气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计模板.doc

1 绪论1.1 本设计内容及意义此次设计是在我们学完了大学全部基础课，技术基础课和专业课以后而进行。这次设计目标在于使我们把这3年来所学知识进行系统利用。使我们对这3年来所学知识进行深入巩固。也是一次理论联络实际训练。经过此次设计使我们对设计加工有了一次很大提升，并使我们对以后工作提供了一次宝贵实践1.2 课题背景知识1.2.1 零件作用本设计所设计零件是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孔和直径为16孔用来装配摇臂轴，轴两端各安装一进、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。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德裔工程师狄塞尔，在1897年研制成功可供实用四冲程柴油机。因为它显著地提升了热效率而引发大家重视。起初，柴油机用空气喷射燃料，隶属装置庞大粗笨，只用于固定作业。二十世纪初，开始用于船舶，19制成第一台船用二冲程柴油机。1922年，德国博施发明机械喷射装置，逐步替换了空气喷射。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，部分结构性能愈加完善新型系列化、通用化柴油机发展起来，以后柴油机进入了专业化大量生产阶段。尤其是在采取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关键部分。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。按冷却方法可分为水冷和风冷柴油机。按进气方法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。按气体压力作用方法可分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等。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。按供油方法可分为机械高压油泵供油和高压共轨电子控制喷射供油。按气缸排列方法可分为直列式和V形排列。1.2.2.3 柴油机作用伴随现代社会进程加紧，柴油机发挥社会作用不可估量，尤其是在社会工业化以后，柴油机作为动力内燃机一个，在社会各个领域无处不在，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作用，为社会发明着巨大效益。在这领域中，柴油机所发挥作用也是不尽相同，所以依据作用需要，柴油机也被设计出了很多个型号，多种型号功率不一样，发挥作用大小也就不一样，发明出价值也不一样。不过柴油机污染排放也是一个不小社会问题，伴随社会发展，人类对生活质量要求提升，预示着人类对空气质量要求也在提升，而高污染排放柴油机肯定不能满足人类这一生活需求，不过柴油机已经是社会发展不可缺乏一个关键零部分，根本替换柴油机在现在技术条件下似乎还不太可能。人类智慧永远是无法估量，现代设计师们正在朝着设计出高效率，低排放，质量轻，生产简单柴油机这一目标奋斗着，而这一目标也将越来越近。伴随社会需要，多种型号不一，功率不一柴油机生产数量将不停增加，而气门摇臂轴支座是柴油机上不可或缺一个零件，也就是意味着气门摇臂轴支座生产数量也将是和日俱增，为了发明出更大效益，设计出轻便，经久耐用，便于生产气门摇臂轴支座这一零件是很有必需。1.2.2.4 柴油机优点柴油机含有热效率高显著优点，其应用范围越来越广。伴随强化程度提升，柴油机单位功率重量也显著降低。为了节能，各国全部在重视改善燃烧过程，研究燃用低质燃油和非石油制品燃料。另外，降低摩擦损失、广泛采取废气涡轮增压并提升增压度、深入轻量化、高速化、低油耗、低噪声和低污染，全部是柴油机关键发展方向。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制订(1)依据零件图和产品装配图，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位置、公用和部件或总成对该零件提出技术要求，明确零件关键工作表面，方便在确定工艺规程过程中采取方法给予确保掌握零件结构形状、材料、硬度及热处理等情况，了解该零件关键工艺特点，形成工艺规程设计总体构想。分析零件上有哪些表面需要加工，和各加工表面尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等方面技术要求；明确哪些表面是关键加工表面，方便在选择表面加工方法及确定工艺路线时关键考虑；对全部技术要求应进行归纳整理。(2)计算零件生产纲领，确定生产类型依据零件图查表可知，气门摇臂轴支座为轻型零件，依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个，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等。依据气门摇臂轴支座零件图所选择材料，气门摇臂轴支座零件加工工程中应达成技术指标和加工特点，零件生产经济性，怎样选择适宜毛坯种类也是设计关键。其次，怎样选择毛坯制造方法也是设计中必不可少步骤，通常地，选择毛坯制造方法应考虑一下多个方面原因：a、材料工艺性能；b、毛坯尺寸、形状和精度要求；c、零件生产纲领；d、采取新型材料、新工艺、新技术可能性。