雅馬哈摩托車左曲軸箱蓋工藝及夾具設(shè)計(jì),雅馬哈,摩托車,曲軸,工藝,夾具,設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 32 頁(yè) 共 32 頁(yè) 1 引言 機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)最重要的部門(mén)之一，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技水平和國(guó)防實(shí)力。機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和發(fā)展水平標(biāo)志著該國(guó)家或地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的程度而機(jī)械制造的生產(chǎn)能力主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的好壞則取決于它的機(jī)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(jìn)步和發(fā)展，加之市場(chǎng)需求的變化多端，為適應(yīng)機(jī)械工業(yè)更快的發(fā)展，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)也必須與時(shí)俱進(jìn)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)制定了雅馬哈摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)左曲軸箱蓋的加工中心工藝及夾具設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)左曲軸箱蓋結(jié)構(gòu)分析及所學(xué)相關(guān)知識(shí)對(duì)其加工工藝進(jìn)行分析和夾具的設(shè)計(jì)[1]。 1.1 機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀 機(jī)械行業(yè)是一個(gè)國(guó)家的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。近幾年來(lái)，我國(guó)機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展主要?dú)w功于中國(guó)重化工業(yè)進(jìn)程的快速推進(jìn)，我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展和良好的世界經(jīng)濟(jì)環(huán)境，國(guó)家振興裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策以及世界機(jī)械產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移。 機(jī)械工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guó)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(fèi)類機(jī)電產(chǎn)品的行業(yè)。機(jī)械工業(yè)具有產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，需求彈性大，對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶動(dòng)促進(jìn)作用強(qiáng)，對(duì)國(guó)家積累和社會(huì)就業(yè)貢獻(xiàn)大等特點(diǎn)。各工業(yè)化國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程表明，沒(méi)有強(qiáng)大的裝備制造業(yè)，就不可能實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要因素，加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，推進(jìn)機(jī)械工業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展，對(duì)于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)，增強(qiáng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，保障國(guó)防安全等都具有重要而深遠(yuǎn)的意義[2]。 1.2 機(jī)械行業(yè)的發(fā)展前景 由于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境比較嚴(yán)峻，所以今年的金融危機(jī)對(duì)機(jī)械工業(yè)的影響已經(jīng)并將繼續(xù)顯現(xiàn)；宏觀經(jīng)濟(jì)政策已轉(zhuǎn)變?yōu)榕U(kuò)大內(nèi)需、確保經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行環(huán)境趨緊的局面有望松動(dòng)。綜上，在國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)政策轉(zhuǎn)向力保經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快增長(zhǎng)的大背景下，機(jī)械工業(yè)明年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行可能呈前低后高之勢(shì)，仍有望繼續(xù)實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)的增長(zhǎng)[3]。機(jī)械制造已經(jīng)經(jīng)歷了很長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程，對(duì)社會(huì)的工業(yè)發(fā)展起到了相當(dāng)重要的作用。機(jī)械制造正朝著零件材料、制造方法、機(jī)械加工精度、高效自動(dòng)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(dòng)化方向發(fā)展，即向“三高一大”。同時(shí)，由于空間和能源的限制，機(jī)械行業(yè)正在向微型機(jī)械方向發(fā)展，新型領(lǐng)域的發(fā)展必將充滿挑戰(zhàn)和樂(lè)趣。 面對(duì)越來(lái)越激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)面對(duì)著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。我們?cè)诩夹g(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(wèn)題，這些都給我們迅速趕超世界先進(jìn)水平帶來(lái)極大的困難。但另一方面，我國(guó)改革的不斷深入，對(duì)外開(kāi)放的不斷擴(kuò)大，為我國(guó)機(jī)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(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率的不斷提高，沉重的人員負(fù)擔(dān)已經(jīng)成為制約工程機(jī)械國(guó)企快速發(fā)展的桎梏之一。工程機(jī)械國(guó)企有必要緊緊抓住國(guó)企改革以及行業(yè)快速發(fā)展的有利時(shí)機(jī)，充分利用自身的行業(yè)地位優(yōu)勢(shì)、市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和品牌優(yōu)勢(shì)，通過(guò)產(chǎn)權(quán)制度改革，力爭(zhēng)從根本上解決自身存在的重大問(wèn)題，全面提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，并進(jìn)一步謀求國(guó)際化發(fā)展，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，在世界工程機(jī)械領(lǐng)域樹(shù)立中國(guó)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(dòng)機(jī)上的左曲軸箱蓋，它是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分。箱蓋內(nèi)有潤(rùn)滑油具備潤(rùn)滑密封作用。如圖2.1所示。 零件具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)附件“左曲軸箱蓋零件圖”。 