1緒論

1.1本設計內容及意義

此次設計是在我們學完了大學全部基礎課，技術基礎課和專業(yè)課以后而進行。

這次設計目標在于使我們把這3年來所學知識進行系統(tǒng)利用。使我們對這3年來

所學知識進行深入鞏固。也是一次理論聯(lián)絡實際訓練。經過此次設計使我們對設

計加工有了一次很大提升，并使我們對以后工作提供了一次寶貴實踐

1.2課題背景知識

1.2.1零件作用

本設計所設計零件是柴油機中搖臂結合部氣門搖臂軸支座，它是柴油機上氣

門控制系統(tǒng)一個關鍵零件。直徑為18mm孔和直徑為16孔用來裝配搖臂軸，軸兩

端各安裝一進、排氣氣門搖臂。直徑為16mm孔內裝一個減壓軸，用于降低汽缸

內壓力，便于開啟柴油機。兩孔間距56mm,能夠確保減壓軸在搖臂上打開氣門，

實現(xiàn)減壓。兩孔要求表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合工伶，起

到支撐作用，直徑11孔用M10螺桿和汽缸蓋相連，直徑3孔用來排油。

1.2.2柴油機相關知識介紹

1.2.2.1柴油機歷史

法國出生德裔工程師狄塞爾，在1897年研制成功可供實用四沖程柴油機。因

為它顯著地提升了熱效率而引發(fā)大家重視。起初，柴油機用空氣噴射燃料，隸屬

裝置龐大粗笨，只用于固定作業(yè)。二十世紀初，開始用于船舶，19制成第一臺船

用二沖程柴油機。1922年，德國博施發(fā)明機械噴射裝置，逐步替換了空氣噴射。

二十世紀20年代后期出現(xiàn)了高速柴油機，并開始用于汽車。到了50年代，部分

結構性能愈加完善新型系列化、通用化柴油機發(fā)展起來，以后柴油機進入了專業(yè)

化大量生產階段。尤其是在采取了廢氣渦輪增壓技術以后，柴油機已成為現(xiàn)代動

力機械中最關鍵部分。

1.2.2.2柴油機種類

①按工作循環(huán)可分為四沖程和二沖程柴油機。②按冷卻方法可分為水冷和風

冷柴油機。③按進氣方法可分為增壓和非增壓（自然吸氣）柴油機。④按轉速可

分為高速（大于1000轉/分）、中速（300?1000轉/分）和低速（小于300轉/

分）柴油機。⑤按燃燒室可分為直接噴射式、渦流室式和預燃室式柴油機。⑥按

氣體壓力作用方法可分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機等。⑦按氣缸

數目可分為單缸和多缸柴油機。⑧按用途可分為船用柴油機、機車柴油機、車用

柴油機、農業(yè)機械用柴油機、工程機械用柴油機、發(fā)電用柴油機、固定動力用柴

油機。⑨按供油方法可分為機械高壓油泵供油和高壓共軌電子控制噴射供油。⑩

按氣缸排列方法可分為直列式和V形排列。

1.2.2.3柴油機作用

伴隨現(xiàn)代社會進程加緊，柴油機發(fā)揮社會作用不可估量，尤其是在社會工業(yè)

化以后，柴油機作為動力內燃機一個，在社會各個領域無處不在，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)揮著巨大作用，為

