气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
Tj?l?l1?l213??1.04min. f?n125?0.1 工序Ⅺ 钻?3偏100内孔 (1)切削深度ap?3mm
(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：，查表表5-134，d?3mm,?l61m,?l33m《机械制造技术基础课程设计指南》m1m查得，f?0.04~0.，取f?0.05，查得vc?40~6m0m8rmm/rm0，/mi[2]
vc?40m/min，根据以上数据计算主轴转速n?40?1000?4246r/min，查Z525
3.14?3立式钻床主轴转速表，取n?1360r/min，再计算实际切削速度
vc?136?03?.143?12.m81000/。m in(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》[2]表2-26，查得钻削机动时间计算公式，Tj?l?l1?l2D，l1?cot???(1~2)，l2=（1~4），
2f?n钻孔深度l?39mm，l1?3，l2?4，见《机械加工工艺师手册》[10]表28-42，所以
Tj?l?l1?l246??0.33min. f?n1360?0.1
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气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
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。
?0.027经过分析并与指导老师协商，决定设计第Ⅸ，Ⅹ道工序——加工?180通孔和?0.11通孔专用夹具，本夹具将用于TX217卧式钻床，刀具为直柄麻花钻，扩钻，?160机用铰刀。
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 气门摇臂轴支座主要形位尺寸
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
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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心轴，定心轴与定位孔的配合尺寸为?11H7（定位g6H7r6?0.0180.006孔?110，定心轴?11?，定心轴下端与夹具体底板上孔的配合尺寸为?10?0.017）
?0.0180.030（底板孔?100，定心轴底端?10?，定心轴上端部分为螺杆，用六角螺母加?0.019）
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。0.05）mm?dw??jb??jw?0?0.035?0.035，因此定位误差小于该工序尺寸（56±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：
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
本工序两孔加工的精度要求较高，采用一次装夹完成钻，扩，粗铰，精铰4个工步的加工，故此夹具采用与孔尺寸相对应的快换钻套做导向元件，相应的卧
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式镗床上面采用快换夹头。
图3.4 导向装置结构图
如图所示，两衬套与快换钻套间的配合尺寸为?26配合尺寸为?35F7。 n6F7，衬套与钻模板之间的m63.1.3 确定加紧机构
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。
图3.5 工序夹紧机构图
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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，因为是在卧式镗床上使用，夹具安装在工作台上直接用钻套找正并用压板固定，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。钻模板和夹具体一起用4根螺栓固连。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。
3.3 在夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求
图3.7 夹具装配图正视图
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1 绪论
1.1 本设计的内容及意义
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。这次设计目的在于使我们把这3年来所学的知识进行系统运用。使我们对这3年来所学的知识进行进一步的巩固。也是一次理论联系实际的训练。通过本次设计使我们对设计加工的有了一次很大的提高，并使我们对以后的工作提供了一次宝贵的实践
1.2 课题背景知识
1.2.1 零件作用
本设计所设计的零件是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的孔和直径为16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。
1.2.2 柴油机相关知识介绍
1.2.2.1 柴油机历史
法国出生的德裔工程师狄塞尔，在1897年研制成功可供实用的四冲程柴油机。由于它明显地提高了热效率而引起人们的重视。起初，柴油机用空气喷射燃料，附属装置庞大笨重，只用于固定作业。二十世纪初，开始用于船舶，1905年制成第一台船用二冲程柴油机。1922年，德国的博施发明机械喷射装置，逐渐替代了空气喷射。二十世纪20年代后期出现了高速柴油机，并开始用于汽车。到了50
