【文章內(nèi)容簡介】 ， 除了幾個(gè)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 方法獲得，若要使其他不進(jìn)行加工的表面 達(dá)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(jīng)確定零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn) ， 可選擇砂型鑄造機(jī)器造型的鑄造方法，較大的生產(chǎn)批量可以分散單件的鑄造費(fèi)用。因此，綜上所述，本零件的毛坯種類以砂型鑄造機(jī)器造型的方法獲得。 確定毛坯尺寸 及機(jī)械加工總余量 根據(jù)零件圖計(jì)算零件的輪廓尺寸為 長 83mm，寬 37mm，高 62mm。 查閱 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 [3]表 21 按鑄造方法為 砂型鑄造機(jī)器造型，零件材料為灰鑄鐵，查得鑄件公差等級為 CT8CT12，取鑄件公差等級為 CT10。 再根據(jù)毛坯 鑄件基本尺寸查閱 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 [3]表 23 ，按前面已經(jīng)確定的鑄件公差等級 CT10 差得相應(yīng)的鑄件尺寸公差。 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 36 頁 查閱 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 [3]表 25 按鑄造方法為砂型鑄造 機(jī)器造型，材料為灰鑄鐵，查得鑄件所要求的機(jī)械加工余量 等級為 EG,將要求的機(jī)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(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 [13]表 要求的鑄件機(jī)械加工余量。 由于所查得的機(jī)械加工余量適用于機(jī)械加工表面 m?? ， m?? 的加工表面，機(jī)械加工余量要適當(dāng)放大。分析本零件，除了 1618 ?? 和 的 m?? 外，沒有一個(gè)加工表面 的表面粗糙度是小于 的， 也就是 所有的加工表面 m?? ，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(jīng)過粗加工和半精加工，因此余量將要放大，這里為了機(jī)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(gè)值。 如下表： 表 毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量表 加工 表面 基本 尺寸 鑄件尺寸 公差 機(jī)械加工 總余量 鑄件 尺寸 22? 上端面 39mm 4 47 ? 36mm 下端面 39mm 4 47 ? 28? 前端面 37mm 4 45 ? 28? 后端面 37mm 4 45 ? 26? 前端面 16mm 4 24 ? 26? 后端面 16mm 4 24 ? 設(shè)計(jì)毛坯圖 （ 1） 確定鑄造斜度 根據(jù) 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 [13]表 本零件毛坯砂型鑄造斜度為 03 ～ 05 。 （ 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(cuò)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(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后進(jìn)行機(jī)械加工前應(yīng)當(dāng)做時(shí)效處理。 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 36 頁 繪制毛坯圖 圖 氣門搖臂軸支座毛坯圖 選擇加工方法，制定工藝路線 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數(shù)目，各表面加工順序，夾具結(jié)構(gòu)及零件的精度。 定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)成為粗基準(zhǔn)，使用經(jīng)過加工表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。在制定工藝規(guī)程時(shí)，先進(jìn)行精基準(zhǔn)的選擇，保 證各加工表面按圖紙加工出來，再考慮用什么樣的粗基準(zhǔn)來加工精基準(zhǔn)。 為保證加工表面與不加工表面之間的位置精度，則應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)。若工件上有很多歌不加工表面，應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。 為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。 應(yīng)盡量選光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。 粗基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)精良避免重復(fù)使用。 “基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位 基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 36 頁 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計(jì)與制造。 “自為基準(zhǔn)“原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 “互為基準(zhǔn)“原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 根據(jù)上述定位基準(zhǔn)的選擇原則，分 析本零件，根據(jù)氣門搖臂軸支座零件圖， 本零件時(shí)帶有孔的形狀比較簡單的零件，孔 18? 、 孔 16? 以及孔 11? 均為零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)， 均可選為定位基準(zhǔn)，而 且孔 18? 和孔 16? 設(shè)計(jì)精度較高（亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)）， 工序?qū)才?這兩個(gè)孔 在最后進(jìn)行 ，為遵循“基準(zhǔn)重合”原則，因此選擇 先進(jìn)行加工 的 11? 孔和 加工后的 36mm下底面作為精基準(zhǔn)， 在該零件需要加工的表面中， 由于外圓面上有分型面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠， 應(yīng)選 28? 外圓端面及 未加工的 36mm 下端面 為粗基準(zhǔn)。 零件的 表面加工方法的選擇 根據(jù)本零件圖上所標(biāo)注的各加工表面的技術(shù)要求， 查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》[13]表 ，表 ， 通過對各加工表面所對應(yīng)的各個(gè)加工方案的比較，最后確定 本零件各加工表面 的加工方法如 下表： 表 氣門搖臂軸支座各加工表面方案 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/ m? 加工方案 22? 上端面 IT14 m? 粗銑 36mm 下端面 IT12 m? 粗銑→半精銑 28? 前端面 IT11 m? 粗銑→半精銑 28? 后端面 IT11 m? 粗銑→半精銑 26? 前端面 IT14 m? 粗銑 26? 后端面 IT14 m? 粗銑 11? 通孔 IT14 m? 鉆 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 36 頁 3? 偏 010 內(nèi)孔 IT14 m? 鉆 ? ? 通孔 IT8 m? 鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸 ? ? 通 孔 IT8 m? 鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸 加工階段的劃分 本零件氣門搖臂軸支座加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段分為粗加工，半精加工幾個(gè)階段。 在粗加工階段，首先 將精基準(zhǔn)備好，也就是先將 36mm 下端面和 11? 通孔加工出來，使后續(xù)的工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗 銑粗基準(zhǔn) 22? 上端面、 28? 外圓前后端面、 26? 外圓前后端面， 在半精加工階段，完成對 28? 外圓前后端面 的半精 銑， 鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸出 ? ? 通孔和 ? ? 通孔，并鉆出 3? 偏 010內(nèi)孔。 工序的集中與分散 本零件采用工序集中原則安 排零件的加工工序。本零件氣門搖臂軸支座的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用 各種機(jī)床配以專用工具、夾具、以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 工序順序的安排 （ 1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)， 即在前面加工階段 先加工 36mm下端面 以及 11? 通孔。 （ 2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精 加工工序。 （ 3） 遵循“先主后次”原則， 先加工 主要表面 28? 和 26? 外圓前后端面， ? ? 通孔，? ? 通孔 ，后加工次要表面 3? 偏 010 內(nèi)孔。 （ 4）遵循“先面后孔”原則，先加工 36mm 下端面， 22? 上端面，后加工 11? 通孔；先加工 28?和 26? 外圓前后端面，后加工 ? ? 通孔， ? ? 通孔。 2． 熱處理工序 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 36 頁 機(jī)械加工前對鑄件毛坯進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理硬度 HBS187220,時(shí)效處理的主要目的是 消除 鑄 件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機(jī)械性能 ，這樣可以提高毛 坯進(jìn)行加工的切削性能。 毛坯鑄造成型后，應(yīng)當(dāng)對鑄件毛坯安排清砂工序， 并對清砂后的鑄件進(jìn)行一次尺寸檢驗(yàn)，然后再進(jìn)行機(jī)械加工，在 對本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、終檢工序。 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎(chǔ)上，確定工藝路線如下： 圖 定位面 ,加工面 代號指示 圖 工序Ⅰ： 鑄造； 工序Ⅱ：清砂，檢驗(yàn)； 工序Ⅲ：時(shí)效處理 HBS187220 工序Ⅳ： 以 36mm下底面 C 以及 28? 