(4)确定毛坯尺寸和公差怎样确定毛坯尺寸，也就是怎样确定加工余量，对确保加工质量、提升生产率和降低成本全部相关键意义。余量不能确定过大或是过小，所以应该选择适宜方法来确定加工余量，确保零件加工各项尺寸及技术指标。同时，选择适宜尺寸公差对零件加工和零件生产经济型也有很大影响。(5)确定工艺路线确定工艺路线包含：定位基准选择；各表面加工方法确实定；加工阶段划分；工序集中程度确实定；工序次序安排。这也将是气门摇臂轴支座机械加工工艺规程设计制订关键(6)确定各个工序加工余量，计算工序尺寸及公差(7)选择各个工序机床设备及刀具、量具等工艺装备(8)确定各个工序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，必需使工件在机床或夹具中相对刀具及其切削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，比如三爪卡盘、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，比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夹具中，无需进行找正，就可快速可靠地确保工件对机床和刀具正确相对位置。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。在金属切削机床上使用夹具统称为机床夹具。其关键作用是可靠地确保工件加工质量，提升加工效率，减轻劳动强度，充足发挥和扩大机床工艺性能。(1)确保工件加工精度，稳定产品质量夹具在机械加工中基础作用就是确保工件相对位置精度。因为采取了能直接定位夹具，所以，能够正确地确定工件相对于道具和机床切削成形运动中相互位置关系，不受或少受多种主观原因影响，能够稳定可靠地确保加工质量。 (2)提升劳动生产率和降低加工成本提升劳动生产率，降低单件时间定额关键技术方法是增大切削用量和压缩辅助时间。采取机床夹具，既能够提升工件加工时刚度，有利于采取较大切削用量，又能够省去划线找正等工作，使安装工作辅助工时大大减小，所以能显著地提升劳动生产率和降低成本。 (3)改善工人劳动条件采取夹具后，工件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、快速，夹紧可采取增力、机动等装置，所以能够减轻工人劳动强度。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，当一些工件所需要工序时间尤其长时，能够采取多工位或高效夹具等，以提升生产效率，使生产节拍能够比较平衡。1.2.4.2 夹具分类 (1)按夹具所在机床功用范围分机床夹具：指各类机床上使用通用夹具或针对某产品设计专用夹具，有 车床夹具、磨床夹具、铣床夹具等。自动线夹具：自动线上所使用夹具，有自动线固定夹具和随行夹具。(2)按夹具通用特征分通用夹具：指已经标准化，在一定范围内可用于加工不一样工件夹具。专用夹具：指专为某一工件某道工序加工而专门设计和制造夹具。组合夹具：指按某一工件某道工序加工要求，由一套事先制造好标准元件和部件组装而成夹具。可调夹具：有通用可调夹具（调整或更换部分定位元件或夹紧元件而形成夹具）和成组夹具（专为成组加工工艺中某一组零件而设计夹具）1.2.4.3 夹具组成(1)定位装置其作用是使工件在夹具中占据正确位置。(2)夹紧装置其作用是将工件压紧夹牢，确保工件在加工过程中受到切削力作用时不离开已占据正确位置。(3)夹具体 其作用是将夹具全部元件连接成一个整体，是机床夹具基础件。 (4)其它装置或元件:如分度装置、对刀元件等1.2.4.4 夹具设计特点 (1)针对性强，设计人员必需全方面掌握工艺和生产现场实际情况。专用夹具是为某零件某工序设计，设计人员必需全方面了解和掌握产品零件要求，工艺工程安排和所使用机床、刀具，铺具具体情况才可能提出合理可行最好方案，确定最合理定位、夹紧装置。 (2)确保加工质量和劳动生产率是夹具设计两项关键任务，而确保加工质量又是第一位。所以，设计时应关键把住定位方案确实定和精度分析这两道关。对于制造精度要求不高零件，其夹具设计应该关键确保提升劳动生产率和改善劳动条件。(3)夹紧机构对整个夹具结构起决定性作用。夹紧装置结构形式和种类很多，选择灵活性很大，尤其是夹紧装置中力源及传动机构设计对夹具结构影响最大。所以，在一样能确保工序要求情况下，每个人设计结构可能大不相同。而不一样复杂程度家俱在不一样生产规模条件下其经济效果也不一样，设计人员必需使自己设计和生产规模相适应，不可片面追求高精度而忽略了经济性。 (4)夹具制造多属于单件生产，所以，设计时应考虑采取组合加工，修配和调整等方法来确保夹具制造精度，尽可能地考虑设置修配和调整步骤，而不能完全依靠用完全交换措施确保制造精度。(5)设计周期短，通常不进行强度刚度计算。夹具设计是直接为产品生产服务生产技术准备工作，其设计周期要求短，所以设计时多采取参考法或是凭经验确定措施来确保受力件强度和刚度，通常不进行具体计算，有时采取简便公式或用图表做为设计参考。倒是应注意，在设计部分含有较高精度夹具时，应该对定位精度、夹紧力等进行必需计算和分析。1.2.4.5 设计基础要求夹具设计标准是经济和使用，它能够概括为“好用、好造、好修”这六个字，其中好用关键，但好用也必需以不脱离生产现场实际制造和维修水平为前提。具体要求为：(1)夹具结构应和其用途和生产规模相适应，正确处理好质量、效率、方便性和经济性四者关系。(2)确保工件精度。