气门摇杆轴支座工艺规程与镗夹具设计模板.doc

毕业设计（论文）

题 目 摇杆轴支座工艺规程和镗夹具设计

姓 名 李 龙

学 号 30503133

专业班级 机自0501

所在学院 工程分院

指导老师（职称） 刘 桦（教授）

二○○九 年五 月 二十二日

摇杆轴支座工艺规程和镗夹具设计
【摘要】 此次毕业设计课题是摇杆轴支座加工工艺规程和专用镗孔夹具设计，设计中综合应用了工程图学，机械设计，机械制造工程学，机械几何精度设计等相关课程知识。本毕业设计在摇杆轴支座工艺规程设计过程中，具体分析了摇杆轴支座加工工艺，经过工艺方案比较和分析选择得到了符合技术要求工序，形成了机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。本设计进行了镗孔专用夹具设计，叙述了定位方案选择、夹紧方案确实定、夹具体和镗模设计，利用AutoCAD完成了此专用夹具装配图和夹具体零件图。另外，还进行了摇杆轴支座零件和镗夹具关键零件三维造型设计。
【关键词】 零件加工，工艺规程，镗孔，专用夹具，CAD
Design of Process and Boring Fixture of Rocker Shaft Pedestal
【Abstract】 The graduation design task is design of process and boring fixture of rocker shaft pedestal. This design is comprehensively applied the knowledge of correlated curriculum such as engineering graphic, mechanical design, mechanical manufacturing, engineering and mechanical geometry precision design. This graduation design detailed analysis process of rocker shaft pedestal. Process what is in keeping with technical requirements is selection through comparing and analyzing process scheme, to obtain the machinery process card and mechanical processes card. This design designed boring fixture of rocker shaft pedestal, expounds about the positioning scheme selection, determine the clamping schemes. Boring mould design and fixture pedestal design. Use AutoCAD completed the assembly of this special fixture and part drawing of fixture base. In addition, the 3-D modeling designs of the part of the rocker shaft pedestal.
【Key Words】 Parts processing，Process flow，Internal boring，
Dedicated fixture，CAD ,
目录
第1章 绪论 1
1.1制工艺和夹具设计发展概况 1
1.2机制工艺和夹具设计相关技术中国外现实状况 1
1.3选题意义和关键问题 2
1.3.1 选题背景 2
1.3.2选题意义 2
1.3.2关键问题 3
第2章 机械加工工艺和夹具设计概述 4
2.1 机械加工工艺过程中基础概念 4
2.2机械加工工艺规程设计基础准则 4
2.3机床夹具概述 6
2.4　工件在夹具中定位 7
2.5工件在夹具中夹紧 7
第3章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计 9
3.1零件图纸和工艺分析 9
3.1.1零件作用 9
3.1.2零件工艺分析 9
3.2工艺规程定性设计 10
3.2.2生产类型和毛坯制造方法确实定 10
3.2.3定位基准选择 10
3.2.4工艺路线确实定 11
3.3工艺规程定量设计 13
3.3.1机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确实定 13
3.3.2切削余量及基础工时确实定 14
3.4 摇杆轴支座机械加工工艺过程 18
3.4.1摇杆轴支座机械加工工艺过程卡 19
3.4.2摇杆轴支座机械加工工序卡 20
第4章 摇杆轴支座专用镗孔夹具设计 31
4.1镗夹具结构形式和设计关键点。 31
4.1.1镗床夹具经典结构形式 31
4.1.2镗床夹具设计关键点 31
4.2摇杆轴支座专用镗孔夹具总体结构方案 32
4.3定位元件和夹紧装置设计 33
4.3.1 定位元件 33
4.2.2夹紧装置设计 33
4.4镗模和夹具体设计 34
4.5夹具工作能力计算 36
4.6使用操作说明 38
第5章 摇杆轴支座专用镗孔夹具零件三维模 39
5.1应用软件NX4.0介绍 39
5.2 NX4.0结构零件基础路径 40
5.3关键零件三维建模 41
5.3.1定位元件零件 41
5.3.2夹紧机构零件 41
5.3.3镗模零件 42
5.3.4夹具体零件 43
结 论 44
致谢 46

