长 沙 学 院
CHANGSHA UNIVERSITY
课程设计资料
气门摇臂轴支座夹具设计
长沙学院教务处
二〇一三年七月
摘 要
本次毕业设计课题是气门摇杆轴支座加工工艺规程与专用钻孔夹具设计，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。本毕业设计在气门摇杆轴支座工艺规程设计过程中，详细的分析了摇臂轴支座的加工工艺，通过工艺方案的比较与分析选择得到了符合技术要求的工序，形成了机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。本设计进行了钻孔专用夹具的设计，阐述了定位方案的选择、夹紧方案的确定、夹具体的设计，运用AutoCAD 完成了此专用夹具的装配图和夹具体的零件图。此外，还进行了气门摇臂轴支座零件的和钻孔夹具主要零件三维造型设计。
关键词：专用夹具，工艺规程，钻孔，零件加工，CAD
ABSTRACT
The graduation design topic is the valve rocker arm shaft bearing processing procedures and special drilling jig design, design of the integrated application of the engineering graphics, mechanical design, mechanical manufacturing engineering, and related courses such as geometrical accuracy of the mechanical design knowledge. This graduation design in the valve rocker arm shaft bearing procedure during the process of design, the detailed analysis of the rocker arm shaft bearings processing technology, through the selection of process scheme comparison and analysis has been meet the requirements of the technical process, the formation of the machining process and machining process. This design has carried on the special drilling fixture design, expounds the positioning scheme, the scheme determination of clamping, specific design, using AutoCAD completed the assembly drawings for the special fixture and specific part drawing. In addition, the valve rocker arm shaft bearing parts of three-dimensional modeling design and drilling jig main parts.
Keyword: Special fixture, process planning, drilling, parts processing, CAD
目 录
摘 要 .................................................................................................................. II ABSTRACT ........................................................................................................ III (空一行) .............................................................................. 错误！未定义书签。
第1章 ×××× . ................................................................... 错误！未定义书签。
1.1 ×××××× . ......................................................................................................................... 1
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第1章 绪论
1.1 本设计的内容和意义
本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后而进行。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件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。其目的在于：
(1）巩固我们在大学里所学的知识，也是对以前所学知识的综合性的检验；
(2) 加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料；
(3) 树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养我们的实际工作能力；
(4) 通过对气门摇臂轴支座的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性的训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。
(5) 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效，省力，经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。
(6) 通过零件图，装配图绘制，使我们对于AutoCAD 绘图软件的使用能得到进一步的提高。
本次设计的主要内容为：首先运用AutoCAD 软件绘制气门摇臂轴支座的二维零件图，然后根据图纸的技术要求等确定生产类型，经分析本次设计的零件年产量为10000件，属大批量生产。其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，气门摇臂轴支座的材料为HT200，拟采用以铸造的形式进行毛坯的制造，并确定零件的机械加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析。最后，对某道加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。
1
第2章 气门摇臂轴支座的机械加工工艺规程设计
2.1. 零件的工艺分析及生产类型的确定
2.1.1零件的作用