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年代，一些结构性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油机发展起来，从此柴油机进入了专业化大量生产阶段。特别是在采用了废气涡轮增压技术以后，柴油机已成为现代动力机械中最重要的部分。 1.2.2.2 柴油机种类
①按工作循环可分为四冲程和二冲程柴油机。②按冷却方式可分为水冷和风冷柴油机。③按进气方式可分为增压和非增压（自然吸气）柴油机。④按转速可分为高速(大于1000转／分)、中速（300～1000转／分）和低速（小于300转／分）柴油机。⑤按燃烧室可分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机。⑥按气体压力作用方式可分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等。⑦按气缸数目可分为单缸和多缸柴油机。⑧按用途可分为船用柴油机、机车柴油机 、车用柴油机、农业机械用柴油机、工程机械用柴油机、发电用柴油机、固定动力用柴油机。⑨按供油方式可分为机械高压油泵供油和高压共轨电子控制喷射供油。⑩按气缸排列方式可分为直列式和V形排列。 1.2.2.3 柴油机作用
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
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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。 1.2.2.4 柴油机优点
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。
1.2.3 机械制造工艺技术相关知识
1.2.3.1 机械加工工艺基础知识
气门摇臂轴支座机械加工工艺规程的制订
(1)根据零件图和产品装配图，对零件进行工艺分析
在对气门摇臂周支座进行工艺规程设计时，应掌握该零件在部件或总成中的位置、公用以及部件或总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定工艺规程过程中采取措施予以保证
掌握零件的结构形状、材料、硬度及热处理等情况，了解该零件的主要工艺特点，形成工艺规程设计的总体构想。
分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面是主要加工表面，以便在选择表面加工方法及拟定工艺路线时重点考虑；对全部技术要求应进行归纳整理。
(2)计算零件的生产纲领，确定生产类型
根据零件图查表可知，气门摇臂轴支座为轻型零件，根据生产要求将确定该零件为大批量生产。
(3)确定毛坯种类和制造方法
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机械加工中毛坯种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等。根据气门摇臂轴支座零件图所选择的材料，气门摇臂轴支座零件加工工程中应达到的技术指标和加工特点，零件生产的经济性，如何选择合适的毛坯种类也是设计重点。其次，如何选择毛坯制造方法也是设计中必不可少的环节，一般地，选择毛坯的制造方法应考虑一下几个方面因素：a、材料的工艺性能；b、毛坯尺寸、形状和精度要求；c、零件生产纲领；d、采用新型材料、新工艺、新技术的可能性。
(4)确定毛坯尺寸和公差
如何确定毛坯尺寸，也就是如何确定加工余量，对确保加工质量、提高生产率和降低成本都有重要的意义。余量不能确定过大或是过小，所以应当选择合适的方法来确定加工余量，保证零件加工各项尺寸及技术指标。同时，选择合适的尺寸公差对零件加工和零件生产的经济型也有很大的影响。
(5)拟定工艺路线
拟定工艺路线包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。这也将是气门摇臂轴支座机械加工工艺规程设计制定的重点
(6)确定各个工序的加工余量，计算工序尺寸及公差 (7)选择各个工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备 (8)确定各个工序的切削用量和时间定额 (9)编制工艺文件
1.2.4 机床夹具设计基础知识
机械加工时，必须使工件在机床或夹具中相对刀具及其切削成形运动占有某一正确位置，称为定位。为了在加工中使工件能承受切削力，并保持其正确位置，还需把它压紧或夹牢，称为夹紧。从定位到夹紧的过程称为安装或装夹。 1.2.4.1 安装方法
(1)直接安装
工件直接安装在工作台或通用夹具上，例如三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳、
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电磁吸盘等。有时直接安装工件不需另行找正即可夹紧，例如利用三爪卡盘或电磁吸盘安装工件。
(2)利用专用夹具安装
工件直接安装在为其加工而专门设计和制造的夹具中，无需进行找正，就可迅速可靠地保证工件对机床和刀具的正确相对位置。此法操作简便，要求工人技术水平不高。但因专用夹具的设计、制造和维修，需要投资，所以在成批生产或大批大量生产中应用很广。
在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。其主要作用是可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。
(1)保证工件的加工精度，稳定产品质量
