參考論文機車內燃機氣缸蓋的數(shù)控加工

1、摘要氣缸蓋是發(fā)動機系統(tǒng)的關鍵零件，其結構復雜，加工難度大，在很大程度上決定了產品的性能和生產周期。加工中心是一種高效的生產設備，要發(fā)揮其作用，除了要提高管理水平、合理配置人員、做好生產準備等工作以外，還要做好數(shù)控加工工藝。本文對氣缸蓋的數(shù)控加工工藝和數(shù)控編程進行了深入的研究。本文以內燃機氣缸蓋為研究對象，根據(jù)數(shù)控加工工藝設計的總體內容，進行氣缸蓋的工藝分析，給出氣缸蓋的加工工藝路線、數(shù)控加工工序以及工步的劃分、加工中心的選擇、刀具和夾具的選擇?？紫斗倍嗍菤飧咨w的特點。本文結合鉆削用量三要素及數(shù)控加工中心的特點，發(fā)現(xiàn)機床主要技術參數(shù)不是制約加工中心加工的約束條件。通過建立以鉆頭穩(wěn)定性、扭矩和機床

2、功率等為約束條件，提出了一種簡便實用的鉆削用量計算方法，此方法可為實際生產中鉆削用量的確定提供參考。本文主要介紹了氣缸蓋加工的三道主要工序的加工內容、夾具及定位方式、工步劃分和加工方法，這三道工序為銑側面和進氣道面，加工周邊孔；加工頂面孔，銑排氣道面；加工底面孔。本文最后基于MasterCAM平臺，對氣缸蓋數(shù)控編程進行研究。針對氣缸蓋加工工藝的特點，主要采用鉆削的方法對氣缸蓋的外表面進行加工。通過基準的制定、軌跡的創(chuàng)建、加工參數(shù)的確定等，編制出了數(shù)控加工程序，得到了走刀軌跡和加工仿真過程。最后通過后置處理生成了數(shù)控加工代碼。關鍵詞：氣缸蓋；數(shù)控加工工藝；鉆削用量；數(shù)控編程目錄第一章緒論課題研究

3、的背景及意義國內外數(shù)控加工工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀課題研究的內容第二章氣缸蓋數(shù)控加工工藝的總體設計數(shù)控加工的優(yōu)缺點及適應性數(shù)控加工的優(yōu)缺點數(shù)控加工的適應性氣缸蓋采用數(shù)控加工的特點氣缸蓋數(shù)控加工工藝的總體設計數(shù)控加工內容的分析及確定分析零件圖以及確定加工內容氣缸蓋總體加工工序的劃分鉆削用量的研究計算鉆削用量和刀具耐用度的關系鉆削用量三要素約束條件加工中心上鉆削用量的計算舉例本章小結第三章氣缸蓋主要加工工序設計加工設備及刀具和夾具選擇加工設備的選擇刀具的選擇夾具的選擇3.2側面和進氣道面及其孔的加工工序本工序的主要加工內容定位基準的選擇和定位誤差的分析本工序加工方法的選擇以及工步劃分的原則頂面和排氣道面及

4、其孔的加工工序加工頂面孔，銑排氣道面的主要加工內容定位基準的選擇和定位誤差的分析主要工步的加工方法選擇本章小結第四章氣缸蓋關鍵加工工序設計及其加工精度分析底面孔的加工工序底面孔的加工內容定位方案的確定及夾緊力的計算加工方法的選擇氣門座底孔和導管底孔的加工精度分析氣門座底孔和導管底孔加工工藝氣門座底孔和導管底孔的精度要求影響工序質量的因素氣門座底孔切削用量的選擇和計算確定切削用量的選擇方法切削用量的計算復合鏜刀的受力分析和變形計算復合刀具的結構設計復合刀具的受力分析復合刀具變形的有限元分析本章小結第五章氣缸蓋數(shù)控加工程序編制MasterCAM的工藝過程數(shù)控編程實例使用數(shù)控加工過程加工仿真后置處理

5、本章小結結論參考文獻附錄A銑側面和進氣道面，加工周邊孔的詳細工步附錄B加工頂面孔的詳細工步附錄C加工底面孔的詳細工步附錄D加工頂面孔，銑排氣道面數(shù)控程序代碼致謝第一章緒論第一章緒論課題研究的背景及意義由于鐵路機車運輸事業(yè)的不斷發(fā)展，對鐵路機車的性能也提出了更高要求。氣缸蓋處在內燃機的心臟是內燃機的核心部件，它在氣缸體上部封閉燃燒室并和活塞頂部一起形成燃燒室。氣缸蓋是內燃機零件中結構較為復雜的箱體零件，也是關鍵件，其精度要求高，加工工藝復雜，且加工質量直接影響發(fā)動機整體性能。結構復雜、孔系繁多是氣缸蓋加工的特點，長期以來都是國內外內燃機制造行業(yè)研究的重點難點。隨著機車內燃機技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代氣

6、缸蓋的結構也越來越復雜，而且先進的內燃機越來越多地傾向于采用多氣門機構這使得氣缸蓋加工變得越來越困難鑒于數(shù)控機床在現(xiàn)代制造業(yè)中起著越來越重要的作用，隨著自動編程系統(tǒng)的發(fā)展，如Pro/E，UG，MasterCAM等軟件的普及使用，數(shù)控機床編程工作越來越簡化。為保證零件加工質量，除了數(shù)控機床自身的精度外，還和數(shù)控加工中的工藝措施密切相關。在使用數(shù)控機床進行機械零件加工時,如何結合機床特性和零件特點充分考慮加工工藝問題,并巧妙使用編程方法、技巧,優(yōu)化數(shù)控加工的工藝和編程,對保證和提高數(shù)控機床的加工質量有著重要的意義。因此，在用數(shù)控機床進行機械零件加工時，要充分考慮工藝問題對零件加工質量的影響。本課題

7、針對大連機車車輛有限公司16V265型內燃機氣缸蓋，在急需國產化的情況下對其進行數(shù)控加工工藝的研究及數(shù)控編程。從國外進口氣缸蓋，一是價格較高，耗費大量財力；二是供應不及時，周期太長，影響機車的正常裝配。故使該型號的氣缸蓋國產化有著十分重要的意義，不僅可以節(jié)約資金，而且還可以消化吸收國外的先進經驗，為我國生產出性能更好的氣缸蓋打下牢固的基礎，同時也對民族工業(yè)的發(fā)展起到推動作用。綜上所述，對機車內燃機氣缸蓋的數(shù)控加工工藝研究的意義如下：隨著計算機數(shù)控（CNC機床，特別是加工中心的發(fā)展，為工序集中創(chuàng)造了條件。在加工中心上，一次裝夾可以加工以前要多臺設備、多道工序才能加工完成的內容，有時甚至一次CNC

