机械制造基础工艺学优秀课程设计.doc

课程设计

课程名称： 机械制造工艺学
学 院： 机械工程学院
专 业： 机械设计制造及其自动化
姓 名： 潘家荣 学 号：
年 级： 级 任课老师： 何彪、宋扬扬

12月25日

序言

此次设计是在我们学完了大学全部基础课程以后进行，此次设计是对大学期间所学课程一次深入综合性复习，也是一次理论联络实际训练，启目标在于：
1、巩固我们在大学里所学知识。
2、加强我们查阅资料能力，熟悉相关资料。
3、树立正确设计思想，掌握设计方法，培养实际工作能力。
4、经过训练，初步含有设计一个中等复杂程度零件工艺规程能力。
5、学会确定夹具设计方案。
6、此次设计内容是：依据图纸技术要求确定生产类型，经分析此次设计零件属于大批量生产：其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，气门摇臂轴支座材料为HT200，拟采取铸造形式进行毛坯制造。最终，确定零件加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必需经济分析。
本说明书是编者依据气门摇臂轴支座加工过程所需夹具设计原理编写。关键包含任务介绍、方案选择、定位误差分析等内容。
这次工艺学课程设计又是一次实践性步骤，是对所学理论知识又一次更系统更全方面应用、巩固和深化。立即就要步入社会，接触真正生产加工，所以这次设计是个很好锻炼机会。

目录

一、零件图分析 4
（一）、零件图技术分析 4
（二）、零件工艺分析 5
二、工艺规程设计 6
（一）、确定毛坯制造形式 6
（二）、基面选择 6
（三）、零件加工方案确实定 7
（四）、工艺路线确实定 8
（五）、毛坯尺寸及加工余量确实定 10
（六）、切削基础工时确实定 12
三、夹具设计 23
一、定位设计 24
二、夹紧机构设计 24
三、导向、对刀装置 25
四、夹具体设计 26
四、小结 26
五、致谢 27
六、参考文件 27
七、附图 27

一、零件图分析
（一）、零件图技术分析
本设计所设计零件是1105柴油机中摇臂结合部气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统一个关键零件。直径为18mm孔用来装配摇臂轴，轴两端各安装一个进、排气气门摇臂。直径为16mm孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，便于开启柴油机。两孔间距56mm，能够确保减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑作用，直径11孔用M10螺杆和汽缸盖相连，直径3孔用来排油，各部分尺寸零件图中具体标注。
零件图以下：

（二）、零件工艺分析
经过对气门摇臂轴支座零件图重新绘制，知原图样视图正确、完整，尺寸、公差和技术要求齐全。经过对零件图具体审阅，该零件基础工艺情况已经大致掌握。关键工艺情况以下叙述：
零件材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，不过塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面关键集中在平面加工和孔加工。依据对零件图分析，该零件需要加工表面和表面之间位置要求以下：
1.外圆上端面和和此孔相通通孔，粗糙度均为12.5；
2.36mm下端面，依据零件总体加工特征，366mm为整个机械加工过程中关键基准面，粗糙度为12.5，所以在制订加工方案时候应该首先将此面加工出来；
3.外圆前后端面，粗糙度为12.5；前后端面倒角，粗糙度为12.5；和通孔，在这里因为通孔所要求精度较高，所以该孔加工是一个难点，其所要求表面粗糙度为1.6，且该孔轴线和36mm下端面平行度为0.05，且该孔轴线圆跳动公差为0.1需要选择合适加工方法来达成此孔加工技术要求。
4.前后端面，粗糙度为2.5；前后端面倒角，粗糙度为12.5；和通孔，通孔一样也是本零件加工一个比较关键部分，观察零件图就能够知道，孔要求表面粗糙度和位置精度和通孔一样全部是比较高，通孔表面粗糙度为1.6，孔轴线和36mm地面平行度为0.05；
经过上面零件分析可知，36mm下端面和上端面表面粗糙度要求全部不是很高，所以全部不需要精加工来达成要求，而且这两个面也是整个加工工程中关键定位基准面，所以能够粗加工或半精加工出这两个面而达成精度要求，再以此作为基准采取专用夹具来对其它表面进行加工，而且能够愈加好确保其它表面位置精度要求。总看来，该零件并没有复杂加工曲面，属于较为简单零件，所以依据各加工表面技术要求采取常规加工工艺均可确保，简单工艺路线安排以下：将零件定位夹紧，加工出36mm下端面和上端面，并钻出通孔，然后再以这先加工出来多个表面为基准定位，加工出和
外圆端面，并钻出这两个精度要求比较高空，最终翻转零件，深孔加工出斜油孔。
二、工艺规程设计
（一）、确定毛坯制造形式
选择毛坯制造方法，只有和零件生产纲领相适应，才能取得最好经济效益。生产纲领大时宜用高精度和高生产率毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采取设备投资少毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由铸造。
依据上述内容多个方面来分析本零件，零件材料为HT200，首先分析灰铸铁材料性能，灰铸铁是一个脆性较高，硬度较低材料，所以其铸造性能好，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 个需要加工表面以外，零件其它表面粗糙度全部是以不去除材料方法取得，若要使其它不进行加工表面达成较为理想表面精度，可选择砂型铸造方法；再者，前面已经确定零件生产类型为大批量生产，可选择砂型铸造机器造型铸造方法，较大生产批量能够分散单件铸造费用。所以，总而言之，本零件毛坯种类以砂型铸造机器造型方法取得。

