机械制造工艺气门摇臂轴支座课程设计设计说明书

1、气门摇臂轴支座零件工艺规程设计及机床专用夹具的设计1. 计算生产纲领，确定生产类型本次零件气门摇臂轴支座的的生产类型为大批量生产。2. 审查零件图样公艺性零件的材料为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. 22外圆的上端面，粗糙度为12.5；2. 与22孔相通的11通孔，其所要求的表面粗糙度为1.6；3. 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精基准，粗糙度为12.5，因此在制定加工方案的时候应当首

2、先将此面加工出来；4. 28外圆的前后端面，粗糙度为12.5；前后端面倒1*45°的角，粗糙度为12.5；以及18的通孔，在这里由于18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达到此孔加工的技术要求。5. 26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16的通孔，16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，16的孔要求的表面粗糙度和位置精度和18的通孔一样都是比较高的，16的通孔表面粗糙度为1.

3、6，孔的轴线与36mm的地面的平行度为0.05； 通过上面零件的分析可知，36mm下端面和22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，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22上端面，以此为粗基准加工出36mm下端面，并钻出11的通孔，然后再以这先加工出来的几个表

4、面为基准定位，加工出28和26的外圆端面，并钻出18和16这两个精度要求比较高的空，最后翻转零件，深孔加工出3的斜油孔。3. 选择毛坯零件材料为HT200灰铸铁，灰铸铁是一种脆性较高，硬度较低的材料，因此其铸造性能好，切削加工性能优越。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获得，若要使其他不进行加工的表面达到较为理想的表面精度，故本零件毛坯可选择铸造的方法。4. 工艺过程设计定位基准的选择本零件为气门摇臂支座，是带有孔的形状比较简单的零件，孔18和孔16设计精度较高，工序将安排这两个孔在最后进行，为遵循“基准重合

5、”原则，因此选择先进行加工的11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22外圆端面及未加工的22上端面为粗基准。零件表面加工方法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1.4-8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：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

6、后端面IT1412.5粗铣通孔IT1412.5钻通孔IT81.6钻粗铰精铰通孔IT81.6钻粗铰精铰偏内孔IT1412.5钻制定公艺路线确定工序集中和工序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。初拟加工工艺路线1.机械加工顺序 （1）遵循“先基准后其他”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

7、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、终检工序。5. 工装

8、确定机床的选择20工序是粗铣22上端面。它是以36的端面为粗基准，工序的步数不多，宜采用卧式铣床，选择卧式铣床。25工序粗铣，半精铣36下端面，它是以22上端面为粗基准，选择卧式铣床。各工序孔的精度要求不是很高，采用一般钻床即可以了，选择用立式或卧室钻床加工。依据切削用量简明手册使用常用钻床与铣床进行加工夹具的选择工序25-45均采用专用夹具，15,50采用平口虎钳。刀具的选择选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、硬质合金铰刀、硬质合金锪钻,加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工用YG8，半精加工为YG6。粗铣圆柱前后端面的铣刀，粗铣圆柱前后端面铣刀选择镶齿套式面铣刀，JB/T 79

9、54-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG8。半精铣圆柱前后端面的铣刀选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG6。钻 、孔分别选择、15的莫式锥柄麻花钻。扩孔至 、扩孔至 的扩孔钻分别为选择硬质合金锥柄扩孔钻，d分别为18mm和16mm。半精铰孔至 半精铰孔至 精铰至 精铰至 选用硬质合金锥柄铰刀。GB/T4252-1984粗铣圆柱下端面至44粗铣圆柱上端面至39选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80

10、mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG8。半精铣圆柱下端面至43选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG6。钻的孔用莫式锥柄麻花钻。钻孔选择的直柄麻花钻量具的选择本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，选择如下：粗铣28两端面，26的两端面，采用游标卡尺和标准粗糙度块。钻，扩，铰28孔和26孔采用内径千分尺和标准粗糙度块。倒角度，采用万能角度卡尺。粗铣22的上端面和粗铣，半精铣36的下端面采