8、機床上加工CNC機床上加工刀具路徑、切削可以直接從零件三維裝夾就可以完成全部加工內容，加工出合格的產品。數(shù)控加工工藝是指在零件的工藝，它和普通機床的零件加工工藝最大不同之處，在于加工順序、參數(shù)等規(guī)定的特別詳細。因為缸蓋上的加工孔很多，使用軟件編程不需要計算孔位的坐標，模型上得到坐標數(shù)據(jù)，更重要的是采用軟件編程可實現(xiàn)加工過程的仿真，能夠保證所編制的加工程序準確無誤，一次試切成功。使用軟件編程代替手工編程是加工技術的發(fā)展方向，它不僅能夠減輕編程人員的勞動強度，提高編程質量，而且應該考慮產品設計在不斷更新，以后會遇到手工編程無法解決的復雜零件編程問題，只能用軟件編程解決，所以說使用軟件編程是數(shù)控加工

9、的發(fā)展趨勢。國內外數(shù)控加工工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀數(shù)控加工技術是20世紀40年代后為適應加工復雜外形零件而發(fā)展起來的一種自動化加工技術，其研究起源于飛機制造業(yè)。1952年世界上第一臺數(shù)控機床三坐標立式銑床問世，它可控制銑刀進行連續(xù)空間曲面的加工，揭開了數(shù)控加工技術的序幕，國外十分重視數(shù)控加工技術的研究。日本自70年代起便把許多精力投入到數(shù)控加工技術的開發(fā)和使用上，并取得了巨大的經濟效益。近年來由于國際市場的競爭日益激烈，工業(yè)發(fā)達國家紛紛投入巨資發(fā)展數(shù)控加工技術，并取得了豐碩的研究成果。我國數(shù)控加工技術方面的研究工作自“七五”以來取得了一大批研究成果。在數(shù)控加工自動化工藝設計方面，我國研究人員從零件特征

10、信息的獲取、表達、輸入到多工藝方案的設計和決策等各方面開展了大量的研究工作。目前，主要在曲面造型、刀位規(guī)劃、刀位仿真、干涉檢查等方面取得了較多的成果。自主開發(fā)了一批軟件系統(tǒng)，其中有些系統(tǒng)已接近國際先進水平，投入市場并在生產中發(fā)揮了重大作用。雖然我國的數(shù)控加工技術有了較大的發(fā)展，但和世界先進水平相比仍有很大差別。一方面國內還沒有比較成熟、功能全、適應性強的數(shù)控加工系統(tǒng)。另一方面表現(xiàn)在使用水平落后，不僅絕大多數(shù)生產廠家主要依靠國外引進軟件進行復雜曲面的多坐標數(shù)控加工，而且還表現(xiàn)在數(shù)控加工的效率低，加工表面質量差等方面。近年來，數(shù)控技術涉及到各個領域，其中使用最廣泛，效率最高的地方在一些大型企業(yè)，如

11、汽車，航空航天，國防軍工的重要部門領域。例如葉輪制造就使用了數(shù)控加工最前沿部分。國外許多家公司已開始采用四軸側銑來加工非可展直紋面葉片的整體葉輪。其中世界上最著名的美國NREC公司提供的資料上就介紹了該公司生產的軟件MAX5就能夠完成為葉輪的四軸側銑數(shù)控加工而生成數(shù)控代碼的工作。在該軟件中采用了三項美國專利來解決用側銑加工非可展直紋面的誤差問題。用數(shù)控編程進行的處理工作可避免理論切削誤差。同時，軟件中針對各種不同的葉輪形式還設計了切削路徑的模板，可以直接生成刀具軌跡，然后根據(jù)具體情況再進行調整，這樣可以大大的節(jié)約編程時間提高效率目前，我國已有越來越多的廠家開始采用鍛造毛坯后多坐標NC加工成型的

12、方法加工葉輪，尤其是國防工業(yè)中所用的關鍵葉輪，如火箭發(fā)動機的轉子、風扇、飛機發(fā)動機的渦輪等。目前都已采用多坐標數(shù)控機床加工。國內所用的機床大多是引進的具有國際先進水平的四、五軸聯(lián)動數(shù)控機床。氣缸蓋屬于鉆、鏜、鉸、攻螺紋及銑削加工聯(lián)合進行的典型箱體零件，且其孔系相互位置度要求較高，從提高效率保證質量上考慮，國內外氣缸蓋先進制造企業(yè)在加工設備上均采用了功能較為齊全的數(shù)控加工中心，氣缸蓋加工中最大的難點是氣門座底孔和導管底孔的加工。如何保證氣門座底孔和導管底孔的高精度要求是國內外在氣缸蓋先進制造上的主要研究方向。一般國外公司例如美國GE公司、德國Housberg公司和日本日野公司均采用了加工中心先加

13、工氣門座底孔和導管底孔，最后用專用機床對氣門座底孔和導管底孔進行復合加工，這樣保證了氣門座底孔和導管底孔很高的同軸度精度要求。在國內一些工廠中，加工工序和國外的公司基本一致，也逐步采用了國外的加工方法和設備，這樣在氣門座底孔和導管底孔的同軸度精度上和國外的產品基本上是一致的。如前所述，鐵路運輸行業(yè)的發(fā)展對鐵路機車的性能要求越來越高，對氣缸蓋的制造精度也提出了更高要求，但由于國內目前鐵路機車產品的多元化及新產品開發(fā)力度的不斷加大，鐵路內燃機車事實上無法像汽車行業(yè)一樣組織有效的大批量生產模式。所以，目前鐵路內燃機車氣缸蓋氣門座底孔和導管底孔加工存在以下主要問題12：加工振動影響表面質量和刀具壽命以

14、及較高同軸度和跳動精度要求難以保證等，嚴重制約了國內氣缸蓋制造水平的提高，同時在用加工中心對如氣缸蓋這類復雜零件進行加工時，普遍對數(shù)控加工切削參數(shù)的選擇研究不足，隨意性較大，存在著加工效率低、制造成本高等問題。因此，如何結合實際情況，使用現(xiàn)有裝備對機車內燃機氣缸蓋的數(shù)控加工工藝及數(shù)控編程進行分析研究來提升氣缸蓋制造水平，提高加工效率以及降低生產成本。對國內鐵路機車制造行業(yè)而言是一個非常迫切需要研究的課題。課題研究的內容本課題重點研究如何利用機車廠現(xiàn)有設備，對氣缸蓋進行數(shù)控加工工藝規(guī)劃及在加工中心上編制數(shù)控程序，以便提高氣缸蓋的加工質量和效率，主要研究內容如下：根據(jù)零件圖紙的技術和精度要求，按照