（二）、基面选择
基面选择是工艺规程设计中关键工作之一，基面选择得正确和合理，能够加工质量得到确保，生产率得以提升。不然，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
(1)粗基准选择。
对于零件精度要求，气门摇臂支座上下两个端面中下端面比上端面精度要求高，所以采取以下端面为粗基准来加工上Ф22端面，以下端面作为粗基准能够限制三个自由度，满足加工要求。对要求加工Ф28和Ф26圆柱孔端面能够选择其一端面作为粗基准加上零件下端面和Ф11孔定位能够满足加工要求。
(2)精基准选择。
精基准选择关键考虑基准重合问题，当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门设计，此处不再反复。

（三）、零件加工方案确实定
依据本零件图上所标注各加工表面技术要求，查《机械制造工艺设计简明手册》[13]表1.4-7，表1.4-8，经过对各加工表面所对应各个加工方案比较，最终确定本零件各加工表面加工方法以下表：

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/
加工方案
上端面
IT14
12.5
粗铣
36mm下端面
IT12
6.3
粗铣→半精铣
前端面
IT11
3.2
粗铣→半精铣
后端面
IT11
3.2
粗铣→半精铣
前端面
IT14
12.5
粗铣
后端面
IT14
12.5
粗铣
通孔
IT14
12.5
钻
偏内孔
IT14
12.5
钻
通孔
IT8
1.6
钻→粗铰→精铰
通孔
IT8
1.6
钻→粗铰→精铰

（四）、工艺路线确实定
在综合考虑上述工序次序安排标准基础上，确定工艺路线以下：

工序Ⅰ：铸造；
工序Ⅱ：清砂，检验；
工序Ⅲ：时效处理HBS187-220
工序Ⅳ：以36mm下底面C和外圆端面G或F定位，粗铣上端面A；
工序Ⅴ：以粗铣后上端面A和外圆端面G或F定位，粗铣36mm下底面C；半精铣36mm下底面C；
工序Ⅵ：以加工后36mm下端面C，36mm底座左端面B和端面G或F定位，钻通孔；
工序Ⅶ：以加工后内孔表面H，以加工后36mm下端面C和后端面G定位，粗铣前端面F，粗铣前端面I，半精铣前端面F；
工序Ⅷ：以加工后内孔表面H，以加工后36mm下端面C和前端面定位F，粗铣后端面J，粗铣后端面G，半精铣后端面G；
工序Ⅸ：以加工后内孔表面H，以加工后36mm下端面V，端面G或F定位,钻→粗铰→精铰通孔，并倒角；
工序Ⅹ：以加工后内孔表面G，以加工后36mm下端面C，端面G或F定位, 钻→粗铰→精铰通孔，并倒角；
工序Ⅺ：以上端面A偏和端面G或F定位，钻偏内孔；
工序Ⅻ：钳工去毛刺，清洗；
工序ⅩⅢ：终检。

