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機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)
295#柴油機(jī)氣門搖臂的
加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)
及R9圓弧面銑床專用夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書
學(xué) 號(hào):
學(xué)生姓名:
指導(dǎo)老師：
序號(hào)
名 稱
單位
數(shù)量
1
零件毛坯圖
PC
1
2
零件圖
PC
1
3
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
LOT
1
4
工序卡片
PC
2
5
機(jī)械制造工藝過(guò)程卡片
PC
3
6
銑床專用夾具裝配圖
PC
1
2
工工 藝藝 過(guò)過(guò) 程程 卡卡 片片共 頁(yè)第 頁(yè)零 件名 稱氣門搖臂零件號(hào)295-03301材料名稱或牌號(hào)QT60-2一件毛料可制零件數(shù)1零件毛重每臺(tái)產(chǎn)品零件數(shù)4產(chǎn)品名稱295 柴油機(jī)毛壞形狀及尺寸材 料 消 耗 定 額零件凈重本 批 件 數(shù)產(chǎn)品型號(hào)295加工部門工序號(hào)工序名稱加 工 內(nèi) 容設(shè)備名稱及 型 號(hào)工、量、夾具名 稱 及 編 號(hào)單件工時(shí)準(zhǔn)備結(jié)束工時(shí)鑄造10鑄造 鑄造、清砂、去毛刺。熱處理20退火 去應(yīng)力退火，消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能金工30車以30外圓面定位,車端面B,第一次走刀3mm，第二次走刀1.5mmC6132YG6 kr=450通切車刀保證Ra 6.3。鉆10，鉆20，擴(kuò)21.8，倒角0.5450。麻花鉆10/20錐柄擴(kuò)孔鉆21.80125游標(biāo)卡 讀數(shù)0.02車床夾具 CJ001金工40車以30外圓面及已加工B面定位,車端面C,第一次走刀3mm,第二次C6132YG6 kr=450通切車刀走刀1.5mm，保證尺寸為20mm、Ra 6.3，保證端面與孔的垂直度0125游標(biāo)卡 讀數(shù)0.02為0.1，倒角0.5450。車床夾具 CJ002熱處理50淬火 對(duì)22孔內(nèi)表面進(jìn)行局部淬火熱處理。檢驗(yàn)60檢驗(yàn) 檢查22孔內(nèi)表面（A面）硬度是否符合要求：HRC45-50。洛氏硬度儀金工70磨以30外圓面和端面B定位，磨22孔內(nèi)表面，保證達(dá)到IT8級(jí)M215A塞規(guī)(+0.033)，Ra 3.2。磨床夾具 MJ001金工80銑以22H8孔、端面B及16柱體下端面限制一個(gè)自由度定位,銑X51YG68 錐柄立銑刀端面D,保證高度為14mm、Ra 12.5。0125游標(biāo)卡 讀數(shù)0.02銑床夾具 XJ001金工90銑以孔22H8、端面B及10柱體上端面D定位，粗銑半精銑R9圓X51YG68 成形銑刀、量程20.1mm，并確保R9圓弧面的軸心線相對(duì)于22H8軸心線的平行度銑床夾具 XJ002為0.05。熱處理100淬火 對(duì)R9圓弧面進(jìn)行局部淬火熱處理。檢驗(yàn)110檢驗(yàn) 檢查R9圓弧面硬度是否符合要求：HRC45-50。洛氏硬度儀金工120磨以孔22H8、端面B及10柱體上端面D定位，磨R9圓弧面，保證M120A塞尺 厚1mm柱體尺寸20mm、Ra 1.6，并確保R9圓弧面軸心線相對(duì)于22H8軸磨床夾具 MJ002心線之平行度為0.05。金工130鉆以22H8孔，端面B及16柱體下端面定位，鉆孔7，再锪孔Z512-1直柄麻花鉆71450，保證孔中心線相對(duì)于22H8內(nèi)孔的垂直度為0.2。麻花鉆10（锪孔）金工140攻牙 以22H8孔，端面B及16柱體下端面定位，攻M81。Z512-1絲錐M81鉆床夾具 ZJ002金工150鉆以端面B定位，畫線，鉆斜油孔3。Z512-1直柄麻花鉆3角度規(guī)鉆床夾具 ZJ003鉗工160去毛刺。挫刀質(zhì)檢170檢驗(yàn)。