机械制造工艺学课程设计新气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计

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1、气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计目录1设计任务书.1.1设计题目1.2零件作用1.3气门摇臂轴支座机械加工工艺规程的制订方法1.4夹具设计62气门摇臂轴支座的机械制造工艺规程设计.2.1 零件的工艺分析及生产类型的确定122.1.1零件的作用122.1.2零件的工艺分析132.1.3确定零件的生产类型142.2 选择毛坯，绘制毛坯图142.2.1选择毛坯种类142.2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量152.2.3设计毛坯图162.2.4绘制毛坯图.172.3 选择加工方法，制定工艺路线172.3.1定位基准的选择172.3.2零件表面加工方法的选择192.3.3加工阶段的划分192.3.

2、4工序的集中与分散202.3.5工序顺序的安排202.3.6确定工艺路线202.3.7加工设备及工艺装备的选择.222.3.8工序间余量的确定.232.3.9切削余量及基本时间定额的确定243 气门摇臂轴支座专用夹具的设计.403.1确定夹具的结构方案40 3.1.1确定定位方案，选择定位元件. 40 3.1.2 确定导向装置.42 3.1.3确定夹紧机构.42 3.1.4确定辅助定位装置.433.2设计夹具体433.3 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求43总结46参考文献481 设计任务书1.1 设计题目设计如图1.1所示的气门摇臂轴支座零件的机械加工工艺规程及加工通孔和通孔的专用夹具图

3、1.1 气门摇臂轴支座零件图1.设计内容：（1）零件、毛坯图：各1张。（2）机械加工工艺规程卡片：1套。（3）夹具装配总图：1张。（4）夹具零件图：1张。（5）课程设计说明书：1份。2.原始资料：零件图纸一张；生产纲领为10000台/年，1件/台；每日1班。通过设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性的训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效，省力，经济合理并能保证加工质

4、量的专用夹具的能力。绘制零件图，装配图，提高制图能力。设计内容：绘制气门摇臂轴支座的二维、三维零件图，根据图纸技术要求等确定生产类型，本次设计的零件年产量为10000件，分析确定生产类型。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，拟采用铸造的形式进行毛坯制造，并确定零件机械加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析。最后，对某道加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。1.2零件作用零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，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

5、一个减压轴，降低汽缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm，保证减压轴在摇臂上打开气门实现减压。两孔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，各部分尺寸零件图中详细标注。1.3气门摇臂轴支座机械加工工艺规程的制订方法（1）.根据零件图和产品装配图，对零件进行工艺分析 （2）.计算零件的生产纲领，确定生产类型 （3）.确定毛坯种类和制造方法（4）.确定毛坯尺寸和公差 （5）.拟定工艺路线 （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

6、序的切削用量和时间定额 （9）.编制工艺文件1.4夹具设计的基本要求 （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。保证使用方便，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，保证安全第一。 （3）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2.1.1零件的作用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，

7、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。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

8、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12.5；2. 36mm下端面，根据零件的总体加工特性，36mm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

9、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的底面的平行度为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

10、，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下端面以及上端面，并钻出的通孔，然后再以这些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孔，最后翻转零件，深孔加工出的斜油孔。2.1.3 确定零件的生产类型 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

11、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：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 机械加工中毛坯的种类有

12、很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。（1）.材料的工艺性能（2）.毛坯的尺寸、形状和精度要求（3）.零件的生产纲领 根据以上几方面来分析本零件，零件材料为HT200，分析灰铸铁材料的性能，灰铸铁是一种脆性较高，硬度较低的材料，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；其次，观察零件图知，本零件设计尺寸并不大，而且其形状也不复杂，属于简单零件，除了几个需要加工的表面以外，零件的其他表面都是以

13、不去除材料方法获得，可选择砂型铸造方法；前面已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，可以分散单件的铸造费用。综上所述，本零件的毛坯种类以砂型铸造机器造型的方法获得。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。 查机械制造技术基础课程设计指导教程表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IT8-IT12，取铸件公差等级为IT10。再根据毛坯铸件基本尺寸查阅机械制造技术基础课程设计指导教程表2-3 ，按前面已经确定的铸件公差等级IT10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