15、加工工藝理論原則及車間現(xiàn)有設備條件，制定缸蓋零件的機械加工工藝過程。編制一套完善的缸蓋加工工藝過程卡和工序卡，其中主要工作內容包括：加工中心的工序內容較多，需要合理安排數(shù)控加工工序以及工步的劃分。通過確定加工余量，計算出各工序工步的加工尺寸及公差。提出一種簡便實用的鉆削用量計算方法。對氣缸蓋主要加工工序，按加工要求提出工藝準備方案，包括設計各工序的定位夾緊方式和定位誤差分析以及加工設備的選擇、使用的刀具等。首先對加工底面孔工序進行夾緊力的計算分析，其次對氣缸蓋氣門座底孔和導管底孔的加工工藝進行了分析研究，設計了最后精加工時所選用的復合鏜刀結構，并對鏜刀刀桿的受力和變形進行了有限元分析計算，提出

16、了改進方案，保證其加工精度要求。采用軟件編程方法編制數(shù)控加工程序，通過編程和程序調試，輸出合理的數(shù)控加工程序。數(shù)控加工工藝技術是一門實踐性極強的現(xiàn)場技術，工藝的好壞直接導致零件加工的質量和效率，數(shù)控工藝是NC加工程序編制的依據(jù)。本文通過研究對比進行優(yōu)化處理從而取得較為合理的數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工程序。第二章氣缸蓋數(shù)控加工工藝的總體設計2.1數(shù)控加工的優(yōu)缺點及適應性數(shù)控加工的優(yōu)缺點數(shù)控加工的優(yōu)點自動化程度高，可以減輕工人的體力勞動強度數(shù)控加工過程是按輸入程序自動完成的，一般情況下，操作者只要在機床旁邊觀察和監(jiān)控機床的運行情況，此外，再做一些裝卸零件、更換刀具和零件尺寸抽檢的工作。當然，數(shù)控機床操

17、作者的腦力勞動強度相應增高，要處理許多普通機床很少見的數(shù)學問題、微電子問題、信息問題、自動控制技術使用問題等。加工零件一致性好、質量穩(wěn)定由于數(shù)控機床本身的定位精度和重復定位精度都很高，很容易保證零件的一致性，也大大減少了通用機床加工中人為造成的失誤，故數(shù)控加工不但可以保證零件獲得較高的加工精度，而且質量穩(wěn)定，也便于對加工過程進行質量控制。一般來說，只要工藝設計和程序正確合理，再加上按操作規(guī)程精心操作，就可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定生產。生產效率較高由于數(shù)控加工時能在一次裝夾中加工出很多待加工的部位，既省去了通用機床加工時原有的不少中間工序（如劃線、檢驗等），也大大縮短了生產準備時間。因為數(shù)控加工的零件形狀

18、及尺寸的一致性好，一般只進行首件檢驗和加工中間抽檢即可。此外，數(shù)控加工出的零件也為后續(xù)工序（如裝配等）帶來了許多方便。便于產品研制由于數(shù)控加工一般不需要很復雜的工藝裝備，就可以通過編制程序把形狀復雜和精度要求較高的零件加工出來，故當設計更改時，也很容易用更改程序的方法作相應更改，一般不需要重新設計制造工裝。所以，數(shù)控加工能大大縮短產品研制周期，給新產品的研制開發(fā)、產品的改進、改型提供了捷徑。便于實現(xiàn)計算機輔助制造計算機輔助設計和制造己成為航空航天、汽車、船舶及各種機械工業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的必由之路。而將用計算機輔助設計出來的產品圖紙及數(shù)據(jù)變?yōu)閷嶋H產品的最有效途徑，就是采取計算機輔助制造技術直接制造出

19、零件。數(shù)控機床及其加工技術正是計算機輔助制造系統(tǒng)的基礎。（2）數(shù)控加工的缺點加工成本一般較高主要原因是設備費用高及首次加工準備周期較長。數(shù)控機床的價格一般是相同規(guī)格的同類通用機床的好幾倍。此外，其零配件價格較高，維修成本也高。再加上和其配套的編程用計算機、及其外部配套設備等，使加工成本大大高于通用機床。只適宜于占機械加工總量70%80%的多品種、小批量或中批量生產。由于數(shù)控加工對象一般為較復雜零件，又往往采用工序相對集中的工藝方法，在一次定位安裝中加工出許多待加工面，勢必將工序時間拉長。盡管目前在數(shù)控機床的設計制造方面做出了很大努力（如：多軸化、自動交換工作臺和柔性加工單元等），但和專用多工位

20、組合機床或自動機形成的生產線相比，在生產規(guī)模和生產效率方面仍有很大差距。加工中難以調整由于數(shù)控機床是按程序運行自動加工的，一般很難在加工過程中進行適時的人工調整，即使可以作局部調整，其可調范圍也不大。維修困難數(shù)控機床是技術密集型的機電產品，增加了微電子維修方面的困難，一般均需要配備技術素質較高的維修人員和較好的維修裝備。數(shù)控加工的適應性這里所指的適應性是廣義的，不是指某個具體機床適應加工什么零件。根據(jù)數(shù)控加工的優(yōu)缺點和國內外大量使用實踐，一般可按適應程度將零件分為下列三類：較適應類在通用機床上加工時極易受人為因素(如：情緒波動、體力強弱、技術水平高低等)干擾，零件價值又高，一旦質量失控便造成重

21、大經濟損失的零件；在通用機床上加工必須制造復雜的專用工裝的零件；需要多次更改設計后才能定型的零件；在通用機床上加工需要作長時間調整的零件；在通用機床上加工時，生產率很低或體力勞動強度很大的零件。這類零件在首先分析其可能性以后，還要在提高生產率及經濟效益方面作全面衡量，一般可把它們作為數(shù)控加工的主要選擇對象。最適應類形狀復雜，加工精度要求高，用通用機床無法加工或雖然能加工但很難保證產品質量的零件；用數(shù)學模型描述的復雜曲線和曲面輪廓零件；具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內腔的殼體或盒型零件；必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、鉸或攻絲等多工序的零件。對于上述零件，可以先不要過多的去考慮生產效

22、率和經濟上是否合理，而應首先考慮能不能把它們加工出來，要著重考慮可能性問題。只要有可能，都應把對其進行數(shù)控加工作為優(yōu)選方案。不適應類生產批量大的零件(當然不排除其中個別工序用數(shù)控機床加工)；裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件；加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機床上無在線檢測系統(tǒng)可自動調整零件坐標位置的；必須用特定的工藝裝備協(xié)調加工的零件。因為上述零件采用數(shù)控機床加工后，在生產效率和經濟性方面一般無明顯改善，更有可能弄巧成拙或得不償失，故此類零件一般不作為數(shù)控加工的選擇對象。氣缸蓋采用數(shù)控加工的特點氣缸蓋是內燃機零件中結構較為復雜的箱體零件，也是關鍵件，其加工精度要求高，加工工藝復雜，且加工質

