進(jìn)氣歧管工藝編制與典型工序夾具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)氣歧管工藝編制與典型工序夾具設(shè)計(jì)院系名稱：汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)班級：車輛工程B07-2班學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱：TheGraduationDesignforBachelor'sDegreeTheIntakeManifoldTechnologyPreparationandTypicalProcedureFixtureDesignCandidate：Specialty：VehicleEngineeringClass：B07-2Supervisor：Associateprofessor.ZhangDengshengHeilongjiangInstituteofTechnology2011-06·HarbinPAGEII摘要汽車發(fā)動(dòng)機(jī)屬于汽車的核心部件，而進(jìn)氣歧管又屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件，影響著汽車性能參數(shù)中的功率、耗油量、轉(zhuǎn)矩等。因此，進(jìn)氣歧管性能質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)乃至整車性能，正因?yàn)檫@樣，進(jìn)氣歧管質(zhì)量的提高，對發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車整體質(zhì)量的提高有著積極的意義。本文設(shè)計(jì)研究了進(jìn)氣歧管的建模及夾具設(shè)計(jì)，其目的主要是基于對工藝分析、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝路線設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、AutoCAD、ProE等知識的熟練運(yùn)用和掌握，同時(shí)運(yùn)用材料力學(xué)、金屬切削等學(xué)科知識，對進(jìn)氣歧管夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，并利用ProE建立進(jìn)氣歧管及夾具的三維模型，使用AutoCAD繪制裝配圖和零件圖等內(nèi)容。首先，本文將概述進(jìn)氣歧管的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，介紹進(jìn)氣歧管領(lǐng)域的最新發(fā)展?fàn)顩r。其次，對進(jìn)氣歧管的建模的目的及意義做了簡要的闡述。再次，對進(jìn)氣歧管的加工工序的加工做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)及計(jì)算。最后，本文將闡述進(jìn)氣歧管夾具的設(shè)計(jì)過程。關(guān)鍵詞：進(jìn)氣歧管；三維建模；夾具；工藝規(guī)程；設(shè)計(jì)ABSTRACTAutomobileenginebelongstothecorecomponentsofautomobile,however,theintakemanifoldbelongstothemajorpartofengine,itcanaffecttheautomobileperformanceparameterssuchasthepower,fuelconsumption,torqueandsoon.Therefore,theintakemanifoldperformancequalityisgoodorbad,itrelatesdirectlytotheengineandvehicleperformance,andbecauseofthatimprovingthequalityoftheintakemanifoldhasapositivemeaningtotheengineandautomobileperformanceparameters.Thisarticlestudiedtheintakemanifolddesignmodelingandfixturedesign,itspurposeismainlybasedonprocessanalysis,Processplanningdesign,processrouteplanning,fixturedesign,autocad,proeandsoonusingandmastering,andusethemechanicsofmaterials,metalcuttingdisciplineknowledgedesignedtheintakemanifoldfixture,anduseproeestablishingintakemanifoldandfixture3dmodel,autocadsoftwaredrawingassemblingdrawingsandpartsdrawings,etc.First,thisarticlewilloutlinetheintakemanifoldcurrentsituationandtrendofdevelopment,introducesthelatestdevelopment.Secondly,themodelingoftheintakemanifoldofpurposeandmeaningmakessomebriefelaboration.Again,fortheintakemanifoldprocessesofprocessingdoadetaileddesignandcalculation.Finally,thisarticledescribestheintakemanifoldfixturedesignprocess.Keywords:Theintakemanifold;3dmodeling;Fixture;Technicalschedule;Design;黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE1目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1進(jìn)氣歧管的概述 11.2進(jìn)氣歧管材料研究狀況、發(fā)展趨勢及成果 11.3進(jìn)氣歧管工藝編制與夾具設(shè)計(jì)目的和意義 21.4進(jìn)氣歧管工藝編制與夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容 2第2章零件的分析和工藝編制 32.1零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及類型 32.2零件的功能 32.3零件的工藝性分析 32.4確定毛坯制造形式 42.5基準(zhǔn)面的選擇 42.