社會發(fā)明著巨大效益。在這領域中，柴油機所發(fā)揮作用也是不盡相同，所以依據

作用需要，柴油機也被設計出了很多個型號，多種型號功率不一樣，發(fā)揮作用大

小也就不一樣，發(fā)明出價值也不一樣。不過柴油機污染排放也是一個不小社會問

題，伴隨社會發(fā)展，人類對生活質量要求提升，預示著人類對空氣質量要求也在

提升，而高污染排放柴油機肯定不能滿足人類這一生活需求，不過柴油機已經是

社會發(fā)展不可缺乏一個關鍵零部分，根本替換柴油機在現(xiàn)在技術條件下似乎還不

太可能。人類智慧永遠是無法估量，現(xiàn)代設計師們正在朝著設計出高效率，低排

放，質量輕，生產簡單柴油機這一目標奮斗著，而這一目標也將越來越近。伴隨

社會需要，多種型號不一，功率不一柴油機生產數量將不停增加，而氣門搖臂軸

支座是柴油機上不可或缺一個零件，也就是意味著氣門搖臂軸支座生產數量也將

是和日俱增，為了發(fā)明出更大效益，設計出輕便，經久耐用，便于生產氣門搖臂

軸支座這一零件是很有必需。

1.2.2.4柴油機優(yōu)點

柴油機含有熱效率高顯著優(yōu)點，其應用范圍越來越廣。伴隨強化程度提

升，柴油機單位功率重量也顯著降低。為r節(jié)能，各國全部在重視改善燃燒

過程，研究燃用低質燃油和非石油制品燃料。另外，降低摩擦損失、廣泛采

取廢氣渦輪增壓并提升增壓度、深入輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低

污染，全部是柴油機關鍵發(fā)展方向。

1.2.3機械制造工藝技術相關知識

1.2.3.1機械加工工藝基礎知識

氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程制訂

(1)依據零件圖和產品裝配圖，對零件進行工藝分析

在對氣門搖臂周支座進行工藝規(guī)程設計時，應掌握該零件在部件或總成中位

置、公用和部件或總成對該筆件提出技術要求，明確冬件關鍵工作表面，方便在

確定工藝規(guī)程過程中采取方法給予確保

掌握零件結構形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件關鍵工藝特點,

形成工藝規(guī)程設計總體構想。

分析零件上有哪些表面需要加工，和各加工表面尺寸精度、形狀精度、位置

精度、表面粗糙度及熱處理等方面技術要求；明確哪些表面是關鍵加工表面，方

便在選擇表面加工方法及確定工藝路線時關鍵考慮；對全部技術要求應進行歸納

整理。

(2)計算零件生產綱領，確定生產類型

依據零件圖查表可知，氣門搖臂軸支座為輕型零件，依據生產要求將確定該

零件為大批量生產。

⑶確定毛坯種類和制造方法

工件直接安裝在工作臺或通用夾具上，比如三爪卡盤、四爪卡盤、平口鉗、

電磁吸盤等。有時直接安裝工件不需另行找正即可夾緊，比如利用三爪卡盤或電

磁吸盤安裝工件。

(2)利用專用夾具安裝

工件直接安裝在為其加工而專門設計和制造夾具中，無需進行找正，就可快

速可靠地確保工件對機床和刀具正確相對位置。此法操作簡便，要求工人技術水

平不高。但因專用夾具設計、制造和維修，需要投資，所以在成批生產或大批大

量生產中應用很廣。

在金屬切削機床上使用夾具統(tǒng)稱為機床夾具。其關鍵作用是可靠地確保工件

加工質量，提升加工效率，減輕勞動強度，充足發(fā)揮和擴大機床工藝性能。

(1)確保工件加工精度，穩(wěn)定產品質量

夾具在機械加工中基礎作用就是確保工件相對位置精度。因為采取了能

直接定位夾具，所以，能夠正確地確定工件相對于道具和機床切削成形運動

中相互位置關系，不受或少受多種主觀原因影響，能夠穩(wěn)定可靠地確保加工

質量。

(2)提升勞動生產率和降低加工成本

提升勞動生產率，降低單件時間定額關鍵技術方法是增大切削用量和壓

縮輔助時間。采取機床夾具，既能夠提升工件加工時剛度，有利于采取較大

切削用量，又能夠省去劃線找正等工作，使安裝工作輔助工時大大減小，所

以能顯著地提升勞動生產率和降低成本。

(3)改善工人勞動條件

采取夾具后，工件裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。使用專用夾

具安裝工件，定位方便、快速，夾緊可采取增力、機動等裝置，所以能夠減

輕工人勞動強度。還可設計保護裝置，確保操作者安全。

(4)在流水線生產中，便于平衡生產節(jié)拍

工藝工程中，當一些工件所需要工序時間尤其長時，能夠采取多工位或

高效夾具等，以提升生產效率，使生產節(jié)拍能夠比較平衡。

1.2.4.2夾具分類

(1)按夾具所在機床功用范圍分

機床夾具：指各類機床上使用通用夾具或針對某產品設計專用夾具，有車床

夾具、磨床夾具、銃床夾具等。

自動線夾具：自動線上所使用夾具，有自動線固定夾具和隨行夾具。

(2)按夾具通用特征分

通用夾具：指已經標準化，在一定范圍內可用于加工不一樣工件夾具。

專用夾具：指專為某一工件某道工序加工而專門設計和制造夾具。

組合夾具：指按某一工件某道工序加工要求，由一套事先制造好標準元件和

部件組裝而成夾具。

可調夾具：有通用可調夾具(調整或更換部分定位元件或夾緊元件而形成夾

具)和成組夾具(專為成組加工工藝中某一組零件而設計夾具)