本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm 的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm 的孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm ，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑的作用，直径11的孔用M10的螺杆与汽缸盖相连，直径3的孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。如图2.1
2
图2.1 气门摇臂轴支座零件图
2.1.2 零件的工艺分析
通过对气门摇臂轴支座零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差以及技术要求齐全。通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述：
零件的材料为HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：
（1）Φ22外圆的上端面以及与此孔相通的Φ11通孔，粗糙度均为12.5；
（2） 36mm下端面，根据零件的总体加工特性，36mm 为整个机械加工过程中主要的基准面，粗糙度为6.3，因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来；
3
（3）Φ28外圆的前后端面，粗糙度为6.3；前后端面倒 1×45°的角；以及Φ18的通孔，在这里由于Φ18通孔所要求的精度较高，因此该孔的的加工是一个难点，其所要求的表面粗糙度为1.6，且该孔的轴线与36mm 下端面的平行度为0.05，且该孔的轴线圆跳动公差为0.1需要选择适当的加工方法来达到此孔加工的技术要求。
（4）Φ26的前后端面，粗糙度为12.5；前后端面倒1×45°的角，粗糙度为12.5；以及Φ16的通孔，Φ16的通孔同样也是本零件加工一个比较重要的部分，观察零件图就可以知道，Φ16的孔要求的表面粗糙度和位置精度和Φ18 的通孔一样都是比较高的， 的通孔表面粗糙度为1.6。
通过上面零件的分析可知，Φ22上端面的表面粗糙度要求都不是很高，36mm 下端面粗糙度相对而言高一点，因此Φ22 上端面不需要精加工来达到要求而36mm 下端面需要精加工，而且这两个面也是整个加工工程中主要的定位基准面，因此可以粗加工或者半精加工出这两个面而达到精度要求，再以此作为基准采用专用夹具来对其他表面进行加工，并且能够更好的保证其他表面的位置精度要求，还要一点很重要就是Φ18 应该比较先的加工出来，他是重要的定位基准，我们可以先粗加工出面，接下来钻出Φ18 ，然后后面的工序以此为基准。总的看来，该零件并没有复杂的加工曲面，属于较为简单的零件，所以根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证，简单的工艺路线安排如下：将零件定位夹紧，加工出36mm 下端面以及Φ22上端面，然后再以这先加工出来的几个表面为基准定位，加工出Φ28和Φ26 的外圆端面，并钻出及Φ16 ，再主要以此为基准钻Φ11 和Φ16 ，翻转零件，深孔加工出Φ13的斜油孔。然后再主要以底面和及Φ18 为主要基准进行精加工。
2.1.3 确定零件的生产类型
零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型由着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N 可按下式计算：
N=Qm(1+a％)(1+b％)
式中 N---零件的生产纲领
Q----产品的年产量（台、辆/年）
m---每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）
a％---备品率，一般取2％-4％
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b ％---废品率，一般取0.3％-0.7％
根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型。
根据本零件的设计要求，Q=10000台，m=1件/台，分别取备品率和废品率3%和0.5%，将数据代入生产纲领计算公式得出N=10351件/年，零件质量为0.27kg ，
根据参考文献[3]表1-3，表1-4可知该零件为轻型零件，本设计零件气门摇臂轴支座的的生产类型为大批量生产。
2.2 选择毛坯种类，绘制毛坯图
2.2.1 选择毛坯种类
机械加工中毛坯的种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。
（1）材料的工艺性能
材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造；但由于可锻性能，可焊接性能好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。
（2）毛坯的尺寸、形状和精度要求
毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。
（3）零件的生产纲领
选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造。
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根据上述内容的几个方面来分析本零件，零件材料为HT200，首先分析灰铸铁材料的性能，灰铸铁是一种脆性较高，硬度较低的材料，因此其铸造性能好，切削加工性能优越，故本零件毛坯可选择铸造的方法；其次，观察零件图知，本设计零件尺寸并不大，而且其形状也不复杂，属于简单零件，除了几个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获得，若要使其他不进行加工的表面达到较为理想的表面精度，可选择砂型铸造方法；再者，前面已经确定零件的生产类型为大批量生产，可选择砂型铸造机器造型的铸造方法，较大的生产批量可以分散单件的铸造费用。因此，综上所述，本零件的毛坯种类以砂型铸造机器造型的方法获得。
2.2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量
根据零件图计算零件的轮廓尺寸为长83mm ，宽37mm ，高62mm 。
查阅参考文献[3]表2-1 按铸造方法为砂型铸造机器造型，零件材料为灰铸铁，查得铸件公差等级为CT8-CT12，取铸件公差等级为CT10。
再根据毛坯铸件基本尺寸查阅参考文献[3]表2-3 ，按前面已经确定的铸件公差等级CT10差得相应的铸件尺寸公差。
查阅参考文献[3]表2-5 按铸造方法为砂型铸造机器造型，材料为灰铸铁，查得铸件所要求的机械加工余量等级为E-G, 将要求的机械加工余量等级确定为G ，再根据铸件的最大轮廓尺寸查阅参考文献[13]表2.2-4 要求的铸件机械加工余量。
由于所查得的机械加工余量适用于机械加工表面Ra>=1.6um，Ra=1.6um，因此一般情况下这些表面的毛坯尺寸只需将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经过粗加工和半精加工，因此余量将要放大，这里为了机械加工过程的方便，除了孔以外的加工表面，将总的加工余量统一为一个值。如下表：
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表2.1 毛坯尺寸及机械加工总余量表
2.2.3 设计毛坯图
（1） 确定铸造斜度 根据参考文献[13]表2.2-6 本零件毛坯砂型铸造斜度为3~5°。 （2） 确定分型面 由于毛坯形状对称，且最大截面在中间截面，为了起模以及便于发现上下模在铸造过程中的错移，所以选择前后对称中截面为分型面。