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 42.2.2精基準(zhǔn)的選擇 52.6制定工藝路線 52.7典型工序機(jī)械加工余量確定 62.8選擇加工設(shè)備 72.9典型工序的切削用量和工時(shí)的確定 82.9.1工序10,30切削用量和工時(shí) 82.9.2工序50，60切削用量和工時(shí) 112.9.3工序20切削用量和工時(shí) 122.9.4工序70切削用量和工時(shí) 132.9.5工序100切削用量和工時(shí) 142.10本章小結(jié) 18第3章二維夾具體的設(shè)計(jì) 193.1機(jī)床夾具及其設(shè)計(jì)理論 193.1.1機(jī)床夾具 193.1.2夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論 193.1.3定位原理 193.1.4夾緊原理 203.2銑削零件上平面的夾具設(shè)計(jì) 213.2.1問題的提出及定位方案的確定 213.2.2夾具體的組成 213.2.3夾緊力的確定 223.2.4定位誤差分析 223.2.5繪制夾具體 233.3鉆削頂孔的夾具設(shè)計(jì) 233.3.1問題的提出及定位方案的確定 233.3.2夾具體的組成 233.3.3夾具力的確定 243.3.4定位誤差分析 243.3.5繪制夾具體 243.4本章小結(jié) 24第4章三維ProE進(jìn)氣歧管及夾具體設(shè)計(jì) 254.1ProE的優(yōu)勢及特點(diǎn) 254.2進(jìn)氣歧管三維建模 264.3進(jìn)氣歧管夾具的三維建模 274.3.1銑削平面三維夾具設(shè)計(jì) 274.3.2鉆削頂孔三維夾具設(shè)計(jì) 274.4本章小結(jié) 28結(jié)論 29參考文獻(xiàn) 30致謝 31附錄 32PAGE29第1章緒論1.1進(jìn)氣歧管的概述進(jìn)氣歧管位于節(jié)氣門與引擎進(jìn)氣門之間，之所以稱為歧管，是因?yàn)榭諝膺M(jìn)入節(jié)氣門后，經(jīng)過歧管緩沖后，空氣流道就在此分歧了，對應(yīng)引擎汽缸的數(shù)量，如四缸引擎就有四道，五缸引擎則有五道，將空氣分別導(dǎo)入各汽缸中。進(jìn)氣歧管是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)最重要的部件，進(jìn)氣系統(tǒng)決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率和各缸充氣均勻性，對整機(jī)性能均有非常大的影響。進(jìn)氣歧管是形狀復(fù)雜的中空制品。它承受氣缸蓋燃燒室燃料燃燒傳遞的熱和振動(dòng)。進(jìn)氣歧管的設(shè)計(jì)也是大有學(xué)問的，為了引擎每一汽缸的燃燒狀況相同，每一缸的歧管長度和彎曲度都要盡可能的相同。由于引擎是由四個(gè)行程來完成運(yùn)轉(zhuǎn)程序，所以引擎每一缸會以脈沖方式進(jìn)氣，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，較長的歧管適合低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，而較短的歧管則適合高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。所以有些車型會采用可變長度進(jìn)氣歧管，或連續(xù)可變長度進(jìn)氣歧管，使引擎在各轉(zhuǎn)速域都能發(fā)揮較佳的性能。1.2進(jìn)氣歧管材料研究狀況、發(fā)展趨勢及成果由于進(jìn)氣歧管性能質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)乃至整車性能，正因?yàn)檫@樣，進(jìn)氣歧管質(zhì)量的提高，對發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車整體質(zhì)量的提高有著積極的意義。同時(shí)汽車的價(jià)格競爭很激烈，物美價(jià)量的汽車更能夠滿足用戶的要求。為了達(dá)到這些多元化的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)零部件的小型、輕量化、低成本就勢在必行。目前，大量應(yīng)用于進(jìn)氣歧管的輕質(zhì)材料主要為鋁﹑鎂，其加工方法和工藝也比較成熟。而近年來，在輕量化技術(shù)的發(fā)展過程中，塑料也越來越受青睞，其用于進(jìn)氣歧管已經(jīng)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)，并將成為未來的發(fā)展趨勢。國外在上個(gè)世紀(jì)80年代就已經(jīng)開始應(yīng)用塑料制造進(jìn)氣歧管，因此在這方面的技術(shù)十分成熟，并早已大量使用塑料進(jìn)氣歧管取代傳統(tǒng)的合金進(jìn)氣歧管。國內(nèi)僅有少數(shù)公司雖在研制塑料進(jìn)氣歧管，但到目前為止尚不能進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)汽車生產(chǎn)廠的需要，因此國內(nèi)目前仍大量使用鋁﹑鎂合金進(jìn)氣歧管，并不斷對其生產(chǎn)加工工藝不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。