图目录
图3.1摇杆轴支座 9
图4.1 V形块 33
图4.2螺旋夹紧机构 34
图4.3 镗套 35
图4.4 夹具体 36
图5.1 定位机构 40
图5.2 夹紧加板 41
图5.3 镗模（整体） 41
图5.4 镗模（剖视） 41
图5.5 夹具体 42

表目录

表3.1 各表面加工余量 13
表3.2 各工步加工尺寸 14

第1章 绪论
1.1机制工艺和夹具设计发展概况
机械加工工艺是实现产品设计，确保产品质量、节省能源、降低成本关键手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织关键依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提升经济效益技术确保。［3］
夹具是制造系统关键组成部分，不管是传统制造，还是现代制造系统，夹具全部是十分关键。所以，好夹具设计能够提升产品劳动生产率，确保和提升加工精度，降低生产成本等，还能够扩大机床使用范围，从而使产品在确保精度前提下提升效率、降低成本。当今猛烈市场竞争和企业信息化要求,企业对夹具设计及制造提出了更高要求。
1.2机制工艺和夹具设计相关技术中国外现实状况
现代生产要求企业制造产品品种常常更新换代，以适应市场猛烈竞争，尽管国际生产研究协会统计表明中不批，多品种生产工件已占工件种类数85%左右。然而现在，通常企业习惯采取传统专用夹具，在一个含有一定生产能力工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。其次，在多品种生产企业中，约隔4年就要更新80%左右专用夹具，而夹具实际磨损量只有15%左右，尤其最多年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产生产率逐步趋近于大批量生产水平。
总而言之，现代生产对夹具提出了以下新要求：
（1）能快速方便地装备新产品投产以缩短生产准备周期；
（2）能装夹一组相同性特征工件；
（3）适适用于精密加工高精度机床；
（4）适适用于多种现代化制造技术新型技术；
（5）采取液压汞站等为动力源高效夹紧装置，深入提升劳动生产率。［6］
1.3选题意义和关键问题
1.3.1 选题背景
机械制造业是国民经济各部门赖以发展基础，是国民经济关键支柱，是生产力关键组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供多种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包含机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业生产能力和制造水平，关键取决于机械制造装备优异程度.
机床夹具设计是工艺装备设计中一个关键组成部分，是确保产品质量和提升劳动生产率一项关键技术方法。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸收中国外优异技术，制订出合理设计方案，再进行具体设计。而夹具出现可靠地确保加工精度，提升整体工作效率，减轻劳动强度，充足发挥和扩大机床工艺性能。［13］
1.3.2选题意义
本毕业设计选题：气门摇杆轴支座加工工艺规程设计和其夹具设计。属于机械制造工程学范围，既需要理论指导，还必需联络生产实际.工艺设计是生产车间技术人员最常常技术工作。工艺是指产品制造（加工和装配）方法和手段。工艺过程是指按一定次序改变生产对象形状、相对位置和机械性能等，使其成为产品过程。零件加工工艺直接影响零件加工质量、生产效率和生产成本。
就我个人而言经过此次毕业设计，我能够提升自己分析问题、处理问题能力，能够更深入了解书本知识，并能够很好应用到实际工作之中，为以后愈加好地胜任我工作岗位打好基础。

