1、1 / 441 緒論1.1 本設(shè)計的內(nèi)容及意義本次設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后而 進(jìn)行。這次設(shè)計目的在于使我們把這3 年來所學(xué)的知識進(jìn)行系統(tǒng)運用。使我們對這 3 年來所學(xué)的知識進(jìn)行進(jìn)一步的鞏固。也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。通過本 次設(shè)計使我們對設(shè)計加工的有了一次很大的提高，并使我們對以后的工作提供了 一次寶貴的實踐1.2 課題背景知識1.2.1 零件作用本設(shè)計所設(shè)計的零件是柴油機中搖臂結(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 的孔和直徑為 16 的孔用來裝配搖 臂軸，軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂。直徑為16mm 的孔

2、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56m m，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。1.2.2 柴油機相關(guān)知識介紹1.2.2.1 柴油機歷史法國出生的德裔工程師狄塞爾，在 1897 年研制成功可供實用的四沖程柴油機。 由于它明顯地提高了熱效率而引起人們的重視。起初，柴油機用空氣噴射燃料， 附屬裝置龐大笨重，只用于固定作業(yè)。二十世紀(jì)初，開始用于船舶，1905 年制成第一臺船用二沖程柴油機。1922 年，德國的博施發(fā)明

3、機械噴射裝置，逐漸替代了 空氣噴射。二十世紀(jì) 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，一些結(jié)構(gòu)性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油機發(fā)展起來，從此柴 油機進(jìn)2 / 44入了專業(yè)化大量生產(chǎn)階段。特別是在采用了廢氣渦輪增壓技術(shù)以后，柴油 機已成為現(xiàn)代動力機械中最重要的部分。122.2 柴油機種類按工作循環(huán)可分為四沖程和二沖程柴油機。按冷卻方式可分為水冷和風(fēng) 冷柴油機。按進(jìn)氣方式可分為增壓和非增壓（自然吸氣）柴油機。按轉(zhuǎn)速可 分為高速（大于 1000 轉(zhuǎn)/分）、中速（3001000 轉(zhuǎn)/分）和低速（小于 300 轉(zhuǎn)/ 分）柴油機。按燃燒室可分為直接噴射式、渦流室式和預(yù)燃室式柴

4、油機。按 氣體壓力作用方式可分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機等。按氣缸 數(shù)目可分為單缸和多缸柴油機。按用途可分為船用柴油機、機車柴油機、車用柴油機、農(nóng)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。按供油方式可分為機械高壓油泵供油和高壓共軌電子控制噴射供油。 按氣缸排列方式可分為直列式和 V 形排列。1.2.2.3 柴油機作用隨著現(xiàn)代社會進(jìn)程的加快，柴油機發(fā)揮的社會作用不可估量，特別是在社會 工業(yè)化之后，柴油機作為動力內(nèi)燃機的一種，在社會的各個領(lǐng)域無處不在，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、汽車、船舶、公路工程、港口工程等，在這些領(lǐng)域里柴油機發(fā)揮著巨大的 作用，為社會創(chuàng)造著巨大的效益。在

5、這領(lǐng)域中，柴油機所發(fā)揮的作用也是不盡相 同，所以根據(jù)作用的需要，柴油機也被設(shè)計出了很多種型號，各種型號功率不同， 發(fā)揮的作用大小也就不一樣，創(chuàng)造出的價值也不一樣。但是柴油機的污染排放也 是一個不小的社會問題，隨著社會的發(fā)展，人類對生活質(zhì)量要求的提高，預(yù)示著 人類對空氣質(zhì)量的要求也在提高，而高污染排放的柴油機必定不能滿足人類的這 一生活需求，但是柴油機已經(jīng)是社會發(fā)展不可缺少的一個重要零部分，徹底取代 柴油機在目前的技術(shù)條件下似乎還不太可能。人類的智慧永遠(yuǎn)是無法估量的，現(xiàn) 代的設(shè)計師們正在朝著設(shè)計出高效率，低排放，質(zhì)量輕，生產(chǎn)簡單的柴油機這一 目標(biāo)奮斗著，而這一目標(biāo)也將越來越近。隨著社會的需要，各

6、種型號不一，功率 不一的柴油機生產(chǎn)數(shù)量將不斷的增長，而氣門搖臂軸支座是柴油機上不可或缺的一個零件，也就是意味著氣門搖臂軸支座的生產(chǎn)數(shù)量也將是與日俱增，為了創(chuàng)造 出更大的效益，設(shè)計出輕便，經(jīng)久耐用，便于生產(chǎn)的氣門搖臂軸支座這一零件是 很有必要的。3 / 44122.4 柴油機優(yōu)點柴油機具有熱效率高的顯著優(yōu)點，其應(yīng)用范圍越來越廣。隨著強化程度的提高，柴油機單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能，各國都在注重改善 燃燒過程，研究燃用低質(zhì)燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦損失、廣 泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進(jìn)一步輕量化、高速化、低油耗、低噪 聲和低污染，都是柴油機的重要發(fā)展方向。1.2.3 機械制