（3） 毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后进行机械加工前应当做时效处理。
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2.2.4 绘制毛坯图
图2.2 气门摇臂轴支座毛坯图
2.3 选择加工方法，制定工艺路线
2.3.1 定位基准的选择
定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目，各表面加工顺序，夹具结构及零件的精度。
定位基准分为粗基准和精基准，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准，使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时，先进行精基准的选择，保证各加工表面按图纸加工出来，再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。 （1）粗基准的选择原则
为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面为粗基准。若工
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件上有很多歌不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求较高的表面为粗基准。
为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。
应尽量选光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。
粗基准一般只在头道工序中使用一次，应精良避免重复使用。 （2）精基准的选择原则
“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重 合引起的定位误差。
“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表 的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。
“自为基准“原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选 加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。
“互为基准“原则 当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时 可采用“互为基准”方法，反复加工。
所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。
根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，根据气门摇臂轴支座零件图，本零件时带有孔的形状比较简单的零件，孔 Φ18、孔Φ16 以及孔Φ11 均为零件设计基准，均可选为定位基准，而且孔Φ18 和孔Φ16设计精度较高（亦是装配基准和测量基准），工序将安排这两个孔在后进行，为遵循“基准重合”原则，因此选择先进行加工的Φ28孔和加工后的36mm 下底面作为精基准，在该零件需要加工的表面中，由于外圆面上有分型面，表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，应选Φ28外圆端面及未加工的36mm 下端面为粗基准。
2.3.2 零件的表面加工方法的选择
根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求，查参考文献[13]表1.4-7，表1.4-8，通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较，最后确定本零件各加工表面的加工方法如下表：
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表2.2 气门摇臂轴支座各加工表面方案
2.3.3加工阶段的划分
本零件气门摇臂轴支座加工质量要求较高，可将加工阶段分为粗加工，半精加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准备好，也就是先将36mm 下端面和Φ18通孔加工出来，使后续的工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣粗基准Φ22 上端面、Φ28 外圆前后端面、Φ26 外圆前后端面，在半精加工阶段，
+0.027+0.11
φ18φ280完成对外圆前后端面的半精铣，钻→扩→铰→精铰出通孔和φ160通孔，
并钻出φ3偏10内孔。
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2.3.4工序的集中与分散
本零件采用工序集中原则安排零件的加工工序。本零件气门摇臂轴支座的生产类型为大批量生产，可以采用各种机床配以专用工具、夹具、以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 2.3.5工序顺序的安排 1. 机械加工顺序
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工36mm 下端面以及φ28通孔。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
+0.11
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面φ28和φ26外圆前后端面，φ160通孔，0+0.027
通孔，后加工次要表面φ3偏10内孔。 φ180
（4）遵循“先面后孔”原则，先加工36mm 下端面，φ22上端面，后加工φ11通孔；先加工φ28
+0.11+0.027
和φ26外圆前后端面，后加工φ160通孔，φ180通孔。
2．热处理工序
机械加工前对铸件毛坯进行时效处理，时效处理硬度HBS187-220, 时效处理的主要目的是消除铸件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，这样可以提高毛坯进行加工的切削性能。 3. 辅助工序
毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验，然后再进行机械加工，在对本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、终检工序。
2.3.6 确定工艺路线
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在综合考虑上述工序的顺序安排原则基础上，确定了该气门摇臂轴支座零件的工艺路线有如下两种： 第一种：
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第二种：
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最后进行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大批量生产的条件下，可以考虑尽量采用专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。上述三个工艺方案尽管看上去大体相同，但具体加工时各有所长，各有所短，现具体分析如下：方案一和方案二工序比较多，但能很好的达到工艺要求，方案一是以面定位加孔，而方案二恰好相反，是先孔后面，看似不符合线面后空原则，但是其实是合理的。因为孔的要求精度比较高，以孔定位加工其他的孔面符合基准先行原则。粗基准很难保证各孔之间的相对位置，所以用精加工用下端面和孔定位为主。二个方案都区分了先粗后精原则。在实际加工过程中，应避免工件不断的转移，因此，采用钻和铣的那部分安排在一起，但粗精加工要分开进行，另外在零件加工完后，应该安排去毛刺的工序。其余各工序都安排的比较合理。综合以上二个工艺方案的优缺
