雅馬哈摩托車左曲軸箱蓋工藝及夾具設計,雅馬哈,摩托車,曲軸,工藝,夾具,設計 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學 生 姓 名： 林耀輝 學 號： 0601510140 專 業(yè)： 機械工程及自動化 設計(論文)題目： 1E52FMD左曲軸箱蓋加工工藝及夾具設計 指 導 教 師: 魯 斌 2010年4月4日 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）； 4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 摘要 曲軸是發(fā)動機上的重要部件，而曲軸箱為曲軸提供支撐。所以說發(fā)動機的左曲軸箱體是發(fā)動機的核心關鍵件。因其加工工藝復雜，要求高，結合林海集團汽油發(fā)動機，本文分析了1E52FMD左曲軸箱蓋零件的機械加工工藝規(guī)程制訂及專用夾具的設計。 關鍵詞 1E52FMD左曲軸箱蓋 加工工藝 夾具設計 1 引言 中國曲軸箱產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中出現(xiàn)了很多問題，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結構不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。中國曲軸箱產(chǎn)業(yè)發(fā)展已到了岔口；中國曲軸箱產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)急需選擇發(fā)展方向[1]。 結合世界曲軸箱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國曲軸箱產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，有關部門開創(chuàng)性地提出了“新型曲軸箱產(chǎn)業(yè)” 及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎上，從四個角度即“以人為本”、“科技創(chuàng)新”、“環(huán)境友好”和“面向未來”準確地界定了“新型曲軸箱產(chǎn)業(yè)” 及替代產(chǎn)品的內涵[2]。 2 加工工藝分析 2.1 零件介紹　 摩托車發(fā)動機箱體由左右兩個半箱組成，材料為鋁合金，是發(fā)動機的重要零件。發(fā)動機的曲柄連桿機構，傳動齒輪機構、缸體缸蓋機構、左右箱蓋等都須安裝在它的上面，其加工精度直接影響到發(fā)動機的質量。因此，生產(chǎn)廠家對發(fā)動機箱體的加工歷來都很重視[3]。 左曲軸箱箱蓋是一個幾何形狀復雜的薄壁空腔零件。通常為了減輕整車的重量，摩托車的曲軸箱材料大多為鋁合金。所選毛坯是壓鑄而成的。曲軸箱與氣缸接觸面應平整，左右曲軸箱蓋的接觸面也必須嚴密，不允許有凹凸不平或曲翹變形，所以，左右曲軸箱蓋接觸面的平面度、粗糙度要求較高，防止出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。左右曲軸箱接觸面上，分別制有穩(wěn)定孔，它的作用是保證有關零件的同軸度和垂直度要求。在裝配曲軸箱時，一定要保證穩(wěn)定孔的尺寸精度。曲軸箱各部分均不得有氣孔或鑄造缺陷，以免出現(xiàn)漏氣或漏油現(xiàn)象。摩拖車發(fā)動機的生產(chǎn)批量較大，因而要求曲軸箱體加工工藝及夾具設計具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度[4] 2.2 定位基準的選擇原則 定位基準有定位粗基準和定位精基準之分。在加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工表面作為定位基準，則該面稱為粗基準。用加工過的表面作為定位基準，稱為精基準[3]。選擇工件的哪些表面作為定位基準,是加工工藝過程設計時的一個十分重要的問題。定位基準選擇的是否合理,將直接影響零件加工質量和機床夾具結構的復雜程度,但由于粗基準和精基準的作用不同,兩者的選擇原則也不同[6] 2.3工藝過程內容 2.3.1 擬定工藝路線的目的 制定零件機械加工工藝最主要的工作是擬定工藝路線。擬定工藝路線是制定工藝過程總體布局非常關鍵的一步,它與定位基準的選擇有著密切關系。擬定工藝路線的主要任務是加工方法的選擇,定位基準的選擇,加工階段的劃分及其工藝的安排等[7]。 2.3.2 各加工階段的劃分 加工原則根據(jù)先粗后精的原則。1E52FMD左曲軸箱蓋的一些工序的加工精度要求較高，一般都要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工光整加工四個階段[8]。粗加工階段是為了去除毛料或毛坯上大部分的余量，使毛料或毛坯在形狀和尺寸上基本接近零件的成品狀態(tài)，這個階段最主要的問題是如何獲得較高的生產(chǎn)效率。半精加工階段是使零件的主要表面達到工藝規(guī)定的加工精度，并保留一定的精加工余量，為精加工做好準備。半精加工階段一般安排在熱處理之前進行，在這個階段，可以將不影響零件使用性能和設計精度的零件次要表面加工完畢。精加工階段的目的是保證加工零件達到設計圖紙所規(guī)定的尺寸精度、技術要求和表面質量要求。零件精加工的余量都較小，主要考慮的問題是如何達到最高的加工精度和表面質量。當零件的加工精度要求較高，如尺寸精度要求為IT6級以上，以及表面粗糙度要求較小時，在精加工階段之后就必須安排光整加工，以達到最終的設計要求[9]。 2.3.3 工序分析 工序分析是指對基本材料加工使之成為成品這一過程的所有作業(yè)進行分解，明確每個加工步驟的作業(yè)性質、先后順序、使用的設備、以及所消耗的時間等內容，以便有效地利用勞動力和設備，確保產(chǎn)品以最快的速度、最低的成本加工出來[10]。 3 夾具設計 機床夾具設計的主要任務是結合被加工零件、金切設備及其切削方式和參數(shù), 合理選擇定位方式, 設計合理的定位支承元件、夾緊裝置、對刀元件、夾具體等裝置或元件[11]。1E52FMD左曲軸箱箱蓋本身比較復雜，在實際生活中需求也比較高，在工廠中是大批量生產(chǎn)，所以為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動生產(chǎn)強度，因此在本次設計中將是專用夾具的設計。夾具一般由定位元件、夾緊元件、導向元件、對刀元件、夾具體及其他元件等組成[12]。 其主要作用表現(xiàn)在以下幾個方面： （1） 縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率。夾具的使用一般包括兩個過程：其一是夾具本身在機床上的安裝和調整，這個過程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對刀塊來快速實現(xiàn)，或者通過找正、試切等方法來實現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個過程由于采用了專用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實現(xiàn)。 （2） 確保并穩(wěn)定加工精度，保證產(chǎn)品質量。加工過程中，工件與刀具的相對位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。 （3） 降低對操作工人的技術要求和工人的勞動強度。由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實現(xiàn)對工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調整工件的時間與難度，或者根本不需要找正和調整，所以，這些專用夾具的使用降低了對工人的技術要求并減輕了工人的勞動強度。 （4） 機床的加工范圍得到擴大。很多專用夾具不僅能裝夾某一種或一類工件，還能裝夾不同類的工件，并且有的夾具本身還可在不同類的機床上使用，這些都擴大了機床的加工范圍[13] [14] [15]。 4 結束語 通過1E52FMD左曲軸箱蓋的機械加工工藝規(guī)程制訂及專用夾具的設計，可以有效培養(yǎng)綜合應用機械設計知識，并根據(jù)設計的實際要求，進行問題的分析解決，從而提高獨立工作的能力。我相信在林海集團楊正文老師的指導和自己的用心，一定會順利通過畢業(yè)設計。 