7、造工藝技術(shù)相關(guān)知識1.2.3.1 機械加工工藝基礎(chǔ)知識氣門搖臂軸支座機械加工工藝規(guī)程的制訂(1) 根據(jù)零件圖和產(chǎn)品裝配圖，對零件進(jìn)行工藝分析在對氣門搖臂周支座進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計時，應(yīng)掌握該零件在部件或總成中的 位置、公用以及部件或總成對該零件提出的技術(shù)要求，明確零件的主要工作表面,以便在擬定工藝規(guī)程過程中采取措施予以保證掌握零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件的主要工藝 特點，形成工藝規(guī)程設(shè)計的總體構(gòu)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、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等方面的技術(shù)要求；明確哪些表面是主要加工表 面，以便在選擇表面加工方法及擬定工藝路線

8、時重點考慮；對全部技術(shù)要求應(yīng)進(jìn) 行歸納整理。(2) 計算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型根據(jù)零件圖查表可知，氣門搖臂軸支座為輕型零件，根據(jù)生產(chǎn)要求將確定該 零件為大批量生產(chǎn)。(3) 確定毛坯種類和制造方法機械加工中毛坯種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊 接組合件等。根據(jù)氣門搖臂軸支座零件圖所選擇的材料，氣門搖臂軸支座零件加 工工程中應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和加工特點， 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)計重點。其次，如何選擇毛坯制造方法也是設(shè)計中必不可少的環(huán)節(jié)， 一般地，選擇毛坯的制造方4 / 44法應(yīng)考慮一下幾個方面因素：a、材料的工藝性能；b、毛坯尺寸、形狀和精度要求

9、；c、零件生產(chǎn)綱領(lǐng)；d、采用新型材料、新工藝、新 技術(shù)的可能性。(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。余量不能確定過大或是過小，所以應(yīng)當(dāng)選擇合適 的方法來確定加工余量，保證零件加工各項尺寸及技術(shù)指標(biāo)。同時，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。(5) 擬定工藝路線擬定工藝路線包括：定位基準(zhǔn)的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的 劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。這也將是氣門搖臂軸支座機械加 工工藝規(guī)程設(shè)計制定的重點(6) 確定各個工序的加工余量，計算工序尺寸及公差(7) 選擇

10、各個工序的機床設(shè)備及刀具、量具等工藝裝備(8) 確定各個工序的切削用量和時間定額(9) 編制工藝文件1.2.4 機床夾具設(shè)計基礎(chǔ)知識機械加工時，必須使工件在機床或夾具中相對刀具及其切削成形運動占有某 一正確位置，稱為定位。為了在加工中使工件能承受切削力，并保持其正確位置， 還需把它壓緊或夾牢，稱為夾緊。從定位到夾緊的過程稱為安裝或裝夾。1.2.4.1 安裝方法(1) 直接安裝工件直接安裝在工作臺或通用夾具上，例如三爪卡盤、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，例如利用三爪卡盤或電 磁吸盤5 / 44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(shè)計

11、和制造的夾具中，無需進(jìn)行找正，就可 迅速可靠地保證工件對機床和刀具的正確相對位置。此法操作簡便，要求工人技 術(shù)水平不高。但因?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計、制造和維修，需要投資，所以在成批生產(chǎn)或 大批大量生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。 其主要作用是可靠地保證工 件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機床的工藝性能。(1) 保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量夾具在機械加工中的基本作用就是保證工件的相對位置精度。 由于采用 了能直接定位的夾具，因此，可以準(zhǔn)確地確定工件相對于道具和機床切削成 形運動中的相互位置關(guān)系，不受或者少受各種主觀因素的影響，可以穩(wěn)定可 靠地保證加工

12、質(zhì)量。(2) 提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本提高勞動生產(chǎn)率， 降低單件時間定額的主要技術(shù)措施是增大切削用量和 壓縮輔助時間。采用機床夾具，既可以提高工件加工時的剛度，有利于采用 較大的切削用量，又可以省去劃線找正等工作，使安裝工作的輔助工時大大 減小，因此能顯著地提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。(3) 改善工人勞動條件采用夾具后，工件的裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。使用專用 夾具安裝工件，定位方便、迅速，夾緊可采用增力、機動等裝置，因此可以 減輕工人的勞動強度。還可設(shè)計保護(hù)裝置，確保操作者安全。(4) 在流水線生產(chǎn)中，便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍工藝工程中， 當(dāng)某些工件所需要工序時間特別長時， 可以采用多工