14、指导教程表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表2.2-4 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

15、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2.64下端面2.64前端面2.64后端面2.64前端面2.24后端面2.242.2.3 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表2.2-6 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 绘制毛坯图见图纸2.3 选择加工方法，制定工艺路

16、线2.3.1 定位基准的选择 定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目，各表面加工顺序，夹具结构及零件的精度。定位基准分为粗基准和精基准，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准称为粗基准，使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时，先进行精基准的选择，保证各加工表面按图纸加工出来，再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。1.粗基准的选择原则为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度，应以不加工表面为粗基准。若工件上有很多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求较高的表面为粗基准。为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽量选光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷

17、的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次，应尽量避免重复使用。2.精基准的选择原则“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的定位误差。“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。所选的精基准应能保证定位准确、

18、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。根据上述定位基准的选择原则，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表1.4-7，表1.

19、4-8，通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较，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/加工方案上端面IT1412.5粗铣36mm下端面IT126.3粗铣半精铣前端面IT113.2粗铣半精铣后端面IT113.2粗铣半精铣前端面IT1412.5粗铣后端面IT1412.5粗铣通孔IT1412.5钻偏内孔IT1412.5钻通孔IT81.6钻扩粗铰精铰通孔IT81.6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，也就

20、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 1.机械加工顺序 （1）遵循“先基

21、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。 3.辅助工序 毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯安排清砂工序，并对

22、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：以加工后的内孔表面H，以加工后的3

23、6mm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F定位，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C，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H，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，它不但直接影响工件的加工质量，而且还影响

24、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择。在单件小批量生产

25、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、扩钻、机用铰刀内径千分尺

26、，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0.853粗铰至0.094精铰至0

27、.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表30-23，选择切削速度=65m/min。

28、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，表30-9查得=7，。工序 加工36mm下底面1.工步一 粗铣36mm下底面C（1）切削深度 。（2）进给量的确定

29、 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表4-18得n=255r/min，然后计算实际（4） 基本时间的确定 根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=根据机床

30、说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm根据机械加工工艺师手册，表30-9查得=7，。2.工步二 半精铣36mm下底面C（1）切削深度 。（2）进给量的确定 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,取fz=0.10mm/r， 。（3）切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表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机床主轴转速表，确定n=490r/min，再计算实际切削速度（4）基本时间的确

31、定 根据铣床的数据，主轴转速n=490r/min，工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm根据机械加工工艺师手册，表30-9查得=7，工序 钻通孔（1） 切削深度 。（2） 进给量和切削速度的确定 选硬质合金钻头直柄麻花钻，钻头参数如下：，查机械制造技术基础课程设计指南表5-134，取，取，根据上面数据，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） 基本时间的确定，首先查机械制造技术基础课程设计指南表2-26，查得钻削机动时间计算公式，=（14），钻孔深度，所以 工序 粗铣以及半精铣端面1.工步一 粗铣前端面

32、F（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表4-18得n=255r/min，然后计算实际。（4）基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设

33、计指南表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=28mm根据机械加工工艺师手册，表30-9查得=7，。2. 工步二 粗铣前端面I（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,

34、硬度HBS187-220，根据机械加工工艺师手册表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） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表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=26mm根据机械加工工艺师手册，表30-9查得=7，3. 工步三 半精铣前端面F（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，=

35、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表4-18得n=255r/min，然后计算实际。（4） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表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=480m

36、m/min；切削加工面L=28mm根据机械加工工艺师手册，表30-9查得=7，工序 粗铣以及半精铣端面1. 工步一 粗铣后端面J（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表30-23，选择切削速度=65m/min。计算主轴转速，查