參 考 文 獻 [1] 陳昆昌. 中國曲軸箱產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況[J].曲軸箱制造業(yè)，2008. [2] 李湘生. 中國曲軸箱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[J].曲軸箱制造業(yè)，2008. [3] 李海國.曲軸制造技術進展與未來[J].汽車制造業(yè)，2005. [4] 王從棟.摩托車構造與維修[M].高等教育出版社，2002. [5] 方子良.機械制造技術基礎 [M].蘇州:蘇州大學出版[M]，2001. [6] 濮良貴.紀名剛. 機械設計[M].北京：高等教育出版社，2006. [7] 陳德生.機械制造工藝學[M].杭州:浙江大學出版社，2007. [8] 齊世恩.機械制造工藝[M]. 哈爾濱：哈工大出版社，1989. [9] 王啟平.機床夾具設計[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005. [10] 李慶余 .機械制造裝備設計[M].北京:機械工業(yè)出版社，2008. [11] 徐發(fā)任.機床夾具設計[M].重慶:重慶大學出版社，1993. [12] 白成軒.機床夾具設計新原理[M].北京:機械工業(yè)出版社，1997. [13] 宋殷.機床夾具設計[M].洛陽:河南科學技術出版社，1985. [14] 蔡光耀.機床夾具設計[M].北京:機械工業(yè)出版社，1990. [15] 鞏秀長.機床夾具設計原理[M].濟南:山東大學出版社，1993. 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 通過對參考文獻的閱讀和學習，針對所設計的專用機床的主軸箱設計了一些步驟和專用夾具的設計的方法，針對任務書要求： ⒈ 本課題要研究或解決的問題有以下幾點： （1）熟悉1E52FMD左曲軸箱蓋的CAD圖紙，查找出缸體上需要加工的地方，對所選的零件進行大概的分析。 （2）了解機床的設計，并進行專用機床設計。 （3）了解夾具的設計，并進行專用夾具設計。 （4） 撰寫設計說明書。 ⒉ 擬采用的研究手段（途徑）： （1） 首先收集一些關于專用機床以及專用夾具的相關知識，對這些知識加以總結和分析，了解機床和夾具的基本知識，為下面的課題開展做好準備。認真分析零件圖，了解零件的結構特點和相關的技術要求，對零件的每一個細節(jié)，應仔細的分析。 （2） 以現(xiàn)有的1E52FMD左曲軸箱蓋毛坯件的CAD圖為基礎，通過查詢分析獲得解決專用機床的設計、專用夾具的設計、工件的定位等問題。 （3） 通過自己的設計體會，結合已有的參考資料，對專用機床的具體設計以及專用機床的流程進行歸納總結。 （4） 最后做好總體的設計方案。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 該生對畢業(yè)設計的技術要求，主要介紹了發(fā)動機箱蓋的結構特征及箱蓋毛坯的鑄造成型工藝，對箱體件加工工藝設計的方法、設計步驟進行了闡述，并說明了夾具設計的一般原則和方法。較準確地了解了該領域的技術前沿和發(fā)展動態(tài)，達到本科畢業(yè)設計文獻綜述的要求。 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 該課題主要研究的是1E52FMD左曲軸箱蓋加工工藝及夾具設計。按照課題任務的內容和要求，對具體參數(shù)進行設計和計算，選擇合適的加工工藝路線，制訂出工序卡片和工藝卡片，并且結合所學的專業(yè)知識設計專用夾具。課題難度涉及面較廣，難度適中，工作量適中，課題難度、廣度及工作量達到本科畢業(yè)設計要求。根據(jù)該學生的現(xiàn)有基礎，通過設計期間的努力可以較好地完成課題設計任務。 指導教師： 魯 斌 2010 年 1月15日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設計說明書(論文) 作 者: 林耀輝 學 號： 0601510140 學院(系): 機械工程學院 專 業(yè): 機械工程及自動化 題 目: 1E52FMD左曲軸箱蓋加工工藝及夾具設 計 高級工程師 魯斌 指導者： 評閱者： 2010 年 6 月 畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要 本次畢業(yè)設計制定了雅馬哈摩托車發(fā)動機左曲軸箱蓋的加工工藝及夾具設計。機械加工工藝是規(guī)定零件加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。它一般包括以下內容：工件加工工藝路線；各個工序的內容及采用的機床和工藝裝備；工件的檢驗項目及檢驗方法；切削用量；工時定額及工人的技術等。機床夾具是在機床上用以正確確定工件的位置，并可靠而迅速的將工件夾緊的機床附加裝置。它主要有以下幾個基本部分組成： 定位元件及定位裝置、對刀及導引元件、夾緊裝置、聯(lián)接元件、夾具體及其他裝置等。 關鍵詞 雅馬哈摩托車發(fā)動機 加工工藝 夾具設計 畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要 Title Yamaha motorcycle engine’s left crank box lid’s processing craft and the jig design Abstract This graduation project has formulated the Yamaha motorcycle engine’s left crank box lid's processing craft and the jig design. The machine-finishing craft is stipulates the components processing technological process and the operating procedure and technological document. It includes the following content generally: Work piece processing craft route; Each working procedure's content and engine bed and craft equipment used; Work piece’s examination project and inspection procedure; Cutting specifications; Time allowance and worker's technology and so on. The engine bed jig is with by determines the work piece correctly on the engine bed the position, and clamp work piece on bed add-on component reliably and rapidly. It mainly has the following several major component composition: The setting element and the positioning device, the knife and the guiding part, the clamp, joins part, the jig body and other installments and so on. Keywords Yamaha motor engine Processing craft jig design 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 I 頁 共 I 頁 目 錄 1 緒論………………………………………………………………………………………1 1.1 機械行業(yè)的現(xiàn)狀………………………………………………………………………1 1.2 機械行業(yè)的發(fā)展前景…………………………………………………………………1 2 左曲軸箱蓋的零件分析…………………………………………………………………2 2.1 1E52FMD左曲軸箱蓋的作用和結構…………………………………………………2 2.2 左曲軸箱蓋的工藝性分析……………………………………………………………2 