編 制日 期描 抄日 期更 改校 對(duì)日 期審 核日 期工工 藝藝 過(guò)過(guò) 程程 卡卡 片片共 4 頁(yè)第 2 頁(yè)零 件名 稱氣門搖臂零件號(hào)295-03301材料名稱或牌號(hào)QT60-2一件毛料可制零件數(shù)1零件毛重每臺(tái)產(chǎn)品零件數(shù)4產(chǎn)品名稱295 柴油機(jī)毛壞形狀及尺寸材 料 消 耗 定 額零件凈重本 批 件 數(shù)產(chǎn)品型號(hào)295加工部門工序號(hào)工序名稱加 工 內(nèi) 容設(shè)備名稱及 型 號(hào)工、量、夾具名 稱 及 編 號(hào)單件工時(shí)準(zhǔn)備結(jié)束工時(shí)熱處理50淬火 對(duì)22孔內(nèi)表面進(jìn)行局部淬火熱處理。檢驗(yàn)60檢驗(yàn) 檢查22孔內(nèi)表面（A面）硬度是否符合要求：HRC45-50。洛氏硬度儀金工70磨以30外圓面和端面B定位，磨22孔內(nèi)表面，保證達(dá)到IT8級(jí)M215A塞規(guī)(+0.033)，Ra 3.2。磨床夾具 MJ001金工80銑以22H8孔、端面B及16柱體下端面限制一個(gè)自由度定位,銑X51YG68 錐柄立銑刀端面D,保證高度為14mm、Ra 12.5。0125游標(biāo)卡 讀數(shù)0.02銑床夾具 XJ001金工90銑以孔22H8、端面B及10柱體上端面D定位，粗銑半精銑R9圓X51YG68 成形銑刀、量程弧面，粗銑走刀3.5mm，半精銑走刀0.9mm，保證柱體高度尺寸為0125游標(biāo)卡 讀數(shù)0.02編 制日 期描 抄日 期更 改校 對(duì)日 期審 核日 期工工 藝藝 過(guò)過(guò) 程程 卡卡 片片共 4 頁(yè)第 3 頁(yè)零 件名 稱氣門搖臂零件號(hào)295-03301材料名稱或牌號(hào)QT60-2一件毛料可制零件數(shù)1零件毛重每臺(tái)產(chǎn)品零件數(shù)4產(chǎn)品名稱295 柴油機(jī)毛壞形狀及尺寸材 料 消 耗 定 額零件凈重本 批 件 數(shù)產(chǎn)品型號(hào)295加工部門工序號(hào)工序名稱加 工 內(nèi) 容設(shè)備名稱及 型 號(hào)工、量、夾具名 稱 及 編 號(hào)單件工時(shí)準(zhǔn)備結(jié)束工時(shí)20.1mm，并確保R9圓弧面的軸心線相對(duì)于22H8軸心線的平行度銑床夾具 XJ002為0.05。熱處理100淬火 對(duì)R9圓弧面進(jìn)行局部淬火熱處理。檢驗(yàn)110檢驗(yàn) 檢查R9圓弧面硬度是否符合要求：HRC45-50。洛氏硬度儀金工120磨以孔22H8、端面B及10柱體上端面D定位，磨R9圓弧面，保證M120A塞尺 厚1mm柱體尺寸20mm、Ra 1.6，并確保R9圓弧面軸心線相對(duì)于22H8軸磨床夾具 MJ002心線之平行度為0.05。金工130鉆以22H8孔，端面B及16柱體下端面定位，鉆孔7，再锪孔Z512-1直柄麻花鉆71450，保證孔中心線相對(duì)于22H8內(nèi)孔的垂直度為0.2。麻花鉆10（锪孔）鉆床夾具 ZJ001編 制日 期描 抄日 期更 改校 對(duì)日 期審 核日 期工工 藝藝 過(guò)過(guò) 程程 卡卡 片片共 4 頁(yè)第 4 頁(yè)零 件名 稱氣門搖臂零件號(hào)295-03301材料名稱或牌號(hào)QT60-2一件毛料可制零件數(shù)1零件毛重每臺(tái)產(chǎn)品零件數(shù)4產(chǎn)品名稱295 柴油機(jī)毛壞形狀及尺寸材 料 消 耗 定 額零件凈重本 批 件 數(shù)產(chǎn)品型號(hào)295加工部門工序號(hào)工序名稱加 工 內(nèi) 容設(shè)備名稱及 型 號(hào)工、量、夾具名 稱 及 編 號(hào)單件工時(shí)準(zhǔn)備結(jié)束工時(shí)金工140攻牙 以22H8孔，端面B及16柱體下端面定位，攻M81。Z512-1絲錐M81鉆床夾具 ZJ002金工150鉆以端面B定位，畫線，鉆斜油孔3。Z512-1直柄麻花鉆3角度規(guī)鉆床夾具 ZJ003鉗工160去毛刺。挫刀質(zhì)檢170檢驗(yàn)。編 制日 期描 抄日 期更 改校 對(duì)日 期審 核日 期
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)
295#柴油機(jī)氣門搖臂的
加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)
及R9圓弧面銑床專用夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書
班 級(jí):
學(xué) 號(hào):
學(xué)生姓名:
指導(dǎo)老師:
目 錄
摘要 ……………………………………………………………………………… 03
一、零件分析 …………………………………………………………………… 04
