设计“配气机构摇臂轴”零件的机械加工工艺规程及工艺装备说明书

精品 可编辑 目 录 前言……………………………………………………………………………………2 一、零件的分析 …………………………………………………………………2 （一）零件的作用及技术要求 …………………………………………………2 （二）零件的工艺性分析 ………………………………………………………2 二、工艺规程设计…………………………………………………………………3 （一）确定毛坯的制造形式 ……………………………………………………3 （二）基面的选择 ………………………………………………………………3 （三）制订工艺路线 ……………………………………………………………3 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯确定 …………………………………5 （五）选择机床设备及工艺装备 ………………………………………………6 （六）确定切削用量及基本工时 ………………………………………………6 工序Ⅰ 锻造…………………………………………………………………6 工序Ⅱ 热处理：正火处理…………………………………………………6 工序Ⅲ 车钻：车端面、钻中心孔 ………………………………………6 工序Ⅳ 粗车：Φ50h8外圆…………………………………………………7 工序Ⅴ 热处理：调质HB255-302 …………………………………………8 工序Ⅵ 半精车：端面及外圆并倒角2x45°………………………………8 工序Ⅶ 钻孔：Φ8.5mm，并倒角1x45° …………………………………9 工序Ⅷ 热处理：淬火 ……………………………………………………10 工序Ⅸ 粗磨：外圆Φ50h8…………………………………………………10 工序Ⅹ 钻孔：Φ5mm，坑配作……………………………………………10 工序Ⅺ 铣：Φ27半圆槽 …………………………………………………11 工序Ⅻ 精磨：Φ50h8外圆 ………………………………………………11 工序Ⅷ 探伤检查 ………………………………………………………12 三、铣床夹具设计 ………………………………………………………………13 1、定位方案……………………………………………………………………13 2、夹紧方案……………………………………………………………………14 3、夹具体与定位键……………………………………………………………14 4、夹具总图上的尺寸、公差和技术要求……………………………………15精品

可编辑 5、加工精度分析………………………………………………………………15 6、钻削力计算…………………………………………………………………17 四、设计心得体会 ………………………………………………………………18 五、参考文献………………………………………………………………………19

序言

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。

一、零件的分析 （一）零件的作用及技术要求 1零件的结构 配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照发动机的作功次序和每一缸的工作循环的要求，适时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。一般由凸轮轴、气门推杆、挺柱、气门摇臂、摇臂控制轴、气门导管以及气门等部件构成。精品 可编辑 摇臂轴是一空心圆轴，用数个支座安装在气缸盖上，摇臂套装在摇臂轴上，并能在轴上作圆弧摆动。轴内孔与主油道相通，供给配气机构润滑油。 2主要技术要求 零件图上主要的技术要求为： 1）摇臂轴调质硬度为HB255-302；B表面淬火硬度HRC55-60，硬化深度1-1.5mm； 2）探伤检查。

（二）零件的工艺性分析 摇臂轴这个零件从零件图上可以看出，它一共有以下5组加工面，如下： 1.两端面：保证尺寸250mm，表面粗糙度为Ra6.3μm。 2.一个Φ8.5mm的孔及其倒角。 3.Φ50mm的外圆表面，表面粗糙度为Ra0.8μm及倒角。 4.两个垂直且通过中心轴线的Φ5mm的孔及倒角。 5.两个Φ27mm的半圆槽，垂直于Φ5mm和工件中心轴确定的平面，表面粗糙度Ra6.3μm。 两个Φ5mm的孔之间有着一定的位置要求，一个Φ5mm孔和基准端面有着一定的位置要求，我们可以用专用夹进行加工两孔，并保证他们之间的位置精度。两孔轴线的距离大小误差为±0.2mm,其中一孔轴线与基准端面误差为±0.2mm，铣的半圆槽中心轴之间及其中一槽中心轴线与基准端面距离误差为±0.1mm，因此应该注意验证轴线间的距离误差。

二、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 零件材料为42CrMo，考虑到摇臂轴在应用过程中经常承受交变和冲击性载荷，因此选用锻件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件采用单件大批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，可以采用模锻成型，这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。精品 可编辑 （二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以是加工质量得到保证，生产率得以提高。否则不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法进行。 由于零件图所示的摇臂轴上多数尺寸及形位公差以Φ50h8外圆面及其端面为设计基准，因此必须首先将工件外圆面及其端面加工好，为后续工序准备基准。根据粗、精基准选择的原则，确定各加工表面的基准如下： ①粗基准的选择：对于摇臂轴这样的零件以外圆作为粗基准是完全合理的。因此，一Φ50外圆表面做基准（四点定位），以便加工出两端面和中心孔，为后续工序精基准做准备。 ②对精基准而言，主要应该考虑基准重合原则问题，以Φ50h8端面和中心孔为精基准。