1.3.2关键问题
（一）工艺规程设计中关键问题在于基准选择及加工工艺路线选择。
（1）基准选择
精基准选择：气门摇杆轴支座下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵照基准重合标准，实现V形块大平面定位方法。使得工艺路线又遵照“基准统一”标准，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。
粗基准选择：考虑到以下几点要求，选择零件关键面和关键孔做基准。在确保各加工面全部有加工余量前提下，使关键孔或面加工余量尽可能均匀，另外，还要确保定位夹紧可靠性，装夹方便性，降低辅助时间，所以粗基准为上端面。
（2）制订加工工艺路线
依据各表面加工要求，和多种加工方法能达成经济精度，确定各表面及孔加工方法。因左右两端面均对孔有较高位置要求，故它们加工宜采取工序集中标准，降低装次数，提升加工精度。
（二）夹具设计中关键问题在于夹具设计中结构方案构思
夹具设计关键是绘制所需图样，同时制订相关技术要求。夹具设计是一个相互关联工作，它包含到很广知识面。对初学者而言，估计夹具结构方案构思是一个设计难点。构思结构方案需要：
（1）确定夹具类型；
（2）定位设计，依据六点定位规则确定工件定位方法；
（3）确定工件夹紧方法，选择适宜夹紧装置；
（4）确定刀具对刀导向方案，选择适宜对刀元件或导向元件；
（5）确定夹具总体布局和夹具体结构。［4］
第2章 机械加工工艺和夹具设计概述
2.1 机械加工工艺过程中基础概念
机械产品生产过程是指将原材料转变为成品全部劳动过程。这里所指成品能够是一台机器、一个部件，也能够是某种零件。对于机器制造而言，生产过程包含：
(1)原材料、半成品和成品运输和保留；
(2)生产和技术准备工作，如产品开发和设计、工艺及工艺装备设计和制造、多种生产资料准备和生产组织；
(3)毛坯制造和处理；
(4)零件机械加工、热处理及其它表面处理；
(5)部件或产品装配、检验、调试、油漆和包装等。
由上可知，机械产品生产过程是相当复杂。它经过整个路线称为工艺路线。
工艺过程是指改变生产对象形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为半成品或成品过程。它是生产过程一部分。工艺过程可分为毛坯制造、机械加工、热处理和装配等工艺过程。
机械加工工艺过程是指用机械加工方法直接改变毛坯形状、尺寸和表面质量，使之成为零件或部件那部分生产过程，它包含机械加工工艺过程和机器装配工艺过程。本设计所称工艺过程均指机械加工工艺过程，以下简称为工艺过程。［17］
2.2机械加工工艺规程设计基础准则
工件是个几何形体，它由部分几何元素（如点、线、面）所组成。工件上任何一个点、线、面位置总是要用它和另外部分点、线、面相互关系（如尺寸距离、平行度、垂直度、同轴度等）来确定。称将用来确定加工对象上几何要素间几何关系所依据那些点、线、面为基准。在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采取基准，称为定位基准。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工表面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。粗基准考虑关键是怎样确保各加工表面有足够余量，而精基准考虑关键是怎样降低误差。粗基准和精基准全部有本身选择标准:
（一）粗基准选择标准有：
(1)余量均匀标准
(2)相互位置标准
(3)余量足够标准
(4)选做粗基准表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺点，方便可靠定位。
(5)粗基准只能使用一次，反复使用位置误差大。
（二）精基准选择标准有：
(1)基准重合标准：定位基准和设计基准重合
(2)基准统一标准：当工件以某一组精基准定位能够较方便加工其它表面时，尽可能在多数工序中采取此组精基准定位。（选作统一基准表面，应面积大、精度高，孔和其它距离较大多个面组合。）如：箱体零件以一面两孔定位、轴用两个顶尖孔定位、圆盘类零件用其端面和内孔定位。
(3)自为基准标准：在精加工或光整加工时，要求余量小而均匀时，选择加工表面本身为基准。
(4)互为基准标准：为了取得均匀加工余量或较高位置精度用。（齿轮加工，淬火后，先以齿面为基准磨内孔、再以孔为基准磨齿面。
选择好定位基准后，确定工艺路线是制订工艺规程关键一步，它不仅影响零件加工质量和效率，而且影响设备投资、生产成本、甚至工人劳动强度。确定工艺路线时， 通常应遵照以下标准：
（1） 先基准面后其它：应首先安排被选作精基准表面加工，再以加工出精基准为定位基准，安排其它表面加工。该标准还有另外一层意思，是指精加工前应先修一下精基准。比如，精度要求高轴类零件，第一道加工工序就是以外圆面为粗基准加工两端面及顶尖孔，再以顶尖孔定位完成各表面粗加工；精加工开始前首先要修整顶尖孔，以提升轴在精加工时定位精度，然后再安排各外圆面精加工。
（2）先粗后精：这是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。
（3）先主后次：关键表面通常指零件上设计基准面和关键工作面。这些表面是决定零件质量关键原因，对其进行加工是工艺过程关键内容，所以在确定加工次序时，要首先考虑加工关键表面工序安排，以确保关键表面加工精度。在安排好关键表面加工次序后，常常从加工方便和经济角度出发，安排次要表面加工。比如，图5.5所表示车床主轴箱体工艺路线，在加工作为定位基准工艺孔时，能够同时方便地加工出箱体顶面上全部紧固孔，故将这些紧固孔安排在加工工艺孔工序中进行加工。另外，次要表面和关键表面之间往往有相互位置要求，常常要求在关键表面加工后，以关键表面定位进行加工。
