面加工方法及擬定工藝路線時重點考慮；對全部技術要求應進行歸納整理。
（2）.計算零件的生產綱領，確定生產類型
根據零件圖查表可知，氣門搖臂軸支座為輕型零件，根據生產要求將確定該零件為大批量生產。
（3）.確定毛坯種類和制造方法
機械加工中毛坯種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等。根據氣門搖臂軸支座零件圖所選擇的材料，氣門搖臂軸支座零件加工工程中應達到的技術指標和加工特點，零件生產的經濟性，如何選擇合適的毛坯種類也是設計重點。其次，如何選擇毛坯制造方法也是設計中必不可少的環(huán)節(jié)，一般地，選擇毛坯的制造方法應考慮一下幾個方面因素：a、材料的工藝性能；b、毛坯尺寸、形狀和精度要求；c、零件生產綱領；d、采用新型材料、新工藝、新技術的可能性。
（4）.確定毛坯尺寸和公差
如何確定毛坯尺寸，也就是如何確定加工余量，對確保加工質量、提高生產率和降低成本都有重要的意義。余量不能確定過大或是過小，所以應當選擇合適的方法來確定加工余量，保證零件加工各項尺寸及技術指標。同時，選擇合適的尺寸公差對零件加工和零件生產的經濟型也有很大的影響。
（5）.擬定工藝路線
擬定工藝路線包括：定位基準的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。這也將是氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程設計制定的重點
（6）.確定各個工序的加工余量，計算工序尺寸及公差
（7）.選擇各個工序的機床設備及刀具、量具等工藝裝備
（8）.確定各個工序的切削用量和時間定額
（9）.編制工藝文件
1.2.4機床夾具設計基礎知識
在機械制造的各個加工工藝工程中，必須使工件在工藝系統(tǒng)中處于正確的位置，以保證加工質量，并提高生產效率。把為了使工件處于正確位置上所使用的各種工藝裝備，成為夾具。如檢驗夾具、焊接夾具、裝配夾具等。
在機床上對工件進行切削加工時，為了保證加工精度，必須正確地安放工件，使工件相對于刀具和機床占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。為了保護這個正確圍著在加工過程中穩(wěn)定不變，應該對工件施加一定的夾緊力，這個過程稱為“夾緊”。這兩個過程總稱為“安裝”。在機床上實現安裝人物的工藝裝備，就是“機床夾具”。
機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣泛的是通用夾具，如車床上用的三爪卡盤和銑床上用的平口虎鉗等。這類夾具的規(guī)格尺寸已經標準化，由專業(yè)廠進行生產。而用于批量生產，專門為工件某加工工序服務的專用夾具，則必須由各個制造廠自行設計制造。
由于專用夾具的設計制造在很大程度上影響加工質量、生產率、勞動條件和生產成本，因此，他是各機械制造廠新產品投資、老產品改進和工藝更新中的一項重要生產技術準備工作，也是每一個從事機械加工工藝的技術人員必須掌握的基礎知識。
機床夾具在機械加工中起著重要的作用，所以應用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用：
（1）.保證工件的加工精度，穩(wěn)定產品質量
夾具在機械加工中的基本作用就是保證工件的相對位置精度。由于采用了能直接定位的夾具，因此，可以準確地確定工件相對于道具和機床切削成形運動中的相互位置關系，不受或者少受各種主觀因素的影響，可以穩(wěn)定可靠地保證加工質量。
（2）.提高勞動生產率和降低加工成本
提高勞動生產率，降低單件時間定額的主要技術措施是增大切削用量和壓縮輔助時間。采用機床夾具，既可以提高工件加工時的剛度，有利于采用較大的切削用量，又可以省去劃線找正等工作，使安裝工作的輔助工時大大減小，因此能顯著地提高勞動生產率和降低成本。
（3）.改善工人勞動條件
采用夾具后，工件的裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。使用專用夾具安裝工件，定位方便、迅速，夾緊可采用增力、機動等裝置，因此可以減輕工人的勞動強度。還可設計保護裝置，確保操作者安全。
（4）.在流水線生產中，便于平衡生產節(jié)拍
工藝工程中，當某些工件所需要工序時間特別長時，可以采用多工位或高效夾具等，以提高生產效率，使生產節(jié)拍能夠比較平衡。
機床夾具分類
（1）.專用夾具 專用夾具是針對某一種工件的一定工序而專門設計的。因為不需要考慮通用性，所以夾具可以設計得結構緊湊、操作方便。還可以按需要采用各種省力機構、動力裝置、分度裝置等。因此，此類夾具可以保證較高的加工精度和勞動生產率，但是，游湖這類夾具的專用性很強，并且設計和制造周期較長，制造費用也較高。當產品變更時，往往因無法再使用而報廢。因此，這類夾具主要在產品固定和工藝穩(wěn)定的較大批量生產中應用。這類夾具也是本課程研究的主要對象。
（2）.可調式夾具 可調式夾具的特點是：加工完一種零件后，通過調整或更換夾具中的個別元件，即可加工形狀相似、尺寸和加工相近的多種零件。