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摘 要
本次毕业设计课题是气门摇杆轴支座加工工艺规程与专用钻孔夹具设计，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。本毕业设计在气门摇杆轴支座工艺规程设计过程中，详细的分析了摇臂轴支座的加工工艺，通过工艺方案的比较与分析选择得到了符合技术要求的工序，形成了机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。本设计进行了钻孔专用夹具的设计，阐述了定位方案的选择、夹紧方案的确定、夹具体的设计，运用AutoCAD 完成了此专用夹具的装配图和夹具体的零件图。此外，还进行了气门摇臂轴支座零件的和钻孔夹具主要零件三维造型设计。
关键词：专用夹具，工艺规程，钻孔，零件加工，CAD
ABSTRACT
The graduation design topic is the valve rocker arm shaft bearing processing procedures and special drilling jig design, design of the integrated application of the engineering graphics, mechanical design, mechanical manufacturing engineering, and related courses such as geometrical accuracy of the mechanical design knowledge. This graduation design in the valve rocker arm shaft bearing procedure during the process of design, the detailed analysis of the rocker arm shaft bearings processing technology, through the selection of process scheme comparison and analysis has been meet the requirements of the technical process, the formation of the machining process and machining process. This design has carried on the special drilling fixture design, expounds the positioning scheme, the scheme determination of clamping, specific design, using AutoCAD completed the assembly drawings for the special fixture and specific part drawing. In addition, the valve rocker arm shaft bearing parts of three-dimensional modeling design and drilling jig main parts.
Keyword: Special fixture, process planning, drilling, parts processing, CAD
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第1章 绪论
1.1 本设计的内容和意义
本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后而进行。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件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。其目的在于：
(1）巩固我们在大学里所学的知识，也是对以前所学知识的综合性的检验；
(2) 加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料；
(3) 树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养我们的实际工作能力；
(4) 通过对气门摇臂轴支座的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性的训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。
(5) 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效，省力，经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。
(6) 通过零件图，装配图绘制，使我们对于AutoCAD 绘图软件的使用能得到进一步的提高。
本次设计的主要内容为：首先运用AutoCAD 软件绘制气门摇臂轴支座的二维零件图，然后根据图纸的技术要求等确定生产类型，经分析本次设计的零件年产量为10000件，属大批量生产。其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，气门摇臂轴支座的材料为HT200，拟采用以铸造的形式进行毛坯的制造，并确定零件的机械加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析。最后，对某道加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。
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第2章 气门摇臂轴支座的机械加工工艺规程设计
2.1. 零件的工艺分析及生产类型的确定
2.1.1零件的作用
本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm 的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm 的孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm ，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴相配合工作，起到支撑的作用，直径11的孔用M10的螺杆与汽缸盖相连，直径3的孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。如图2.1
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图2.1 气门摇臂轴支座零件图
2.1.2 零件的工艺分析
通过对气门摇臂轴支座零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差以及技术要求齐全。通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述：