（4）先面后孔：这关键是指箱体和支架类零件加工而言。通常这类零件上现有平面，又有孔或孔系，这时应先将平面（通常是装配基准）加工出来，再以平面为基准加工孔或孔系。另外，在毛坯面上钻孔或镗孔，轻易使钻头引偏或打刀。此时也应先加工面，再加工孔，以避免上述情况发生。
2.3机床夹具概述
机床夹具是在金属切削机床上装夹工件所使用辅助工艺装备，它能够正确确实定工件和刀具相对位置，实现对工件正确定位和夹紧在现代生产中，机床夹具是一个不可缺乏工艺装备，它直接影响着工件加工精度、劳动生产率和产品制造成本等，故机床夹具设计在企业产品设计和制造和生产技术准备中占有极其关键地位。其作用有：
（1）缩短辅助时间，提升劳动生产率；
（2）易于确保加工精度，并使加工精度稳定；
（3）扩大机床工艺范围，实现一机多能；
(4) 降低对工人技术要求和减轻工人劳动强度。
2.4　工件在夹具中定位
工件定位：指工件在机床或夹具中取得一个正确加工位置过程。定位目标是使工件在夹具中相对于机床、刀具占有确定正确位置，而且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中加工位置一致性好。
在机械加工中，经过用一定规律分布六个支承点来限制工件六个自由度，使工件在机床或夹具中位置完全确定，称为工件“六点定位原理。即工件在空间含有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向移动自由度和绕这三个坐标轴转动自由度 。所以，要完全确定工件位置，就必需消除这六个自由度，通常见六个支承点（即定位元件）来限制工件六个自由度，其中每一个支承点限制对应一个自由度。
工件定位表面有多种形式，如平面、外圆、内孔等，对于这些表面，总是采取一定结构定位元件。常见定位方法有以下多个：
（1）工件以平面定位：在机械加工中，利用工件上一个或多个平面作为定位基面来定位工件方法，称为平面定位。 定位元件有固定支承、可调支承和自位支承。
（2）工件以圆孔定位： 有些工件，如套筒、法兰盘、拨叉等以孔作为定位基准，此时采取定位元件有定位销、定位心轴等。
（3）工件以外圆柱面定位：工件以外圆柱面定位在生产中是常见，如轴套类零件等。常见定位元件有V形块、定位套、半圆定位座。
（4）工件以组合表面定位：实际加工过程中，工件往往是以多个表面同时定位，称为“组合表面定位”。［10］
2.5工件在夹具中夹紧
（一）夹紧装置组成
机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力、重力、惯性力等作用，在这些外力作用下，为了使工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定加工位置，而不致发生振动或位移，确保加工质量和生产安全，通常夹具结构中全部必需设置夹紧装置将工件可靠夹牢。夹紧关键由以下三部分组成：
（1）力源装置 所产生力称为原始力，如气动、液动、电动等。
（2）中间传力机构 介于力源和夹紧元件之间传输力机构，在传输力过程中，它能够改变作用力方向和大小，起增力作用；还能使夹紧实现自锁，确保力源提供原始力消失后，仍能可靠地夹紧工件，这对手动夹紧尤为关键
（3）夹紧元件 夹紧装置最终实施件，和工件直接接触完成夹紧作用。
（二）夹紧装置基础
要求夹紧装置具体组成并非一成不变，须依据工件加工要求、安装方法和生产规模等条件来确定。但不管其组成怎样，全部必需满足以下基础要求：
（1）夹紧时应保持工件定位后所占据正确位置。
（2）夹紧力大小要合适。夹紧机构既要确保工件在加工过程中不产生松动或振动。同时，又不得产生过大夹紧变形和表面损伤。
（3）夹紧机构自动化程度和复杂程度应和工件生产规模相适应，并有良好结构工艺性，尽可能采取标准化元件。
（4）夹紧动作要快速、可靠，且操作要方便、省力、安全。［17］
（三）常见夹紧机构
夹具中常见夹紧装置有楔块,螺旋,偏心轮等,它们全部是依据斜面夹紧原理而夹紧工件。
（1）楔块夹紧装置是最基础夹紧装置形式之一,其它夹紧装置均是它变形。它关键用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。楔块夹紧装置含有自锁性 ，斜楔能改变夹紧作用力方向，不过其夹紧行程小，效率低，适用范围于机动夹紧装置中
（2）螺旋夹紧装置结构简单,制造轻易,夹紧可靠不过夹紧动作慢,效率低，适适用于手动夹紧装置。
（3）偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装一个变形. 偏心夹紧和螺旋夹紧相比,夹紧行程小,夹紧力小,自锁能力差,但夹紧快速,结构紧凑,所以常见和切削力不大,振动较小场所,常和其它夹紧元件联合使用。
（4）定心夹紧结构是一个利用定位夹紧元件等速移动或弹性变形来确保工件正确定心或对中装置.使工件定位和夹紧过程同时完成,而定位元件和夹紧元件合二为一。［17］
第3章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计
3.1零件图纸和工艺分析
3.1.1零件作用
气门摇杆轴支座是柴油机一个关键零件。是柴油机摇杆座结合部孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座经过两个孔用M12螺杆和汽缸盖相连，3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。其零件图以下图：