可調式夾具又可以分為通用可調夾具和專用可調夾具。通用可調夾具如滑柱式鉆模等，使用范圍較大。專門化可調夾具常稱為成組夾具，通常配合成組技術，用于裝夾和加工一組結構與工藝相似的工件。
因為這類夾具是在專門夾具基礎上少量更換或調整夾具元件，因此，只能到達有限目標的通用化。即使這樣，也極大提高了專用夾具在多品種、中小批量生產中使用的經濟性。
（3）.專門化拼裝夾具 專門化拼裝夾具是針對其工件的特定工序加工要求，由實現制造好的通用性較強的標準化元件和部件拼裝組成。從這個特點來看，這類夾具具有很大的通用性，但同時又是為某一種特定工序而專門拼裝的夾具。因此，這類夾具又具有專門夾具的優(yōu)點。
（4）.自動化生產用夾具 自動化生產用夾具駐澳是自動線上所使用的夾具?；旧戏譃閮深悾阂活愂枪潭ㄊ綂A具，它與一般專用夾具相似；一類是隨行夾具，它除了具有一般家具所擔負的安裝工件任務外，還擔負著沿自動線輸送工件的任務，即在這工件從一個工位移動到下一個工位。故稱為“隨行夾具”。
屬于自動化生產夾具的還有數控機床夾具。
夾具設計的特點和基本要求
A:夾具設計的特點
（1）.針對性強，設計人員必須全面掌握工藝和生產現場的實際情況。
專用夾具是為某零件的某工序設計的，設計人員必須全面了解和掌握產品零件的要求，工藝工程的安排以及所使用的機床、刀具，鋪具的具體情況才可能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。
（2）.保證加工質量和勞動生產率是夾具設計的兩項主要任務，而保證加工質量又是第一位的。因此，設計時應重點把住定位方案的確定和精度分析這兩道關。對于制造精度要求不高的零件，其夾具設計應該重點保證提高勞動生產率和改善勞動條件。
（3）.夾緊機構對整個夾具結構起決定性作用。
夾緊裝置的結構形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動機構的設計對夾具結構的影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個人設計的結構可能大不相同。而不同復雜程度的家具在不同的生產規(guī)模條件下其經濟效果也不一樣，設計人員必須使自己的設計和生產規(guī)模相適應，不可片面追求高精度而忽視了經濟性。
（4）.夾具的制造多屬于單件生產，因此，設計時應考慮采用組合加工，修配和調整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設置修配和調整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。
（5）.設計周期短，一般不進行強度剛度計算。
夾具設計是直接為產品生產服務的生產技術準備工作，其設計周期要求短，因此設計時多采用參照法或是憑經驗確定的辦法來保證受力件的強度和剛度，通常不進行詳細計算，有時采用簡便公式或用圖表做為設計參考。倒是應注意，在設計一些具有較高精度的夾具時，應該對定位精度、夾緊力等進行必要的計算和分析。
B:設計的基本要求
夾具設計的原則是經濟和使用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個字，其中好用主要的，但好用也必須以不脫離生產現場的實際制造和維修水平為前提。具體要求為：
（1）.夾具的構造應與其用途和生產規(guī)模相適應，正確處理好質量、效率、方便性與經濟性四者的關系。
（2）.保證工件精度。
（3）.保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運輸，保證安全第一。
（4）.注意結構工藝性，對加工、裝配、檢驗和維修等問題應通盤考慮，以降低制造成本。
2 氣門搖臂軸支座的機械加工工藝規(guī)程設計
2.1.零件的工藝分析及生產類型的確定
2.1.1零件的作用
本設計所設計的零件是1105柴油機中搖臂結合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進、排氣氣門搖臂。直徑為16mm的孔內裝一個減壓軸，用于降低汽缸內壓力，便于啟動柴油機。兩孔間距56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑11的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細標注。
圖2.1 氣門搖臂軸支座零件圖
2.1.2 零件的工藝分析
通過對氣門搖臂軸支座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術要求齊全。通過對零件圖的詳細審閱，該零件的基本工藝狀況已經大致掌握。主要工藝狀況如下敘述：
零件的材料為HT200，灰鑄鐵的生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根據對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下：
