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设计说明书


摘 目

要 ........................................................................................................... 错误!未定义书签。 录 ......................................................

..................................................... 错误!未定义书签。

ABSTRACT .................................................................................................. 错误!未定义书签。 1 绪论 ............................................................................................................................................. 1 1.1 本课题的研究内容和意义 ................................................................................................... 1 1.2 国内外的发展概况 ............................................................................................................... 1 1.3 本课题应达到的要求 ........................................................................................................... 2 2 气门摇臂轴支座主要结构的机械设计 ..................................................................................... 3 2.1.零件的工艺分析及生产类型的确定 ................................................................................... 3 2.1.1 零件的作用 ..................................................................................................................... 3 2.1.2 零件的工艺分析 ............................................................................................................ 3 2.1.3 确定零件的生产类型 .................................................................................................... 4 2.2 选择毛坯种类,绘制毛坯图 ............................................................................................... 5 2.2.1 选择毛坯种类 ................................................................................................................ 5 2.2.2 确定毛坯尺寸及机械加工总余量 ................................................................................ 5 2.2.3 设计毛坯图 .................................................................................................................... 6 2.2.4 绘制毛坯图 .................................................................................................................... 6 2.3 选择加工方法,制定工艺路线 ........................................................................................... 7 2.3.1 定位基准的选择 ............................................................................................................ 7 2.3.2 零件的表面加工方法的选择 ........................................................................................ 7 2.3.3 加工阶段的划分 ............................................................................................................. 8 2.3.4 工序的集中与分散 ......................................................................................................... 8 2.3.5 工序顺序的安排 ............................................................................................................. 8 2.3.6 确定工艺路线 ................................................................................................................ 9 2.3.7 加工设备及工艺装备选择 .......................................................................................... 10 2.3.8 工序间加工余量的确定 ............................................................................................... 11 2.3.9 切削用量以及基本时间定额的确定 ........................................................................... 12 3 气门摇臂轴支座零件专用夹具的设计 ................................................................................... 23 3.1 确定夹具的结构方案 ......................................................................................................... 23 3.1.1 确定定位方案,选择定位元件 .................................................................................. 23 3.1.2 确定导向装置 .............................................................................................................. 24 3.1.3 确定夹紧机构 .............................................................................................................. 24 3.1.4 确定辅助定位装置 ...................................................................................................... 25 3.2 设计夹具体 ......................................................................................................................... 25 3.3 在夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 ............................. 错误!未定义书签。 4 总结与展望 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 致 谢 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。 参考文献 ....................................................................................................................................... 27

V

摇臂零件工艺及工装设计

1 绪论
1.1 本课题的研究内容和意义
本次设计是在我们学完了大学的全部基础课,技术基础课以及专业课之后而进行。此 次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一次深入的综合性的总复习, 也是一次理论联系实际的训练。其目的在于: 1.巩固我们在大学里所学的知识,也是对以前所学知识的综合性的检验; 2.加强我们查阅资料的能力,熟悉有关资料; 3.树立正确的设计思想,掌握设计方法,培养我们的实际工作能力; 4.通过对气门摇臂轴支座的机械制造工艺设计,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。 5.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量的 专用夹具的能力。 6.通过零件图,装配图绘制,使我们对于 AutoCAD 绘图软件的使用能得到进一步的 提高。

1.2 国内外的发展概况
随着现代社会进程的加快,柴油机发挥的社会作用不可估量,特别是在社会工业化之 后,柴油机作为动力内燃机的一种,在社会的各个领域无处不在,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的作用,为社会创造着巨大 的效益。在这领域中,柴油机所发挥的作用也是不尽相同,所以根据作用的需要,柴油机 也被设计出了很多种型号,各种型号功率不同,发挥的作用大小也就不一样,创造出的价 值也不一样。但是柴油机的污染排放也是一个不小的社会问题,随着社会的发展,人类对 生活质量要求的提高,预示着人类对空气质量的要求也在提高,而高污染排放的柴油机必 定不能满足人类的这一生活需求,但是柴油机已经是社会发展不可缺少的一个重要零部 分, 彻底取代柴油机在目前的技术条件下似乎还不太可能。 人类的智慧永远是无法估量的, 现代的设计师们正在朝着设计出高效率,低排放,质量轻,生产简单的柴油机这一目标奋 斗着,而这一目标也将越来越近。随着社会的需要,各种型号不一,功率不一的柴油机生 产数量将不断的增长,而气门摇臂轴支座是柴油机上不可或缺的一个零件,也就是意味着 气门摇臂轴支座的生产数量也将是与日俱增,为了创造出更大的效益,设计出轻便,经久 耐用,便于生产的气门摇臂轴支座这一零件是很有必要的。 柴油机具有热效率高的显著优点,其应用范围越来越广。随着强化程度的提高, 柴油机单位功率的重量也显著降低。为了节能,各国都在注重改善燃烧过程,研究燃 用低质燃油和非石油制品燃料。此外,降低摩擦损失、广泛采用废气涡轮增压并提高 增压度、进一步轻量化、高速化、低油耗、低噪声和低污染,都是柴油机的重要发展 方向。

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1.3 本课题应达到的要求
本次设计的主要内容为:首先运用 AutoCAD 软件绘制气门摇臂轴支座的二维零件图, 然后根据图纸的技术要求等确定生产类型,经分析本次设计的零件年产量为 10000 件,属 大批量生产。其次进行工艺分析,确定毛坯类型和制造方法,气门摇臂轴支座的材料为 HT200,拟采用以铸造的形式进行毛坯的制造,并确定零件的机械加工工艺路线,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。