夹具在机械加工中的基本作用就是保证工件的相对位置精度。由于采用了能直接定位的夹具，因此，可以准确地确定工件相对于道具和机床切削成形运动中的相互位置关系，不受或者少受各种主观因素的影响，可以稳定可靠地保证加工质量。
(2)提高劳动生产率和降低加工成本
提高劳动生产率，降低单件时间定额的主要技术措施是增大切削用量和压缩辅助时间。采用机床夹具，既可以提高工件加工时的刚度，有利于采用较大的切削用量，又可以省去划线找正等工作，使安装工作的辅助工时大大减小，因此能显著地提高劳动生产率和降低成本。 (3)改善工人劳动条件
采用夹具后，工件的装卸显然比不用夹具方便、省力、安全。使用专用夹具安装工件，定位方便、迅速，夹紧可采用增力、机动等装置，因此可以减轻工人的劳动强度。还可设计保护装置，确保操作者安全。 (4)在流水线生产中，便于平衡生产节拍
工艺工程中，当某些工件所需要工序时间特别长时，可以采用多工位或高效夹具等，以提高生产效率，使生产节拍能够比较平衡。 1.2.4.2 夹具分类
(1)按夹具所在机床的功用范围分
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fM=fz?z?n?0.2?10?255?510mm/min
根据机床说明书取
fM=480mm/min；切削加工面L=28mm
[10]
根据《机械加工工艺师手册》
Tj?，表30-9查得l1?l2=7，
l?l1?l235??0.07min fMz480序Ⅸ 钻→扩→粗铰→精铰?18的孔 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，确定钻头为硬质合金直柄麻花钻，查表选择如下参数钻头：
d?17mm,?l184m?,l1m，查表《机械制造技术基础课程设计指南》表12m5m[2]
5-134，查得，f?0.08~0.16mm/r，取f?0.1mm/r，查得vc?50~70m/min，
vc?60m/min，根据以上数据计算主轴转速n?加工工艺师手册》
[10]
60?1000?1124r/min，查《机械
3.14?17表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取n?1000r/min，
1000?3.14?17?53m/min。
1000[2]
再计算实际切削速度vc?(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，Tj?l?l1?l2D，l1?cot???(1~2)，l2=（1~4），
2f?n[10]
钻孔深度l?37mm，l1?3，l2?5，见《机械加工工艺师手册》
Tj?l?l1?l245??0.33min. f?n1360?0.1表28-42，所以
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 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
[2][2]
d?17.75mm,l?191mm,l1?130mm，查《机械制造技术基础课程设计指南》表
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气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
[10]
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》表28-33，确定vc?59mn?/m，i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
3.14?17.85式镗床主轴转速表，取n?1000r/min，再计算实际切削速度
vc?100?03?.1417.85?56m/mi n。
1000[3]
(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，铰孔工序下的机动时间计算公式：Tj?l1?l?l1?l2，
f?nD?d1cot???(1~2)，l2?2~4mm，扩通孔长度l?37,l1?4,l2?3，见《机2[10]
械加工工艺师手册》
表28-42，Tj?l?l1?l244??0.44min. f?n1000?0.1工步三 粗铰至?17.94 (1)切削深度ap?0.09mm。
(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》表5-93，确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀，参数如下查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-136，d?18mm,L?182mm,l?56mm，
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
[2]
[2]
vc?60~80m/min，取vc?60m/m，i根据以上数据计算主轴转速
n?60?1000[10]
?106r1/，查mi《机械加工工艺师手册》n表10-2，查TX617卧式
3.1?418r/min镗床主轴转速表，取n?1000，再根据主轴转速计算实际的切削速度
vc?1000?3.14?18?56m/min。
1000[3]
(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，铰孔工序下的机动时间计算公式：Tj?l1?l?l1?l2，
f?nD?d1cot???(1~2)，l2?2~4mm，扩通孔长度l?37,l1?3,l2?3，见《机2第 32 页 共 43 页
气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
械加工工艺师手册》
[10]
表28-42，Tj?l?l1?l243??0.43min.