國內(nèi)目前對進(jìn)氣歧管工藝的研究多為它的鑄造工藝，對進(jìn)氣歧管的機(jī)械加工工藝少有研究。1.3進(jìn)氣歧管工藝編制與夾具設(shè)計(jì)的目的和意義由于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的工藝編制與夾具設(shè)計(jì)的不透明性，所以本設(shè)計(jì)要依據(jù)車輛上其他相似零件的工藝規(guī)程，選擇相似的夾具對其進(jìn)行改進(jìn)，計(jì)算相關(guān)參數(shù)，確定夾緊裝置﹑夾緊力。微型及普及型汽車在我國有很大市場，從0.9L到1.6L，價(jià)格適合我國國情,適合正在發(fā)展的中國的現(xiàn)況。進(jìn)氣歧管是發(fā)動(dòng)機(jī)重要零件之一，隨著現(xiàn)在設(shè)計(jì)加工制造技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)氣歧管的材料及加工手段等也在不斷發(fā)展，確定加工工藝與裝夾方案及設(shè)計(jì)，從而設(shè)計(jì)專門的夾具，提高定位準(zhǔn)確度從而達(dá)到對進(jìn)氣歧管加工工藝進(jìn)一步更深了解。該畢業(yè)設(shè)計(jì)可以加強(qiáng)常用工具AutoCAD和國內(nèi)外流行三維PRO/E軟件的使用與掌握；加快了解汽車企業(yè)生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用的過程。1.4進(jìn)氣歧管工藝編制與夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容結(jié)合實(shí)物及簡圖對進(jìn)氣歧管的進(jìn)行三維建模，進(jìn)行零件的常規(guī)工藝分析與確定加工藝方案；通過工藝方案的確定后進(jìn)行、根據(jù)現(xiàn)有條件或當(dāng)今流行加工機(jī)床技術(shù)進(jìn)行機(jī)床選擇、制定加工方法、基準(zhǔn)確定（包括粗基準(zhǔn)、精加工基準(zhǔn)等）和加工路線進(jìn)行三維實(shí)體的工藝規(guī)程編制，同時(shí)根據(jù)國內(nèi)外先進(jìn)加工技術(shù)進(jìn)行對自己所編制的工藝進(jìn)行改進(jìn)分析、典型加工夾具的定位夾緊方案選擇及設(shè)計(jì)裝配圖。第2章零件的分析和工藝編制2.1零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的汽車產(chǎn)品的產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。汽車產(chǎn)品和汽車零件的生產(chǎn)類型劃分為：單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種。汽車零件因零件結(jié)構(gòu)特征、質(zhì)量及年產(chǎn)量不同，具有不同的生產(chǎn)類型。進(jìn)氣歧管生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，所以在制度工藝路線的時(shí)候應(yīng)充分考慮其生產(chǎn)特點(diǎn)，制度合理的工業(yè)路線，選擇合理的機(jī)床，刀具，量具，檢具，以提高生產(chǎn)率，降低成本。2.2零件的功用進(jìn)氣歧管是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)最重要的部件，進(jìn)氣系統(tǒng)決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率和各缸充氣均勻性，對整機(jī)性能均有非常大的影響?？諝膺M(jìn)入節(jié)氣門后，經(jīng)過進(jìn)氣歧管緩沖后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。它承受氣缸蓋燃燒室燃料燃燒傳遞的熱和振動(dòng)。2.3零件的工藝分析進(jìn)氣歧管的零件圖如圖2.1所示中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：1.以進(jìn)氣歧管上下表面，及進(jìn)氣歧管上表面附近的凸臺為加工表面。包括：進(jìn)氣歧管上下表面粗糙度為Ra=3.2,上下表面平面度為0.05，在進(jìn)氣歧管上表面鉆孔4-M6深15孔深19，保證位置度0.4，鏜φ35的孔表面粗糙度為Ra=6.3，在進(jìn)氣歧管上表面附近的凸臺上鉆φ4的通孔，在進(jìn)氣歧管下表面鉆通3個(gè)φ8.5的孔5個(gè)φ9的孔，在其左右兩側(cè)分別攻螺紋分別是M8，和M6，在與進(jìn)氣歧管下表面相接的凸臺上鉆孔并攻螺紋M6。2.以進(jìn)氣歧管主視圖上的凸臺為加工表面，加工各個(gè)凸臺表面對粗糙度有要求的凸臺Ra=3.2，在各個(gè)凸臺上鉆孔并攻螺紋分別為2個(gè)M8，2個(gè)M6，點(diǎn)的位置度為0.4，一個(gè)φ9的孔。3.加工進(jìn)氣歧管零件左視圖左側(cè)各個(gè)凸臺，加工各個(gè)孔對其中的兩個(gè)攻螺紋M6，鉆一個(gè)φ10的孔。圖2.1進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)2.4確定毛坯制造的形式零件材料為ZL105，考慮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，鑄件內(nèi)表面的粗糙度可達(dá)6.3，滿足加工要求。由于屬于大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，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。2.5基準(zhǔn)面的選擇1、粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇有兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)：一是保證各加工表面有足夠且均勻的加工余量；二是保證不同加工表面與加工表面間的相對尺寸和位置符合設(shè)計(jì)要求。