1. 外圓的上端面以及與此孔相通的通孔，粗糙度均為12.5；
2. 36mm下端面，根據零件的總體加工特性，366mm為整個機械加工過程中主要的基準面，粗糙度為12.5，因此在制定加工方案的時候應當首先將此面加工出來；
3. 外圓的前后端面，粗糙度為12.5；前后端面倒的角，粗糙度為12.5；以及的通孔，在這里由于通孔所要求的精度較高，因此該孔的的加工是一個難點，其所要求的表面粗糙度為1.6，且該孔的軸線與36mm下端面的平行度為0.05，且該孔的軸線圓跳動公差為0.1需要選擇適當的加工方法來達到此孔加工的技術要求。
4. 的前后端面，粗糙度為2.5；前后端面倒的角，粗糙度為12.5；以及的通孔，的通孔同樣也是本零件加工一個比較重要的部分，觀察零件圖就可以知道，的孔要求的表面粗糙度和位置精度和的通孔一樣都是比較高的，的通孔表面粗糙度為1.6，孔的軸線與36mm的地面的平行度為0.05；
通過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來達到要求，而且這兩個面也是整個加工工程中主要的定位基準面，因此可以粗加工或者半精加工出這兩個面而達到精度要求，再以此作為基準采用專用夾具來對其他表面進行加工，并且能夠更好的保證其他表面的位置精度要求?？偟目磥?，該零件并沒有復雜的加工曲面，屬于較為簡單的零件，所以根據各加工表面的技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證，簡單的工藝路線安排如下：將零件定位夾緊，加工出36mm下端面以及上端面，并鉆出的通孔，然后再以這先加工出來的幾個表面為基準定位，加工出和的外圓端面，并鉆出這兩個精度要求比較高的空，最后翻轉零件，深孔加工出的斜油孔。
2.1.3 確定零件的生產類型
零件的生產類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產類型一般可分為大量生產、成批生產和單件生產三種類型，不同的生產類型由著完全不同的工藝特征。零件的生產類型是按零件的年生產綱領和產品特征來確定的。生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。年生產綱領是包括備品和廢品在內的某產品年產量。零件的生產綱領N可按下式計算：
根據上式就可以計算求得出零件的年生產綱領，再通過查表，就能確定該零件的生產類型。
根據本零件的設計要求，Q=10000臺，m=1件/臺，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數據代入生產綱領計算公式得出N=10351件/年，零件質量為0.27kg，
根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表1-3，表1-4可知該零件為輕型零件，本設計零件氣門搖臂軸支座的的生產類型為大批量生產。
2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖
2.2.1 選擇毛坯種類
機械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應當考慮一下幾個因素。
（1）.材料的工藝性能
材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。
（2）.毛坯的尺寸、形狀和精度要求
毛坯的尺寸大小和形狀復雜程度也是選擇毛坯的重要依據。直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的宜采用鍛件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀復雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。
（3）.零件的生產綱領
選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產綱領相適應，才能獲得最佳的經濟效益。生產綱領大時宜采用高精度和高生產率的毛坯制造方法，如模鍛及熔模鑄造等；生產綱領小時，宜采用設備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造及自由鍛造。
根據上述內容的幾個方面來分析本零件，零件材料為HT200，首先分析灰鑄鐵材料的性能，灰鑄鐵是一種脆性較高，硬度較低的材料，因此其鑄造性能好，切削加工性能優(yōu)越，故本零件毛坯可選擇鑄造的方法；其次，觀察零件圖知，本設計零件尺寸并不大，而且其形狀也不復雜，屬于簡單零件，除了幾個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獲得，若要使其他不進行加工的表面達到較為理想的表面精度，可選擇砂型鑄造方法；再者，前面已經確定零件的生產類型為大批量生產，可選擇砂型鑄造機器造型的鑄造方法，較大的生產批量可以分散單件的鑄造費用。因此，綜上所述，本零件的毛坯種類以砂型鑄造機器造型的方法獲得。