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摇臂零件工艺及工装设计

2 气门摇臂轴支座主要结构的机械设计
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,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,各部分尺寸零件图中详细标注。

图 2.1 气门摇臂轴支座零件图

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 外圆的上端面以及与此孔相通的 ?11通孔,粗糙度均为 12.5;
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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. ? 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。 4. ? 26 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 ?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 1.6,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 36mm 下端面以及 ? 22 上端面,并钻出 ?11的通孔,然后再以这先加工出来的几个表 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。 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:
N ? Qm(1 ? a %)(1 ? b%) 式中 N----零件的生产纲领 Q----产品的年产量(台、辆/年) m----每台(辆)产品中该零件的数量(件/台、辆) a %---备品率,一般取2%-4% b %---废品率,一般取0.3%-0.7%

(2.1)

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。
4
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摇臂零件工艺及工装设计

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。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 材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如,铸铁,铸造青铜等 脆性材料不能锻造和冲压,由于焊接性能差,也不宜用焊接方法制造组合毛坯,而只能用 铸造。低碳钢的铸造性能差,很少用于铸造;但由于可锻性能,可焊接性能好,低碳钢广 泛用于制造锻件、型材、冲压件等。 (2).毛坯的尺寸、形状和精度要求 毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜 采用棒料;直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯,通常不采用模锻或压铸、特种 铸造方法制造,而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯,不宜采用型材或自 由锻件,可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。 (3).零件的生产纲领 选择毛坯的制造方法,只有与零件的生产纲领相适应,才能获得最佳的经济效益。生 产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法,如模锻及熔模铸造等;生产纲领小 时,宜采用设备投资少的毛坯制造方法,如木模砂型铸造及自由锻造。 根据上述内容的几个方面来分析本零件,零件材料为 HT200,首先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,因此其铸造性能好,切削加工性能优越,故本 零件毛坯可选择铸造的方法; 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,可选择砂型铸造方法;再者,前面 已经确定零件的生产类型为大批量生产,可选择砂型铸造机器造型的铸造方法,较大的生 产批量可以分散单件的铸造费用。因此,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。 查阅《机械制造工艺设计手册》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 CT10 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
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[13] [3] [3]

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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 Ra ? 1.6? m , Ra ? 1.6? m 的加工表 面,机械加工余量要适当放大。分析本零件,除了 ?18和?16 的 Ra ? 1.6? m 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 Ra ? 1.6? m ,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 ? 22 上端面 36mm 下端面

基本 尺寸 39mm 39mm
37 mm 37 mm 16mm 16mm

铸件尺寸 公差 2.6 2.6 2.6 2.6 2.2 2.2

机械加工总余 量 4 4 4 4 4 4

铸件 尺寸 47 ? 1.3 47 ? 1.3
45 ? 1.3 45 ? 1.3 24 ? 1.1 24 ? 1.1

? 28 前端面 ? 28 后端面 ? 26 前端面 ? 26 后端面 2.2.3 设计毛坯图
造斜度为 30 ~ 50 。

1 确定铸造斜度 根据《机械制造工艺设计简明手册》[13]表 2.2-6 本零件毛坯砂型铸 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

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摇臂零件工艺及工装设计

图 2.1

气门摇臂轴支座毛坯图

2.3 选择加工方法,制定工艺路线
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成为粗基准, 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,则应以不加工表面为粗基准。若工件 上有很多歌不加工表面,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,应精良避免重复使用。 2.精基准的选择原则 “基准重合”原则 起的定位误差。 “基准统一”原则 “自为基准“原则 “互为基准“原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位 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 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 置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。 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。 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、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 ?18 、孔 ?16 以及孔 ?11 均为零件设计基准,均可选为定 位基准,而且孔 ?18 和孔 ?16 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 ?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 ? 28 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》
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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

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:

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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 IT14 IT12 IT11 IT11 IT14 IT14 IT14 IT14 IT8 IT8 表面粗糙度 Ra/ ? m 12.5 ? m 6.3 ? m 3.2 ? m 3.2 ? m 12.5 ? m 12.5 ? m 12.5 ? m 12.5 ? m 1.6 ? m 1.6 ? m 加工方案 粗铣 粗铣→半精铣 粗铣→半精铣 粗铣→半精铣 粗铣 粗铣 钻 钻 钻→扩→粗铰→精铰 钻→扩→粗铰→精铰

? 22 上端面
36mm 下端面

? 28 前端面 ? 28 后端面 ? 26 前端面 ? 26 后端面
?11 通孔

? 3 偏 100 内孔
?0.027 通孔 ?180 ?0.11 通孔 ?160

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,也就是先将 36mm 下端面和 ?11 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

? 22 上端面、? 28 外圆前后端面、? 26 外圆前后端面,在半精加工阶段,完成对 ? 28 外圆前
0 ?0.027 ?0.11 后端面的半精铣,钻→扩→粗铰→精铰出 ?180 通孔和 ?160 通孔,并钻出 ? 3 偏 10 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 ?11 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。
?0.11 (3)遵循“先主后次”原则,先加工主要表面 ? 28 和 ? 26 外圆前后端面,?160 通孔,

?0.027 通孔,后加工次要表面 ? 3 偏 100 内孔。 ?180

(4)遵循“先面后孔”原则,先加工 36mm 下端面, ? 22 上端面,后加工 ?11 通孔;
?0.11 ?0.027 先加工 ? 28 和 ? 26 外圆前后端面,后加工 ?160 通孔, ?180 通孔。

