雅馬哈摩托車1E52FM左曲軸箱蓋工藝及夾具設(shè)計 1 畢業(yè)設(shè)計

1、 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 28 頁 共 28 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(biāo)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(biāo)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(zhì)量的好壞則取決于它的機械制造業(yè)的基礎(chǔ)，是生產(chǎn)高科技產(chǎn)品的保障。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和發(fā)展，加之市場需求的變化多端，為適應(yīng)機械工業(yè)更快的發(fā)展，機床夾具的設(shè)計與制造技術(shù)也必須與時俱進。本次畢業(yè)設(shè)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(shè)計，通過對左曲軸箱

2、蓋結(jié)構(gòu)分析及所學(xué)相關(guān)知識對其加工工藝進行分析和夾具的設(shè)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(zhuǎn)移。機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的載體，是國防建設(shè)的基礎(chǔ)工業(yè)，也是為提高人民生活質(zhì)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(guān)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

3、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(jié)構(gòu)調(diào)整力度，推進機械工業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展，對于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，提高國民經(jīng)濟整體素質(zhì)，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(dāng)前國內(nèi)外宏觀經(jīng)濟環(huán)境比較嚴(yán)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(zhuǎn)變?yōu)榕U大內(nèi)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(zhuǎn)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

4、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(dāng)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(xué)管理的方向發(fā)展。21世紀(jì)的制造技術(shù)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(lǐng)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(yán)峻的挑戰(zhàn)。我們在技術(shù)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

5、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(dān)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(quán)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(lǐng)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(jié)構(gòu)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(nèi)有潤滑油具備潤滑密封作用。如圖2.1所示。零件具體結(jié)構(gòu)見附件“左曲軸箱蓋零件

6、圖”。圖2.1 左曲軸箱蓋零件結(jié)構(gòu)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。可將其分為兩組加工表面。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

7、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(nèi)表面粗糙度要求為ra3.2um，倒角145，位置度要求銷孔的中心軸在a基準(zhǔn)和m基準(zhǔn)所確定的直徑為0.03mm以內(nèi)的圓柱內(nèi)；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

8、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(nèi)，10孔與51孔的同軸度要求直徑為0.03的圓柱內(nèi)，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(zhǔn)和a基準(zhǔn)所確定的直徑為0.3mm圓柱以內(nèi)。3 毛坯的選擇 零件是由毛坯按照其技術(shù)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(zhì)量密切相關(guān)。因此，正確地選擇毛坯有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。3.1 毛坯的種類常見的毛坯種類有

9、以下幾種：（一）鑄件 對形狀較復(fù)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

10、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。考慮到零件結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜，而其余相當(dāng)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(zhì)量較輕，鑄造表面精度的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定適合大批生

11、產(chǎn)的壓鑄。4 左曲軸箱蓋的工藝規(guī)程設(shè)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(dǎo)生產(chǎn)并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行的指導(dǎo)性文件。它一般包括以下內(nèi)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(nèi)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(shù)等級等。4.1 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)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(zhì)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

12、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

13、為粗基準(zhǔn)，以限制工件的x、y兩個方向上的移動和z方向上的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)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(yīng)著重考慮，如何保證加工質(zhì)量，并在此前提下盡量提高生產(chǎn)率。所以，在精加工時，應(yīng)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(zhì)量和表面質(zhì)量。精基準(zhǔn)的選擇，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)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(zhǔn)定位。從左曲軸箱蓋零件圖分析可知

14、，它的結(jié)合面與支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)；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(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采

15、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(yīng)當(dāng)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(jié)合面工藝路線方案一：工序1 加工設(shè)備：車床工步 粗、精銑結(jié)合面m （保證粗糙度3.2和平面度0.06）工步 粗鏜26孔至尺寸要求 （r01） 工步 26孔倒角 （r01）工步 精鏜26孔至尺寸要求 （r01）工步 套車外圓51，55和71至尺寸要求 （成型刀）工步 51孔倒角工序2 加工設(shè)備：鉆床 z4012 （以結(jié)3處塔子，2個毛坯孔定向）工步 銑鉸2-10銷孔至尺寸要求工步 鉸2-10銷孔工序3 加工設(shè)備：車床工步 銑r6面至尺

16、寸要求 （立銑刀）工步 銑2-12平面至尺寸要求 （保證粗糙度3.2）工步 鏜26孔至尺寸要求 工步 26孔倒角工序4 加工設(shè)備：鉆床 z4012工步 鉆4-m6底孔和中心孔 （中心鉆16）工步 銑r26.5圓弧至尺寸要求 （專用銑刀）工步 鉆4-m6底孔5 （4.9直鉆）工步 檢驗方案二：工序1 加工設(shè)備：mcv 610工步 粗、精銑結(jié)合面m （保證粗糙度3.2和平面度0.06）工步 套車外圓51，55和71至尺寸要求 （成型刀） 工步 51孔口倒角 （r01）工步 銑鉸2-10銷孔至尺寸要求 工步 2-10銷孔倒角工序2 加工設(shè)備：mcv 610 工步 銑r6面至尺寸要求 （立銑刀）工步

