畢業(yè)設計發(fā)動機缸蓋

1、畢 業(yè) 設 計 摘要摘要 畢業(yè)設計是對學生整個大學階段學習內容的概括和總結，是學生對知識的掌握和 提煉程度的一個檢驗，它是進一步提高學生進入工作崗位之前崗位能力的有效措施， 學生通過畢業(yè)設計更能貼近就業(yè)后崗位的實際。 本課題是發(fā)動機缸蓋機械加工過程工藝規(guī)程制定及工藝裝備設計（鉆床專用夾具 的設計） 。缸蓋是發(fā)動機中比較復雜及具有代表性的零件之一，基于缸蓋在發(fā)動機整體 結構中重要性，缸蓋的的制造過程和制造工藝顯得尤為重要。 發(fā)動機關鍵零件的加工精度和質量直接影響發(fā)動機的性能，對發(fā)動機關鍵零件進 行工藝規(guī)程及工藝裝備設計是確保加工精度和質量的關鍵。缸蓋的制造過程坯的制造、 加工工藝過程的制定等幾個

2、過程。根據(jù)生產類型，保證加工精度，滿足設計圖樣要求。 本畢業(yè)設計應達到一定得要求和具備一定的條件：1繪制零件圖，對零件圖進行分析； 2. 設計毛坯圖；3. 設計零件機械加工工藝規(guī)程；4. 設計鉆床夾具，繪制夾具裝配圖。 關鍵字：關鍵字：發(fā)動機；發(fā)動機缸蓋；機械加工工藝規(guī)程；專用夾具 abstract designed for students graduating from the university of stages throughout the study and summarize the contents of the summary, is a student of knowle

3、dge and degree of refining a test, it is to further enhance students ability to work prior to the effective measures positions, students graduating from design through closer the actual post-employment status. the issue is the process of engine cylinder head machining process planning technique and

4、equipment development and design (special drilling jig design). engine cylinder head is more complicated and one representative of the parts, based on the overall structure in the engine cylinder head in the importance of the manufacturing process of cylinder head and the manufacturing process is es

5、pecially important. critical engine parts machining accuracy and quality of a direct impact on the performance of the engine, key parts of the engine technology and process design point of order is to ensure that the machining accuracy and quality of the key. billet cylinder head manufacturing proce

6、ss of the manufacture, processing process, such as the process of formulation. according to the production of the type of processing to ensure accuracy and meet the design requirements. should be designed to meet the graduation requirements and must have certain conditions: 1. parts drawing on an an

7、alysis of part drawing; 2. the design of rough map; 3. the design of parts machining process planning; 4. the design of drilling jig, fixture assembly drawing. key words: engines, engine cylinder head, machining process planning, a dedicated fixture 目錄目錄 摘要摘要.i abstract.ii 目錄目錄 .iii 第第 1 章章 緒論緒論.1 1

8、.1 課題研究的意義及現(xiàn)狀課題研究的意義及現(xiàn)狀 .1 1.2 論文主要研究內容論文主要研究內容 .7 第第 2 章章 發(fā)動機缸蓋工藝設計發(fā)動機缸蓋工藝設計.9 2.1 發(fā)動機缸蓋的分析發(fā)動機缸蓋的分析 .9 2.1.1 發(fā)動機缸蓋的功用分析 .9 2.1.2 發(fā)動機缸蓋結構和功用的分析.9 2.1.3 發(fā)動機缸蓋技術分析.10 2.1.4 發(fā)動機缸蓋的材料分析.10 2.2 發(fā)動機發(fā)動機缸蓋毛坯的設計缸蓋毛坯的設計.14 2.2.1 計算生產綱領，確定生產類型計算生產綱領，確定生產類型 .14 2.2.2 確定毛坯種類及加工方法的選擇.14 2.2.3 毛坯的工藝分析及要求.16 2.2.4

9、毛坯余量和公差的確定.16 2.3 工藝路線設計工藝路線設計.19 2.3.1 零件圖的工藝分析.19 2.3.2 加工方法的選擇.22 2.3.3 缸蓋的材料及熱處理.23 2.3.4 階段的劃分.23 2.3.5 工序的集中與分散.24 2.3.6 基準的選擇.24 2.3.7 擬定發(fā)動機缸蓋的工藝路線.27 2.4 加工設備及工藝裝備的選擇加工設備及工藝裝備的選擇 .28 2.5 加工工序設計加工工序設計 .29 第章第章 鉆床專用夾具設計鉆床專用夾具設計.37 3.1 問題的提出問題的提出.37 3.2 機床夾具的分類機床夾具的分類.37 3.2.1 通用夾具.37 3.2.2 專用夾