3 毛坯的選擇……………………………………………………………………3 3.1 毛坯的種類……………………………………………………………………………3 3.2 毛坯的確定……………………………………………………………………………4 4 左曲軸箱蓋的工藝規(guī)程設計……………………………………………………………4 4.1 基面的選擇……………………………………………………………………………4 4.2 擬定工藝路線…………………………………………………………………………6 5 夾具設計………………………………………………………………………………21 5.1 夾具的概述…………………………………………………………………………22 5.2 零件的工藝性………………………………………………………………………23 5.3 夾具設計及操作簡要說明…………………………………………………………28 結束語 ………………………………………………………………………………28 致謝 ………………………………………………………………………………28 參考文獻…………………………………………………………………………30 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 32 頁 共 32 頁 1 引言 機械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟最重要的部門之一，是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平標志著該國家或地區(qū)的經(jīng)濟實力、科技水平和國防實力。機械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和發(fā)展水平標志著該國家或地區(qū)國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的程度而機械制造的生產(chǎn)能力主要取決于機械制造裝備的先進程度，產(chǎn)品的性能和質量的好壞則取決于它的機械制造業(yè)的基礎，是生產(chǎn)高科技產(chǎn)品的保障。隨著科學技術的進步和發(fā)展，加之市場需求的變化多端，為適應機械工業(yè)更快的發(fā)展，機床夾具的設計與制造技術也必須與時俱進。本次畢業(yè)設計制定了雅馬哈摩托車發(fā)動機左曲軸箱蓋的加工中心工藝及夾具設計，通過對左曲軸箱蓋結構分析及所學相關知識對其加工工藝進行分析和夾具的設計[1]。 1.1 機械行業(yè)的現(xiàn)狀 機械行業(yè)是一個國家的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。近幾年來，我國機械行業(yè)的快速發(fā)展主要歸功于中國重化工業(yè)進程的快速推進，我國宏觀經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展和良好的世界經(jīng)濟環(huán)境，國家振興裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策以及世界機械產(chǎn)業(yè)的轉移。 機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，是科學技術物化的基礎，是高新技術產(chǎn)業(yè)化的載體，是國防建設的基礎工業(yè)，也是為提高人民生活質量提供消費類機電產(chǎn)品的行業(yè)。機械工業(yè)具有產(chǎn)業(yè)關聯(lián)度高，需求彈性大，對經(jīng)濟增長帶動促進作用強，對國家積累和社會就業(yè)貢獻大等特點。各工業(yè)化國家經(jīng)濟發(fā)展的歷程表明，沒有強大的裝備制造業(yè)，就不可能實現(xiàn)國民經(jīng)濟的工業(yè)化、現(xiàn)代化和信息化。目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級的重要因素，加大結構調整力度，推進機械工業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展，對于轉變經(jīng)濟增長方式，提高國民經(jīng)濟整體素質，增強我國經(jīng)濟的國際競爭力，保障國防安全等都具有重要而深遠的意義[2]。 1.2 機械行業(yè)的發(fā)展前景 由于當前國內外宏觀經(jīng)濟環(huán)境比較嚴峻，所以今年的金融危機對機械工業(yè)的影響已經(jīng)并將繼續(xù)顯現(xiàn)；宏觀經(jīng)濟政策已轉變?yōu)榕U大內需、確保經(jīng)濟平穩(wěn)較快增長，經(jīng)濟運行環(huán)境趨緊的局面有望松動。綜上，在國家宏觀經(jīng)濟政策轉向力保經(jīng)濟平穩(wěn)較快增長的大背景下，機械工業(yè)明年經(jīng)濟運行可能呈前低后高之勢，仍有望繼續(xù)實現(xiàn)兩位數(shù)的增長[3]。機械制造已經(jīng)經(jīng)歷了很長的發(fā)展過程，對社會的工業(yè)發(fā)展起到了相當重要的作用。機械制造正朝著零件材料、制造方法、機械加工精度、高效自動化生產(chǎn)方式和產(chǎn)品的科學管理的方向發(fā)展。21世紀的制造技術將向大型化、高精度、高效率、高度自動化方向發(fā)展，即向“三高一大”。同時，由于空間和能源的限制，機械行業(yè)正在向微型機械方向發(fā)展，新型領域的發(fā)展必將充滿挑戰(zhàn)和樂趣。 面對越來越激烈的國際市場競爭，我國機械制造業(yè)面對著嚴峻的挑戰(zhàn)。我們在技術上已經(jīng)落后，加上資金不足以及管理體制也存在許多問題，這些都給我們迅速趕超世界先進水平帶來極大的困難。但另一方面，我國改革的不斷深入，對外開放的不斷擴大，為我國機械制造業(yè)的振興和發(fā)展提供了前所未有的良好條件。 隨著社會勞動生產(chǎn)率的不斷提高，沉重的人員負擔已經(jīng)成為制約工程機械國企快速發(fā)展的桎梏之一。工程機械國企有必要緊緊抓住國企改革以及行業(yè)快速發(fā)展的有利時機，充分利用自身的行業(yè)地位優(yōu)勢、市場優(yōu)勢和品牌優(yōu)勢，通過產(chǎn)權制度改革，力爭從根本上解決自身存在的重大問題，全面提升市場競爭能力，并進一步謀求國際化發(fā)展，參與國際競爭，在世界工程機械領域樹立中國民族品牌[4]。 2 左箱蓋的零件分析 2.1 1E52FMD左曲軸箱蓋的作用和結構 本零件為雅馬哈摩托車發(fā)動機上的左曲軸箱蓋，它是發(fā)動機的重要組成部分。箱蓋內有潤滑油具備潤滑密封作用。如圖2.1所示。 零件具體結構見附件“左曲軸箱蓋零件圖”。 圖2.1 左曲軸箱蓋零件結構圖 2.2 左曲軸箱蓋的工藝性分析 由1E52FMD左曲軸箱蓋零件圖可知。箱蓋需要進行正反面粗精銑加工，定位銷孔精加工，螺孔加工等?？蓪⑵浞譃閮山M加工表面。 以大面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：大面的銑削加工，51外圓的加工，55外圓的加工，70外圓的加工，2-10銷孔的加工，R6面的加工，2-12平面的加工，26孔的加工，4-M6底孔和中心孔的加工，R26.5圓弧的要求的加工，4-M6底孔的加工。其中大面有表面粗糙度的要求為Ra3.2um，平面度要求0.06mm；51外圓表面有表面粗糙度要求為Ra1.6um；55外圓端面到大平面距離為71；要求70外圓表面的表面粗糙度Ra3.2um，70端面到大平面的距離為72；2-12銷孔要求深8.5，銷孔內表面粗糙度要求為Ra3.2um，倒角1×45°，位置度要求銷孔的中心軸在A基準和M基準所確定的直徑為0.03mm以內的圓柱內；R6面要求距離大平面53mm；2-12端面距離大平面距離為54，表面粗糙度為Ra3.2um；26孔要求粗糙度Ra1.6um，深66mm，倒角30°，寬1mm，兩孔的中心距為90mm；R26.5圓弧要求深44mm，表面粗糙度要求為Ra12.5um。 以箱蓋反面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括:箱蓋反面的加工，16塔子的加工，R6.5塔子的加工，55孔的加工，8孔的加工，10孔的加工，5孔的加工，6.8孔的加工，3-M6-6H通孔的加工，1-M6-6H深10孔的加工，3M6-6H深12孔的加工。