1、概述 ………………………………………………………………………… 04
2、生產(chǎn)綱領(lǐng) …………………………………………………………………… 04
二、毛坯的獲得 ………………………………………………………………… 04
1、毛坯分析 …………………………………………………………………… 04
2、毛坯加工余量與鑄件尺寸公差的確定 …………………………………… 04
3、毛坯圖的技術(shù)要求 ………………………………………………………… 05
4、毛坯的熱處理 ……………………………………………………………… 05
三、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)條件 ………………………………………… 05
1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) …………………………………………………………………… 05
2、主要技術(shù)條件 ……………………………………………………………… 05
四、加工方法的選擇 …………………………………………………………… 06
五、機(jī)械加工工藝路線設(shè)計(jì) …………………………………………………… 06
1、粗基準(zhǔn)選擇 ………………………………………………………………… 06
2、精基準(zhǔn)選擇 ………………………………………………………………… 07
3、工藝路線擬定 ……………………………………………………………… 07
4、工藝路線比較分析 ………………………………………………………… 09
六、機(jī)床及工藝裝備的選擇 …………………………………………………… 09
1、機(jī)床的選擇 ………………………………………………………………… 09
2、刀具的選擇 ………………………………………………………………… 10
3、量具的選擇 ………………………………………………………………… 10
七、工序設(shè)計(jì) …………………………………………………………………… 11
1、確定加工余量 ……………………………………………………………… 11
2、切削用量的確定 …………………………………………………………… 11
八、專用夾具的設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 12
1、夾緊裝置設(shè)計(jì) ……………………………………………………………… 13
2、夾緊力計(jì)算 ………………………………………………………………… 14
3、定位誤差計(jì)算 ……………………………………………………………… 14
4、夾具的主要技術(shù)要求 ……………………………………………………… 15
參考方獻(xiàn) ………………………………………………………………………… 16
摘 要
本說(shuō)明書包括：1）制定機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備；2）R9圓弧面銑床專用夾具設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。
工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)部分主要包括：1）毛坯分析；2）零件結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)條件；3）加工方法的選擇；4）工藝路線的擬定；5）機(jī)床及工藝裝備的選擇；6）工序設(shè)計(jì)。
夾具設(shè)計(jì)部分：本夾具為R9圓弧面銑床專用夾具，該夾具以φ22H8孔、端面B、C及端面D定位，此定位方式可滿足定位要求，保證定位精度，限制主要自由度。所設(shè)計(jì)之夾具可使多個(gè)工件同時(shí)加工，采用螺旋夾緊，易于裝夾。同時(shí)保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、保證安全生產(chǎn)等功能。
一、零件分析
1、概述
本產(chǎn)品為295#柴油機(jī)氣門搖臂，其實(shí)際上類似于一個(gè)雙臂杠桿，可以使搖桿傳來(lái)的力改變方向。作用到柴油機(jī)氣門桿端處以推開氣門完成吸氣與排氣的工作。
2、生產(chǎn)綱領(lǐng)
N = Qn（1+α%）×（1+β%）
= 3000×4×（1+20%）×（1+1%）
= 14544
式中：N---零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）