23、量直接影響發(fā)動機整體性能。氣缸蓋屬于鉆、鏜、鉸、攻螺紋及銑削加工聯(lián)合進行的典型箱體零件，且其孔系相互位置度要求較高，而且具有難測量的特點，必須在一次裝夾中合并完成鉆、鏜、鉸或攻絲等多工序的零件。從提高效率保證質量上考慮，國內外氣缸蓋先進制造企業(yè)在加工設備上均采用了功能較為齊全的數(shù)控加工中心。因為只有選擇數(shù)控加工的方法才能保證氣缸蓋基本的位置精度要求、同軸度要求，同時在數(shù)控加工中數(shù)控機床本身具有很高的定位精度和重復定位精度的能力，很容易保證零件的一致性。故氣缸蓋采用數(shù)控加工不但可以保證零件獲得較高的加工精度，而且質量穩(wěn)定，也便于對加工過程實行質量控制。2.2氣缸蓋數(shù)控加工工藝的總體設計數(shù)控加工內

24、容的分析及確定當選擇并決定某個零件進行數(shù)控加工后，并不等于要完成所有的加工內容，可能只是其中的一部分進行數(shù)控加工，因此必須對零件圖紙進行仔細的工藝分析，選擇那些最合適、最需要數(shù)控加工的內容和工序。在選擇并做出決定時，應結合本單位的實際，立足于解決關鍵難題和提高生產效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢，防止把數(shù)控機床降格為通用機床使用。選擇時，一般可按下列順序考慮：通用機床無法加工的內容應作為優(yōu)先選擇內容。通用機床難加工，質量也難以保證的內容應作為重點選擇內容。通用機床加工效率低，人工手工操作勞動強度大的內容，可在數(shù)控機床尚存在富裕能力的基礎上進行選擇。一般來說，上述這些加工內容采用數(shù)控加工后，在產品質

25、量、生產效率和綜合經濟效益等方面都會得到明顯提高。相比之下，下列一些加工內容不宜采用數(shù)控加工：需要通過較長時間占機調整的加工內容，如：以毛坯的粗基準定位來加工第一精基準的工序等。必須按專用工裝協(xié)調的孔及其它加工內容。主要原因是采集編程用的數(shù)據(jù)有困難，協(xié)調效果不一定理想。按某些特定的制造依據(jù)(如：樣板、樣件等)加工的型面輪廓。主要原因是取數(shù)據(jù)難，易和檢驗依據(jù)產生矛盾，增加編程難度。不能在一次安裝中加工完成的其它零星部位，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工。此外，在選擇和決定加工內容時，也要考慮生產批量，生產周期，工序間周轉情況等等。本課題所研究的氣缸蓋屬于多孔系、多加工面的典型

26、箱體類零件。通過以上分析可知，在氣缸蓋加工中，有三道工序必須采用數(shù)控加工，這三道工序組成了氣缸蓋加工的基本內容，即：銃側面和進氣道面，加工周邊孔；加工頂面孔，銃排氣道面以及加工底面孔。因此保證各孔的位置精度和同軸度以及孔的高加工精度顯得特別重要，同時在側面加工及頂面加工中有幾個和平面成一定角度的孔，這也需要才用數(shù)控加工才能保證孔的加工要求，以及簡化夾具的設計問題。在側面加工中，由于是四個面在同一個工序中依次進行加工，保證定位精度顯得尤其重要。只有這樣才能保證氣缸蓋的加工精度要求和提高氣缸蓋的生產效率。分析零件圖以及確定加工內容隨著內燃機發(fā)動機技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代氣缸蓋的結構也越來越復雜，而且先

27、進的內燃機越來越多地傾向于采用多氣門機構這使得氣缸蓋加工變得越來越困難。氣缸蓋是內燃機零件中結構較為復雜的箱體零件，也是關鍵件，其精度要求高，加工工藝復雜，且加工質量直接影響發(fā)動機整體性能。本文所研究的氣缸蓋具體結構如圖2.1所示。圖2.1氣缸蓋結構示意圖當一個氣缸蓋的毛坯鑄造完成之后，除劃線確定加工余量之外，首先的加工內容是加工氣缸蓋的頂?shù)酌?，來確定加工基準，平面加工完成之后才能加工各個孔。從氣缸蓋結構圖中可以看到，面和孔加工是該氣缸蓋加工的主要內容，其中孔的加工占據(jù)了該氣缸蓋加工的大部分內容。如圖2.1左側圖看到的是氣缸蓋的頂面，頂面孔中加工的難點是處于氣缸蓋中心的中心孔，它是一個階梯孔，

28、而且加工精度要求也很高，其次是在頂面上加工精度要求較高的就是氣門導管底孔，最后是處在和頂面成82的斜孔。這三類孔構成了氣缸蓋頂面的主要內容；如圖2.1右側圖所示為氣缸蓋的底面，在底面上孔的類型比較單一，最主要的就是進氣門孔和排氣門孔的加工，該孔的加工不僅是底面加工的難點，也是整個氣缸蓋加工的重點之一。除此之外，氣缸蓋加工就剩下缸體的四個側面了，在側面加工的孔中首先要先加工各個平面，在側面中有進氣道面和排氣道面，以及和進氣道面成30角的小斜面，該斜面上有一個階梯孔，其余的孔都是一些比較簡單的孔，在此不做過多的說明。氣缸蓋總體加工工序的劃分氣缸蓋是典型的箱體類零件，其要求加工的內容很多，特別是孔加

29、工很多，零件加工表面形狀也是多種多樣。氣缸蓋同時也是內燃機中結構復雜、加工精度要求較高的關鍵零部件，現(xiàn)代的加工工藝和方法大都集中在加工中心上進行加工。由于數(shù)控加工工序一般均穿插于零件加工的整個工藝過程中間，因此在工藝路線設計中一定要全面考慮，瞻前顧后，使之和整個工藝過程協(xié)調吻合。在數(shù)控工藝路線設計中主要應注意以下幾個問題：(1)數(shù)控加工工序的設計數(shù)控加工工序設計的主要任務是進一步把本工序的加工內容、加工用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運動軌跡都具體確定下來，為編制加工程序做好充分準備。根據(jù)數(shù)控加工的特點，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行：以一次安裝加工作為一道工序。這種方法適合于加工內

