零件材料是 45 钢，该材料有较高强度、耐磨性、耐热性和减震性，该零件 的主要加工Φ27 孔两端面、Φ27 孔、M10 的螺纹孔以及 R12.5 的圆弧面，它们 相互间有一定的位置要求。现分析如下：
（1）以Φ27 孔为基准加工孔两端面保证垂直度 0.025mm。
（2）加工圆弧面保证平行度 0.02mm。
由以上分析可知，对于 M10 的螺纹孔以及 R12.5 的圆弧面而言，可以借助于 专用夹具加工表面，并且保证它们之间的位置精度要求。
3 机械加工工艺规程制定 3.1 确定生产类型
由设计任务书知道该零件的设产类型为大批量生产。
技术要求：
1. 拔模斜度 10°，未注锻造圆角为 R2-R3。
2. 锻件应该喷丸处理，不许有裂纹，折痕，夹渣等缺陷和表面氧化皮，喷 丸后涂防锈磁漆。
3. 调质处理，硬度为 HRC25-32，头部 R12.5 淬硬为 HRC48-55。
4. 去除锐边毛刺。
3.2 确定毛坯制造形式
零件材料是 45 钢，毛坯为锻件。考虑到零件在工作过程中经常承受交变载
荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工 作可靠。此外，考虑到残余应力，锻造后安排退火处理。由技术要求知拔模斜度 为 10°。
3.3 选择定位基准
(1) 粗基准的选择：选取小平台外圆面为定位基准，利用 V 型块定位。
(2) 精基准的选择：精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计基准与 工序基准不重合时，应进行尺寸换算。对本零件来说，一端面和Φ27 孔是装配 基准，又是设计基准，用它作精基准,使加工遵循“基准重合”原则，另外摇臂 属于不规则体，还需要一定位基准，根据加工实际要求，加工端面Φ27 孔时，
采用小平台配合定位。
1) 保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔加工余量尽量均匀。
2) 保证零件与轴装配的精度。
3) 保证定位准确加紧可靠，零件以 V 型块和挡销为定位元件，加工表面及 孔。
3.4 选择加工方法
由于生产类型为大批量生产，故采用专用工夹具，并尽量使工序集中来提高 生产率。
根据各表面加工方法可以达到的经济精度，确定各表面加工方法如下：
Φ27 孔：钻——扩——绞 Φ27 孔两端面：铣
小平台：铣 油孔：钻
圆弧面：铣——精磨
螺纹孔：钻——攻丝——倒角
3.5 制定工艺路线
工艺路线一安排如下：
序号 工序内容 简要说明
1 锻造
2 退火 消除内应力
3 铣Φ27 孔后端面 4 铣Φ27 孔前端面
5 钻Φ27 孔
6 扩Φ27 孔
7 绞Φ27 孔，倒角
8 去毛刺
9 铣小平台
10 钻 M10 螺纹孔底孔 11 攻螺纹 M10×1-2，倒角 12 铣 R12.5 圆弧面 13 精磨 R12.5 圆弧面
14 钻油孔
15 调质淬火
16 去锐边毛刺，清洗 17 喷丸处理，涂漆
18 检验入库
工艺路线二安排如下：
序号 工序内容 简要说明
1 锻造
2 退火 消除内应力
3 钻Φ27 孔，倒角 4 铣Φ27 孔后端面 5 铣Φ27 孔前端面
6 铣小平台
7 钻 M10 螺纹孔底孔 8 攻螺纹 M10×1-2，倒角 9 铣 R12.5 圆弧面 10 精磨 R12.5 圆弧面
11 钻油孔
12 调质处理
13 去锐边毛刺，清洗
14 检验入库
工艺方案分析
工艺方案一和方案二的区别在于方案一中有钻，扩，铰Φ27 孔的工序，而 方案二只有钻Φ27 孔的工序，不能很好的达到粗糙度 1.6 的精度。而方案二将 钻Φ27 孔工序提前到铣Φ27 孔端面之前，有利于保证以Φ27 孔为基准铣Φ27 孔端面的垂直度（0.025mm）要求。各工序之间应该穿插一些去毛刺和清洗等工 序，这样可以修正由于基准不重合造成的加工误差。对各方案进行综合分析，两 者优点结合起来，最后的加工路线确定如下：
序号 工序内容 简要说明
1 锻造
2 退火 消除内应力
3 钻孔至Φ25mm 4 扩孔至Φ26mm 5 绞Φ27mm 孔，倒角
6 去毛刺
7 铣Φ27 孔后端面 8 铣Φ27 孔前端面 9 铣小平台（M10 两端面）
10 钻 M10 螺纹孔底孔 11 攻螺纹 M10×1-2，倒角 12 铣 R12.5 圆弧面 13 精磨 R12.5 圆弧面
14 钻油孔
15 调质淬火
16 去锐边毛刺，清洗 17 喷丸处理，涂漆
18 检验入库
3.6 确定加工余量及毛坯尺寸
3.6.1 确定加工余量该零件材料为 45-GB699-65,锻造，大批生产。由《机械制造工艺设计简 明手册》查得锻件尺寸公差为 CT12-CT14。根据估算锻件质量，，加工精度及 锻件形状复杂系数，由《机械制造工艺设计简明手册》可查得除孔以外表面的 加工余量表中余量值均为单边余量。
(1)锻件质量：根据成品质量 0.3kg 估算为 0.6kg。
(2)加工精度：零件除控以外的各表面为一般加工精度F1。 (3)锻件形状复杂系数 s:
外廓包容体 锻件
m s m
查《机械制造工艺设计简明手册》可定形状复杂系数 0.3/0.6=0.5,属于 一般级别。参考文献《机械加工工艺手册》用查表法确定各表面的总余量