11、用游标卡尺和标准粗糙度块。钻11的孔采用游标卡尺，标准粗糙度块。钻3的孔塞规。工序号机床设备刀具量具夹具05游标卡尺10游标卡尺15游标卡尺活动虎钳20 XA6132硬质合金端铣刀游标卡尺专用夹具25XA6132硬质合金端铣刀游标卡尺专用夹具30Z525直柄麻花钻11卡尺、塞规专用夹具35XA6132硬质合金端铣刀麻游标卡尺专用夹具40Z525花钻、扩钻、机用铰刀内径千分尺，塞规专用夹具45Z525直柄麻花钻塞规专用夹具50活动虎钳55内径千分尺、游标卡尺、塞规6. 工序设计确定加工余量根据机械制造工艺简明手册表2.2-3、2.2-4/2.2-5可以的到铸件各表面加工余量根据机械制造工艺简明手

12、册表2.3-21可以的到粗铣后个表面加工余量根据机械制造工艺简明手册表2.3-9可以得到18,16孔各步骤加工余量根据机械制造工艺简明手册表2.3-8可以得到11孔的加工余量工序号工步号工步内容加工余量/mm201粗铣上端面A3251粗铣36mm下底面C42半精铣36mm下底面C1301钻的通孔112扩孔至0.853粗铰至0.104精铰至0.05351粗铣前端面F42粗铣前端面I33半精铣前端面F14粗铣后端面J35粗铣后端面G46半精铣后端面G1401钻的通孔182扩孔至0.853粗铰至0.094精铰至0.065钻通孔156扩孔至0.857粗铰至0.108精铰至0.05451钻通孔11确定工

13、序尺寸加工步骤工序尺寸1粗铣22的上端面412粗铣36下端面383半精铣36下端面374钻11的孔105扩11的孔10.856铰11的孔7粗铣28的前端面428粗铣26的前端面199粗铣28后端面3910粗铣26后端面1611半精铣28前端面3812半精铣28后端面37±0.113钻18的孔1714扩18的孔17.8515铰18的孔16钻16的孔1517扩16的孔15.8518铰16的孔19钻3的孔确定切削用量工序20 粗铣上端面A切削深度 。进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查切削用量简明手册表3.1与表3.16选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，Z=10，

14、根据所选择的XA6132万能铣床功率为7.5KW,查切削用量简明手册表3.5，得 取fz=0.20mm/r 。切削速度的确定 查切削用量简明手册表3.27,得=54m/min主轴转速215r/minz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铣削宽度，mm铣削深度，mmD铣刀直径，mm铣刀磨钝标准确定 查切削用量简明手册表3.7、3.8，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm，刀具寿命T=180min。基本工时计算 查切削用量简明手册表3.30得此工序机动时间计算公式：根据铣床的数据，主轴转速n=235r/min，工作台进给量。根切削加工面L=22mm,查表3.26，=7m

15、m，。工序25 加工36mm下端面工步一 粗铣36mm下底面C切削深度 。进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查切削用量简明手册表3.1与表3.16选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，Z=10，根据所选择的XA6132万能铣床功率为7.5KW,查切削用量简明手册表3.5，得 取fz=0.20mm/r 。切削速度的确定 查切削用量简明手册表3.27,得=33m/min主轴转速131r/minz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铣削宽度，mm铣削深度，mmD铣刀直径，mm铣刀磨钝标准确定 查切削用量简明手册表3.7、3.8，铣刀刀齿后面最大磨损

16、量为1.5mm，刀具寿命T=180min。基本工时计算 查切削用量简明手册表3.30得此工序机动时间计算公式：根据铣床的数据，主轴转速n=125r/min，工作台进给量。根切削加工面L=36mm,=7mm，。工步二 半精铣36mm下底面C切削深度 。进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查切削用量简明手册表3.1与表3.16选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，Z=10，根据所选择的XA6132万能铣床功率为7.5KW,查切削用量简明手册表3.5，得 取fz=0.20mm/r 。切削速度的确定 查切削用量简明手册表3.27,得=100m/min主轴转速398r/minz铣刀齿