外圓端面 G 或 F 定位，粗銑 22? 上端面 A； 工序 Ⅴ ： 以 粗銑后的 22? 上端面 A以及 28? 外圓端面 G 或 F 定位，粗銑 36mm 下底面 C；半精銑 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， 鉆 11?通孔； 工序Ⅶ：以加工后的 11? 內(nèi)孔表面 H， 以加工 后的 36mm 下端面 C以及 28? 后端面 G 定位，氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 36 頁 粗銑 28? 前端面 F，粗銑 26? 前端面 I， 半精銑 28? 前端面 F； 工序Ⅷ：以 加工后的 11? 內(nèi)孔表面 H，以加工 后的 36mm 下端面 C 以及 28? 前 端面定位 F，粗銑 26? 后端面 J，粗銑 28? 后端面 G，半精銑 28? 后端面 G； 工序 Ⅸ：以加工后的 11? 內(nèi)孔表面 H，以加工 后的 36mm 下端面 V， 28? 端面 G 或 F 定位 ,鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸 ? ? 通孔 ，并倒角； 工序Ⅹ：以加工后的 11? 內(nèi)孔表面 G，以加工 后的 36mm 下端面 C， 28? 端面 G 或 F 定位 , 鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸 ? ? 通孔，并倒角； 工序 Ⅺ ：以 22? 上端面 A偏 010 以及 28? 端面 G 或 F 定位，鉆 3? 偏 010 內(nèi)孔； 工序Ⅻ：鉗工去毛刺 ，清洗； 工序 ⅩⅢ：終檢。 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 機(jī)床及工藝裝備的選擇是制定工藝規(guī)程的一項(xiàng)重要工作，它不但直接影響工件的加工質(zhì)量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。 機(jī)床的加 工尺寸范圍應(yīng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)； 機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的精度相適應(yīng)； 機(jī)床的功率應(yīng)與工序要求的功率相適應(yīng)； 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)； 還應(yīng)與現(xiàn)有的設(shè)備條件相適應(yīng)。 本零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)， 為提高生產(chǎn)效率，所用的夾具應(yīng)為專用夾具。 刀具的選擇主要取決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、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等。在選擇時(shí)應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)可采用符合刀具和其他專用刀具。 具的選擇 量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所檢驗(yàn)的精度來選擇。在單件小批量生產(chǎn)中應(yīng)采用通用量具，在大批量生產(chǎn)中則采用各種量規(guī)和一些高生產(chǎn)率的專用量具。 查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 [13]所選擇的加工工藝裝備如下表所示： 表 氣門搖臂軸支座加工工藝裝備選用 工序號 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 工序Ⅰ 鑄 （免填） 游標(biāo)卡尺 工序Ⅱ 檢 游標(biāo)卡尺 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 36 頁 工序Ⅲ 熱處理 游標(biāo)卡尺 工序Ⅳ 銑 臥式銑床 X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺 工序 Ⅴ 銑 臥式銑床 X61 硬質(zhì)合金端銑 刀 游標(biāo)卡尺 工序Ⅵ 鉆 立式鉆床 Z525 直柄麻花鉆 ? 11 卡尺、塞規(guī) 工序Ⅶ 銑 臥式銑床 X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺 工序Ⅷ 銑 臥式銑床 X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺 工序Ⅸ 鉆 TX617 臥式鏜床 麻花鉆、擴(kuò)鉆、機(jī) 用鉸刀 內(nèi)徑千分尺，塞規(guī) 工序Ⅹ 鉆 TX617 臥式鏜床 麻花鉆、擴(kuò)鉆、機(jī) 用鉸刀 內(nèi)徑千分尺，塞規(guī) 工序Ⅺ 鉆 立式鉆床 Z525 直柄麻花鉆 3? 塞規(guī) 工序Ⅻ 鉗 （免填） 游標(biāo)卡尺 工序ⅩⅢ 檢 內(nèi)徑千分尺、游標(biāo)卡 尺、塞規(guī) 工序間加工余量的確定 查 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 [3]表 228，表 235，并綜合 對 毛坯尺寸以及 已經(jīng)確定的機(jī)械加工工藝路線的分析，確定各工序間加工余量如下表： 表 機(jī)械加工工序間加工余量表 工序號 工步號 工步內(nèi)容 加工余量 /mm 工序Ⅳ 1 粗銑 22? 上端面 A 4 工序Ⅴ 1 粗銑 36mm 下底面 C 3 2 半