10、具.37 3.3 夾具的設計內容夾具的設計內容.38 3.3.1 定位基準的選擇.38 3.3.2 工件的夾緊及夾緊裝置.38 3.3.3 夾緊結構簡介.39 3.3.4 夾緊力要素的確定.39 3.3.5 夾具材料的選擇.42 3.4 鉆床夾具的設計鉆床夾具的設計.42 3.4.1 鉆床夾具的性能要求.錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。 3.4.2 鉆床夾具的特點.43 3.5 鉆套與工件間的距離鉆套與工件間的距離.44 3.5.1 固定式鉆模特點.44 3.5.2 鉆套與被加工的尺寸關系.44 3.6 夾具的對刀夾具的對刀.44 3.7 夾具體的設計夾具體的設計.44 結論結論.47 參

11、考文獻參考文獻.47 致謝致謝.48 附件附件 外文資料翻譯外文資料翻譯.49 第第 1 章章 緒論緒論 1.1 課題研究的意義及現(xiàn)狀課題研究的意義及現(xiàn)狀 發(fā)動機（英文： engine） ，又稱為引擎，是一種能夠把一種形式的能轉化為另 一種更有用的能的機器，通常是把化學能轉化為機械能。 （把電能轉化為機器能的 稱謂電動機）有時它既適用于動力發(fā)生裝置 ,也可指包括動力裝置的整個機器 .比 如汽油發(fā)動機 ,航空發(fā)動機. 發(fā)動機最早誕生在 英國，所以，發(fā)動機的概念也源于英語，它的本義是指那種 “產生動力的機械裝置 ” 。隨著科技的進步，人們不斷地研制出不同用途多種類型 的發(fā)動機，但是，不管哪種發(fā)動機

12、，它的基本前提都是要以某種燃料燃燒來產生動 力。所以，以電為能量來源的電動機，不屬于發(fā)動機的范疇。 回顧發(fā)動機產生和發(fā)展的歷史，它經歷了 外燃機和內燃機兩個發(fā)展階段。 所謂外燃機，就是說它的燃料在發(fā)動機的外部燃燒，發(fā)動機將這種燃燒產生的 熱能轉化成動能， 瓦特改良的蒸汽機就是一種典型的外燃機，當大量的煤燃燒產生 熱能把水加熱成大量的水蒸汽時，高壓便產生了，然后這種高壓又推動機械做功， 從而完成了熱能向動能的轉變。 明白了什么是外燃機，也就知道了什么是內燃機。這一類型的發(fā)動機與外燃機 的最大不同在于它的燃料在其內部燃燒。內燃機的種類十分繁多，我們常見的汽油 機、柴油機是典型的內燃機。我們不常見的

13、 火箭發(fā)動機和飛機上裝配的噴氣式發(fā) 動機也屬于內燃機。不過，由于動力輸出方式不同，前兩者和后兩者又存在著巨大 的差異。一般地，在地面上使用的多是前者，在空中使用的多是后者。當然有些汽 車制造者出于創(chuàng)造世界汽車車速新紀錄的目的，也在汽車上裝用過噴氣式發(fā)動機， 但這總是很特殊的例子，并不存在批量生產的適用性。 此外還有燃氣輪機，這種發(fā)動機的工作特點是燃燒產生高壓燃氣，利用燃氣的 高壓推動燃氣輪機的葉片旋轉，從而輸出動力。燃氣輪機使用范圍很廣，但由于很 難精細地調節(jié)輸出的 功率，所以汽車和摩托車很少使用燃氣輪機，只有部分賽車裝 用過燃氣輪機。 氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構成燃燒室。它