30、容不多的工件，加工完成后就能達到待檢狀態(tài)。以同一把刀具加工的內容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工面，但考慮到程序太長，會受到某些限制，如：控制系統(tǒng)的限制(主要是內存容量)，機床連續(xù)工作時間的限制(如一道工序在一個工作日內結束)等。此外，程序太長會增加出錯率，并給檢索帶來困難。因此程序不能太長，一道工序的內容不能太多。以加工部位劃分工序。對于加工內容很多的零件，可按其結構特點將加工部位分成幾個部分，如內形、外形、曲面或平面等。綜上所述在分工序時，一定要視零件的結構和工藝性，機床的功能，零件數(shù)控加工內容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產組織狀況靈活掌握。什么零件宜采用工序集中的原則還

31、是采用工序分散的原則，也要根據(jù)實際情況來確定，但一定要力求合理。(2)順序的安排順序的安排應根據(jù)零件的結構和毛坯狀況，以及定位安裝和夾緊的需要來考慮，重點是工件的剛性不被破壞。順序安排一般應按下列原則進行：上道工序的加工內容不能影響下道工序的定位和夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮。先進行內腔加工工序，后進行外形加工工序。以相同定位、加緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進行，以減少重復定位次數(shù)，換刀次數(shù)和挪動壓板的次數(shù)。在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞較小的工序。工序劃分的要點粗精分開對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進行校形，故一般

32、來說凡要進行粗、精加工的都要將工序分開。若零件的全部表面均由數(shù)控機床加工，工序的劃分一般按先粗加工，后半精加工，最后精加工，依次分開進行；即粗加工全部完成之后再進行半精加工、精加工。粗加工時可快速切除大部分余量，再依次精加工各個表面，這樣可提高生產效率，又可保證零件的加工精度和表面粗糙度。而對于某一加工表面，則應按粗加工T半精加工T精加工順序完成。對于一些位置精度要求較高加工表面，可采用前者；而對于一些尺寸精度要求較高者，考慮到零件的剛度、變形及尺寸精度等因素，建議采用后者。尤其是對于精度要求較高的加工表面，在粗、精加工工序之間，零件最好擱置一段時間，使粗加工后零件的變形得到較為充分的恢復，再

33、進行精加工，這樣有利于提高加工精度。一般情況下，精加工余量以留0.20.6mm為宜。精銑時應盡量采用順銑方式，以保證零件表面質量。此外，在可能條件下，盡量在普通機床或其他機床上對零件進行粗加工，以減輕數(shù)控機床的負荷和保證加工精度。一次定位對于一些在加工中易因重復定位而產生誤差的零件，應采用一次定位的方式按順序進行換刀作業(yè)。例如：加工箱體類零件的各軸線孔系，可依次連續(xù)加工完成同一軸線上的各孔，以提高孔系的同軸度及位置公差，然后再加工其他坐標位置的孔，確?？紫档奈恢镁?。根據(jù)零件特征，盡可能減少裝夾次數(shù)。在一次裝夾中，盡可能完成較多的加工表面，減少輔助時間，提高數(shù)控加工的生產效率。先面后孔通常，可

34、按零件加工部位劃分工序，一般先加工簡單的幾何形狀，后加工復雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，后加工精度要求較高的部位；先加工平面，后加工孔。例如：銑平面鏜孔復合加工，可按先銑平面后鏜孔順序進行。因為銑削時切削力較大,零件易變形，待其恢復變形后再鏜孔，有利于保證孔的加工精度。其次，先鏜孔再銑平面，孔口就會產生毛刺、飛邊，影響孔的裝配。減少換刀在數(shù)控加工中，應盡可能按刀具進入加工位置的順序集中刀具，即在不影響加工精度的前提下，減少換刀次數(shù)，減少空行程，節(jié)省輔助時間。零件在一次裝夾中，盡可能使用同一把刀具完成較多的加工表面。當一把刀具完成加工的所有部位后，盡可能為下道工序作些預加工。例如：使用小鉆

35、頭為大孔預鉆位置孔或劃位置痕，或用前道工序的刀具為后道工序先進行粗加工,然后換刀后完成精加工或加工其他部位。對于一些不重要的部位，盡可能使用同一把刀具完成同一個工位的多道工序加工。數(shù)控加工工序和普通工序的銜接數(shù)控工序前后一般都穿插有其它普通工序，若銜接的不好就容易產生矛盾，最好的辦法是相互建立狀態(tài)要求，如：要不要留加工余量，留多少；定位面和孔的精度要求及形位公差；對校形工序的技術要求；對毛坯的熱處理狀態(tài)等。目的是達到相互滿足需要，且質量目標及技術要求明確，交接驗收有依據(jù)。要對本課題進行設計，先要清楚整個氣缸蓋的加工工藝路線，搞清本課題的工序位置，從而得到相應的加工數(shù)據(jù)。本文通過數(shù)控加工工藝分析

36、，根據(jù)數(shù)控加工工藝設計及工序劃分原則，以及考慮到加工效率、機床選用、夾具設計、走刀路線等因素現(xiàn)將氣缸蓋總體加工內容分為以下加工工序，具體加工工藝過程如圖2.2是氣缸蓋加工工藝的全過程。圖2.2氣缸蓋加工工藝路線2.3鉆削用量的研究計算由于氣缸蓋的結構特點就是孔隙繁多，在加工中，鉆削加工占據(jù)了加工過程中的大部分加工內容。在切削加工中，切削用量選用得合理和否，直接影響到加工質量、生產成本和生產效率。切削用量選用合理，能夠充分發(fā)揮機床和刀具的性能，選擇不當則會造成大量的浪費。切削用量的選擇原則是：在能夠達到零件的加工精度要求的前題下，并在工藝系統(tǒng)強度和剛性允許條件下，充分利用機床功率和發(fā)揮刀具切削性

37、能，選取一組最大的切削用量，以獲得較高生產率和降低加工成本，這組最大的削用量稱之為“合理切削用量”。在現(xiàn)代的機械加工中，加工中心的使用范圍越來越廣，它相對和傳統(tǒng)機床有著非常大的優(yōu)勢，大功率、大范圍切削速度、高進給量等等機床性能是普通機床無法比擬的。加工中心具有工藝范圍廣，加工內容多等特點。因此在加工中心上選擇和計算切削用量時，已不能再按原來的傳統(tǒng)機床的切削用量選取，原有切削用量已不能滿足加工中心高效的使用范圍。目前，合理的切削用量方法有經驗估計法、分析計算法、查表確定法，這些方法雖然簡便易行，但精度和效率不高。本文采取分析、查表和計算相結合的確定方法。提出了一種簡潔實用的鉆削計算方法，此方法可

