氣門搖臂軸支座的鉆底部Φ3漏油斜孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含三維及3張CAD圖,氣門,搖臂,支座,底部,漏油,夾具,設(shè)計,加工,工藝,裝備,三維,CAD 摘 要 機械加工行業(yè)作為一個傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進的發(fā)展，在新經(jīng)濟時代，行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢，由此對其它的質(zhì)量，性能要求有了新的變化。現(xiàn)在機械加工行業(yè)發(fā)生著結(jié)構(gòu)性變化，工藝工裝的設(shè)計與改良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件，工藝工裝的設(shè)計與改良直接影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量與性能。 本文首先介紹了氣門搖臂軸支座的作用和工藝分析，其次確定毛坯尺寸，然后進行了工藝規(guī)程設(shè)計，最后進行夾具設(shè)計。此次設(shè)計是對氣門搖臂軸支座的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鑄件，具有體積小，零件結(jié)構(gòu)簡單的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，其機構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。 關(guān)鍵詞：氣門搖臂軸支座，工藝分析，工藝設(shè)計，夾具設(shè)計 I 目 錄 摘 要 I 前言 1 第1 章 氣門搖臂軸支座工藝分析 2 1.1氣門搖臂軸支座的作用與結(jié)構(gòu) 2 1.1.1氣門搖臂軸支座的作用 2 1.1.2氣門搖臂軸支座的工藝性 3 1.2氣門搖臂軸支座關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 3 第2章 氣門搖臂軸支座的工藝設(shè)計 4 2.1氣門搖臂軸支座生產(chǎn)類型的確定 4 2.2氣門搖臂軸支座毛坯的選擇與毛坯圖說明 4 2.2.1毛坯的選擇 4 2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量 5 2.2.3設(shè)計毛坯圖 6 2.3氣門搖臂軸支座工藝路線的確定 7 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 7 2.3.2 零件的表面加工方法的選擇 8 2.3.3加工階段的劃分 9 2.3.4工序的集中與分散 9 2.3.5工序順序的安排 9 2.3.7工序間加工余量的確定 13 第3章 鉆底部Φ3漏油斜孔夾具設(shè)計 15 3.1 鉆底部Φ3漏油斜孔總體方案設(shè)計 15 3.2 鉆底部Φ3漏油斜孔定位分析及誤差計算 15 3.3鉆底部Φ3漏油斜孔夾緊機構(gòu)設(shè)計與夾緊力計算 17 3.4鉆底部Φ3漏油斜孔夾緊動作說明 19 設(shè)計心得 20 參考文獻 21 附 錄 鉆底部Φ3漏油斜孔夾具三維圖 22 II 前言 本次設(shè)計是在我們學(xué)完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課以及其他專業(yè)課之后而進行。此次的設(shè)計是對大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總練習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。其目的在于： 1．鞏固我們在大學(xué)里所學(xué)的知識，也是對以前所學(xué)知識的綜合性的檢驗； 2．加強我們查閱資料的能力，熟悉有關(guān)資料； 3．樹立正確的設(shè)計思想，掌握設(shè)計方法，培養(yǎng)我們的實際工作能力； 4．通過對氣門搖臂軸支座的機械制造工藝設(shè)計，使我們在機械制造工藝規(guī)程設(shè)計，工藝方案論證，機械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻等各個方面受到一次綜合性的訓(xùn)練。初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 5.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。 6．通過零件圖，裝配圖繪制，使我們對于AutoCAD繪圖軟件的使用能得到進一步的提高。 本次設(shè)計的主要內(nèi)容為：首先運用AutoCAD軟件繪制氣門搖臂軸支座的二維零件圖，然后根據(jù)圖紙的技術(shù)要求等確定生產(chǎn)類型，經(jīng)分析本次設(shè)計的零件年產(chǎn)量為10000件，屬大批量生產(chǎn)。其次進行工藝分析，確定毛坯類型和制造方法，氣門搖臂軸支座的材料為HT200，擬采用以鑄造的形式進行毛坯的制造，并確定零件的機械加工工藝路線，完成機械加工工序設(shè)計，進行必要的經(jīng)濟分析。最后，對某道加工工序進行夾具裝配圖及主要零件圖的設(shè)計。 