Q---產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）
n---每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（件/臺(tái)）
α%---備品率
β%---廢品率
由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1-5可知，本產(chǎn)品為中型機(jī)械，大量生產(chǎn)。
二、毛坯的獲得
1、毛坯分析
本零件材料可用QT60-2或45鋼，45鋼材質(zhì)較好、淬火性能亦優(yōu)于QT60-2、模鍛業(yè)度高，但QT60-2鑄造成本低、性能亦基本能達(dá)到要求，因此選用QT60-2。本零件毛坯外形較為簡(jiǎn)單，無(wú)薄壁，生產(chǎn)綱領(lǐng)較大，宜采用金屬模機(jī)械砂型鑄造，鑄造形狀近量接近零件外形。產(chǎn)品上的孔直徑均比較小，如果采用鑄造方法獲得，則其工藝要求較為復(fù)雜，難度較大，耗費(fèi)工時(shí)，不符合經(jīng)濟(jì)效益要求，因此采用整體鑄造成型后再經(jīng)過(guò)機(jī)械加工獲得孔比較合理。
2、毛坯加工余量與鑄件尺寸公差的確定
由《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表12-2、12-3可知，根據(jù)本產(chǎn)品為金屬模機(jī)器造型鑄造之特點(diǎn)，零件最大外廓尺寸為94mm(≤250mm)，同時(shí)考慮各加工表面相對(duì)于澆鑄口位置的不同，可以確定鑄件各加工表面機(jī)械加工余量為4.5mm，具體尺寸如毛坯圖所示。
同樣，由表12-4、12-5可得各個(gè)鑄件尺寸公差，其具體大小如毛坯圖所示。
3、毛坯圖的技術(shù)要求
毛坯上應(yīng)無(wú)縮孔、疏松等鑄造缺陷，分型面取為毛坯對(duì)稱面。
4、毛坯的熱處理
為改善切削性能以及消除內(nèi)應(yīng)力，毛坯鑄造完成后（切削加工前）應(yīng)安排退火，使金相組織重新細(xì)化，改善加工性能。
三、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)條件
1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
本零件由一個(gè)圓柱體、兩個(gè)搖臂及中間的加強(qiáng)肋板所組成，主要加工表面為圓柱的兩端面（B、C），搖臂上的兩個(gè)平面（D）和一個(gè)圓弧面（R9）以及兩個(gè)孔，其中孔φ22的精度要求較高，加工時(shí)應(yīng)注意保證其精度，以便將其作為后面工序定位的精基準(zhǔn)使用，以保證整個(gè)零件的尺寸精度要求。
2、主要技術(shù)條件：
1）零件的整體硬度要求為HB220-269，其鑄件材料選擇QT60-2，鑄造后即可滿足此硬度要求。
2）A面（即φ22孔內(nèi)表面）及R9圓弧面的硬度要求為HRC45-50，比零件的整體硬度要求高。因此，在孔φ22內(nèi)表面及R9圓弧面粗加工完成后對(duì)其采取淬火的熱處理工藝，以提高其表面硬度。
3）零件要求保證圓柱兩端面（B、C）與孔φ22H8的中心線垂直度為0.1，故端面和孔宜在在同一道工序中完成以滿足要求。
4）螺紋孔M8×1的中心線與孔φ22H8中心線垂直度要求為0.2，應(yīng)該選擇以孔φ22H8作為精基準(zhǔn)來(lái)定位加工M8螺紋孔。
5）類似的，圓弧面R9的中心線與孔φ22H8平行度要求為0.05，精度較高，可采用孔φ22H8作為其精基準(zhǔn)定位。
由上可知，孔φ22H8是重要的加工表面，另外幾個(gè)加工表面均用它來(lái)作其定位基準(zhǔn)。因此，應(yīng)注意在加工時(shí)保證孔φ22H8的精度，以滿足整體的尺寸要求，減少定位誤差。
四、加工方法的選擇
1、端面（B、C）
此圓柱兩端面尺寸精度要求不高，加工后表面粗糙度為Ra 12.5，據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》表4-9，可選用粗車。
2、φ22H8內(nèi)孔
表面粗糙度要求為Ra 3.2，尺寸精度要求較高，直徑不大，但A面要求硬度達(dá)到HRC45-50。據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》表4-8，可選用鉆孔—擴(kuò)孔—（淬火）—磨。
3、上端面（D）
φ10 、 φ16兩柱體上端面尺寸精度要求不高，加工后表面粗糙度為Ra 12.5，據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》表4-9，可選用銑。