粗基準(zhǔn)的選擇可按照如下原則進(jìn)行。（1）盡可能選用精度要求高的主要表面作粗基準(zhǔn)，這樣選擇粗基準(zhǔn)可保證以后加工主要表面時(shí)有足夠且均勻的加工余量。（2）用非加工表面作粗基準(zhǔn)，這樣選擇粗基準(zhǔn)可使非加工表面與加工表面間的位置誤差最小。（3）選作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光潔，有一定面積，不能有飛邊、澆口、冒口或其他的缺陷，以使工件定位可靠、夾緊方便。（4）粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上應(yīng)盡量避免重復(fù)使用。粗基準(zhǔn)是毛坯表面，表面粗糙度值大、尺寸和形位誤差大。如果在同一尺寸方向上重復(fù)使用，就不能保證重復(fù)裝夾時(shí)的定位位置一致，定位誤差大。因此，粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上一般只允許使用一次?；娴倪x擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。對于本零件而言，進(jìn)氣歧管下平面是直接與發(fā)動(dòng)機(jī)表面相接觸的部分，所以在鑄造時(shí)精度就相對會高于其他表面，由此以進(jìn)氣歧管底面作為粗基準(zhǔn)是完全合理的，符合粗基準(zhǔn)的選擇原則。2、精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)確、牢固、方便。其選擇的原則有：（1）基準(zhǔn)重合原則：應(yīng)盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣可避免基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差，即應(yīng)遵循“基準(zhǔn)重合”原則。如果加工的是最終工序，所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合；若是中間工序，應(yīng)盡可能采用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。（2）互為基準(zhǔn)原則：對于兩個(gè)有位置公差要求的表面，可以認(rèn)為彼此互為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。當(dāng)加工位置公差要求很小的表面時(shí)，常采用此方法進(jìn)行反復(fù)加工。（3）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：應(yīng)盡可能采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。遵循該原則有利于保證各表面間的位置公差，而且也減少了專用夾具種類。（4）應(yīng)保證工件的裝夾穩(wěn)定可靠，使夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。在這主要考慮基準(zhǔn)重合問題，也要考慮經(jīng)濟(jì)性等。對于本零件，由于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以下表面孔的軸線與下表面的交點(diǎn)為基準(zhǔn)，考慮到本零件所需加工的孔及平面大都分別位于進(jìn)氣歧管左右兩側(cè)，而且若以進(jìn)氣歧管下表面為精基準(zhǔn)能夠使定位夾緊機(jī)構(gòu)相對變得簡單，能夠大大的節(jié)約成本，所以以進(jìn)氣歧管下表面為精基準(zhǔn)能夠很好的符合精基準(zhǔn)的選擇原則。2.6制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。進(jìn)氣歧管機(jī)械加工工藝目錄如表2.1所示。表2.1進(jìn)氣歧管工藝目錄工序號工序內(nèi)容設(shè)備10粗銑進(jìn)氣歧管上部平面X53K立式銑床20鉆鉸進(jìn)氣歧管上部平面上的兩個(gè)孔Z535立式鉆床30粗銑進(jìn)氣歧管下部平面X53K立式銑床40鉸進(jìn)氣歧管下部平面上的兩個(gè)孔Z535立式鉆床50半精銑進(jìn)氣歧管上部平面X53K立式銑床60半精銑進(jìn)氣歧管下部平面X53K立式銑床70鏜削上部平面的孔T618臥式鏜床80鉆上部另兩個(gè)孔，對四個(gè)孔鉸削攻螺紋Z535立式鉆床90鉆通進(jìn)氣歧管上部平面附近的凸臺Z535立式鉆床100鉆鉸進(jìn)氣歧管頂部的孔，攻螺紋Z535立式鉆床110鉆鉸下部平面上的孔，攻螺紋Z535立式鉆床120鉆進(jìn)氣歧管個(gè)通道上的階梯孔Z535立式鉆床130鉆鉸與下平面相接凸臺的孔并攻螺紋Z535立式鉆床140粗銑進(jìn)氣歧管零件圖主視圖上的凸臺X53K立式銑床150鉆削主視圖上各凸臺的孔并攻螺紋Z535立式鉆床160粗鏜半精鏜左視圖上的孔T618臥式鏜床170銑進(jìn)氣歧管零件左視圖左側(cè)凸臺X53K立式銑床180對零件左視圖左側(cè)凸臺鉆孔并攻螺紋Z535立式鉆床190最終檢驗(yàn)2.7典型工序機(jī)械加工余量確定1、加工余量的確定加工余量的確定方法有分析計(jì)算法、查表—修正法、經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法，此設(shè)計(jì)采用查表—修正法，確定加工余量時(shí)查《機(jī)械加工手冊》，然后再結(jié)合實(shí)際加工情況修正其加工余量數(shù)值。2、公差的確定根據(jù)公式：(2.1)式中—工序余量公差； —最大工序余量； —最小工序余量。