2.热处理工序
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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、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 2.2 定位面,加工面代号指示图

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 以及 ? 28 外圆端面 G 或 F 定位,粗铣 ? 22 上端面 A; 工序Ⅴ:以粗铣后的 ? 22 上端面 A 以及 ? 28 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:以加工后的 36mm 下端面 C,36mm 底座左端面 B 以及 ? 28 端面 G 或 F 定位,钻 ?11
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通孔; 工序Ⅶ:以加工后的 ?11 内孔表面 H,以加工后的 36mm 下端面 C 以及 ? 28 后端面 G 定位, 粗铣 ? 28 前端面 F,粗铣 ? 26 前端面 I,半精铣 ? 28 前端面 F; 工序Ⅷ:以加工后的 ?11 内孔表面 H,以加工后的 36mm 下端面 C 以及 ? 28 前端面定位 F, 粗铣 ? 26 后端面 J,粗铣 ? 28 后端面 G,半精铣 ? 28 后端面 G; 工序Ⅸ:以加工后的 ?11 内孔表面 H,以加工后的 36mm 下端面 V, ? 28 端面 G 或 F 定位,
?0.027 钻→扩→粗铰→精铰 ?180 通孔,并倒角;

工序Ⅹ: 以加工后的 ?11 内孔表面 G, 以加工后的 36mm 下端面 C, ? 28 端面 G 或 F 定位, 钻
?0.11 →扩→粗铰→精铰 ?160 通孔,并倒角;

工序Ⅺ:以 ? 22 上端面 A 偏 100 以及 ? 28 端面 G 或 F 定位,钻 ? 3 偏 100 内孔; 工序Ⅻ:钳工去毛刺,清洗; 工序ⅩⅢ: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》
[13]

所选择的加工工艺装备如下表所示:

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表 2-3 气门摇臂轴支座加工工艺装备选用 工序号 工序Ⅰ 工序Ⅱ 铸 检 (免填) 机床设备 刀具 量具 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 卧式铣床 X61 卧式铣床 X61 立式钻床 Z525 卧式铣床 X61 卧式铣床 X61 硬质合金端铣刀 硬质合金端铣刀 直柄麻花钻 ? 11 硬质合金端铣刀 硬质合金端铣刀 麻花钻、扩钻、机用 铰刀 游标卡尺 游标卡尺 卡尺、塞规 游标卡尺 游标卡尺

工序Ⅲ 热处理 工序Ⅳ 工序Ⅴ 工序Ⅵ 工序Ⅶ 工序Ⅷ 铣 铣 钻 铣 铣

工序Ⅸ



TX617 卧式镗床

内径千分尺,塞规

工序Ⅹ



TX617 卧式镗床

麻花钻、扩钻、机用 铰刀 直柄麻花钻 ? 3

内径千分尺,塞规

工序Ⅺ 工序Ⅻ

钻 钳

立式钻床 Z525

塞规 游标卡尺

(免填) 工序ⅩⅢ 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》[3]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:

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表 2-4 工序号 工序Ⅳ 工序Ⅴ 工序Ⅵ 工步号 1 1 2 1 1 工序Ⅶ 3 1 工序Ⅷ 2 3 1 2 工序Ⅸ 3 4 1 2 工序Ⅹ 3 4 工序Ⅺ 1 2

机械加工工序间加工余量表 工步内容 加工余量/mm 2 3 1 11 3 2 1 2 3 1 17 0.85 0.09 0.06 15 0.85 0.10 0.05 3

粗铣 ? 22 上端面 A 粗铣 36mm 下底面 C 半精铣 36mm 下底面 C 钻 ?11 通孔 粗铣 ? 28 前端面 F 粗铣 ? 26 前端面 I 半精铣 ? 28 前端面 F 粗铣 ? 26 后端面 J 粗铣 ? 28 后端面 G 半精铣 ? 28 后端面 G 钻 ?17 的通孔 扩孔至 ?17.85 粗铰至 ?17.94 精铰至 ?18 H 9 钻 ?15 通孔 扩孔至 ?15.85 粗铰至 ?15.95 精铰至 ?16 H 9 钻 ? 3 偏 10 内孔
0

2.3.9 切削用量以及基本时间定额的确定 工序Ⅵ 粗铣 ? 22 上端面 A (1)切削深度 ap=2mm。 (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, D1 =70mm,d=27mm,L=36mm, L1 =30mm,齿数 z=10,根据所 选择的 X6125 卧式铣床功率为 4KW,查 《机械制造工艺设计手册》 表 5-146, 得 fz= 0.12~0.2 取 fz=0.20mm/r f ? 0.20 ?10 ? 2mm / r 。 (3)切削速度的确定 加工工艺师手册》
[10]

根据所知的工件材料为 HT200,硬度 HBS187-220,根据《机械

表 30-23,选择切削速度 vc =65m/min。

计算主轴转速 n ?