图3.1 摇杆轴支座
3.1.2零件工艺分析
由图3.1得悉，其材料为HT200。该材料含有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适适用于承受较大应力，要求耐磨零件。 该零件上关键加工面为上端面，下端面，左右端面，2-孔和和3mm轴向槽加工孔尺寸精度和下端面0.05平面度和左右两端面孔尺寸精度，直接影响到进气孔和排气门传动精度及密封，2—孔尺寸精度，以上下两端面平行度0.055。所以，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最终加工孔时以下端面为定位基准，以确保孔轴相对下端面位置精度。由参考文件（1）中相关孔加工经济精度机床能达成位置精度可知上述要求能够达成零件结构工艺性也是可行。
3.2工艺规程定性设计
3.2.2生产类型和毛坯制造方法确实定
依据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件生产纲领为1000件/年，经过计算，该零件质量约为3Kg，由<<机械加工工艺手册>>表1—4、表1—3可知，其生产类型为成批生产，毛坯铸造方法选择砂型机器造型。另外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。由<<机械加工工艺手册>>2—12可知该种铸造公差等级为CT10~11，MA-H级。
3.2.3定位基准选择
精基准选择：气门摇杆轴支座下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵照基准重合标准。孔及左右两端面全部采取底面做基准，这使得工艺路线又遵照“基准统一”标准，下端面面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。
粗基准选择：选择零件关键面和关键孔做基准。在确保各加工面全部有加工余量前提下，使关键孔或面加工余量尽可能均匀，另外，还要确保定位夹紧可靠性，装夹方便性，降低辅助时间，所以粗基准为上端面。
3.2.4工艺路线确实定
依据各表面加工要求，和多种加工方法能达成经济精度，确定各表面及孔加工方法以下：
上下端面：粗铣—精铣
左右端面：粗铣—精铣
端面：粗铣—精铣
2-孔：钻孔
3mm 轴向槽—精铣
孔：钻孔—粗镗—精镗
因左右两端面均对孔有较高位置要求，故它们加工宜采取工序集中标准，降低装次数，提升加工精度。依据先面后孔标准，将上端面下端面粗铣放在前面，左右端面上孔放后面加工。初步拟订以下两个加工路线方案
加工路线方案（一）
工序号
工序内容
05#
铸造
10#
时效
15#
涂漆
25#
车上端面
30#
铣下端面
35#
钻两通孔
40#
铣左右端面
45#
钻通孔
50#
镗孔
55#
轴向槽
60#
铣检验
65#
入库