（1）粗銑進(jìn)氣歧管上部平面表2.2工序尺寸表工序名稱工序余量（mm）公差等級粗糙度（μm）尺寸公差（mm）粗銑上平面2IT8（2）半精銑進(jìn)氣歧管上部平面表2.3工序尺寸表工序名稱工序余量（mm）公差等級粗糙度（μm）尺寸公差（mm）半精銑上平面1IT7（3）鉆削、鉸削進(jìn)氣歧管上平面上2-φ5.2的孔表2.4工序尺寸表工序名稱工序余量（mm）公差等級粗糙度（μm）尺寸公差（mm）鉆上平面的孔0.1IT8鉸上平面的孔0.1IT7（4）粗銑進(jìn)氣歧管下部平面表2.5工序尺寸表工序名稱工序余量（mm）公差等級粗糙度（μm）尺寸公差（mm）粗銑下平面2IT8（5）半精銑進(jìn)氣歧管下部平面表2.6工序尺寸表工序名稱工序余量（mm）公差等級粗糙度（μm）尺寸公差（mm）半精銑下平面1IT7（6）鉆削歧管上φ10﹑φ16﹑φ18的孔表2.7工序尺寸表工序名稱工序余量（mm）公差等級粗糙度（μm）尺寸公差（mm）鉆φ1010IT12鉆φ1616IT12鉆φ1818IT12（7）粗鏜半精鏜進(jìn)氣歧管左視圖上的兩個(gè)孔表2.8工序尺寸表工序名稱工序余量（mm）公差等級粗糙度（μm）尺寸公差（mm）粗鏜兩個(gè)孔2.5IT12半精鏜兩個(gè)孔1.5IT82.8選擇加工設(shè)備2.8.1選擇機(jī)床專用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計(jì)制造的，在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中使用；專用夾具可以保證加工精度，提高生產(chǎn)率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，本次設(shè)計(jì)為了突顯以上幾點(diǎn)，所以選用的機(jī)床比較單一。⑴工序10、工序30、工序50、工序60、工序140、工序170是銑削平面，所以選擇X52K型銑床加工。⑵工序20、工序40、工序80、工序90、工序100、工序110、工序120、工序130、工序150、工序180包含鉆削孔及攻螺紋，所以選擇Z535型鉆床。⑶工序70、工序160是鏜孔，所以選用臥式T618型鏜床。2.8.2刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和化學(xué)惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等)，并不易變形。刀具選擇的合理與否會直接影響到加工質(zhì)量，所以選擇刀具要謹(jǐn)慎。⑴在銑床上和鏜床上，選用硬質(zhì)合金刀，選用YT類硬質(zhì)合金，選用YT15，YT5。⑵鉆床上，可以選擇麻花鉆加工。2.8.3本零件由銑平面、鏜孔、攻螺紋等工序組成，由于零件的較復(fù)雜，所以每道工序均需要采用專用夾具，我針對典型的兩道工序在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)兩套專用夾具，以滿足加工過程中加工的要求，其它工序的夾具可在此基礎(chǔ)上作少量改動(dòng)，便可應(yīng)對工序的加工。2.9典型工序的切削用量和基本工時(shí)2.9.1工序10、3工序10、30粗銑進(jìn)氣歧管上下部平面機(jī)床：X53K立式銑床。刀具硬質(zhì)合金直齒三面刃盤銑刀材料：，，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)《切削用量簡明手冊》表3.3取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30—34，取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：（2.2）式中V—銑削速度；d—刀具直徑。由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-36n=475r/min實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量：粗銑上平面的切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為2機(jī)動(dòng)時(shí)間：根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝師手冊》表2.5-45可查得銑削的輔助總工時(shí)為t=1.42min粗銑下平面的切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為2機(jī)動(dòng)時(shí)間：根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝師手冊》表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間銑下平面的總工時(shí)為：t=2.28min2.9.2工序50、6工序50、60半精銑進(jìn)氣歧管上下部平面機(jī)床：X53K立式銑床。刀具硬質(zhì)合金直齒三面刃盤銑刀材料：，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)《切削用量簡明手冊》表3.3取取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30—31，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.2）有：按照參考文獻(xiàn)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-36n=600r/min實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量有：工作臺每分進(jìn)給量：半精銑上平面的切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：精銑時(shí)刀具切出長度：取走刀次數(shù)為2機(jī)動(dòng)時(shí)間：根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝師手冊》表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間半銑上平面的總工時(shí)為：t=1.64min半精銑下平面的切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知mm刀具切入長度：精銑時(shí)刀具切出長度：取走刀次數(shù)為2機(jī)動(dòng)時(shí)間：min根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝師手冊》表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間半銑下平面的總工時(shí)為：t=2.34min2.9.3工序2工序20鉆鉸進(jìn)氣歧管上部平面上的兩個(gè)孔Φ5.2，孔深19機(jī)床：Z535立式鉆床孔的直徑為4mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至Φ5.1，選用Φ5.1的高速鋼麻花鉆頭。