第1 章 氣門搖臂軸支座工藝分析 1.1氣門搖臂軸支座的作用與結(jié)構(gòu) 1.1.1氣門搖臂軸支座的作用 本設(shè)計所設(shè)計的零件是1105柴油機中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座，它是柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進、排氣氣門搖臂。直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機。兩孔間距56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現(xiàn)減壓。兩孔要求的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標(biāo)注。 圖1.1 氣門搖臂軸支座零件圖 1.1.2氣門搖臂軸支座的工藝性 通過對氣門搖臂軸支座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術(shù)要求齊全。通過對零件圖的詳細審閱，該零件的基本工藝狀況已經(jīng)大致掌握。主要工藝狀況如下敘述： 零件的材料為HT200，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。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. 外圓的上端面以及與此孔相通的通孔，粗糙度均為12.5； 2. 36mm下端面，根據(jù)零件的總體加工特性，366mm為整個機械加工過程中主要的基準(zhǔn)面，粗糙度為12.5，因此在制定加工方案的時候應(yīng)當(dāng)首先將此面加工出來； 3. 外圓的前后端面，粗糙度為12.5；前后端面倒的角，粗糙度為12.5；以及的通孔，在這里由于通孔所要求的精度較高，因此該孔的的加工是一個難點，其所要求的表面粗糙度為1.6，且該孔的軸線與36mm下端面的平行度為0.05，且該孔的軸線圓跳動公差為0.1需要選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒▉磉_到此孔加工的技術(shù)要求。 4. 的前后端面，粗糙度為2.5；前后端面倒的角，粗糙度為12.5；以及的通孔，的通孔同樣也是本零件加工一個比較重要的部分，觀察零件圖就可以知道，的孔要求的表面粗糙度和位置精度和的通孔一樣都是比較高的，的通孔表面粗糙度為1.6，孔的軸線與36mm的地面的平行度為0.05； 1.2氣門搖臂軸支座關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 通過上面零件的分析可知，36mm下端面和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來達到要求，而且這兩個面也是整個加工工程中主要的定位基準(zhǔn)面，因此可以粗加工或者半精加工出這兩個面而達到精度要求，再以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具來對其他表面進行加工，并且能夠更好的保證其他表面的位置精度要求。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下端面以及上端面，并鉆出的通孔，然后再以這先加工出來的幾個表面為基準(zhǔn)定位，加工出和的外圓端面，并鉆出這兩個精度要求比較高的空，最后翻轉(zhuǎn)零件，深孔加工出的斜油孔。 第2章 氣門搖臂軸支座的工藝設(shè)計 2.1氣門搖臂軸支座生產(chǎn)類型的確定 零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。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。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算： （2.1） N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺、輛/年） m——每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺、輛） a%——備品率，一般取2%-4% b%——廢品率，一般取0.3%-0.7% 根據(jù)上式就可以計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。根據(jù)本零件的設(shè)計要求，Q=10000臺，m=1件/臺，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數(shù)據(jù)代入生產(chǎn)綱領(lǐng)計算公式得出N=10351件/年，零件質(zhì)量為0.27kg，根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》[3]表1-3，表1-4可知該零件為輕型零件，本設(shè)計零件氣門搖臂軸支座的的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 2.2氣門搖臂軸支座毛坯的選擇與毛坯圖說明 2.2.1毛坯的選擇 機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。為了提高毛坯的制造質(zhì)量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應(yīng)當(dāng)考慮一下幾個因素。 （1）材料的工藝性能 材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。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。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。 （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)。直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的宜采用鍛件。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。形狀復(fù)雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。 （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)濟效益。生產(chǎn)綱領(lǐng)大時宜采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，如模鍛及熔模鑄造等；生產(chǎn)綱領(lǐng)小時，宜采用設(shè)備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造及自由鍛造。 根據(jù)上述內(nèi)容的幾個方面來分析本零件，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，若要使其他不進行加工的表面達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用。因此，綜上所述，本零件的毛坯種類以砂型鑄造機器造型的方法獲得。 2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量 根據(jù)零件圖計算零件的輪廓尺寸為長83mm，寬37mm，高62mm。 查閱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》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。再根據(jù)毛坯鑄件基本尺寸查閱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》表2-3 ，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。查閱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》表2-5 按鑄造方法為砂型鑄造機器造型，材料為灰鑄鐵，查得鑄件所要求的機械加工余量等級為E-G,將要求的機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《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》[13]表2.2-4 要求的鑄件機械加工余量。 由于所查得的機械加工余量適用于機械加工表面，的加工表面，機械加工余量要適當(dāng)放大。分析本零件，除了的外，沒有一個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，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)一為一個值。如下表： 表2.1 毛坯尺寸及機械加工總余量表 加工 表面 基本 尺寸 鑄件尺寸 公差 機械加工總余量 鑄件 尺寸 上端面 2.6 4 下端面 2.6 4 前端面 2.6 4 后端面 2.6 4 前端面 2.2 4 后端面 2.2 4 2.2.3設(shè)計毛坯圖 （1）確定鑄造斜度：根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》[13]表2.2-6 本零件毛坯砂型鑄造斜度為1:20。 （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移，所以選擇前后對稱中截面為分型 （3）毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后進行機械加工前應(yīng)當(dāng)做時效處理。 圖2.1 毛坯圖 2.3氣門搖臂軸支座工藝路線的確定 2.3.1 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，先進行精基準(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)。 1.粗基準(zhǔn)的選擇原則 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。 2.精基準(zhǔn)的選擇原則 “基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。 “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)兩個表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時，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，為保證零件加工精度，需從最高精度表面開始加工，故選擇?28外圓面和36mm底面為粗基準(zhǔn)。 