1.2.4.3夾具組成

(1)定位裝置

其作用是使工件在夾具中占據正確位置。

(2)夾緊裝置

其作用是將工件壓緊夾牢，確保工件在加工過程中受到切削力作用時不離開

已占據正確位置。

(3)夾具體

其作用是將夾具全部元件連接成一個整體，是機床夾具基礎件。

(4)其它裝置或元件：如分度裝置、對刀元件等

1.2.4.4夾具設計特點

(1)針對性強，設計人員必需全方面掌握工藝和生產現(xiàn)場實際情況。專用

夾具是為某零件某工序設計，設計人員必需全方面了解和掌握產品零件要求,

工藝工程安排和所使用機床、刀具，鋪具具體情況才可能提出合理可行最好

方案，確定最合理定位、夾緊裝置。

(2)確保加工質量和勞動生產率是夾具設計兩項關鍵任務，而確保加工質

量乂是第一位。所以，設計時應關鍵把住定位方案確實定和精度分析這兩道

關。對于制造精度要求不高零件，其夾具設計應該關鍵確保提升勞動生產率

和改善勞動條件。

(3)夾緊機構對整個夾具結構起決定性作用。夾緊裝置結構形式和種類很

多，選擇靈活性很大，尤其是夾緊裝置中力源及傳動機構設計對夾具結構影

響最大。所以，在一樣能確保工序要求情況下，每個人設計結構可能大不相

同。而不一樣復雜程度家俱在不一樣生產規(guī)模條件下其經濟效果也不一樣，

設計人員必需使自己設計和生產規(guī)模相適應，不可片面追求高精度而忽略了

經濟性。

(4)夾具制造多屬于單件生產，所以，設計時應考慮采取組合加工，修配

和調整等方法來確保夾具制造精度，盡可能地考慮設置修配和調整步驟，而

不能完全依靠用完全交換措施確保制造精度。

(5)設計周期短，通常不進行強度剛度計算。夾具設計是直接為產品生產

服務生產技術準備工作，其設計周期要求短，所以設計時多采取參考法或是

憑經驗確定措施來確保受力件強度和剛度，通常不進行具體計算，有時采取

簡便公式或用圖表做為設計參考。倒是應注意，在設計部分含有較高精度夾

具時，應該對定位精度、夾緊力等進行必需計算和分析。

1.2.4.5設計基礎要求

夾具設計標準是經濟和使用，它能夠概括為“好用、好造、好修”這六

個字，其中好用關鍵，但好用也必需以不脫離生產現(xiàn)場實際制造和維修水平

為前提。具體要求為：

(1)夾具結構應和其用途和生產規(guī)模相適應，正確處理好質量、效率、方

便性和經濟性四者關系。

(2)確保工件精度。

(3)確保使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于

排屑排液、便于安裝運輸，確保安全第一。

(4)注意結構工藝性，對加工、裝配、檢驗和維修等問題應通盤考慮，以

降低制造成本。

2氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程設計

2.1零件工藝分析及生產類型確實定

2.1.1零件結構

本設計所設計零件是1105柴油機中搖臂結合部氣門搖臂軸支座，它是哭油機

上氣門控制系統(tǒng)一個關鍵零件。直徑為18mm孔用來裝配搖臂軸，軸兩端各安裝

一進、排氣氣門搖臂。直徑為16mm孔內裝一個減壓軸，用于降低汽缸內壓力，

便于開啟柴油機。兩孔間距56mm,能夠確保減壓軸在搖臂上打開氣門，實現(xiàn)減

壓。兩孔要求表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合工作，起到支撐

作用，直徑11孔用M10螺桿和汽缸蓋相連,直徑3孔用來排油，各部分尺寸零

件圖中具體標注。

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圖2.1氣門搖臂軸支座零件圖

2.1.2零件工藝分析

經過對氣門搖臂*?日支座零件圖重新繪制，知原圖樣視圖正確、完整，尺寸、

公差和技術要求齊全。經過對零件圖具體審閱，該零件基礎工藝情況已經大致掌

握。關鍵，藝情況以「敘述：

零件材料為HT2(X),灰鑄鐵生產工藝簡單，儲造性能優(yōu)良，不過塑性較差、

脆性較高、不適合磨削，而且加工面關鍵集中在平面加工和孔加工。依據對零件

圖分析，該零件需要加工表面和加工表面之間位置要求以下：

(1)022夕卜圓上端面和和此孑L相通加1通孑L，粗糙度均為12.5；

(2)36mm下端面，依據零件總體加工特征，366mm為整個機械加工過程中關

鍵基準面，粗糙度為12.5,所以在制訂加工方案時候應該首先將此面加工出來；

(3)028外圓前后端面,粗糙度為12.5；前后端面倒外45°角,粗糙度為12.5；

和刎8通孔，在這里因為如8通孔所要求精度較高，所以該孔加工是一個難點，其

所要求表面粗糙度為1.6,且該孔軸線和36mm下端面平行度為0.05,且該孔軸線

圓跳動公差為0.1需要選擇合適加工方法來達成此孔加工技術要求。

(4)026前后端面，粗糙度為2.5；前后端面倒前45°角,粗糙度為12.5；和-6

通孔，。16通孔一樣也是本零件加工一個比較關鍵部分，觀察零件圖就能夠知道,

例6孔要求表面粗糙度和位置精度和例8通孔一樣全部是比較高，刎6通孔表面粗

糙度為1.6,孔軸線和36mm地面平行度為0.05；

經過上面零件分析可知，36mm下端面和022上端面表面粗糙度要求全部不是

很高，所以全部不需要精加工來達成要求，而且這兩個面也是整個加工工程中關

鍵定位基準面，所以能夠粗加工或半精加工出這兩個面而達成精度要求，再以此

作為基準采取專用夾具來對其它表面進行加工，而且能夠愈加好確保其它表面位

置精度要求?？偪磥?，該零件并沒有復雜加工曲面，屬于較為簡單零件，所以依

據各加工表面技術要求采取常規(guī)加工工藝均可確保，簡單工藝路線安排以下：將

零件定位夾緊，加工出36mm下端面和。22上端面，并鉆出通孔，然后再以這

先加工出來多個表面為基準定位，力口工出。28和。26外圓端面，并鉆出。18和例6這

兩個精度要求比較高空，最終翻轉零件，深孔加工出娟斜油孔。

2.1.3確定零件生產類型

零件生產類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產專業(yè)化程度

分類，它對工藝規(guī)程制訂含有決定性影響。生產類型通?？煞譃榇罅可a、成批