37、机械制造技术基础课程设计指导教程表4-18得n=255r/min，然后计算实际。（4） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表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=26mm根据机械加工工艺师手册，表30-9查得=7，2. 工步二 粗铣后端面G（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

38、造技术基础课程设计指南表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表4-18得n=255r/min，然后计算实际。（4） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表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=28mm根据机械加工工艺师手册，表30-9查得=7，3.工步三 半精铣后端面G（1）

39、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表4-18得n=255r/min，然后计算实际。（4） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表2-

40、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=28mm根据机械加工工艺师手册，表30-9查得=7，工序 钻扩粗铰精铰的孔1. 工步一 钻的通孔（1） 切削深度。（2） 进给量和切削速度的确定 根据此孔最终要求的表面粗糙度的要求，确定钻头为硬质合金直柄麻花钻，查表选择如下参数钻头：，查表机械制造技术基础课程设计指南表5-134，查得，取，查得，根据以上数据计算主轴转速，查机械加工工艺师手册表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取，再计算实际切削速度。（3） 基本时间的确定 首先查机械制造技术基础

41、课程设计指南表2-26，查得钻削机动时间计算公式，=（14），钻孔深度，见机械加工工艺师手册表28-42，所以2. 工步二 扩孔至（1） 切削深度（2） 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表5-87，确定扩孔钻为YG8硬质合金直柄麻花钻，选，查机械制造技术基础课程设计指南表5-128，查得，取，再查机械加工工艺师手册表28-33，确定，根据以上数据计算主轴转速，查机械加工工艺师手册表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取，再计算实际切削速度。（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程表2-26，得扩孔，铰孔工序下的机动时间计算公式：，扩通孔长度，见机械

42、加工工艺师手册表28-42，3. 工步三 粗铰至（1） 切削深度。（2） 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表5-93，确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀，参数如下，查机械制造技术基础课程设计指南表5-136，查得进给量，取，因为此工步为粗铰，查得，取，根据以上数据计算主轴转速，查机械加工工艺师手册表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取，再根据主轴转速计算实际的切削速度。（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程表2-26，得扩孔，铰孔工序下的机动时间计算公式：，扩通孔长度，见机械加工工艺师手册表28-42，4. 工步四 精铰至（1） 切削深度。（2）

43、进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表5-93，确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀，参数如下，查机械制造技术基础课程设计指南表5-136，查得进给量，取，因为此工步为精铰，查得，取，根据以上数据计算主轴转速，查机械加工工艺师手册表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取，再根据主轴转速计算实际的切削速度。（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程表2-26，得扩孔，铰孔工序下的机动时间计算公式：，扩通孔长度，见机械加工工艺师手册表28-42，工序 钻扩粗铰精铰的孔1. 工步一 钻的通孔（1） 切削深度。（2） 进给量和切削速度的确定 根据此孔最终要求的表面粗糙

44、度的要求，确定钻头为硬质合金直柄麻花钻，查表选择如下参数钻头：，查表机械制造技术基础课程设计指南表5-134，查得，取，查得，根据以上数据计算主轴转速，查机械加工工艺师手册表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取，再计算实际切削速度。（3） 基本时间的确定 首先查机械制造技术基础课程设计指南表2-26，查得钻削机动时间计算公式，=（14），钻孔深度，见机械加工工艺师手册表28-42，所以2. 工步二 扩孔至（1） 切削深度。（2） 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表5-87，确定扩孔钻为YG8硬质合金直柄麻花钻，选，查机械制造技术基础课程设计指南表5-128，查得，

45、取，再查机械加工工艺师手册表28-33，确定，根据以上数据计算主轴转速，查机械加工工艺师手册表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取，再计算实际切削速度。（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程表2-26，得扩孔，铰孔工序下的机动时间计算公式：，扩通孔长度，见机械加工工艺师手册表28-42，3. 工步三 粗铰至（1） 切削深度。（2） 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表5-93，确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀，参数如下，查机械制造技术基础课程设计指南表5-136，查得进给量，取，因为此工步为粗铰，查得，取，根据以上数据计算主轴转速，查机械加工工艺师