17、数铣刀每齿的进给量，mm/z工作台的水平进给量，mm/min铣削宽度，mm铣削深度，mmD铣刀直径，mm铣刀磨钝标准确定 查切削用量简明手册表3.7、3.8，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm，刀具寿命T=180min。基本工时计算 查切削用量简明手册表3.30得此工序机动时间计算公式：根据铣床的数据，主轴转速n=375r/min，工作台进给量。根切削加工面L=36mm,=7mm，工序30 钻扩铰11mm通孔工步一 钻10mm的通孔切入量。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，d=10mm，查切削用量简明手册表2.18，查得f=0.080.1

18、6mm/r，取f=0.13mm/r，根据以上数据计算主轴转速，查切削用量简明手册表2.35，查Z525立式钻床主轴速表，取n=1360r/min，再计算实际切削速度m/min。计算基本工时 ，钻孔深度l=39mm，查切削用量简明手册表2.29，所以工步二 扩孔至10.85mm切入量。进给量和切削速度的确定 查切削用量简明手册表2.11，确定钻头为硬质合金铰刀，参数如下d=11mm，进给量f=0.81.2，取f=1.0mm/r，因为此工步为粗铰，查表2.26得，根据以上数据计算主轴转速，查切削用量简明手册表2.35，查Z525立式钻床主轴速表，取n=1360r/min，再计算实际切削速度m/mi

19、n。基本时间的确定 由于需要扩孔，计算基本工时 ，扩孔深度l=39mm，查切削用量简明手册表2.29，所以工步三 精铰至11H7mm切入量。进给量和切削速度的确定 查切削用量简明手册表2.11，确定钻头为硬质合金铰刀，参数如下d=11mm，因为此工步为精铰，查表2.25得，f=0.3mm/min根据以上数据计算主轴转速，查切削用量简明手册表2.35，查Z525立式钻床主轴速表，取n=272r/min，再根据主轴转速计算实际的切削速度。计算基本工时 ，铰孔深度l=39mm，查切削用量简明手册表2.29，所以工序35工步一 粗铣28mm上前端面切削深度 。进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣

20、刀，查切削用量简明手册表3.1与表3.16选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，Z=10，根据所选择的XA6132万能铣床功率为7.5KW,查切削用量简明手册表3.5，得 取fz=0.20mm/r 。切削速度的确定 查切削用量简明手册表3.27,得=42m/min主轴转速r/minz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铣削宽度，mm铣削深度，mmD铣刀直径，mm铣刀磨钝标准确定 查切削用量简明手册表3.7、3.8，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm，刀具寿命T=180min。基本工时计算 查切削用量简明手册表3.30得此工序机动时间计算公式：根据铣床的数

21、据，主轴转速n=150r/min，工作台进给量。根切削加工面L=28mm,=7mm，。工步二 粗铣26mm上前端面切削深度 。进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查切削用量简明手册表3.1与表3.16选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，Z=10，根据所选择的XA6132万能铣床功率为7.5KW,查切削用量简明手册表3.5，得 取fz=0.20mm/r 。切削速度的确定 查切削用量简明手册表3.27,得=45m/min主轴转速r/minz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铣削宽度，mm铣削深度，mmD铣刀直径，mm铣刀磨钝标准确定 查切削用量

22、简明手册表3.7、3.8，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm，刀具寿命T=180min。基本工时计算 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：根据铣床的数据，主轴转速n=190r/min，工作台进给量。根切削加工面L=26mm,=7mm，。工步三 粗铣28mm上后端面切削深度 。进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查切削用量简明手册表3.1与表3.16选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，Z=10，根据所选择的XA6132万能铣床功率为7.5KW,查切削用量简明手册表3.5，得 取fz=0.20mm/r 。切削速度的确定 查切削用量简明手册表3.