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(jìn)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(nèi)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(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(guò)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(fèi)用，而且也與零件的機(jī)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(jì)意義。 3.1 毛坯的種類 常見(jiàn)的毛坯種類有以下幾種： （一）鑄件 對(duì)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(duì)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(diǎn)見(jiàn)下表3-1。 （二）鍛件 機(jī)械強(qiáng)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(jià)格貴，多用于批量較大在自動(dòng)機(jī)床上進(jìn)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(diǎn)是制造簡(jiǎn)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(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)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(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(lái)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(dá)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)定適合大批生產(chǎn)的壓鑄。 4 左曲軸箱蓋的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 機(jī)械加工工藝規(guī)程簡(jiǎn)稱工藝規(guī)程，是規(guī)定零件加工工藝過(guò)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(guò)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(lái)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(guò)的車間和工段；各個(gè)工序的內(nèi)容及采用的機(jī)床和工藝裝備；工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法；切削用量；工時(shí)定額及工人的技術(shù)等級(jí)等。 4.1 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(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(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 （1）粗加工時(shí)，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(shí)，要盡量保證較高的單位時(shí)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(jìn)給量和切削深度）中，提高任何一項(xiàng)，都能提高金屬切削率。但是對(duì)刀具耐用度影響最大的是切削速度，其次是進(jìn)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(gè)盡可能大的切削深度，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量，最后確定一個(gè)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(shí)間，所以選則以浮動(dòng)支承桿支承的毛坯孔作為粗基準(zhǔn)，以限制工件的X、Y兩個(gè)方向上的移動(dòng)和Z方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，再用三個(gè)壓板壓在零件的三處搭子上，通過(guò)三個(gè)定位桿頂于搭子面，用以消除X、Y方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)和Z方向的移動(dòng)，達(dá)到完全定位。 （2）精加工時(shí)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(shí)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(shí)，應(yīng)選用較小的切削深度和進(jìn)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(wèn)題。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證左曲軸箱蓋在整個(gè)加工過(guò)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，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(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)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(gè)加工過(guò)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(jī)械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項(xiàng)非常重要工作，擬訂工藝路線時(shí)主要解決的問(wèn)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(diǎn)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，可以考慮采用數(shù)控加工中心機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)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。 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Ⅰ 粗、精銑結(jié)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(shè)備：鉆床 Z4012 （以結(jié)3處塔子，2個(gè)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(shè)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(shè)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(yàn) 方案二： 工序1 加工設(shè)備：MCV 610 工步Ⅰ 粗、精銑結(jié)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(shè)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(yàn) 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(shí)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?yàn)榉桨付矢?，省時(shí)間，而第一種方案要換夾具，要換刀，工件經(jīng)過(guò)多次裝卸,誤差較大,影響了加工精度。對(duì)于大批量生產(chǎn)的來(lái)說(shuō)不符合經(jīng)濟(jì)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(shè)備：MCV 610 （以結(jié)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(diào)鏜刀） 工步Ⅴ 擴(kuò)鉸孔Φ8孔 工步Ⅵ Φ8孔口倒角 （成型刀） 工步Ⅶ 擴(kuò)鉸孔Φ10孔 工序4 加工設(shè)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(shè)備：Z4012 工步Ⅰ 擴(kuò)4-Φ6.8孔 （直鉆） 工序6 加工設(shè)備：攻絲機(jī) 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(jī)用中錐） 工步Ⅳ 清洗 工步Ⅴ 檢驗(yàn) 根據(jù)第一次制定的工藝路線，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^(guò)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(jī)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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（下面所用計(jì)算尺寸、公式及表見(jiàn)參考文獻(xiàn)“機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)”） 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M余量為1.2mm （b) 精銑結(jié)合面M余量 工步Ⅰ 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Ⅱ 套車Φ51外圓，Φ51mm外圓毛坯尺寸Φ52.5mm，先進(jìn)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(jìn)行粗鏜孔，工序尺寸Φ49.5mm，其加工余量為1.5mm。