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第二章 零件工艺方案设计
2.1 零件作用
?0.021题目所给的零件是6105支架摇臂轴座，是内燃机的一个主要零件。Φ250mm的孔用来
装配摇臂轴，轴的两端各安装一个进、排气气门摇臂。该孔要求的表面粗糙度和位置精度比较高，工作时会与轴配合工作，起支撑作用。Φ13的孔用来装支撑轴与排油。
图2-1 摇臂轴座零件图
2.2 零件的工艺分析
通过对零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整、尺寸、公差以及技术要求齐全。
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但60mm上下端面的公差值偏大，查表知IT11的60mm公差为±0.085.
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、Φ24外圆的上端面以及Φ13通孔，粗糙度分别为6.3、12.5；Φ24前后端面孔倒直角1*45°，粗糙度为12.5；Φ13孔轴线与60mm下端面垂直度要求为0.12；
2、60mm下端面，面积比较大，是平面。根据零件的总体加工特性，60mm为整个机械加工过程中的主要基准面，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、Φ37外圆的前后端面，粗糙度要求为3.2，两端面与Φ24孔轴线的垂直度为0.04；
?0.0214、Φ25通孔，倒直角0.5*45°，根据所给条件Φ25H70查机械制造技术基础课程设计
指南（Ⅲ）表5～35的粗糙度为1.6. Φ25水平轴线与60mm下端面垂直度要求为0.05. 通过上面零件的分析可知，60mm的上下端面和Φ13的表面粗糙度要求都不高，因此都不需要精加工来达到要求，而且这两个面也是整个加工过程中主要的定位基准面，所以只需粗加工出这两个面达到精度要求，再以此作为基准采用专用夹具对其他表面进行加工，这样能够更好地保证其他表面的位置精度要求。
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60mm下端面以及27mm上端面，并钻出Φ13通孔，然后再以加工出来的几个面为基准定位，加工精度要求较高的Φ25通孔。 2.2.1 毛坯的确定 1、零件的生产类型
题目已给出生产纲领N=50000件/年，又该零件属于轻型零件，由机械加工实用手册（Ⅰ）表3.13知零件的生产类型为大批生产。 2、选择毛坯
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，
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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。
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。 4、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61.5mm、宽30mm、60mm。
按铸造方法为砂型铸造机器造型，零件材料为灰铸铁，查（Ⅲ）表5～1的铸件公差等级
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CT8～12，取CT10。
在根据毛坯铸件基本尺寸与公差等级CT10由（Ⅲ）表5～3查得相应的铸件尺寸公差。 按铸造方法为砂型铸造机器造型，材料为灰铸铁，由（Ⅲ）5～5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F，再根据铸件的最大轮廓尺寸由（Ⅲ）表5-4查得铸件的机械加工余量RMA。
由于所查得的机械加工余量适用于机械加工表面Ra?1.6?m，Ra?1.6?m的加工表面，机
械加工余量要适当放大。分析本零件，除了Φ25孔的Ra?1.6?m外，没有一个加工表面的表面粗糙度是小于1.6的，也就是所有的加工表面Ra?1.6?m，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： 表2.1 毛坯尺寸及机械加工总余量表 待加工表面 Φ24上端面 Φ24下端面 Φ13孔 Φ37前端面 Φ37后端面 Φ25孔 5 设计毛坯图 （1）、确定铸造斜度
根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-6 本零件毛坯砂型铸造斜度为3°～ 5°。 （2）、确定分型面
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基本尺寸 60mm 60mm 13mm 27mm 27mm 25mm 铸件尺寸公差 机加工总余量 2.8 2.8 —— 2.6 2.6 2.4 3 3 —— 3 3 3 铸件尺寸 66±1.4 66±1.4 —— 33±1.3 33±1.3 19±1.2 11 河北工程大学毕业论文
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。 6、绘制毛坯图
图2.2 摇臂轴座毛坯图
2.2.2 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
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