46、手册表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取，再根据主轴转速计算实际的切削速度。（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程表2-26，得扩孔，铰孔工序下的机动时间计算公式：，扩通孔长度，见机械加工工艺师手册表28-42，4. 工步四 精铰至（1） 切削深度。（2） 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表5-93，确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀，参数如下，查机械制造技术基础课程设计指南表5-136，查得进给量，取，因为此工步为精铰，查得，取，根据以上数据计算主轴转速，查机械加工工艺师手册表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取，再根据主轴转速计算实际

47、的切削速度。（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南表2-26，得扩孔，铰孔工序下的机动时间计算公式：，扩通孔长度，见机械加工工艺师手册表28-42，工序 钻偏内孔（1） 切削深度（2） 进给量和切削速度的确定 根据此孔最终要求的表面粗糙度的要求，确定钻头为硬质合金直柄麻花钻，查表选择如下参数钻头：，查表机械制造技术基础课程设计指南表5-134，查得，取，查得，根据以上数据计算主轴转速，查Z525立式钻床主轴转速表，取，再计算实际切削速度。（3） 基本时间的确定 首先查机械制造技术基础课程设计指南表2-26，查得钻削机动时间计算公式，=（14），钻孔深度，见机械加工工艺师手册表2

48、8-42，所以3 气门摇臂轴支座零件专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过分析并与指导老师协商，决定设计第，道工序加工通孔和通孔专用夹具，本夹具将用于TX217卧式钻床，刀具为直柄麻花钻，扩钻，机用铰刀。3.1 确定夹具的结构方案 3.1.1确定定位方案，选择定位元件根据我们所选择的工序来详细观察零件图，根据图中零件所要求的位置尺寸，以及形位精度要求，来确定夹具的结构方案。图3.1 气门摇臂轴支座主要形位尺寸本两道工序可以在同一夹具上加工完成，如图，工序加工要求保证的位置精度主要是两加工孔中心距尺寸（56±0.05）mm及平行度公差0.0

49、5mm，还有孔与底面尺寸（24±0.03）mm以及孔与底面尺寸（49±0.05）mm。根据基准重合原则，应选择孔和底面为主要定位基准，即工序简图中所规定的定位基准是恰当的。定位元件选择一个长定心轴，定心轴与定位孔的配合尺寸为（定位孔，定心轴），定心轴下端与夹具体底板上孔的配合尺寸为（底板孔，定心轴底端），定心轴上端部分为螺杆，用六角螺母夹紧。对于工序尺寸（56±0.05）mm而言，定位基准与工序基准重合误差，由于定位副制造误差引起的定位误差。，因此定位误差小于该工序尺寸（56±0.05）mm制造公差0.10mm的1/2，因此上述方案可行。定位方案以及定位

50、结构图如下：图3.2 工序定位方案图图3.3 工序定位结构图 3.1.2 确定导向装置 本工序两孔加工的精度要求较高，采用一次装夹完成钻，扩，粗铰，精铰4个工步的加工，故此夹具采用与孔尺寸相对应的快换钻套做导向元件，相应的卧式镗床上面采用快换夹头。图3.4 导向装置结构图 如图所示，两衬套与快换钻套间的配合尺寸为，衬套与钻模板之间的配合尺寸为。3.1.3 确定夹紧机构 在机械加工工艺设计中，已经确定气门摇臂轴支座的生产类型为大批量生产，在此工序夹具中选择螺旋夹紧机构夹紧工件。如下图所示，在定心轴上直接做出一段螺杆，装夹工件时，先将工件定位孔装入带有螺母的定心轴上，实现定位，然后在工件与螺母之间