進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7進(jìn)給量取切削速度：參照參考文獻(xiàn)《切削用量簡明手冊》表2.15，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：第4章三維ProE進(jìn)氣歧管及夾具體設(shè)計(jì)ProE的特點(diǎn)及優(yōu)勢Pro/E是美國PTC公司旗下的產(chǎn)品Pro/Engineer軟件的簡稱。Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（ParametricTechnologyCorporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品。是一款集CAD/CAM/CAE功能一體化的綜合性三維軟件，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。經(jīng)過20多年不斷的創(chuàng)新和完善，pore現(xiàn)在已經(jīng)是三維建模軟件領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊之一，它具有如下特點(diǎn)和優(yōu)勢：參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能Pro/Engineer是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡易和靈活。單一數(shù)據(jù)庫Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個(gè)庫，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC工具路徑也會自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何變動(dòng)，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價(jià)格也更便宜。全相關(guān)性：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用?；谔卣鞯膮?shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。數(shù)據(jù)管理：加速投放市場，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。4.2進(jìn)氣歧管三維建模進(jìn)氣歧管建模是發(fā)動(dòng)機(jī)各零件建模中，難度僅次于殼體的一類零件，幾乎用到ProE全部的功能，因此此次建模的難度不言而喻。進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中空間曲面及各處拐點(diǎn)是建模中難度最大的，由于本次采用的零件圖是工廠初稿，出于對產(chǎn)品保密的需要，其中有很多關(guān)鍵的尺寸沒有反應(yīng)到零件圖中，以致各處曲面及管路的交界面無法確定，這就為本次建模增加了難度。為此，此次建模要建立多重基面，因此建模要分層進(jìn)行，我將此次建模分為三個(gè)過程。首先，建立與發(fā)動(dòng)機(jī)相接觸的部分的三維模型，因?yàn)樵摬糠质橇慵脑O(shè)計(jì)基準(zhǔn)，所以它的建模很重要。其次，是進(jìn)氣歧管上部的復(fù)雜型腔，該部分由復(fù)雜的空間曲面組成，在建模過程中難度一般。最后，建立四個(gè)管路的空間模型，該部分雖然看似簡單，但實(shí)為進(jìn)氣歧管建模中難度最大的一部分，由于進(jìn)氣歧管為控件多義管，在空間上由不同方向的管路相交而成，所以就存在交接處的處理問題，由于進(jìn)氣歧管在空間上各個(gè)截面是存在變化的，做發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管管道時(shí),怎么控制管道截面積的變化,如何確定一個(gè)掃描線和管道截面積的方程,這都是要考慮的。進(jìn)氣歧管三維零件如圖4.1圖4.1進(jìn)氣歧管零件三維圖4.3進(jìn)氣歧管夾具的三維建模4.3.1銑削平面的夾具是翻板式夾具，主要由底板、可翻轉(zhuǎn)式定位板、壓板定位銷等組成。夾具體的建模：由于本套夾具采用一面兩銷式定位，所以建模時(shí)首先建立底板的三維模型，其次是定位板及其附屬件，最后是底板及其附屬的零部件。夾具體三維裝配圖如圖4.2圖4.2銑削夾具裝配圖4.3.2鉆削夾具是在銑削夾具的基礎(chǔ)上的改進(jìn)而成的，因?yàn)榉迨綂A具加工精度要求較高，而且造價(jià)相對其它夾具都要高出許多，所以本套夾具去掉了翻版機(jī)構(gòu)，大大降低了生產(chǎn)成本。夾具體的建模：本套夾具主體全部采用鑄造結(jié)構(gòu)，所以建模相對簡單。首先建立主體三維模型，其次建立定位夾緊機(jī)構(gòu)的三維模型。夾具體三維裝配圖如圖4.3圖4.3鉆削夾具裝配圖4.4本章小結(jié)本章對ProE三維建模的優(yōu)勢及特點(diǎn)作了簡要的介紹，對兩套夾具的特點(diǎn)作了分析，簡要的說明了進(jìn)氣歧管建模過程和兩套夾具的建模過程。