(3)确保使用方便，要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观察、便于排屑排液、便于安装运输，确保安全第一。(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 气门摇臂轴支座机械加工工艺规程设计2.1 零件工艺分析及生产类型确实定2.1.1 零件结构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。图2.1 气门摇臂轴支座零件图2.1.2 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加工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。2.1.3 确定零件生产类型零件生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度分类，它对工艺规程制订含有决定性影响。生产类型通常可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不一样生产类型由着完全不一样工艺特征。零件生产类型是按零件年生产纲领和产品特征来确定。生产纲领是指企业在计划期内应该生产产品产量和进度计划。年生产纲领是包含备品和废品在内某产品年产量。零件生产纲领N可按下式计算： N-零件生产纲领Q-产品年产量m-每台（辆）产品该零件数量a%-备品率，通常取2%-4%b%-废品率。通常取0.3%-0.7%依据上式就能够计算求得出零件年生产纲领，再经过查表，就能确定该零件生产类型。依据本零件设计要求，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，依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 毛坯种类选择不仅影响毛坯制造工艺及费用，而且也和零件机械加工工艺和加工质量亲密相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面工艺人员亲密配合，合理地确定毛坯种类、结构形状，并绘出毛坯图2.2.1.1 常见毛坯种类 常见毛坯种类有以下多个： (1)铸件对形状较复杂毛坯，通常可用铸造方法制造。现在大多数铸件采取砂型铸造，对尺寸精度要求较高小型铸件，可采取特种铸造，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。多种铸造方法 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关键旋转体压铸10-160.5（锌）1.0（其它）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)锻件锻件毛坯因为经铸造后可得到连续和均匀金属纤维组织。所以锻件力学性能很好，常见于受力复杂关键钢质零件。其中自由锻件精度和生产率较低，关键用于小批生产和大型锻件制造。模型铸造件尺寸精度和生产率较高，关键用于产量较大中小型锻件。(3)型材型材关键有板材、棒材、线材等。常见截面形状有圆形、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，用于通常机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，关键用于毛坯精度要求较高中小型零件。(4)焊接件焊接件关键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含冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。2.2.1.2 毛坯选择标准选择毛坯时应该考虑以下多个方面原因：(1)零件生产纲领大量生产零件应选择精度和生产率高毛坯制造方法，用于毛坯制造昂贵费用可由材料消耗降低和机械加工费用降低来赔偿。如铸件采取金属模机器造型或精密铸造；锻件采取模锻、精锻；选择冷拉和冷轧型材。单件小批生产时应选择精度和生产率较低毛坯制造方法。(2)零件材料工艺性比如材料为铸铁或青铜等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，可选择型材；关键钢质零件，为确保其力学性能，应选择铸造件毛坯。 (3)零件结构形状和尺寸形状复杂毛坯，通常采取铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。通常见途阶梯轴，如各段直径相差不大，可选择圆棒料；如各段直径相差较大，为降低材料消耗和机械加工劳动量，则宜采取铸造毛坯，尺寸大零件通常选择自由铸造，中小型零件可考虑选择模锻件。 (4)现有生产条件 选择毛坯时，还要考虑本厂毛坯制造水平、设备条件和外协可能性和经济性等。2.2.1.3 毛坯形状及尺寸 毛坯形状和尺寸关键由零件组成表面形状、结构、尺寸及加工余量等原因确定，并尽可能和零件相靠近，以达成降低机械加工劳动量，努力争取达成少或无切削加工。不过，因为现有毛坯制造技术及成本限制，和产品零件加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯一些表面仍需留有一定加工余量，方便经过机械加工达成零件技术要求。 2.2.2 确定毛坯尺寸及机械加工总余量依据零件图计算零件轮廓尺寸为长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。