51、插上开口垫圈，最后拧紧螺母压紧工件。图3.5 工序夹紧机构图3.1.4 确定辅助定位装置 为了减小加工时工件的变形，保证加工时工艺系统的刚度，后端面处增加辅助支承，具体机构图如下：图3.6 辅助定位装置图3.2设计夹具体 夹具体的设计应通盘考虑，使上述各部分通过夹具体能够有机的联系起来，形成一个整体。考虑夹具与机床的连接，因为是在卧式镗床上使用，夹具安装在工作台上直接用钻套找正并用压板固定，故只需在夹具体上留出压板压紧的位置即可，不需专门的夹具与机床的定位连接元件。钻模板和夹具体一起用4根螺栓固连。夹具体上表面与其他元件接触的部位均做成等高的凸台以减少加工面积，夹具体底部设计成周边接触的形式以

52、改善接触状况，提高安装的稳定性。3.3 在夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求见图纸（1）根据零件图上两孔间中心距的要求，确定两钻套中心线之间的尺寸为（56±0.025）mm，其公差值取为零件相应尺寸（56±0.05）mm的公差值的1/21/5；（2）为保证两孔与零件底面的平行度公差为0.05，夹具中，两钻套轴线与夹具底板上端面的平行度取为0.05；（3）标注配合尺寸：，和总结到此为止，在自己三个月的努力后顺利完成了气门摇臂轴支座的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的国内外现状及趋势，能对工件确定合理的工艺方案，对零件的设计制造

53、，机床设备的选用，机械零件的选用及零件加工工艺过程的说明有了较为深刻的领会，同时对根据加工工艺设计相应的夹具体也较清楚。在本次设计中，要用到许多基础理论，要查阅并收集大量关于机械制造方面的文献，进而对这些文献进行分析和总结，这些都提高了我们对于专业知识的综合运用能力和分析解决实际问题的能力。通过本次设计还使我更深切地感受到了团队的力量，在与同学们的讨论中发现问题并及时解决问题，这些使我们相互之间的沟通协调能力得到了提高，团队合作精神也得到了增强。虽然本次设计我很努力去做，但还是存在一些不足：（1）我对机械工艺规程设计理论方面的知识还没有十分扎实，对并没有投入生产，在实际生产中的产品，还要根据生

54、产部门的设备，要求等，考虑零件的结构，精度和余量，难免会有我们现在没有考虑周全的内容。（2）对零件热处理方式及夹具的设计把握不准，其主要原因是对零件的了解不足，没有在真正的实践，而且没有见过实体，一些细节部分没有掌握好。（3）夹具设计是本次设计中最大的拦路虎，虽然课题要求我们只要选择其中之一工序进行夹具设计，但是夹具设计过程中遇到的问题是最多的，特别是对各机构的选用，既要达到局部要求，又要配合整体要求。因此我以后必定会再这方面多下苦功。因此，在以后的学习工作中，我要从以下方面来提高自己，解决设计中存在的问题。多学习相关的知识，关注前沿的科学技术，拓宽知识面，尽量进行实践，以便设计时能够在保证成

55、本的前提下，较好地利用其本身。参考文献1.王先逵 主编.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，20062.崇 凯 主编. 机械制造技术基础课程设计指南M.北京：化学工业出版社，20063.邹 青 主编.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京：机械工业出版社，20044.孙丽媛 主编.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.北京：冶金工业出版社，20075.郭克希 主编.机械制图.机械类、近机类M.北京：机械工业出版社，20046.徐学林 主编.互换性与测量技术基础M.长沙：湖南大学出版社，20077.吴宗泽 罗圣国 主编.机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社，20068.余光国 马俊 主编.机床夹具设计M.重庆：重庆大学出版社，19959.程绪琦 主编.AutoCAD2008中文标准教程M.北京：电子工业出版社，2008.410.杨叔子 主编.机械加工工艺师手册M.北京：机械工业出版社，2001.811.邓文英 主编.金属工艺学 上册M.北京：高等教育出版社，200112.邓文英 主编.金属工艺学 下册M.北京：高等教育出版社，200113.李益民 主编.机械制造工艺设计简明手册M.北京：机械工业出版社，1994.7