其中50孔深8mm，8孔與50孔同軸度要求直徑為0.03mm的圓柱內，10孔與51孔的同軸度要求直徑為0.03的圓柱內，5孔要求深16，粗糙度要求為Ra6.3um，孔6.8的位置度要求其中心軸在由M基準和A基準所確定的直徑為0.3mm圓柱以內。 3 毛坯的選擇 零件是由毛坯按照其技術要求經(jīng)過各種加工而最后形成的。毛坯種類的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費用，而且也與零件的機械加工工藝和加工質量密切相關。因此，正確地選擇毛坯有著重大的技術經(jīng)濟意義。 3.1 毛坯的種類 常見的毛坯種類有以下幾種： （一）鑄件 對形狀較復雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。目前大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造和離心鑄造等[5]。各種鑄造方法及工藝特點見下表3-1。 （二）鍛件 機械強度要求高的鋼制作，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。 （三）型材 型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、槽鋼及其他特殊截面的型材。型材有冷拉和熱軋的兩種。熱軋的精度低，用于一般零件的毛坯。冷拉的尺寸較小，精度高，但價格貴，多用于批量較大在自動機床上進行加工的情況。 （四）焊接件 焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)中制造大型毛坯。其優(yōu)點是制造簡單、周期短、節(jié)省材料、毛坯重量輕。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。 （五）其它毛坯 其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。 3.2 毛坯的確定 零件材料為ADC12屬于一種鋁合金材料?？紤]到零件結構形狀較為復雜，而其余相當數(shù)目的尺寸由鑄造毛坯來保證，故選用鑄件，從而提高生產(chǎn)率，保證加工精度，降低成本等。由于該零件年產(chǎn)量為4000，達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大質量較輕，鑄造表面精度的要求高，故可采用鑄造質量穩(wěn)定適合大批生產(chǎn)的壓鑄。 4 左曲軸箱蓋的工藝規(guī)程設計 機械加工工藝規(guī)程簡稱工藝規(guī)程，是規(guī)定零件加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。它是在具體的生產(chǎn)條件下，將最合理或較合理的工藝過程和操作方法，按規(guī)定的形式制成工藝文本，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)并嚴格貫徹執(zhí)行的指導性文件。它一般包括以下內容：工件加工工藝路線及所經(jīng)過的車間和工段；各個工序的內容及采用的機床和工藝裝備；工件的檢驗項目及檢驗方法；切削用量；工時定額及工人的技術等級等。 4.1 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，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）粗加工時，加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大，因此，選擇粗加工切削用量時，要盡量保證較高的單位時間金屬切除量（金屬切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度、進給量和切削深度）中，提高任何一項，都能提高金屬切削率。但是對刀具耐用度影響最大的是切削速度，其次是進給量，切削深度影響最小。所以，粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的切削深度，其次選擇一個較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度。 在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選則以浮動支承桿支承的毛坯孔作為粗基準，以限制工件的X、Y兩個方向上的移動和Z方向上的轉動，再用三個壓板壓在零件的三處搭子上，通過三個定位桿頂于搭子面，用以消除X、Y方向上的轉動和Z方向的移動，達到完全定位。 （2）精加工時加工精度和表面質量要求比較高，加工余量要求小而均勻。因此，選取精加工切削用量時應著重考慮，如何保證加工質量，并在此前提下盡量提高生產(chǎn)率。所以，在精加工時，應選用較小的切削深度和進給量，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度，以保證加工質量和表面質量。 精基準的選擇，主要應該考慮基準重合的問題。精基準的選擇應能保證左曲軸箱蓋在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從左曲軸箱蓋零件圖分析可知，它的結合面與支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。 4.2 擬定工藝路線 擬訂零件的機械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項非常重要工作，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；明確的選擇所加工零件的定位粗基準；加工階段的劃分；合理的安排各工序的先后順序；確定工序的集中和分散程度等[6]。 4.2.1 工藝路線方案 制訂工藝路線的出發(fā)點是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用數(shù)控加工中心機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 制定工藝路線如下： （一） 左曲軸箱蓋正面銑鉸結合面工藝路線 方案一： 工序1 加工設備：車床 工步Ⅰ 粗、精銑結合面M （保證粗糙度3.2和平面度0.06） 工步Ⅱ 粗鏜Φ26孔至尺寸要求 （R01） 工步Ⅲ Φ26孔倒角 （R01） 工步Ⅳ 精鏜Φ26孔至尺寸要求 （R01） 工步Ⅴ 套車外圓Φ51，Φ55和Φ71至尺寸要求 （成型刀） 工步Ⅵ Φ51孔倒角 工序2 加工設備：鉆床 Z4012 （以結3處塔子，2個毛坯孔定向） 工步Ⅰ 銑鉸2-Φ10銷孔至尺寸要求 工步Ⅱ 鉸2-Φ10銷孔 工序3 加工設備：車床 工步Ⅰ 銑R6面至尺寸要求 （立銑刀） 工步Ⅱ 銑2-Φ12平面至尺寸要求 （保證粗糙度3.2） 工步Ⅲ 鏜Φ26孔至尺寸要求 工步Ⅳ Φ26孔倒角 工序4 加工設備：鉆床 Z4012 工步Ⅰ 鉆4-M6底孔和中心孔 （中心鉆16） 工步Ⅱ 銑R26.5圓弧至尺寸要求 （專用銑刀） 工步Ⅲ 鉆4-M6底孔Φ5 （Φ4.9直鉆） 工步Ⅳ 檢驗 方案二： 工序1 加工設備：MCV 610 工步Ⅰ 粗、精銑結合面M （保證粗糙度3.2和平面度0.06） 工步Ⅱ 套車外圓Φ51，Φ55和Φ71至尺寸要求 （成型刀） 工步Ⅲ Φ51孔口倒角 （R01） 工步Ⅳ 銑鉸2-Φ10銷孔至尺寸要求 工步Ⅴ 2-Φ10銷孔倒角 工序2 加工設備：MCV 610 工步Ⅰ 銑R6面至尺寸要求 （立銑刀） 工步Ⅱ 銑2-Φ12平面至尺寸要求 （保證粗糙度3.2） 工步Ⅲ 鏜Φ26孔至尺寸要求 工步Ⅳ Φ26孔倒角 工步Ⅴ 鉆4-M6底孔和中心孔 （中心鉆16） 工步Ⅵ 銑R26.5圓弧至尺寸要求 （專用銑刀） 工步Ⅶ 鉆4-M6底孔Φ5 （Φ4.9直鉆） 工步ⅩⅢ 檢驗 工藝方案的比較與分析：方案一中的位置度要求不易保證，而方案二在數(shù)控加工中心上加工時定位精度和重復定位精度較高，都能保證位置度要求。方案一的操作人員較多，工序分散，基準不統(tǒng)一，使成本較高。所以我使用第二種方案，因為方案二效率高，省時間，而第一種方案要換夾具，要換刀，工件經(jīng)過多次裝卸,誤差較大,影響了加工精度。對于大批量生產(chǎn)的來說不符合經(jīng)濟效益，最終選擇方案二。 （二）左曲軸箱蓋反面工藝路線 工序3 加工設備：MCV 610 （以結合面M和1-Φ10, Φ26定位） 工步Ⅰ 銑E面至尺寸要求 工步Ⅱ 銑Φ1.6塔子至尺寸要求 工步Ⅲ 銑R6.5塔子至尺寸要求 （保證粗糙度3.2） 工步Ⅳ 鏜Φ50孔至尺寸要求 （可調鏜刀） 工步Ⅴ 擴鉸孔Φ8孔 工步Ⅵ Φ8孔口倒角 （成型刀） 工步Ⅶ 擴鉸孔Φ10孔 工序4 加工設備：Z4012 （以大平面及2-Φ10銷孔定位） 工步Ⅰ 鉆3-Φ5至尺寸要求 （直鉆） 工序5 加工設備：Z4012 工步Ⅰ 擴4-Φ6.8孔 （直鉆） 工序6 加工設備：攻絲機 工步Ⅰ 攻絲3M6-6H通 工步Ⅱ 攻絲1-M6-6H深10 工步Ⅲ 攻絲3M6-6H深12 （機用中錐） 工步Ⅳ 清洗 工步Ⅴ 檢驗 根據(jù)第一次制定的工藝路線，我們可以得出相同的結論，所以右箱蓋反面工藝路線最終擬訂如上。可知第二次加工過程基準選取比較合理，能夠保證它們之間的位置精度要求。 4.2.2 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定[7] [8] 1E52FMD左曲軸箱蓋零件材料為ACD12，鋁合金材料。硬度HB75～100，大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 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如下：（下面所用計算尺寸、公式及表見參考文獻“機械制造工藝設計實用手冊”） 工序（一）： （1) 銑結合面M 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： （a) 粗銑結合面M余量 考慮粗糙度和缺陷層深度確定粗銑結合面M余量為1.2mm （b) 精銑結合面M余量 工步Ⅰ 加工結合面M毛坯尺寸到定位基準尺寸為13mm,工序尺寸為13mm,粗銑底面余量為1.2mm,精銑底面余量為0.3mm 。 毛坯的名義尺寸為：12.7+1.2+0.3=14.12 mm 毛坯最小尺寸為：14.12-0=4.12 mm 毛坯最大尺寸為：14.12+0=4.12 mm 粗銑后最大尺寸為：13+0=13mm 粗銑后最小尺寸為：13-0=13mm 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即13mm （2) 套車外圓 工步Ⅱ 套車Φ51外圓，Φ51mm外圓毛坯尺寸Φ52.5mm，先進行粗車，工序尺寸為Φ51mm，其加工余量為1mm。精鏜到工序尺寸Φ51mm，加工余量為0.5mm。 工序（二）： 工步Ⅰ 銑R6面 加工R6面毛坯尺寸到指定平面尺寸為55mm,工序尺寸為53.5mm,粗銑余量為1.2mm,精銑余量為0.3mm 。 毛坯的名義尺寸為： 53.5+1.2+0.3=55 mm 毛坯最小尺寸為：55-0.1=54.9 mm 毛坯最大尺寸為：55+0.1=55.1 mm 粗銑后最大尺寸為：53.5+0.1=53.6mm 粗銑后最小尺寸為：53.5-0.1=53.4mm 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即53.5±0.1 工序（三）： 工步Ⅰ銑E面 加工E面毛坯尺寸到指定平面尺寸為91.5mm,工序尺寸為90mm,粗銑余量為1.2mm,精銑余量為0.3mm 。 毛坯的名義尺寸為： 90+1.2+0.3=91.5 mm 毛坯最小尺寸為：91.5-0.05=91.45 mm 毛坯最大尺寸為：91.5+0.05=91.55 mm 粗銑后最大尺寸為：90.3+0.05=90.35mm 粗銑后最小尺寸為：90.3-0.05=90.25mm 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即90±0.05 工步Ⅳ 鏜Φ50孔 孔毛坯尺寸Φ48mm先進行粗鏜孔，工序尺寸Φ49.5mm，其加工余量為1.5mm。再進行精鏜孔，到工序尺寸Φ50mm。加工余量為0.5mm。 4.2.3 確定切削用量及基本工時[9] 第一道工序：左曲軸箱蓋正面銑鉸結合面 工步Ⅰ 粗精銑結合面M （1) 加工條件 工件材料：ADC12、壓鑄 加工要求：粗精銑結合面M 刀具：Φ80盤銑刀 （=80mm 齒數(shù)Z=6） 機床：MCV-610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時[10] （a) 粗銑 銑削深度：=1.5mm 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取=0.05mm/z 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取=20.83m/s 機床主軸轉速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知=500mm 刀具切入長度：=200mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （b) 精銑 銑削深度：=0.4mm 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取=0.05 mm/z 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取=20.83m/s 機床主軸轉速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知mm 刀具切入長度：精銑時mm 刀具切出長度：取mm 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 工步Ⅱ 套車外圓 （1) 加工條件 工件材料：ACD12、壓鑄 加工要求：套車Φ51外圓 刀具：成型刀 機床：MCV 610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時 切削深度： =1mm 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39，取=0.15mm/r 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取=1.5m/s 機床主軸轉速：===551.3r/min，取n= 551 r /min 實際切削速度： 被切削層長度：=10mm 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工步Ⅲ Φ51孔口倒角 （1) 加工條件 工件材料：ACD12、壓鑄 加工要求：Φ51孔口倒角 刀具：Φ51倒角刀 機床：MCV 610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時 切削深度： =1mm 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39，取=0.15mm/r 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取=1.5m/s 機床主軸轉速：===562r/min，取n= 562 r /min 實際切削速度： 被切削層長度：=2mm 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工步Ⅳ 銑鉸2-Φ10銷孔 （1) 加工條件 工件材料：ACD12、壓鑄 加工要求：銑鉸2-Φ10銷孔 刀具：Φ10銑鉸刀 機床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時 切削深度：=1mm 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39，取=0.15mm/r 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取=1.5m/s 機床主軸轉速：r/min，取=3017 r/min 實際銑削速度：m/s 被切削層長度：由毛坯尺寸可知=8.5mm 刀具切入長度：mm 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工步Ⅰ 銑R6面 （1) 加工條件 工件材料：ACD12、壓鑄 加工要求：粗精銑R6面 刀具：Φ14立銑刀 （=14mm 齒數(shù)Z=6） 機床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時[10] （a) 粗銑 銑削深度：=1.5mm 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取=0.05mm/z 