4、圓弧面R9
該圓弧面尺寸精度要求不高，但其表面硬度要求達(dá)HRC45～50，且有平行度要求，加工后表面粗糙度為Ra 1.6，據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》表4-7，可選用粗銑—半精銑—（淬火）—磨。
5、M8螺紋孔
此處未作尺寸精度及表面粗糙度要求，但需保證垂直度，據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》表4-8，可選用鉆孔—攻螺紋。
6、φ3斜油孔
該小孔精度要求不高，也沒有位置度要注，一次性鉆孔即可完成。
五、機(jī)械加工工藝路線設(shè)計(jì)
1、粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇將影響到加工面與不加工面的相互位置，或影響到加工余量的分配，正確選擇粗基準(zhǔn)對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。一般按下面的順序優(yōu)先選擇：①重要表面；②不加工表面；③余量最小的表面；④面積較大，平整、光滑的表面；⑤粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用。粗基準(zhǔn)的選擇我們準(zhǔn)備二個(gè)方案：
方案一：以φ30外圓面作為粗基準(zhǔn)，車端面B，鉆孔、擴(kuò)孔φ22。
方案二：以端面C及φ30外圓面作為粗基準(zhǔn)定位，銑端面B；再翻面銑端面B；然后以兩成型端面作基準(zhǔn)鉆孔、擴(kuò)孔φ22。
方案一所選外圓面積較大，易裝夾，且同一工序中可加工多個(gè)表面，工序較為集中；方案二工序較為分散。因此，我們選用φ30外圓面作為粗基準(zhǔn)。
2、精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)選擇時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。一般應(yīng)遵循：①基準(zhǔn)重合原則；②統(tǒng)一基準(zhǔn)原則；③互為基準(zhǔn)原則；④自為基準(zhǔn)原則；⑤便于裝夾原則。其中便于裝夾原則始終不能違反。
由毛坯分析可知，孔φ22H8是重要的加工表面，是另外幾個(gè)加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，其余加工表面均與其有形位公差的要求。因此，遵循“基準(zhǔn)重合”和“統(tǒng)一基準(zhǔn)”之原則，可選用φ22H8孔來(lái)作精基準(zhǔn)。
3、工藝路線的擬定
按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精、及面后孔，基面先行、先主后次的加工原則，我們擬定以下兩條工藝路線：
方案一：
10）鑄造、清砂、去毛刺。
20）去應(yīng)力退火，消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能。
30）以φ30外圓面定位，車端面B，保證Ra 6.3。分兩次鉆孔φ10 、φ20，再擴(kuò)孔至φ21.8，倒角0.5×450。
40）以φ30外圓面及已加工端面B定位，車端面C，保證兩加工端面的尺寸為20mm、Ra 6.3，并保證兩端面相對(duì)于φ22內(nèi)孔的垂直度為0.1，倒角0.5×450。
50）φ22孔內(nèi)表面（A面）進(jìn)行局部淬火熱處理，提高其表面硬度。
60）檢查φ22孔內(nèi)表面（A面）硬度是否符合要求：HRC45-50。
70）以φ30外圓面和端面B定位，磨φ22孔內(nèi)表面，保證IT8級(jí)、Ra 3.2。
80）以φ22H8、端面B、C及φ16柱體下端面（非加工面）定位，銑φ16、φ10兩柱體上端面D，保證尺寸為14mm、Ra 12.5。
90）以孔φ22H8、端面B及φ10柱體上端面D定位，粗銑—半精銑R9圓弧面，保證柱體高度尺寸為20.1mm（留0.1mm加工余量上磨床加工），并確保R9圓弧面的軸心線相對(duì)于φ22H8軸心線的平行度為0.05。
100）對(duì)R9圓弧面進(jìn)行局部淬火熱處理，提高其表面硬度。
110）檢查R9圓弧面硬度是否符合要求：HRC45-50。
120）以孔φ22H8、端面B及φ10柱體上端面D定位，磨R9圓弧面，保證柱體尺寸20mm、Ra 1.6，并確保R9圓弧面軸心線相對(duì)于φ22H8軸心線之平行度為0.05。
130）以φ22H8孔，端面B及φ16柱體下端面定位，鉆孔φ7，再锪孔1×450，保證孔中心線相對(duì)于φ22H8內(nèi)孔的垂直度為0.2。
