氣缸體的加工流程和夾具設計論文

1、 安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 安徽機電職業(yè)技術學院畢 業(yè) 論 文氣缸體的加工流程和夾具設計系 別 汽車工程系 專 業(yè) 汽車制造與裝配 班 級 汽車3112班 姓 名 劉 亮 學 號 1601113053 2013 2014 學年第 二 學期摘要隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，國內汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，提高汽車產(chǎn)品零部件的生產(chǎn)效率和加工質量對整個汽車工業(yè)的發(fā)展至關重要。發(fā)動機汽缸體是汽車至關重要零部件之一，其生產(chǎn)效率和加工質量直接關系到汽車的生產(chǎn)效率和性能。因此，研究汽缸體的加工工藝過程具有重要的意義。汽缸體是汽車發(fā)動機中基礎氣缸和骨架，同時又是發(fā)動機的裝配基準，發(fā)動機各機構和系統(tǒng)的零部件都安裝在其內部和外

2、部，汽缸體的作用是支撐和保護活塞，連桿，曲軸等運動部件工作時的準確位置；保證發(fā)動機換氣，冷卻潤滑，提供各種輔助系統(tǒng)，提供部件及發(fā)動機的安裝基面。氣缸體的工作條件十分惡劣。它要承受燃燒過程中壓力和溫度的急劇變化以及活塞運動的強烈摩擦。氣缸的工藝特點是：結構，形狀復雜；加工平面，孔多；內部空腔壁，厚不均勻，剛度低，加工精度要求高，屬于典型的箱體類加工汽缸體。本文在參考了國內外大量文獻資料的基礎上，對汽缸體的機械零件加工工藝過程進行深入的分析和研究，并提出了一種加工汽缸體零件加工方案。本文對汽缸體機械加工工藝方案的研究兼顧了工序發(fā)散的原則，即具有較高的柔性，又提高了生產(chǎn)效率。實踐證明，該工藝方案的設

3、備利用率高，生產(chǎn)能力穩(wěn)定，可靠性較好，對同類產(chǎn)品的加工工藝設計具有一定的參考價值。關鍵詞：汽缸體、加工精度、工序、機床目錄第一章 汽車汽缸體的發(fā)展現(xiàn)狀.51.1汽缸體的發(fā)展歷程.51.2汽車汽缸體生產(chǎn)的發(fā)展過程.61.3汽車氣缸體的發(fā)展現(xiàn)狀分析.7第二章 氣缸的主要加工方法.82.1零件的作用.82.2零件的工藝分析.82.3確定毛坯.9第三章 氣缸的加工工藝過程.113.1定位基準的選擇.113.2制定工藝路線.113.3選擇加工設備及刀，夾，量具.133.4加工工序設計.14第四章 夾具設計.184.1夾具的基本要求與設計步驟.184.2定位機構的確定.184.3定位方案的論證.19總結.

4、21參考文獻.23致謝.24序言進入新世紀以來，我國加快了轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的步伐，從而有力地推動著各個領域的科學發(fā)展。隨著科技創(chuàng)創(chuàng)新能力的不斷提高，科學技術的產(chǎn)業(yè)化進程日益加塊，制造業(yè)不斷優(yōu)化結構，改善品種質量，并淘汰落后產(chǎn)能，汽車制造行業(yè)尤是如此。中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展十二五規(guī)劃綱要提出的培育發(fā)展新能源汽車等新興產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略目標就充分體現(xiàn)了這一點。2010年，中國汽車銷量已超過1800萬輛，居全球首位，市場潛力巨大。中國汽車與裝備制造業(yè)已進入一個全新的發(fā)展階段。汽車工業(yè)的飛速發(fā)展帶動了汽車與制造相關產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，為汽車和機械制造類相關畢業(yè)生提供了廣闊的就業(yè)空間和很好的發(fā)展前景。汽車被