2.3.2 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《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-7，表1.4-8，通過對各加工表面所對應(yīng)的各個加工方案的比較，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/ 加工方案 上端面 IT14 12.5 粗銑 36mm下端面 IT12 6.3 粗銑→半精銑 前端面 IT11 3.2 粗銑→半精銑 后端面 IT11 3.2 粗銑→半精銑 前端面 IT14 12.5 粗銑 后端面 IT14 12.5 粗銑 通孔 IT14 12.5 鉆 偏內(nèi)孔 IT14 12.5 鉆 通孔 IT8 1.6 鉆→擴→粗鉸→精鉸 通孔 IT8 1.6 鉆→擴→粗鉸→精鉸 2.3.3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，精加工幾個階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)備好，也就是先將?28兩端面和?18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，粗鉆粗基準(zhǔn)上端面、36mm底面、外圓前后端面，?16通孔；在半精加工階段，完成對外圓前后端面的半精銑，鉆→擴→粗鉸出通孔和通孔；在精加工階段，精絞并鉆出通孔和通孔，偏內(nèi)孔。 2.3.4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)，可以采用各種機床配以專用工具、夾具、以提高生產(chǎn)率；而且運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。 2.3.5工序順序的安排 方案一： 1.機械加工順序 （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，先加工主要表面和外圓前后端面，通孔，通孔，后加工次要表面偏內(nèi)孔。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工36mm下端面，上端面，后加工通孔；先加工和外圓前后端面，后加工通孔，通孔。 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，改善機械性能，這樣可以提高毛坯進行加工的切削性能。 3.輔助工序 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行一次尺寸檢驗，然后再進行機械加工，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。 4. 確定工藝路線 圖2.2 定位面,加工面代號指示圖 在綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎(chǔ)上，確定了該氣門搖臂軸支座零件的工藝路線如下： 工序Ⅰ：鑄造； 工序Ⅱ：清砂，檢驗； 工序Ⅲ：時效處理HBS187-220 工序Ⅳ：以36mm下底面C以及外圓端面G或F定位，粗銑上端面A； 工序Ⅴ：以粗銑后的上端面A以及外圓端面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以及端面G或F定位，鉆通孔； 工序Ⅶ：以加工后的內(nèi)孔表面H，以加工后的36mm下端面C以及后端面G定位，粗銑前端面F，粗銑前端面I，半精銑前端面F； 工序Ⅷ：以加工后的內(nèi)孔表面H，以加工后的36mm下端面C以及前端面定位F，粗銑后端面J，粗銑后端面G，半精銑后端面G； 工序Ⅸ：以加工后的內(nèi)孔表面H，以加工后的36mm下端面V，端面G或F定位,鉆→擴→粗鉸→精鉸通孔，并倒角； 工序Ⅹ：以加工后的內(nèi)孔表面G，以加工后的36mm下端面C，端面G或F定位, 鉆→擴→粗鉸→精鉸通孔，并倒角； 工序Ⅺ：以上端面A偏以及端面G或F定位，鉆偏內(nèi)孔； 工序Ⅻ：鉗工去毛刺，清洗； 工序ⅩⅢ：終檢。 方案二： 1.機械加工順序 （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，先加工主要表面和外圓前后端面，通孔，通孔，后加工次要表面偏內(nèi)孔。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工36mm下端面，上端面，后加工通孔；先加工和外圓前后端面，后加工通孔，通孔。 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，改善機械性能，這樣可以提高毛坯進行加工的切削性能。 3.輔助工序 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行一次尺寸檢驗，然后再進行機械加工，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。 4. 