140）以φ22H8孔,端面B及φ16柱體下端面定位，加工內(nèi)螺紋M8×1。
150）以端面B定位，畫線，鉆斜油孔φ3。
160）去毛刺。
170）檢驗(yàn)。
方案二：
10）鑄造、清砂、去毛刺。
20）去應(yīng)力退火，消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能。
30）以端面C和φ30外圓面定位，銑端面B，保證Ra 6.3，再以加工成型的端
面B和φ30外圓面定位，銑端面C，保證兩端面的尺寸為20mm，保證Ra 6.3。
40）以端面C、φ30外圓面及φ16圓柱面定位。分兩次鉆孔φ10 、 φ20，再擴(kuò)孔至φ21.8，倒角0.5×450。
50）以端面B、φ30外圓面及φ16圓柱面定位C面內(nèi)孔倒角0.5×450。
60）φ22孔內(nèi)表面（A面）進(jìn)行局部淬火熱處理，提高其表面硬度。
70）檢查φ22孔內(nèi)表面（A面）硬度是否符合要求：HRC45-50。
80）以φ30外圓面和端面B定位，磨φ22孔內(nèi)表面，保證IT8級(jí)、Ra 3.2。
90）以φ22H8、端面B、C及φ16柱體下端面（非加工面）定位，銑φ16、φ10兩柱體上端面D，保證尺寸為14mm、Ra 12.5。
100）以孔φ22H8、端面B及φ10柱體上端面D定位，粗銑—半精銑R9圓弧面，保證柱體高度尺寸為20.1mm（留0.1mm加工余量上磨床加工），并確保R9圓弧面的軸心線相對(duì)于φ22H8軸心線的平行度為0.05。
110）對(duì)R9圓弧面進(jìn)行局部淬火熱處理，提高其表面硬度。
120）檢查R9圓弧面硬度是否符合要求：HRC45-50。
130）以孔φ22H8、端面B及φ10柱體上端面D定位，磨R9圓弧面，保證柱體尺寸20mm、Ra 1.6，并確保R9圓弧面軸心線相對(duì)于φ22H8軸心線之平行度為0.05。
140）以φ22H8孔，端面B及φ16柱體下端面定位，鉆孔φ7，再锪孔1×450，保證孔中心線相對(duì)于φ22H8內(nèi)孔的垂直度為0.2。
150）以φ22H8孔,端面B及φ16柱體下端面定位，加工內(nèi)螺紋M8×1。
160）以端面B定位，畫線，鉆斜油孔φ3。
170）去毛刺。
180）檢驗(yàn)。
4、工藝路線的比較分析：
兩方案均以φ22H8孔作為定位基準(zhǔn)來(lái)加工其它加工面，保證其它加工面與它的形位關(guān)系,因此應(yīng)把φ22孔作為重要的加工表面來(lái)加工。
兩方案的區(qū)別主要有：
1）粗基準(zhǔn)不同：方案一以φ30外圓面作為粗基準(zhǔn)，一次性車端面B及鉆、擴(kuò)
φ22孔，保證了基準(zhǔn)的統(tǒng)一，工序較集中。方案二以端面C和φ30外圓面輔助裝夾作為粗基準(zhǔn)，先分別銑端面B、端面C，爾后再加工φ22孔，增加了裝夾次數(shù)，工序復(fù)雜。
2）端面B、C的加工方式不同：方案一用車床加工，工作效率高。方案二用銑
床加工，加工速度慢，裝夾比較復(fù)雜。
因此，選擇方案一之工藝路線較為合理。
六、機(jī)床及工藝裝備的選擇
根據(jù)擬定的工藝路線方案一，現(xiàn)進(jìn)行加工設(shè)備與工藝裝備的選擇，以下所引用表格若未特別注明均來(lái)自《機(jī)械制造工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》：
1、機(jī)床選擇：
車端面B、C及鉆、擴(kuò)φ22孔，精度及表面粗糙度要求都不高，工序也不復(fù)雜，根據(jù)定位方式和加工特點(diǎn)，選用車床：C6132（表4.2-7）；
銑平面D，尺寸精度及表面粗糙精度要求均不高，粗銑即可達(dá)到要求，采用銑床X51（表4.2-38）；
銑R9圓弧面，要保證其中心線相對(duì)于孔φ22中心線的平行度要求，需粗銑—半精銑兩道工序完成，選用銑床X51（表4.2-38）；
M8×1螺紋孔，要保證其中心線相對(duì)于孔φ22中心線的垂直度要求，同時(shí)，本工序又要完成鉆孔與攻螺紋，選用臺(tái)式鉆床Z512-1（表4.2-17）；
φ3斜油孔，其精度要求不高，同樣選用臺(tái)式鉆床Z512-1（表4.2-17）；
φ22H8內(nèi)表面粗磨，選用內(nèi)圓磨床M215A（表4.2-32）。
磨R9圓弧面，選用磨床M120A（表4.2-32）。
2、刀具選擇：
在車床上加工的工序，由于端面的表面粗糙度要求不高，一般選用硬質(zhì)合金車刀YG6，在本次加工中選用kr=450彎頭通切車刀（表3.1-1）；
本次加工有多次使用鉆孔，分別選用直柄麻花鉆GB1438-85×3、GB1438-85×7、GB1438-85×10，錐柄麻花鉆GB1438-85×20，材料為高速鋼（表3.1-6）；
