曲軸箱泵體的加工工藝設(shè)計.doc

本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 45 頁 共 40 頁 曲軸箱泵體的加工工藝設(shè)計目 錄1 引言12生產(chǎn)綱領(lǐng)32.1計算生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型32.2 計算生產(chǎn)節(jié)拍33零件分析53.1零件的作用53.2零件的工藝分析54 工藝規(guī)程設(shè)計74.1確定毛坯的制造形式74.2基準(zhǔn)面的選擇74.3制定工藝路線94.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定124.5確定切削用量及基本用時計145 夾具設(shè)計345.1 問題的提出345.2 夾具的設(shè)計34結(jié)束語38致謝39參考文獻40 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 40 頁 共 35頁1 引言四年的大學(xué)生活接近尾聲時，我們進行了為期近四個月的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年來我們所學(xué)到的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一次系統(tǒng)性的總結(jié)與綜合運用，同時也是培養(yǎng)我們分析問題和解決問題能力的良好的機會，而且畢業(yè)設(shè)計也是大學(xué)教學(xué)的最后一個重要環(huán)節(jié)。因此，認(rèn)真踏實地做好這次畢業(yè)設(shè)計不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對今后我們走上工作崗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意義。另外，畢業(yè)設(shè)計還可以培養(yǎng)我們獨立思考，開發(fā)思維和協(xié)調(diào)工作的能力，這對今后踏入社會以后能否盡快地適應(yīng)社會也有很大的幫助。機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一。這是因為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度，都會通過機械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來。人們之所以要廣泛使用機器，是由于機器既能承擔(dān)人力所不能或不便進行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。機械工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟各個部門提供技術(shù)裝備和促進技術(shù)改造的重要任務(wù)，在現(xiàn)代化建設(shè)的進程中起著主導(dǎo)和決定性的作用。所以通過大量設(shè)計制造和廣泛使用各種各樣先進的機器，就能大大加強和促進國民經(jīng)濟發(fā)展的力度，加速我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。 機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學(xué)畢業(yè)的機械工程及自動化專業(yè)的學(xué)生，要進行對本專業(yè)所學(xué)習(xí)的知識進行綜合的運用和掌握，為此我們要進行畢業(yè)設(shè)計，要自己動手進行思考問題，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展貢獻力量，也要從此邁出展現(xiàn)自己價值的第一步。 本次設(shè)計是根據(jù)生產(chǎn)的要求，設(shè)計曲軸箱泵體的加工工藝設(shè)計夾具。所用機床主要是銑床、鉆床以及加工中心等。本次設(shè)計要求是單班制年產(chǎn)2萬臺；夾具設(shè)計須定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。以及節(jié)約勞動力，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)的效率。但由于本人的水平有限，結(jié)合生產(chǎn)實際應(yīng)用設(shè)備的能力有限，故沒有能夠做到很詳細(xì)的設(shè)計，而且還有許多地方有待改進，請老師給以指導(dǎo)和批評1。2 生產(chǎn)綱領(lǐng)2.1 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。（計劃期常為一年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱年產(chǎn)量。）如附圖所示的曲軸箱泵體，該產(chǎn)品年產(chǎn)量為2萬臺,設(shè)備品率為17%機械加工廢品率為0.5%,現(xiàn)制定該零件的機械加工工藝流程。技術(shù)要求；(1) 鑄件尺寸公差按gb6414-1999ct要求；(2) 未注鑄造圓角r12,拔模斜度130,未注倒角145 ,未注壁厚2；(3) 鑄件技術(shù)條件jb2702-80-ii-y2要求；(4) 在(3040)104pa壓力下作水壓試驗1min,不得漏水和浸潤；(5) 表面噴丸處理；(6) 硬度hb80,試樣抗拉強度b270mpa；(7) 壓鑄件材料為adc12；(8) 帶*標(biāo)記的螺孔及底孔根據(jù)配套要求加工。生產(chǎn)綱領(lǐng)n n=qn(1+a%+b%) =20000(1+17%+0.5%) =23500(件/年)年產(chǎn)量為23500(件/年)，現(xiàn)通過計算, 生產(chǎn)綱領(lǐng)對工廠的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)組織有著決定性的作用，包括各工作點的專業(yè)化程度，加工方法，加工工藝設(shè)備和工裝等。