38、為生產實際中大量的鉆削用量計算提供簡便計算參考。鉆削用量和刀具耐用度的關系刀具耐用度T和切削用量之間的關系主要和工件、刀具材料的性質有關。在目前的研究水平上還無法得到關于刀具耐用度和切削速度、進給量之間關系的精確數(shù)學描述，一般通過試驗建立刀具耐用度的經驗公式。對某一零件的加工，當?shù)毒卟牧稀缀螀?shù)已定，則對刀CTb=CTb=具耐用度發(fā)生影響的就是切削用量了。它們之間的關系可通過實驗方法得到。對鉆削0.637GPa鋼料，進給量fw0.2mm/r，使用切削液時，以實驗方法建立的鉆削用量和鉆頭耐用度的關系為：表明鉆削用量中v、f、ap(鉆頭直徑do之半)對鉆頭耐用度的影響并不相同。其規(guī)律v最大，f次

39、之，ap最小。即先盡量選取大的切削深度ap,其次盡量選大的進給量f，最后根據(jù)合理的鉆頭耐用度T,選用合理的切削速度V。在鉆削加工中，刀具材料是最重要的因素，研制和選用先進的刀具材料是提高鉆削加工效率最有效的手段之一。此外改進刀具結構、優(yōu)化切削條件和采用新的切削方法也是提高加工效率的有效途徑。切削條件包括機床設備、切削用量和切削液等，隨著研究的不斷深入，加工中心鉆削加工的效率一定會越來越高。鉆削用量三要素鉆削深度鉆實心孔時，即鉆頭直徑的一半，即：F2鉆頭直徑do一般已由設計或工藝尺寸所決定，盡可能一次鉆出所要求的孔的尺寸。因為大的直徑，鉆頭刀體大，有利于傳熱和切削液注入，排屑也較容易，從而減小鉆

40、頭磨損。對較大的孔，當機床動力不足，或工件、夾具剛性較差，才選取先鉆孔再擴孔的工藝。此時預制孔的直徑可取被鉆孔直徑的0.50.7倍。在刀具性能允許的情況下，加工中心最大可鉆80mm孔，通用加工中心可加工直徑3550mm的孔，這主要和機床的型號以及機床參數(shù)的大小有關。在一般使用條件下，dow35mm以下的孔都是一次鉆成的進給量進給量f(mm/r)是鉆頭每轉一轉，沿進給方向移動的距離。鉆頭直徑確定后，就應在允許的條件下盡量選取大的進給量f。為了防止鉆頭因扭矩過大而發(fā)生剪切破壞，最大進給量fmax可從鉆頭的臨界破壞扭矩來計算。鉆削扭矩M不得超過鉆頭的臨界破壞扭矩Me,即：MMMc(N-m)實驗證實，

41、切削速度提高10%,耐用度將下降一半。但隨著刀具材料以及刀具制造業(yè)的發(fā)展，刀具耐用度T的壽命和耐磨損時間越來越長，因此鉆削速度也變得越來越大。為了實現(xiàn)加工中心高效高速加工，在加工中心上一般都選用耐用度較高的刀具。例如在加工中心上，用硬質合金的錐柄麻花鉆頭加工可鍛鑄鐵，刀具直徑在2040mm時，鉆速最高可達到60m/min。本章小結本章首先簡要介紹了數(shù)控加工的優(yōu)缺點及適應性以及氣缸蓋數(shù)控加工工藝設計的過程，包括零件圖紙的數(shù)控工藝性分析和數(shù)控加工內容的分析及確定。以及介紹了氣缸蓋的加工內容和總體加工工序的劃分。最后通過對鉆削用量三要素及數(shù)控加工中心特點的分析，發(fā)現(xiàn)機床主要技術參數(shù)已不是制約加工中心

42、加工的約束條件。通過建立以鉆頭穩(wěn)定性、扭矩和機床功率等為約束條件，提出了一種簡便實用的鉆削用量計算方法。最后，給出了鉆削加工實例的計算結果。此方法可為實際生產中鉆削用量的確定提供參考。第三章氣缸蓋主要加工工序設計在上述氣缸蓋的各工序中，有三道工序非常重要，這三道工序組成了氣缸蓋加工的基本內容，即：銃側面和進氣道面，加工周邊孔；加工頂面孔，銃排氣道面以及加工底面孔。其中加工底面孔為關鍵工序，在第四章進行詳細分析，下面對前兩道工序進行分析和設計。3.1加工設備及刀具和夾具選擇加工設備的選擇加工中心的類型分為以下五類：立式加工中心、臥式加工中心、龍門式加工中心、五軸加工中心和虛軸加工中心。其中，立式

43、加工中心和臥式加工中心是生產中常用的。由于氣缸蓋本身就是多加工面、多孔系的箱體類零件，而且氣缸蓋的外形又有多出不規(guī)則的地方，從工件的結構特點及加工內容方面考慮，選用數(shù)控銃削加工中心。這樣，在保證了加工連續(xù)性的同時也很好的提高了加工效率，降低了成本。數(shù)控機床的類型選好后就要選定機床的型號。首先要明確所要加工產品的技術要求和工藝規(guī)范，根據(jù)工藝流程和生產節(jié)拍的需要確定數(shù)控機床的類型。數(shù)控機床的種類繁多，只有選定正確的類型才能讓數(shù)控機床發(fā)揮最佳作用，取得最佳性價比。具體的類型則根據(jù)零件的外形尺寸和具體的加工要求進行選取，詳細過程為：根據(jù)氣缸蓋的長和寬來估算夾具底座的尺寸，再由夾具底座的大小來選定加工中

44、心工作臺的尺寸。工作臺選定后還要看加工中心的各軸行程是否滿足對工件的加工要求。若是行程小了，就要改換機床的型號，反之則可以初步確定機床型號了。當然還要考慮主軸轉速、刀具庫容量等問題。在以上條件全都滿足的情況下，方可最終選定機床型號。在加工側面和進氣道面這一工序中，氣缸蓋所需要加工的各側面平面和平面類零件的特點相吻合，并且第四加工面里的55斜面的連接曲面又有曲面類零件的特點。在加工頂面孔和排氣道面這一工序中，通過對零件圖的分析得知，本工序加工內容有10類孔和一個斜面，其中包括一類（2個）斜孔。他們分別需要鏜削、銑削、鉆削加工。若選用立式加工中心，從工件擺放原則來說較合理，定位精度容易保證。但夾具

45、設計很麻煩，需設計直孔加工，斜孔加工，斜面加工三種狀態(tài)的夾具，且中間需要停車，編寫三段數(shù)控程序。如此一來和三個工序相比無太大區(qū)別。由于在加工側面和進氣道面以及頂面孔和排氣道面這兩道工序中，都涉及到轉位面的加工。綜合以上分析，考慮到夾具和定位設計簡便性，選用臥式加工中心更適合加工此類零件?？梢岳霉ぷ髋_的轉度將斜孔、斜面轉換成“直孔”、“垂直面”，實現(xiàn)一次裝夾，加工完成所有工序內容。所以最終選定機床的類型為：臥式數(shù)控銑削加工中心，其優(yōu)點在于：它不但可以加工各種具有平面輪廓和立體曲面的零件，還可以進行鉆、擴、鉸、鏜孔和攻螺紋等加工。在滿足了加工要求的同時，也很好的保證了氣缸蓋的成品質量。考慮到氣缸