2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量
根據零件圖計算零件的輪廓尺寸為長83mm，寬37mm，高62mm。
查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-1 按鑄造方法為砂型鑄造機器造型，零件材料為灰鑄鐵，查得鑄件公差等級為CT8-CT12，取鑄件公差等級為CT10。
再根據毛坯鑄件基本尺寸查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-3 ，按前面已經確定的鑄件公差等級CT10差得相應的鑄件尺寸公差。
查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-5 按鑄造方法為砂型鑄造機器造型，材料為灰鑄鐵，查得鑄件所要求的機械加工余量等級為E-G,將要求的機械加工余量等級確定為G，再根據鑄件的最大輪廓尺寸查閱《機械制造工藝設計簡明手冊》[13]表2.2-4 要求的鑄件機械加工余量。
由于所查得的機械加工余量適用于機械加工表面，的加工表面，機械加工余量要適當放大。分析本零件，除了的外，沒有一個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，因此一般情況下這些表面的毛坯尺寸只需將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經過粗加工和半精加工，因此余量將要放大，這里為了機械加工過程的方便，除了孔以外的加工表面，將總的加工余量統(tǒng)一為一個值。如下表：
表2.1 毛坯尺寸及機械加工總余量表
加工
表面
基本
尺寸
鑄件尺寸
公差
機械加工總余量
鑄件
尺寸
上端面
2.6
4
下端面
2.6
4
前端面
2.6
4
后端面
2.6
4
前端面
2.2
4
后端面
2.2
4
2.2.3 設計毛坯圖
（1） 確定鑄造斜度 根據《機械制造工藝設計簡明手冊》[13]表2.2-6 本零件毛坯砂型鑄造斜度為～。
（2） 確定分型面 由于毛坯形狀對稱，且最大截面在中間截面，為了起模以及便于發(fā)現上下模在鑄造過程中的錯移，所以選擇前后對稱中截面為分型面。
（3） 毛坯的熱處理方式 為了去除內應力，改善切削性能，在鑄件取出后進行機械加工前應當做時效處理。
2.2.4 繪制毛坯圖
圖2.2 氣門搖臂軸支座毛坯圖
2.3 選擇加工方法，制定工藝路線
2.3.1 定位基準的選擇
定位基準的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數目，各表面加工順序，夾具結構及零件的精度。
定位基準分為粗基準和精基準，用毛坯上未經加工的表面作為定位基準成為粗基準，使用經過加工表面作為定位基準稱為精基準。在制定工藝規(guī)程時，先進行精基準的選擇，保證各加工表面按圖紙加工出來，再考慮用什么樣的粗基準來加工精基準。
1.粗基準的選擇原則
為保證加工表面與不加工表面之間的位置精度，則應以不加工表面為粗基準。若工件上有很多歌不加工表面，應選其中與加工表面位置精度要求較高的表面為粗基準。
為保證工件某重要表面的余量均勻，應選重要表面為粗基準。
應盡量選光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準，以便定位準確，夾緊可靠。
粗基準一般只在頭道工序中使用一次，應精良避免重復使用。
2.精基準的選擇原則
“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的定位誤差。
“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。
“自為基準“原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
“互為基準“原則 當兩個表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。
所選的精基準應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。
根據上述定位基準的選擇原則，分析本零件，根據氣門搖臂軸支座零件圖，本零件時帶有孔的形狀比較簡單的零件，孔、孔以及孔均為零件設計基準，均可選為定位基準，而且孔和孔設計精度較高（亦是裝配基準和測量基準），工序將安排這兩個孔在最后進行，為遵循“基準重合”原則，因此選擇先進行加工的孔和加工后的36mm下底面作為精基準，在該零件需要加工的表面中，由于外圓面上有分型面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，應選外圓端面及未加工的36mm下端面為粗基準。
2.3.2 零件的表面加工方法的選擇
根據本零件圖上所標注的各加工表面的技術要求，查《機械制造工藝設計簡明手冊》[13]表1.4-7，表1.4-8，通過對各加工表面所對應的各個加工方案的比較，最后確定本零件各加工表面的加工方法如下表：