再進(jìn)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(shí)[9] 第一道工序：左曲軸箱蓋正面銑鉸結(jié)合面 工步Ⅰ 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：Φ80盤(pán)銑刀 （=80mm 齒數(shù)Z=6） 機(jī)床：MCV-610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí)[10] （a) 粗銑 銑削深度：=1.5mm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取=0.05mm/z 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取=20.83m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知=500mm 刀具切入長(zhǎng)度：=200mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （b) 精銑 銑削深度：=0.4mm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取=0.05 mm/z 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取=20.83m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知mm 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)mm 刀具切出長(zhǎng)度：取mm 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 機(jī)動(dòng)時(shí)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(jī)床：MCV 610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí) 切削深度： =1mm 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取=0.15mm/r 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取=1.5m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：===551.3r/min，取n= 551 r /min 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：=10mm 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)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(jī)床：MCV 610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí) 切削深度： =1mm 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取=0.15mm/r 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取=1.5m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：===562r/min，取n= 562 r /min 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：=2mm 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)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(jī)床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí) 切削深度：=1mm 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取=0.15mm/r 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取=1.5m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：r/min，取=3017 r/min 實(shí)際銑削速度：m/s 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知=8.5mm 刀具切入長(zhǎng)度：mm 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)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(jī)床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí)[10] （a) 粗銑 銑削深度：=1.5mm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取=0.05mm/z 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取=3.83m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量：mm/s 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知=500mm 刀具切入長(zhǎng)度：=200mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （b) 精銑 銑削深度：=0.4mm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取=0.05 mm/z 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取=20.83m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí) 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 機(jī)動(dòng)時(shí)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(jī)床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí) 切削深度： =1.5mm 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取=0.2mm/r 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取=3.3m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n==≈2488.1r/min，取n= 2488r/min 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：=66mm 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)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(jī)床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí) 切削深度： =1mm 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取=0.15mm/r 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取=1.5m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：===1102.3r/min，取n= 1102 r /min 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：=2mm 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)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(jī)床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí) 切削深度： =1mm 