同一種產(chǎn)品，生產(chǎn)綱領(lǐng)不同也會有完全不同的生產(chǎn)過程和專業(yè)化程度，即有著完全不同的生產(chǎn)組織類型。根據(jù)生產(chǎn)專業(yè)化程度的不同，生產(chǎn)組織類型可分為單件生產(chǎn)，成批生產(chǎn)，和大量生產(chǎn)三種，其中成批生產(chǎn)可分為大批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)，下表1是各種生產(chǎn)組織管理類型的劃分，從工藝特點上看單件生產(chǎn)與小批生產(chǎn)相近，大批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)相近，因此在生產(chǎn)中一般按單件小批，中批，大批大量生產(chǎn)來劃分生產(chǎn)類型，這三種類型有著各自的工藝特點。表1 生產(chǎn)組織管理類型的劃分生產(chǎn)類型零件年生產(chǎn)類型（件/年）重型機械中型機械輕型機械單件生產(chǎn)520100小批生產(chǎn)510020200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000 500030000大量生產(chǎn)1000500050000所以綜上所述，根據(jù)生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可以確定該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)2。2.2 計算生產(chǎn)節(jié)拍生產(chǎn)節(jié)拍=22天12個月8小時60分單雙班90%/生產(chǎn)綱領(lǐng)=2212860190%/20000=5.7分鐘3 零件的分析3.1 零件的作用箱體是各類機器的基礎(chǔ)零件，它將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件連接成一個整體，并使之保持正確的位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。因此，箱體的加工質(zhì)量直接影響機器的性能、精度和壽命3。3.2 零件的工藝分析填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：（查表1.4-28機械制造工藝設(shè)計簡明手冊），箱體共有三組加工面，它們之間有一定的要求?，F(xiàn)分析如下：3.2.1 以箱體結(jié)合面為中心的加工表面這組加工表面包括：箱體結(jié)合面、銑鉸孔54.3、攻絲m8以及兩個銷孔，其中，主要加工表面為箱體結(jié)合面。3.2.2 以軸承孔為中心的加工表面這組加工表面包括：47mm 軸承孔、鉆螺紋底孔4-11、銑端面、點火器搭子端面兩大面罩螺栓固定搭子端面、攻絲16m6、各孔口倒角145。3.2.3 以其他平面為中心的加工表面這組加工表面包括：鉆孔12、攻絲m10-7h。3.2.4 以孔41.25mm為中心的加工表面這組加工表面包括：孔端面、4-m8-6h的螺紋孔。3.2.5 以其他表面為加工表面鉆12的底孔、攻絲m6-6h3.2.6 以其他表面為加工表面鉆斜孔8的通孔3.2.7 這六組加工表面之間有一定的要求，主要是：(1) 結(jié)合面必須位于距離為公差值0.04mm的兩平行平面內(nèi)；(2) 結(jié)合面必須位于距離為公差值0.08mm，且與基準(zhǔn)線a（軸承孔47mm端面）成理論正確角度35的兩平行平面之間；(3) 銷孔必須位于直徑為公差值0.05mm的孔內(nèi)，該孔位于相對于基準(zhǔn)f（結(jié)合面）、a（軸承孔端面）及c（底座軸線）所確定的理想位置上；(4) 保證孔端面距軸承孔端面(56.20.1)mm；(5) 保證尺寸86.1 mm和(450.05)mm；由以上分析可知，對于這六組加工表面而言，可以先加工箱體結(jié)合面，然后借助于專用夾具對另外兩組進行加工，并保證它們之間的精度要求1。4 工藝規(guī)程設(shè)計對于機器中的某一零件，可以采用多種不同的工藝過程完成。在特定條件下，總存在一種相對而言最為合理的工藝規(guī)程，將這工藝規(guī)程用工藝文件形式加以規(guī)定，由此得到的工藝文件統(tǒng)稱工藝規(guī)程2。工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、計劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導(dǎo)工人操作的主要技術(shù)文件，也是工廠和車間進行設(shè)計或技術(shù)改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序和格式進行，并隨技術(shù)進步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善3。(1) 根據(jù)機械加工工藝規(guī)程進行生產(chǎn)準(zhǔn)備（包括技術(shù)準(zhǔn)備）。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，需要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備工作，例如，技術(shù)關(guān)鍵的分析與研究；刀、夾、量具的設(shè)計、制造或采購；設(shè)備改裝與新設(shè)備的購置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機械加工工藝規(guī)程來展開。(2) 機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計劃、調(diào)度、工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。