表2.2 氣門搖臂軸支座各加工表面方案
需加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度Ra/
加工方案
上端面
IT14
12.5
粗銑
36mm下端面
IT12
6.3
粗銑→半精銑
前端面
IT11
3.2
粗銑→半精銑
后端面
IT11
3.2
粗銑→半精銑
前端面
IT14
12.5
粗銑
后端面
IT14
12.5
粗銑
通孔
IT14
12.5
鉆
偏內孔
IT14
12.5
鉆
通孔
IT8
1.6
鉆→擴→粗鉸→精鉸
通孔
IT8
1.6
鉆→擴→粗鉸→精鉸
2.3.3加工階段的劃分
本零件氣門搖臂軸支座加工質量要求較高，可將加工階段分為粗加工，半精加工幾個階段。
在粗加工階段，首先將精基準備好，也就是先將36mm下端面和通孔加工出來，使后續(xù)的工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑粗基準上端面、外圓前后端面、外圓前后端面，在半精加工階段，完成對外圓前后端面的半精銑，鉆→擴→粗鉸→精鉸出通孔和通孔，并鉆出偏內孔。
2.3.4工序的集中與分散
本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。本零件氣門搖臂軸支座的生產類型為大批量生產，可以采用各種機床配以專用工具、夾具、以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。
2.3.5工序順序的安排
1.機械加工順序
（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準，即在前面加工階段先加工36mm下端面以及通孔。
（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面和外圓前后端面，通孔，通孔，后加工次要表面偏內孔。
（4）遵循“先面后孔”原則，先加工36mm下端面，上端面，后加工通孔；先加工和外圓前后端面，后加工通孔，通孔。
2．熱處理工序
機械加工前對鑄件毛坯進行時效處理，時效處理硬度HBS187-220,時效處理的主要目的是消除鑄件的內應力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機械性能，這樣可以提高毛坯進行加工的切削性能。
3.輔助工序
毛坯鑄造成型后，應當對鑄件毛坯安排清砂工序，并對清砂后的鑄件進行一次尺寸檢驗，然后再進行機械加工，在對本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、終檢工序。
2.3.6 確定工藝路線
在綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎上，確定了該氣門搖臂軸支座零件的工藝路線如下：
圖2.3 定位面,加工面代號指示圖
工序Ⅰ：鑄造；
工序Ⅱ：清砂，檢驗；
工序Ⅲ：時效處理HBS187-220
工序Ⅳ：以36mm下底面C以及外圓端面G或F定位，粗銑上端面A；
工序Ⅴ：以粗銑后的上端面A以及外圓端面G或F定位，粗銑36mm下底面C；半精銑36mm下底面C；
工序Ⅵ：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，鉆通孔；
工序Ⅶ：以加工后的內孔表面H，以加工后的36mm下端面C以及后端面G定位，粗銑前端面F，粗銑前端面I，半精銑前端面F；
工序Ⅷ：以加工后的內孔表面H，以加工后的36mm下端面C以及前端面定位F，粗銑后端面J，粗銑后端面G，半精銑后端面G；
工序Ⅸ：以加工后的內孔表面H，以加工后的36mm下端面V，端面G或F定位,鉆→擴→粗鉸→精鉸通孔，并倒角；
工序Ⅹ：以加工后的內孔表面G，以加工后的36mm下端面C，端面G或F定位, 鉆→擴→粗鉸→精鉸通孔，并倒角；
工序Ⅺ：以上端面A偏以及端面G或F定位，鉆偏內孔；
工序Ⅻ：鉗工去毛刺，清洗；
工序ⅩⅢ：終檢。
2.3.7 加工設備及工藝裝備選擇
機床及工藝裝備的選擇是制定工藝規(guī)程的一項重要工作，它不但直接影響工件的加工質量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。
1.機床的選擇原則
機床的加工尺寸范圍應與零件的外廓尺寸相適應；
機床的精度應與工序要求的精度相適應；
機床的功率應與工序要求的功率相適應；
機床的生產率應與工件的生產類型相適應；
還應與現有的設備條件相適應。
2.夾具的選擇
本零件的生產類型為大批量生產，為提高生產效率，所用的夾具應為專用夾具。
3.刀具的選擇
刀具的選擇主要取決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、生產率及經濟性等。在選擇時應盡可能采用標準刀具，必要時可采用符合刀具和其他專用刀具。
4.量具的選擇