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取=3.83m/s 機床主軸轉速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實際銑削速度： 進給量：mm/s 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知=500mm 刀具切入長度：=200mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （b) 精銑 銑削深度：=0.4mm 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取=0.05 mm/z 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取=20.83m/s 機床主軸轉速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 工步Ⅲ 鏜Φ26孔 （1) 加工條件 工件材料：ACD12、壓鑄 加工要求：鏜Φ26孔 刀具：成型刀 機床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時 切削深度： =1.5mm 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39，取=0.2mm/r 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取=3.3m/s 機床主軸轉速：n==≈2488.1r/min，取n= 2488r/min 實際切削速度： 被切削層長度：=66mm 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工步Ⅳ Φ26孔倒角 1) 加工條件 工件材料：ACD12、壓鑄 加工要求：Φ26孔口倒角 刀具：Φ26倒角刀 機床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時 切削深度： =1mm 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39，取=0.15mm/r 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取=1.5m/s 機床主軸轉速：===1102.3r/min，取n= 1102 r /min 實際切削速度： 被切削層長度：=2mm 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工步Ⅴ 鉆4-M6底孔 （1) 加工條件 工件材料：ADC12、壓鑄 加工要求：鉆4-M6底孔 刀具：Φ5鉆頭 機床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時 切削深度： =1mm 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39，取=0.15 mm/r 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取=1.33m/s 機床主軸轉速：==≈3919.6r/min，取n= 3920r/min 實際切削速度： 被切削層長度：=45mm 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工步Ⅵ 銑R26.5圓弧 （1) 加工條件 工件材料：ACD12、壓鑄 加工要求：銑R26.5圓弧 刀具：專用銑刀 （=53mm 齒數(shù)Z=6） 機床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時[10] （a) 粗銑 銑削深度：=1.5mm 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取=0.05mm/z 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取=20.83m/s 機床主軸轉速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知=500mm 刀具切入長度：=200mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （b) 精銑 銑削深度：=0.4mm 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取=0.05 mm/z 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取=20.83m/s 機床主軸轉速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 工步Ⅶ 鉆4-M6底孔Φ5 （1) 加工條件 工件材料：ACD12、壓鑄 加工要求：鉆4-M6底孔Φ5 刀具：Φ4.9直鉆 機床：MCV-610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時 切削深度： =1mm 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39，取=0.1 mm/r 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取=3.33m/s 機床主軸轉速：==≈11580.8r/min，取n= 11580.8r/min 實際切削速度： 被切削層長度：=50mm 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 第一道工序總切削時間：≈4.5min 由于加工的每道工步中都有換刀和裝卸工件的輔助時間。在數(shù)控加工中心中大約每次換刀時間為2秒，一共有12道工步，所以總換刀時間為24秒，而裝卸時間為30秒左右，綜上總的輔助時間≈1分鐘。 ∴本道工序總加工時間：T=總切削時間+總輔助時間=+≈5.5分鐘 第二道工序：左曲軸箱蓋鉆鏜反面 工步Ⅳ 鏜Φ50孔 （1) 加工條件 工件材料：ACD12、壓鑄 加工要求：鏜Φ50孔 刀具：Φ50可調鏜刀 機床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計算切削用量及加工工時 切削深度： =1mm 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39，取=0.2 mm/r 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取=14m/s 機床主軸轉速：===5459.5r/min，取n= 5460r/min 實際切削速度： 被切削層長度：=20mm 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 第二道工序總切削時間：≈2.6min 由于加工的每道工步中都有換刀和裝卸工件的輔助時間。在數(shù)控加工中心中大約每次換刀時間為2秒，一共有12道工步，所以總換刀時間為24秒，而裝卸時間為30秒左右，綜上總的輔助時間≈0.9分鐘 ∴本道工序總加工時間：T=總切削時間+總輔助時間=+≈3.5分鐘 5 夾具設計 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。機床夾具是在機床上用以正確確定工件的位置，并可靠而迅速的將工件夾緊的機床附加裝置。它主要有以下幾個基本部分組成： 定位元件及定位裝置、對刀及導引元件、夾緊裝置、聯(lián)接元件、夾具體及其他聯(lián)接或裝置等[11]。 5.1 夾具的概述 5.1.1 機床夾具的作用 （1) 保證加工質量 使用機床夾具的作用之一就是保證工件的加工精度，特別是保證被加工工件加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的尺寸與位置精度。使用機床夾具后，這種精度主要靠夾具和機床來保證 ，不受工人技術水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。 （2) 提高生產(chǎn)效率，降低成本 用夾具裝夾工件，可減少工件在加工前進行劃線、找正、對刀等輔助時間；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機構，這些因素均有利于提高勞動生產(chǎn)率。