零件的材料为HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：
（1）Φ22外圆的上端面以及与此孔相通的Φ11通孔，粗糙度均为12.5；
（2） 36mm下端面，根据零件的总体加工特性，36mm 为整个机械加工过程中主要的基准面，粗糙度为6.3，因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来；
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（3）Φ28外圆的前后端面，粗糙度为6.3；前后端面倒 1×45°的角；以及Φ18的通孔，在这里由于Φ18通孔所要求的精度较高，因此该孔的的加工是一个难点，其所要求的表面粗糙度为1.6，且该孔的轴线与36mm 下端面的平行度为0.05，且该孔的轴线圆跳动公差为0.1需要选择适当的加工方法来达到此孔加工的技术要求。
（4）Φ26的前后端面，粗糙度为12.5；前后端面倒1×45°的角，粗糙度为12.5；以及Φ16的通孔，Φ16的通孔同样也是本零件加工一个比较重要的部分，观察零件图就可以知道，Φ16的孔要求的表面粗糙度和位置精度和Φ18 的通孔一样都是比较高的， 的通孔表面粗糙度为1.6。
通过上面零件的分析可知，Φ22上端面的表面粗糙度要求都不是很高，36mm 下端面粗糙度相对而言高一点，因此Φ22 上端面不需要精加工来达到要求而36mm 下端面需要精加工，而且这两个面也是整个加工工程中主要的定位基准面，因此可以粗加工或者半精加工出这两个面而达到精度要求，再以此作为基准采用专用夹具来对其他表面进行加工，并且能够更好的保证其他表面的位置精度要求，还要一点很重要就是Φ18 应该比较先的加工出来，他是重要的定位基准，我们可以先粗加工出面，接下来钻出Φ18 ，然后后面的工序以此为基准。总的看来，该零件并没有复杂的加工曲面，属于较为简单的零件，所以根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证，简单的工艺路线安排如下：将零件定位夹紧，加工出36mm 下端面以及Φ22上端面，然后再以这先加工出来的几个表面为基准定位，加工出Φ28和Φ26 的外圆端面，并钻出及Φ16 ，再主要以此为基准钻Φ11 和Φ16 ，翻转零件，深孔加工出Φ13的斜油孔。然后再主要以底面和及Φ18 为主要基准进行精加工。
2.1.3 确定零件的生产类型
零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型由着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N 可按下式计算：
N=Qm(1+a％)(1+b％)
式中 N---零件的生产纲领
Q----产品的年产量（台、辆/年）
m---每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）
a％---备品率，一般取2％-4％
4
b ％---废品率，一般取0.3％-0.7％
根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型。
根据本零件的设计要求，Q=10000台，m=1件/台，分别取备品率和废品率3%和0.5%，将数据代入生产纲领计算公式得出N=10351件/年，零件质量为0.27kg ，
根据参考文献[3]表1-3，表1-4可知该零件为轻型零件，本设计零件气门摇臂轴支座的的生产类型为大批量生产。
2.2 选择毛坯种类，绘制毛坯图
2.2.1 选择毛坯种类
机械加工中毛坯的种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。
（1）材料的工艺性能
材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造；但由于可锻性能，可焊接性能好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。
（2）毛坯的尺寸、形状和精度要求
毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。
（3）零件的生产纲领
选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造。
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根据上述内容的几个方面来分析本零件，零件材料为HT200，首先分析灰铸铁材料的性能，灰铸铁是一种脆性较高，硬度较低的材料，因此其铸造性能好，切削加工性能优越，故本零件毛坯可选择铸造的方法；其次，观察零件图知，本设计零件尺寸并不大，而且其形状也不复杂，属于简单零件，除了几个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获得，若要使其他不进行加工的表面达到较为理想的表面精度，可选择砂型铸造方法；再者，前面已经确定零件的生产类型为大批量生产，可选择砂型铸造机器造型的铸造方法，较大的生产批量可以分散单件的铸造费用。因此，综上所述，本零件的毛坯种类以砂型铸造机器造型的方法获得。
2.2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量
根据零件图计算零件的轮廓尺寸为长83mm ，宽37mm ，高62mm 。
查阅参考文献[3]表2-1 按铸造方法为砂型铸造机器造型，零件材料为灰铸铁，查得铸件公差等级为CT8-CT12，取铸件公差等级为CT10。
再根据毛坯铸件基本尺寸查阅参考文献[3]表2-3 ，按前面已经确定的铸件公差等级CT10差得相应的铸件尺寸公差。
查阅参考文献[3]表2-5 按铸造方法为砂型铸造机器造型，材料为灰铸铁，查得铸件所要求的机械加工余量等级为E-G, 将要求的机械加工余量等级确定为G ，再根据铸件的最大轮廓尺寸查阅参考文献[13]表2.2-4 要求的铸件机械加工余量。
由于所查得的机械加工余量适用于机械加工表面Ra>=1.6um，Ra=1.6um，因此一般情况下这些表面的毛坯尺寸只需将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经过粗加工和半精加工，因此余量将要放大，这里为了机械加工过程的方便，除了孔以外的加工表面，将总的加工余量统一为一个值。如下表：
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表2.1 毛坯尺寸及机械加工总余量表
2.2.3 设计毛坯图
（1） 确定铸造斜度 根据参考文献[13]表2.2-6 本零件毛坯砂型铸造斜度为3~5°。 （2） 确定分型面 由于毛坯形状对称，且最大截面在中间截面，为了起模以及便于发现上下模在铸造过程中的错移，所以选择前后对称中截面为分型面。
（3） 毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后进行机械加工前应当做时效处理。
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2.2.4 绘制毛坯图
图2.2 气门摇臂轴支座毛坯图
2.3 选择加工方法，制定工艺路线
2.3.1 定位基准的选择
定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目，各表面加工顺序，夹具结构及零件的精度。
