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摘要
機械設計制造及其夾具設計是我們融會貫通大學所學的知識，將理論與實踐相結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎。
自從20世紀以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具和輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效益，生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的質量的重要保證的重要依據。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。
機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞動強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。
而本次對于搖臂軸支座加工工藝及夾具設計的主要任務是：
1. 完成搖臂軸支座零件加工工藝規(guī)程的制定；
2. 完成搖臂軸支座專用夾具的設計。
通過對搖臂軸支座零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出搖臂軸支座加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據切銷力的大小、批量生產情況來選取夾緊方式，為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。從而設計一套專用夾具。
目錄
第1章 緒論 6
1.1研究背景 6
1.2機械加工工藝及夾具設計的發(fā)展 6
1.2.2發(fā)展現(xiàn)狀 7
1.2.3發(fā)展趨勢 7
1.3機械加工工藝及夾具設計課題的意義 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 10
2.1.2 零件的工藝分析 10
2.1.3 確定零件的生產類型 12
2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 12
2.2.1 選擇毛坯種類 12
2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量 13
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 零件的表面加工方法的選擇 15
2.3.3 確定工藝路線 16
2.3.4 加工設備及工藝裝備選擇 17
2.3.5工序間加工余量的確定 18
2.3.6切削用量以及基本時間定額的確定 20
3 氣門搖臂軸支座零件專用夾具的設計 35
3.1研究原始質料 35
3.2定位基準的選擇 35
3.3 切削力及夾緊分析計算 35
3.4 誤差分析與計算 36
3.5 零、部件的設計與選用 37
3.6 夾具設計及操作的簡要說明 38
總 結 39
致 謝 40
參考文獻 41
Abstract
The mechanical design and manufacturing and the fixture design are the knowledge that we have learned from the University, combining theory with practice, training the comprehensive application of professional knowledge, and laying a good foundation for us to go to our own job.
Since twentieth Century, the automation of modern manufacturing technology and machine manufacturing technology has made considerable progress. But tools, including fixtures, knives, measuring tools and assistive devices, are constantly undergoing innovations, and their functions are still very significant. Machine tool fixture has a direct impact on the quality, productivity and product cost of parts processing. Therefore, both in traditional manufacturing and modern manufacturing systems, fixture is an important process equipment.
Machining process is to stipulate the machining process and operation method of products or parts, and is an important technical document for guiding production. It is directly related to the product quality, productivity and the economic benefits of processing products. The size of the production scale, the level of the process level, and the methods and means to solve various technological problems must be embodied through the machining process. Therefore, the compilation of the process regulations is an important guarantee for the quality of the production of the product. Important basis. The rationality, scientificity and perfection of the process must be guaranteed.
The machine tool jig is a device used to clamp the workpiece on the machine tool in order to ensure the quality of the product and improve the efficiency of the production, improve the labor intensity and reduce the cost of production. The function of the fixture is to make the workpiece in the correct position relative to the machine tool or knife and keep the position in the process. Their research is of great importance to the machinery industry, so in the mass production, special fixtures are often used.
The main tasks of the left end cover machining process and fixture design are:
1. complete the formulation of machining process specification for left end cover parts.
2. complete the design of the special fixture for the left end cover.
Through a preliminary analysis of the parts of the left end, the main features of the parts, the difficulty of processing, the main machining surfaces and the processing of the rough and fine reference are made. The processing procedures of the left end cover are formulated, and the processing technology of the parts is analyzed, the positioning datum is selected first, and then the cutting force is then based on the design of the special fixture. In order to increase labor productivity, ensure the quality of processing and reduce labor intensity, we select the clamping mode for size and batch production. So a set of special fixture is designed.