(3) 新建或擴建車間（或工段），其原始依據(jù)也是機械加工工藝規(guī)程。根據(jù)機械加工工藝規(guī)程確定機床的種類和數(shù)量，確定機床的布置和動力配置，確定生產(chǎn)面積的大小和工人的數(shù)量等3。4.1 確定毛坯的制造形式鑄造性能所涉及的主要是鑄件的質(zhì)量問題，鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須充分考慮適應(yīng)合金的鑄造性能?？s孔，縮松，裂紋，冷隔，澆不足、氣孔等多種鑄造缺陷，造成鑄件很高的廢品率3。零件材料為?？紤]到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于箱體年產(chǎn)量為2萬臺，已達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，再者，考慮到鑄造方法生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短、適合批量生產(chǎn)，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。為了消除壓鑄后的殘余應(yīng)力，在壓鑄完成后的將鑄件低溫加熱過程中使合金產(chǎn)生強化，以消除應(yīng)力即人工時效1。4.2 基面的選擇基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高，否則，加工工藝規(guī)程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行1。4.2.1 基準(zhǔn)的概念及其分類基準(zhǔn)是指確定零件上某些點，線，面位置時所依據(jù)的那些點、線、面，或者說是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面3。按其作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。設(shè)計基準(zhǔn)是指零件設(shè)計圖上用來確定其他點，線，面位置關(guān)系所采用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)是指在加工或裝配過程中所使用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)根據(jù)其使用場合的不同，又可分為工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)，測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)四種。(1) 工序基準(zhǔn) 在工序圖上，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸，形狀，位置的基準(zhǔn)，及工序圖上的基準(zhǔn)。(2) 定位基準(zhǔn) 在加工時用作定位點基準(zhǔn)。它是工件上與夾具定位元件直接接觸的點，線，面。(3) 測量基準(zhǔn) 在測量零件已加工表面的尺寸和位置時所采用的基準(zhǔn)(4) 裝配基準(zhǔn) 裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準(zhǔn)。4.2.2 基準(zhǔn)問題的分析分析基準(zhǔn)時，必須注意以下幾點：(1) 基準(zhǔn)是制訂工藝的依據(jù)，必須是客觀存在的。當(dāng)作為基準(zhǔn)的是輪廓要素，如平面，圓柱面等時，容易直接接觸到，也比較直觀。但是有些作為基準(zhǔn)的是中心要素，如圓心，球心，對稱軸線等時，則無法觸及，然而它們卻也是客觀存在的。(2) 當(dāng)作為基準(zhǔn)的要素?zé)o法觸及時，通常由某些具體的表面來體現(xiàn)，這些表面稱為基面。如軸的定位則可以外圓柱面為定位基面，這類定位基準(zhǔn)的選擇則轉(zhuǎn)化為恰當(dāng)?shù)剡x擇定位基面的問題。(3) 作為基準(zhǔn)，可以是沒有面積的點，線以及面積極小的面。但是工件上代表這種基準(zhǔn)的基面總是有一定接觸面。(4) 不僅表示尺寸關(guān)系的基準(zhǔn)問題如上所述，表示位精度的關(guān)系也是如此1。4.2.3 定位基準(zhǔn)的選擇選擇定位基準(zhǔn)時應(yīng)符合兩點要求：(1) 各加工表面應(yīng)有足夠的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合設(shè)計要求；(2) 定位基準(zhǔn)應(yīng)有足夠大的接觸面積和分布面積，以保證能承受打打切削力，保證定位穩(wěn)定可靠。定位基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。若選擇未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)被稱為粗基準(zhǔn)。若選擇已加工的表面作為定位基準(zhǔn)，則這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，而精基準(zhǔn)考慮的重點是如何減少誤差。在選擇定位基準(zhǔn)時，通常是保證加工精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準(zhǔn)選擇的順序應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)1。(1) 精基準(zhǔn)的選擇。選擇精基準(zhǔn)的目的是使裝夾方便正確可靠，以保證加工精度。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一基準(zhǔn)的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），為了加工精基準(zhǔn)面才選擇了粗基準(zhǔn)面。