加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值
端面 25 H 3
小平面 17 G 2
圆弧面 14 G 1.5
拔模斜度 10°。
3.6.2 绘制毛坯简图
3.7 工序设计
3.7.1 选择加工设备与工艺设备
由于气门摇臂的生产类型为大批大量生产，故加工设备宜以通用机床为主，
辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机
mm
：6.7mm/s×60=402mm/min。 ：根据参考文献《机械加工工艺手册》表 2.4-81,
。被切削层长度：由毛坯尺寸可知
0.14 min。T1=0.97min，则 T=T1+T2 =1.19min
1000 1000 7.5
298( / min)
1.孔内壁粗糙度要求Ra1.6m。 2.φ27 孔尺寸公差等级要求 IT7 级。
3.孔相对于两端面的垂直度要求为 0.025。
4.零件材料为 45-GB699-65。
5.钻孔在整个工艺规程中为最先加工的，加工前退火处理，消除残余应力。
4.2 确定定位方案，选择定位元件
由零件图样和机械加工工艺规程分析，选择小平台外圆面为主定位基准，用 固定 V 型块定位限制 4 个自由度（X、Z 轴方向的移动和转动）。然后在摇臂端面 采用辅助支撑，限制 Y 方向的转动。Y 方向的移动则由夹紧螺钉限制。
4.3 确定夹紧方案，设计夹紧机构
根据工件的形状特点和定位方案，可以采用以下两种夹紧方案，一是手动 螺旋压板夹紧机构，另一种是气动夹紧夹紧机构。但是若采用气动夹紧方案，虽 说可以减轻工人的劳动强度提高操作效率，但需要为它设计专门的夹紧气缸，最 终导致夹紧方案复杂，成本高。所以这里选用手动夹紧机构。
4.4 确定导向方案和选择导向元件
在钻模中，钻套作为导向元件，主要用于保证加工孔的位置精度，同时可以 起到减少加工过程中的振动作用。由于可换钻套磨损后，可以迅速更换，适用于 成批大量生产，故本夹具使用可换钻套。可换钻套的具体规格按照《机械制造工 艺学课程设计指导书》附表 5-66 选取。钻套中导向孔的孔径及其偏差根据所选 取的刀具尺寸来确定。通常取刀具的最大极限尺寸为引导孔的基本尺寸。由前面 可知本工序选用的是 d=25mm 的高速钢麻花钻，由表 5-67 知高速钢麻花钻上偏差 为 0，下偏差为-0.033mm，故引导孔的基本尺寸为φ25mm。由表 5-66 知，引导 孔的偏差应取 F7，钻套中与衬套配合的的部分公差取 m6 或 k6。钻套与工件之间 应留有排屑间隙，若间隙过大，将影响导向作用；间隙过小，碎屑不能及时排出。
由表 5-68 可知，钻套与工件间的距离 h=（0.7-1.5）d=17.5-37.5mm。衬套的具 体结构和规格尺寸见表 5-69。由该表知与钻套配合的部分公差取 F7，与夹具体 配合的部分公差取 n6。钻套螺钉的具体规格见表 5-70。
4.5 夹具体的设计
由于铸造夹具体的工艺性好，可铸造出各种复杂形状，且具有良好的抗压强 度，刚度和抗振性能，在生产中应用广泛，故选用铸造夹具体，材料选用 HT200。
为使夹具体尺寸稳定，需要进行时效处理，以消除内应力。为了便于夹具体的制 造，装配和检验，铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台，以减少加工面 积。夹具体设计一般不做复杂计算，通常都是参照类似的夹具结构，按经验类比 法确定。夹具体的结构尺寸数据可参考表 5-71，由该表知夹具体壁厚取 8-25mm。
4.6 夹具精度分析
1）φ25mm 孔径尺寸精度 本工序的尺寸精度由钻头外径尺寸来保证，属于 定尺寸刀具保证法，因此不存在定位误差。
2）孔深尺寸精度 加工成通孔，不必进行定位误差的计算。
3）φ25mm 孔的轴线对孔端面的垂直度不大于 0.025 的定位误差 由于孔与 大端面是在一次装夹中完成，且机床的运动精度较高，所以不存在定位误差的校 核问题。
4.7 绘制夹具装配图，标注有关尺寸及技术要求
详见夹具装配图：5 参考文献
[1]王栋主编 《机械制造工艺学课程设计指导书》 机械工业出版社 2010 [2]王宝玺 贾庆祥主编 《汽车制造工艺学》 机械工业出版社 2007 [3]东北重型机械学院 洛阳农业机械学院 长春汽车厂工人大学主编 《机床 夹具设计手册》 上海科学技术出版社 1979
[4]徐浩 童兆丹主编 《机床夹具设计手册》 机械工业出版社 2003 [5]杨叔子主编 《机械加工工艺师手册》 机械工业出版社 2001
[6]孙本绪 熊万武主编 《机械加工余量手册》 国防工业出版社 1999 [7]李益民主编 《机械制造工艺设计简明手册》 机械工业出版社 1994 [8]裘文言 张祖寄 瞿元赏主编 《机械制图》 高等教育出版社 2003 [9]王伯平主编 《互换性与测量技术基础》 机械工业出版社 2008 [10]艾兴 王诗纲主编 《切削用量简明手册》 机械工业出版社 1994
致 谢
本次课程设计得到了刘玉梅老师的悉心指导，在某些设计方法上借鉴了网络 上一些热心网友提供的设计方案，并且得到了网友的一些建议，在此向老师和各 位网友致以衷心的感谢！