5、稱為“改變世界的機器”。然而汽車發(fā)動機缸體的研究和發(fā)展對汽車工業(yè)的發(fā)展密不可分。汽缸體是發(fā)動機中的核心部件，它與發(fā)動機其他系統(tǒng)為汽車提供動力，關系到汽車的動力性、經(jīng)濟性、環(huán)保型。簡單來說汽缸體就是將汽車燃料通過在密閉的汽缸內燃燒氣體膨脹，推動活塞作功，轉變?yōu)闄C械能，這是發(fā)動機完成相應工作必不可少的。汽車氣缸的工作條件十分惡劣。它主要承受燃燒過程中壓力和溫度的急劇變化以后以及活塞運動的強烈摩擦。因此它應具有以下性能：1.有足夠的強度和剛度，變形小，保證各運動零件位置正確，運轉正常，振動噪聲小。2.有良好的冷卻性能，在缸筒的四周有冷卻水套，以便讓冷卻水帶走熱量。3.耐磨，以保證氣缸體具有足夠的使用

6、壽命。本文是對氣缸體研究的一種新工序。它能使氣缸體的生產(chǎn)帶來很大的方便，提高生產(chǎn)效率，減少勞動量，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高氣缸體性能。第1章 汽車汽缸體的發(fā)展現(xiàn)狀1.1汽缸體的發(fā)展歷程1680年，荷蘭科學家霍因斯受到大炮原理的啟發(fā)，心想如將炮彈的強大力量用來推動其它機械不是挺好嗎？他一開始仍用火藥作燃燒爆炸物，將炮彈改成“活塞”，把炮筒作“氣缸”，并開一個單向閥。他在氣缸內注入火藥，當點燃火藥后，火藥猛烈地爆炸燃燒，推動活塞向上運動，并產(chǎn)生動力。同時，爆炸氣巨大的壓力還推開單向閥，排出廢氣。而后，氣缸內殘余廢氣逐漸變冷，氣壓變低，氣缸外部的大氣壓又推動活塞向下運動，以準備進行下一次爆炸。當然，由于行

7、程過長，效率太低，他最終沒有取得成功。但是，正是霍因斯首先提出了“內燃機”的設想，后人在此基礎上才發(fā)明了汽車用的發(fā)動機。早期汽車使用單缸機，汽車鼻祖卡爾·奔馳和戴姆勒在當年設計制造汽車時，他們不約而同地只用了一個氣缸的發(fā)動機。就像我們認為一輛汽車不可能使用兩臺或更多臺發(fā)動機一樣，估計當時的人們也不會想象出還會用兩個氣缸或更多氣缸的發(fā)動機。然而現(xiàn)在不同了，先別說發(fā)達國家，看看國內汽車廣告就會發(fā)現(xiàn)，不少廠家總拿發(fā)動機的氣缸數(shù)目和排列形式來說事，賣微型車的極力吹鼓他的車用的是四缸機而非三缸，用v6發(fā)動機的一定要把v字弄得醒目惹眼，廣告宣傳確實起到了很大效果，不少車迷已認同了 “4缸比3缸好

8、”、“6缸比4缸好”、“v型比直列好”、“v型發(fā)動機是高級發(fā)動機”等概念。國產(chǎn)車中已有近20種車裝配了v6或v8型發(fā)動機。 圖 1-1 單氣缸發(fā)動機直列發(fā)動機（line engine），它的所有氣缸均肩并肩排成一個平面，它的缸體和曲軸結構簡單，而且使用一個氣缸蓋，制造成本較低，穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸緊湊，應用比較廣泛。其缺點是功率較低?！爸绷小笨捎胠代表，后面加上氣缸數(shù)就是發(fā)動機代號，現(xiàn)代汽車上主要有l(wèi)3、l4、l5、l6型發(fā)動機。 圖 1-2 多缸發(fā)動機1.2 汽車汽缸體生產(chǎn)的發(fā)展過程從世界汽車工業(yè)的發(fā)展歷程來看，汽車發(fā)動機缸體的生產(chǎn)大致經(jīng)歷了傳統(tǒng)機械制造自動化和現(xiàn)代機械