對于本箱體，我是以毛坯孔為粗基準(zhǔn)來加工箱體結(jié)合面的。先保證精基準(zhǔn)的表面粗糙度，可以以結(jié)合面作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)。在以后的加工過程中精度就會得到提高。利用以及定位并夾緊，可達到完全定位及夾緊的目的。(2) 粗基準(zhǔn)的選擇。對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設(shè)備等。而箱體零件一般都選擇重要孔（如主軸孔）為粗基準(zhǔn)，但隨著生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的共建裝夾方式是不同的。大批生產(chǎn)時，毛坯精度較高，可直接以主軸孔在夾具上定位，采用專用夾具裝夾，但對本箱體來說，如果以軸承孔作為基準(zhǔn)，則無法合理地加工出所要加工的箱體結(jié)合面，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)取以毛坯孔定位，定位并夾緊作為粗基準(zhǔn)，利用孔定位銷54.3使毛坯孔定位；定位并夾緊；利用螺栓頂住缸體結(jié)合面的側(cè)翼，以消除六個自由度，從而達到完全定位5。4.3 制訂工藝路線擬訂零件的機械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作，擬訂工藝路線時主要解決的問題有：選定各加工表面的加工方法；劃分加工階段；合理安排各工序的先后順序；確定工序的集中和分散程度6。制訂工藝路線時需要考慮的主題要問題有：怎樣選擇定位基準(zhǔn)，怎樣選擇加工方法，怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗等工序。而制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可考慮采用加工中心配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降6。工藝路線一1. 鑄造，去除澆口、毛刺、飛邊。2. 噴砂。3. 鑄檢。4. 加工箱體結(jié)合面、鉆6-48mm的孔。5. 加工銷孔、軸承孔、攻絲m6。6. 加工孔、并透4-11mm孔。7. 加工孔。8. 加工47孔。9. 加工55孔。10. 去刺、清洗、檢入庫。工藝路線二1.按圖鑄造2.清砂3.按毛坯二級精度檢驗4.時效hbs187-2205.粗銑底面保尺寸1246.粗銑頂面保尺寸567.粗銑臺階面保尺寸398.粗鏜后端面保尺寸1119.粗鏜孔保尺寸54.310.粗鏜端面保尺寸11111.粗鏜左右各縱向孔保尺寸7612.調(diào)頭粗鏜端面保尺寸11013.調(diào)頭精鏜左右各縱向孔保尺寸4814.精鏜端面保尺寸10915.精鏜左右各縱向孔保尺寸7516.調(diào)頭精鏜端面保尺寸6717.調(diào)頭精鏜左右各縱向孔保尺寸4718.精鏜端面保尺寸5519.精鏜孔保尺寸5520.鉆底面4-11孔保尺寸1121.鉆側(cè)面3-m6孔鉆至522.分別對上述螺紋孔m6攻絲23.孔口倒角24.鉆橫向6m6孔鉆至525.孔口倒角26.分別對上述螺紋孔按要求攻絲27.孔口倒角28.鉆頂面孔4m8鉆至29.孔口倒角30.分別對上述螺紋孔按要求攻絲31.锪臺階面，鉆m6底孔至532.分別對上述螺紋孔按要求攻絲33.孔口倒角34.加工m6-7h的沉孔12 深135.鉆锪側(cè)底面m6-7h的通孔先鉆至536.分別對上述螺紋孔按要求攻絲37.孔口倒角38.锪平孔2039.鉆擴m10-7h的斜孔先鉆至7.540.分別對上述螺紋孔按要求攻絲41.孔口倒角4.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定曲軸箱泵體的材料為硬度hb80，試樣抗拉強度b270mpa。生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用高壓澆注毛坯7。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。4.5 確定切削用量及基本工時在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時間稱為時間定額。合理的時間定額能促進工人的生產(chǎn)技能和技術(shù)熟練程度的不斷提高，調(diào)動工人的積極性，從而不斷促進生產(chǎn)向前發(fā)展和不斷提高勞動生產(chǎn)率。時間定額是安排生產(chǎn)計劃、成本核算的主要依據(jù)，在設(shè)計新廠時，又是計算設(shè)備數(shù)量、布置車間、計算工人數(shù)量的依據(jù)2。工序i： 鑄造，去除澆口、毛刺、飛邊。工序ii： 噴砂。工序iii：鑄檢。工序iv ：銑端面加工銷孔、軸承孔、攻絲m8。選用加工中心vf-o。本工序采用查表法和計算法確定切削用量。(1) 加工條件工件材料：，試樣抗拉強度b270mpa、高壓澆注。刀具：復(fù)合刀，加長立銑刀，中心鉆，直鉆，銑鉸刀。刀具材料：高速鋼（yt15）。(2) 計算切削用量銑曲軸箱結(jié)合面銑端面(a) 已知箱體結(jié)合面毛坯厚度方向的加工余量為z=1.5mm，但考慮到箱體結(jié)合面毛坯長度方向不是規(guī)則形狀，因此可以把其考慮為長方形的形狀考慮，又由于高壓澆注的毛坯精度本身就較高，所以只要加工一次就行，ap =1.5mm計。(b) 進給量 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.5，當(dāng)要求達到表面粗糙度ra=1.6um時，圓柱銑刀每轉(zhuǎn)進給量=0.4mm/r0.6mm/r，而用于盤銑刀時進給量應(yīng)該減小一半，=0.2mm/r0.3mm/r。 kv （4-1）(a) 已知銷孔孔口毛坯厚度方向的加工余量為z=1.0mm，公差為0.3mm，考慮到其表面粗糙度要求為ra的最大允許值為6.3um，參照機械制造工藝學(xué)表1-12，只要粗刮加工，此時直徑余量2z=1.5mm已能滿足加工要求。