第1章 緒論
1.1研究背景
在2l世紀，世界機械工業(yè)的發(fā)展進入了前所未有的高速階段，與其他行業(yè)相比，機械工業(yè)的發(fā)展具的地位化，規(guī)模化，全球化和高技術化的特點。21世紀初機械制造業(yè)的重要特征表現(xiàn)在它全球化，網絡化，虛擬化，智能化以及環(huán)保，協(xié)調的綠色制造等。而柔性化，靈捷化，智能化，信息化便成為21世紀初機械制造業(yè)發(fā)展的總趨勢。
機械工業(yè)是國民經濟的裝備部，是為經濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業(yè)。不論是傳統(tǒng)產業(yè)還是新興產業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備性能、質量和成本，對國民經濟部門的技術進步和經濟效益產生很大和直接的影響[1]。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經濟實力和科學技術水平的重要標志。
目前我國機械工業(yè)發(fā)展的指導思想是根據科技興國的戰(zhàn)略，緊緊圍繞機械工業(yè) 振興的目標，大力推進科技與經濟基礎結合，從滿足人民經濟發(fā)展和出口的需求出發(fā)，以重大工程項目，重大科技裝備，基礎件，基礎機械和轎車為載體，以先進制造技術為重點，以高技術和新產品的推廣應用，以產業(yè)為橋梁，以提高企業(yè)競爭為目的，全面提高全行業(yè)的科技水平，推進機械工業(yè)的振興。
機械加工工藝及夾具設計是畢業(yè)前對專業(yè)知識的綜合運用訓練。制造技術已經是生產、國際經濟競爭、產品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。它正被看作是現(xiàn)代國家經濟上獲得成功的關鍵因素[9]。 機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法。生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)。而機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義。
1.2機械加工工藝及夾具設計的發(fā)展
1.2.1 發(fā)展歷史
從1949年以來，我國機械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經成為工業(yè)中產品門類比較齊全、具有相當規(guī)模和一定技術基礎的產業(yè)部門之一，其機械加工和夾具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機械產品質量和水平不夠高，加工工藝過程不合理，夾具應用也比較少，使其加工工人勞動強度大，加工出來的產品也不理想。
1.2.2發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)在，各工業(yè)化國家都把制造技術視為當代科技發(fā)展為活躍的領域和國際間科技競爭的主戰(zhàn)場，制定了一系列振興計劃、建立世界級制造技術中心，紛紛把先進制造技術列為國家關鍵技術和優(yōu)先發(fā)展領域。 機械加工工藝及夾具隨著制造技術的發(fā)展也突飛猛進。機械加工工藝以各個工廠的具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程。也使產品的質量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產品質量的前提下，盡可能提高勞動生產率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生產條件的基礎上，盡可能采用國內、外先進工藝技術和經驗。還應保證操作者良好的勞動條件。但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經驗來編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量，工時定額也憑經驗來確定，十分粗略，缺乏科學依據，難以進行合理的經濟核算。 機床夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85％左右[9]?，F(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；
3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；
4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具；
5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率；
6）提高機床夾具的標準化程度。
1.2.3發(fā)展趨勢
長期以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經驗進行的。如果由幾位工藝員各自編制同一個零件的工藝規(guī)程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。這是因為工藝設計涉及的因素多，因果關系錯綜復雜。CAPP將是機械加工工藝的發(fā)展趨勢，它不僅提高了工藝設計的質量，而且使工藝人員從繁瑣重復的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產品質量問題。
（1）夾具的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為標準化、高效化、精密化和柔性化等四個方面。
（Ⅰ）標準化 機床夾具的目的就在于提高生產效率，這樣也就必使其具有標準化和通用化，而機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。
（Ⅱ）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。目前，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數控機床的效率。
（Ⅲ）精密化 機床夾具的精度會直接影響到零件的加工精度，而隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。
（Ⅳ）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數控夾具等。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發(fā)展可調夾具結構，將是當前夾具發(fā)展的主要方向[7]。
（2）機械加工制造技術的發(fā)展趨勢
（Ⅰ）特種加工 它是指一些物理的、化學的加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工方法的主要對象是難加工材料的加工，如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可達分子級加工單位或原子級加工單位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特種加工與傳統(tǒng)加工相結合的復合加工有較大的發(fā)展前途。
（Ⅱ）快速成形 利用離散、堆積成形概念，可將一個三維實體分解為若干二維實體制造出來，再經堆積而構成三維實體。
（Ⅲ）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術、微細加工和超微細加工技術、微型機械和納米技術等方面。當前，以納米技術為代表的超精密加工技術和以微細加工為手段的微型機械技術有重要意義，它們代表了這一時期精密工程的方向。
（Ⅳ）傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術潛力很大，如高速切削、超高速切削、強力磨削、超硬材料磨具的出現(xiàn)都對加工理論的發(fā)展、加工質量和效率的提高有重要意義[14]。另一方面，舊設備的改造和挖潛，如普通機床改造成數控機床等，對機械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的。
1.3機械加工工藝及夾具設計課題的意義
首先要明白機械加工工藝過程就是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機械性質成為具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。為了能具體確切的說明過程，使工件能按照零件圖的技術要求加工出來，就得制定復雜的機械加工工藝規(guī)程來作為生產的指導性技術文件，學習研究制定機械加工工藝規(guī)程的意義與作用就是本課題研究目的。在整個畢業(yè)設計過程中，我們將學習到更多的知識。