（五）、毛坯尺寸及加工余量确实定
1、毛坯尺寸
依据上述原始材料及加工工艺性，分别确定各个加工表面机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸以下：
1）、因为零件采取砂型机器型铸造且为成批大量生产，查《简明机械加工工艺手册》表10-6能够得出铸造出来零件精度等级为8~10级，选择精度等级为9级精。
2）、查278页，表10-8，因零件上下基础尺寸为39，这么 39<50，9级公差等级，浇注位置为顶面，取到上下铸件机械加工余量为4mm，所以【毛坯上下尺寸得39+4（顶）+4（底）=47】；对于 Φ37而言，查278页，表10-8，我们能够得出毛坯尺寸为37+4（顶）+4（底）=45，同理 Φ16毛坯尺寸为16+4（顶）+4（底）=24。.
3）、第276页，查表10-5，因毛坯铸件基础尺寸为50，在 40-63这个范围内，公差等级为9级，所以【尺寸公差数值为2mm】,同理 Φ37和Φ16毛坯尺寸公差为2mm。
则能够得出下图毛坯图：
毛坯图以下：

2、加工余量
对于加工铣削端面采取X52K立式铣床，钻孔采取Z525立式钻床。综合对毛坯尺寸和已经确定机械加工工艺路线分析，确定各工序间加工余量以下表：

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Ⅳ
1
粗铣上端面A
4
工序Ⅴ
1
粗铣36mm下底面C
3.5
2
精铣36mm下底面C
0.5
工序Ⅵ
1
钻通孔
11
工序Ⅶ
1
粗铣前端面F
3.5
2
粗铣前端面I
4
3
精铣前端面F
0.5
工序Ⅷ
1
粗铣后端面G
3.5
2
粗铣后端面J
4
3
精铣后端面G
0.5
工序Ⅸ
1
钻.5通孔
17.5
2
粗铰至
0.44
3
精铰至
0.06
工序Ⅹ
1
钻.5通孔
15.5
2
粗铰至.94
0.44
3
精铰至
0.06
工序Ⅺ
1
钻偏内孔
3

（六）、切削基础工时确实定
1、工序Ⅳ 粗铣上端面A
（1） 切削深度ap=3mm。
（2） 进给量确实定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀具体参数以下：D=80mm，d=27mm，L=36mm齿数z=10，依据所选择X52K立式铣床功率为10KW,查《机械加工工艺手册》表，得fz=0.15~0.3mm/z 取fz=0.20mm/r 。
（3） 切削速度确实定 依据所知工件材料为HT200,硬度HBS180-210，依据《机械加工工艺手册》，选择切削速度=65m/min。计算主轴转速n=（65×1000）/（3.14×80）=258r/min，查《机械加工工艺手册》得n=255r/min，然后计算实际Vc=255×3.14×80/1000=65m/min
（4）基础时间确实定
铣削常见符号以下：
z——铣刀齿数
——铣刀每齿进给量，mm/z
——工作台水平进给量，mm/min
——工作台进给量，mm/min，
——铣削宽度，mm
——铣削深度，mm
d——铣刀直径，mm
工序机动时间计算公式：

依据铣床数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=fz×z×n=0.2×10×255=510mm/min。
依据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=22mm
依据《机械加工工艺手册》查得=8
Tj=(L+L1+L2)/Fm=30/480=0.06min