9、制造自動化兩個發(fā)展階段，具體可分為一下幾個階段：1. 從單件、小批量生產(chǎn)到流水線生產(chǎn)階段，1904年，國外在汽車發(fā)動機缸體生產(chǎn)中開始應用生產(chǎn)流水線，從而開辟了在斷續(xù)生產(chǎn)中用連續(xù)方式組織生產(chǎn)道路，取得了良好的經(jīng)濟效益。2. 剛性自動生產(chǎn)線階段，從20世紀初開始，國外汽車發(fā)動機缸體生產(chǎn)由機械化，半自動化發(fā)展到單機自動化，有流水線發(fā)展到自動線，基本解決了大量生產(chǎn)的加工過程的自動化問題。1924年，英國Morris汽車公司通過對單機自動化和流水線的大量改進，建成了世界上第一條剛性的機械加工自動生產(chǎn)線。1935年，元蘇聯(lián)研制成功第一條比較完整的汽車發(fā)動機汽缸體加工自動線。二戰(zhàn)后，美國福特汽車公司大量采用

10、自動化生產(chǎn)線，汽車生產(chǎn)的生產(chǎn)效率成倍增加，汽車制造的成本大大降低。3. 數(shù)控機床（單工序）、加工中心（多工序）生產(chǎn)階段進入20世紀50年代，國外汽車工業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)系統(tǒng)的復雜性和自動化程度的增加，出現(xiàn)和發(fā)展了現(xiàn)代控制理論?，F(xiàn)代控制理論的應用和計算機技術的發(fā)展，為汽車工業(yè)和汽車發(fā)動機生產(chǎn)的多品種、中小批量生產(chǎn)方式提供了新的自動化途徑，汽車工業(yè)的自動化水平得到了迅速的提高。4. 柔性制造系統(tǒng)和柔性生產(chǎn)階段從20世紀70年代前后開始，汽車發(fā)動機缸體的生產(chǎn)進入一個新的階段。一些國家發(fā)展了CAD/CAM集成系統(tǒng)、微型機CNC系統(tǒng)、柔性生產(chǎn)系統(tǒng)、多級計算機控制系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡結構系統(tǒng)等，生產(chǎn)規(guī)模達到了車間

11、和工廠的綜合自動化。這種形式適合于多品種中小批量生產(chǎn)，但具有一次性投資大，成本較高等缺點。1.3 汽車汽缸體的發(fā)展現(xiàn)狀分析氣缸體是汽車發(fā)動機乃至汽車中最為重要的零部件之一，它的加工質量直接影響到發(fā)動機的質量品質，并進而影響到汽車的質量和品質，因而發(fā)動機缸體的加工長期以來受到國內外汽車制造企業(yè)和氣缸生產(chǎn)企業(yè)的高度重視。發(fā)動機缸體生產(chǎn)的常見形式從國內外的生產(chǎn)企業(yè)的資料顯示來看，目前，汽車發(fā)動機氣缸體的生產(chǎn)大致有一下幾種形式：1. 以傳統(tǒng)的組合機床自動線為基礎的柔化改造這種以提高傳統(tǒng)的組合機床自動化程度的技術改造已取得了相當?shù)倪M展，傳統(tǒng)的組合機床在移植了計算機數(shù)控技術以后，組合機床的柔化程度得到了很

12、大的提高。2. 已加工中心為主體的準柔性生產(chǎn)線這里提出的是一種以加工中心為主體，以普通機床和組合機床為輔的“準柔性生產(chǎn)線”方案。3. 適用于多品種，大批量生產(chǎn)的柔性傳輸生產(chǎn)線（FTL）和柔性制造系統(tǒng)（）。各國汽車氣缸體的研究都將向氣密性好，剛度強，耐磨性好，耐高溫，耐腐蝕等方向發(fā)展，努力減少制造成本，提高效率。 第2章 氣缸的主要加工方法2.1零件的作用氣缸體是發(fā)動機的主體，它將各個氣缸和曲軸箱連成一體，是安裝活塞、曲軸以及其他零件和附件的支承骨架。 氣缸體的工作條件十分惡劣。它要承受燃燒過程中壓力和溫度的急劇變化以及活塞運動的強烈摩擦。因此，它應具有以下性能： 1.有足夠的強度和剛度，變形小

13、，保證各運動零件位置正確，運轉正常，振動噪聲小。 2.有良好的冷卻性能，在缸筒的四周有冷卻水套，以便讓冷卻水帶走熱量。 3.耐磨，以保證氣缸體有足夠的使用壽命。 氣缸體上部是并列的氣缸筒，目前多鑲有氣缸套。氣缸體的下部是曲軸箱，用來安裝曲軸，其外部還可安裝發(fā)電機、發(fā)動機支架等各種附件。氣缸體大多用鑄鐵或鋁合金鑄造而成，鋁合金缸體成本較高，但重量輕、冷卻性能好，得到越來越廣泛的應用。 機體是構成發(fā)動機的骨架，是發(fā)動機各機構和各系統(tǒng)的安裝基礎，其內、外安裝著發(fā)動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機體必須要有足夠的強度和剛度。機體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。2.2零件