65 ?1000 ? 258r / min , 查 《 机 械 制 造 工 艺 设 计 手 册 》 表 4-18 得 3.14 ? 80 vc ? 255 ? 3.14 ? 80 ? 64m / min 1000
12

n=255r/min,然后计算实际 (2.2)

摇臂零件工艺及工装设计

(4)基本时间的确定 铣削常用符号如下:

f Mz ——工作台的水平进给量,mm/min

f M ——工作台的进给量,mm/min, f

M

? f z nz

ae ——铣削宽度,mm
a p ——铣削深度,mm
d——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:
[2]

Tj ?

l ? l1 ? l2 f Mz

(2.3)

根据铣床的数据,主轴转速 n=255r/min,工作台进给量

f M = f z ? z ? n ? 0.2 ?10 ? 255 ? 510mm / min 。
根据机床说明书取

f M =480mm/min;切削加工面 L=22mm
Tj ? l ? l1 ? l2 29 ? ? 0.06 min 。 f Mz 480

根据《机械加工工艺师手册》[10],表 30-9 查得 l1 ? l2 =7,

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 a p ? 3mm 。 (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, D1 =70mm,d=27mm,L=36mm, L1 =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
[2]

f z ? 0.20 ? 0.09mm / z
加工工艺师手册》 计算主轴转速 n ?
[10]

取 fz=0.20mm/r f ? 0.20 ?10 ? 2mm / r 。 根据所知的工件材料为 HT200,硬度 HBS187-220,根据《机械

(3)切削速度的确定

表 30-23,选择切削速度 vc =65m/min。

65 ? 1000 [3] ? 258r / min ,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表 3.14 ? 80

4-18 得 n=255r/min,然后计算实际
vc ? 255 ? 3.14 ? 80 ? 64m / min 1000

(2.4)

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

f M = f z ? z ? n ? 0.2 ?10 ? 255 ? 510mm / min
根据机床说明书取 f M =480mm/min;切削加工面 L=36mm
13

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[10]

根据《机械加工工艺师手册》
Tj ?

,表 30-9 查得 l1 ? l2 =7,

l ? l1 ? l2 43 ? ? 0.08 min 。 f Mz 480

2.工步二 半精铣 36mm 下底面 C (1)切削深度 a p ? 1mm 。 (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, D1 =70mm,d=27mm,L=36mm, L1 =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, f ? 0.10 ?10 ? 1mm / 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
124 ? 1000 ? 495r / min ,查《机械制造技术基础课程设计 3.14 ? 80
490 ? 3.14 ? 80 ? 123m / min 1000
[2]

vc =124m/min,计算主轴转速 n ?
[3]

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
vc ?

( 4 )基本时间的确定

根据铣床的数据,主轴转速 n=490r/min ,工作台进给量

f M = f z ? z ? n ? 0.1?10 ? 490 ? 490mm / min
根据机床说明书取

f M =480mm/min;切削加工面 L=36mm
[10]

根据《机械加工工艺师手册》
Tj ? l ? l1 ? l2 43 ? ? 0.08min f Mz 480

,表 30-9 查得 l1 ? l2 =7,

工序Ⅵ

钻 ?11 通孔 选硬质合金钻头直柄麻花钻,钻头参数如下:
[2]

(1)切削深度 a p ? 11mm 。 ( 2 ) 进 给 量和切削速度的确定

d ? 11mm, L ? 142mm, L1 ? 94mm ,查《机械制造技术基础课程设计指南》

表 5-134 ,

f ? 0.08 ~ 0.16mm / r ,取 f ? 0.1mm / r , vc ? 50 ~ 70m / min ,取 vc ? 60m / min ,根据上面
6 0? 1 0 0 0 ?1737 r / mi, n 查 立 式 钻 床 Z525 主 轴 转 速 表 , 取 3.14 ? 11 1360 ? 3.14 ?11 ? 47m / min 。 n=1360r/min,计算实际切削速度, vc ? 1000

数据,计算主轴转速 n ?

(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, T j ?
l ? l1 ? l 2 D , l1 ? cot ? ? ? (1 ~ 2) , l 2 =(1~4) , 2 f ?n

[2]

钻孔深度 l ? 39mm ,l1 ? 3 ,l2 ? 5 , 所以 T j ? 工序Ⅶ 粗铣以及半精铣端面

l ? l1 ? l 2 47 ? ? 0.34 min. f ?n 1360? 0.1

(2.5)

14

摇臂零件工艺及工装设计

1.工步一 粗铣 ? 28 前端面 F (1)切削深度 a p ? 3mm 。 (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, D1 =70mm,d=27mm,L=36mm, L1 =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 》
[2]

表 5-146 , 得

f z ? 0. 20 ? 0. 09 mm z / 取 fz=0.20mm/r f ? 0.20 ?10 ? 2mm / r 。
(3)切削速度的确定 加工工艺师手册》 计算主轴转速 n ?
[10]

根据所知的工件材料为 HT200,硬度 HBS187-220,根据《机械

表 30-23,选择切削速度 vc =65m/min。

65 ? 1000 [3] ? 258r / min ,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表 3.14 ? 80 255 ? 3.14 ? 80 ? 64m / min 。 1000
[2]

4-18 得 n=255r/min,然后计算实际 vc ?

(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:

Tj ?

l ? l1 ? l2 f Mz
f M = f z ? z ? n ? 0.2 ?10 ? 255 ? 510mm / min 。
(2.6)

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

f M =480mm/min;切削加工面 L=28mm
[10]

根据《机械加工工艺师手册》
Tj ? l ? l1 ? l2 35 ? ? 0.07 min 。 f Mz 480

,表 30-9 查得 l1 ? l2 =7,

1.