所以只要加工一次就行，ap =1.5mm計。(b) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊 表2.44, =0.39mm/r(c) 切削速度 （見機械加工切削數(shù)據(jù)手冊表2.44）, =60m/min(d) 確定主軸速度 根據(jù)4-2式， （4-2）2123r/min因為選取的機床是加工中心,按機床選取=2123 r/min。所以實際切削速度=60m/min.(e) 切削工時， （4-3）根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以， =mm鏜47mm軸承孔(a) 已知軸承孔毛坯厚度方向的加工余量為z=1.5mm，考慮到軸承孔的形狀規(guī)則，可以用復(fù)合刀加工，盡管高壓澆注的毛坯精度本身較高，但在此工序需要經(jīng)過半精鏜-精鏜加工才能達到ra的最大允許值為0.8um的精度要求。所以， 半精鏜：2z=1.1mm 單邊余量z=0.55mm 一次鏜去全部余量，ap =0.55mm 精鏜：2z=0.2mm單邊余量z=0.1mm 一次鏜去全部余量，ap =0.1mm (b) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊 表3.24，當(dāng)要求達到表面粗糙度ra=0.8um時，粗鏜每轉(zhuǎn)進給量=0.39mm/r，精鏜每轉(zhuǎn)進給量=0.013mm/r(c) 計算切削速度 按機械加工切削數(shù)據(jù)手冊表3.9，粗加工時的切削速度為=46m/min，精加工時的切削速度為=230m/min。(d) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)4-2式，半精鏜加工時的機床主軸轉(zhuǎn)速：516r/min精鏜加工時的機床主軸轉(zhuǎn)速：2579r/min因在加工中心上加工，所以無需考慮機床主軸轉(zhuǎn)速沒有這一擋。(e) 切削工時， 根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以，半精鏜切削工時，切削工時： =min精鏜切削工時，切削工時： =min所以鏜47mm軸承孔的總切削工時t =0.159+0.954=1.113min。所以,孔口8mm孔口的總切削工時為t=1.042=2.08min鉆孔55(a) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =0.18mm/r(b) 切削速度 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =30m/min(c) 確定主軸速度 根據(jù)4-2式，955r/min 因為選取的機床是加工中心,根據(jù)機床相關(guān)要求選取n=955r/min。所以實際切削速度=30m/min。(d) 切削工時，根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=mm所以，鉆凸輪軸孔的總切削工時t=0.105min鉆削孔m8底孔48(a) 已知需加工的銷孔加工余量為z =1.0mm,公差為0.3mm,則ap =1.0mm,加工一次就可以滿足要求。(b) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊表2.4, =0.18mm/r(c) 切削速度 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊表2.4, =30m/min(d) 確定主軸速度 根據(jù)4-1式，1426r/min(e) 切削工時，根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=min所以，鉆削孔48通,m8底孔48的總切削工時t =0.0972=0.194 min銑鉸銷孔4-11mm(a) 根據(jù)曲軸箱泵體工序過程卡有關(guān)資料介紹，在鉸孔時，進給量取0.18mm/r，即=0.18mm/r，=30m/min(b) 確定主軸速度根據(jù)4-2式，1194r/min根據(jù)有關(guān)資料介紹，由于選取的機床是加工中心,根據(jù)加工中心的相關(guān)要求選取n =1194r/min。所以實際切削速度=30m/min。(c) 切削工時計算：根據(jù)4-3式，=所以，銑鉸銷孔4-11mm深13的總切削工時t =0.0582=0.116min攻絲m8mm(a) 切削速度的計算 參照有關(guān)手冊可知刀具壽面t =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋,所以,r =0.2m/s=12m/min所以 r/min由于仍在加工中心上加工,所以按相關(guān)要求選取r/min 則切削速度 m/min （4-4）(b) 計算切削工時所以攻絲m8的總切削工時min其余兩通孔工序v：加工銷孔、軸承孔、攻絲m6，及銑端面。以47mm毛坯孔箱體結(jié)面定位；選用加工中心vf-o。本工序采用查表法和計算法確定切削用量。(1) 加工條件工件材料：，試樣抗拉強度b270mpa、高壓澆注。加工要求：加工銷孔、軸承孔、攻絲m6深13mm。銷孔的表面粗糙度要求為ra的最大允許值為1.6um；鏜47mm的曲承孔，表面粗糙度要求為ra的最大允許值為0.8um；攻絲m6其表面粗糙度要求為ra的最大允許值為6.3um。機床：vf-o加工中心。刀具：復(fù)合刀，加長立銑刀，中心鉆，直鉆，銑鉸刀。刀具材料：高速鋼（yt15）。(2) 計算切削用量鏜54.3mm孔(a) 已知軸承孔毛坯厚度方向的加工余量為z=1.5mm，考慮到軸承孔的形狀規(guī)則，可以用復(fù)合刀加工，盡管高壓澆注的毛坯精度本身較高，但在此工序需要經(jīng)過半精鏜-精鏜加工才能達到ra的最大允許值為0.8um的精度要求。