14、的工藝分析 圖2 - 1 零件圖由零件圖得知，其材料為HT250.該材料具有較高的強度、耐磨度、耐熱性及減震性 ，適用于承受較大的應力、要求耐磨的零件。該零件上的主要加工面為A面、B面，及氣缸體的孔系。為確保鏜削的內孔系與車削外圓的同軸度要求，在鏜削孔系時一定要以260圓心為定位基準且應采用一次鏜削完成。對于加工精度及表面粗糙度要求不高的內孔如254和233采用粗鏜- 半精鏜即可。對于加工精度及表面粗糙度要求都很高的孔如233（RA=1.6）、229H8（RA=1.6）應采用粗鏜半精鏜精鏜的加工工藝。對于A面上的各孔因為與缸體內孔系圓心的位置度都有要求，所以在加工這些孔時一定要以缸內孔圓心為定

15、位基準，又因為這些孔對A面的垂直度要求也很高，所以在加工這些孔時應放在銑床上洗完A面后即開始鉆銷加工。2.3確定毛坯 圖 2 - 2毛坯圖根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由零件的生產(chǎn)綱領知零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。又由于箱體零件的內腔及各孔均需鑄出，故還應安放型芯。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。參考機械制造工藝設計簡明手冊表2.24，用查表法確定各表面的總余量如表2 - 1所示。表 2 - 1 各加工表面總余量加工表面基本尺寸（mm）加工余量數(shù)值（mm）說明A面1404頂面，雙側加工B面1403底面，單側加工C面644側面，雙側加工D面3105側面，

16、雙側加工E面3105側面，單側加工F面4226.5雙側加工260 mm外圓面2705雙側加工254 mm孔2445雙側加工233 mm孔2254雙側加工233 mm孔2254雙側加工229 mm孔2214雙側加工由公差配合與技術測量表2-2可得鑄件主要尺寸及公差，如表 2-2所示零件尺寸（mm）總余量（mm）毛坯尺寸（mm）公差CT25410244015522982210.155260102700.21表 2-2 主要毛坯尺寸及公差第3章 氣缸的加工工藝過程3.1 定位基準的選擇精基準的選擇： 氣缸體的B面和 260 mm外圓既是裝配基準，又是設計基準，用他們作精基準

17、，能使加工遵循“基準重合”的原則。粗基準的選擇： 因為該零件首先要保證缸套部分壁厚均勻，所以應選擇 229H8mm上偏差+0.072，下偏差0 ,孔心作為粗基準。3.2 制定工藝路線根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面的加工方法如下：A.D.E.F面：粗銑半精銑；B面：粗車半精車精車；C面：粗車半精車；凹槽：粗銑半精銑；254 mm. 233 mm孔：粗鏜半精鏜；233mm上偏差+0.072，下偏差0，229mm上偏差+0.072，下偏差0孔：粗鏜半精鏜精鏜；7級9級精度的未鑄出孔：鉆擴鉸；螺紋孔：鉆孔攻螺紋。因為缸體內各鏜孔都有較高的同軸度要求，故他們的加工宜采用工序

18、集中的原則，即分別在一次裝夾下將所有內孔都鏜削出來，除此以外A面上的各孔也有較高的位置度要求，所以也要在同一個鉆夾具中加工完成。根據(jù)先面后孔，先主要面后次要面和先粗加工后精加工的原則，將A面，B面，D面，E面，F(xiàn)面及缸體內各孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一階段中又首先加工A面，后再鏜缸體內孔。A面及下面上的孔及M10.M12螺紋孔等次要表面放在最后加工。表3-1所示 初步擬定加工工藝路線如下工 序內 容10鑄造20時效30漆底漆40調整車削50（1）車端面C保持尺寸62mm（2）車外圓260mm至263 m（3）車B面保持尺寸63.5 mm60（1）以B面為定位基準粗銑端面A,保持尺寸