14、經常與高溫高壓燃 氣相接觸，因此承受很大的熱負荷和機械負荷。水冷發(fā)動機的氣缸蓋內部制有冷卻 水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環(huán)水來冷卻燃燒室等 高溫部分。 發(fā)動機是汽車的心臟，為汽車的行走提供動力，汽車的動力性、經濟性、環(huán)保 性。簡單講發(fā)動機就是一個能量轉換機構，即將汽油(柴油)的熱能，通過在密封汽 缸內燃燒氣體膨脹時，推動活塞作功，轉變?yōu)闄C械能，這是發(fā)動機最基本原理。發(fā) 動機所有結構都是為能量轉換服務的，雖然發(fā)動機伴隨著汽車走過了100 多年的 歷史，無論是在設計上、制造上、工藝上還是在性能上、控制上都有很大的提高， 其基本原理仍然未變，這是一個富于創(chuàng)造的時代，那些發(fā)動

15、機設計者們，不斷地將 最新科技與發(fā)動機融為一體，把發(fā)動機變成一個復雜的機電一體化產品，使發(fā)動機 性能達到近乎完善的程度，各世界著名汽車廠商也將發(fā)動機的性能作為競爭亮點。 發(fā)動機有很多種 。按照進氣系統(tǒng)分類，可以分為自然吸氣(非增壓)式發(fā)動機和強 制進氣(增壓式)發(fā)動機。汽油機常采用自然吸氣式；柴油機為了提高功率有采用增壓 式的。按照氣缸排列方式分類內燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。 單列式發(fā)動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把 氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角 pe 所以功率足夠。 2. 工序和工序計算加工方法

16、與上一步相同略 3. 工序擴孔 4-、4-、4-353933 擴孔余量經查機械加工工藝手冊得 z擴=1.5mm 參考立式銑床 z5140b 有關技術參數(shù)取擴孔技術參數(shù)為=0.4mm/rf 擴削速度為 0.49m/s=29.4m/min 由此可以推算處轉速為 = d v n 1000 min/ 5 . 279 5 . 33*14 . 3 4 . 29*1000 r 按機床實際轉速取，則實際擴削速度為min/300rn min/ 6 . 31 1000 300* 5 . 33*14 . 3 rv 對于孔 4-39 參考立式銑床 z5140b 有關技術參數(shù)取擴孔技術參數(shù)為=0.4mm/rf 擴削速度

17、為 0.49m/s=29.4m/min 由此可以推算處轉速為 = d v n 1000 min/249 5 .3714 . 3 4 . 291000 r 按機床實際轉速取，則實際擴削速度為min/300rn min/ 3 . 35 1000 300 5 . 3714 . 3 rv 對于孔 4-33 擴孔余量經查機械加工工藝手冊得 z擴=1.5mm 參考立式銑床 z5140b 有關技術參數(shù)取擴孔技術參數(shù)為=0.4mm/rf 擴削速度為 0.49m/s=29.4m/min 由此可以推算處轉速為 = d v n 1000 min/ 2 . 297 5 . 3114 . 3 4 . 291000 r

18、按機床實際轉速取，則實際擴削速度為min/300rn min/ 6 . 29 1000 300 5 . 3114 . 3 rv 4. 鉆孔 4、8、4、10、4、425141816128 因孔是一次鉆出故其切削余量為： 孔 z=12.5 孔 z=9 孔 z=8251816 孔 z=7 孔 z=6 孔 z=414128 表 2-6 各孔余量和工序尺寸 加工表面加工方法加工余量工序尺寸 25 鉆孔12.5 25 18 鉆孔9 18 16 鉆孔8 16 14 鉆孔7 14 12 鉆孔6 12 8 鉆孔4 8 參考立式鉆床 z5140b 取鉆進給量為 0.4mm、取鉆進給量為 0.4mm、取鉆2518

19、 進給量為 0.4mm、取鉆進給量為 0.4mm、取鉆進給量為 0.4mm、取鉆161412 進給量為 0.4mm8 對于孔參考機械加工工藝手冊表 9-36 高速鋼鉆孔時速度25 vc=0.35mm/s=21m/min 轉速min/ 5 . 267 1000 r d v n 按機床實際轉速 n=300r/min 則實際切削速度為 min/55.23 1000 3002514 . 3 m vc f() 同理參考手冊的 鉆孔孔時切削速度為18min/21m vc 鉆孔孔時切削速度為16min/21m vc 鉆孔孔時切削速度為14min/15m vc 鉆孔孔時切削速度為12min/15m vc 鉆孔

