机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分
专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程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，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后参加祖国的“四化”
配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照发动机的作功次序和每一缸的工作循环的要求，适时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并
及时排出废气。一般由凸轮轴、气门推杆、挺柱、气门摇臂、摇臂控制轴、气门导管以及气门等部件构成。
摇臂轴是一空心圆轴，用数个支座安装在气缸盖上，摇臂套装在摇臂轴上，并能在轴上作圆弧摆动。轴内孔与主油道相通，供给配气机构润滑油
配气机构摇臂轴这个零件从附图 1上可以看出，它一共有以下 7组加工表面，分述
2、摇臂轴总长：保证尺寸 2500 0.5 mm，表面粗糙度为Ra0.8μm。
4、Φ27圆槽：槽径Φ27，到端侧面保证尺寸 17±0.1mm，铣刀加工，槽深至摇臂轴外
径表面保证尺寸 17mm，两个，槽间距保证尺寸 216±0.1mm，表面粗糙度为 Ra6.3μm，。
5、两个Φ5孔：孔径Φ5，两端倒角 1.5mm×45°，两孔距 95±0.2mm，孔中心轴距
6、Φ8.5孔：孔径Φ8.5，两端倒角 1mm×45°表面粗糙度为 Ra12.5μm。
7、90°销钉孔：孔深 5mm，孔中心轴距离端侧面保证尺寸 47.5±0.1mm，表面粗糙度
配气机构摇臂轴在整个设备中的作用非常重要，需要选用可靠性高的材料。 42CrMo钢
强度、淬透性高，韧性好，淬火时变形小，高温时有高的蠕变强度和持久强度。零件材料选
零件材料为 42CrMo，考虑到摇臂轴在应用过程中经常承受交变和冲击性载荷，因此选
用锻件，以便使金属纤维尽量不被切断， 保证零件工作可靠。 由于零件采用单件大批量生产，
而且零件的轮廓尺寸不大， 可以采用锻造件， 可以采用热轧圆钢， 可以直接从钢材市场上购
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， 可以是加工质量
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
由于零件图所示的摇臂轴上多数尺寸及形位公差以Φ 50h8外圆面及其端面为设计基准，
因此必须首先将工件外圆面及其端面加工好， 为后续工序准备基准。 根据粗、精基准选择的
4）两个Φ5孔：摇臂轴的左端面及左边孔的中心线）销钉孔：摇臂轴的左端面及外圆面。
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， 可以考虑使用先进设备配以专用
夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。
上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工Φ 50h8的外圆，然后再以此为基础，
加工Φ50h8端面，再经过钻孔、淬火等处理后，在以Φ 50h8的外圆为垂直方向的定位基准
铣Φ27半圆槽，这样不仅无法保证Φ 50h8外圆的高精度，同时也使Φ 27半圆槽的位置精度
不够。方案二则是先加工Φ 50h8端面，然后以此为基面加工Φ 50h8的外圆以及钻孔，而经
过钻孔和淬火等处理后，再次磨削加工Φ 50h8的外圆。两相比较，可以看出，先加工加工
50h8的外圆，再加工Φ50h8端面，不仅能保证Φ50h8的外圆的精度，也能基本符合“基准重合”的原则。因此方案二比较合理，但经过仔细考虑后还是有问题。为了减少装夹次数，
需要调整钻孔的顺序，而且热处理可以综合成一步， 不重要的半精加工面应该在精加工之前。
根据先面后孔、 先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则， 最后的加工路线确定如
1、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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
根据附图 1 所示的零件结构形状，在各加工表面加上加工余量，绘制毛坯图如附图 2 所示。
根据一般工厂现有的生产条件，为了满足生产需要，先选用各工序所用的设备为：
