二. 工艺规程设计
2.1 确定毛坯的制造形式
零件材料为 HT150，由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺 寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2 级，
能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑 也是应该的。
2.2 毛坯的设计
支架零件材料为 HT150，硬度选用200HBS，生产类型为成批生 产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。
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，对毛坯初步设计如下：
1.支架下表面，上表面，左右端面，前后端面
支架下表面，上表面，左右端面，前后端面的粗糙度为 6.3，1.6，
查《机械加工工艺的基础知识》，表 2-8，得 Z=1.0
2.Φ52 孔
Φ52 孔的粗糙度为 1.6，需钻，扩，铰三步方能满足要求，查《机 械加工工艺的基础知识》，表 2-13，得单边佘量 Z=1.0
3.Φ16± 0.2 孔，Φ180+0.1，2-Φ180+0.1孔，Φ14 孔，Φ16 孔，2-M8 及 2-Φ13 孔，锪沉头孔 2-Φ20 深 10
这些孔最大才Φ18，很难直接铸造出，所以采用实心铸造
毛坯图如下：
2.3 基面的选择的选择
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，可以使加工质量得到保证，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，还会造成零件大 批报废，使生产无法进行。
粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面 的精加工至关重要。从零件图上可以看出，气门摇臂零件比较不 规则，依照粗基准的选择原则
（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，
若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置 精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。因此我们选择工件 的下表面作为粗基准，
精基准的选择应满足以下原则：
（1）“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误差。
（2）“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，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，
简化夹具设计与制造。
（3）“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，应选择该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。
（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、
形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。
（5）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。
以φ52 的孔和其端面作为定位精基准，加工其它表面及孔。
主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时 候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不 再重复。
制定工艺路线
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，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，
并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效 果，以便使生产成本尽量降下来，方案如下：
工序 1：准备铸件毛坯 工序 2：时效处理 工序 3：发蓝
工序 4：铣工件上表面 工序 5：铣工件下表面 工序 6：铣工件左端面 工序 7：铣工件右端面 工序 8：铣工件前端面 工序 9：铣工件后端面
工序 10：钻孔至Φ51，扩Φ51 孔至Φ51.8，铰Φ51.8 孔至Φ 52
工序 11：钻、铰 3-Φ18（+0.1～0），Φ16± 0.2
工序 12：钻Φ16，Φ14 孔及 2-M8 的螺纹底孔Φ6.8，攻丝 2-M8 工序 13：钻 2-Φ13 孔，锪沉头 2-Φ20，深 10 的孔
工序 14：检验，入库
2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
支架零件材料为 HT150，
生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。
1.支架下表面，上表面，左右端面，前后端面
支架下表面，上表面，左右端面，前后端面的粗糙度为 6.3，1.6，
查《机械加工工艺的基础知识》，表 2-8，得 Z=1.0
2.Φ52 孔
Φ52 孔的粗糙度为 1.6，需钻，扩，铰三步方能满足要求，查《机 械加工工艺的基础知识》，表 2-13，得单边佘量 Z=1.0
3.Φ16± 0.2 孔，Φ180+0.1，2-Φ180+0.1孔，Φ14 孔，Φ16 孔，2-M8 及 2-Φ13 孔，锪沉头孔 2-Φ20 深 10
这些孔最大才Φ18，很难直接铸造出，所以采用实心铸造
2.5 确定切削用量及基本工时
工序 1：准备铸件毛坯 工序 2：时效处理 工序 3：发蓝
工序 4：铣工件上表面 1. 选择刀具
刀具选取不重磨损硬质合金套式立铣刀，刀片采用 YG8, mm
ap =1.0 ，d0 =35mm，v =125m/min，z=4。
2. 决定铣削用量 1000 141
750
1）决定铣削深度 1000 141
750
因为加工余量不大，一次加工完成 1000 141
750
mm 1000 141
750
2）决定每次进给量及切削速度 1000 141
750
根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 1000 141
750
工序 10：钻孔至Φ51，扩Φ51 孔至Φ51.8，铰Φ51.8 孔至 Φ52
根据 Z525 机床说明书，现取 f =0.25mm/r 1000 28
175
取nw =68r/min，实际切削速度为
min / 06 . 1000 11
68
由于本零件在加工Φ17.8 孔时属于低刚度零件，故进给量 1000 20
375
min
总的工时：T=3t=3.165min 工步三：钻Φ16± 0.2 1000 18
375
min 1000 18
375
确 定 进 给 量 f ： 根 据 参 考 文 献 Ⅳ 表 2-7 ， 当 钢 的 1000 16
375
1000 1000 16 1000 1000
c
V机=πDn机 =π× × = m
基本工时： 1 2 10 3 3
0.10(min) 545 0.28
l l l t n f
+ + + +
= = =
机 机 × 总的工时：T=2t=0.200min
工步四：攻螺纹 2-M8mm
选择 M8mm 高速钢机用丝锥
f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f =1.25mm r/ Vc机=7.5 / minm
1000 1000 7.5
298( / min) 272 1.25
l l l
t n f
+ + + +
= = =
机 ×
总的工时：T=2t=0.100min
工序 13：钻 2-Φ13 孔，锪沉头 2-Φ20，深 10 的孔 工步一：钻 2-Φ13 孔
确 定 进 给 量 f ： 根 据 参 考 文 献 Ⅳ 表 2-7 ， 当 钢 的
b <800MPa
σ ，d0 =φ13mm时，f =0.39~0.47m/r。由