結(jié)論在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，主要完成了進(jìn)氣歧管的ProE三維建模，夾具總裝的三維建模，零件機(jī)械加工的工藝編制及典型工序的夾具設(shè)計(jì)。由于本次設(shè)計(jì)的項(xiàng)目在國內(nèi)外都是成熟的技術(shù)，這次設(shè)計(jì)的目的是為了了解設(shè)計(jì)的方法、設(shè)計(jì)過程以及一些設(shè)計(jì)理念。本次設(shè)計(jì)以DA465發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管建模及夾具設(shè)計(jì)為題。在ProE三維建模過程中，應(yīng)用到了大學(xué)所學(xué)，并進(jìn)一步的拓展了知識面，接觸到了軟件更深層次的內(nèi)容。在夾具的設(shè)計(jì)過程中，體會到了從無到有的喜悅，本次設(shè)計(jì)的夾具，只需對夾具體做少量改動(dòng)就可用于金屬類進(jìn)氣歧管的定位及裝夾，使得它的通用性變強(qiáng)，真正實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)大加工范圍，提高生產(chǎn)效率的目的。但此設(shè)計(jì)過程仍有許多不足，本設(shè)計(jì)還可以通過一些仿真軟件進(jìn)行仿真分析，但是，由于時(shí)間有限，還未能實(shí)現(xiàn)，另外，在某些方面，做得還不夠仔細(xì)，懇請各位老師同學(xué)給予批評指正。參考文獻(xiàn)[1]周爾民.基于Pro/ENGINEER的汽車變速器虛擬裝配仿真技術(shù)[J].汽車工程,2007.6[2]馮櫻.基于Pro/E汽車變速器裝配及運(yùn)動(dòng)仿真的動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)械工程師,2007.3[3]富成科.機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].人民交通出版社,1999.1[4]劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001[5]沈宜慧.機(jī)械工程材料[M].人民交通出版社,1998.1[6]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2002.8[7]臧杰.閻巖.汽車構(gòu)造（下冊）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[8]艾興.肖詩綱.切削用量簡明手冊[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005[9]李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1999.10 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hemachiningcostisrelativelyhigh,thereforeplasticintakemanifoldproductionusuallycostmorethanaluminumalloyintakemanifoldlow20%~35%.Atpresent,theplasticintakemanifoldpreferredmaterialsarenylon.Nylonistheadvantageofhightemperatureresistant,chemicalstability,butitsshortcomingislarger,thepercentageofethyleneglycolresistanceperformancealsonottoogood,anditswateristoostrong,bibulousthestrengthwilldeclineafternylonnearly40%.Therefore,thewidely-spreadinguseincreased25%~35%ofPA6orPA66fiberglassreinforcedpolyamide.Nylonbeforejoiningfiberglass,itsshrinkageafterobviouslyimproved.Forinternalincludingcoolingchannelintakemanifold,suggestusingspecialantiglycolnylonformula.Althoughtheworldmanyplasticmaterialsupplierincontinuouslydevelopsnewintakemanifoldplasticmaterials,plasticmaterialsinordertoenhancethevariousperformance,butnylonmaterialisstillthebestchoiceatpresent.PlasticintakemanifoldproductionprocessCurrentlytheworldwhatarethemaintypesofplasticintakemanifoldproductiontechnology?Whatarethestrengthsandweaknessesofeach?Atpresentmorematureplasticintakemanifoldprocessingtechnologyismainlymoltencoreinjectionmoldingtechnologyandvibrationfrictionweldingtechnology.Thetwotechnologieshavedifferentfeatures.