生產和單件生產三種類型，不一樣生產類型由著完全不一樣工藝特征。零件生產

類型是按零件年生產綱領和產品特征來確定。生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應該

生產產品產量和進度計劃。年生產綱領是包含備品和廢品在內某產品年產量。零

件生產綱領N可按下式計算：

N=QMl+a%）（l+b%）

N——零件生產綱領

Q一一產品年產量

m一—每臺（輛）產品該零件數量

a%-----備品率，通常取2%-4%

b%——廢品率。通常取0.3%-0.7%

依據」一式就能夠計算求得出零件年生產綱領，再經過查表，就能確定該冬件生產

類型。

依據本零件設計要求，Q=10000臺，m=l件/臺，分別取備品率和廢品率3%

和0.5%,將數據代入生產綱領計算公式得出N=10351件/年，零件質量為0.27kg,

依據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》⑶表1-3,表1-4可知該尋件為輕型

零件，本設計零件氣門搖臂軸支座生產類型為大批量生產。

2.2選擇毛坯種類，繪制毛坯圖

2.2.1選擇毛坯種類

毛坯種類選擇不僅影響毛坯制造工藝及費用，而且也和零件機械加工工藝和

加工質量親密相關。為此需要毛坯制造和機械加工兩方面工藝人員親密配合，合

理地確定毛坯種類、結構形狀，并繪出毛坯圖

2.2.1.1常見毛坯種類

常見毛坯種類有以下多個：

⑴鑄件

對形狀較復雜毛坯，通常可用鑄造方法制造?，F(xiàn)在大多數鑄件采取砂型鑄造,

對尺寸精度要求較高小型鑄件，可采取特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓

力鑄造、熔模鑄造成和離心鑄造等。多種鑄造方法及工藝特點見表2.1

表2.1毛胚尺寸及機械加工余量

毛胚最大質最小厚材料生產方精度等尺寸公差表面形狀復雜

制造量/kg度/mm法級值/mm粗糙度

方法度

（TT）

手工不限制鐵鈦合單間小最復雜

鑄造3-5金，有色批量生14-161-8

砂金屬及其產

機械至2503-5合金14左1-3最復雜

鑄造右

砂

永久至1001.511-120.1-0.512.5簡單

性鑄大批量

造生產

離心通常關鍵旋轉

鑄造2003-515-161-812.5體

壓鑄10-160.5（鋅）鋅，鋁，由模子制

1.0（其鎂，銅，造難易而

它）錫，鉛各11-120.05-0.156.3定

金屬合金

熔模小型零切屑困難單件生復雜

鑄造件0.8材料產及成0.05-0.225

批生產

殼模至2001.5鑄鐵，有小批至12-1412.5-6.復雜

鑄造色金屬大量3

自由不限制不限制鑄素鋼，單件及14-161.5-2.5簡單

鑄造合金鋼小批量

生產

模鍛通常至2.512-140.4-2.512.5有鍛模鑄

100碳素鋼，成批及造難易而

精密通常1.5合金鋼及大批量11-120.05-0.16.3-3.2定

模鍛100合金生產

(2)鍛件

鍛件毛坯因為經鑄造后可得到連續(xù)和均勻金屬纖維組織。所以鍛件力學性能

很好，常見于受力復雜關鍵鋼質零件。其中自由鍛件精度和生產率較低，關鍵用

于小批生產和大型鍛件制造。模型鑄造件尺寸精度和生產率較高，關鍵用力產量

較大中小型鍛件。

(3)型材

型材關鍵有板材、棒材、線材等。常見截面形狀有圓形、方形、六角形和特

殊截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷及兩大類。熱軋型材尺寸較大，

精度較低，用于通常機械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，關鍵用于毛坯精

度要求較高中小型零件。

(4)焊接件

焊接件關鍵用于單件小批生產和大型零件及樣機試制。其優(yōu)點是制造簡單、

生產周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經時效處理后

才能進行機械加工。

(5)其它毛坯

其它毛坯包含沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。

2.2.1.2毛坯選擇標準

選擇毛坯時應該考慮以卜多個方面原因:

(1)零件生產綱領

大量生產零件應選擇精度和生產率高毛坯制造方法，用于毛坯制造昂貴費用

可由材料消耗降低和機械加工費用降低來賠償。如鑄件采取金屬模機器造型或精

密鑄造；鍛件采取模鍛、精鍛；選擇冷拉和冷軋型材。單件小批生產時應選擇精

度和生產率較低毛壞制造方法。

(2)零件材料工藝性

比如材料為鑄鐵或青銅等零件應選擇鑄造毛坯；鋼質零件當形狀不復雜，力

學性能要求又不太高時，可選擇型材；關鍵鋼質零件，為確保其力學性能，應選

擇鑄造件毛坯。

(3)零件結構形狀和尺寸

形狀復雜毛坯，通常采取鑄造方法制造，薄壁零件不宜用砂型鑄造。通常見

途階梯軸，如各段直徑相差不大，可選擇圓棒料；如各段直徑相差較大，為降低

材料消耗和機械加工勞動量，則宜采取鑄造毛環(huán)，尺寸大零件通常選擇自由鑄造,

中小型零件可考慮選擇模鍛件。

(4)現(xiàn)有生產條件

選擇毛坯時，還要考慮本廠毛坯制造水平、沒備條件和外協(xié)可能性和經濟性

等。

2.2.1.3毛坯形狀及尺寸

毛坯形狀和尺寸關鍵由零件組成表面形狀、結構、尺寸及加工余量等原因確

定，并盡可能和零件相靠近，以達成降低機械加工勞動量，努力爭取達成少或無

切削加工。不過，因為現(xiàn)有毛坯制造技術及成本限制，和產品零件加工精度和表

面質量要求愈來愈來高，所以，毛坯一些表面仍需留有一定加工余量，方便經過

機械加工達成零件技術要求。

2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量

依據零件圖計算零件輪廓尺寸為長83mm,寬37mm,高62mm。

查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》⑶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。