2、工序Ⅴ 加工36mm下端面
1.工步一 粗铣36mm下底面C
（1）切削深度 。
（2）进给量确实定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀具体参数以下：D=80mm， d=27mm，L=36mm，齿数z=10，依据所选择X52K立式铣床功率为10KW.查《机械加工工艺手册》得fz=0.15~0.3 取fz=0.20mm/r（每齿进给量）， (每转进给量)。
（3）切削速度确实定 依据所知工件材料为HT200,硬度HBS180-210，依据《机械加工工艺手册》选择切削速度=65m/min。
计算主轴转速n=(65×1000)/3.14×80=258r/min，查《机械加工工艺手册》得n=255r/min，然后计算实际vc=255×3.14×80/1000=64m/min
（4） 基础时间确实定 依据铣床数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量= fz×z×n=0.2×10×255=510mm/min。
依据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm
依据《机械加工工艺手册》查得=8，
=44/480=0.09min
2.工步二 半精铣36mm下底面C
（1）切削深度 。
（2）进给量确实定 此工序选择YG8硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀具体参数以下：D=80mm， d=27mm，L=36mm，齿数z=10，依据所选择X52K立式铣床功率为10KW,取fz=0.20mm/z，f=0.2×10=2mm/r。
（3）切削速度确实定 查《机械加工工艺手册》
=124m/min，计算主轴转速，查《机械加工工艺手册》机床主轴转速表，确定n=490r/min，再计算实际切削速度

（4）基础时间确实定 依据铣床数据，主轴转速n=490r/min，工作台进给量=
依据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm
依据《机械加工工艺手册》查得=8，
=44/480=0.09min

3、工序Ⅵ 钻通孔
（1） 切削深度 。
（2） 进给量和切削速度确实定 选硬质合金钻头直柄麻花钻，钻头参数以下：，查《机械加工工艺手册》f=0.1~0.81mm/r，取，，取，依据上面数据，计算主轴转速，查立式钻床Z525主轴转速表，取n=1360r/min，计算实际切削速度，。
（3） 基础时间确实定，首先查《机械加工工艺手册》查得钻削机动时间计算公式， ，
钻孔深度,L1+L2=10所以=49/1360×0.1=0.36min

4、工序Ⅶ 粗铣和半精铣端面
1.工步一 粗铣前端面F
（1） 切削深度ap=2mm。
（2） 进给量确实定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀具体参数以下：D=80mm， d=27mm，L=36mm,齿数z=10，依据所选择X52K立式铣床功率为10KW,查《机械加工工艺手册》，得fz=0.15~0.3mm/r 取fz=0.20mm/r 。
（3） 切削速度确实定 依据所知工件材料为HT200,硬度HBS180-210，依据《机械加工工艺手册》选择切削速度=65m/min。
计算主轴转速，查《机械加工工艺手册》得n=255r/min，然后计算实际。
（4）基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》得此工序机动时间计算公式：

依据铣床数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=。
依据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=28mm
依据《机械加工工艺手册》查得=8，
=36/480=0.08min。
2. 工步二 粗铣前端面I
（1） 切削深度ap=3mm。
（2） 进给量确实定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀具体参数以下：D=80mm， d=27mm，L=36mm，齿数z=10，依据所选择X52K立式铣床功率为10KW,查《机械加工工艺手册》得fz=0.15~0.3mm/r 取fz=0.20mm/r 。
（3） 切削速度确实定 依据所知工件材料为HT200,硬度HBS187-220，依据《机械加工工艺手册》选择切削速度=65m/min。计算主轴转速，查《机械加工工艺手册》得n=255r/min，然后计算实际。
（4） 基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》得此工序机动时间计算公式：

依据铣床数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=
依据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=26mm
依据《机械加工工艺手册》查得=8，
=34/480=0.07min
3. 工步三 半精铣前端面F
（1）切削深度 。
（2）进给量确实定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀具体参数以下：D=80mm， d=27mm，L=36mm，齿数z=10，依据所选择X52K立式铣床功率为10KW,查《机械加工工艺手册》，得fz=0.15~0.3mm/r, 取fz=0.20mm/r 。
（3）切削速度确实定 依据所知工件材料为HT200,硬度HBS187-220，依据《机械加工工艺手册》选择切削速度=124m/min。计算主轴转速n=124×1000/3.14×80=495r/min，查《机械加工工艺手册》得n=490r/min，然后计算实际
（4）基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》得此工序机动时间计算公式：

依据铣床数据，主轴转速n=490r/min，工作台进给量=
依据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=28mm
依据《机械加工工艺手册》，查得=8，
=36/480=0.07min

