氣門搖臂軸支座 加工工藝和銑36mm下端面夾具設計參考素材

喜歡就充值下載吧=====【資源目錄下的全部文件，，看到什么就有什么】，，，喜歡就充值下載吧?。。?！

目 錄 摘要…………………………………………………………………………………………1 關鍵詞………………………………………………………………………………………1 1 前言………………………………………………………………………………………1 1.1 選題研究意義和國內外研究現(xiàn)狀………………………………………………1 1.2 課題背景知識 ……………………………………………………………2 1.2.1 零件作用…………………………………………………………………2 1.2.2 柴油機相關知識介紹……………………………………………………3 2 支座的機械加工工藝規(guī)程設計…………………………………………………………3 2.1 零件的工藝分析及生產類型的確定……………………………………………3 2.1.1 零件的作用………………………………………………………………3 2.1.2 零件的工藝分析…………………………………………………………4 2.1.3 確定零件的生產類型……………………………………………………5 2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖……………………………………………………6 2.2.1 選擇毛坯種類……………………………………………………………6 2.2.2 確定毛坯尺寸及機械加工總余量………………………………………7 2.2.3 設計毛坯圖…………………………………………………………8 2.2.4 繪制毛坯圖…………………………………………………………8 2.3 選擇加工方法，制定工藝路線……………………………………………9 2.3.1 粗基準的選擇………………………………………………………9 2.3.2 精基準選擇的原則…………………………………………………9 2.4 各表面的加工方法的選擇……………………………………………………10 2.5 加工階段的劃分和工序集中與分散的確定…………………………………11 2.6 工序的安排……………………………………………………………………12 2.7 工序的機床設備、工藝裝備和輔助工具………………………………………13 2.8 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定……………………………………14 2.9 切削用量和時間定額的確定…………………………………………………15 3 支座專用夾具的設計…………………………………………………………………22 3.1 半精銑36mm下端面夾具設計…………………………………………………22 3.1.1 確定定位方案，選擇定位元件…………………………………………22 3.1.2 切削力及夾緊分析計算………………………………………………23 3.1.3 確定夾緊機構…………………………………………………………24 3.1.4 確定夾具體裝置………………………………………………………24 3.1.5 繪制夾具總圖…………………………………………………………24 4 結論……………………………………………………………………………29 5 參考文獻 ………………………………………………………………………………31 致謝…………………………………………………………………………………………31 附錄…………………………………………………………………………………………32 支座加工工藝及其夾具設計 學 生：袁 湘 指導老師：陳志亮 (湖南農業(yè)大學東方科技學院，長沙 410128) 摘 要：本設計是支座加工工藝及其夾具設計，主要任務是半精銑36mm下端面和鉆Φ18孔、支座的加工工藝規(guī)程編制、編寫工序卡片。其零件為鑄件，具有體積小，零件結構簡單的特點，此零件的孔加工精度高于面，所以采用先面后孔的加工順序，各工序夾具都采用專用夾具，其中在鉆Φ18孔時，采用了液壓夾緊，機構設計簡單，方便且能滿足要求。 關鍵詞：加工工藝；工藝規(guī)程編制；夾具設計 The Design of Bearing Processing Technology and Fixture Author: Yuan Xiang Tutor:Cheng Zhiliang (Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract：This paper is designed for bearing processing technology and fixture. The main task is to work out the half fine milling under 36mm,Φ18 holes, bearing the processing technology of the rules of procedure, and write CARDS. Its parts are casting, which is small and of simple structure. Moreover, the components of the hole processing is higher than that of the surface, so the processing order of surface first is taken. The fixture special jig is adopted in each working procedure.,among which in a drill Φ18 holes, the hydraulic clamping is used, which is simple, convenient and can meet the requirements. Keywords：Processing technology;Design of process flow;Design of clamp 1 前言 1.1 選題研究意義和國內外研究現(xiàn)狀 機械制造業(yè)是國民經濟各部門賴以發(fā)展的基礎，是國民經濟的主要支柱，是生產力的主要組成部分。