φ22擴(kuò)孔選用錐柄擴(kuò)孔鉆，材料選用高速鋼（表3.1-8）；
銑上端面D，選用錐柄立銑刀GB1110-85×18，工件材料為鑄鐵，故銑刀材料選擇硬質(zhì)合金鋼YG68（表3.1-29）；
R9圓弧面，選用成形銑刀，材料為硬質(zhì)合金鋼YG68；
攻螺紋選用絲錐M8×1，材料為高速鋼。
3、量具選擇：
選擇量具應(yīng)根據(jù)被測(cè)量零件的精度要求、零件的形狀、體積、重量、生產(chǎn)批量、表面狀況及測(cè)量方法。量具的主要選擇方法為：① 按計(jì)量器具的不確定度選擇；② 按計(jì)量器具的測(cè)量方法極限誤差選擇。其中后者又分為：
a、根據(jù)工件公差等級(jí)IT確定精度系數(shù)K，見表51-5
b、按△=KT計(jì)算測(cè)量方法的極限誤差
c、查表選擇合適的量具
本零件屬大量生產(chǎn)，一般采用通用量具，根據(jù)以上原則，我們選擇如下：
加工端面尺寸測(cè)量，可選用量程為0～125的游標(biāo)卡尺，讀數(shù)0.02（表5.2-6）；
擴(kuò)孔加工至φ21.8時(shí)，亦選用分度值為0.02，量程為0～125的游標(biāo)卡尺（按表5.2-6）；
磨內(nèi)孔φ22H8時(shí)，選用塞規(guī)（表5.2-10）。
七、工序設(shè)計(jì)
1、確定加工余量
加工端面B、C時(shí)，其表面粗糙度要求不高，所以本工序的加工余量即為毛坯尺寸和零件尺寸之差，即為4.5mm；
端面D對(duì)精度及表面粗糙度要求不高，故加工余量亦為毛坯尺寸與零件尺寸之差3mm；
R9圓弧面，和以上工序相似，取余量為4.5mm；
其余各孔因采用整體澆鑄而成，故余量為各自所需加工的孔徑。
2、切削用量的確定
1）車削端面B、C時(shí)，加工余量為4.5mm，表面粗糙度Ra為12.5，粗車即可滿足要求，可用兩次走刀完成，刀具材料為YG6，查工藝人員手冊(cè)表14-10得：
αp1=3mm
αp2 =1.5mm
f=0.3mm/r
v=49m/min
2）孔φ22H80+0.03，Rα=3.2，此工序由鉆孔—擴(kuò)孔—（熱處理）—磨完成，鉆孔分兩次完成，第一次鉆φ10，第二次鉆φ20，由工藝人員手冊(cè)查表14-34，14-36得：
鉆孔 αp1=10/2=5mm
αp2=(20-10)/2=5mm
f=0.8mm/r
v=23.7m/min
擴(kuò)孔 αp=(21.8-20)/2=0.9mm
f=0.7mm/r
v=26.6m/min
磨 αp=(22-21.8)/2=0.1mm
f=1.6mm/r
v=5m/min
3）R9圓弧面表面粗糙度要求較高，工序由粗銑—半精銑—（淬火）—磨。由鑄鐵HB7180，機(jī)床功率X51<5KW，刀具材料為YG68查表14-68得：
銑 αp1=3.5mm
αp2=0.9mm
fz=0.21mm/r
v=101m/min
磨 αp=(22-21.8)/2=0.1mm
f=1.6mm/r
v=5m/min
4）M8×1的加工工序?yàn)殂@孔—攻螺紋，材料HB>200，查表14-33及14-36得：
鉆孔 αp=7/2=3.5mm
f=0.25mm/r
v=26m/min
攻螺紋M8×1，由表14-94得v=9.8m/min
5）鉆斜油孔φ3，材料硬度HB>200，且孔的軸線與平面不垂直，據(jù)表14-34得：
αp=3/2=1.5mm
f=0.045mm/r
八、專用夾具的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殂奟9圓弧面，零件尺寸小，形狀不太復(fù)雜，故可選用銑床夾具進(jìn)行多件夾緊，同時(shí)加工。夾具具有保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、保證安全生產(chǎn)等功能。設(shè)計(jì)夾具時(shí)除應(yīng)保證工件達(dá)到工序的精度要求外，還應(yīng)考慮：
1） 銑削的加工余量大，又是斷續(xù)削，故切削力大且力的大小與方向隨時(shí)都在變
化，加工中容易引起振動(dòng)。因此，銑床夾具要有足夠的剛度和強(qiáng)度，夾具的高度和重心應(yīng)盡量低；
2）結(jié)構(gòu)應(yīng)力求緊湊，輪廓尺寸盡可能小，重量輕；
3）為保證R9面和φ22H8的平行度，應(yīng)保證R9的中心線所在直線與φ22H8中心線的平行；
4）夾緊裝置應(yīng)具有夾緊迅速、可靠，要有良好的夾緊力并有良好的自鎖性能；
5）夾緊力應(yīng)作用在工件剛度較大的部位，且作力點(diǎn)和施力方向要恰當(dāng)；