19、141.5（2）粗銑凹槽保證2 mm尺寸9×2 mm70（1）以E面為粗基準，銑另一側面D保證尺寸316 m（2）以加工好的側面D為基準銑E面，保證尺寸312 mm80以G面為定位基準銑F面，保證尺寸423 mm90以260 mm 圓心為定位基準（1）鏜229 mm 至227 mm（2）鏜233 至231 mm（3）鏜233 mm至231 mm（4）鏜254 mm至252 mm100（1）車端面C保證尺寸62 .5 mm（2）車外圓（3）車B面保證尺寸63.5 mm260 mm至260.4 mm110（1）以B面為定位基準銑A面至圖樣要求（2）銑凹槽至圖樣要求120（1）以E面為定位

20、基準銑D面至圖樣要求（2）銑另一側面E至圖樣要求130以G面為定位基準銑F面至圖樣要求140以260圓心為定位基準（1）鏜229 mm至228.5 mm（2）鏜233 mm至圖樣要求（3）鏜233 mm至232,5 mm（4）鏜254 mm至圖樣要求，孔口倒角1.5×45 mm150（1）車外圓260 mm至圖樣要求，車倒角7×30 mm（2）車B面至圖樣要求160（1）以260圓心為定位基準（2）鏜233 mm至圖樣要求鏜229 mm至圖樣要求170以平面B及孔254 mm為定位基準（1）鉆4-30 mm通孔，擴4-32 mm通孔（2）鉆4-14 mm通孔，擴4-15.8

21、5 mm.深14 mm，孔口倒角1×45 mm，粗鉸4-15.95 mm.深14 mm，精鉸4-16H7 mm，深14 mm（3）鉆11 mm通孔，擴11.85 mm通孔，孔口倒角1×45,粗鉸11.95 mm通孔，精鉸兩端12H7×15 mm（4）鉆2-8.5 mm.深30 mm，攻螺紋2- M10-6H,深24 mm180以G面為定位基準（1）鉆10.2 mm通孔，攻螺紋M12-6H.深18 mm，锪孔22 mm（2）鉆螺紋底孔8.5mm，攻螺紋M10×1，刮平20 mm深1 mm190檢測成品工件3.3選擇加工設備及刀,夾，量具由于生產(chǎn)類型為大批生

22、產(chǎn)，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均有人工完成。1. 粗車端面C，B及外圓面?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用CA6140臥式車床（參考機械制造工藝設計簡明手冊表 4.27）。車刀選用90°外圓車刀YT15（參考金屬切削手冊表 513）專用夾具和游標卡尺。2. 粗銑。銑床X52K,采用直徑為80 mm的面銑刀（參考金屬切削手冊表97）專用夾具，游標卡尺。3. 粗鏜，半精鏜及精鏜內孔都采用臥式鏜床T612（參考機械制造工藝設計簡明手冊表4.219），選

23、擇雙刃鏜刀，專用夾具，專用檢具。4. 工序170中鉆4- 30 mm,4-14 mm,11 mm ,2- 8.5 mm 孔時選用搖臂鉆床Z35，鉆各孔時采用搖臂鉆床Z35，選用錐柄麻花鉆，擴鉸各孔時采用搖臂鉆床Z35，選用擴鉸孔專用刀具，攻螺紋專用機用絲錐（金屬切削手冊表622）及絲錐夾頭。采用專用夾具和孔徑用游標卡尺測量，螺孔用螺紋塞規(guī)檢驗。 3.4 加工工序設計1. 切削用量的確定：確定外圓面粗車.半精車.精車的切削用量（1） 確定切削深度ap 粗車選兩次走刀切完， ap= 1.75 mm ；半精車也選兩次走刀完成 ap =0.65 mm；精車選一次走刀 ap = 0.2 。（2） 確定進

24、給量f根據(jù)金屬切削手冊表 486，在粗車外圓，倒桿尺寸為16 mm*25 mm，ap<=3 mm,工件直徑為100400 mm時，f=0.61.4 mm/r,按CA6140機床的進給量，選擇f=0.1 mm/。（3） 確定切削速度 v參考機械制造工藝設計簡明手冊表4.28，取粗車的主軸轉速為125r/min,半精車主軸轉速為320 r/min，精車主軸轉速為500 r/min，故相應的切削速度分別為：V粗= 1000v/d =3.14 ×270 ×125/1000m/min=106m/min V半 = 1000v/d =3.14 ×263×320/