工步二 粗铣 ? 26 前端面 I (1)切削深度 a p ? 4mm 。 (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, D1 =70mm,d=27mm,L=36mm, L1 =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》
[2]

表 5-146 ,得

f z ? 0.20? 0.09 mm /z 取 fz=0.20mm/r f ? 0.20 ?10 ? 2mm / r 。
(3)切削速度的确定 工艺师手册》
n?
[10]

根据所知的工件材料为 HT200,硬度 HBS187-220,根据《机械加工

表 30-23,选择切削速度 vc =65m/min。计算主轴转速

65 ?1000 [3] ? 258r / min ,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表 4-18 得 3.14 ? 80
255 ? 3.14 ? 80 ? 64m / min 。 1000
[2]

n=255r/min,然后计算实际 vc ?

(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
15

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计算公式:

Tj ?

l ? l1 ? l2 f Mz

根据铣床的数据,主轴转速 n=255r/min,工作台进给量

f M = f z ? z ? n ? 0.2 ?10 ? 255 ? 510mm / min
根据机床说明书取

f M =480mm/min;切削加工面 L=26mm
[10]

根据《机械加工工艺师手册》

,表 30-9 查得 l1 ? l2 =7,
l ? l1 ? l2 33 ? ? 0.07 min f Mz 480

Tj ?

2.

工步三 半精铣 ? 28 前端面 F (1)切削深度 a p ? 1mm 。 (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, D1 =70mm,d=27mm,L=36mm, L1 =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》
[2]

表 5-146 ,得

f z ? 0.20? 0.09 mm /z 取 fz=0.20mm/r f ? 0.20 ?10 ? 2mm / 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》
n?
[10]

表 30-23 , 选 择 切 削 速 度 vc =65m/min 。 计 算 主 轴 转 速
/ m in ,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》 255 ? 3.14 ? 80 ? 64m / min 。 1000
[2] [3]

65 ? 1000 ? 2 5 r8 3 . 1?4 8 0

表 4-18 得

n=255r/min,然后计算实际 vc ?

(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:

Tj ?

l ? l1 ? l2 f Mz

根据铣床的数据,主轴转速 n=255r/min,工作台进给量

f M = f z ? z ? n ? 0.2 ?10 ? 255 ? 510mm / min
根据机床说明书取

f M =480mm/min;切削加工面 L=28mm
[10]

根据《机械加工工艺师手册》
Tj ? l ? l1 ? l2 35 ? ? 0.07 min f Mz 480

,表 30-9 查得 l1 ? l2 =7,

工序Ⅷ 1.

粗铣以及半精铣端面

工步一 粗铣 ? 26 后端面 J (1)切削深度 a p ? 4mm 。
16

摇臂零件工艺及工装设计

(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, D1 =70mm,d=27mm,L=36mm, L1 =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
[2]

f z ? 0.20? 0.09 mm /z 取 fz=0.20mm/r f ? 0.20 ?10 ? 2mm / r 。
(3)切削速度的确定 工艺师手册》
n?
[10]

根据所知的工件材料为 HT200,硬度 HBS187-220,根据《机械加工 表 30-23 , 选 择 切 削 速 度 vc =65m/min 。 计 算 主 轴 转 速
/ m in ,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》 255 ? 3.14 ? 80 ? 64m / min 。 1000
[2] [3]

65 ? 1000 ? 2 5 r8 3 . 1?4 8 0

表 4-18 得

n=255r/min,然后计算实际 vc ?

(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:

Tj ?

l ? l1 ? l2 f Mz

根据铣床的数据,主轴转速 n=255r/min,工作台进给量

f M = f z ? z ? n ? 0.2 ?10 ? 255 ? 510mm / min
根据机床说明书取

f M =480mm/min;切削加工面 L=26mm
[10]

根据《机械加工工艺师手册》

,表 30-9 查得 l1 ? l2 =7,
l ? l1 ? l2 33 ? ? 0.07 min f Mz 480

Tj ?

2.

工步二 粗铣 ? 28 后端面 G (1)切削深度 a p ? 3mm 。 (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, D1 =70mm,d=27mm,L=36mm, L1 =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》
[2]

表 5-146 ,得

f z ? 0.20? 0.09 mm /z 取 fz=0.20mm/r f ? 0.20 ?10 ? 2mm / r 。
(3)切削速度的确定 工艺师手册》
n?
[10]

根据所知的工件材料为 HT200,硬度 HBS187-220,根据《机械加工 表 30-23 , 选 择 切 削 速 度 vc =65m/min 。 计 算 主 轴 转 速
/ m in ,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》
255 ? 3.14 ? 80 ? 64m / min 。 1000
[2] [3]

65 ? 1000 ? 2 5 r8 3 . 1?4 8 0

表 4-18 得

n=255r/min,然后计算实际 vc ?

(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:

17

无锡太湖学院学士学位论文

Tj ?

l ? l1 ? l2 f Mz

根据铣床的数据,主轴转速 n=255r/min,工作台进给量

f M = f z ? z ? n ? 0.2 ?10 ? 255 ? 510mm / min
根据机床说明书取

f M =480mm/min;切削加工面 L=28mm
[10]

根据《机械加工工艺师手册》

,表 30-9 查得 l1 ? l2 =7,
l ? l1 ? l2 35 ? ? 0.07 min f Mz 480

Tj ?