確定工藝路線 圖2.3 定位面,加工面代號指示圖 工序Ⅰ：鑄造； 工序Ⅱ：清砂，檢驗； 工序Ⅲ：時效處理HBS187-220 工序Ⅳ：以36mm下底面C以及外圓端面G定位，粗銑?28后端面； 工序Ⅴ：以36mm下底面C以及外圓端面F定位，粗銑?28前端面； 工序Ⅵ：以36mm下底面C以及外圓端面定位，粗鉆?18通孔； 工序Ⅶ：以加工后的?18內(nèi)孔表面，?28端面，?22上端面定位，粗銑36mm底面； 工序Ⅷ：以加工后的?18內(nèi)孔表面，?28端面，36mm下端面定位，粗銑?22上端面； 工序Ⅸ：以加工后的36mm底面C，?18內(nèi)孔表面，?28端面定位，鉆?12通孔； 工序Ⅹ：以加工后的?12內(nèi)孔表面G，?18內(nèi)孔表面定位, 粗銑?26兩端面； 工序Ⅺ：以36mm底面，?18內(nèi)孔表面定位，粗鉆?16通孔； 工序Ⅻ：以?16通孔，?12通孔定位，擴→粗絞?18通孔； 工序ⅩⅢ：以?18通孔，?16通孔，?28端面定位，精銑36mm底面； 工序ⅩⅣ：以36mm底面，?18內(nèi)孔表面，?28前端面定位，精銑?28后端面； 工序ⅩⅤ：以36mm底面，?18內(nèi)孔表面，?28后端面定位，精銑?28前端面； 工序ⅩⅥ：以?18通孔，?28端面，36mm底面定位，擴→粗絞?16通孔； 工序ⅩⅦ：以36mm底面，?16內(nèi)孔表面，?28端面定位，精絞?18通孔； 工序ⅩⅧ：以36mm底面，?18內(nèi)孔表面，?28端面定位，精絞?16通孔； 工序ⅩⅨ：以?12內(nèi)孔表面，?18內(nèi)孔表面定位，鉆?3斜孔； 工序ⅩⅩ：鉗工去毛刺，清洗； 工序ⅩⅩⅠ：終檢。 方案分析： 方案一：優(yōu)點：工序簡單，同一個地方可以一次加工完；缺點：精度不高； 方案二：優(yōu)點：加工精度逐步提高；缺點：工序復(fù)雜，提高精度的同時對夾具的要求較高。 對比上述兩種方案：為保證加工精度，選擇方案二。 2.3.7工序間加工余量的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》，并綜合對毛坯尺寸以及已經(jīng)確定的機械加工工藝路線的分析，確定各工序間加工余量如下表： 表2.3 機械加工工序間加工余量表 工序號 工步內(nèi)容 加工余量/mm 工序Ⅷ 粗銑上端面A 4 工序Ⅶ 粗銑36mm下底面C 3 工序ⅩⅢ 精銑36mm下底面C 1 工序Ⅸ 鉆通孔 11 工序Ⅴ 粗銑前端面F 3 工序Ⅹ 粗銑前端面I 4 工序ⅩⅤ 精銑前端面F 1 工序Ⅹ 粗銑后端面J 4 工序Ⅳ 粗銑后端面G 3 工序ⅩⅣ 精銑后端面G 1 工序Ⅵ 鉆的通孔 17 工序Ⅻ 擴孔至 0.85 工序Ⅻ 粗鉸至 0.09 工序ⅩⅦ 精鉸至 0.06 工序ⅩⅥ 鉆通孔 15 工序Ⅺ 擴孔至 0.85 工序ⅩⅥ 粗鉸至 0.10 工序ⅩⅥ 精鉸至 0.05 工序ⅩⅨ 鉆偏內(nèi)孔 3  第3章 鉆底部Φ3漏油斜孔夾具設(shè)計 本次設(shè)計為設(shè)計鉆工件底部漏油孔的專用夾具設(shè)計，此孔為漏油孔且與其他工件并無配合關(guān)系，因此沒有太高的精度要求。 3.1 鉆底部Φ3漏油斜孔總體方案設(shè)計 方案一 圖3.24 如上圖所示，由兩塊相互垂直的板作為基礎(chǔ)，然后通過一個銷軸和一個削邊銷將工件固定在夾具上。 方案二 圖3.25 如上圖所示，由一個銷軸和一個V型塊將工件固定在夾具上。 3.2 鉆底部Φ3漏油斜孔定位分析及誤差計算 1.方案一定位原理圖與誤差分析 圖3.26 1.定位原理 工件以Φ28雙端面為主要定位面，限制三個自由度。Φ18孔采用銷定位，由于工件通過孔鎖緊，定位銷與夾緊拉桿做成整體，限制兩個自由度。Φ16孔采用削邊銷定位，消除過多的定位，限制一個自由度。 2.誤差分析 由圖可知需加工的Φ3孔的設(shè)計基準(zhǔn)為Φ12孔的中心軸線，而工件的定位基準(zhǔn)為Φ18孔，即設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，會產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。根據(jù)剖面圖分析可知，孔Φ3的中心軸線應(yīng)與Φ12孔中心軸線在同一平面內(nèi)，由于工件與夾具的精度不高，會產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。 定位誤差： Δdw=Δjb+Δjw （3.5.1） 由圖可知： Δjb=0.0272=0.0135 Δjw=0.12=0.05 所以定位誤差：Δdw=Δjb+Δjw=0.0635 方案二： 圖3.27 1.定位原理 工件以Φ28雙端面為主要定位面，限制三個自由度，然后Φ18孔通過銷軸定位限制兩個自由度，然后再利用Φ22圓環(huán)上端面限制一個自由度。 2.誤差分析 由圖可知需加工的Φ3孔的設(shè)計基準(zhǔn)為Φ12孔中心軸線，而定位基準(zhǔn)為Φ18圓柱面，基準(zhǔn)不重合因此會產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，因為工件精度不高，所以會產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。 Δjb=0.0272=0.0135 Δjw=0.12=0.05 所以定位誤差： Δdw=Δjb+Δjw=0.0635 與方案一誤差相同，由于方案二夾緊方案不好設(shè)計，因此選擇方案一為最終方案。 3.3鉆底部Φ3漏油斜孔夾緊機構(gòu)設(shè)計與夾緊力計算 一、夾緊機構(gòu)設(shè)計 根據(jù)夾緊力方向的原則 （1），夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置。 （2）夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小； （3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。 2.