13、位或 高效夾具等，以提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)節(jié)拍能夠比較平衡。124.2 夾具分類(1) 按夾具所在機床的功用范圍分6 / 44機床夾具：指各類機床上使用的通用夾具或針對某產(chǎn)品設(shè)計的專用夾具，有 車床夾具、磨床夾具、銑床夾具等。自動線夾具：自動線上所使用的夾具，有自動線固定夾具和隨行夾具。(2) 按夾具的通用特征分通用夾具： 指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的， 在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。專用夾具：指專為某一工件的某道工序的加工而專門設(shè)計和制造的夾具。組合夾具：指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn) 元件和部件組裝而成的夾具。可調(diào)夾具：有通用可調(diào)夾具(調(diào)整或更換個別定位元件或夾緊元件而形

14、成的 夾具)和成組夾具(專為成組加工工藝中的某一組零件而設(shè)計的夾具)124.3 夾具的組成(1) 定位裝置其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。(2) 夾緊裝置其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到切削力作用時不離開 已占據(jù)的正確位置。(3) 夾具體其作用是將夾具的所有元件連接成一個整體，是機床夾具的基礎(chǔ)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(shè)計的特點(1) 針對性強，設(shè)計人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況。專用 夾具是為某零件的某工序設(shè)計的，設(shè)計人員必須全面了解和掌握產(chǎn)品零件的 要求，工藝工程的安排以及所使用的機床、刀具，鋪具的具體情況才可能提

15、 出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。(2) 保證加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率是夾具設(shè)計的兩項主要任務(wù)，而保證加工 質(zhì)量又是7 / 44第一位的。因此，設(shè)計時應(yīng)重點把住定位方案的確定和精度分析這 兩道關(guān)。對于制造精度要求不高的零件，其夾具設(shè)計應(yīng)該重點保證提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件(3) 夾緊機構(gòu)對整個夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。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機構(gòu)的設(shè)計對夾具 結(jié)構(gòu)的影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個人設(shè)計的結(jié) 構(gòu)可能大不相同。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)計人員必須使自己的設(shè)計和

16、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。(4) 夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)，因此，設(shè)計時應(yīng)考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié),而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。(5) 設(shè)計周期短，一般不進(jìn)行強度剛度計算。夾具設(shè)計是直接為產(chǎn)品生產(chǎn) 服務(wù)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，其設(shè)計周期要求短，因此設(shè)計時多采用參照法或 是憑經(jīng)驗確定的辦法來保證受力件的強度和剛度，通常不進(jìn)行詳細(xì)計算，有 時采用簡便公式或用圖表做為設(shè)計參考。倒是應(yīng)注意，在設(shè)計一些具有較高 精度的夾具時，應(yīng)該對定位精度、夾緊力等進(jìn)行必要的計算和分析。124.5 設(shè)計的基本要求夾具設(shè)計

17、的原則是經(jīng)濟(jì)和使用，它可以概括為“好用、好造、好修”這 六個字，其中好用主要的，但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場的實際制造和維 修水平為前提。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。(2) 保證工件精度。(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、便于安裝運輸，保證安全第一。(4) 注意結(jié)構(gòu)工藝性，對加工、裝配、檢驗和維修等問題應(yīng)通盤考慮，以 降低制造成本。8 / 442 氣門搖臂軸支座的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定2.1.1 零件的結(jié)構(gòu)本設(shè)計所設(shè)計的零件是 110

18、5 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(jìn)、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56m m,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 的孑 L 用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。 0 患毛躺 0 處;E.苛弭力HTFCOjWW1圖 2.1 氣門搖臂軸支座零件圖ifnjoo- 1-1: *-WK.-i i j盼

19、皿5_dj-|e,05|A|9 / 442.1.2 零件的工藝分析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(xì)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)22外圓的上端面以及與此孔相通的11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

20、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)28外圓的前后端面，粗糙度為12.5;前后端面倒1 45的角，粗糙度為12.5 ;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_(dá)到此孔 加工的技術(shù)要求。26的前后端面，粗糙度為 2.5；前后端面倒1 45的角，粗糙度為 12.5； 以及16的通孔，16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

21、以知道，16的孔要求的表面粗糙度和位置精度和18的通孔一樣都是比較 高的，16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；通過上面零件的分析可知，36mm 下端面和22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(dá)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(dá)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(jìn)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