再依據毛坯鑄件基礎尺寸查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》⑶表

2-3,按前面己經確定鑄件公差等級CT10差得對應鑄件尺寸公差。

查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》⑶表2-5按鑄造方法為砂型鑄

造機器造型，材料為灰鑄鐵，住得鑄件所要求機械加工余量等級為E-G,將要求機

械加工余量等級確定為G,再依據鑄件最大輪廓尺寸查閱《機械制造工藝設計簡

明手冊》［向表2-4要求鑄件機械加工余量。

因為所查得機械加工余量適適用于機械加工表面Ra>1.6/nm,Ra<1.6〃m力口

工表面，機械加工余量要合適放大。分析本零件,除了例8和a6R4=1.6〃加外，

沒有一個加工表面表面粗糙度是小于16也就是全部加工表面2L6〃〃7.所以

通常情況下這些表面毛壞尺寸只需將零件尺寸加上所查得余量值即可，不過因為

大部分表面加工全部需經過粗加工和半精加工，所以余量將要放大，這里為了機

械加工過程方便，除了孔以外加工表面，將總加工余量統(tǒng)一為一個值。以下表：

表2.1毛坯尺寸及機械加工總余量表

加工基礎鑄件尺寸機械加工總余量鑄件

表面尺寸公差尺寸

39mm2.6447±1.3

。22上端面

36mm下端面39mm2.6447±1.3

39mm2.6445±1.3

。28前端面

37mm2.6445±1.3

。28后端面

16mm2.2424±1.1

。26前端面

16mm2.2424±1.1

。26后端面

2.2.3設計毛坯圖

(1)確定鑄造斜度依據《機械制造工藝設計簡明手冊》［⑶表2-6本零件毛坯

砂型鑄造斜度為3°?5、

(2)確定分型而因為毛坯形狀對稱，且最大截而在中間截面，為了起模和便于

發(fā)覺上下模在鑄造過程中錯移，所以選擇前后對稱中截面為分型面。

(3)毛坯熱處理方法為了去除內應力，改善切削性能，在鑄件取出后進行機械

加工前應該做時效處理。

2.2.4繪制毛坯圖

￡3

Mt

\加上

2.W,

圖2.2氣門搖臂軸支座毛坯圖

2.3選擇加工方法，制訂工藝路線

2.3.1定位基準選擇

2.3.1.1基準種類

基準就是“依據”意思。零件圖樣、零件或工藝文件上，必需依據部分指定

點、線或面，來確定另部分點、線或面位置，這些作為依據點、線或面稱為基準。

根據基準不一樣功用，將其分為設計基準和工藝基準兩大類。

(1)設計基準

設計圖樣上所采取基準，稱為設計基準。以下圖所表示軸套軸線就是各外圓

和內孔設計基準，端面A是端面B、C設計基準，

(2)工藝基準

采在工藝過程中所采取基準，稱為工藝基準。工藝基準按其用途不一樣，又

分為裝配基準、測量基準和定位基準。

(3)裝配基準

裝配時用來確定零件或部件在產品中相對位置所采取基準，稱為裝配基準。

上圖軸套內孔就是裝配基準。

(4)測量基準

測量時所用基準，稱為測量基準。圖軸套內孔是檢驗中40外圓徑向跳動測量

基準；表面A是檢驗長度L、1測量基準。

(5)定位基準

在加工中用作定位基準，稱為定位基準。下圖機體在加工4、5孔時用底面3

安裝在夾具上，底面就是定位基準。需要說明是，工件上作為定位基準點、線，

通常是用具體表面來表現(xiàn)。比如孔軸線是用孔表面來表現(xiàn)。所以，定位基準可統(tǒng)