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取=0.15 mm/r 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取=1.33m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：==≈3919.6r/min，取n= 3920r/min 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：=45mm 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)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(jī)床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí)[10] （a) 粗銑 銑削深度：=1.5mm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取=0.05mm/z 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取=20.83m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知=500mm 刀具切入長(zhǎng)度：=200mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （b) 精銑 銑削深度：=0.4mm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取=0.05 mm/z 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取=20.83m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：==≈4796.11r/min，，取n=4796 r/min 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí) 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 機(jī)動(dòng)時(shí)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(jī)床：MCV-610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí) 切削深度： =1mm 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取=0.1 mm/r 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取=3.33m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：==≈11580.8r/min，取n= 11580.8r/min 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：=50mm 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 第一道工序總切削時(shí)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(shí)間。在數(shù)控加工中心中大約每次換刀時(shí)間為2秒，一共有12道工步，所以總換刀時(shí)間為24秒，而裝卸時(shí)間為30秒左右，綜上總的輔助時(shí)間≈1分鐘。 ∴本道工序總加工時(shí)間：T=總切削時(shí)間+總輔助時(shí)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(diào)鏜刀 機(jī)床：MCV610數(shù)控加工中心 （2) 計(jì)算切削用量及加工工時(shí) 切削深度： =1mm 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取=0.2 mm/r 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取=14m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：===5459.5r/min，取n= 5460r/min 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：=20mm 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 第二道工序總切削時(shí)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(shí)間。在數(shù)控加工中心中大約每次換刀時(shí)間為2秒，一共有12道工步，所以總換刀時(shí)間為24秒，而裝卸時(shí)間為30秒左右，綜上總的輔助時(shí)間≈0.9分鐘 ∴本道工序總加工時(shí)間：T=總切削時(shí)間+總輔助時(shí)間=+≈3.5分鐘 5 夾具設(shè)計(jì) 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)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(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。機(jī)床夾具是在機(jī)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(jī)床附加裝置。它主要有以下幾個(gè)基本部分組成： 定位元件及定位裝置、對(duì)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(jī)床夾具的作用 （1) 保證加工質(zhì)量 使用機(jī)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(jī)床夾具后，這種精度主要靠夾具和機(jī)床來(lái)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(jìn)行劃線、找正、對(duì)刀等輔助時(shí)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(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動(dòng)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(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。 （4) 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 用夾具裝夾工件方便、快速，當(dāng)采用氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 5.1.2 夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化的意義 研究夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化程序的主要目的在于： （1) 保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)效率，夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量主要表現(xiàn)在： （a) 設(shè)計(jì)方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)的適應(yīng)性； （b) 高位設(shè)計(jì)與定位副設(shè)置的相容性； （c) 夾具設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性； （d) 精度控制項(xiàng)目的完備性以及各控制項(xiàng)目公差數(shù)值規(guī)定的合理性； （e) 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性； （f) 夾具制造成本低經(jīng)濟(jì)性。 有了規(guī)范的設(shè)計(jì)程序，可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員有步驟，有計(jì)劃，有條理地進(jìn)行工作，提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期 （2) 有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),有了規(guī)范化的設(shè)計(jì)程序，就可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減輕設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。有利于計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，除了進(jìn)行精度設(shè)計(jì)之外，還可以尋找最佳夾緊狀態(tài)，利用有限對(duì)零件的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)包括繪圖在內(nèi)的設(shè)計(jì)過(guò)程的全部計(jì)算機(jī)控制。 （3）有利于初學(xué)者盡快掌握夾具設(shè)計(jì)的方法。近年來(lái)，關(guān)于夾具設(shè)計(jì)的理論、研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)已日見(jiàn)完備，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的夾具規(guī)范化設(shè)計(jì)程序，使初級(jí)夾具設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作提高到了一個(gè)新的科學(xué)化水平。 5.1.3 氣動(dòng)夾具的原理 本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品所用的夾具都是專門(mén)設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置是氣動(dòng)的，氣動(dòng)夾緊裝置的工作介質(zhì)是壓縮空氣，其工作壓力通常為0.4～0.6Mpa。工作原理是從進(jìn)氣口進(jìn)氣，經(jīng)過(guò)調(diào)速閥推動(dòng)氣缸的活塞向上活動(dòng)，活塞桿通過(guò)連接桿及四連桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)壓板向下夾緊工件。通過(guò)換下閥換向使氣體從出氣口進(jìn)氣，氣缸的活塞向下退回原位，帶動(dòng)壓板松開(kāi)，從而將工件松開(kāi)。如圖5.1所示： 5.1 氣動(dòng)夾具原理圖 氣動(dòng)傳動(dòng)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(zhǎng)，薄膜式氣缸密封性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命較長(zhǎng)的等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是工作行程較短。氣動(dòng)夾具總的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)，特別適合自動(dòng)加工線的隨行夾具；裝夾方便。拉桿動(dòng)力采用氣動(dòng)方案, 電氣控制, 一次性完成工件6個(gè)自由度的定位, 同時(shí)夾緊工件, 降低勞動(dòng)強(qiáng)度低, 提高工作效率。 5.2 零件工藝性分析 對(duì)象零件為摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)上的左曲軸箱蓋，材料是ACD12，硬度HB75～100，第一道工序銑結(jié)合面在MCV610數(shù)控加工中心上進(jìn)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(shí)需要保證它們的尺寸精度及表面粗糙度，還有一個(gè)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(jì)過(guò)程中要考慮到這些問(wèn)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(jìn)行左曲軸箱蓋正面的粗銑加工工序時(shí)，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(gè)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(gè)和兩個(gè)自由度。即兩個(gè)工藝孔作為定位基面共限制了工件的三個(gè)自由度。即一面兩孔定位。工件以一面兩孔定位時(shí)，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(jì)夾具的過(guò)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(shí)間,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能,操作方便,可降低對(duì)工人的技術(shù)要求,還可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)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(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)短圓柱銷和短棱型銷進(jìn)行設(shè)計(jì)。 由加工工藝孔工序簡(jiǎn)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(jì)算 由于正面加工的工序主要完成的都是銑、鏜、鉆，而一般來(lái)講鉆鏜孔時(shí)，孔徑越大，加工時(shí)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(jìn)行逐個(gè)排除比較，得出我們所要計(jì)算銑削力的工步，即第一道工序中的工步Ⅰ粗、精銑結(jié)合面M。 計(jì)算工步Ⅰ 粗、精銑結(jié)合面M的銑削力： 刀具：高速鋼鑲齒盤(pán)銑刀，Φ80mm，z =6 銑削力計(jì)算公式為（見(jiàn)《切削手冊(cè)》 表3.28）： （5-1） 其中： =441， =1.5mm， =1.0， =0.3mm，=0.72，ae =40mm（在加工面上測(cè)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(jì)算切削力時(shí)，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。一般取=11.3，這里取=1 為斷續(xù)切削系數(shù)，斷續(xù)切削時(shí)取=1。 所以 =(N) 選用氣缸—四連桿機(jī)構(gòu)，則擴(kuò)力比=1.4。 為克服水平切削力，實(shí)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Φ40mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力P =0.6MPa時(shí)，氣缸推力為2260.8N。由于已知四連桿機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比=1.4，故由氣缸產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力為 (N) 此時(shí)已經(jīng)大于所需的2780N的夾緊力，故本夾具可安全工作。 計(jì)算夾緊力Q： （5-3） 其中：M為對(duì)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(shí)際預(yù)緊力： （5-5） （為安全系數(shù)，=1.65） 即N 所以?shī)A緊力為：N 5.2.4 夾緊元件強(qiáng)度校核 受力分析：當(dāng)壓緊工件時(shí)，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(qiáng)度理論，可知螺栓預(yù)緊狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力： 元件材料為45鋼，屈服強(qiáng)度為，取安全系數(shù) 則許用擠壓應(yīng)力 夾具結(jié)構(gòu)見(jiàn)附件“夾具裝配圖，夾具體零件圖”。 5.2.5 夾緊元件及動(dòng)力裝置確定 夾緊裝置設(shè)計(jì)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(shí)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作安全、方便、省力。因此需要合理選擇夾緊點(diǎn)、正確確定所需夾緊力大小及方向，設(shè)計(jì)合適的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)予以保證。 在加工過(guò)程中工件必須夾緊，因?yàn)樵诩庸み^(guò)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(huì)產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)。輕則影響加工精度，重則會(huì)損壞刀具、機(jī)床，甚至發(fā)生人身事故。夾緊裝置的選擇是否合理，對(duì)工件的加工精度與加工效率影響很大。通過(guò)對(duì)夾緊裝置的深度理解，最終為本道工序設(shè)計(jì)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(dòng)夾緊的夾具雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)間。因此夾緊動(dòng)力裝置采用氣動(dòng)夾緊。工件在夾具上安裝好后，氣缸活塞帶動(dòng)壓塊從上往下移動(dòng)夾緊工件。本道工序?yàn)槟ν熊囎笄S箱蓋加工，加工到本道工序時(shí)先完成了結(jié)合面的粗、精銑和幾個(gè)孔的加工。因此在本道工序加工時(shí)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(dòng)生產(chǎn)率。 