機械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農業(yè)、交通運輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種生產設備、儀器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機械制造業(yè)本身提供機械制造裝備。機械制造業(yè)的生產能力和制造水平，主要取決于機械制造裝備的先進程度。機床夾具設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產品質量和提高勞動生產率的一項重要技術措施。在設計過程中應深入實際，進行調查研究，汲取國內外的先進技術，制定出合理的設計方案，再進行具體設計。而夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。在此設計過程中，我們必須學會填寫工序卡片，工序卡片正確與否是關系整個生產過程的，而工藝規(guī)程的作用是指導生產的主要技術文件；是生產組織和生產管理工作的依據(jù)；是新建、擴建或改建機械制造廠的主要技術資料。 現(xiàn)代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明多品種生產的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有一定生產能力的工廠中約擁有13000～15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專業(yè)夾具，而夾具的實際磨損量只有大約15%左右，特別最近幾年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被廣泛應用和推廣，使中小批生產的生產效率逐步趨近于大批量生產的水平。綜上所述，現(xiàn)代生產對夾具提出了如下的新要求：（1）能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期；（2）能裝夾一組相似性特征的零件。 目前，大批量生產正逐漸成為現(xiàn)代機械制造業(yè)新的生產模式。在這種模式中，要求加工機床和夾具裝備具有更好的柔性，以縮短生產準備時間、降低生產成本，所以，按手動夾緊的方法已不能滿足生產發(fā)展的要求，而氣動、液壓夾緊等夾具正是適應這一生產模式的工裝設備。它對縮短工藝裝備的設計、制造周期起到至關重要的作用。國內外為了適應這種生產模式，也把柔性制造系統(tǒng)作為開發(fā)新產品的有效手段，并將其作為機械制造業(yè)的主要發(fā)展。 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(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸向配合工作，起到支撐的作用，直徑11mm的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3mm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(xiàn)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。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，所以現(xiàn)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。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 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(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸向配合工作，起到支撐的作用，直徑11mm的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連，直徑3mm的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細標注。 圖1 氣門搖臂軸支座零件圖 Fig1 The parts drawing of valve lock shaft bearings 2.1.2 零件的工藝分析 接到設計任務時，應首先查看零件圖是否完整、正確，再就是對零件的技術要求進行分析。參考《機械加工工藝學》在此零件的加工過程中，應注意高精度表面的加工。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： (1)零件材料：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。 (2)組成表面分析：Φ11、Φ16、Φ18孔及其上下端面、Φ3斜孔、倒角、各外圓表面、各外圓輪廓表面。 (3)主要表面分析：Φ16、Φ18孔用于支承零件，為工作面，孔表面粗糙度要求Ra1.6um, Φ11孔底面為安裝支承面，亦是主要基準面。 (4)主要技術要求：根據(jù)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)36mm下端面，根據(jù)零件的總體加工特性，36mm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； (2)Φ22mm外圓的上端面以及與此孔相通的Φ11mm通孔，粗糙度均為12.5； (3)Φ28mm外圓的前后端面，前后端面倒的角，粗糙度為12.5；以及Φ18mm的通孔，在這里由于Φ18mm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?shù)募庸し椒▉磉_到此孔加工的技術要求。 (4)Φ26mm的前后端面，前后端面倒的角，粗糙度為12.5；以及Φ16mm的通孔，Φ16mm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，Φ16mm的孔要求的表面粗糙度和位置精度與Φ18mm的通孔一樣都是比較高的，Φ16mm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Φ22mm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(jù)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Φ22mm上端面，并鉆出Φ11mm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Φ28mm和Φ26mm的外圓端面，并鉆出這Φ18mm和Φ16mm兩個精度要求比較高的孔，最后翻轉零件，深孔加工出Φ3mm的泄油孔[2]。 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： N=Qm（1+a%）(1+b%)………………………………………(1) 式中 N—零件的生產綱領 Q—產品的年產量（臺、輛/年） m—每臺（輛）產品中該零件的數(shù)量（件/臺、輛） a%—備品率，一般取2%～4% b%—廢品率，一般取0.3%～0.7% 根據(jù)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(jù)本零件的設計要求，取Q=10000臺，m=1件/臺，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數(shù)據(jù)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(jù)《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生產類型為成批大量生產。 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(jù)。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(jù)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，零件的其它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(jù)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(jù)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查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(jù)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Ra≥1.6um，Ra≤1.6um的加工表面，機械加工余量要適當放大。分析本零件，除了Φ16和Φ18孔的Ra=1.6um外，沒有一個加工表面的表面粗糙度是小于1.6um的，也就是所有的加工表面Ra≥1.6um，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1 毛坯尺寸及機械加工總余量表 Table1 Blank dimensions and mechanical processing total surplus 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 Φ22上端面 39mm 2.6 4 47±1.3 Φ36下端面 39mm 2.6 4 47±1.3 Φ28前端面 37mm 2.6 4 45±1.3 Φ28后端面 37mm 2.6 4 45±1.3 Φ16前端面 16 mm 2.2 4 24±1.1 Φ16后端面 16 mm 2.2 4 24±1.1 2.2.3 設計毛坯圖 (1)確定鑄造斜度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》[4]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 氣門搖臂軸支座毛坯圖 Fig2 The blank figure of valve lock shaft bearings 2.3 選擇加工方法，制定工藝路線 2.3.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。粗基準選擇應當滿足以下要求[5]： (1)粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 (2)選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。 (3)應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 (4)應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證轉盤在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件圖分析可知，主要是選擇轉盤底面P為其加工粗基準。 據(jù)毛坯圖所示，分析圖紙的尺寸及公差，選取36mm下端面作為粗基準。根據(jù)粗基準不重復使用的原則，必須減少粗基準的裝夾次數(shù)。 2.3.2 精基準選擇的原則 (1)基準重合原則，即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 (2)互為基準的原則，選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。 (3)基準不變的原則，盡可能使各個工序的定位基準相同。這是在多道工序中正確選擇精基準的原則。如軸類零件的整個加工過程中大部分工序都以兩個頂尖孔為定位基準；齒輪加工的工藝過程中大部分工序以內孔和端面為定位基準；箱體加工中，若批量較大，大部分工序以平面和兩個銷孔為定位基準。 (4)自為基準的原則，當精加工或光整加工工序要求余量小且均勻時，可選擇加工表面本身為精基準，以保證加工質量和提高生產率。 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，根據(jù)零件形狀結構和要求可知，Φ18mm的孔為設計基準，為了避免由于基準不重合而產生的誤差，應選擇Φ18mm的孔為定位基準，即遵循“基準重合”原則，以Φ28mm的前端面為輔助定位精基準。 2.4 各表面的加工方法的選擇 加工方法的選擇需要保證零件的經濟加工精度和粗糙度；加工方法的選擇和加工方案的選擇需依據(jù)每個加工表面的技術要求，確定加工方法及加工方案；決定加工方法時要考慮被加工材料的性質以及生產類型，還要考慮現(xiàn)有設備情況及技術條件；此外還要考慮一些其他因素，例如，工件的形狀和質量以及加工方法所能達到的表面物理機械性能等[6]。幾種表面的加工方法如下： 表2 外圓表面的加工方案及其經濟精度 Table2 The surface processing plan and the circular economic precision 加工方案 經濟精度公差等級 表面粗糙度值Ra（um） 適用范圍 粗車—半精車—精車—滾壓（或拋光） IT6～IT11 0.08～100 適用于除淬火鋼以外的金屬材料 粗車—半精車—磨削 IT5～IT7 0.012～0.8 除不宜用于有色金屬外，主要適用于淬火鋼件的加工 粗車—半精車—精車—精磨—研磨 IT5以上 0.025～0.20 主要用于高精度要求的鋼件加工 表3 內孔表面的加工方案及其經濟精度 Table3 In the hole surface processing plan and the economic precision 加工方案 經濟精度公差等級 表面粗糙度值Ra（um） 適用范圍 鉆—擴—鉸 IT8～IT13 0.8～100 加工未淬火鋼及其鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬 鉆—擴—拉 IT7～IT8 0.8～1.6 大批大量生產 粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動鏜 IT6～IT13 0.2～50 除淬火鋼以外的金屬材料，毛坯上已有鑄出或鍛出的孔 粗磨—半精磨—精磨—金剛鏜 IT6～IT7 0.05～0.2 主要用于精度要求高的有色金屬 表4 平面加工方案及其經濟精度 Table4 Plane processing plan and the economic precision 加工方案 經濟精度公差等級 表面粗糙度值Ra（um） 適用范圍 續(xù)表1 加工方案 經濟精度公差等級 表面粗糙度值Ra（um） 適用范圍 粗車—半精車—精車—磨 IT6～IT13 0.2～50 適用工件的端面加工大 粗刨—精刨—刮研 IT5～IT13 0.1～50 適用不淬硬的平面 粗銑—拉 IT6～IT9 0.020～0.80 適用大量生產中加工較小的不淬火平面 粗銑—精銑—磨—研磨—拋光 IT5以上 0.025～0.20 適用于高精度平面的加工 加工表面有端面、內孔等，材料為鑄鐵。以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關資料，其加工方法選擇如下： 表5 氣門搖臂軸支座各加工表面方案 Table5 The scheme of each processing surface of valve lock shaft bearings 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度（um） 加工方案 Φ22上端面 IT10 12.5 粗銑 36mm下端面 IT9 6.3 粗銑—半精銑 Φ28前端面 IT8 3.2 粗銑—半精銑 Φ28后端面 IT8 3.2 粗銑—半精銑 Φ26前端面 IT10 12.5 粗銑 Φ26后端面 IT10 12.5 粗銑 Φ11通孔 IT10 12.5 鉆 Φ3偏10°泄油孔 IT10 12.5 鉆 Φ18通孔 IT7 1.6 鉆—擴—鉸 Φ16通孔 IT7 1.6 鉆—擴—鉸 2.5 加工階段的劃分和工序集中與分散的確定 零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段[7]： (1)粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。一般粗加工的公差等級為IT11～IT12。粗糙度為Ra12.5um～100um (2)半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9～IT10。表面粗糙度為Ra6.3～12.5μm。 (3)精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精精加工的加工精度一般為IT6～IT7，表面粗糙度為Ra0.8～3.2μm。 分析零件，材料是HT200，宜采用切削加工，而不宜用磨削加工，加工質量要求較高，可將加工階段分為粗加工，半精加工和精加工三個階段；分析零件圖可知，在選擇加工路線時，根據(jù)零件的工作環(huán)境和精度要求，則選擇如下的加工路線進行加工： 加工孔：采取鉆——擴——鉸加工路線 加工面：采取粗銑——半精銑——精銑的加工路線 在粗加工階段，先將36mm和Φ11通孔加工出來，作為精加工的基準；然后粗銑Φ22上端面、Φ28外圓前后端面、Φ26外圓前后端面，最后鉆—擴—鉸出Φ18通孔和Φ16通孔，并鉆出Φ3偏10°斜油孔。 2.6 工序的安排 先確定零件的加工順序，工件各表面的加工順序，一般按照先粗加工后精加工；先基準面加工后其他面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工的原則。 (1)在生產綱領已確定的情況下,考慮零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度等要求，確定工藝路線方案如下： 表6 工藝路線的制定 Table6 Design of process flow 工序號 工序內容 簡要說明 010 一箱多件砂型鑄造 020 清砂，檢驗 清洗零件，清除廢品 030 時效處理 硬度HBS187—220，消除內應力 040 粗銑Φ22mm上端面 選用臥式銑床X6132 050 粗銑36mm下端面 選用臥式銑床X6132 060 鉆Φ11mm通孔 選用鉆床Z525 070 粗、半精銑Φ28mm、Φ26mm外圓前端面， 選用臥式銑床X6132 續(xù)表2 工序號 工序內容 簡要說明 080 粗銑、半精銑Φ28mm外圓后端面，粗銑Φ26mm外圓后端面 選用臥式銑床X6132 090 鉆、擴、鉸Φ18mm通孔 選用鉆床Z3025 100 鉆、擴、鉸Φ16mm通孔 選用鉆床Z3025 110 鉆Φ3 mm通孔 選用鉆床Z515 120 鉗工去毛刺、清洗 0130 終檢 清除廢品 (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，這樣可以提高毛坯的切削性能。 (3)輔助工序 毛坯鑄造成型后，應對鑄件毛坯安排清砂工序，并對清砂后的鑄件進行尺寸，然后再進行機械加工，最后在零件的所有加工工序完成后，安排去毛刺、清洗、終檢工序。 2.7 工序的機床設備、工藝裝備和輔助工具 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，經過對零件的分析，選用設備如下表2.7[6]. 表7 支座加工工藝設備選用 Table7 The choose of processing technology and equipment of bearings 工序號 機床設備 刀具 量具 010 020 游標卡尺 030 040 選用臥式銑床X6132 硬質合金端銑刀 游標卡尺 050 選用臥式銑床X6132 硬質合金端銑刀 游標卡尺 060 選用鉆床Z525 直柄麻花鉆Φ11 卡尺、塞規(guī) 070 選用臥式銑床X6132 硬質合金端銑刀 游標卡尺 續(xù)表3 工序號 機床設備 刀具 量具 080 選用臥式銑床X6132 硬質合金端銑刀 游標卡尺 090 選用鉆床Z3025 麻花鉆、硬質合金鉸刀 游標卡尺 100 選用鉆床Z3025 麻花鉆、硬質合金鉸刀 游標卡尺 110 選用鉆床Z515 直柄麻花鉆Φ3 塞規(guī) 120 游標卡尺 130 游標卡尺 2.8 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 前面已經確定了各加工表面的總加工余量，應將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經濟精度確定。本零件工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表： 表8 Φ22兩端面加工余量表 Table8 The table of Φ22 two end more than processing scale 工步名稱 工步間余量/mm 經濟精度 表面粗糙度Ra/um 工步基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差 半精銑Φ22下端面 1 IT8 6.3 39 39 粗銑Φ22下端面 3 IT10 12.5 40 40±0.25 粗銑Φ22上端面 4 IT10 12.5 43 43±0.62 毛坯 IT12 47±1.3 表9 Φ11孔加工余量表 Table9 The table of Φ11 hole more than processing scale 工步名稱 工步間余量/mm 經濟精度 表面粗糙度Ra/um 工步基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差 鉆Φ11孔 11 IT10 12.5 11 Φ11 表10 Φ28、Φ26兩端面加工余量計算 Table10 The table of Φ28、Φ26 two end more than processing scale 工步名稱 工步間余量/mm 經濟精度 表面粗糙度Ra/um 工步基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差 半粗銑Φ28前端面 1 IT7 3.2 41 41±0.16 粗銑Φ28前端面 3 IT10 12.5 42 42±0.62 粗銑Φ28前端面 3 IT10 12.5 42 42±0.62 粗銑Φ26前端面 4 IT10 12.5 20 20±0.62 粗銑Φ26后端面 4 IT10 12.5 16 16 Φ28毛坯 IT12 45±1.3 Φ26毛坯 IT12 24±1.1 2.9 切削用量和時間定額的確定 在切削加工過程中，需要針對不同的工件材料、刀具材料和其他技術經濟要求來選定適宜的切削速度vc、進給量f、背吃刀量ap。切削用量是調整機床，計算切削力、切削功率、工時定額及核算工序成本等所需的參數(shù)；制訂切削用量時應從切削加工生產率、刀具耐用度、機床功率、加工質量來考慮。 機械加工的時間定額是完成某一工序所規(guī)定的時間。定額的制定應考慮到最有效地利用生產工具，并參照工人的實踐經驗，在充分調查研究、廣泛征求工人意見的基礎上，實事求是地予以確定。 工序40 粗銑Φ22上端面 （1） 切削深度 ap=3mm （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(shù)如下：D=80mm, D1=70mm，d=27mm,L=36mm，L1=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X6132臥式銑床功率為5KW，查《機械加工工藝手冊》[8]得fz=0.10～0.24mm/z 取fz=0.20 mm/z f =fz×z………………………………………………………（2） 則 f=0.2×10=2mm/r （3） 切削速度的確定 根據(jù)工件材料為HT200，硬度HBS187—220，根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]表30-25，選擇切削速度vc=64 m/min。