稱為定位基面。

2.3.1.2定位基準選擇

維工件在加工過程中，若是以未經加工過毛坯面作為定位基準表面，稱此種

基準面為粗基準；若是已經加工過表面，稱為精基準

(1)粗基準選擇

①選擇不需加工表面作粗基準

②選擇加工余量和公差最小表面作粗基準

③選擇光潔、平整、面積足夠大，

④裝夾穩(wěn)定表面作粗基準

⑤粗基準通常只能使用一次

⑥精基準選擇

(2)在第一道工序以后，就應該使用精基準定位，其選擇標準以下：

①基準重合標準

②基準統(tǒng)一標準

③選擇面積較大、精度較高、安裝穩(wěn)定可靠表面作精基準

④自為基準

⑤互為基準

夾具作為機械加工工藝系統(tǒng)關鍵組成部分，在機械加工中占有十分關鍵地位。

工件在加工前必需確立在機床上占據位置，以使加工后達成工件加工要求。

依據上述定位基準選擇標準，分析本零件，依據氣門搖臂軸支座零件圖，本

零件時帶有孔形狀比較簡單零件，孔例8、孔。16和孔。11均為零件設計基準，均

可選為定位基準，而且孔。18和孔例6設計精度較高(亦是裝配基準和測量基準),

工序將安排這兩個孔在最終進行，為遵照“基準重合”標準，所以選擇優(yōu)異行加

工。11孔和加工后36mm下底面作為精基準，在該零件需要加工表面中，因為外圓

面上有分型面，表面不平整有飛邊等缺點，定位不可靠，應選。28外圓端面及未

加工36mm下端面為粗基準。

232.零件表面加工方法選擇

依據本零件圖上所標注各加工表面技術要求，查《機械制造工藝設計簡明手

冊》［⑶表1.4-7,表1.4-8,經過對各加工表面所對應各個加工方案比較，最終確

定本零件各加工表面加工方法以下表:

表2.2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/um加工方案

。22上端面IT1412.5um粗銃

36mm下端面IT126.3um粗銃一半精銃

。28前端面IT113.2um粗銃一半精銃

。28后端面IT113.2um粗銃一半精銃

。26前端面IT1412.5um粗銃

。26后端面IT1412.5um粗銃

1通孔IT1412.5um鉆

姆偏10°內孔IT1412.5/am鉆

亞8產通孔IT81.6um鉆一擴一粗錢一精錢

加6丁“通孔IT8L6um鉆一擴一粗較一精較

2.3.3加工階段劃分

本零件氣門搖臂粕支座加工質量要求較高，可將加工階段分為粗加工，半精

加工多個階段。

在粗加工階段，首先將精基準備好，也就是先將36mm下端面和。11通孔加工

出來，使后續(xù)工序全部能夠采取精基準定位加工，確保其它加工表面精度要求；

然后粗儻粗基準。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外圓前后端面半精銃，鉆一擴一粗錢一精較出018對”通孔和

。16丁”通孔，并鉆出娟偏1()“內孔。

2.3.4工序集中和分散

本零件采取工序集中標準安排零件加工工序。本零件氣門搖臂軸支座生產類

型為大批量生產，能夠采取多種機床配以專用工具、夾具、以提升生產率；而且

利用工序集中標準使工件裝夾次數少，不僅可縮短輔助時間，而且因為在一次裝

夾中加T了很多表面，有利干確保各加T表面之間相對位置精度要求.

2.3.5工序次序安排

23.5.1機械加工次序

(1)遵照“先基準后其它”標準，首先加工精基準，即在前面加工階段先加工

36mm下端面和1通孔。

(2)遵照“先粗后精”標準，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

(3)遵照“先主后次”標準，先加工關鍵表面絲8和026外圓前后端面，如6廿"

通孔，。18―27通孔，后加工次要表面娟偏10°內孔。

(4)遵照“先面后孔”標準，先加工36mm下端面，。221:端面，后加工。11通孔；先加

工。28和。26外圓前后端面，后加工加6廣“通孔，。閡3通孔。

235.2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

關鍵目標是消除鑄件內應力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機械性能，這么能夠提升毛

坯進行加工切削性能。

輔助工序

毛壞鑄造成型后，應該對鑄件毛壞安排清砂工序，并對清砂后鑄件進行一次

尺寸檢驗，然后再進行機械加工，在對本零件全部加工工序完成以后，安排去毛

刺、清洗、終檢工序。

2.3.6確定工藝路線

在綜合考慮上述工序次序安排標準基礎上,確定了該氣I1搖臂軸支座零件工

藝路線以下:

圖2.3定位面，加工面代號指示圖

工序I:鑄造；

工序H：清砂，檢驗；

工序III：時效處理HBS187-22()

工序M以36mm下底面C和。28外圓端面G或F定位,粗銃022上端面A；

工序V：以粗銃后。22上端面A和。28外圓端面G或F定位，粗銃36mm下底

面C；半精銃36mm下底面C；

工序VI：以加工后36mm下端面C,36mm底座左端面B和。28端面G或F

定位，鉆。II通孔；

工序VII：以加工后如1內孔表面H,以加工后36mm下端面C和。28后端而G

定位，粗銃。28前端面F,粗銃四6前端面T,半精銃。28前端面F；

工序VIII：以加工后加1內孔表面H,以加工后36mm下端面C和028前端面定

位F,粗銃。26后端面J,粗銃028后端面G,半精銃028后端面G；

工序IX：以加工后加I內孔表面H,以加工后36mm下端面V,。28端面G或

F定位，鉆一擴一粗較一精較。18廿舊通孔，并倒角;