20、孔時切削速度為8min/10m vc 故轉速分別為 鉆孔孔18min/371 1000 r d v n 鉆孔孔16min/417 1000 r d v n 鉆孔孔14min/341 1000 r d v n 鉆孔孔12min/398 1000 r d v n 鉆孔孔8min/398 1000 r d v n 按機床實際轉速分別取 n=400r/min, n=450 r/min, n=400 r/min, n=400 r/min, n=400 r/min 所以鉆孔孔時切削速度為18min/6 .22 m vc 鉆孔孔時切削速度為16min/6 .22 m vc 鉆孔孔時切削速度為14min/5

21、.17 m vc 鉆孔孔時切削速度為12min/ 1 . 15 m vc 鉆孔孔時切削速度為8min/10m vc 5. 粗鏜、半精鏜、精鏜孔 4、4、4823932 因粗精鏜孔都是一面兩孔定位，故孔與面之間的粗鏜工序尺寸，精鏜工序尺寸及 平行度與孔之間的尺寸基準重合所以不需要尺寸鏈計算。選用臥式鏜床，高速鋼刀具。 查表知粗鏜 半精鏜 精鏜mm ap 2mm ap 7 . 0mm ap 7 . 0 查機械加工工藝手冊知 取rmmf/3 . 0min/20m vc 所以min/ 4 . 75 5 . 8414 . 3 2014 . 3 1000 m d v n 取 n=90 所以smm dn v

22、c /35 . 0 min/2 .21 1000 查有關資料得 kacffcpfcc n v y f x fcfc fc 81 . 9 3 10 vfp ccc 取 180 cfc 1 xfc 75 . 0 yfc 0 nfc 所以n fc 6 .1252kw pc 44. 0 取機床效率為 0.85 則需要功率為 0.52kw 小于機床最大功率 4kw 功率足夠 精鏜孔時因余量為 0.7mm 故mm ap 7 . 0 查有關資料，取，進給量為min/50m vc rmmf/12 . 0 故有min/187 14 . 3 85 5010001000 r d v n 4、4的過程與上述類似略39

23、32 6. 時間定額計算 機動時間 參考有關資料得鉆孔的計算公式為 fn l ll tj 21 +（12） kl r d cot 2 1 4，鉆盲孔時1 2 l 0 2 l 對于鉆孔25 mm l 95 . 1) 2 118 cot( 2 25 1 由圖知，取=3mm83l l2 故由公式可得 min59 . 0 4004 . 0 3983 tj 同理孔=0.58min18 tj =0.58min16 tj =0.57min14 tj =0.57min12 tj =0.56min8 tj 對于擴孔 4-33 +（12）=1.43mm kl r dd cot 2 1 又知，取83l3 2 l 故

24、有 min72 . 0 3004 . 0 83343 . 1 21 fn l ll tj 對于 4-、4-因為是盲孔所以35390 2 l 所以min7 . 0 3004 . 0 83043 . 1 21 fn l ll tj 總機動時間tm min04.28456 . 0 857 . 0 457 . 0 1058 . 0 458 . 0 459 . 0 472 . 0 87 . 0 tm 其余計算略 第第 3 3 章章 鉆床專用夾具設計鉆床專用夾具設計 為了提高機械加工的勞動生產率，保證零件的加工質量，降低工人的勞動強度， 需要設計專用夾具。工件的生產類型為大批量生產，為了降低勞動強度，提高

25、生產效 率，選用專用工藝裝備是合理的。 按指導老師的要求，本人設計工序 70 以前后面為精基準鉆上下面孔的鉆床專用 夾具。為了提高加工效率，可以同時布置多把刀具放置頂面一次加工完畢。 3.13.1 問題的提出問題的提出 本夾具用于大批量生產，應利用上面工序已加工好的加工面實現(xiàn)工序定位，提高 加工精度。夾具設計時，應使夾具滿足以下基本要求： （1） 穩(wěn)定地保證工件的加工精度； （2） 提高機械加工的勞動生產率和降低工件的生產成本； （3） 結構簡單，操作方便，省力和安全，便于排屑； （4） 具有良好的結構工藝性，便于夾具的制造、裝配、檢驗、調整與維修。 3.23.2 機床夾具的分類機床夾具的分類