f?n1000?0.1工步四 精铰至?18H9 (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》表5-93，确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀，参数如下查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-136，d?18mm,L?182mm,l?56mm，
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
[2]
[2]
vc?6~10m/min，取vc?6m/mi，根据以上数据计算主轴转速
n?6?1000[10]
?106.2r/min，查《机械加工工艺师手册》表10-2，查TX617卧
3.14?18式镗床主轴转速表，取n?80r/min，再根据主轴转速计算实际的切削速度
vc?80?3.14?18?4.5m/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，铰孔工序下的机动时间计算公式：Tj?l1?[3]
l?l1?l2，
f?nD?d1cot???(1~2)，l2?2~4mm，扩通孔长度l?37,l1?4,l2?3，见《机2[10]
械加工工艺师手册》
表28-42，Tj?l?l1?l244??5.5min. f?n80?0.1工序Ⅹ 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,?l169m?,l1m，查表《机械制造技术基础课程设计指南》表11m4m[2]
5-134，查得，f?0.08~0.16mm/r，取f?0.1mm/r，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
3.14?15第 33 页 共 43 页
气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
[10]
加工工艺师手册》表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取n?1000r/min，
1000?3.14?15?47m/min。
1000[2]
再计算实际切削速度vc?(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，Tj?l?l1?l2D，l1?cot???(1~2)，l2=（1~4），
2f?n[10]
钻孔深度l?16mm，l1?3，l2?4，见《机械加工工艺师手册》
Tj?l?l1?l223??0.17min. f?n1360?0.1表28-42，所以
工步二 扩孔至?15.85 (1)削深度ap?0.85mm
(2)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》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?0.9mm/r，再查《机械加工工艺师手册》
[10]
[2]
[2]
表28-33，确定vc?52m/min，根
据以上数据计算主轴转速，n?册》
[10]
52?1000?1051r/min，查《机械加工工艺师手
3.14?15.85表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取n?1000r/min，再计算实际
1000?3.14?15.85?49m/min。
1000[3]
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，铰孔工序下的机动时间计算公式：Tj?l1?l?l1?l2，
f?nD?d1cot???(1~2)，l2?2~4mm，扩通孔长度l?16,l1?4,l2?3， 2见《机械加工工艺师手册》表28-42，Tj?工步三 粗铰至?15.95 (1)ap?0.1mm。
l?l1?l223??0.23min.
f?n1000?0.1(2)切削速度的确定 查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-93，确定
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[2]
气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
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?0.2mm/r，因为此工步为粗铰，查得vc?60~80m/min，取vc?60m/min，
[2]
根据以上数据计算主轴转速n?[10]
60?1000?1194r/min，查《机械加工工艺师手册》
3.14?16表10-2，查TX617卧式镗床主轴转速表，取n?1000r/min，再根据主轴转速
1000?3.14?16?50m/min。
1000[3]
计算实际的切削速度vc?(3)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，铰孔工序下的机动时间计算公式：Tj?D?d1l?l1?l2l1?cot???(1~2)，，
2f?n[10]
扩通孔长度l?16,l1?3,l2?3，见《机械加工工艺师手册》表28-42，l2?2~4mm，
Tj?l?l1?l222??0.22min. f?n1000?0.1工步四 精铰至?18H9 (1)切削深度ap?0.05mm。
(2)量和切削速度的确定 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?195mm,l?60mm，查《机械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?0.2mm/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?[10]
[2]
[2]
6?1000?119.2r/min，查《机械加工工艺师手册》
3.14?16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
125?3.14?16?6.28m/min。
1000[2]
算实际的切削速度vc?(3)基本时间的确定 查《机械制造技术基础课程设计指南》表2-26，得扩孔，铰孔工序下的机动时间计算公式：Tj?D?d1l?l1?l2cot???(1~2)，，l1?2f?n[10]
扩通孔长度l?16,l1?4,l2?3，见《机械加工工艺师手册》表28-42，l2?2~4mm，
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气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
(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：
表2.3 气门摇臂轴支座加工工艺装备选用
工序号 工序Ⅰ 铸 工序Ⅱ 检 工序Ⅲ 热处理 工序Ⅳ 铣 工序Ⅴ 铣 工序Ⅵ 钻 工序Ⅶ 铣 工序Ⅷ 铣 工序Ⅸ 钻 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 TX617卧式镗床 铰刀 麻花钻、扩钻、机用工序Ⅹ 钻 TX617卧式镗床 铰刀 工序Ⅺ 钻 工序Ⅻ 钳 （免填） 工序ⅩⅢ 检 内径千分尺、游标卡立式钻床Z525 直柄麻花钻?3 塞规 游标卡尺 内径千分尺，塞规 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、机用内径千分尺，塞规 （免填） 机床设备 刀具 量具 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 卡尺、塞规 游标卡尺 游标卡尺 第 21 页 共 43 页