定位基准分为粗基准和精基准，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准，使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时，先进行精基准的选择，保证各加工表面按图纸加工出来，再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。 （1）粗基准的选择原则
为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面为粗基准。若工
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件上有很多歌不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求较高的表面为粗基准。
为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。
应尽量选光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。
粗基准一般只在头道工序中使用一次，应精良避免重复使用。 （2）精基准的选择原则
“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重 合引起的定位误差。
“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表 的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。
“自为基准“原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选 加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。
“互为基准“原则 当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时 可采用“互为基准”方法，反复加工。
所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。
根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，根据气门摇臂轴支座零件图，本零件时带有孔的形状比较简单的零件，孔 Φ18、孔Φ16 以及孔Φ11 均为零件设计基准，均可选为定位基准，而且孔Φ18 和孔Φ16设计精度较高（亦是装配基准和测量基准），工序将安排这两个孔在后进行，为遵循“基准重合”原则，因此选择先进行加工的Φ28孔和加工后的36mm 下底面作为精基准，在该零件需要加工的表面中，由于外圆面上有分型面，表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，应选Φ28外圆端面及未加工的36mm 下端面为粗基准。
2.3.2 零件的表面加工方法的选择
根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求，查参考文献[13]表1.4-7，表1.4-8，通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较，最后确定本零件各加工表面的加工方法如下表：
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表2.2 气门摇臂轴支座各加工表面方案
2.3.3加工阶段的划分
本零件气门摇臂轴支座加工质量要求较高，可将加工阶段分为粗加工，半精加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准备好，也就是先将36mm 下端面和Φ18通孔加工出来，使后续的工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣粗基准Φ22 上端面、Φ28 外圆前后端面、Φ26 外圆前后端面，在半精加工阶段，
+0.027+0.11
φ18φ280完成对外圆前后端面的半精铣，钻→扩→铰→精铰出通孔和φ160通孔，
并钻出φ3偏10内孔。
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2.3.4工序的集中与分散
本零件采用工序集中原则安排零件的加工工序。本零件气门摇臂轴支座的生产类型为大批量生产，可以采用各种机床配以专用工具、夹具、以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 2.3.5工序顺序的安排 1. 机械加工顺序
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工36mm 下端面以及φ28通孔。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
+0.11
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面φ28和φ26外圆前后端面，φ160通孔，0+0.027
通孔，后加工次要表面φ3偏10内孔。 φ180
（4）遵循“先面后孔”原则，先加工36mm 下端面，φ22上端面，后加工φ11通孔；先加工φ28
+0.11+0.027
和φ26外圆前后端面，后加工φ160通孔，φ180通孔。
2．热处理工序
机械加工前对铸件毛坯进行时效处理，时效处理硬度HBS187-220, 时效处理的主要目的是消除铸件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，这样可以提高毛坯进行加工的切削性能。 3. 辅助工序
毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验，然后再进行机械加工，在对本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、终检工序。
2.3.6 确定工艺路线
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在综合考虑上述工序的顺序安排原则基础上，确定了该气门摇臂轴支座零件的工艺路线有如下两种： 第一种：
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第二种：
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最后进行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大批量生产的条件下，可以考虑尽量采用专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。上述三个工艺方案尽管看上去大体相同，但具体加工时各有所长，各有所短，现具体分析如下：方案一和方案二工序比较多，但能很好的达到工艺要求，方案一是以面定位加孔，而方案二恰好相反，是先孔后面，看似不符合线面后空原则，但是其实是合理的。因为孔的要求精度比较高，以孔定位加工其他的孔面符合基准先行原则。粗基准很难保证各孔之间的相对位置，所以用精加工用下端面和孔定位为主。二个方案都区分了先粗后精原则。在实际加工过程中，应避免工件不断的转移，因此，采用钻和铣的那部分安排在一起，但粗精加工要分开进行，另外在零件加工完后，应该安排去毛刺的工序。其余各工序都安排的比较合理。综合以上二个工艺方案的优缺
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