26、 3.2.13.2.1 通用夾具通用夾具 車床上的三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、頂尖，銑床上常用的平口鉗、分度頭、 回轉工作臺等屬于此類。這類家具有很大的通用性，一般易將其標準化，并由專門的 專業(yè)工廠生產，常作為機床的標準附件提供給用戶。 3.2.23.2.2 專用夾具專用夾具 這類家具是針對某一工件的某一工序而專門設計的，因其用途專一而得名，專用 夾具主要用于批量生產中。 3.33.3 夾具的設計內容夾具的設計內容 3.3.1 定位基準的選擇定位基準的選擇 定位基準在最初的工序中時鑄造、鍛造或軋制等得到的表面，這種未加工的基準 稱為粗基準。用粗基準定位加工出來光潔表面后，就應該用加工過的表面

27、做以后工序 的定位表面，此便為精基準。 上面的工序已將發(fā)動機缸蓋的幾個表面的平面加工完畢，并且達到了較高精度。 按照基準選擇原則，選擇缸蓋的上下表面作為主要定位基準，且限制其中三個自由度， 利用定位軸以及底部的定位銷等定位元件實現(xiàn)準確定位。 3.3.2 工件的夾緊及夾緊裝置工件的夾緊及夾緊裝置 在機械加工過程中，工件受到切削力、離心力、慣性力等力的作用，為了保證在 這些外力作用下，工件仍在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不發(fā)生震 動或位移。因此，一般夾具結構都必須設置一定的夾緊裝置將工件可靠固定。 一、 夾緊裝置的組成 1 力源裝置 力源裝置時產生夾緊作用力的裝置，來自人力的，稱為手

28、動夾緊； 來自自動力裝置的，如氣動、液壓、電動等，稱之為自動夾緊。 2 夾緊機構 用來接收和傳遞作用力，使之變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務。 二、 對夾緊裝置的基本要求 夾緊裝置的設計或合理選用是否正確合理，直接影響到加工質量與生產率。因此， 對夾緊裝置提出如下基本要求： 1. 夾緊裝置在對工件夾緊時，不應該破壞工件的定位，為此，必須正確選擇夾緊 力的方向及著力點。 2. 夾緊力的大小應該可靠、適當，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損 傷不致超過允許范圍。 3. 夾緊裝置結構簡單合理，夾緊動作要迅速、操作方便、省力、安全。 4. 夾緊力或夾緊行程在一定范圍內可進行調整和補償。 三、 夾緊裝置設計

29、的一般步驟 1. 根據(jù)工序圖繪制夾緊力示意圖，在圖中表明夾緊力的作用點及應考力的作用 2. 計算所需夾緊力 3. 確定夾緊元件結構 4. 確定夾緊裝置所產生的夾緊力。 3.3.3 夾緊結構簡介夾緊結構簡介 1. 螺旋夾緊機構 利用螺旋副夾緊工件的機構。實質上螺旋為繞在圓柱體上的斜楔，因此其作用原 理與斜楔相同。由于結構簡單、夾緊可靠等優(yōu)點，很適合與手動夾緊，它的主要特點 是夾緊動作比較慢，所以在機動夾緊結構中應用較少。 2. 螺旋壓板夾緊結構 在螺旋機構中，螺旋壓板夾緊機構是應用最多的復合夾緊機構，在設計時根據(jù)杠 桿原理改變力臂的關系，可使操作省力、方便。 3. 聯(lián)動夾緊機構 在即系加工中，根

30、據(jù)工件的特點和生產率的要求，要求對一個工具愛你上的幾個 點或多個工件的同時夾緊，此時減少工件裝夾時間，簡化機構，常采用聯(lián)動夾緊機構。 根據(jù)發(fā)動機缸蓋的形狀、尺寸大小以及生產規(guī)模，結合對夾具設計的要求，并考 慮以上相關夾緊機構的特點，確定選用液動螺旋機構。 3.3.4 夾緊力要素的確定夾緊力要素的確定 夾緊力包括力的大小、方向和作用點三個要素，他們的確定是夾緊機構設計中首 要解決的問題。 （1） 夾緊方向的選擇一般遵循一下原則： 夾緊力方向應該垂直于工件的主要表面，以保證工件的定位精度。根據(jù)加工要求 保證孔與下表面的垂直度，所以下表面為主要基準面，因此夾緊力的方向應垂直于下 底面，這樣能保證定位