計算主軸轉速n= =255 r/min,查《機械制造基礎課程設計基礎教程》[9]表4-18得n=281r/min,然后計算實際vc= =71 m/min （4） 基本時間的確定 銑削常用符號如下： Z—銑刀齒數(shù) fz—銑刀每齒的進給量，mm/z fMZ—工作臺的水平進給量，mm/min fM—工作臺的進給量，mm/min， fM= fznz…………………………………………………………（3） ae—銑削寬度，mm ap—銑削深度，mm d—銑刀直徑，mm 查《機械制造基礎課程設計基礎教程》[3]表2-28得此工序機動時間計算公式： Tj= ………………………………………………………(4) 根據(jù)數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量 fM= fznz=0.2×10×255=510 mm/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]，表30-9查得l1+ l2=7mm 取fM=480mm/min；切削加工面L=22mm Tj= = =0.06min 工序50 加工36mm下端面 工步一 粗銑36mm下端面 （1） 切削深度 ap=3mm （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(shù)如下：D=80mm，D1=70mm，d=27mm,L=36mm，L1=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X6132臥式銑床功率為5KW，查《機械加工工藝手冊》[8]得fz=0.10～0.24mm/z 取fz=0.20 mm/z 則 f=0.2×10=2mm/r （3） 切削速度的確定 根據(jù)工件材料為HT200，硬度HBS187—220，根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]表30-25，選擇切削速度vc=65 m/min。計算主軸轉速n= =258r/min,查《機械制造基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=281 r/min,然后計算實際vc= =71 m/min （4） 基本時間的確定 根據(jù)數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量 fM= fznz=0.2×2×255=510mm/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]，表30-9查得l1+ l2=7mm 取fM=480mm/min；切削加工面L=36 Tj= = =0.09min 工步二 半精銑36mm下端面 （1） 切削深度 ap=1 mm （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(shù)如下：D=80mm，D1=70mm ，d=27mm,L=36mm，L1=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X6132臥式銑床功率為5KW，查《機械加工工藝手冊》[8]得fz=0.10～0.24mm/z 取fz=0.20 mm/z f=0.1×10=1mm/r （3） 切削速度的確定 根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]表5-157，選擇切削速度vc=124m/min。計算主軸轉速n= = 494r/min,查《機械制造基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=490r/min,然后計算實際vc= =123m/min （4） 基本時間的確定 根據(jù)數(shù)據(jù)，主軸轉速n=490 r/min，工作臺進給量 fM= fznz=0.1×10×490=490mm/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]，表30-9查得l1+ l2=7mm 取fM=480 mm/min；切削加工面L=36 mm Tj= = =0.08 min 工序60 鉆Φ11通孔 （1） 切削深度 ap=11 mm （2） 進給量和切削速度的確定 選擇硬質合金YG8麻花鉆，鉆頭參數(shù)如下：d=11mm，L=142mm，L1=94mm，查《機械制造基礎課程設計指導教程》[3]表5-134，f=0.08～0.16mm/r,取f=0.1mm/r，vc=50～70m/min,取vc=60m/min，計算主軸轉速n= =1737r/min，查立式鉆床Z525主軸轉速表，取n=1360r/min,實際切削速度，vc= =47 m/min (3) 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[9]表2-26，查得鉆削機動時間計算公式， Tj= ………………………………………………………（5） l1= cotka+(1～2)………………………………………………（6） l2=(1～4)………………………………………………………（7） 鉆孔深度l=39mm，l1=3，l2=4，所以Tj= = =0.34min 工序70、80 銑Φ28、Φ26前后端面 工步一 粗銑Φ28前后端面 （1） 切削深度 ap=3mm （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(shù)如下：D=80mm, D1=70mm，d=27mm,L=36mm，L1=30mm，齒數(shù)z=6，根據(jù)所選擇的X6132臥式銑床功率為5KW，查《機械加工工藝手冊》[8]得fz=0.10～0.24mm/z 取fz=0.20mm/z 則 f=0.2×10=2mm/r （3） 切削速度的確定 根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]表30-25，選擇切削速度vc=65 m/min。