3.工步三 半精铣 ? 28 后端面 G (1)切削深度 a p ? 1mm 。 (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, D1 =70mm,d=27mm,L=36mm, L1 =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》 [2]表 5-146 ,得

f z ? 0.20 ? 0.09mm / z
工艺师手册》
n?
[10]

取 fz=0.20mm/r f ? 0.20 ?10 ? 2mm / r 。 表 30-23 , 选 择 切 削 速 度 vc =65m/min 。 计 算 主 轴 转 速

(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
65 ?1000 [3] ? 258r / min , 查 《机械制造基础课程设计基础教程》 表 4-18 得 n=255r/min, 3.14 ? 80 255 ? 3.14 ? 80 ? 64m / min 。 然后计算实际 vc ? 1000

(4)基本时间的确定 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:

Tj ?

l ? l1 ? l2 f Mz

根据铣床的数据,主轴转速 n=255r/min,工作台进给量

f M = f z ? z ? n ? 0.2 ?10 ? 255 ? 510mm / min
根据机床说明书取

f M =480mm/min;切削加工面 L=28mm
[10]

根据《机械加工工艺师手册》
Tj ? l ? l1 ? l2 35 ? ? 0.07 min f Mz 480

,表 30-9 查得 l1 ? l2 =7,

工序Ⅸ 钻→扩→粗铰→精铰 ?18 的孔 1. 工步一 钻 ?17 的通孔 (1)切削深度 ap ? 17mm 。 (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
18

摇臂零件工艺及工装设计

硬质合金直柄麻花钻,查表选择如下参数钻头:d ? 17mm, l ? 184mm, l1 ? 125mm ,查表《机 械制造技术基础课程设计指南》 表 5-134, 查得, f ? 0.08 ~ 0.16mm / r , 取 f ?0 . 1m m/ r , 查 得 vc ? 5 0 ~ m 7 0
n?
[2]

/,mvc i? n60m / min , 根 据 以 上 数 据 计 算 主 轴 转 速

60 ?1000 [10] ? 1124r / min ,查《机械加工工艺师手册》 表 10-2,查 TX617 卧式镗床主 3.14 ?17 1000 ? 3.14 ?17 ? 53m / min 。 1000
[2]

轴转速表,取 n ? 1000r / min ,再计算实际切削速度 vc ? (3)基本时间的确定 削机动时间计算公式, Tj ?

首先查《机械制造技术基础课程设计指南》 表 2-26,查得钻
l ? l1 ? l 2 D l1 ? cot ? ? ? (1 ~ 2) , , (1~4) , 钻孔深度 l ? 37mm , l2 = 2 f ?n
[10]

l1 ? 3 , l2 ? 5 ,见《机械加工工艺师手册》
Tj ?

表 28-42,所以

l ? l1 ? l 2 45 ? ? 0.33min. f ?n 1360? 0.1

2.

工步二 扩孔至 ?17.85 (1)切削深度 ap ? 0.85mm (2)进给量和切削速度的确定
[2] [2]

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 d ? 17.75mm, l ? 191mm, l1 ? 130mm ,查《机械制 造技术基础课程设计指南》 表 5-128,查得 f ? 0.9 ~ 1.1mm / r ,取 f ? 1mm / r ,再查《机 械加工工艺师手册》
n?
[10]

表 28-33 ,确定 vc ? 59m / min,根据以上数据计算主轴转速,

59 ? 1000 [10] ? 1052r / min ,查《机械加工工艺师手册》 表 10-2,查 TX617 卧式镗床 3.14? 17.85 1000 ? 3.14 ?17.85 ? 56m / min 。 1000
[3]

主轴转速表,取 n ? 1000r / min ,再计算实际切削速度 vc ? (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,
D ? d1 l ? l1 ? l 2 cot? ? ? (1 ~ 2) , ,l1 ? l2 ? 2 ~ 4mm , 2 f ?n
[10]

铰孔工序下的机动时间计算公式: Tj ?

扩 通 孔 长 度 l ? 37, l1 ? 4, l2 ? 3 , 见 《 机 械 加 工 工 艺 师 手 册 》
Tj ? l ? l1 ? l 2 44 ? ? 0.44 min. f ?n 1000? 0.1

表 28-42 ,

3.

工步三 粗铰至 ?17.94 (1)切削深度 ap ? 0.09mm 。 (2)查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表 5-136,查得进给量 f ? 0.2 ~ 0.4mm / r , 取 f ? 0.2mm / r ,因为此工步为粗铰,查得 vc ? 60 ~ 80m / min ,取 vc ? 60m / min ,根据以 上数据计算主轴转速 n ?
60 ?1000 ? 1061r / min ,查《机械加工工艺师手册》[10]表 10-2,查 3.14 ?18

TX617 卧式镗床主轴转速表,取 n ? 1000r / min ,再根据主轴转速计算实际的切削速度
19

无锡太湖学院学士学位论文

vc ?

1000 ? 3.14 ?18 ? 56m / min 。 1000

(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》[3]表 2-26,得扩孔,
D ? d1 l ? l1 ? l 2 cot? ? ? (1 ~ 2) , ,l1 ? l2 ? 2 ~ 4mm , 2 f ?n

铰孔工序下的机动时间计算公式: Tj ?

扩通孔长度 l ? 37, l1 ? 3, l2 ? 3 ,见《机械加工工艺师手册》[10]表 28-42,
Tj ? l ? l1 ? l 2 43 ? ? 0.43min. f ?n 1000? 0.1

4.