46、蓋所要加工的平面及各孔系均處在三維空間范圍內，氣缸蓋外形尺寸為：589X436X240mm。為了在滿足工件的加工內容要求的同時使機床得到充分的利用，考慮到加工中心選用原則及生產效率的需要，選用帶轉臺的臥式加工中心沈陽機床集團生產的BW80HS高速臥式加工中心。在底面加工這一工序中，分析零件圖可知，此工序沒有平面加工的內容，都是孔加工內容，包括鉆、擴、鉸及鏜孔加工。都是加工垂直孔，在立式加工中心上加工有利于工件定位，而且立式加工中心的定位精度高于臥式加工中心的。再從機床成本上考慮，立式加工中心的價格一般是臥式加工中心的一半。所以本工序的機床選擇立式加工中心。再根據(jù)零件的外型尺寸，長為550mm，

47、寬為440mm,選擇加工中心工作臺的尺寸。所選沈陽機床廠生產的VMC系列立式加工中心。刀具的選擇在金屬切削加工中，刀具材料的切削性能直接影響著生產效率、工件的加工精度和己加工表面質量、刀具消耗和加工成本。金屬切削時，刀具切削部分直接和工件及切屑相接觸，承受著很大的切削壓力和沖擊，并受到工件及切屑的劇烈摩擦，產生很高的切削溫度。也就是說，刀具切削部分是在高溫、高壓及劇烈摩擦的條件下工作的。因此，刀具材料應具備以下基本性能：硬度和耐磨性刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。強度和韌性刀具材料應具備較高的強度和韌性，以便承受切削力、沖擊和振動，防止刀具脆性斷裂和崩刃。

48、耐熱性刀具材料的耐熱性要好，能承受高的切削溫度，具有良好的抗氧化能力。工藝性能和經濟性刀具材料應具備好的鍛造性能、熱處理性能、焊接性能、磨削性能等而且要追求高的性能價格比。為了適應數(shù)控加工高速、高效和自動化程度高的特點，保證優(yōu)質、高效的完成數(shù)控加工任務，數(shù)控加工對刀具材料提出了比傳統(tǒng)加工更高的要求，它不僅要求刀具耐磨、壽命長、可靠性好、精度高、剛性好，而且要求刀具尺寸穩(wěn)定、安裝調整方便等具體要求如下：刀具材料應具有高的可靠性數(shù)控加工要求刀具應具有很高的可靠性，并且要求刀具壽命長、切削性能穩(wěn)定、質量一致性好、重復精度高。如果刀具可靠性差，將會增加換刀次數(shù)和時間，降低生產率，這將使數(shù)控加工失去意義

49、，甚至產生廢品、損壞機床，甚至造成人身傷亡。在選擇數(shù)控加工工具時，除要考慮刀具材料本身的可靠性外，還要考慮刀具的結構和夾固的可靠性。為了提高生產效率，現(xiàn)在的數(shù)控機床向著高速度、高剛性和大功率發(fā)展。切削速度的增大，往往會導致切削溫度的急劇升高。因此，要求刀具材料的熔點高、氧化溫度高、耐熱性好、抗熱沖擊強，同時還要求刀具材料具有很高的高溫力學性能，如高溫強度、高溫硬度、高溫韌性等。數(shù)控刀具應具有高的精度由于在數(shù)控加工中，被加工零件要求在一次裝夾后完成其加工精度，因此，要求刀具借助專用的對刀裝置或對刀儀，調整到所要求的尺寸精度后，再安裝到機床上使用。這樣就要求刀具的制造精度要高。尤其在使用可轉位結構

50、的刀具時，刀片的尺寸公差、刀片轉位后刀尖空間尺寸的重復精度，都有嚴格的精度要求。數(shù)控刀具應能實現(xiàn)快速更換數(shù)控刀具應能和數(shù)控機床快速、準確的結合和脫開，并能適應機械手和機器人的操作，并且要求刀具互換性好、更換迅速、尺寸調整方便、安裝可靠，以減少因更換刀具而造成的停頓時間。刀具的尺寸調整應能借助于對刀儀在機外進行預調，以減少換刀調整的停機時間。數(shù)控刀具應系列化、標準化和通用化數(shù)控刀具應能系列化、標準化和通用化，盡量減少刀具規(guī)格，以利于數(shù)控編程和便于刀具管理，降低加工成本，提高生產率。應建立刀具準備單元，進行集中管理，負責刀具的保管、維護、預調、配置等工作。數(shù)控刀具應盡量采用機夾可轉位刀具由于機夾可

51、轉位刀具能滿足耐用、穩(wěn)定、易調和可換等要求，目前，在數(shù)控機床以及加工中心等設備上，廣泛采用機夾可轉位刀具結構。機夾可轉位刀具在數(shù)量上達到整個數(shù)控刀具的30%40%。數(shù)控刀具應采用多功能復合刀具及專用刀具為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的技術優(yōu)勢，提高加工效率，對復雜零件加工要求在一次裝夾中進行多工序的集中加工，并淡化傳統(tǒng)的車、銑、鏜、螺紋加工等不同切削工藝的界限，是提高數(shù)控機床效率、加快產品開發(fā)的有效途徑。為此，對數(shù)控刀具提出了多功能（復合刀具）的新要求，要求一種刀具能完成零件不同工序的加工，減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間，減少刀具的數(shù)量和庫存量，便于刀具管理。如多功能車刀和銑刀、撞銑刀、鉆銑刀、鉆擴刀、擴鉸

52、刀、擴鍵刀等，使原來需要多道工序、幾種刀具才能完成的工序，在一道工序中，由一把刀具完成，以提高生產效率，保證加工精度，而且明顯減少了刀具數(shù)量。數(shù)控刀具應能可靠的斷屑和卷屑為了保證生產穩(wěn)定進行，數(shù)控加工對切屑處理有更高的要求。切削塑性材料時切屑的折斷和卷曲，常常是決定數(shù)控加工能否順利進行的重要因素.因此，數(shù)控刀具必須具有很好的斷屑、卷屑和排屑性能。要求切屑不能纏繞在刀具或工件上、切屑不影響工件的已加工表面、不妨礙冷卻澆注效果。數(shù)控刀具一般都采用了一定的斷屑措施（如可靠的斷屑槽型、斷屑臺和斷屑器等），以便可靠的斷屑或卷屑。零件的機械加工是靠刀具和工件相互作用來完成的。刀具材料主要地決定了刀具的性能