于本零件在加工Φ13 孔时属于低刚度零件，故进给量应 1000 15
375
总的工时：T=2t=0.581min 工步二：锪沉头孔 2-Φ20 深 10
现已知
1000 271.8r/min
与 271.8r/min 相 近 的 机 床 转 速 为 275r/min 。 现 选 取 1000 17
275 总的时间：T=2t=0.182min
工序 14：检验，入库
三 夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要 设计专用夹具。
由指导老师的分配，决定设计工序 10：钻孔至Φ51，扩Φ51 孔至Φ51.8，铰Φ51.8 孔至Φ52 孔的夹具
3.1
问题的提出
本夹具主要用于钻孔至Φ51，扩Φ51 孔至Φ51.8，铰Φ51.8 孔至Φ52 孔，粗糙度要求为 1.6，属于第 10 道工序，和其他面没 有任何精度要求，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。
3.2 定位基准的选择
拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合 理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的 零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，
或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位 置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零 件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高 的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考 虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。上下表面 已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位 基准，采用套筒，圆柱销，手柄定位夹紧。
3.3 切削力及夹紧力计算
由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切 削手册》得：
钻削力 F =26Df0.8HB0.6 式（5-2）
钻削力矩 T =10D1.9f0.8HB0.6 式（5-3）
式 中 ： D=10.5mm
( ) ( )
max max min
1 1
187 187 149 174
3 3
具体的尺寸如下
因为快换钻套和夹具体是间隙配合，加工的时间快换钻套靠 压紧螺钉把他压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，
有上图可知和Φ51 快换钻套相配的螺钉的尺寸为 M10，查机床夹 具标准件可知，M10 快换钻套压紧螺钉的具体结构如下
具体的尺寸如下
3.6 夹具设计及操作简要说明
如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产 率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。
提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了定位销和手 柄夹紧方式。本工序为钻切削余量小，切削力小，所以一 般的手动夹紧就能达到本工序的要求。
本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。
夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速 螺旋夹紧机构.
夹具装配图如下
夹具体附图如下
总 结
设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，
通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸 上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们 不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好 的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计 手册和 AUTOCAD 等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。
设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，
还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师 给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们 的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一 步。
致 谢
这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实 和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，
数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在 一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的 意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了 毕业设计。
这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。
在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时 间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，
严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。
从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和 不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，
同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老 师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学 习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老 师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
参 考 文 献
1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，
1994 年
2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出 版，1994 年
3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科 学技术出版社出版，1983 年
4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制 造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990 年
5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981 年 10
5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981 年 10