31、可靠，滿足加工要求； 夾緊力的作用方向應盡量與工具愛你剛度最大方向一致，以減小變形； 夾緊力的作用方向應盡可能與切削力、工作重力方向一致，以減小所需夾緊力。 由此可知，夾緊力的作用方向應向下，垂直于表面，且滿足工件剛度的要求。 （2） 夾緊力作用點的選擇 夾緊力作用點的選擇一般注意以下幾點： 夾緊力作用點應正對支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐平面內，保證工件已 獲得的定位不變； 夾緊力作用點應處在工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形。 夾緊力作用點應盡可能靠近被加工表面，以便減小切削力對工件所造成的翻轉力 矩。 （3） 切削力及扭矩的計算 查閱機械加工工藝手冊表 10.4-13.可得群鉆

32、時軸向力及扭矩的計算公式： 軸向力： f = f k （3-1） 0fm 式中： f 在理想條件下求得的軸向力 0 k 加工材料改變時的修正系數(shù)（k=k） fmfmmm 并且有： f =c df （3-2） 0f f z 0 f y f n 根據(jù)加工材料查表知： c =365.9， z =0.0661, y =1.217， n =0.361 ffff 由前面所述的知：f=0.3mm/r，=30m/min，故由公式 2-1 得： f = c df （3-3） f f z 0 f y f n =365.911.70.330 661 . 0 217 . 1 361 . 0 =1467.02 n 根據(jù)

33、加工條件選修正系數(shù) k=1.1，可求實際產生的軸向力為： fm 扭矩： m=m k （3-4） 0mm 其中， m =c d 0f m z 0 f m y m n 根據(jù)加工材料查表 10.4-3 知： c =0.281，z=1.788，y=1.048，n=0.077 fmmm 又可知：=0.3mm/r，=30m/min，故有公式（3-4）得f m = c d 0f m z 0 f m y m n =0.28111.70.330 78 . 1 048 . 1 077 . 0 =8.402 n m 根據(jù)加工條件選修正系數(shù) k=1.1，進而由公式（3-3）可求實際產生的扭矩為 fm m= m k=8

34、.4021.1=9.242 n m 0mm （5）夾緊力大小的計算 計算夾緊力時，根據(jù)工件所受的切削力 p、夾緊力 w 以及摩擦力 f,對大工件還 應該考慮重力 g，運動的工件還應考慮慣性力等。然后根據(jù)精力平衡條件，計算出理 論夾緊力 wf，再乘以安全系數(shù) k，得出實際夾緊力 w0 在不考慮重力和其他伴生力的條件下，夾緊力的大小既與切削力的大小有關也與 切削力對支撐的作用方向有關。 下列為幾種典型加工情況下所需的夾緊力 鉆削 （3-5）)/( 2 2 1 1 r f r f ff kmw 式中 k-安全系數(shù)，可按下式計算 （3-6） kkkk k 4321 m-切削力矩 -夾緊元件、定位元件各

35、自與工件接觸表面的摩擦系數(shù)，表面光滑的 ff 、 21 情況下一般取 0.160.25，這里我們取 0.2 -夾緊元件、定位元件與各自工件接觸面間的摩擦距半徑 rf 2f1r k1-一般安全系數(shù) 一般取 1.52；這里取 2 k2-加工性質系數(shù)粗加工取 1.2，精加工取 1； k3-刀具鈍化系數(shù)，考慮刀具磨鈍后，切削力增大，一般取 1.11.3 這里我們 取 1.2 k4-斷續(xù)切割系數(shù)。斷續(xù)切割時，取 1.2，連續(xù)切割時取 1 所以粗加工時 k=k1k2k3k4=2.88 以鉆孔為例算鉆削所用夾緊力26 =)/( 2 2 1 1 r f r f ff kmwn1663)05 . 0 2 . 0

36、03 . 0 2 . 0/(24 . 9 88 . 2 理論上講，夾緊力應與工件加工過程中所受的切削力、離心力、慣性力、沖擊力 等相平衡。但是在不同條件下，上述作用力在平衡系中對工件所起的作用是不同的。 根據(jù)本夾具設計的結構，在鉆孔過程中，主要產生的是切削力和扭矩。其中軸向力的 方向與夾緊方向相同，有利于工件的定位和夾緊，工件只要滿足夾緊方向的剛度要求 不至于加工時發(fā)生變形即可；加工過程產生的扭矩主要由夾具和工件間的摩擦力矩以 及定位軸和定位銷來平衡。 由此看來此夾具設計安全、可靠。 3.3.5 夾具材料的選擇夾具材料的選擇 夾具材料的選擇應根據(jù)其強度、硬度、韌性、耐磨性、脆性、可加工性來確定

