【正文】 點(diǎn)，零件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，如何選擇合適的毛坯種類也是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。 （ 4） .確定毛坯尺寸和公差 如何確定毛坯尺寸，也就是如何確定加工余量，對確保加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要的意義。同時(shí)，選擇合適的尺寸公差對零件加工和零件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型也有很大的影響。這也將是氣門搖臂軸支座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)制定的重點(diǎn) （ 6） .確定各個(gè)工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差 （ 7） .選擇各個(gè)工序的機(jī)床設(shè)備及刀具、量具等工藝裝備 （ 8） .確定各個(gè)工序的切削用量和時(shí)間定額 （ 9） .編制工藝文件 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí) 在機(jī)械制造的各個(gè)加工工藝工程中，必須使工件在工藝系統(tǒng)中處于正確的位置，以保證加工質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。如檢驗(yàn)夾具、焊接夾具、裝配夾具等。為了保護(hù)這個(gè)正確圍著在加工過程中穩(wěn)定不變，應(yīng)該對工件施加一定的夾緊力，這個(gè)過程稱為“夾緊”。在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)安裝人物的工藝裝備，就是“ 機(jī)床夾具”。這類夾具的規(guī)格尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)廠進(jìn)行生產(chǎn)。 由于專用夾具的設(shè)計(jì)制造在很大程度上影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)條件和生產(chǎn)氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 36 頁 成本，因此，他是各機(jī)械制造廠新產(chǎn)品投資、老產(chǎn)品改進(jìn)和工藝更新中的一項(xiàng)重要生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，也是每一個(gè)從事機(jī)械加工工藝的技術(shù)人員必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。歸納起來有以下幾個(gè)方面的作用： （ 1） .保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量 夾具在機(jī)械加工中的基本作用就是保證工件的相對位置精度。 （ 2） .提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低單件時(shí)間定額的主要技術(shù)措施是增大切削用量和壓縮輔助時(shí)間。 （ 3） .改善工人勞動(dòng)條件 采用夾具后，工件的裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。還可設(shè)計(jì)保護(hù)裝置，確保操作者安全。 機(jī)床夾具分類 （ 1） .專用夾具 專 用夾具是針對某一種工件的一定工序而專門設(shè)計(jì)的。還可以按需要采用各種省力機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置、分度裝置等。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，往往因無法再使用而報(bào)廢。這類夾具也是本課程研究的主要對象。 可調(diào)式夾具又可以分為通用可調(diào)夾具和專用可調(diào)夾具。專門化可調(diào)夾具常稱為成組夾具，通常配合成組技術(shù)，用于裝夾和加工一組結(jié)構(gòu)與工藝相似的工件。即使這樣，也極大提高了專用夾具在多品種、中小批量生產(chǎn)中使用的經(jīng)濟(jì)性。從這個(gè) 特點(diǎn)來看，這類夾具具有很大的通用性，但同時(shí)又是為某一種特定工序而專門拼裝的夾具。 （ 4） .自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具 自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具駐澳是自動(dòng)線上所使用的夾具。故稱為“隨行夾具”。 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 36 頁 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求 A:夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn) （ 1） .針對性強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員必 須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際情況。 （ 2） .保證加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)主要任務(wù)，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。對于制造精度要求不高的零件，其夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)保證提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。 夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形 式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對夾具結(jié)構(gòu)的影響最大。而不同復(fù)雜程度的家具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟(jì)效果也不一樣，設(shè)計(jì)人員必須使自己的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟(jì)性。 （ 5） .設(shè)計(jì)周期短，一般不進(jìn)行強(qiáng)度 剛度計(jì)算。倒是應(yīng)注意，在設(shè)計(jì)一些具有較高精度的夾具時(shí)，應(yīng)該對定位精度、夾緊力等進(jìn)行必要的計(jì)算和分析。具體要求為： （ 1） .夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生 產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。 （ 3） .保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運(yùn)輸，保證安全第一。 2 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 零件的作用 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的零件是 1105 柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機(jī)上氣門控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。直徑為 16mm的孔內(nèi)裝一個(gè)減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動(dòng)柴油機(jī)。