5、工序Ⅷ 粗铣和半精铣端面
1. 工步一 粗铣后端面J
（1） 切削深度ap=3mm。
（2） 进给量确实定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀具体参数以下：D=80mm， d=27mm，L=36mm，齿数z=10，依据所选择X63卧式铣床功率为10KW,查《机械加工工艺手册》，得fz=0.15~0.3mm/r, 取fz=0.20mm/r 。
（3） 切削速度确实定 依据所知工件材料为HT200,硬度HBS180-210，依据《机械加工工艺师手册》选择切削速度=65m/min。计算主轴转速，查《机械加工工艺手册》得n=255r/min，然后计算实际。
（4） 基础时间确实定 查《机械制造技术基础课程设计指南》得此工序机动时间计算公式：

依据铣床数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=
依据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=26mm
依据《机械加工工艺师手册》查得=8，
=34/480=0.07min
2. 工步二 粗铣后端面G
（1） 切削深度ap=2mm。
（2） 进给量确实定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀具体参数以下：D=80mm， d=27mm，L=36mm，齿数z=10，依据所选择X63卧式铣床功率为10KW,查《机械加工工艺手册》，得fz=0.15~0.3mm/r 取fz=0.20mm/r 。
（3） 切削速度确实定 依据所知工件材料为HT200,硬度HBS180-210，依据《机械加工工艺手册》，选择切削速度=65m/min。计算主轴转速，查《机械加工工艺手册》得n=255r/min，然后计算实际。
（4） 基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》得此工序机动时间计算公式：

依据铣床数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=
依据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=28mm
依据《机械加工工艺手册》查得=8，
=36/480=0.08min
3.工步三 半精铣后端面G
（1） 切削深度 。
（2） 进给量确实定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀具体参数以下：D=80mm， d=27mm，L=36mm，齿数z=10，依据所选择X63卧式铣床功率为10KW,查《机械加工工艺手册》得fz=0.15~0.3mm/r 取fz=0.20mm/r 。
（3） 切削速度确实定 依据所知工件材料为HT200,硬度HBS180-210，依据《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《机械加工工艺手册》得n=255r/min，然后计算实际。
（4） 基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》得此工序机动时间计算公式：

依据铣床数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=
依据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=28mm
依据《机械加工工艺手册》查得=8，
=36/480=0.08min
工序Ⅸ 钻→扩→粗铰→精铰孔
1. 工步一 钻通孔
（1） 切削深度。
（2） 进给量和切削速度确实定 依据此孔最终要求表面粗糙度要求，确定钻头为硬质合金直柄麻花钻，查表选择以下参数钻头：，查表《机械加工工艺手册》，查得，，取，查得，，依据以上数据计算主轴转速，查《机械加工工艺手册》，查TX611卧式镗床主轴转速表，取，再计算实际切削速度。
（3） 基础时间确实定 首先查《机械加工工艺手册》，查得钻削机动时间计算公式，，钻孔深度，=10见《机械加工工艺手册》，所以=47/1360×0.1=0.35min
2. 工步二 扩孔至
（1）切削深度
（2）进给量和切削速度确实定 查《机械加工工艺手册》，确定扩孔钻为YG8硬质合金直柄麻花钻，选d=17.75mm,L=191mm,l=130mm，查《机械加工工艺手册》，查得f=0.05~16mm/r，取，再查《机械加工工艺手册》[10]表28-33，确定vc=1.09m/s=65.4m/min，依据以上数据计算主轴转速，n=(65×1000)/(3.14×17.85)=1160r/min，查《机械加工工艺手册》，查TX611卧式镗床主轴转速表，取，再计算实际切削速度。
（3）基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》，得扩孔，铰孔工序下机动时间计算公式：，扩通孔长度L=37=8,，见《机械加工工艺手册》，=45/1000×0.1=0.45min
3. 工步三 粗铰至
（1）切削深度。
（2）进给量和切削速度确实定 查《机械加工工艺手册》，确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀，参数以下，查《机械加工工艺手册》，查得进给量f=0.05~16，取，因为此工步为粗铰，查得vc=1.0~1.3m/s=60~78m/min，取，依据以上数据计算主轴转速，查《机械加工工艺手册》，查TX617卧式镗床主轴转速表，取，再依据主轴转速计算实际切削速度。
（3）基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》，得扩孔，铰孔工序下机动时间计算公式：，扩通孔长度L=37=8，见《机械加工工艺手册》，=45/1000×0.1=0.45min
4. 工步四 精铰至ø18H8
（1） 切削深度。
（2） 进给量和切削速度确实定 查《机械加工工艺手册》，确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀，参数以下，查《机械加工工艺手册》，查得进给量f=0.05~16，取，因为此工步为精铰，查得vc=1.0~1.3m/s=60~78m/min，取vc=70m/min，依据以上数据计算主轴转速n=70×1000/3.14×18=1238r/min，查《机械加工工艺手册》，查TX611卧式镗床主轴转速表，取n=1000r/min，再依据主轴转速计算实际切削速度。Vc=1000×3.14×18/1000=57m/min
（3） 基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》，得扩孔，铰孔工序下机动时间计算公式：，扩通孔长度L=37=8，见《机械加工工艺手册》[10]表28-42，=45/1000×0.1=0.45min