（1）我們必須仔細了解零件結構，從工藝上認真分析零件圖,培養(yǎng)我們獨立識圖能力,增強我們對零件圖的認識和了解,通過對零件圖的繪制,能增強我們的繪圖能力和運用AutoCAD軟件的能力。
（2）制訂工藝規(guī)程、確定加工余量、工藝尺寸計算。在整個設計中也是非常重要的,通過這些設計,不僅讓我們更為全面地了解零件的加工過程、加工尺寸的確定,而且讓我們知道工藝路線和加工余量的確定,必須與工廠實際的機床相適應。 這對以前學習過的知識的復習,也是以后工作的一個鋪墊。
綜上，機械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計算機技術、數控技術、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術的結合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素?，F(xiàn)代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們全方位的認知現(xiàn)代科技知識。因此，在以后的學習中需要我們全方位的學習其各個相關領域的知 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(xiàn)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。總的看來，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
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。
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(xiàn)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。
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 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。
2.3.4 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(xiàn)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)
2.3.5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
2.3.6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=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，
2. 工步二 粗銑后端面G
（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，
3.工步三 半精銑后端面G
（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 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Ⅸ 鉆→擴→粗鉸→精鉸的孔
1. 工步一 鉆的通孔
（1） 切削深度。
（2） 進給量和切削速度的確定 根據此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數鉆頭：，查表《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-134，查得，，取，查得，，根據以上數據計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再計算實際切削速度。
（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，，，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42，所以
2. 工步二 擴孔至
（1） 切削深度
（2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-87，確定擴孔鉆為YG8硬質合金直柄麻花鉆，選，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-128，查得，取，再查《機械加工工藝師手冊》[10]表28-33，確定，根據以上數據計算主軸轉速，，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再計算實際切削速度。
（3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42，
3. 工步三 粗鉸至
（1） 切削深度。
（2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-93，確定鉆頭為硬質合金直柄機用鉸刀，參數如下，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-136，查得進給量，取，因為此工步為粗鉸，查得，取，根據以上數據計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再根據主軸轉速計算實際的切削速度。
（3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42，
4. 工步四 精鉸至
（1） 切削深度。
（2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-93，確定鉆頭為硬質合金直柄機用鉸刀，參數如下，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-136，查得進給量，取，因為此工步為精鉸，查得，取，根據以上數據計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再根據主軸轉速計算實際的切削速度。
（3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42，
工序Ⅹ 鉆→擴→粗鉸→精鉸的孔
1. 工步一 鉆的通孔
（1） 切削深度。
（2） 進給量和切削速度的確定 根據此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數鉆頭：，查表《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-134，查得，，取，查得，，根據以上數據計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再計算實際切削速度。
（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，，，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42，所以
2. 工步二 擴孔至
（1） 切削深度。
（2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-87，確定擴孔鉆為YG8硬質合金直柄麻花鉆，選，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-128，查得，取，再查《機械加工工藝師手冊》[10]表28-33，確定，根據以上數據計算主軸轉速，，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再計算實際切削速度。
（3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》表28-42，
3. 工步三 粗鉸至
（1） 切削深度。
（2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-93，確定鉆頭為硬質合金直柄機用鉸刀，參數如下，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-136，查得進給量，取，因為此工步為粗鉸，查得，取，根據以上數據計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再根據主軸轉速計算實際的切削速度。
（3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42，
4. 工步四 精鉸至
（1） 切削深度。
（2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-93，確定鉆頭為硬質合金直柄機用鉸刀，參數如下，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-136，查