工步四 精铰至 ?18H 9 (1)切削深度 ap ? 0.06mm 。 (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》[2]表 5-93,确 定钻头为硬质合金直柄机用铰刀,参数如下 d ? 18mm, L ? 182mm, l ? 56mm,查《机械制 造技术基础课程设计指南》[2]表 5-136,查得进给量 f ? 0.2 ~ 0.4mm / r ,取 f ? 0.2mm / r , 因为此工步为精铰,查得 vc ? 6 ~ 10m / min ,取 vc ? 6m / min ,根据以上数据计算主轴转速
n? 6 ?1000 ? 106.2r / min ,查《机械加工工艺师手册》[10]表 10-2,查 TX617 卧式镗床主 3.14 ?18 vc ? 80 ? 3.14 ?18 ? 4.5m / min 。 1000

轴转速表,取 n ? 80r / min ,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》[3]表 2-26,得扩孔,
D ? d1 l ? l1 ? l 2 cot? ? ? (1 ~ 2) , ,l1 ? l2 ? 2 ~ 4mm , 2 f ?n

铰孔工序下的机动时间计算公式: Tj ?

扩通孔长度 l ? 37, l1 ? 4, l2 ? 3,见《机械加工工艺师手册》[10]表 28-42,
Tj ? l ? l1 ? l 2 44 ? ? 5.5 min. f ?n 80 ? 0.1

工序Ⅹ 1.

钻→扩→粗铰→精铰 ?16 的孔

工步一 钻 ?15 的通孔 (1)切削深度 ap ? 15mm 。 (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: d ? 15mm, l ? 169mm, l1 ? 114mm ,查表《机
[2] . 1m m/ r , 械制造技术基础课程设计指南》 表 5-134, 查得, f ? 0.08 ~ 0.16mm / r , 取 f ?0

查得 vc ? 50 ~ 70m / min , vc ? 60m / min ,根据以上数据计算主轴转速
n? 60 ?1000 ? 1273r / min ,查《机械加工工艺师手册》[10]表 10-2,查 TX617 卧式镗床主 3.14 ?15

轴转速表,取 n ? 1000r / min ,再计算实际切削速度 1000 ? 3.14 ?15 vc ? ? 47m / min 。 1000
20

摇臂零件工艺及工装设计

首先查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表 2-26,查得钻削 l ? l1 ? l 2 D 机动时间计算公式,T j ? ,l1 ? cot ? ? ? (1 ~ 2) ,l 2 =(1~4) ,钻孔深度 l ? 16mm , 2 f ?n (3)基本时间的确定
[10] l1 ? 3 , l2 ? 4 ,见《机械加工工艺师手册》 表 28-42,所以

Tj ?

l ? l1 ? l 2 23 ? ? 0.17 min. f ?n 1360? 0.1

2.

工步二 扩孔至 ?15.85 (1)切削深度 ap ? 0.85mm 。 (2)进给量和切削速度的确定
[2] [2]

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 d ? ?17.75mm, l ? 178mm, l1 ? 120mm ,查《机械制造 技术基础课程设计指南》 表 5-128,查得 f ? 0.9 ~ 1.1mm / r ,取 f ? 0.9 mm / r ,再查《机 械加工工艺师手册》
n?
[10]

表 28-33 ,确定 vc ? 52m / min,根据以上数据计算主轴转速,

52 ? 1000 [10] ? 1051 r / min ,查《机械加工工艺师手册》 表 10-2,查 TX617 卧式镗床 3.14? 15.85

主轴转速表,取 n ? 1000r / min ,再计算实际切削速度 1000 ? 3.14 ?15.85 vc ? ? 49m / min 。 1000 (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,
D ? d1 l ? l1 ? l 2 cot? ? ? (1 ~ 2) ,l2 ? 2 ~ 4mm ,l1 ? 2 f ?n
[3]

铰孔工序下的机动时间计算公式:T j ?

扩通孔长度 l ? 16, l1 ? 4, l2 ? 3 ,见《机械加工工艺师手册》表 28-42,
Tj ? l ? l1 ? l 2 23 ? ? 0.23min. f ?n 1000? 0.1

3.

工步三 粗铰至 ?15.95 (1)切削深度 a p ? 0.1mm 。 (2)进给量和切削速度的确定
[2] [2]

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 d ? ?16mm, L ? 170mm, l ? 52mm ,查《机械
2 . m m/ r 制造技术基础课程设计指南》 表 5-136, 查得进给量 f ? 0.2 ~ 0.4mm / r , 取 f ?0



因为此工步为粗铰,查得 vc ? 60 ~ 80m / min ,取 vc ? 60 m/ min ,根据以上数据计算主轴转 速n ?
60 ?1000 [10] ? 1194r / min ,查《机械加工工艺师手册》 表 10-2,查 TX617 卧式镗床 3.14 ?16

主轴转速表,取 n ? 1000r / min ,再根据主轴转速计算实际的切削速度 1000 ? 3.14 ?16 vc ? ? 50m / min 。 1000 (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
[3]

21

无锡太湖学院学士学位论文

孔 , 铰 孔 工 序 下 的 机 动 时 间 计 算 公 式 : Tj ?

D ? d1 l ? l1 ? l 2 cot? ? ? (1 ~ 2) , , l1 ? 2 f ?n
[10]

l2 ? 2 ~ 4mm ,扩通孔长度 l ? 16, l1 ? 3, l2 ? 3 ,见《机械加工工艺师手册》
Tj ? l ? l1 ? l 2 22 ? ? 0.22 min. f ?n 1000? 0.1

表 28-42,

4.