6、工序Ⅹ 钻→扩→粗铰→精铰孔
1. 工步一 钻通孔
（1） 切削深度。
（2） 进给量和切削速度确实定 依据此孔最终要求表面粗糙度要求，确定钻头为硬质合金直柄麻花钻，查表选择以下参数钻头：，查表《机械加工工艺手册》，查得，f=0.1~0.81mm/r，取，查得，，依据以上数据计算主轴转速，查《机械加工工艺手册》，查TX611卧式镗床主轴转速表，取，再计算实际切削速度。
（3） 基础时间确实定 首先查《机械加工工艺手册》，查得钻削机动时间计算公式，，钻孔深度，=10，见《机械加工工艺手册》，所以=26/1000×0.1=0.26min
2. 工步二 扩孔至
（1） 切削深度。
（2） 进给量和切削速度确实定 查《机械加工工艺手册》，确定扩孔钻为YG8硬质合金直柄麻花钻，选，查《机械加工工艺手册》，查得f=0.05~16mm/r，取f=0.1mm/r，再查《机械加工工艺手册》，确定vc=65m/min，依据以上数据计算主轴转速，n=65×1000/3.14×15.85=1306r/min，查《机械加工工艺手册》，查TX611卧式镗床主轴转速表，取，再计算实际切削速度。
（3） 基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》，得扩孔，铰孔工序下机动时间计算公式：，扩通孔长度，=8，见《机械加工工艺手册》，=24/1000×0.1=0.24min
3. 工步三 粗铰至
（1） 切削深度。
（2） 进给量和切削速度确实定 查《机械加工工艺手册》，确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀，参数以下，查《机械加工工艺手册》，查得进给量f=0.05~16mm/r，取，因为此工步为粗铰，查得vc=60~78m/min，取，依据以上数据计算主轴转速，查《机械加工工艺手册》，查TX611卧式镗床主轴转速表，取，再依据主轴转速计算实际切削速度。
（3） 基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》，得扩孔，铰孔工序下机动时间计算公式：，扩通孔长度，=8，见《机械加工工艺手册》=24/1000*0.1=0.24min
4. 工步四 精铰至ø16H6
（1） 切削深度。
（2） 进给量和切削速度确实定 查《机械加工工艺手册》，确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀，参数以下，查《机械加工工艺手册》，查得进给量f=0.05~16mm/r，取，因为此工步为精铰，查得vc=1.0~1.3m/s=60~78m/min，取vc=60m/min，依据以上数据计算主轴转速n=60*1000/3.14*16=1194r/min，查《机械加工工艺手册》，查TX617卧式镗床主轴转速表，取n=1000r/min，再依据主轴转速计算实际切削速度vc=1000*3.14*16/1000=50m/min。
（3） 基础时间确实定 查《机械加工工艺手册》，得扩孔，铰孔工序下机动时间计算公式：，扩通孔长度，=8，见《机械加工工艺手册》，=24/1000*0.2=0.12min