再依据毛坯铸件基础尺寸查阅机械制造技术基础课程设计指导教程3表2-3 ，按前面已经确定铸件公差等级CT10差得对应铸件尺寸公差。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，查得铸件所要求机械加工余量等级为E-G,将要求机械加工余量等级确定为G，再依据铸件最大轮廓尺寸查阅机械制造工艺设计简明手册13表2-4 要求铸件机械加工余量。因为所查得机械加工余量适适用于机械加工表面，加工表面，机械加工余量要合适放大。分析本零件，除了外，没有一个加工表面表面粗糙度是小于1.6，也就是全部加工表面，所以通常情况下这些表面毛坯尺寸只需将零件尺寸加上所查得余量值即可，不过因为大部分表面加工全部需经过粗加工和半精加工，所以余量将要放大，这里为了机械加工过程方便，除了孔以外加工表面，将总加工余量统一为一个值。以下表：表2.1 毛坯尺寸及机械加工总余量表加工表面基础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 依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 因为毛坯形状对称，且最大截面在中间截面，为了起模和便于发觉上下模在铸造过程中错移，所以选择前后对称中截面为分型面。(3)毛坯热处理方法 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该做时效处理。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，制订工艺路线2.3.1 定位基准选择2.3.1.1 基准种类基准就是“依据”意思。零件图样、零件或工艺文件上，必需依据部分指定点、线或面，来确定另部分点、线或面位置，这些作为依据点、线或面称为基准。根据基准不一样功用，将其分为设计基准和工艺基准两大类。(1)设计基准 设计图样上所采取基准，称为设计基准。以下图所表示轴套轴线就是各外圆和内孔设计基准，端面A是端面B、C设计基准。 (2)工艺基准 采在工艺过程中所采取基准，称为工艺基准。工艺基准按其用途不一样，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相对位置所采取基准，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基准，称为测量基准。图轴套内孔是检验40外圆径向跳动测量基准；表面A是检验长度L、l测量基准。(5)定位基准 在加工中用作定位基准，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。需要说明是，工件上作为定位基准点、线，通常是用具体表面来表现。比如孔轴线是用孔表面来表现。所以，定位基准可统称为定位基面。2.3.1.2 定位基准选择维工件在加工过程中，若是以未经加工过毛坯面作为定位基准表面，称此种基准面为粗基准；若是已经加工过表面，称为精基准(1)粗基准选择选择不需加工表面作粗基准选择加工余量和公差最小表面作粗基准选择光洁、平整、面积足够大，装夹稳定表面作粗基准 粗基准通常只能使用一次精基准选择 (2)在第一道工序以后，就应该使用精基准定位，其选择标准以下：基准重合标准基准统一标准选择面积较大、精度较高、安装稳定可靠表面作精基准 自为基准互为基准夹具作为机械加工工艺系统关键组成部分，在机械加工中占有十分关键地位。工件在加工前必需确立在机床上占据位置，以使加工后达成工件加工要求。依据上述定位基准选择标准，分析本零件，依据气门摇臂轴支座零件图，本零件时带有孔形状比较简单零件，孔、孔和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终进行，为遵照“基准重合”标准，所以选择优异行加工孔和加工后36mm下底面作为精基准，在该零件需要加工表面中，因为外圆面上有分型面，表面不平整有飞边等缺点，定位不可靠，应选外圆端面及未加工36mm下端面为粗基准。2.3.2. 零件表面加工方法选择 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/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，半精加工多个阶段。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，使后续工序全部能够采取精基准定位加工，确保其它加工表面精度要求；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 工序集中和分散 本零件采取工序集中标准安排零件加工工序。本零件气门摇臂轴支座生产类型为大批量生产，能够采取多种机床配以专用工具、夹具、以提升生产率；而且利用工序集中标准使工件装夹次数少，不仅可缩短辅助时间，而且因为在一次装夹中加工了很多表面，有利于确保各加工表面之间相对位置精度要求。2.3.5 工序次序安排2.3.5.1 机械加工次序(1)遵照“先基准后其它”标准，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工36mm下端面和通孔。(2)遵照“先粗后精”标准，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。(3)遵照“先主后次”标准，先加工关键表面和外圆前后端面，通孔，通孔，后加工次要表面偏内孔。 (4)遵照“先面后孔”标准，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,时效处理关键目标是消除铸件内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，这么能够提升毛坯进行加工切削性能。辅助工序 毛坯铸造成型后，应该对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后铸件进行一次尺寸检验，然后再进行机械加工，在对本零件全部加工工序完成以后，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次序安排标准基础上，确定了该气门摇臂轴支座零件工艺路线以下：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和外圆端面G或F定位，粗铣上端面A； 工序：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：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：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：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：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,钻扩粗铰精铰通孔，并倒角；工序：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, 钻扩粗铰精铰通孔，并倒角；工序：以上端面A偏和端面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选择是制订工艺规程一项关键工作，它不仅直接影响工件加工质量，而且还影响工件加工效率和制造成本。 (1)机床选择标准 机床加工尺寸范围应和零件外廓尺寸相适应； 机床精度应和工序要求精度相适应； 机床功率应和工序要求功率相适应； 机床生产率应和工件生产类型相适应；还应和现有设备条件相适应。(2)夹具选择本零件生产类型为大批量生产，为提升生产效率，所用夹具应为专用夹具。(3)刀具选择刀具选择关键取决于工序所采取加工方法、加工表面尺寸、工件材料、所要求精度和表面粗糙度、生产率及经济性等。在选择时应尽可能采取标准刀具，必需时可采取符合刀具和其它专用刀具。(4)量具选择量具关键依据生产类型和所检验精度来选择。在单件小批量生产中应采取通用量具，在大批量生产中则采取多种量规和部分高生产率专用量具。查机械制造工艺设计简明手册13所选择加工工艺装备以下表所表示：表2.3 气门摇臂轴支座加工工艺装备选择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、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 工序间加工余量确实定 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：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钻通孔172扩孔至0.853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 切削用量和基础时间定额确实定工序 粗铣上端面A(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，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，依据所选择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，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：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=22mm 依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，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，依据所选择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，然后计算实际(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 依据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm依据机械加工工艺师手册10，表30-9查得=7，。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，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，依据所选择X61卧式铣床功率为4KW,取fz=0.10mm/r， 。(3)切削速度确实定 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 (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 依据机械加工工艺师手册