工步四 精铰至 ?18H 9 (1)切削深度 ap ? 0.05mm 。 (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》[2]表 5-93,
6 ?1000 ? 119.2r / min ,查《机械加工工艺 3.14 ?16

确 定 钻 头 为 硬 质 合 金 直 柄 机 用 铰 刀 , 参 数 如 下 d ? 1 6m m, L? 1 9 5m m , l? 6 0m, m取 ,根据以上数据计算主轴转速 n ? vc ? 6m / mi n

师手册》[10]表 10-2,查 TX617 卧式镗床主轴转速表,取 n ? 125r / min ,再根据主轴转速计 算实际的切削速度
vc ? 125 ? 3.14 ?16 ? 6.28m / min 。 1000

(3)基本时间的确定

查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表 2-26,得扩孔,
D ? d1 l ? l1 ? l 2 cot? ? ? (1 ~ 2) , ,l1 ? l2 ? 2 ~ 4mm , 2 f ?n
[10]

铰孔工序下的机动时间计算公式: Tj ?

扩通孔长度 l ? 16, l1 ? 4, l2 ? 3 ,见《机械加工工艺师手册》
Tj ?

表 28-42,

l ? l1 ? l 2 13 ? ? 1.04 min. f ?n 125? 0.1

工序Ⅺ

钻 ? 3 偏 100 内孔

(1)切削深度 a p ? 3mm (2)进给量和切削速度确定钻头为硬质合金直柄麻花钻,查表选择如下参数钻头:

d ? 3mm, l ? 61mm, l1 ? 33mm ,查表《机械制造技术基础课程设计指南》 表 5-134,查得,
f ? 0.04 ~ 0.08mm / r ,取 f ? 0.05mm / r ,查得 vc ? 40 ~ 60m / min, vc ? 40m / min ,根据

[2]

以上数据计算主轴转速 40 ?1000 n? ? 4246r / min ,查 Z525 立式钻床主轴转速表,取 n ? 1360r / min ,再计算 3.14 ? 3 1360 ? 3.14 ? 3 ? 12.8m / min 。 实际切削速度 vc ? 1000 (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
l ? l1 ? l 2 D , l1 ? cot ? ? ? (1 ~ 2) , l 2 = ( 1~4 ) ,钻孔深度 2 f ?n
[10] [2]

钻削机动时间计算公式, T j ?

l ? 39mm , l1 ? 3 , l2 ? 4 ,见《机械加工工艺师手册》

表 28-42,所以

Tj ?

l ? l1 ? l 2 46 ? ? 0.33min. f ?n 1360? 0.1
22

摇臂零件工艺及工装设计

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,决定设计铣Φ 26 面专用夹具,刀具为铣刀

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 夹具零件图

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 0.05mm,还有 ?18 孔与底面尺寸(24 ±0.03)mm 以及 ?16 孔与底面尺寸(49±0.05)mm。根据基准重合原则,应选择 ?11 孔和 地面为主要定位基准,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 H7 ?0.018 0.006 心轴,定心轴与定位孔的配合尺寸为 ?11 (定位孔 ?110 ,定心轴 ?11? ,定心轴 ?0.017 ) g6 下端与夹具体底板上孔的配合尺寸为 ?10
H7 ?0.018 0.030 (底板孔 ?100 ,定心轴底端 ?10? ,定 ?0.019 ) r6

心轴上端部分为螺杆,用六角螺母加紧。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 ? jb ? 0 , 由 于 定 位 副 制 造 误 差 引 起 的 定 位 误 差

? jw ? 0.018 ? 0.017 ? 0.035 。 ?dw ? ? jb ? ? jw ? 0 ? 0.035 ? 0.035 ,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。定位方案以及定位结 构图如下:

23

无锡太湖学院学士学位论文

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 本工序两面加工的精度要求较高,采用一次装夹完成铣, ,故此夹具采用与孔尺寸相对 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插 上开口垫圈,最后拧紧螺母压紧工件。

24

摇臂零件工艺及工装设计

图 3.5 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,? 26 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,因为是在铣床上使用,夹具安装在工作台上直接用压块固 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。 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改善接触状况,提高安装的稳定性。

25

无锡太湖学院学士学位论文

图 3.9

夹具装配图局部视图一

图 3.10 夹具装配图局部

26

摇臂零件工艺及工装设计

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,2006 [2]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,2006 [3]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,2004 [4]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,2007 [5]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,2004 [6]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,2007 [7]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,2006 [8]余光国 马俊 主编.机床夹具设计[M].重庆:重庆大学出版社,1995 [9]程绪琦 主编.AutoCAD2008 中文标准教程[M].北京:电子工业出版社,2008.4 [10]杨叔子 主编.机械加工工艺师手册[M].北京:机械工业出版社,2001.8 [11]邓文英 主编.金属工艺学 上册[M].北京:高等教育出版社,2001 [12]邓文英 主编.金属工艺学 下册[M].北京:高等教育出版社,2001 [13]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 [14] Electricity Association.Electricity industry revive 6[M]. London,2002. [15]Talor C.W. Industrial and subtransmiss/distribution SVCs[M]. McGraw-Hill, 1994 [16]ichael J, AnalysisR. Modeling and control of three-phase, four-wire sine wave inverter systems [M]. University of Wisconsin-Madison, 1997 [17]Lee, W.Chang, C.Wu.A compact algorithm for three-phase three-wire system reactive power compensation and load balancing[M]. Wisconsin-Madison, 1999 [18] A. Greewood: “Electrical Transients in Power Systems”[J], Book, Wiley-Inters Cience, Second Edition, New York, 1991,5(3): 23-26

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