計算主軸轉速n= =258r/min,查《機械制造基礎課程設計基礎教程》[3]表4-18得n=281 r/min,然后計算實際vc= =71mm （4） 基本時間的確定 根據(jù)數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量 fM= fznz=0.2×10×255=510mm/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]，表30-9查得l1+ l2=7mm 取fM=480 mm/min；切削加工面L=28 Tj= = =0.07min 工步二 粗銑Φ26前后端面 （1） 切削深度 ap=4mm （2） 進給量的確定 根據(jù)所選擇的X6132臥式銑床功率為5KW，查《機械加工工藝手冊》[8]得fz=0.14～0.24mm/z 取fz=0.20 mm/z 則 f=0.2×10=2mm/r （3） 切削速度的確定 根據(jù)工件材料為HT200，硬度HBS187—220，根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]表30-25，選擇切削速度vc=64 m/min。計算主軸轉速n= =255 r/min,查《機械制造基礎課程設計基礎教程》[3]表4-18得n=281 r/min,然后計算實際vc= =71 m/min （4） 基本時間的確定 根據(jù)數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量 fM= fznz=0.2×10×255=510mm/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]，表30-9查得l1+ l2=7mm 取fM=480mm/min；切削加工面L=26 Tj= = =0.07min 工步三 半精銑Φ28前后端面 （1） 切削深度 ap=1 mm （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(shù)如下：D=80mm，D1=70mm，d=27mm，L=36mm，L1=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X6132臥式銑床功率為5KW，查《機械加工工藝手冊》[8]得fz=0.10～0.24mm/z 取fz=0.20mm/z 則 f=0.1×10=1mm/r （3） 切削速度的確定 根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]表5-157，選擇切削速度vc=124m/min。計算主軸轉速n= = 495 r/min,查《機械制造基礎課程設計基礎教程》[3]表4-18得n=490 r/min,然后計算實際vc= =123m/min （4） 基本時間的確定 根據(jù)數(shù)據(jù)，主軸轉速n=490r/min，工作臺進給量 fM= fznz=0.1×10×490=490mm/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》[8]，表30-9查得l1+ l2=7mm 取fM=480mm/min；切削加工面L=28 Tj= = =0.07min 工序90 鉆—擴—粗鉸—精鉸Φ18的孔 工步一 鉆Φ17的通孔 （1） 切削深度 ap=17 mm （2） 進給量和切削速度的確定 根據(jù)這兩孔最終要求的表面的粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=17mm，L=184mm，L1=125mm，查表機械制造技術基礎課程設計指南》[6]表5-134，查得，f=0.08～0.16mm/ r取f=0.1mm/r，vc=50～70m/min,取vc=60m/min，計算主軸轉速n= =1124r/min，查立式鉆床Z525主軸轉速表，取n=1000r/min,實際切削速度，vc= =53m/min （3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[6]表2-26，查得鉆削機動時間計算公式，Tj= ，l1= cotka+(1～2),l2=(1～4) 鉆孔深度l=37mm，l1=3，l2=4，所以Tj= = =0.33min 工步二 擴孔至Φ17.85 （1） 切削深度 ap=0.85mm （2） 進給量和切削速度的確定 選擇鉆頭為硬質合金YG8直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=17.75mm，L=19mm，L1=130mm，查表機械制造技術基礎課程設計指南》[6]表5-134，查得，f=0.9～1.1mm/ r取f=1mm/r，vc=59m/min，計算主軸轉速n= =1052r/min，查立式鉆床Z525主軸轉速表，取n=1000r/min,實際切削速度，vc= =56m/min （3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[6]表2-26，查得鉆削機動時間計算公式，Tj= ，l1= cotka+(1～2),l2=(1～4) 鉆孔深度l=37 mm，l1=3，l2=4，所以Tj= = =0.44min 工步三 鉸孔至Φ17.94 （1） 切削深度 ap=0.09 mm （2） 進給量和切削速度的確定 選擇鉆頭為硬質合金直柄機用鉸刀，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：d=18mm，L=182mm，L1=5