17、銑2-12平面至尺寸要求 （保證粗糙度3.2）工步 鏜26孔至尺寸要求 工步 26孔倒角 工步 鉆4-m6底孔和中心孔 （中心鉆16）工步 銑r26.5圓弧至尺寸要求 （專用銑刀）工步 鉆4-m6底孔5 （4.9直鉆）工步 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(fù)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(zhǔn)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

18、箱蓋反面工藝路線工序3 加工設(shè)備：mcv 610 （以結(jié)合面m和1-10, 26定位）工步 銑e面至尺寸要求工步 銑1.6塔子至尺寸要求工步 銑r6.5塔子至尺寸要求 （保證粗糙度3.2）工步 鏜50孔至尺寸要求 （可調(diào)鏜刀）工步 擴鉸孔8孔 工步 8孔口倒角 （成型刀）工步 擴鉸孔10孔工序4 加工設(shè)備：z4012 （以大平面及2-10銷孔定位）工步 鉆3-5至尺寸要求 （直鉆）工序5 加工設(shè)備：z4012工步 擴4-6.8孔 （直鉆）工序6 加工設(shè)備：攻絲機 工步 攻絲3m6-6h通 工步 攻絲1-m6-6h深10工步 攻絲3m6-6h深12 （機用中錐）工步 清洗工步 檢驗根據(jù)第一次制定

19、的工藝路線，我們可以得出相同的結(jié)論，所以右箱蓋反面工藝路線最終擬訂如上?？芍诙渭庸み^程基準(zhǔn)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 81e52fmd左曲軸箱蓋零件材料為acd12，鋁合金材料。硬度hb75100，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(shè)計實用手冊”） 工序（一）：（1) 銑結(jié)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(jié)合面m余量考慮粗糙度和缺陷層深度確定粗銑結(jié)合面

20、m余量為1.2mm（b) 精銑結(jié)合面m余量工步 加工結(jié)合面m毛坯尺寸到定位基準(zhǔn)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 套車51外圓，51mm外圓毛坯尺寸52.5mm，先進行粗車，工序尺寸為51mm，其加工余量為1mm。精鏜到工序尺寸51mm，加工余量為0.5m

21、m。工序（二）：工步 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53.50.1 工序（三）：工步銑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

22、+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900.05工步 鏜50孔 孔毛坯尺寸48mm先進行粗鏜孔，工序尺寸49.5mm，其加工余量為1.5mm。再進行精鏜孔，到工序尺寸50mm。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(jié)合面工步 粗精銑結(jié)合面m（1) 加工條件工件材料：adc12、壓鑄加工要求：粗精銑結(jié)合面m刀具

23、：80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(zhuǎn)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：

24、參照機械加工工藝手冊表2.4-81，取=20.83m/s機床主軸轉(zhuǎn)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 套車外圓（1) 加工條件工件材料：acd12、壓鑄加工要求：套車51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： =1mm1) 加工條件工件材料：acd12、壓鑄加工要求：26孔口倒角刀具：26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： =1

25、mm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(zhuǎn)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 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：5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

26、軸轉(zhuǎn)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 銑r26.5圓?。?) 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(zhuǎn)速：=4796.11r/min，取n=4796 r/min實際銑削速度：進給

27、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(zhuǎn)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 鉆4-m6底孔5（1) 加工條件工件材料：acd12、壓鑄加工要求：鉆4-m6底孔5刀具：4.

28、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(zhuǎn)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

29、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 鏜50孔（1) 加工條件工件材料：acd12、壓鑄加工要求：鏜50孔刀具：50可調(diào)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(zhuǎn)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

30、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(shè)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(dǎo)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(zhì)量 使

31、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(shù)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(gòu)，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(zhì)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

32、，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(dāng)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(shè)計規(guī)范化的意義研究夾具設(shè)計規(guī)范化程序的主要目的在于：（1) 保證設(shè)計質(zhì)量，提高設(shè)計效率，夾具設(shè)計質(zhì)量主要表現(xiàn)在：（a) 設(shè)計方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)的適應(yīng)性；（b) 高位設(shè)計與定位副設(shè)置的相容性；（c) 夾具設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)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(jié)構(gòu)設(shè)計的工藝性；（f) 夾具制造成本低經(jīng)濟性。有了規(guī)范的設(shè)計程序，可以指導(dǎo)設(shè)計人員有步驟，有計劃，有條理地進行工作，提高設(shè)計效率，縮短設(shè)計周期（2) 有利于