37、。 鑄鐵通常用于制造夾具體，中、低碳鋼一般用于結構件、壓板、螺桿和螺母等； 高碳鋼則用于易磨損件，如定位元件、對刀引元件等；工具鋼用于需要高強度和耐磨 性的夾具元件；鋁材加工性好，木材、塑料、橡膠、環(huán)氧樹脂等在多種小批量具生產 中也可以用作夾具材料。 結合本夾具的特點和結構，夾具主要部分材料為： 夾具體、導向架、左右力臂、上蓋選為 ht200 壓板、定位軸、上墊鐵選為 45 鋼 定位銷、菱形定位銷、套選為 20cr 3.3.6 夾具誤差分析夾具誤差分析 1.定位誤差的概念 定位誤差是由于工件在夾具上（或機床上）定位不準確而引起的加工誤差。變化 量（加工誤差）是由于工件的定位引起的，故稱為定位誤

38、差 定位誤差的主要來源有兩個方面：由于工件的定位表面或夾具上的定位元件制 作不準確引起的定位誤差，稱為基準位置誤差，通常用 jw.由于工件的弓箭基準與 定為基準不重合而引起的定位誤差，稱為基準不重合誤差，常用 jb表示。 采用加工調整法加工時，工件的定位誤差實質就是工序基準在技工尺寸方向上的 最大變動量。因此，計算定位誤差首先要找出工序尺寸的基準，然后求其在加工尺寸 方向上的最大變動量即可。 2.用幾何方法計算定位誤差 采用幾何方法計算定位誤差通常要畫出定位簡圖，并在圖中掛賬的畫出工件變動 的極限位置，然后運用三角幾何知識，求出工序基準在工序尺寸方向上的最大變動量， 即為定位誤差 下面以鉆缸孔

39、為例分析定位誤差 首先，由于工序基準與定為基準一致不存在基準不重合誤差。由于定位孔與側 面接觸則 dw=d+d+xmin=0.039+0.016+0.009=0.064mm 故 d=b+y=0+0.064=0.064mm1/3k 因此精度足夠 3.4.2 鉆床夾具的特點鉆床夾具的特點 鉆床夾具在結構上是有下列全部或部分元件和部件組成：定位元件、加緊原件、 導向裝置鉆套及其模板、輔助裝置（如分度轉臺） 、夾具體。 鉆床夾具在性能上的主要特點： （1）鉆床夾具（指鉆模）利用其導向裝置不僅能引導和確定刀具定位，還能增強 刀具的剛性，提高工件的加工精度，所以使用鉆模時。被加工孔的精度主要與導向裝 置的

40、精度有關，與機床的精度關系不大。 （2）鉆床夾具（指部分通用夾具）能擴大鉆床類機床的使用范圍（如分度轉臺、 多軸頭能擴大單軸立式鉆床的使用范圍） （3）鉆床夾具在使用時，所受的軸向力一般是向下的，所以當鉆削扭矩不大時， 鉆床夾具往往不必固緊在機床工作臺上（如翻轉式鉆模和部分倒角夾具等） 。 3.5 鉆套與工件間的距離鉆套與工件間的距離 3.5.1 固定式鉆模特點固定式鉆模特點 （1）在使用的整個過程中（包括裝卸工件的過程） ，工件相對機床的位置固定不 變 （2）在搖臂鉆床、鏜床和多軸機床上可以用來加工孔 （3）鉆床直徑大于 10mm 的孔時可用固定式鉆模 3.5.2 鉆套與被加工的尺寸關系鉆套

41、與被加工的尺寸關系 鉆套長度（）和鉆套至工件斷面的距離（）與鉆孔直徑（d）和鉆孔長度的尺 1 l 2 l 寸（ ）的關系，見機械加工工藝手冊第二卷表 10.32 表 10.33 圖 10.343.l l=（2-4）d 鉆鋼：（1-1.5）d 鉆鑄鐵d 2 l 3.6 夾具的對刀夾具的對刀 夾具的對定： 夾具與機床的連接方式和有關元件。 夾具與機床的連接方式可分為兩大類：一是通過連接元件安裝在機床工作臺上， 如銑床、刨床、鏜床上；另一類是夾具安裝在機床的回轉上，如車床、內圓磨床。前 者一般通過定位鍵，連接形式見手冊表 6.41，后者見表 6.44. （1）對刀裝置：主要用于銑床夾具。包括對刀塊、