22、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表面為基準(zhǔn)定位，加工出28和.26的外圓端面，并鉆出18和16這兩個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。10 / 442.1.3 確認(rèn)零件的生產(chǎn)類型零件的生產(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(jìn)度計

23、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：N =Qm(1 a%)(1b%)N-零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)Q-產(chǎn)品的年產(chǎn)量m-每臺(輛)產(chǎn)品該零件的數(shù)量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)教程表 1-3,表 1-4 可知該零件為輕型零件，本

24、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 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖221 選擇毛坯種類毛坯種類的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費用，而且也與零件的機械加工 工藝和加工質(zhì)量密切相關(guān)。為此需要毛坯制造和機械加工兩方面的工藝人員密切 配合，合理地確定毛坯的種類、結(jié)構(gòu)形狀，并繪出毛坯圖2.2.1.1 常見的毛坯種類常見的毛坯種類有以下幾種：11 / 44(1) 鑄件對形狀較復(fù)雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。目前大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，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。各種鑄造方法及工藝特點見表 2.1表 2.1 毛胚尺寸

25、及機械加工余量毛胚 制造方法最大質(zhì)量/kg最小厚度/mm材料生產(chǎn)方法精度等級(TT)尺寸公差值/mm表面粗糙度形狀復(fù)雜 度工造手鑄砂不限制3-5鐵鈦合 金，有色 金屬及其 合金單間小批量生產(chǎn)14-161-8最復(fù)雜械造機鑄砂至 2503-5大批量 生產(chǎn)14 左右1-3最復(fù)雜久鑄永性造至 1001.511-120.1-0.512.5簡單離心鑄造通常2003-515-161-812.5主要旋轉(zhuǎn) 體壓鑄10-160.5(鋅)1.0 (其他)鋅，鋁，鎂，銅， 錫，鉛各 金屬合金11-120. 05-0.156.3由模子制 造難易而 疋熔模小型零切屑困難單件生復(fù)雜鑄造件0. 8材料產(chǎn)及成 批生產(chǎn)0.05-

26、0.225殼模鑄造至 2001.5鑄鐵，有色金屬小批至 大量12-1412.5-6.3復(fù)雜自由鑄造不限制不限制鑄素鋼， 合金鋼單件及 小批量 生產(chǎn)14-161.5-2.5簡單模鍛通常至1002.5碳素鋼， 合金鋼及 合金成批及 大批量 生產(chǎn)12-140.4-2.512.5有鍛模鑄 造難易而疋精密 模鍛通常1001.511-120.05-0.16.3-3.2鍛件鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學(xué) 性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。 其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低, 主要用于12 / 44小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主 要用于產(chǎn)

27、量較大的中小型鍛件。型材型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特 殊截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大， 精度較低，用于一般的機械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯 精度要求較高的中小型零件。(4) 焊接件焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機試制。其優(yōu)點是制造簡單、 生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時效處理后 才能進(jìn)行機械加工。(5) 其它毛坯其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。221.2 毛坯的選擇原則選擇毛坯時應(yīng)該考慮如下幾個方面的因素：(1) 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)大量生產(chǎn)的

28、零件應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂 貴費用可由材料消耗的減少和機械加工費用的降低來補償。如鑄件采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件采用模鍛、精鍛；選用冷拉和冷軋型材。單件小批生產(chǎn) 時應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率較低的毛坯制造方法。(2) 零件材料的工藝性例如材料為鑄鐵或青銅等的零件應(yīng)選擇鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當(dāng)形狀不復(fù)雜，力學(xué)性能要求又不太高時，可選用型材；重要的鋼質(zhì)零件，為保證其力學(xué)性能， 應(yīng)選擇鍛造件毛坯。(3) 零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸13 / 44形狀復(fù)雜的毛坯，一般采用鑄造方法制造，薄壁零件不宜用砂型鑄造。一般 用途的階梯軸，如各段直徑相差不大，可選用圓棒料；如各段直徑相差較大，為

29、 減少材料消耗和機械加工的勞動量，則宜采用鍛造毛坯，尺寸大的零件一般選擇 自由鍛造，中小型零件可考慮選擇模鍛件。(4) 現(xiàn)有的生產(chǎn)條件選擇毛坯時，還要考慮本廠的毛坯制造水平、設(shè)備條件以及外協(xié)的可能性和 經(jīng)濟(jì)性等。221.3 毛坯的形狀及尺寸毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因 素確定的，并盡量與零件相接近，以達(dá)到減少機械加工的勞動量，力求達(dá)到少或 無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工 精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余 量，以便通過機械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。2.2.2 確定毛坯尺寸及機械加工總