6）夾具上零件在安裝時(shí)不能相互干涉，否則夾具設(shè)計(jì)失敗；
7）為了便于用塞尺對(duì)刀和觀察方便，對(duì)刀裝置應(yīng)設(shè)在銑刀開始切入的一端；
8）要有足夠的排屑空間，使切屑和切削液能順利排出，必要是設(shè)計(jì)排屑孔；
9）為了調(diào)整和確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)軸線的相對(duì)位置，在夾具體的底面應(yīng)設(shè)
置兩個(gè)定位鍵，且距離應(yīng)盡量遠(yuǎn)一些。定位健與工作臺(tái)T形槽可單面貼合，小型夾具可只用一個(gè)長(zhǎng)的矩形鍵，定向精度高或重型夾具可在夾具體側(cè)面設(shè)置一個(gè)找正基面。
根據(jù)以上的要求，鑒于實(shí)際的加工情況，夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：
1、夾緊裝置的設(shè)計(jì)：
本零件的加工應(yīng)以六點(diǎn)完全定位，由于加工精度要求較高，且有平行度的要
求，所以選φ22H8內(nèi)孔作為其定位精基準(zhǔn)：以端面B、C限制三個(gè)自由度、以φ22H8內(nèi)孔限制二個(gè)自由度、以端面D限制一個(gè)自由度。內(nèi)孔與心軸定位采用間隙配合，端面D則使用支撐釘。
夾緊裝置選用螺旋鎖緊方式：心軸一端設(shè)置螺紋，用圓形螺母夾緊，為防止心軸在加工過(guò)程中沿軸向移動(dòng)，在無(wú)螺紋一端設(shè)置軸肩，多件工件與工件間設(shè)置擋板。為防止軸肩在頻繁裝夾中發(fā)生磨損，在軸肩兩端各設(shè)置一墊板，墊板若發(fā)生磨損可隨時(shí)更換。示意圖如下：
為了銑R9面時(shí)銑刀能迅速一開始工作，還需加裝對(duì)刀塊。由于R9面是圓弧面，所以對(duì)刀塊選用R9的短圓柱棒，對(duì)刀棒裝在V形槽上，對(duì)刀塞尺厚度選用1mm。
夾具的裝配圖如附件。
2、夾緊力的計(jì)算：
本夾具心軸右端設(shè)置螺紋，采用螺旋夾緊的方式鎖緊工件。夾緊力的計(jì)算公式如下：
WO：?jiǎn)蝹€(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）；
Q： 原始作用力（N）；
L： 作用力臂 (mm)；
r’： 螺桿端部與工作間的當(dāng)量摩擦半徑(mm)，其值視螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定，參見《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-20；
ψ1：螺桿端部與工作面間的摩擦角；
rz： 螺紋中徑之半(mm)；
α： 螺紋升角（O），參見《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-20。
由表1-2-25，取Q=70mm，L=240mm
由表1-2-20，取r’=15.56mm
由表1-2-21，取rz =9.513mm
所以
3、定位誤差的計(jì)算：
定位誤差是由于工件在夾具上定位不準(zhǔn)確而引起的加工誤差。其來(lái)源主要有以下兩方面：① 由于工件的定位表面或夾具上的定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤差，亦稱為基準(zhǔn)位置誤差；② 由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，亦稱為基準(zhǔn)不重合誤差。
為保證工件的加工精度，必須使所有誤差因素對(duì)工件加工的綜合影響控制在工件所允許的公差范圍內(nèi)。
為合理分配工件公差，夾具設(shè)計(jì)時(shí)，夾具定位元件間、定位元件和引導(dǎo)元件間以及其它相關(guān)尺寸和相互位置的公差，一般取工件上相應(yīng)公差的1/3～1/2。
圓柱心軸與工件φ22H8孔間隙配合為φ22H8/n6，本工序要求R9面中心線與孔中心線的平行度為0.05。
ΔD=Dmax-dmin=(22+0.033)-(22+0.015)=0.018mm
ΔD=0.018<0.05×1/2
所以定位方案能滿足要求。
4、夾具的主要技術(shù)要求：
1）心軸的中心線與底面的平行度；
2）心軸兩端支架孔的同軸度；
3）由于采用多件夾緊應(yīng)防止誤差累積過(guò)大；
4）各個(gè)零件的R9面的中心線同軸度；
5）對(duì)刀塊上表面有很高的硬度要求，V形塊必須進(jìn)行滲碳處理。
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