33、計算機輔助設(shè)計,有了規(guī)范化的設(shè)計程序，就可以利用計算機進行輔助設(shè)計，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，減輕設(shè)計人員的負擔(dān)。有利于計算機進行輔助設(shè)計，除了進行精度設(shè)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(shè)計計算，實現(xiàn)包括繪圖在內(nèi)的設(shè)計過程的全部計算機控制。（3）有利于初學(xué)者盡快掌握夾具設(shè)計的方法。近年來，關(guān)于夾具設(shè)計的理論、研究和實踐經(jīng)驗總結(jié)已日見完備，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出來的夾具規(guī)范化設(shè)計程序，使初級夾具設(shè)計人員的設(shè)計工作提高到了一個新的科學(xué)化水平。5.1.3 氣動夾具的原理本次設(shè)計的產(chǎn)品所用的夾具都是專門設(shè)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(gòu)的動力裝置是氣動的，氣動夾

34、緊裝置的工作介質(zhì)是壓縮空氣，其工作壓力通常為0.40.6mpa。工作原理是從進氣口進氣，經(jīng)過調(diào)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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

35、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hb75100，第一道工序銑結(jié)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(shè)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(zhǔn)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

36、并應(yīng)與頂面垂直。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，在進行左曲軸箱蓋正面的粗銑加工工序時，結(jié)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(jié)合面與兩工藝孔作為定位基面。選擇結(jié)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(zhǔn)，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(shè)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

37、技術(shù)要求,還可減輕工人的勞動強度。本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對短圓柱銷和短棱型銷進行設(shè)計。由加工工藝孔工序簡圖可知兩工藝孔中心距l(xiāng)。所以兩工藝孔的中心距l(xiāng)為 ，而兩工藝孔尺寸為6.5。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粗、精銑結(jié)合面m。計算工步 粗、精銑結(jié)合面m的銑削力：刀具：高速鋼鑲齒盤銑刀，80mm

38、，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(nèi)。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(zhì)及余量不均勻等引起的切削力的變化。取=1.5為加工性質(zhì)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

39、。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(gòu)，則擴力比=1.4。為克服水平切削力，實際夾緊力n應(yīng)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40mm。當(dāng)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(gòu)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(yù)緊力：

40、 （5-5） （為安全系數(shù)，=1.65）即n所以夾緊力為：n5.2.4 夾緊元件強度校核受力分析：當(dāng)壓緊工件時，螺栓除受夾緊力q作用產(chǎn)生拉應(yīng)力外，還受轉(zhuǎn)矩t的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的作用。拉伸應(yīng)力： （5-6）扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： 由第四強度理論，可知螺栓預(yù)緊狀態(tài)下的計算應(yīng)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(yīng)力 夾具結(jié)構(gòu)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(shè)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(gòu)應(yīng)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(shè)計合適的

41、夾緊機構(gòu)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(shè)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(jié)構(gòu)簡單，在生產(chǎn)中的應(yīng)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

42、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(jié)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(yīng)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(shè)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(jié)合面m已經(jīng)被粗精銑過，并保證了平面度0.06。這一結(jié)合面后被作為左曲軸箱蓋反面加工的定位基準(zhǔn)。反面加工中是利用3個支承塊作支承墊于結(jié)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

43、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(shè)計三個夾緊氣缸，通過杠桿傳力機構(gòu)，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(yīng)夾緊，減少夾緊變形。第一道工序加工時設(shè)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(zhuǎn)，通過三個定位桿頂于三個搭子面，限制x、y方向上的轉(zhuǎn)動和z方向的移動。反面加工時為了保證零件加工時的結(jié)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(zhǔn)，再用三個壓板對應(yīng)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

44、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(gòu)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(zhǔn)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=0.01m

45、m=-0.02mmmm 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1/3t所以滿足要求。5.3 夾具設(shè)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(jié)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(dāng)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

46、。結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計是高等院校教育教學(xué)計劃的一個重要組成部分，是加強理論與實際相結(jié)合的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是各專業(yè)的必修課程，在學(xué)生完成所有專業(yè)課程學(xué)習(xí)、結(jié)合畢業(yè)實習(xí)進行。大學(xué)生活即將結(jié)束,我們也將迎接的最后一次考驗和競爭就是畢業(yè)設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)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(shè)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(shè)計的夾具要滿足產(chǎn)品圖樣技術(shù)要求。本設(shè)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(nèi)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(shè)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(shè)計要找好定位、