25、1000 m/min= 264.3m/minV精= 1000v/d =3.14×260.4×500 m/min= 408.8m/min由機械制造工藝設計簡明手冊表4.27得機床功率為7.5KW，若取效率為0.85，則7.5×0.85=6.375KW。因為切斷厚度Hd=fsinkr=0.64×1=0.64mm。材料切除率Q=·n·f ·ap ·(D ap) =3.14×106×0.64×1.75×(270-1.75)=1×10m/min 查金屬切削手冊圖 116，得單

26、位材料切除率的切削功率在（1.52.75）×10KW·min/ m范圍內，取PC=2.13×10 KW·min/ m 于是切削功率PC=pc·Q=2.13×10×1×10=2.13KW因為PC=2.13KW<6.675KW 故機床功率足。2. 確定A面粗銑，半精銑的切削用量（1） 確定切削深度ap由于粗銑單邊余量僅為2.5 故可一次走刀完成取ap=2.5半精銑一次走刀完成ap=1.5mm。（2） 確定進給量f 參考金屬切削手冊表610，取粗銑的每齒進給量fz=0.2mm/z,每轉進給量f=fz·z=

27、0.2×12=2.4mm/r,取半精銑的每齒進給量fz=0.1 mm/z，每轉進給量f=fz·z=0.1×12=1.2 mm/r。（3） 確定切削速度 v取粗銑的轉速為150r/min,取半精銑的主軸轉速為300 r/min，又前面已選定銑刀直徑D=80 mm，故相應切削速度分別為：V粗= 1000v/d =3.14×80×150/1000 m/min=37.7 m/minV半 = 1000v/d=3.14×80×300/1000 m/min=75.4 m/min。則切削功率Pm=167.9×10ap fzaezn

28、k，取Z=12個齒，n=150/60=2.5r/s, ae=168mm, ap=2.5mm, fz=0.2mm/z, k=1。將它們帶入式中得：Pm=167.9×10×2.5×0.2×168×12×2.51=5.96kw,由機械制造工藝設計簡明手冊表4.210得機床功率為7.5 kw，若取效率為0.85，則7.5×0.85=6.375 kw>5.96 kw，故機床功率足夠。3.確定孔430 mm,4-14 mm，11 mm,2-8.5 mm的切削用量（1） 確定切削深度ap孔430 mm：ap=15 mm:；孔4-14

29、 mm：ap=7 mm；孔11 mm：ap=5.5 m孔2-8.5 mm：ap=4.25 mm。（2） 確定進給量f參考金屬切削手冊表4.7及表4.8，取鉆430 mm孔的進給量f=0.16 mm/r，取鉆4-14 mm和11 mm孔的進給量f=0.4 mm/r，取鉆2-8.5 mm孔的進給量f=0.3 mm/r。（3） 確定切削速度 v 查金屬切削手冊表4.7取鉆430 mm孔的切削速度v=0.92m/s=55m/min,由此計算出轉速n=1000v/d=1000×55/3.14×30 r/min584 r/min，按機床實際轉速取n=530 r/min，則實際切削速度為

30、：v=3.14×30×530/1000 m/min50 m/min。查表取鉆4-14 mm孔的切削速度v=0.47m/s=28m/min,由此算出轉速n=1000v/d=1000×28/3.14×14 r/min=637 r/min，按機床實際轉速取n=670637 r/min，則實際切削速度為：v=3.14×14×670/1000 m/min29.5 m/min。查表取鉆11 mm孔的切削速度v=0.47m/s=28m/min，由此算出轉速n=1000v/d=1000×28/3.14×11 r/min811 r/

31、min，按機床實際轉速取n=850 r/min，則實際切削速度為：v=3.14×11×850/1000 m/min29.4 m/min。查表取鉆2-8.5 mm孔的切削速度v=0.37m/s=22m/min，由此算出轉速n=1000v/d=1000×22/3.14×8.5 r/min824 r/min，按機床實際轉速取n=850 r/min，則實際切削速度為：v=3.14×8.5×850/1000 m/min22.7 m/min。4. 確定孔229 mm粗鏜，精鏜，半精鏜的切削用量（1） 確定切削深度ap： 粗鏜時ap=（227-22