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，廢品率下降，明顯地降低了生產(chǎn)成本[12]。 （3) 擴大機床的工藝范圍 使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)“一機多用”。 （4) 減輕工人的勞動強度 用夾具裝夾工件方便、快速，當采用氣動、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強度。 5.1.2 夾具設計規(guī)范化的意義 研究夾具設計規(guī)范化程序的主要目的在于： （1) 保證設計質量，提高設計效率，夾具設計質量主要表現(xiàn)在： （a) 設計方案與生產(chǎn)綱領的適應性； （b) 高位設計與定位副設置的相容性； （c) 夾具設計技術經(jīng)濟指標的先進性； （d) 精度控制項目的完備性以及各控制項目公差數(shù)值規(guī)定的合理性； （e) 夾具結構設計的工藝性； （f) 夾具制造成本低經(jīng)濟性。 有了規(guī)范的設計程序，可以指導設計人員有步驟，有計劃，有條理地進行工作，提高設計效率，縮短設計周期 （2) 有利于計算機輔助設計,有了規(guī)范化的設計程序，就可以利用計算機進行輔助設計，實現(xiàn)優(yōu)化設計，減輕設計人員的負擔。有利于計算機進行輔助設計，除了進行精度設計之外，還可以尋找最佳夾緊狀態(tài)，利用有限對零件的強度、剛度進行設計計算，實現(xiàn)包括繪圖在內的設計過程的全部計算機控制。 （3）有利于初學者盡快掌握夾具設計的方法。近年來，關于夾具設計的理論、研究和實踐經(jīng)驗總結已日見完備，在此基礎上總結出來的夾具規(guī)范化設計程序，使初級夾具設計人員的設計工作提高到了一個新的科學化水平。 5.1.3 氣動夾具的原理 本次設計的產(chǎn)品所用的夾具都是專門設計的，而專用夾具一般都在批量生產(chǎn)中使用的。專用夾具的夾緊機構的動力裝置是氣動的，氣動夾緊裝置的工作介質是壓縮空氣，其工作壓力通常為0.4～0.6Mpa。工作原理是從進氣口進氣，經(jīng)過調速閥推動氣缸的活塞向上活動，活塞桿通過連接桿及四連桿機構推動壓板向下夾緊工件。通過換下閥換向使氣體從出氣口進氣，氣缸的活塞向下退回原位，帶動壓板松開，從而將工件松開。如圖5.1所示： 5.1 氣動夾具原理圖 氣動傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行裝置是氣缸。常用的氣缸有活塞式和薄膜式?；钊綒飧仔谐炭梢暂^長，薄膜式氣缸密封性好，結構簡單，壽命較長的等優(yōu)點，缺點是工作行程較短。氣動夾具總的優(yōu)點是結構緊湊，使定位元件與夾緊元件合為一體，并克服傳統(tǒng)一面兩孔夾緊裝置妨礙工件裝卸的特點，特別適合自動加工線的隨行夾具；裝夾方便。拉桿動力采用氣動方案, 電氣控制, 一次性完成工件6個自由度的定位, 同時夾緊工件, 降低勞動強度低, 提高工作效率。 5.2 零件工藝性分析 對象零件為摩托車發(fā)動機上的左曲軸箱蓋，材料是ACD12，硬度HB75～100，第一道工序銑結合面在MCV610數(shù)控加工中心上進行。零件為薄壁形殼體件，有三處搭子，均勻分布在零件的正面邊緣。加工后一道工序中的孔時需要保證它們的尺寸精度及表面粗糙度，還有一個重要的要求就是要加工的孔與中心孔的平行度都有較高的要求，因此在夾具設計過程中要考慮到這些問題，即要保證精度又要考慮到生產(chǎn)率。 5.2.1 定位基準的選擇 由零件圖可知，兩工藝孔位于零件正面，其有尺寸精度和表面粗糙度要求并應與頂面垂直。根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則，在進行左曲軸箱蓋正面的粗銑加工工序時，結合面M已經(jīng)精銑，兩工藝孔已經(jīng)加工出。因此工件選用結合面與兩工藝孔作為定位基面。選擇結合面作為定位基面限制了工件的三個自由度，而兩工藝孔作為定位基準，分別限制了工件的一個和兩個自由度。即兩個工藝孔作為定位基面共限制了工件的三個自由度。即一面兩孔定位。工件以一面兩孔定位時，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為支承塊，兩銷為一短圓柱銷和一棱型銷。 5.2.2 定位元件的選擇 在設計夾具的過程中要考慮到工件是否正確定位,保證加工精度,縮短安裝時間,提高勞動生產(chǎn)率,擴大機床工藝范圍,實現(xiàn)一機多能,操作方便,可降低對工人的技術要求,還可減輕工人的勞動強度。 本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和短棱型銷進行設計。 由加工工藝孔工序簡圖可知兩工藝孔中心距L。 所以兩工藝孔的中心距L為 ，而兩工藝孔尺寸為Φ6.5。 5.2.3 銑削力與夾緊力計算 由于正面加工的工序主要完成的都是銑、鏜、鉆，而一般來講鉆鏜孔時，孔徑越大，加工時所受切削力也越大，并且粗鏜加工的切削力也大于精鏜。因此我們可以從這道工序中進行逐個排除比較，得出我們所要計算銑削力的工步，即第一道工序中的工步Ⅰ粗、精銑結合面M。 計算工步Ⅰ 粗、精銑結合面M的銑削力： 刀具：高速鋼鑲齒盤銑刀，Φ80mm，z =6 銑削力計算公式為（見《切削手冊》 表3.28）： （5-1） 其中： =441， =1.5mm， =1.0， =0.3mm，=0.72，ae =40mm（在加工面上測量的近似值） =0.086，do =80mm， =0.86， =0，Z=6 所以由式（5-1）得： 查表可得銑削水平分力：=1.1 =1010.7(N) 垂直分力：=0.3 =275.6(N) 在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內。安全系數(shù) ：。 其中：為一般安全系數(shù)，考慮到增加夾緊的可靠性和因工件材料性質及余量不均勻等引起的切削力的變化。取=1.5 為加工性質系數(shù)，粗加工取=1.1。 為刀具鈍化系數(shù)，考慮刀具磨損鈍化后，切削力增加。一般取=11.3，這里取=1 為斷續(xù)切削系數(shù)，斷續(xù)切削時取=1。 所以 =(N) 選用氣缸—四連桿機構，則擴力比=1.4。 為克服水平切削力，實際夾緊力N應為： （5-2） 所以由式（5-2）得： 其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，==0.3。則 (N) 氣缸選用Φ40mm。當壓縮空氣單位壓力P =0.6MPa時，氣缸推力為2260.8N。由于已知四連桿機構的擴力比=1.4，故由氣缸產(chǎn)生的實際夾緊力為 (N) 此時已經(jīng)大于所需的2780N的夾緊力，故本夾具可安全工作。 計算夾緊力Q： （5-3） 其中：M為對夾具夾緊力影響最大 Nm （5-4） 為夾緊力力臂 =85mm 所以由式（5-3）得： N 實際預緊力： （5-5） （為安全系數(shù)，=1.65） 即N 所以夾緊力為：N 5.2.4 夾緊元件強度校核 受力分析：當壓緊工件時，螺栓除受夾緊力Q作用產(chǎn)生拉應力外，還受轉矩T的扭轉而產(chǎn)生扭轉剪應力的作用。 拉伸應力： （5-6） 扭轉剪應力： 由第四強度理論，可知螺栓預緊狀態(tài)下的計算應力： 元件材料為45鋼，屈服強度為，取安全系數(shù) 則許用擠壓應力 夾具結構見附件“夾具裝配圖，夾具體零件圖”。 5.2.5 夾緊元件及動力裝置確定 夾緊裝置設計既要保證被加工零件的定位位置穩(wěn)定可靠，又要避免被加工零件產(chǎn)生不允許的變形和表面損傷，同時夾緊機構應操作安全、方便、省力。因此需要合理選擇夾緊點、正確確定所需夾緊力大小及方向，設計合適的夾緊機構來予以保證。 在加工過程中工件必須夾緊，因為在加工過程中工件受到切削力、重力和慣性力等的作用，若不夾緊就會產(chǎn)生移動和振動。輕則影響加工精度，重則會損壞刀具、機床，甚至發(fā)生人身事故。夾緊裝置的選擇是否合理，對工件的加工精度與加工效率影響很大。通過對夾緊裝置的深度理解，最終為本道工序設計出了較為合理的夾緊元件。 由于摩托車箱蓋的生產(chǎn)量很大，采用手動夾緊的夾具雖然結構簡單，在生產(chǎn)中的應用也比較廣泛。但因人力有限，夾緊受到限制。另外在大批量生產(chǎn)中靠人力頻繁的夾緊也十分勞累且生產(chǎn)率低下。所以為了提高生產(chǎn)效率，縮短加工中的輔助時間。因此夾緊動力裝置采用氣動夾緊。工件在夾具上安裝好后，氣缸活塞帶動壓塊從上往下移動夾緊工件。