工序Ⅰ 粗车、半精车Φ 50h8 端面，选用 CA6140车床，刀具选用硬质合金端面车刀，专用夹具， 0~200/0.02mm 游标卡尺；
工序Ⅱ 粗车、半精车Φ 50h8 外圆并倒角 2x45°，选用 CA6140车床， 刀具选用高速钢外圆车刀，专用夹具， 0~200/0.02mm 游标卡尺；
工序Ⅲ 铣Φ 27 半圆槽，选用 x62w 卧式铣床，选用锥柄键槽铣刀，专用夹具， 0~200
工序Ⅴ 钻孔Φ 8.5mm，并倒角 1x45 °选用 ZK2103C数控深孔钻床、Φ 8.5 锥柄加长麻花
由《机械加工工艺手册》查询可选择粗车 t=1.0mm，半精车 t=0.7mm，则其毛坯尺寸：
由于余量为 2mm，因此分一次切削， 吃刀深度为 ap =2mm，查《机械加工工艺手册》 ，
由于加工余量为 1mm，因此分二次切削，吃刀深度为 a p =0.5mm，查《机械加工工
查《机械加工工艺手册》选择锥柄键槽铣刀铣半圆槽， D=125mm,z=10,f z=0.09mm/齿，则：
查《机械加工工艺手册》，选择Φ 8.5 Ⅱ型锥柄超长麻花钻， d 0 =8.5mm, 转速选择
为缩短辅助时间，取倒角的主轴转速与车床钻孔相同， n=375r/min ，手动进给。
f rd ——双行程磨削深度进给量 mm/双行程， 0.0314mm/双行程；
通过查找一番资料后， 我决定设计拨叉 831008 中的一道工序——钻扩两孔 φ30 的钻床夹具。本夹具将用于 Z3025 摇臂钻床。
在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。
为了加工出符合规定技术要求的表面， 必须在加工前将工件装夹在机床上或夹具中。 工
工件在夹具中定位的任务是：使同一工序中的所有工件都能在夹具中占据正确的位置。
一批工件在夹具上定位时， 各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致， 但各个工件的位
将工件定位后的位置固定下来， 称为夹紧。工件夹紧的任务是：使工件在切削力、 离心
力、惯性力和重力的作用下不离开已经占据的正确位置，以保证机械加工的正常进行。
出于定位简单和快速的考虑，选择φ 20 孔为基准，即以一面上一长销（自由度限制数： 5）配合以一挡销（自由度限制数： 1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。
在本工序中，钻削力与夹紧力方向垂直，在钻削力的作用下，有可能产生工件平移
和转动两种可能。 为此， 应按这两种情况分别计算所需的夹紧力， 然后将计算结果与实际夹紧力相比较，从而确定夹具的可行性。
本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具体底版的水平力，因此，工件不在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。
根据加工工序的尺寸，形状和位置精度要求，工件定位时需限制四个方向的自由度：沿 X ，Y 方向的水平运动以及轴向转动。
采用固定 V 形块限制 X 方向的移动， Y 方向的移动和转动。同时用定位销插入
φ50mm的孔，用来限制 X，Y 方向的移动和装懂，共有四个自由度。由于固定式钻模板虽然
有事装卸工件不便， 但它结构简单、 制造方便、 定位精度高， 所以根据工件和夹具体的结构，选用固定式钻模板。 同时为了确定钻头的位置， 钻模上设置有钻套和衬套， 并且根据实际情况选用无肩固定式钻套。 根据零件的定位方案， 采用锁紧螺母和开口垫片来实现快速锁紧夹紧机构， 它与一个加工面位置靠近， 增加了刚性零件夹紧变形也小， 但对于另一个加工面较远，为提高刚性，故采用辅助定位元件来固定，该设计采用了螺旋辅助支承。
最后根据零件的定位方案， 采用移动压板式螺旋夹紧机构。 从而节省了劳动力， 提高了生产效率。
关于配气机构摇臂轴的工艺规程设计及拨叉钻床专用夹具设计，经过 1 个星期的努力，
1. 本次课程设计是对所学知识的一次综合运用， 充分的运用了以前所学知识去分析和解
决实际问题，进一步巩固和深化了基础知识， 同时也是对 《制造与修理工艺》学习的一个升
2. 掌握了一般的设计思路和设计的切入点， 对机械加工工艺规程和机床夹具设计有了一
个全面的认识， 培养了正确的设计思路和分析解决问题的能力， 同时提升了运用知识和实际
由于本人水平有限， 加之时间短，经验少。文中定有许多不妥甚至错误之处，请各位老师给予指正和教导，本人表示深深的谢意。
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