气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
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》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：
表2.4 机械加工工序间加工余量表
工序号 工序Ⅳ 工步号 1 1 工序Ⅴ 2 工序Ⅵ 1 1 工序Ⅶ 2 3 1 工序Ⅷ 2 3 1 2 工序Ⅸ 3 4 1 工序Ⅹ 2 扩孔至?15.85 0.85 粗铰至?17.94 精铰至?18H9 钻?15通孔 0.09 0.06 15 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 1 11 3 4 1 4 3 1 17 0.85 工步内容 粗铣?22上端面A 粗铣36mm下底面C 加工余量/mm 4 3 [3]
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气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
3 4 工序Ⅺ 1 粗铰至?15.95 精铰至?16H9 钻?3偏100内孔
0.10 0.05 3 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?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fz?0.?20m0.m0 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》计算主轴转速n?[10]
表30-23，选择切削速度vc=65m/min。
65?1000[3]
?258r/min，查《机械制造基础课程设计基础教程》
3.14?80255?3.14?80?64m/min
1000表4-18得n=255r/min，然后计算实际vc? (4)基本时间的确定 铣削常用符号如下： z——铣刀齿数
fz——铣刀每齿的进给量，mm/z
fMz——工作台的水平进给量，mm/min
fM——工作台的进给量，mm/min，fM?fznz
ae——铣削宽度，mm
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气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
ap——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 fMz根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量
fM=fz?z?n?0.2?10?255?510mm/min。
根据机床说明书取
fM=480mm/min；切削加工面L=22mm
[10]
根据《机械加工工艺师手册》
Tj?，表30-9查得l1?l2=7，
l?l1?l229??0.06min。 fMz480工序Ⅴ 加工36mm下端面 工步一 粗铣36mm下底面C (1)切削深度 ap?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fz?0.?20 z取m0.m0 9fz=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》计算主轴转速n?[3]
[10]
表30-23，选择切削速度vc=65m/min。
65?1000?258r/min，查《机械制造技术基础课程设计指导教
3.14?80255?3.14?80?64m/min
1000程》表4-18得n=255r/min，然后计算实际vc?(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
fz?z?n?0.2?10?255?510mm/min
根据机床说明书取fM=480mm/min；切削加工面L=36mm
第 24 页 共 43 页
气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
[10]
根据《机械加工工艺师手册》
Tj?，表30-9查得l1?l2=7，
l?l1?l243??0.08min。 fMz480工步二 半精铣36mm下底面C (1)切削深度 ap?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
[2]
vc=124m/min，计算主轴转速n?[3]
124?1000?495r/min，查《机械制造技术基础
3.14?80课程设计指导教程》机床主轴转速表，确定n=490r/min，再计算实际切削速度
vc?490?3.14?80?123m/min
1000 (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
fM=fz?z?n?0.1?10?490?490mm/min
根据机床说明书取
fM=480mm/min；切削加工面L=36mm
[10]
根据《机械加工工艺师手册》
Tj?，表30-9查得l1?l2=7，
l?l1?l243??0.08min fMz480工序Ⅵ 钻?11通孔 (1)切削深度 ap?11mm。
(2)进给量和切削速度的确定 选硬质合金钻头直柄麻花钻，钻头参数如下：查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-134，d?11mm,L?142mm,L1?94mm，
f?0.08~0.16mm/r，取f?0.1mm/r，vc?50~70m/min，取vc?60m/min，
[2]
根据上面数据，计算主轴转速n?60?1000?1737r/min，查立式钻床Z525主轴
3.14?11第 25 页 共 43 页
气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
转速表，取n=1360r/min，计算实际切削速度，vc?1360?3.14?11?47m/min。
1000[2]
(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，Tj?l?l1?l2D，l1?cot???(1~2)，l2=（1~4），
2f?n钻孔深度l?39mm，l1?3，l2?5，所以
Tj?l?l1?l247??0.34min. f?n1360?0.1工序Ⅶ 粗铣以及半精铣端面 工步一 粗铣?28前端面F (1)切削深度 ap?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fz?0.?20m0.m0 9z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》计算主轴转速n?[3]
[10]
表30-23，选择切削速度vc=65m/min。
65?1000?258r/min，查《机械制造技术基础课程设计指导教
3.14?80255?3.14?80?64m/min。
1000[2]
程》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：
l?l1?l2Tj?