下面對(duì)本道工序的夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行具體分析[13]： （1）定位：根據(jù)零件特點(diǎn)，將1E52FMD左曲軸箱蓋平臥，采用氣動(dòng)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(shí)結(jié)合面M已經(jīng)被粗精銑過(guò)，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(gè)支承塊作支承墊于結(jié)合面下，兩個(gè)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(guò)渡配合，周圍用4個(gè)螺釘與底座固禁。 （2）夾緊：為保證在三個(gè)壓板處同時(shí)壓緊，設(shè)計(jì)三個(gè)夾緊氣缸，通過(guò)杠桿傳力機(jī)構(gòu)，三個(gè)氣缸帶動(dòng)3個(gè)壓板同時(shí)壓緊工件，力臂可以上下浮動(dòng)?？紤]零件狹長(zhǎng)、薄壁殼體件的特點(diǎn)，壓緊力與定位點(diǎn)對(duì)應(yīng)夾緊，減少夾緊變形。第一道工序加工時(shí)設(shè)計(jì)了浮動(dòng)支撐桿，來(lái)限制X，Y兩個(gè)方向的移動(dòng)和Z軸方向上的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)三個(gè)定位桿頂于三個(gè)搭子面，限制X、Y方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)和Z方向的移動(dòng)。反面加工時(shí)為了保證零件加工時(shí)的結(jié)合面和底板的平行度，在工件下面安裝了三個(gè)支承塊，這三個(gè)支承塊做定位，然后以兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn)，再用三個(gè)壓板對(duì)應(yīng)夾緊于三個(gè)支承塊上。保證夾緊變形不大于0.02mm。 （3）工件裝夾時(shí)，為保證加工時(shí)零件處在水平位置，因此把零件壓在相同的三個(gè)支承塊上面保證其與夾具體平面的平行度，且三個(gè)支承塊要等高，這樣可減少定位誤差，防止因夾緊力過(guò)大而產(chǎn)生殼體的變形和損傷。零件加工過(guò)程中所受的夾緊力較大，根據(jù)零件的形狀，以及夾緊機(jī)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(shí)間，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于制造和安裝，本夾具采用氣動(dòng)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(jì)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(xiàn)[14]表1-1-12 圓柱銷直徑D=6.5mm 由參考文獻(xiàn)[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(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)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(gè)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(dòng)夾緊，夾緊簡(jiǎn)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(dòng)下向下移動(dòng)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(kāi)工件，即可取下工件 [15]。 結(jié)束語(yǔ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等院校教育教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分，是加強(qiáng)理論與實(shí)際相結(jié)合的實(shí)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(shí)習(xí)進(jìn)行。大學(xué)生活即將結(jié)束,我們也將迎接的最后一次考驗(yàn)和競(jìng)爭(zhēng)就是畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的課題是林海集團(tuán)1E52FMD左曲軸箱蓋加工中心工藝及夾具設(shè)計(jì)，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(jì)的夾具要滿足產(chǎn)品圖樣技術(shù)要求。 本設(shè)計(jì)主要完成了以下幾方面的工作： （1） 熟悉產(chǎn)品圖樣，提高對(duì)機(jī)械制圖的識(shí)別能力； （2） 對(duì)零件的加工內(nèi)容、加工要求要能分析，找出最經(jīng)濟(jì)的加工方法，并能滿足產(chǎn)品圖樣設(shè)計(jì)要求； （3） 對(duì)照產(chǎn)品圖樣要求對(duì)要加工的零件進(jìn)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(duì)每套夾具設(shè)計(jì)要找好定位、夾緊點(diǎn)，夾具設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(duì)剛性不足處應(yīng)增加輔助支承； （6） 對(duì)加工夾具進(jìn)行合理設(shè)計(jì)后利用CAD繪制夾具圖紙。 由于本人能力有限，缺少設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，文中定有許多不妥之處，敬請(qǐng)各位老師給予指正和教導(dǎo)，以使我對(duì)自己的不足得到及時(shí)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(dǎo)！ 致 謝 隨著這篇本科畢業(yè)論文的最后落筆，我四年的大學(xué)生活也即將劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)?；貞涍@四年生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，從入學(xué)時(shí)對(duì)大學(xué)生活的無(wú)限憧憬到課堂上對(duì)各位老師學(xué)術(shù)學(xué)識(shí)的深沉沉湎，從奔波于教室圖書(shū)館的來(lái)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(guò)兩個(gè)多月的忙碌和工作，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先我要感謝江蘇林海集團(tuán)給我們畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了良好的工作平臺(tái)和工作環(huán)境，也要感謝林海集團(tuán)的我的指導(dǎo)老師—楊正文高級(jí)工程師，我的論文能夠順利完成，無(wú)不凝聚著楊老師的一份心血和汗水。他平時(shí)除了林海集團(tuán)的工作忙碌以外，還積極地帶領(lǐng)我們做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從開(kāi)題報(bào)告和外文資料的查閱，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。由于我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是申請(qǐng)?jiān)谛Ｍ庾龅?，但期間我遇到了好多疑難問(wèn)題不能解決，通過(guò)多次以電話和網(wǎng)絡(luò)方式的溝通，得到了楊老師的細(xì)心教導(dǎo)。正是由于他在百忙之中多次審閱全文，對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，并為本文的撰寫(xiě)提供了許多中肯而且寶貴的意見(jiàn)，本文才得以成型。在此我要向他們無(wú)可挑剔的敬業(yè)精神、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)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(xué)校圖書(shū)館的開(kāi)放，讓我有足夠的資料可供參考。還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械技術(shù)專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 ?最后感謝機(jī)械工程學(xué)院和我的母?！暇├砉ご髮W(xué)泰州科技學(xué)院對(duì)我的大力栽培。 ? ? 參 考 文 獻(xiàn) [1] 龐懷玉．機(jī)械制造工程學(xué)[M]．武漢：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. 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