（二）以V形块定位加工路线方案
工序号
工序内容
05#
铸造
10#
时效
15#
涂漆
25#
粗铣下端面
30#
粗铣上端面
35#
粗铣左右端面
45#
钻两通孔
50#
精铣下端面
55#
精铣上端面
60#
精铣左右端面
65#
钻孔
65#
镗孔
70#
铣轴向槽
75#
入库

上述两个方案遵照了工艺路线拟订通常标准，但一些工序还有部分问题还值得深入讨论。
车上端面，因工件和夹具尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难；又由上端面不是连续圆环面，车削中出现断续切削轻易引发工艺系统震动，故应该选择铣削加工。
因为在零件图纸中要求左右端面跳动度为0.06，所以需要同时铣削左右端面，确保两端平行度。
工序30#应在工序25#前完成，使上端面在加工后有较多时间进行自然时效，降低受力变形和受热变形对2—Ø13通孔加工精度影响。总而言之选择方案二。
最终确定工件加工工序以下：

序号
工序内容
定位基准
05#
铸造

10#
时效

15#
涂漆

20#
粗铣下端面
上端面（3）+左右端（3）
25#
粗铣上端面
下端面（3）+左右端（3）
30#
粗左右端面（同时，不准调头）
下端面(3)+ 外圆柱面
35#
钻两通孔¢13
下端面(3)+ 外圆柱面
40#
精铣下端面
上端面（3）+左右端（3）
45#
精铣上端面
下端面（3）+左右端（3）
50#
精铣左右端面（同时，不准调头）
下端面(3)+ 外圆柱面
55#
钻通孔Ø18
下端面(3)+ 外圆柱面
60#
镗孔到Ø20
下端面(3)+ 外圆柱面
65#
粗-精铣轴向槽
下端面(3)+ 外圆柱面
70#
入库

3.3工艺规程定量设计
3.3.1机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确实定
因工件生产类型为成批生产，毛铸造方法选择砂型机器造型。依据<<机械加工工艺手册>>表2.3-12确定各表面加工余量以下表所表示：
表3.1 各表面加工余量
加工表面
基础尺寸
加工余量等级
加工余量数值
说明
上端面
48
H
4
单侧加工
下端面
50
H
3
单侧加工
左端面
35
H
3
单侧加工
右端面
35
H
3
单侧加工

3.3.2切削余量及基础工时确实定
（一） 机械加工余量确定
依据文件（1）可知计算底面加工余量公式以下。

式中 ： e ——余量值；
——铸件最大尺寸；
——加工表面最大尺寸；
C ——系数
依据<<机械加工工艺手册>>表3-12查表得出各个加工面得加工余量。
经查<<机械加工工艺手册>>表3—12可得，铣削上端面加工余量为4，又由零件对上顶端表面表面精度RA=12.5可知，粗铣铣削余量为4。底面铣削余量为3，粗铣铣削余量为2，铣余量1，精铣后公差登记为IT7～IT8。左右端面铣削余量为3，粗铣铣削余量为2，精铣余量1，精铣后公差登记为IT7～ＩＴ８，依据<<机械加工工艺手册>>表3—12确定余量2。工序40粗镗ø18工序。粗镗余量表3-83取粗镗为1.8，粗镗切削余量为0.2,铰孔后尺寸为20H8,各工步余量和工序尺寸公差列于下表
表3.2 各工步加工尺寸
加工表面
加工方法
余量
公差等级
工序尺寸及公差