7、工序Ⅺ 钻偏内孔
（1） 切削深度
（2） 进给量和切削速度确实定 依据此孔最终要求表面粗糙度要求，确定钻头为硬质合金直柄麻花钻，查表选择以下参数钻头：，查表《机械加工工艺手册》，查得，f=0.1~0.81mm/r，取f=0.1mm/r，查得vc=50-70m/min，vc=60m/min，依据以上数据计算主轴转速n=60*1000/3.14*3=6369r/min，查Z525立式钻床主轴转速表，取，再计算实际切削速度。
（3） 基础时间确实定 首先查《机械加工工艺手册》，查得钻削机动时间计算公式，，钻孔深度，=10，见《机械加工工艺手册》，所以=49/0.1*1360=0.36min
由上综合整理得气门摇臂支座零件加工工艺过程卡片到附图所表示。

三、夹具设计
依据我们小组主动相互讨论，我们小组每一个组员负责一道工序夹具设计，我任务是设计出铣零件上下端面夹具。
夹具是一个能够使工件按一定技术要求正确定位和牢靠夹紧工艺装备，它广泛地利用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化机械和仪器制造业中，提升加工精度和生产率，降低制造成本，一直全部是生产厂家所追求目标。正确地设计并合理使用夹具，是确保加工质量和提升生产率，从而降低生产成本关键技术步骤之一。同时也扩大多种机床使用范围必不可少关键手段。

一、定位设计
对于加工气门摇臂支座上下端面，我们只需要限制零件39尺寸即可，也就是需要限制三个自由度来确保零件加工精度，对于定位元件则能够采取水平支撑板即可，因为水平支撑板能够限制三个自由度。
1、定位基准选择
据《夹具手册》知定位基准应尽可能和工序基准重合，在同一工件各道工序中，应尽可能采取同一定位基准进行加工。故铣削上端面时，采取下端面为定位基准，故铣削下端面时，采取上端面为定位基准。
2、定位误差分析
定位元件尺寸及公差确实定。夹具关键定位元件为一个水平面，因为我设计基准和定位基准是重合，所以没有定位误差。

二、夹紧机构设计
零件加工过程中假如没有固定，则会造成零件加工误差，所以需要设计出一个夹紧机构来固定工件松动来确保零件加工精度。
1、依据夹紧力方向标准
（1）、夹紧力作用方向不应破坏工件既定位置。
（2）、夹紧力作用方向应使所需夹紧力尽可能小；
（3）、夹紧力作用方向应使工件夹紧变形最小。
2、铣削力及夹紧力计算
刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀，Φ225mm，z=20
圆周力F=（见《切削手册》）
其中：Cf=650,ap=3.1,xf=1.0,fz=0.08mm,yf=0.72,ae=40mm(加工面测量近视值)，uf=0.86,d0=50mm,qf=0,86,wf=0,z=20
所以解之得 F=1456N
水平分力：FH=1.1F=1601.6N
垂直分力：FV=0.3F=436.8N
在计算切削力时，必需把安全系数考虑在内。安全系数K=K1K2K3K4。
其中：
K1=1.5(基础安全系数)
K2=1.1(加工性质系数)
K3=1.1(刀具钝化系数)
K4=1.1(继续切削系数)
所以F‘=KFH=1.5x1.1x1.1x1.1x1601.6=3197.59N
为了克服水平切削力，实际夹紧力N为：
N(f1+f2)= KFH
其中f1和f2为夹具定位面和夹紧面上摩擦系数，f1=f2=0.25。
则：
N= KFH/( f1+f2)
=6395.18N

查阅《机床夹具设计手册》中螺旋夹紧机构中1-2-10夹紧力计算公式，对于设计夹具螺旋夹紧力
；
W-----工作夹紧力（千克力）；
P-----原始作用力
L-----作用力臂
α-----螺纹升角，；
β1----螺纹配合面摩擦角（实际计算β1可取8.5°）;
t------螺纹螺距。
----旋转接触面摩擦系数，可取=0.15；
----摩擦力矩半径
设螺杆为M12,节距为1.75,手柄长度为140，作用力为70，则估算得得夹紧力：
W=8400N
因为夹紧零件力需要最少大于铣削力，以上计算螺旋夹紧力满足要求，
，所以夹具能够满足可安全工作。