量具主要根據生產類型和所檢驗的精度來選擇。在單件小批量生產中應采用通用量具，在大批量生產中則采用各種量規(guī)和一些高生產率的專用量具。
查《機械制造工藝設計簡明手冊》[13]所選擇的加工工藝裝備如下表所示：
表2.3 氣門搖臂軸支座加工工藝裝備選用
工序號
機床設備
刀具
量具
工序Ⅰ 鑄
（免填）
游標卡尺
工序Ⅱ 檢
游標卡尺
工序Ⅲ 熱處理
游標卡尺
工序Ⅳ 銑
臥式銑床X61
硬質合金端銑刀
游標卡尺
工序Ⅴ 銑
臥式銑床X61
硬質合金端銑刀
游標卡尺
工序Ⅵ 鉆
立式鉆床Z525
直柄麻花鉆11
卡尺、塞規(guī)
工序Ⅶ 銑
臥式銑床X61
硬質合金端銑刀
游標卡尺
工序Ⅷ 銑
臥式銑床X61
硬質合金端銑刀
游標卡尺
工序Ⅸ 鉆
TX617臥式鏜床
麻花鉆、擴鉆、機用鉸刀
內徑千分尺，塞規(guī)
工序Ⅹ 鉆
TX617臥式鏜床
麻花鉆、擴鉆、機用鉸刀
內徑千分尺，塞規(guī)
工序Ⅺ 鉆
立式鉆床Z525
直柄麻花鉆
塞規(guī)
工序Ⅻ 鉗
（免填）
游標卡尺
工序ⅩⅢ 檢
內徑千分尺、游標卡尺、塞規(guī)
2.3.8工序間加工余量的確定
查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-28，表2-35，并綜合對毛坯尺寸以及已經確定的機械加工工藝路線的分析，確定各工序間加工余量如下表：
表2.4 機械加工工序間加工余量表
工序號
工步號
工步內容
加工余量/mm
工序Ⅳ
1
粗銑上端面A
4
工序Ⅴ
1
粗銑36mm下底面C
3
2
半精銑36mm下底面C
1
工序Ⅵ
1
鉆通孔
11
工序Ⅶ
1
粗銑前端面F
3
2
粗銑前端面I
4
3
半精銑前端面F
1
工序Ⅷ
1
粗銑后端面J
4
2
粗銑后端面G
3
3
半精銑后端面G
1
工序Ⅸ
1
鉆的通孔
17
2
擴孔至
0.85
3
粗鉸至
0.09
4
精鉸至
0.06
工序Ⅹ
1
鉆通孔
15
2
擴孔至
0.85
3
粗鉸至
0.10
4
精鉸至
0.05
工序Ⅺ
1
鉆偏內孔
3
2.3.9切削用量以及基本時間定額的確定
工序Ⅵ 粗銑上端面A
（1） 切削深度 。
（2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數z=10，根據所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
（3） 切削速度的確定 根據所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。
計算主軸轉速，查《機械制造基礎課程設計基礎教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際
（4）基本時間的確定
銑削常用符號如下：
z——銑刀齒數
——銑刀每齒的進給量，mm/z
——工作臺的水平進給量，mm/min
——工作臺的進給量，mm/min，
——銑削寬度，mm
——銑削深度，mm
d——銑刀直徑，mm
查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式：
根據銑床的數據，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=。
根據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=22mm
根據《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
。
工序Ⅴ 加工36mm下端面
1.工步一 粗銑36mm下底面C
（1）切削深度 。
（2）進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數z=10，根據所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
（3）切削速度的確定 根據所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。
計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際
（4） 基本時間的確定 根據銑床的數據，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=
根據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm
根據《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
。
2.工步二 半精銑36mm下底面C
（1）切削深度 。
（2）進給量的確定 此工序選擇YG8硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數z=10，根據所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。