粗镗

___

精镗

（二）确定切削用量及基础工
工序20#：粗铣下端面
(1)加工条件
工件材料：HT200,=170~240MPa，铸造;工件尺寸：=13，l=36;
加工要求：粗铣上端面加工余量4
机床：X51立式铣床；刀具：立铣刀。
铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故依据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1，取刀具直径d0=80。依据《切削用量手册后》表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝16，副后角α0’=8°，刃倾角：λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。
(2)切削用量
1）确定切削深度ap
依据手册等，选择ap=1.15，两次走刀即可完成。
2）确定每齿进给量fz
因为本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采取不对称端机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）选择： fz=83.9mm/min。
3）确定刀具寿命及磨钝标准
依据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；因为铣刀直d0=80，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。
4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf
依据《切削手册》表3.16，当d0=80，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。 切削速度计算公式为：

其中 ，，，，，，，，，，，，
将以上数据代入公式：

确定机床主轴转速： 。
依据《简明手册》表4.2-36，选择,所以，实际进给量和每分钟进给量为：
=

5)校验机床功率
依据《切削手册》表3.24，近似为,依据机床使用说明书，主轴许可功率。
故校验合格。最终确定:
6)计算基础工时
，
查《切削手册》表3. 26，入切量及超切量为：则：

工序25#
粗铣上端面： 刀具，机床和上到工序相同，得出
,

工序30#
粗铣左右端面：同时粗铣左右端面，圆盘铣刀一次加工完成不准调头
计算切削用量： =2
由 《机械加工工艺手册》表15.53可知：

由《切削用量手册》表9.4-8可知：

各系数为

所以有

取
所以实际切削速度：
确定主轴转速：

切削工时：
工序35#
钻孔
查《机械制造工艺设计手册》表3-38，取
查《机械制造工艺设计手册》表3-42，取

查表《机械制造工艺设计简明手册》4.2-15，机床为Z525，选择转速

实际切削速度：
v==
切削工时带入公式：
工序40# 精铣下端面和工序5#相同。
工序45# 精铣上端面和工序10#相同.
工序50# 精铣左右端面和工序15#相同
工序55#
钻通孔Ø18，工序步骤和工序20#相同，代入数据得出结果:
,

工序60#
镗孔到Ø20
因精镗和粗镗定位下底面和V型块，精镗后工序尺寸为20.02±0.08，和下底面位置精度为0.05,和左右端面位置精度为0.06, 且定位夹、紧时基准重合，故不需确保。0.06跳动公差由机床确保。
粗镗孔时因余量为1.9,故,
查《机械制造工艺设计手册》2-8

取进给量为

故实际切削速度为：
此时作台每分钟进给量应为：

计算切削基础工时：

工序65#
铣槽：
加工条件：机床：x6132卧式铣.床.
刀具：直齿三面刃铣刀其中 ,
计算切削用量：
由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-55可知：