三、导向、对刀装置
1、导向
因为该工序是加工该零件上下端面，加工中用刀具是铣刀，所以不需要用导向装置就能够实现加工而且也能确保零件加工精度。
2、对刀
依据针对这一道铣削零件上下端面特征，在加工时铣刀需要和铣削面垂直，又因为该该道工序中最初加工Φ22圆孔，所以优先选择圆形对刀块(在对刀时候还需要利用到塞尺来进行对刀)。

四、夹具体设计
依据设计思想，设计必需确保零件加工精度，确保夹具操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计夹具完全符合要求。
对于加工零件X52K立式铣床T型槽工作台“T”型槽(槽数/宽度mm/间距mm) 3/18/70，工作台尺寸为320*1320（mm）,所以依据此数据来设计夹具固定到铣床工作台具体尺寸。
依据零件加工精度和要求，设计出以下铣气门摇臂支座上下端面夹具：
（注：该夹具在装夹工件时需要一个扳手来拧紧螺纹直径为M12六角螺杆。）

四、小结
到此为止，在两个星期努力后顺利完成了气门摇臂轴支座机械制造工艺及其夹具设计。从刚开始对制造工艺只有一点感性认识到现在已熟悉制造工艺，能对工件确定合理工艺方案，对零件设计制造，机床设备选择，机械零件选择及零件加工工艺过程说明有了较为深刻领会，同时对依据加工工艺设计对应夹具体也较清楚。
在此次设计中，要用到很多基础理论，因为有些知识已经遗忘，这使我们要重新温习知识，所以设计之前就对大学里面所包含到相关该课题课程认真复习了一遍，开始对本课题设计任务有了大致了解，并也有了设计感觉。同时，因为设计需要，要查阅并搜集大量相关机械制造方面文件，进而对这些文件进行分析和总结，这些全部提升了我们对于专业知识综合利用能力和分析处理实际问题能力。能够说，这次机械加工工艺实训表现了我们大学四年所学大部分知识，也检验了我们综合素质和实际能力。
即使此次设计我很努力去做，但还是存在部分不足：我对机械工艺规程设计理论方面知识还没有十分扎实，对并没有投入生产，在实际生产中产品，还要依据生产部门设备，要求等，考虑零件结构，精度和余量，难免会有我们现在没有考虑周全内容。
所以，在以后学习工作中，我要从以下方面来提升自己，处理设计中存在问题。多学习相关知识，关注前沿科学技术，拓宽知识面，尽可能进行实践，方便设计时能够在确保成本前提下，很好地利用其本身。
课程设计是我们专业课程知识综合应用实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少过程。课程设计作为《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》课程关键步骤，使理论和实践愈加靠近，加深了理论知识了解，强化了生产实习中感性认识。
这次课程设计给我们提供了一个应用自己所学知识机会，从到图书馆查找资料到对夹具精度分析和计算和利用CAD画出夹具零件图到最终夹具总图成型和PROE三维图。全部对我所学知识进行了检验。
设计思绪是最关键，只要你设计思绪是成功，那你设计已经成功了二分之一。所以我们应该在设计前做好充足准备，像查找具体资料，为我们设计成功打下坚实基础。制作过程是一个考验人耐心过程，不能有丝毫急躁，马虎，要心平气合一步一步来。

五、致谢
此次课程设计中我尤其感谢何老师和宋老师耐心指导，她们能够指正我很多错误，而且给我很多方案，宋老师和何老师全部给了我具体解释，导师渊博知识，严谨治学态度，一丝不苟工作作风，平易近人性格全部是我学习标兵。在论文研究及整理期间，导师给了我很大支持和激励，才使得论文得以顺利完成，在此谨向导师表示忠心感谢和高尚敬意。最终谢谢同组好友能一起设计方案、共同合作，和她们相处我很快乐。

六、参考文件
1.王先逵 主编.机械