（3）切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-157
=124m/min，計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]機床主軸轉速表，確定n=490r/min，再計算實際切削速度
（4）基本時間的確定 根據銑床的數據，主軸轉速n=490r/min，工作臺進給量=
根據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm
根據《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
工序Ⅵ 鉆通孔
（1） 切削深度 。
（2） 進給量和切削速度的確定 選硬質合金鉆頭直柄麻花鉆，鉆頭參數如下：，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-134，，取，，取，根據上面數據，計算主軸轉速，查立式鉆床Z525主軸轉速表，取n=1360r/min，計算實際切削速度，。
（3） 基本時間的確定，首先查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-26，查得鉆削機動時間計算公式，，，=（1~4），
鉆孔深度，，，所以
工序Ⅶ 粗銑以及半精銑端面
1.工步一 粗銑前端面F
（1） 切削深度 。
（2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數z=10，根據所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
（3） 切削速度的確定 根據所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。
計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際。
（4）基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式：
根據銑床的數據，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=。
根據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=28mm
根據《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
。
2. 工步二 粗銑前端面I
（1） 切削深度 。
（2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數z=10，根據所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
（3） 切削速度的確定 根據所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際。
（4） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式：
根據銑床的數據，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=
根據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=26mm
根據《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
3. 工步三 半精銑前端面F
（1） 切削深度 。
（2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數z=10，根據所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
（3） 切削速度的確定 根據所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際。
（4） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式：
根據銑床的數據，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=
根據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=28mm
根據《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
工序Ⅷ 粗銑以及半精銑端面
1. 工步一 粗銑后端面J
（1） 切削深度 。
（2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數如下：D=80
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