32、1）/2 mm=3 mm。 半精鏜時ap=（228.5-227）/2 mm=0.75 mm。 精鏜時ap=（229-228.5）/2 mm=0.25 mm。（2） 確定進給量f根據(jù)切削用量在余量打的情況時，宜采用小進給量，大轉速的原則，以及查機械制造工藝設計簡明手冊表4.221取粗鏜進給 量f=0.24 mm/r，半精鏜進給量f=0.12 mm/r，精鏜進給量f=0.04 mm/r。 （3） 確定切削速度 v根據(jù)公式 v=CvKv / Tapf,其中Cv=291，m=0.2，xv=0.15， yv=0.2， T=60 Kv=0.9×0.8×0.65=0.468粗鏜時： v=

33、291×0.L468 / 60×3×0.24 m/min=68 m/min。n=1000v/d=1000×68/ 3.14×221 r/min=98 r/min。按T612機床上的轉速，選擇n=98 r/min半精鏜時：v=291×0.L468 / 60×3×0.24 m/min=96 m/min。n=1000v/d=1000×68/ 3.14×221 r/min=135 r/min。按T612機床上的轉速，選擇n=128 r/min精鏜時：v=291×0.L468 / 60×

34、;3×0.24 m/min=141 m/min。n=1000v/d=1000×68/ 3.14×221 r/min=197 r/min。按T612機床上的轉速，選擇n=205 r/min。5. 基本時間的確定（1）車外圓及端面時基本時間的確定： 根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表6.21： 粗車外圓時 Tj =(L+L1+L2+L3)i/ f·n=62×2×60/ 0.64×125= 93s。 粗車端面C時 Tj =Li/ f·n=135×1×60/0.64×125=101s。 半精車外圓

35、時 Tj =(L+L1+L2+L3)i/ f·n=62×2×60/ 0.64=78 s。 半精車端面時 Tj =Li/ f·n=135×1×60/0.64×125=82s。精車外圓時 Tj =(L+L1+L2+L3)i/ f·n=62×2×60/ 0.64=75s。(2) 銑削面A的基本時間確定 粗銑時工作臺每分鐘進給量為：f= f·Z·n=0.2×12×150mm/min=360mm/min。根據(jù)X52K型銑床工作臺進給量表（機械制造工藝設計簡明手冊表4

36、.237），選擇f=316 mm/min則基本時間 Tj=(L+L1+L2)i/ f=428.5/ 316=81 s。 半精銑時工作臺每分鐘進給量為：f= f·Z·n=0.2×12×150mm/min=360mm/min，同理得 Tj=(L+L1+L2)i/ f=423/ 316=80 s。(3) 鏜削孔229 mm的基本時間確定 粗鏜時 Tj =(L+L1+L2+L3)i/ f·n=49×2×60/ 0.64=250 s。 半精鏜時 Tj =(L+L1+L2+L3)i/ f·n=48×2×60

37、/ 0.64=187.5s。 精鏜時 Tj =(L+L1+L2+L3)i/ f·n=48×2×60/ 0.64=351s。(4) 鉆孔的基本時間確定鉆 430 mm 時 Tj =(L+L1+L2) ×4/ f·n=140×4/ 0.16×530=396s。鉆 4-14 mm 時 Tj =(L+L1+L2) ×4/ f·n=40×4/ 0.4×670=36s。鉆 11 mm 時 Tj =(L+L1+L2) ×4/ f·n=140×4/ 0.4×67

38、0=25s。鉆 2-8.5 mm 時 Tj =(L+L1+L2) ×4/ f·n=30×2×60/ 0.4×850=14s。第四章 夾具設計4.1 夾具的基本要求與設計步驟機床夾具時在機床上加工零件時所使用的一種工藝裝備，用來準確地確定工件與刀具之間的相對位置，即實現(xiàn)工件的定位于夾緊，以完成加工所需要的準確相對運1. 夾具的基本要求機床夾具必須滿足下列基本要求：（1） 能穩(wěn)定保證工件的加工精度；（2）能提高機械加工的勞動生產(chǎn)率，降低工件的制造成本（3） 結構簡單，操作方便，安全和省力；（4）便于排屑；（5）有良好的結構工藝性，便于夾具的制造，裝