工序X：以加工后內孔表面G,以加工后36mm下端面C,。28端面G或

F定位,鉆一擴一粗錢一精錢。16打?通孔，并倒角；

工序XI：以。22上端面A偏10上口028端面G或F定位,鉆娟偏10°內孔

工序XII：鉗工去毛刺，清洗；

工序X1H：終檢。

2.3.7加工設備及工藝裝備選擇

機床及工藝裝備選擇是制訂工藝規(guī)程一項關鍵工作，它不僅直接影響工件加

工質量，而且還影響工件加工效率和制造成本。

(1)機床選擇標準

機床加工尺寸范圍應和零件外廓尺寸相適應；

機床精度應和工序要求精度相適應；

機床功率應和工序要求功率相適應；

機床生產率應和工件生產類型相適應；

還應和現(xiàn)有設備條件相適應。

(2)夾具選擇

本零件生產類型為大批量生產，為提升生產效率，所用夾具應為專用夾具。

(3)刀具選擇

刀具選擇關鍵取決于工序所采取加工方法、加工表面尺寸、工件材料、所要

求精度和表面粗糙度、生產率及經濟性等。在選擇時應盡可能采取標準刀具，必

需時可采取符合刀具和其它專用刀具。

(4)量具選擇

量具關鍵依據生產類型和所檢驗精度來選擇。在單件小批量生產中應采取通

用量具，在大批量生產中則采取多種量規(guī)和部分高生產率專用量具。查《機械制

造工藝設計簡明手冊》“書所選擇加工工藝裝備以下表所表示：

表2.3氣門搖臂軸支座加工二藝裝備選擇

工序號機床設備刀具量具

工序I鑄游標卡尺

工序11檢（免填）游標卡尺

工序III熱處理游標卡尺

工序w銃臥式銃床X61硬質合金端銃刀游標卡尺

工序V銃臥式銃床X61硬質合金端銃刀游標卡尺

工序VI鉆立式鉆床Z525直柄麻花鉆。11k尺、塞規(guī)

工序VII銃臥式銃床X61硬質合金端銃刀游標卡尺

工序vm銃臥式銃床X61硬質合金端銃刀游標卡尺

麻花鉆、擴鉆、機用

工序IX鉆TX617臥式鎮(zhèn)床內徑千分尺，塞規(guī)

較刀

麻花鉆、擴鉆、機用

工序X鉆TX617臥式鑲床內徑千分尺，塞規(guī)

校刀

工序XI鉆立式鉆床Z525直柄麻花鉆。3塞規(guī)

工序XU鉗游標卡尺

（免填）內徑千分尺、游標卡

工序xni檢

尺、塞規(guī)

2.3.8工序間加工余量確實定

查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》⑶表2-28,表2-35,并綜合對毛

坯尺寸和已經確定機械加工工藝路線分析，確定各工序間加工余量以下表：

表2.4機械加工工序間加工余量表

工序號工步號工步內容加工余丁/mtn

工序IV1粗銃。22上端面A4

1粗銃36mm下底面C3

工序V

2半精銃36mm下底面C1

工序VI1鉆加1通孔11

1粗銃。28前端面F3

工序序2粗銃。26前端面I4

3半精銃。28前端面F1

1粗銃放26后端面J4

工序VUI2粗銃。28后端面G3

3半精銃。28后端面G1

1鉆刎7通孔17

2擴孔至例7.850.85

工序IX

3用錢至例7.940.09

4精錢至。18”90.06

1鉆。15通孔15

2擴孔至。15.850.85

工序X

3粗錢至。15.950.10

4精較至例6H90.05

工序XI1鉆媚偏10°內孔3

2.3.9切削用量和基礎時間定額確實定

工序VI粗銃姆2上端面A

⑴切削深度ap=4mm。

(2)進給量確實定此工序選擇YG6硬質合金端銃刀，查表選擇硬質合金端銃

刀具體參數以下：D=80mm,D)=70mm,d=27mm,L=36mm,L{=30mm,齒數

z=10,依據所選擇X61臥式銃床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指

南》⑵表5-146,得f二二0.20-0.09mm/z取fz=0.20mm/r/=0.20x10=-。

(3)切削速度確實定依據所知工件材料為HT200,硬度HBS187-220,依據《機

械加工工藝師手冊》「匈表30-23,選擇切削速度匕=65m/min。

計算主軸轉速〃=65X1000=25匕/min,查《機械制造基礎課程設計基礎教程》⑶

3.14x80

表4-18得n=255r/min,然后計算實際v="314入8()_曰機/min

'1000

(4)基礎時間確實定

銃削常見符號以下：

z——銃刀齒數

fz一一銃刀每齒進給量，mm/z

Zwz---工作臺水平進給量，mm/min

fM----工作臺進給量，mm/min,fM=f.nz

----銃削寬度，mm

a

P一一銃削深度，mm

d一一銃刀直徑，mm

查《機械制造技術基礎課程設計指南》⑵表2-28得此工序機動時間計算公式:

/+4+I)