所以， 半精鏜：2z=1.1mm 單邊余量z=0.55mm 一次鏜去全部余量，ap =0.55mm 精鏜：2z=0.2mm單邊余量z=0.1mm 一次鏜去全部余量，ap =0.1mm (b) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊 表3.24，當(dāng)要求達到表面粗糙度ra=0.8um時，粗鏜每轉(zhuǎn)進給量=0.39mm/r，精鏜每轉(zhuǎn)進給量=0.013mm/r(c) 計算切削速度 按機械加工切削數(shù)據(jù)手冊表3.9，粗加工時的切削速度為=46m/min，精加工時的切削速度為=230m/min。(d) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)4-2式，半精鏜加工時的機床主軸轉(zhuǎn)速：236r/min精鏜加工時的機床主軸轉(zhuǎn)速：1181r/min因在加工中心上加工，所以無需考慮機床主軸轉(zhuǎn)速沒有這一擋。(e) 切削工時， 根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以，半精鏜切削工時，切削工時：=min精鏜切削工時，切削工時：=min所以鏜47mm軸承孔的總切削工時t =0.35+2.08=2.43min。銑端面保證尺寸115.5，銑端面鉆預(yù)備孔13-a2.5如上所求：切削工時t=13*0.02=0.26 min(a) 進給量根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, mm/r(b) 切削速度 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, m/min機床轉(zhuǎn)速r/min切削工時=min鉆削孔4-11通,m6底孔12(a) 已知需加工的銷孔加工余量為z =1.0mm,公差為0.3mm,則ap =1.0mm,加工一次就可以滿足要求。(b) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊表2.4, =0.18mm/r(c) 切削速度 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊表2.4, =30m/min(d) 確定主軸速度 根據(jù)4-1式，1911r/min(e) 切削工時，根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=min所以，鉆削孔2-12通,m6底孔12的總切削工時t =0.0474+0.0235+0.0352+0.022=0.188+0.115+0.07+0.04=0.343min攻絲m6mm(a) 切削速度的計算 參照有關(guān)手冊可知刀具壽面t =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋,所以,r =0.2m/s=12m/min所以 r/min由于仍在加工中心上加工,所以按相關(guān)要求選取r/min 則切削速度 m/min (b) 計算切削工時切削工時，根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=minmin加工孔深17，14，12分別用時0.06，0.05，0.04所以加工銷孔、軸承孔、攻絲m6的總切削工時0.064+0.055+0.042=0.24+0.25+0.08=0.57min工序vi：銑平面鏜孔及鉆鉸擺桿孔。以一銷孔和箱體結(jié)合面定位；選用加工中心vf-oe。鉆孔；本工序采用查表法和計算法確定切削用量。(1) 加工條件工件材料：，試樣抗拉強度b270mpa、高壓澆注。加工要求：鉆12mm,孔以及m6以及預(yù)備孔，其表面粗糙度要求為ra的最大允許值為2.5um，1.6mm機床：加工中心（vf-oe）。刀具：直鉆。刀具材料：高速鋼（yt15）。(2) 計算切削用量鉆預(yù)備孔a2.5(a) 進給量根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =0.18mm/r(b) 切削速度根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =30m/min(c) 確定主軸速度 根據(jù)4-2式，955r/min因為選取的機床是加工中心,按機床選取=955r/min。所以實際切削速度=30m/min.(d) 切削工時，根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=min鉆12mm的孔考慮到其表面粗糙度要求為ra的最大允許值為6.3um，參照機械制造工藝學(xué)表1-11，其加工精度為it11- it12級，精度要求不是佷高，參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3-9，一次鉆銷即可滿足要求。此時加工余量2z=1.5mm。(a) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =0.2mm/r(b) 切削速度 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =30m/min(c) 確定主軸速度 1365r/min 因為選取的機床是加工中心,按機床選取=3821r/min。所以實際切削速度=84m/min.(d) 切削工時，根據(jù)4-2式，式中： mm， mm， mm所以，=min所以鉆2-12mm的孔總切削工時t =0.0952=0.19min。