30、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3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3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)計簡明手冊問

31、表 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Ra _1.6m,Ra：1.6m的14 / 44加工表面，機械加工余量要適當(dāng)放大。分析本零件，除了18和16的Ra=1.65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Ra _1.6m，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

32、工總余量鑄件尺寸*22上端面39mm2.64471.336mm 下端面39mm2.64471.3*28前端面39mm2.64451.3*28后端面37mm2.64451.3*26前端面16mm2.24241.1*26后端面16mm2.24241.12.2.3 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 2-6 本零件毛坯 砂型鑄造斜度為3050。(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15 / 44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)行機械加

33、工前應(yīng)當(dāng)做時效處理。224 繪制毛坯圖圖 2.2 氣門搖臂軸支座毛坯圖2.3 選擇加工方法，制定工藝路線2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇2.3.1.1 基準(zhǔn)的種類基準(zhǔn)就是“根據(jù)”的意思。 零件圖樣、 零件或工藝文件上， 必須根據(jù)一些指 定的點、線或面，來確定另一些點、線或面的位置，這些作為根據(jù)的點、線或面 稱為基準(zhǔn)。按照3MR16 / 44基準(zhǔn)的不同功用，將其分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。(1) 設(shè)計基準(zhǔn)設(shè)計圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計基準(zhǔn)。如下圖所示軸套的軸線就是各外 圓和內(nèi)孔的設(shè)計基準(zhǔn)，端面 A 是端面 B、C 的設(shè)計基準(zhǔn)。(2) 工藝基準(zhǔn)采在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按其用

34、途不同，又 分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。(3) 裝配基準(zhǔn)裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準(zhǔn)，稱為裝配基 準(zhǔn)。上圖軸套內(nèi)孔就是裝配基準(zhǔn)。(4) 測量基準(zhǔn)測量時所用的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。如圖軸套內(nèi)孔是檢驗40 外圓徑向跳動的測量基準(zhǔn)；表面 A 是檢驗長度 L、I 的測量基準(zhǔn)。(5) 定位基準(zhǔn)在加工中用作定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。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(zhǔn)。需要說明的是，工件上作為定位基準(zhǔn)的點、 線，通常是用具體表面來體現(xiàn)的。例如孔的軸線是用孔的表面來體現(xiàn)。所以，定 位基準(zhǔn)可統(tǒng)稱為定位基面。231.2 定位基準(zhǔn)的選擇維工件在加工過程中

35、，若是以未經(jīng)加工過的毛坯面作為定位基準(zhǔn)的表面，稱 此種基準(zhǔn)面為粗基準(zhǔn)；若是已經(jīng)加工過的表面，稱為精基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇1選擇不需加工的表面作粗基準(zhǔn)2選擇加工余量和公差最小的表面作粗基準(zhǔn)3選擇光潔、平整、面積足夠大，4裝夾穩(wěn)定的表面作粗基準(zhǔn)5粗基準(zhǔn)一般只能使用一次17 / 446精基準(zhǔn)的選擇(2)在第一道工序之后，就應(yīng)當(dāng)使用精基準(zhǔn)定位，其選擇原則如下：1基準(zhǔn)重合原則2基準(zhǔn)統(tǒng)一原則3選擇面積較大、精度較高、安裝穩(wěn)定可靠的表面作精基準(zhǔn)4自為基準(zhǔn)5互為基準(zhǔn)夾具作為機械加工工藝系統(tǒng)的重要組成部分，在機械加工中占有十分重要的 地位。工件在加工前必須確立在機床上占據(jù)的位置，以使加工后達(dá)到工件的加工 要求。根據(jù)上

36、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)計基準(zhǔn)， 均可選為定位基準(zhǔn)， 而且孔18和孔16設(shè)計精度較高 （亦是裝配基準(zhǔn)和測 量基準(zhǔn)） ，工序?qū)才胚@兩個孔在最后進(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)。2.32 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13表

37、 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/um加工方案*22上端面IT1412.5um粗銃36mm 下端面IT126.3um粗銃T半精銃*28前端面IT113.2um粗銃T半精銃*28后端面IT113.2um粗銃T半精銃18 / 44*26前端面IT1412.5um粗銃*26后端面IT1412.5um粗銃*11通孔IT1412.5um鉆*3偏10內(nèi)孔IT1412.5Pm鉆*180.027通孔IT81.6um鉆f擴(kuò)f粗鉸f精鉸*16.11通孔

38、IT81.6um鉆f擴(kuò)f粗鉸f精鉸233 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f擴(kuò)f粗鉸f精鉸出18OQ27通孔和16o0-11通孔，并鉆出3偏10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