根據(jù)夾緊力作用點的原則 （1）夾緊力的作用點應(yīng)正對夾具定位支承元件或位于支承元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)； （2）夾緊力的作用點應(yīng)在工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時可采用增大工件受力面積或合理布局夾緊點位置等措施來實現(xiàn)； （3）夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減小工件的夾緊力，防止加工過程產(chǎn)生振動。 3.根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點及定位方式，確定夾緊方式，通過前面工序加工出的Φ18孔用拉桿夾緊，方向為水平向右，這樣能保證主要定位基準(zhǔn)面與定位元件的良好接觸。 二、夾緊力計算 1.切削用量及時間定額 查表3-38（《機械制造工藝設(shè)計手冊》），取f=0.18 mm/r 查表3-42（《機械制造工藝設(shè)計手冊》），取v=0.15 m/s 帶入公式： n=1000v/πd=1000×0.15/3.14×3=960r/min 取機床實際轉(zhuǎn)速：n=960 r/min。 切削工時： L=14.8mm，L1=1.8mm，L2=0帶入公式： Tj=(L+L1+L2)/（f×n）=5.8s 2.分析工件夾具中的受力情況： （1）切削力的計算 刀具為高速鋼錐柄麻花鉆，直徑d=3mm，f=0.18mm/r，查表2.32《切削用量簡明手冊》鉆孔的軸向力計算公式： FC=Cfd0ZFfYFKf （3.5.2） 其中Cf=420, ZF=1.0, YF=0.8, Kf=0.9代入公式Fc=420×31.0×0.180.8×0.9=287.63N （2）夾緊力的計算 切削力方向為孔的軸線方向，夾緊力垂直于切削力方向，由定位面與定位元件之間的摩擦力平衡切削軸向力，定位面板材料為鑄鐵，工件材料為鑄鐵，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表1—10，摩擦系數(shù)為0.5。由《理論力學(xué)》第6版p110公式： （3.5.3） 式中為摩擦力，為靜摩擦因素，為正壓力，帶入式得： =287.63/0.5=460.8N， 則實際夾緊力F=K，K為安全系數(shù)。 K= （3.5.4） 查《機床夾具設(shè)計手冊》，表1-2-1、表1-2-2： K=1.2×1.2×1.0×1.0×1.0=1.44 F=KFN=663.6N 3.4鉆底部Φ3漏油斜孔夾緊動作說明 此夾具采用手動夾緊，通過Φ28雙端面與夾具相接觸，用Φ16螺母手動擰緊，如下圖所示： 圖3.28 設(shè)計心得 （1）經(jīng)過兩個星期的設(shè)計，我們的設(shè)計初步完成，但還有很多需改進的地方，比如定位分析，有很多過定位導(dǎo)致誤差增加，需要改進結(jié)構(gòu)消除過定位。 （2）還有就是在設(shè)計的過程中，要注意是手動夾緊還是別的夾緊方式，必須達到加工要求，也就是夾緊力乘安全系數(shù)要大于切削時產(chǎn)生的切削力，以達到夾緊效果。 （3）在畫ProE整體三維圖的時候，要注意約束條件，不能隨意約束導(dǎo)致圖再生失敗。 參考文獻 [1] 李益民，機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，機械工業(yè)出版社，2011. [2] 吳宗澤，高志，清華大學(xué)，羅圣國，李威，北京科技大學(xué)，機械設(shè)計課程設(shè)計手冊，高等教育出版社，2012. [3] 楊叔子主編，機械加工工藝師手冊 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2002. [4]吳拓，方瓊珊主編.機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)書. 北京：機械工業(yè)出版社，2005 [5]孫本緒，熊萬武主編.機械加工余量手冊. 北京：國防工業(yè)出版社，1999 [6]李云主編 .機械制造工藝及設(shè)備指導(dǎo)手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1998 [7]王光斗，王春福主編. 機床夾具設(shè)計手冊[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2000 [8]熊良山主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).華中科技大學(xué)出版社，2000 [9]劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具.北京：機械工業(yè)出版社，1999（5） 附 錄 鉆底部Φ3漏油斜孔夾具三維圖 22 機 械 加 工 工 序 卡 零件名稱 氣門搖臂軸支座 切削液 用 共 頁 工序名稱 鉆Φ3漏油孔 工序號 Ⅴ 第 頁 設(shè) 計 校 對 修 改 審 核 機 床 夾 具 名稱 氣門搖臂軸支座夾具 序號 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 型 號 刀輔具名稱 量檢具名稱 主軸 轉(zhuǎn)速 r/min 切削 速度 m/min 進給量 mm/r 切削 深度 mm 切削 長度 mm 基本 時間 min Ⅴ 鉆Φ3漏油孔 Z525 高速鋼錐柄麻花鉆 960 9 0.18 5.8