39、配，檢驗，調整和維修。2.夾具的設計步驟夾具設計一般按以下步驟進行。（1）研究原始資料，明確設計任務。（2）確定夾具的結構方案，繪制結構草圖。（3）確定工件的定位方案，選擇或設計相應的定位元件或裝置。（4）確定刀具的對刀或引導方案，設計對刀及引導裝置。（5）確定工件的夾緊方案，設計夾緊機構。（6）確定其他元件或裝置的結構形式。（7）合理布置各元件或裝置，確定夾具體和夾具的總體結構。（8）繪制夾具總裝配圖。（9）繪制夾具零件圖。4.2 定位機構的確定 工件的定位是指保證同一批工件在夾具中占有一致的正確加工位置。這一位置的獲得可以通過定位支承限制工件相應的自由度實現(xiàn)。定位元件的選擇原則：A.高的精

40、度，定位元件的精度直接影響定位誤差的大小。B.高的耐磨性，定位元件要與工件經(jīng)常接觸，容易磨損。為避免因元件磨損而影響定位精度，所以要經(jīng)常修理和更換定位元件。因此，要求定位元件的工作表面有足夠的耐磨性。C.足夠的剛度和強度，定位元件應避免由于工件的重量，夾緊力，切削力等因素的影響使其變形或磨損。D.良好的工藝性，定位元件的結構應便于加工，裝配和維修，有時為了裝配和維修方便，往往在夾具體上開有適當?shù)墓に嚧翱?。?jīng)常更換的定位元件，其結構應便于更換。4.3 定位方案的論證箱體類零件的定位方案一般有兩種，“一面兩銷”和“三平面”定位方法。1.“一面兩銷”的定位方法其特點是：（1）可以簡便地消除工件的六個

41、自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。（2）有同時加工零件五個表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各表面上空的位置精度。（3）“一面兩銷”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準，使零件整個工藝過程基準統(tǒng)一，從而減少由基準轉換帶來的積累誤差，有利于保證零件的加工精度。同時i，使機床各個工序的許多部位實現(xiàn)通用化，有利于縮短設計，制造周期，降低成本。（4）易于實現(xiàn)自動化定位，夾緊，并有利于防止切削落于定位及面上。圖 4 1 面兩銷定位在論文中沒有顯示出來？2.“三平面”定位方法的特點是：（1）可以簡便的消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。（2）有同時加工零件兩個表面的可能，能高度集中

42、工序。被加工零件氣缸體屬箱體類零件，本工序工序集中，精度要求高，故選用“一面兩銷”的定位方法。最終確定鏜夾具如圖4-2所示 圖 4 2 鏜夾具總 結 這次畢業(yè)設計做的是氣缸體的加工工藝規(guī)程的設計及一套鉆夾具一套鏜夾具的設計。主要是工藝規(guī)程的設計計算及夾具的設計。整個設計過程是對三年來所學知識的總結，而且，在原來的基礎上，需學會融會貫通，將以前所學的知識系統(tǒng)化，運用到所做的設計中。在工藝規(guī)程設計時，通過老師的講解，我認識到設計的重點，結合現(xiàn)實的加工條件作出最低成本，最大使用價值的設計。同時，我們也認識到我們所學的知識太零散化，而且，很多都只是學習了皮毛，沒有深入地研究，導致運用的時候只是照搬，不能根據(jù)加工要求靈活改變。這次設計中學到最多的夾具的設計。這部分以前沒有認真學習過，所以設計時需從頭做起，夾具體中定位，夾緊及對刀，導向元件是重點。我所做的鉆夾具比較復雜，它的自動定心機構比較特別，也是整個夾具設計中的一個難點。再有就是由于工件安放時要從上面往下面放，所以鉆夾具要做成翻轉式。最后就是基準的問題。我們以前作圖時，很少考慮加工，沒有基準的概念?；鶞适羌庸ず妥鲌D過程中都很重要的部分。所以，設計時不能只照參考書上的計算把各部分尺寸，結構確定，設計從一開始就要考慮加工。只有全面考慮，才能保證設計的零件合理。通過這次的設計我認識到了自身存在的問題，在以后