(1)moltencoreinjectiontechnologyistheearliest,themostmatureusedplasticintakemanifoldproductionprocess.Itsprincipleis:usethelowmeltingpointofsolderalloyintakemanifoldinnercavity,andthenthecorenuclearassemblyintoamold,againtomoldtoinfusenylon.Injectionmoldingprocessiscompleted,abynylonmoldingtheshapesoftheintakemanifoldinupcominglumencorenuclearcladdingsinside.Atthistime,withinternalmetalcorenuclearinletmanifoldintomeltinginthepool,tomakemetalcorenuclearmelting.Becauseofthemetalcorenuclearmeltingpointlower(generally),andnylon110℃themeltingpointofrelativelyhigh,soininternalcoreintheprocessofnuclearmeltingplasticintakemanifoldShaperemainunchanged.Moltencoremethodproduceplasticintakemanifoldadvantageis:intakemanifoldwallcompletesmooth,therebyimprovingthegasliquidity,canmaximizetheengineperformance;Becausebeoncetheintakemanifoldinjectionmolding,goodair-tightness,high-yield;Moltencoreprocesscaneliminateplasticintakemanifoldininjectionmoldingprocessproducestheresidualstress,makingintakemanifoldhasbettermechanicalproperties.Moltencoremethodshortcomingis:inthemetalcorenuclearfusionmoltencoreandcoreprocess,toconsumelargeamountsofenergy,thusmakemoltencoremethodthecostofproducingplasticintakemanifoldarerelativelyhigh.(2)vibrationfrictionweldingtechnologyisalsocalled"morepiecesofweldingmethod".Whentheintakemanifoldindesignplasticcomplexstructure,canbeintheintakemanifoldduetorelativelysimple,canastructureoftheinjectionmolding,thentwoormorepiecesofeachpiecebyfrictionwelderweldingup,toformacompleteplasticintakemanifold.Atpresent,mostplasticintakemanifoldmanufacturersareusingvibrationfrictionweldingtechnology.Itsmainadvantageis:highproductionefficiency,lowcost.Itsdefectistheweldseamslowintensity,appearanceisbad,gasliquidityarerelativelypoor.PlasticintakemanifolddomesticproductionstatusPlasticintakemanifoldofthenationalizationprocesscanberoughlydividedintothreestages:Thefirststageforimportedstage.Intheearly1990s,assomeoftheestablishmentofjointventureautomobileenterprises,foreignadvancedproductlinewiththeenginewasintroducedsomeintroductionofdomesticcars.Inthisonephase,plasticintakemanifoldasengine,itscoreofimportantcomponenttechnologyfromforeignpartycontrol,importscostishigh.Thesecondphaseismainlyforsomeenterprisesdirectlyindomesticproduction.Atthisstage,theforeign-capitalenterpriseinforeignplasticintakemanifoldproductionlineandcompletemouldtothehome,useofdomesticandcheaplabor,forinthedomesticprovidematchingthewebutonofplasticintakemanifold,andplasticintakemanifolddesign&developmentworkstillatabroad.Thethirdstage,withthedomesticautomobilemanufacturingtechnologyadvances,somedomesticenterprisestartedplasticintakemanifoldresearchanddevelopmentwork.Plasticintakemanifoldisakindofhigh-techproducts,includingmanyengineaspectsofkeytechnology.Butatpresentdomesticmostplasticintakemanifoldproductionenterprisepastjustordinaryplasticproductsfactory,mostofthemdonothavedesignandproductionenginetechnicalability,itcouldonlybemodelledsomehaveoutdatedplasticintakemanifold,theirtechnicallevelthegoodand