f.Mz

依據銃床數據，主軸轉速n=255r/min,工作臺進給量

JM=/-xx=0.2x1Ox255=510mm/min。

依據機床說明書取fM=480mm/min；切削加工面L=22mm

依據《機械加工工藝師手冊》03,表30-9查得4=7,

=l+4+k=空=0.06min。

」480

工序V加工36nlm下端面

工步一粗銃36mm下底面C

(1)切削深度與=3，〃機。

(2)進給量確實定此工序選擇YG6硬質合金端銃刀，查表選擇硬質合金端銃

刀具體參數以下：D=80mm,D)=70mm,d=27mm,L=36mm,L{=30mm,齒數

z=10,依據所選擇X61臥式銃床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指

南》⑵表5T46,得/二=0.20-0.09/ww/z取fz=0.20mm/r/=0.2()xl()=2mm/r。

(3)切削速度確實定依據所知工件材料為HT200,硬度HBS187-220,依據《機

械加工工藝師手冊》□刊表30-23,選擇切削速度％=65m/min。

計算主軸轉速〃=65x1000=258"min,查《機械制造技術基礎課程設計指導教

3.14x80

程》⑶表4-18得n=255r/min,然后計算實際v=255x3.14x80_/min

°1(X)0

(4)基礎時間確實定依據銃床數據，主軸轉速n=255r/min,工作臺進給量

/.xzx/2=0.2x10x255=510m/72/min

依據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm

依據《機械加工工藝師手冊》［⑷，表30-9查得/1+/廣7,

/+/,+/_43

2=0.08min

工步二半精銃36mm下底面C

⑴切削深度ap=1/777/7o

(2)進給量確實定此工序選擇YG8硬質合金端銃刀，查表選擇硬質合金端銃

刀具體參數以下：D=8()mm,=70mm,d=27nim,L=36mm,=3()mm,齒數

z=10,依據所選擇X61臥式銃床功塞為4KW,取fz=0.10mm/r,

/=0.1Ox10=/r。

(3)切削速度確實定查《機械制造技術基礎課程設計指南》⑵表5-157

vf=124m/min,計算主軸轉速〃=小則也=495”min,查《機械制造技術基礎

3.14x80

課程設計指導教程》⑶機床主軸轉速表，確定n=490”min,再計算實際切削速度

「490x3.14x8。=⑵加由皿

c1000

(4)基礎時間確實定依據銃床數據，主軸轉速n=49(h7min,工作臺進給量

tM=/,xzxn=0.1xl0x490=490mm/min

依據機床說明書取Zw依80mm/min；切削加工面L=36mm

依據《機械加工工藝師手冊》03表30-9查得乙+/2=7,

T=/+/|+；2=—=0.08min

'、加480

工序VI鉆加1通孔

(1)切削深度ap=\\mmo

⑵進給量和切削速度確實定選硬質合金鉆頭直柄麻花鉆，鉆頭參數以下:

d=1\mm,L=142mmyL}=94/?????,查《機械制造技犬基礎課程設計指南》⑵表5-134,

f=0.08?0.16/77/7//r,XZf=0Amni/r,vr=50-70/?z/min,取匕=60m/min,

依據上面數據，計算主軸轉速”黑翳=?皿查立式鉆床Z525主軸

136()x3J4x11

轉速表，取n=1360r/min,計算實際切削速度，v==/mino

'1000

(3)基礎時間確實定，首先查《機械制造技術基礎課程設計指南》⑵表2-26,

查得鉆削機動時間計算公式，TjJh"：/,=-cot^+(l-2),l.=(C4),

fxn2

鉆孔深度I=39mm,/)=3,/2=5,所以

T.=1+L+‘2==034niin

Jfxn1360xO.l

工序VII粗銃和半精銃端面

工步一粗銃。28前端面F

(1)切削深度ap=3mm。

(2)進給量確實定此工序選擇YG6硬質合金端銃刀，查表選擇硬質合金端銃

刀具體參數以下：D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=3()mm,齒數

z=10,依據所選擇X6I臥式銃床功率為4KW,瓷《機械制造技術基礎課程設計指

南》⑵表5-146,得f,=0.20-0.09/加/z取fz=0.20mm/rf=0.20x10=2mm/r<>

(3)切削速度確實定依據所知工件材料為HT200,硬度HBS187-220,依據《機

械加工工藝師手冊》""表30-23,選擇切削速度％=65m/min。

計算主軸轉速〃=&x100°=258r/min，查《機械制造技術基礎課程設計指導教

3.14x80

程》⑶表4-18得n=255r/min,然后計算實際匕二咨史上衛(wèi)處=64,〃/min。

,1000

(4)基礎時間確實定查《機械制造技術基礎課程設計指南》⑵表2-28得此工

序機動時間計算公式：

I++1

T.=——!~2-

J九

依據銃床數據，主軸轉速n=255r/min,工作臺進給量

fM=f.xzxn=0.2x10x255=510/wzz/min.

依據機床說明書取Zw=480mm/min；切削加工面L=28mm

依據《機械加工工藝師手冊》叫表30-9查得

/+/,+/21o.07mino

「2==

Zwz480

工步二粗銃。26前端面I

(1)切削深度ap=4mm。

(2)進給量確實定此工序選擇YG6硬質合金端銃刀，查表選擇硬質合金端銃

刀具體參數以下：D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齒數

z=l(),依據所選擇X61臥式銃床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指

南》⑵表5-146,得/產0.20-0.09mm/z取fz=0.20mm/rf=0.20xl0=2mmIr。

(3)切削速度確實定依據所知工件材料為HT200,硬度HBS187-220,依據《機

械加工工藝師手冊》［⑹表30-23,選擇切削速度%=65m/min°計算主相轉速

n=65X1000=258r/min,瓷《機械制造技術基礎課程設計指導教程》⑶表4-18

3.14x80

得n=255r/min,然后計算實際匕.==64mlmin。

,1000

(4)基礎時間確實定查《機械制造技術基礎課程設計指南》⑵表2-28得此工

序機動時間計算公式：

Z+Z1+Z

T=——!2