确定主轴转速：
切削工时：
3.4 摇杆轴支座机械加工工艺过程

3.4.1摇杆轴支座机械加工工艺过程卡

3.4.2摇杆轴支座机械加工工序卡

第4章 摇杆轴支座专用镗孔夹具设计
4.1镗夹具结构形式和设计关键点。
4.1.1镗床夹具经典结构形式
镗床夹具又称为镗模，关键用于加工箱体或支座类零件上精密孔和孔系。关键由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必需定位和夹紧装置组成。镗床夹具种类按导向支架部署形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模.
（1）前后双支承镗模；
（2）无支承镗床夹具。
4.1.2镗床夹具设计关键点
(1) 导引方法及导向支架
镗杆引导方法分为单、双支承引导。
单支承时，镗杆和机床主轴采取刚性连接，主轴回转精度影响镗孔精度，故适于小孔和短孔加工。
双支承时，镗杆和机床主轴采取浮动联接。所镗孔位置精度取决于模两导向孔位置精度，而和机床主轴精度无关。
镗模导向支架关键用来安装镗套和承受切削力。因要求其有足够刚性及稳定性，故在结构上通常应有较大安装基面和必需加强筋；而且支架上不许可安装夹紧机构来承受夹紧反力，以免支架变形而破坏精度。
(2) 镗套
镗套结构形式和精度直接影响被加工孔精度。常见镗套有：
①固定式镗套 固定式镗套外形尺寸小，结构简单，导向精度高，但镗杆在镗套内一边回转，一边作轴向移动，镗套易磨损，故只适适用于低速镗孔。
②回转式镗套 随镗杆一起转动，和镗杆之间只有相对移动而无相对转动镗套。这种镗套大大降低了磨损，也不会因摩擦发烧而“卡死”。所以，它适合于高速镗孔。
(3) 镗杆和浮动接头
镗杆是镗模中一个关键部分。镗杆直径d及长度关键是依据所镗孔直径D及刀具截面尺寸B×B来确定。镗杆直径d应尽可能大，其双导引部分L/d≤10为宜；而悬伸部分L/d≤4～5，以使其有足够刚度来确保加工精度。用于固定镗套镗杆引进结构有整体式和镶条式两种。 当双支承镗模镗孔时，镗杆和机床主轴经过浮动接头而浮动连接。
4.2摇杆轴支座专用镗孔夹具总体结构方案
该孔设计基准为下端面，故以下端平面做定位基准，实现“基准重合”标准；另加两Ｖ形块以前后两方向实现对R10外圆柱面进行夹紧，从对工件结构形状分析， 若工件以下端面朝下放置在支承板上，定位夹紧就比较稳定，可靠，也轻易实现。工件以下端面在夹具上定位，限制了三个自由度，其它三个自由度也必需限制。用哪种方案合理呢？
方案1　在2-孔内插入一现边销限制一个移动自由度，再以两孔另一个孔内侧面用两个支承钉限制一个移动自由度和一个转动自由度。这种定位方案从定位原理上分析是合理，夹具结构也简单。但因为孔和其内侧面均不要求其精密度，又因结构原因，夹紧力不宜施加在这么定位元件上，故工件定位面和定位元件之间很可能会接触不好，使定位不稳定。这个方案不宜采取。
方案2　用两个Ｖ形块夹紧前后两外圆柱面，用两铰链压板压在工件下端，这么就限制了两个移动自由度和一个转动自由度，这种方案定位可靠，可实现完全定位。
4.3定位元件和夹紧装置设计
4.3.1 定位元件
定位元件是用来确定工件正确位置元件。被加工工件定位基面和夹具定位元件直接接触或相配合。工件定位方法不一样，夹具定位元件结构形式也不一样，V形块定位，工件定位基准一直在V型块两定位面对称中心平面内，对中性好，能使工件定位基准轴线在V形块两斜面对称平面上，而不受定位基准直径误差影响，其次V形块定位安装方便。本设计中采取两个Ｖ形块（图4.1）夹紧前后两外圆柱面，用压板压在工件下端，这么就限制了两个移动自由度和一个转动自由度。其次设计中，采取了定位块确保工件在加工时，螺杆和工件不会偏移。

1-v形块 2-支座
图4.1 v形块
4.2.2夹紧装置设计
夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置装置。本设计采取夹紧装置是一对螺旋压板夹紧机构。螺旋夹紧机构含有结构简单、制造轻易、自锁性能好、夹紧可靠，是手动夹紧中常见一个夹紧机构 。其结构图4.2所表示

1-螺杆 2 圆销柱 3-大头螺栓
图4.2 螺旋夹紧机构
4.4镗模和夹具体设计
(1)镗模设计
①镗套
本设计镗套采取轴承外滚式镗套，作用：回转精度低，不过刚性好，适适宜合转速高粗加工和精加工。其和镗杆配合关键采取H7/h6/h5。精加工时，镗套内孔圆度公差取被加工孔圆度公差1/6或1/5。镗套内外圆同轴度通常小于0.005～0.01。图4.3所表示，滚动轴承外滚式回转镗套，镗套2支承在两个滚动轴承上，轴承安装在镗模