（三）制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑使用先进设备配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。

1.工艺路线方案一 工序Ⅰ 锻造 工序Ⅱ 热处理：正火处理 工序Ⅲ 车钻：车端面、钻中心孔 工序Ⅳ 粗车：Φ50h8外圆 工序Ⅴ 热处理：调质HB255-302 工序Ⅵ 半精车：Φ50h8端面及外圆，Ra6.3μm 工序Ⅶ 精车：Φ50h8外圆并倒角2x45°，Ra6.3μm 工序Ⅷ 钻孔：Φ8.5mm，并倒角1x45° 工序Ⅸ 热处理：淬火 工序Ⅹ 钻孔：Φ5mm，坑配作 工序Ⅺ 铣：Φ27半圆槽，Ra6.3μm精品 可编辑 工序Ⅻ 探伤检查 2.工艺路线方案二 工序Ⅰ 锻造 工序Ⅱ 热处理：正火处理 工序Ⅲ 车钻：车端面、钻中心孔 工序Ⅳ 粗车：Φ50h8外圆 工序Ⅴ 热处理：调质HB255-302 工序Ⅵ 半精车：端面及外圆并倒角2x45°，Ra6.3μm 工序Ⅶ 钻孔：Φ8.5mm，并倒角1x45° 工序Ⅷ 热处理：淬火 工序Ⅸ 粗磨：外圆Φ50h8 工序Ⅹ 钻孔：Φ5mm，坑配作 工序Ⅺ 铣：Φ27半圆槽，Ra6.3μm 工序Ⅻ 精磨：Φ50h8外圆，Ra0.8μm 工序Ⅷ 探伤检查

3、工艺方案比较与分析 方案一 优点：与方案二相比，工序少，只精车Ф50h8外圆（不磨削），加工成本低。 缺点：Ф50h8外圆的位置精度难保证。 方案二 优点：Ф50h8外圆的尺寸和位置精度容易保证。 缺点：比方案一多一道工序，又磨削Ф50h8外圆，加工成本比方案一稍高。 综合上述两个工艺路线方案的优缺点，制定工艺路线如下：

工序Ⅰ 锻造 工序Ⅱ 热处理：正火处理 工序Ⅲ 车钻：车端面、钻中心定位孔 工序Ⅳ 粗车：Φ50h8外圆 工序Ⅴ 热处理：调质HB255-302 工序Ⅵ 半精车：端面及外圆并倒角2x45°，Ra6.3μm精品 可编辑 工序Ⅶ 钻孔：Φ8.5mm，并倒角1x45° 工序Ⅷ 热处理：淬火 工序Ⅸ 粗磨：外圆Φ50h8 工序Ⅹ 钻孔：Φ5mm，坑配作 工序Ⅺ 铣：Φ27半圆槽，Ra6.3μm 工序Ⅻ 精磨：Φ50h8外圆，Ra0.8μm 工序Ⅹ 探伤检查

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯确定 1、根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： ①工件两端面：粗车余量1.5mm，半精车余量1.0mm ②工件外圆：粗车余量1.0mm，半精车余量1.0mm，粗磨余量0.5mm，精磨余量0.2mm ③Φ8.5mm孔：毛坯为实心，不冲孔，内孔没有精度要求，内孔粗糙度要求Ra12.5μm，直接一次钻孔可以满足要求，工艺尺寸为： 钻孔：48.5mm ④Φ5mm孔： 毛坯为实心，不冲孔，直径偏差为±0.2mm，无公差等级要求，内孔粗糙度为Ra12.5μm，直接一次钻孔可以满足要求，工序尺寸为： 钻孔：Φ5mm ⑤Φ27槽 直径偏差为±0.1mm，无公差等级要求，表面粗糙度为Ra6.3μm，直接一次铣槽，可以满足要求工序尺寸： 铣槽：Φ27mm 2、毛坯选择 ①确定毛坯的类型及制造方法 “摇臂轴”零件材料为42CrMo，硬度HB255-302，生产类型为成批生产。采用锻锤上合模模锻毛坯，3级精度组（成批生产）。 ②确定毛坯形状、尺寸及公差