53、和壽命。刀具材料隨加工技術的發(fā)展而發(fā)展，由碳素工具鋼到金剛石，陶瓷，立方氮化硼等，但在工廠中考慮到生產的成本，用得最多的還是高速鋼和硬質合金。高速鋼是和碳素工具鋼切削速度可以相對較高，而硬質合金具有良好的熱硬性，在很高轉速、很熱的切削條件下，仍能保持很高的硬度。高速機床上多采用硬質合金刀具。所以在本文中，除了在某些工步中采用特殊的復合刀具外，其它工序均優(yōu)先采用硬質合金刀具。夾具的選擇數(shù)控編程前，一定要根據(jù)加工零件的形狀特點和精度要求，考慮零件的裝夾方法。在選取定位夾緊方案時，應考慮如何提高數(shù)控機床的工作效率和降低操作者的勞動強度，同時也便于加工程序的編制。設計的工裝夾具應力求以最少的裝夾次數(shù)完

54、成所有表面的加工，以減少裝夾誤差，充分發(fā)揮數(shù)控機床的功能。一般情況下，盡可能選用組合夾具，通用化和標準化夾具。特別是在數(shù)控銑床、加工中心等機床上加工批量不大、形狀復雜的零件時，使用的工裝夾具更應具有通用性，以縮短零件加工的生產準備時間，減少制造費用，設計出的夾具應裝夾方便、快速、定位準確、可靠。數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標方向和機床的坐標方向相對固定。二是要能協(xié)調零件和機床坐標系的尺寸。除此之外，主要考慮以下幾點：當零件的批量小時，盡量采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具。當小批或成批生產時才考慮采用專用夾具，但應力求結構簡單。夾具定位、夾緊機構元件不能影響加

55、工中的走刀。裝卸零件要方便可靠，以縮短準備時間，有條件時，批量較大的零件應采用氣動或液壓夾具，多工位夾具。3.2側面和進氣道面及其孔的加工工序本工序的主要加工內容本道工序是氣缸蓋側面及周邊孔的加工，首先要清楚氣缸蓋結構和加工的特點，從而深入的了解氣缸蓋側面及周邊孔的加工工藝要求。圖3.1氣缸蓋側面的加工內容sside圖3.1是氣缸蓋的平面圖及四個側面的加工內容，從圖中可看出氣缸蓋屬于多孔系、多加工面的典型箱體類零件。各側面中的平面的加工等級為Ra6.3，粗銃后即可滿足要求，加工精度容易保證。但由于是四個面在同一個工序中依次進行加工，保證定位精度顯得尤其重要。在圖示的30斜面上要進行孔的加工，保

56、證其轉動后和中心孔的位置精度是本工序的一個重點難點。第四加工面上有一個和加工面垂直且和定位面成55角的一斜面，和之相連的還有一個R25.4的圓弧面。在每一個側面上都有孔的加工要求，尤其是在第一和第三加工面上分別有兩個36、加工精度為IT7的工藝孔，如何對其進行加工，保證它們的精度要求和加工質量是工序的又一重點難點。另外，第二加工面上的直徑為11.11、深136mm的孔也是工序中值得注意的一點。除了以上在加工時應特別注意的面和孔外，從第一加工面到第四加工面要加工的孔還有以下的加工內容：2個21.3深12mm孔和21深10mm的階梯孔，6個45的倒角，11個10.2的孔，4個R2.00的圓角，1個

57、4的中心孔，1個22.5的孔，1個20的孔，1個27的孔，1個36.03的孔以及1個40的孔。322定位基準的選擇和定位誤差的分析（1）定位基準的選擇由于噴油氣孔在上道工序中已加工，可作為本工序的定位基準，噴油氣孔是氣缸蓋的設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免基準不重合而產生的誤差，選擇噴油氣孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。由于噴油氣孔在后面的加工工藝里還有較高的精度要求，所以在留出加工余量的前提下，由前面工序粗車得到的噴油氣孔孔徑為56。通過和固定定位銷的配合可以限制兩個自由度。定位面則選擇噴油氣孔所在平面一一頂面。此時的頂面經過精車后，已經能達到定位精度要求，定位面可限制三個

58、自由度。具體而言，即選則56噴油氣孔及頂面作為氣缸蓋側面及周邊孔加工工藝的工藝基準，如圖3.2所示。170170圖3.2定位方式為了使氣缸蓋的裝夾實現(xiàn)完全定位，達到加工工藝的要求，需要以底面上的一條基準線（在前面劃線工序中已畫出）進行找正。因此選擇在工件的第三加工面（圖3.1所示）的兩側下方各安裝一個可調支承裝置，如圖3.3所示，來調整氣缸蓋的位置，達到了完全定位。圖3.3可調裝置示意圖(2)定位誤差的分析工件定位后還要對其定位精度進行相應的分析，在確定工件的工藝基準進行選取時已經對頂面的定位精度進行了說明。通過兩可調支承對工件的調節(jié)也能保證沿軸線轉動的誤差，達到精度要求。要保證噴油氣孔的定位

59、精度，重點則是如何選擇定位銷和噴油氣孔的配合公差。定位銷和噴油氣孔之間的配合采用基孔制，由于加工時工件和定位銷要經常的裝卸，定位銷和噴油氣孔采取間隙配合。考慮到定位精度的問題，所以在配合公差方面選擇H7g6的配合，此配合使孔和軸的配合在滿足裝配要求的同時達到間隙的最小值，從而使因配合引起的尺寸誤差達到最小。由于噴油氣孔的位置精度只影響和它直接關聯(lián)的尺寸精度，而和噴油氣孔有直接關聯(lián)的尺寸大部分是標注到各個側面的?？紤]到各側面的加工精度沒有特別要求，且各面的加工余量都相對較大，由配合引起的尺寸誤差可以忽略不計。所以，當定位銷和噴油氣孔的配合公差為56H7/g6時即可滿足定位精度要求。本工序加工方法

60、的選擇以及工步劃分的原則通過對氣缸蓋側面及周邊孔的分析，對本課題的具體實施手段，可采取兩種加工方案：第一種，考慮到各加工面的加工精度要求一致，且每個面都有10.2孔的加工要求，且占到要加工孔的一半以上?？梢韵葘Ω鱾让孢M行加工，再統(tǒng)一加工10.2孔，之后再對各面的其它孔進行分別加工，這樣可以減少換刀次數(shù)，但工件的轉動次數(shù)相對較多。第二種，從第一加工面開始，依據(jù)先粗后精、先面后孔的原則進行加工。之后按照順時針方向對第二加工面、30斜面、第三加工面、第四加工面以相同的原則進行加工，此種方案雖然換刀次數(shù)比較多，但工件不需要多次的轉動。本工序的設計難點在于多個面在同一道工序下進行加工。如何減少因工件轉動