鉆6的孔加工油堵孔6，以一銷孔和箱體結(jié)合面定位；(a) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =0.2mm/r(b) 切削速度 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =30m/min(c) 確定主軸速度 1365r/min(d) 切削工時=min所以，鉆結(jié)合面的孔切削工時t =0.06+0.18+0.033=0.273min鉆4的孔加工油堵孔4，以一銷孔和箱體結(jié)合面定位；(a) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =0.2mm/r(b) 切削速度 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =30m/min(c) 確定主軸速度 1365r/min(d) 切削工時=min攻絲m6mm深15mm(a) 切削速度的計算 參照有關(guān)手冊可知刀具壽面t =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋,所以,r =0.2m/s=12m/min所以 r/min由于仍在加工中心上加工,所以按相關(guān)要求選取r/min 則切削速度m/min (b) 計算切削工時切削工時，根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=minmin所以加工銷孔、軸承孔、攻絲m6深15的總切削工時min工序vii：銑鏜孔。以銷孔和箱體結(jié)合面定位；選用加工中心tc-229。(1) 加工條件工件材料：，試樣抗拉強度b270mpa、高壓澆注。加工要求：銑鏜孔，表面粗糙度要求為ra的最大允許值為1.6um。機床： vf-oe。刀具：盤銑刀,中心鉆。刀具材料：高速鋼（yt15）。(2) 計算切削用量銑缸體結(jié)合面(a) 已知箱體結(jié)合面毛坯厚度方向的加工余量為z=1.5mm，但考慮到箱體結(jié)合面毛坯長度方向不是規(guī)則形狀，因此可以把其考慮為長方形的形狀考慮，又由于高壓澆注的毛坯精度本身就較高，所以只要加工一次就行，ap =1.5mm計。(b) 進給量 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.5，當(dāng)要求達到表面粗糙度ra=1.6um時，圓柱銑刀每轉(zhuǎn)進給量=0.4mm/r0.6mm/r，而用于盤銑刀時進給量應(yīng)該減小一半，=0.2mm/r0.3mm/r。=0.3mm/r(c) 計算切削速度 按切削用量簡明手冊表3.27，切削速度的計算公式 （壽命t=60min） kv 其中：cv = 31, qv = 0.25, xv = 0.1, yv =0.4, uv =0.3,pv =0.1, m = 0.2。修正系數(shù)kv見切削用量簡明手冊表1.28，即kmv=1.0, ksv=1.0, kkv=1.0, krv=0.8, kbv=0.8。所以m/min(d) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 r/min 按機床說明書（見切削用量簡明手冊表3.30），與456.47r/min相近的立式銑床轉(zhuǎn)速為355r/min及510r/min?，F(xiàn)取n=510r/min。如果取n=480r/min，則速度損失太大。所以實際切削速度 96m/min(e) 檢驗機床功率根據(jù)切削用量簡明手冊表3.23，當(dāng)硬度hb160，試樣抗拉強度560mpa，ae 52mm,ap1.7mm,do =60mm,z=4, =96mm,近似為pcc=2.3kw。故pccpcm，因此選用的切削用量可以采用。即=0.3 mm/r, ap =1.5mm, =510r/min，=96m/min。(f) 切削工時，按機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表6.2-7， 式中： mm， mm， mm所以， =min銑鉸銷孔4-11（）mm深35(a) 根據(jù)曲軸箱泵體工序過程卡有關(guān)資料介紹，在鉸孔時，進給量取0.18mm/r，即=0.18mm/r，=30m/min(b) 確定主軸速度根據(jù)4-2式，1194r/min根據(jù)有關(guān)資料介紹，由于選取的機床是加工中心,根據(jù)加工中心的相關(guān)要求選取n =1194r/min。所以實際切削速度=30m/min。(c) 切削工時計算：根據(jù)4-3式，=所以，銑鉸銷孔4-11mm深35的總切削工時t =0.1952=0.39min銑鉸銷孔2-10（）mm銑鉸銷孔2-10mm通孔的總切削工時t =0.0742=0.149min銑鉸銷孔m6-7h（）mm深8銑鉸銷孔m6-7hmm深8的總切削工時t =0.0742=0.149min所以總切削工時t=0.814鉆兩油孔4-11mm(a) 已知孔口毛坯厚度方向的加工余量為z=1.0mm，公差為0.3mm，考慮到其表面粗糙度要求為ra的最大允許值為6.3um，參照機械制造工藝學(xué)表1-12，只要粗刮加工，此時直徑余量2z=1.5mm已能滿足加工要求。所以只要加工一次就行，ap =1.5mm計。(b) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊 表2.44, =0.39mm/r(c) 切削速度 （見機械加工切削數(shù)據(jù)手冊表2.44）, =30m/min(d) 確定主軸速度 根據(jù)4-2式，1062r/min因為選取的機床是加工中心,按機床選取=1062r/min。所以實際切削速度=30m/min.(e) 切削工時，根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以， =mm所以,刮平銷孔孔口8mm孔口的總切削工時為t=0.042=0.08min攻絲m8進給量 參照機械加工切削數(shù)據(jù)手冊表4.1-29, =1mm/r。切削速度 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊表3.1, =25m/min確定主軸速度根據(jù)4-2式，r/min 計算切削工時 =min所以攻絲m8螺紋總切削工時t=0.037 min兩孔深17用時0.022 min，兩空深32用時0.037 min工序viii 擴放油孔，。以銷孔和箱體結(jié)合面定位，孔口倒角145；。(1) 加工條件工件材料：，試樣抗拉強度b270mpa、高壓澆注。加工要求：加工放油孔?？椎谋砻娲植诙纫鬄閞a的最大允許值為25um；攻絲m6-6h深14。機床：z4102。