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時(shí)會(huì)和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑 11的孔用 M10 的螺桿與汽缸蓋相連，直徑 3 的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。 通過對零件圖的詳細(xì)審閱，該零件的基本工藝狀況 已經(jīng)大致掌握。 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. 22? 外圓的上端面以及與此孔相通的 11? 通孔，粗糙度均為 ； 2. 36mm 下端面 ，根據(jù)零件的總體加工特性， 366mm 為整個(gè)機(jī)械加工過程中主要的基準(zhǔn)面，粗糙度為 ，因此在制定加工方案的時(shí)候應(yīng)當(dāng)首先將此面加工出來； 3. 28? 外圓的前后端面，粗糙度為 ；前后端面倒 ?451? 的角，粗糙度為 ； 以及 18? 的通孔，在這里 由于 18? 通孔 所要求的精度較高，因此該孔的 的加工是一個(gè)難點(diǎn)，氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 36 頁 其所要求的表面粗糙度為 ， 且該孔的軸線與 36mm 下端面的平行度為 ，且該孔的軸線圓跳動(dòng)公差為 需要選擇適當(dāng)?shù)募庸?方法 來達(dá)到此孔加工的技術(shù)要求。 總的看來，該零件并沒有復(fù)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(shù)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 22? 上端面 ，并鉆出 11? 的通孔，然后再以這先加工出來的幾個(gè)表面為基準(zhǔn) 定位，加工出 28? 和 26? 的外圓端面，并鉆出 1618 ?? 和 這兩個(gè)精度要求比較高的空，最后翻轉(zhuǎn)零件，深孔加工出 3? 的斜油孔。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型由著完全不同的工藝特征。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N 可按下式計(jì)算： ( 1 % ) ( 1 % )abN Q m a b? ? ?式 中 N 零 件 的 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) Q 產(chǎn) 品 的 年 產(chǎn) 量 （ 臺(tái) 、 輛 / 年 ） m 每 臺(tái) （ 輛 ） 產(chǎn) 品 中 該 零 件 的 數(shù) 量 （ 件 / 臺(tái) 、 輛 ） % 備 品 率 ， 一 般 取 2%4% % 廢 品 率 ， 一 般 取 %% 根據(jù)上式就可以計(jì)算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過查表 ，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。 選擇毛坯種類， 繪制毛坯圖 選擇毛坯種類 機(jī)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。選擇毛坯的制造方法一般應(yīng)當(dāng)考慮一下幾個(gè)因素。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。 （ 2） .毛坯的尺寸、形狀和精度要求 毛坯的尺寸大小和形狀復(fù)雜程度也是選擇毛坯的重要依據(jù)。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。 （ 3） .零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，才能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。 根據(jù)上述內(nèi)容的幾個(gè)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(shè)計(jì)零件尺寸并不大，而且其形狀也不復(fù)雜，屬于簡單零件， 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。 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。 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(jí) CT10 差得相應(yīng)的鑄件尺寸公差。 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。 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 。 （ 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。 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)。 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)。 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)。 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。 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。 “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。 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)。 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。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。 （ 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。 （ 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。 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。 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。 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。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。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。 （ 2） 進(jìn)給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下： D=80mm， 1D =70mm， d=27mm， L=36mm， 1L =30mm，齒數(shù) z=10，根據(jù)所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表 5146，得 /zf m m z?? 取 fz=? ? ?。 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 6 5 1 0 0 0 2 5 8 / m in3 .1 4 8 0nr???? ，查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程》[3]表 418 得 n=255r/min，然后計(jì)算實(shí)際 2 5 5 3 . 1 4 8 06 4 / m in1000cvm???? （ 4）基本時(shí)間的確定 銑削常用符號(hào)如下： z— — 銑刀齒數(shù) zf —— 銑刀每齒的進(jìn)給量， m