23、27,得=42m/min主轴转速r/minz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铣削宽度，mm铣削深度，mmD铣刀直径，mm铣刀磨钝标准确定 查切削用量简明手册表3.7、3.8，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm，刀具寿命T=180min。基本工时计算 查切削用量简明手册表3.30得此工序机动时间计算公式：根据铣床的数据，主轴转速n=150r/min，工作台进给量。根切削加工面L=28mm,=7mm，。工步四 粗铣26mm上后端面切削深度 。进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查切削用量简明手册表3.1与表3.16选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=8

24、0mm，Z=10，根据所选择的XA6132万能铣床功率为7.5KW,查切削用量简明手册表3.5，得 取fz=0.20mm/r 。切削速度的确定 查切削用量简明手册表3.27,得=45m/min主轴转速r/minz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铣削宽度，mm铣削深度，mmD铣刀直径，mm铣刀磨钝标准确定 查切削用量简明手册表3.7、3.8，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm，刀具寿命T=180min。基本工时计算 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：根据铣床的数据，主轴转速n=190r/min，工作台进给量。根切削加工面L=26

25、mm,=7mm，。工步五 半精铣28mm前端面切削深度 。进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查切削用量简明手册表3.1与表3.16选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，Z=10，根据所选择的XA6132万能铣床功率为7.5KW,查切削用量简明手册表3.5，得 取fz=0.20mm/r 。切削速度的确定 查切削用量简明手册表3.27,得=128m/min主轴转速509r/minz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铣削宽度，mm铣削深度，mmD铣刀直径，mm铣刀磨钝标准确定 查切削用量简明手册表3.7、3.8，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm

26、，刀具寿命T=180min。基本工时计算 查切削用量简明手册表3.30得此工序机动时间计算公式：根据铣床的数据，主轴转速n=475r/min，工作台进给量。根切削加工面L=28mm,=7mm，工步六 半精铣28mm后端面切削深度 。进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查切削用量简明手册表3.1与表3.16选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，Z=10，根据所选择的XA6132万能铣床功率为7.5KW,查切削用量简明手册表3.5，得 取fz=0.20mm/r 。切削速度的确定 查切削用量简明手册表3.27,得=128m/min主轴转速509r/minz铣刀齿数铣刀每齿的进给量

27、，mm/z工作台的水平进给量，mm/min铣削宽度，mm铣削深度，mmD铣刀直径，mm铣刀磨钝标准确定 查切削用量简明手册表3.7、3.8，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm，刀具寿命T=180min。基本工时计算 查切削用量简明手册表3.30得此工序机动时间计算公式：根据铣床的数据，主轴转速n=475r/min，工作台进给量。根切削加工面L=28mm,=7mm，工序40钻扩铰18mm通孔工步一 钻17mm的通孔切入量。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，d=17mm，查切削用量简明手册表2.18，查得f=0.080.16mm/r，取f=0

28、.13mm/r，根据以上数据计算主轴转速，查切削用量简明手册表2.35，查Z525立式钻床主轴速表，取n=1360r/min，再计算实际切削速度m/min。计算基本工时 ，钻孔深度，查切削用量简明手册表2.29，所以工步二 扩孔至17.85mm切入量。进给量和切削速度的确定 查切削用量简明手册表2.11，确定钻头为硬质合金铰刀，参数如下d=11mm，进给量f=0.81.2，取f=1.0mm/r，因为此工步为粗铰，查表2.26得，根据以上数据计算主轴转速，查切削用量简明手册表2.35，查Z525立式钻床主轴速表，取n=1360r/min，再计算实际切削速度m/min。基本时间的确定 由于需要扩孔，计算基本工时 ，扩孔深度，查切削用量简明手册表2.29，所以工步三 精铰至18H8mm切入量。进给量和切削速度的确定 查切削用量简明手册表2.11，确定钻头为硬质合金铰刀，参数如下d=11mm，因为此工步为精铰，查表2.25得，f=0.3mm/min根据以上数据计算主轴转速，查切削用量简明手册表2.35，查Z