鉆12mm的孔考慮到其表面粗糙度要求為ra的最大允許值為6.3um，參照機械制造工藝學(xué)表1-11，其加工精度為it11- it12級，精度要求不是佷高，參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3-9，一次鉆銷即可滿足要求。此時加工余量2z=1.5mm。(a) 進給量 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =0.2mm/r(b) 切削速度 根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊, =30m/min(c) 確定主軸速度 1364r/min 因為選取的機床是加工中心,按機床選取=1364r/min。所以實際切削速度=30m/min.(d) 切削工時，根據(jù)4-2式，式中： mm， mm， mm所以，=1min所以鉆12mm的孔總切削工時t =0.081min。m6底孔12深14(a) 切削工時，根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=min所以， m6底孔12深14的總切削工時t =0.0197min工序ix 鉆斜孔。以銷孔和箱體結(jié)合面定位；。工件材料：，試樣抗拉強度b270mpa、高壓澆注。(1) 加工要求：加工放油斜孔?？椎谋砻娲植诙纫鬄閞a的最大允許值為6.3um；。機床：z4102。刀具：復(fù)合刀，中心鉆，直鉆，銑鉸刀。刀具材料：高速鋼（yt15）。鉆8的通孔銑鉸銷孔8mm通孔(a) 根據(jù)曲軸箱泵體工序過程卡有關(guān)資料介紹，在鉸孔時，進給量取0.18mm/r，即=0.18mm/r，=30m/min(b) 確定主軸速度根據(jù)4-2式，1194r/min根據(jù)有關(guān)資料介紹，由于選取的機床是加工中心,根據(jù)加工中心的相關(guān)要求選取n =1194r/min。所以實際切削速度=30m/min。(c) 切削工時計算：根據(jù)4-3式，=所以，銑鉸銷孔12mm的總切削工時t =0.107min工序x 鉆呼吸氣孔。選用手槍鉆工件材料：，試樣抗拉強度b270mpa、高壓澆注。加工要求：加工呼吸孔。機床：手槍鉆。鉆通氣孔1，2-7通孔工序xi 鉆攻側(cè)面油箱安裝孔，攻絲m6-6h；。工件材料：鉆攻側(cè)面油箱安裝孔，攻絲m6-6h ；，試樣抗拉強度b270mpa、高壓澆注。加工要求：。孔的表面粗糙度要求為ra的最大允許值為6.3um；。機床：z4102。鉆12的孔深12加工油堵孔12，以一銷孔和箱體結(jié)合面定位；機床轉(zhuǎn)速 r/min切削工時=min攻絲m6mm深10mm(a) 切削速度的計算 參照有關(guān)手冊可知刀具壽面t =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋,所以,r =0.2m/s=12m/min所以 r/min由于仍在加工中心上加工,所以按相關(guān)要求選取r/min 則切削速度m/min (b) 計算切削工時切削工時，根據(jù)4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=minmin所總切削工時min工序xii 去刺、清洗、檢入庫。5 夾具的設(shè)計由機械制造工藝系統(tǒng)的組成機床、工件、刀具和夾具可看出夾具在機械加工占有很重要的地位。尤其在成批生產(chǎn)時更是大量的采用機床夾具。它們是機床工件之間的聯(lián)結(jié)裝置，使工件相對于機床或刀具獲得正確位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具設(shè)計是裝配設(shè)計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一，是一種在金屬切削機床上實現(xiàn)裝夾任務(wù)的工藝裝備，是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分8。為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第一道機加工夾具設(shè)計銑削箱體結(jié)合面的銑床專用夾具。本夾具將用于x52k型銑床。刀具為一把高速鋼四齒盤銑刀8。5.1 問題的提出在金屬切削機床上進行加工時，為了保證工件加工表面的尺寸，幾何形狀和相互位置的精度等要求，在加工方法確定之后，需要解決的問題之一是使工件相對于刀具和機床占有正確的加工位置（即工件的定位）并把工件壓緊夾牢，以保證這個確定了的位置在加工過程中穩(wěn)定不變（即工件的夾緊）就是工件在上的正確安裝8。本夾具主要用來銑削箱體結(jié)合面的，由于對表面粗糙度的要求和對尺寸的要求并不是很高，所以毛坯孔定位，定位并夾緊來作為基準(zhǔn)，就足以保證尺寸和位置精度。但由于工件形狀比較復(fù)雜，箱體結(jié)合面并非水平面，所以設(shè)計夾具時必須考慮到使箱體結(jié)合面與銑刀垂直，并以方便高效的方式進行夾具，因此，本道工序加工時，主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。5.2 夾具設(shè)計5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇由于箱體件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁薄且不均勻，夾緊力過大或夾緊力著力點不適當(dāng)，都會使工件產(chǎn)生夾緊變形。在這種狀態(tài)下加工，雖然工件“合格”，但加工后撤去夾緊力，工件便恢復(fù)原狀，破壞了已加工好的精度，在箱體加工中，必須注意夾緊對工件加工精度的影響，采取有效措施保證加工精度。夾緊力作用點的選擇應(yīng)選擇工件剛度較大的部位，并保證夾緊力作用于主要定位面上。例如，夾緊力施于箱體的邊緣實體或有筋的地方；提高接觸剛度孔系加工時，應(yīng)盡量提高箱體基準(zhǔn)面與夾具定位元件的接觸剛度。如夾具示圖中，夾緊點定在與定位點同一垂線上，此種夾緊，剛性好，夾緊變形小。目前，最常見的夾緊方式有機械夾緊、液壓夾緊、氣壓夾緊，其三種方法比較如下表。表2 機