fMz 根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量
fM=fz?z?n?0.2?10?255?510mm/min。
根据机床说明书取
fM=480mm/min；切削加工面L=28mm
第 26 页 共 43 页
气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
[10]
根据《机械加工工艺师手册》
Tj?，表30-9查得l1?l2=7，
l?l1?l235??0.07min。 fMz480工步二 粗铣?26前端面I (1)切削深度 ap?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fz?0.?20m0.m0 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
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
3.14?80255?3.14?80?64m/min。
1000[2]
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：
l?l1?l2Tj?
fMz根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量
fM=fz?z?n?0.2?10?255?510mm/min
根据机床说明书取
fM=480mm/min；切削加工面L=26mm
[10]
根据《机械加工工艺师手册》
Tj?，表30-9查得l1?l2=7，
l?l1?l233??0.07min fMz480工步三 半精铣?28前端面F (1)切削深度 ap?1mm。
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(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fz?0.?20m0.m0 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
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
3.14?80255?3.14?80?64m/min。
1000[2]
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：
l?l1?l2Tj?
fMz根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量
fM=fz?z?n?0.2?10?255?510mm/min
根据机床说明书取
fM=480mm/min；切削加工面L=28mm
[10]
根据《机械加工工艺师手册》
Tj?，表30-9查得l1?l2=7，
l?l1?l235??0.07min fMz480工序Ⅷ 粗铣以及半精铣端面 工步一 粗铣?26后端面J (1)切削深度 ap?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fz?0.?20m0.m0 z取fz=0.20mm/r
第 28 页 共 43 页
气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
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
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
3.14?80255?3.14?80?64m/min。
1000[2]
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 fMz根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量
fM=fz?z?n?0.2?10?255?510mm/min
根据机床说明书取
fM=480mm/min；切削加工面L=26mm
[10]
根据《机械加工工艺师手册》
Tj?，表30-9查得l1?l2=7，
l?l1?l233??0.07min fMz480工步二 粗铣?28后端面G (1)切削深度 ap?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fz?0.?20m0.m0 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
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
3.14?80第 29 页 共 43 页
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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 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 fMz根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量
fM=fz?z?n?0.2?10?255?510mm/min
根据机床说明书取
fM=480mm/min；切削加工面L=28mm
[10]
根据《机械加工工艺师手册》
Tj?，表30-9查得l1?l2=7，
l?l1?l235??0.07min工步三 半精铣?28后端面G fMz480 (1)切削深度 ap?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fz?0.?20m0.m0 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
65?1000[3]
?258r/min，查《机械制造基础课程设计基础教程》表4-18得
3.14?80255?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得此工序机动时间计算公式：
Tj?l?l1?l2 fMz根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量
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气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
图3.8 夹具装配图俯视图
图3.9 夹具装配图局部视图一
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气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
图3.10 夹具装配图局部视图二
(1)根据零件图上两孔间中心距的要求，确定两钻套中心线之间的尺寸为（56±0.025）mm，其公差值取为零件相应尺寸（56±0.05）mm的公差值的1/2～1/5；
(2)为保证两孔与零件底面的平行度公差为0.05，夹具中，两钻套轴线与夹具底板上端面的平行度取为0.05；
(3)标注配合尺寸：?35
H7H7F7F7H7，?26，?11，?10和?16
r6n6m6r6g6第 42 页 共 43 页
气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
结束语
经过3个月的时间 ，我终于完成了气门摇臂轴支座本次设计，在这3个月中，经过不断的查阅各种资料，使我此一开始对机械设计的一点感性认识到现在对整个机械设计的流程的有了很大的提高，而且在不断的查阅资料中让我对机械制造中的一部分的流程有了很大的提高，有助于我以后再工作岗位可以更好的进入工作环境。
在本次设计中不仅使我的已经遗忘各种技能进行以此综合的熟练，而且还使我从中知道了团队合作的重要性，使我对于团队协作的能力有了很大的提高。可以使我在以后的工作中可以更好的与同事合作，处理团队关系。
虽然本次设计我努力的去做，但还有一些做得不好的地方。
一 本次设计我的各种技能还不是很扎实，如AUTOCAD,WORD等一些在计算机应用方面做得不是很好。
二 对零件的各种处理不是把握的不是很准，究其原因是我对零件了解的不够全面，对热处理等方面学习的不够深入。
三 本次设计最大的障碍时，在进行工序设计时对各种部件的选用不是很好，既要局部适合，又要对全局适应使我很难选择，我以后一定会在这方进行努力。
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