本道工序為摩托車左曲軸箱蓋加工，加工到本道工序時先完成了結合面的粗、精銑和幾個孔的加工。因此在本道工序加工時主要應考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率。 下面對本道工序的夾具設計進行具體分析[13]： （1）定位：根據(jù)零件特點，將1E52FMD左曲軸箱蓋平臥，采用氣動夾具夾緊。零件正面是以左曲軸箱蓋上的三處搭子及毛坯孔定位。由于零件正面加工時結合面M已經(jīng)被粗精銑過，并保證了平面度0.06。這一結合面后被作為左曲軸箱蓋反面加工的定位基準。反面加工中是利用3個支承塊作支承墊于結合面下，兩個定位銷定位。為了便于更換，定位銷下部有一段圓柱與底座上的孔相配合，為過渡配合，周圍用4個螺釘與底座固禁。 （2）夾緊：為保證在三個壓板處同時壓緊，設計三個夾緊氣缸，通過杠桿傳力機構，三個氣缸帶動3個壓板同時壓緊工件，力臂可以上下浮動?？紤]零件狹長、薄壁殼體件的特點，壓緊力與定位點對應夾緊，減少夾緊變形。第一道工序加工時設計了浮動支撐桿，來限制X，Y兩個方向的移動和Z軸方向上的旋轉，通過三個定位桿頂于三個搭子面，限制X、Y方向上的轉動和Z方向的移動。反面加工時為了保證零件加工時的結合面和底板的平行度，在工件下面安裝了三個支承塊，這三個支承塊做定位，然后以兩個孔作為定位基準，再用三個壓板對應夾緊于三個支承塊上。保證夾緊變形不大于0.02mm。 （3）工件裝夾時，為保證加工時零件處在水平位置，因此把零件壓在相同的三個支承塊上面保證其與夾具體平面的平行度，且三個支承塊要等高，這樣可減少定位誤差，防止因夾緊力過大而產(chǎn)生殼體的變形和損傷。零件加工過程中所受的夾緊力較大，根據(jù)零件的形狀，以及夾緊機構在夾具中安裝，可確定夾緊力的位置。為了節(jié)約輔助時間，減輕工人的勞動強度，便于制造和安裝，本夾具采用氣動夾緊，用壓板、頂桿、支承塊、四連桿、銷軸、支承座等相互配合夾緊零件。 5.2.6 定位誤差的計算 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。 確定基準定位誤差： 由參考文獻[14]表1-1-12 圓柱銷直徑D=6.5mm 由參考文獻[14] 圓柱銷直徑偏差D=mm =-0.01+0.02=0.01mm =-0.02mm mm 定位誤差 ：為定位銷與工件間最小間隙 = 0.01mm 定位誤差=0.02+0.01=0.03mm 核算定位誤差是否滿足加工要求ε<1/3T 所以滿足要求。 5.3 夾具設計及操作簡要說明 本夾具用于加工摩托車左曲軸箱蓋反面上的鉆孔。工件以結合面M壓在夾具的支承座上的定位平面和兩個毛坯孔定位銷的鉆孔定位，用銷軸、四連桿及壓板將工件夾緊。夾具的定位采用一面兩銷，可使定位可靠，定位誤差較小。其夾緊采用的是氣動夾緊，夾緊簡單、快速、可靠，有利于提高生產(chǎn)率。工件在夾具體上安裝好后，壓板在氣缸活塞的推動下向下移動夾緊工件。當工件加工完成后，壓板隨即在氣缸活塞的作用下松開工件，即可取下工件 [15]。 結束語 畢業(yè)設計是高等院校教育教學計劃的一個重要組成部分，是加強理論與實際相結合的實踐性教學環(huán)節(jié)，是各專業(yè)的必修課程，在學生完成所有專業(yè)課程學習、結合畢業(yè)實習進行。大學生活即將結束,我們也將迎接的最后一次考驗和競爭就是畢業(yè)設計。 這次畢業(yè)設計中，我的課題是林海集團1E52FMD左曲軸箱蓋加工中心工藝及夾具設計，要完成左曲軸箱蓋面粗精銑加工、定位銷孔精加工等多道工序。工序編制要求加工節(jié)拍均衡，加工精度高，加工設計的夾具要滿足產(chǎn)品圖樣技術要求。 本設計主要完成了以下幾方面的工作： （1） 熟悉產(chǎn)品圖樣，提高對機械制圖的識別能力； （2） 對零件的加工內容、加工要求要能分析，找出最經(jīng)濟的加工方法，并能滿足產(chǎn)品圖樣設計要求； （3） 對照產(chǎn)品圖樣要求對要加工的零件進行工藝分析，編制合理的加工工藝； （4） 根據(jù)加工工藝，確定所需夾具的數(shù)量，并對每套夾具設計要找好定位、夾緊點，夾具設計要合理、緊湊，夾具剛性足，變形小，滿足產(chǎn)品的加工精度要求，操作方便、可靠； （5） 夾具設計全部使用氣缸夾緊，必須根據(jù)切削力的大小，選擇合適缸徑的氣缸。對剛性不足處應增加輔助支承； （6） 對加工夾具進行合理設計后利用CAD繪制夾具圖紙。 由于本人能力有限，缺少設計經(jīng)驗，文中定有許多不妥之處，敬請各位老師給予指正和教導，以使我對自己的不足得到及時的發(fā)現(xiàn)并修改，也使我在今后的工作中避免再次出現(xiàn)。在此衷心感謝各位老師的幫助和指導！ 致 謝 隨著這篇本科畢業(yè)論文的最后落筆，我四年的大學生活也即將劃上一個圓滿的句號?；貞涍@四年生活的點點滴滴，從入學時對大學生活的無限憧憬到課堂上對各位老師學術學識的深沉沉湎，從奔波于教室圖書館的來去匆匆到業(yè)余生活的五彩繽紛，一切中的一切都是歷歷在目，讓人倍感留戀，倍感珍惜。 經(jīng)過兩個多月的忙碌和工作，我的畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里首先我要感謝江蘇林海集團給我們畢業(yè)設計提供了良好的工作平臺和工作環(huán)境，也要感謝林海集團的我的指導老師—楊正文高級工程師，我的論文能夠順利完成，無不凝聚著楊老師的一份心血和汗水。他平時除了林海集團的工作忙碌以外，還積極地帶領我們做好畢業(yè)設計的每個階段，從開題報告和外文資料的查閱，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。由于我的畢業(yè)設計是申請在校外做的，但期間我遇到了好多疑難問題不能解決，通過多次以電話和網(wǎng)絡方式的溝通，得到了楊老師的細心教導。正是由于他在百忙之中多次審閱全文，對細節(jié)進行修改，并為本文的撰寫提供了許多中肯而且寶貴的意見，本文才得以成型。在此我要向他們無可挑剔的敬業(yè)精神、嚴謹認真的治學態(tài)度、和平易近人的待人方式表示深深的敬意！ 其次感謝學校圖書館的開放，讓我有足夠的資料可供參考。還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械技術專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。 ?最后感謝機械工程學院和我的母?！暇├砉ご髮W泰州科技學院對我的大力栽培。 ? ? 參 考 文 獻 [1] 龐懷玉．機械制造工程學[M]．武漢：機械工業(yè)出版社，1998. [2] 李昌年. 機床夾具設計與制造[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006. [3] 侯珍秀. 機械系統(tǒng)設計[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2003. [4] 狄瑞坤. 機械制造工程[M]. 杭州：浙江大學出版社，2001. [5] 楊可楨，程光蘊. 機械設計基礎[M]. 第四版，北京：高等教育出版社，2004. [6] 李翠翹，李建政，孟剛. 零件機械加工工藝設計原則的探討[J]. 機械研究與應用, 2005, 18 (5). [7] 趙家齊.機械制造工藝學課程設計指導書[D]. 沈陽：機械工業(yè)出版社.1987，11. [8] 馬賢智. 機械加工余量與公差手冊[M]. 北京：中國標準出版社，1994. [9] 艾興，肖詩綱. 切削用量手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2000. [10] 張耀宸. 機械加工工藝設計實用手冊[M]. 北京：航空工業(yè)出版社.1993. [11] 薛源順. 機床夾具設計[M]. 第二版,北京：機械工業(yè)出版社,2003. [12] 王啟平. 機床夾具設計[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社,2005. [13] 劉守勇．機械制造工藝與機床夾具[M]．北京：機械工業(yè)出版社.1994. [14] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院,長春汽車廠工人大學編.機床夾具設計手冊[D]. 上海：上?？茖W技術出版社, 1979，7. [15] 李昌年. 機床夾具與制造[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2007.