42、塞尺、和其他對刀元件 （2）刀具引導元件：多用于鉆床和鏜床，前者稱鉆模套筒，簡稱鉆套；后者稱鏜 模套筒，簡稱鏜套。兩者又統(tǒng)稱導套。導套分為不懂適合回轉式兩大類。不動式導套 又分為固定、可換、快換三種。一般導套已有標準化結構及尺寸，可直接查閱 gb2262-80，gb2267-80 3.7 夾具體的設計夾具體的設計 在專用夾具中，夾具體的形狀和尺寸往往是非標準的，涉及注意以下問題： （1）應有足夠的剛度和強度,鑄造夾具壁厚一般是 15-30mm，焊接夾具體壁厚 8- 15mm （2）力求結構簡單，裝卸方便；在保證剛度和強度的前提下，盡可能體積小，質 量輕，方便操作。 （3）尺寸要穩(wěn)定：夾具體的制

43、造應進行必要的熱處理，以防其變形 （4）要有良好的結構工藝性：夾具體結構應便于加工夾具體的安裝基面、安裝定 位元件的表面和安裝對刀或導軌裝置的表面，并有利于實現(xiàn)這些表面的加工精度要求。 夾具體上的表面與工件之間應留有 14-15mm。 （5）清除切屑要方便：切屑不多時可加大定位元件與夾具體之間的距離或增設容 屑溝。加工時產生大量切屑是，則應設置排屑口，還應考慮能否排除切削液。 （6）在夾具體上安裝要穩(wěn)定、可靠、安全。 夾具體毛坯可用鑄造（大多采用 ht150 或 ht200 灰鑄鐵，也可采用鑄鋼或鑄鋁） 、 焊鑄造或采用標準的零部件裝配的方法獲得 結論結論 經過三個月的努力，在李長河老師的悉心

44、指導下，我的畢業(yè)設計終于告一段落 了，這是我大學期間也是我整個學生生涯的最后一份作業(yè)，我希望也有信心將它做好。 這次畢業(yè)設計中我主要完成了發(fā)動機缸蓋從毛坯到成品的機械加工工藝過程，其 中包括加工工序的制定，加工方法的選擇，在加工工序中機床、刀具的選擇，加工精 度的控制以及機床專用夾具的設計，同時也完成了缸蓋毛坯圖、零件圖、專用夾具等 圖紙的繪制?；就瓿闪水厴I(yè)課題要求的各項內容。 在這最后的三個月的畢業(yè)設計中我經歷了很多，我學會了如何圍繞著設計題目我 通過各種渠道尋中資料，查找各類工具書，而這些能力無疑是我在以后的工作和學習 中必須具備的，這次畢業(yè)設計無疑是將我們在大學中所學到的專業(yè)知識的一個

45、整合， 是一個學以致用的過程，讓我在自己的設計中感到學習的重要性，我會為找出一個參 數(shù)、畫標準一個零件而感到高興，也會為當時沒有好好學習，好好聽課而感到深深地 懊悔。時間飛逝，轉眼四年過去了，我不可能再回到過去，做我當時沒有做好的事情， 但是通過這個的畢業(yè)設計，我會盡量彌補大學期間我所落下的東西，希望在不久的將 來在自己的工作崗位上能學以致用有所作為，當我回顧我的大學時能不為自己留下遺 憾。 參考文獻參考文獻 1 王先奎.機械加工工藝手冊（第 2 版）,北京:機械工業(yè)出版社,2007. 2 王先奎.機械制造工藝學（第 2 版） ，北京：機械工業(yè)出版社，2006. 3 倪森濤.機械制造工藝與裝備

46、習題集和課程設計指導書,北京:化學工業(yè)出版社,2003. 4 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊,北京:機械工業(yè)出版社,1993. 5 陳紅鈞.實用機械加工工藝手冊,北京:機械工業(yè)出版社,1997. 6 張龍勛.機械制造工藝學課程設計及習題,北京:機械工業(yè)出版社,2004. 7 孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導,北京:冶金工業(yè)出版社,2002. 8 廖念釗.互換性與技術測量,北京:中國計量出版社（第四版）,2000. 9 袁哲俊.金屬切削刀具,上海:科學技術出版社,1984. 10 鄒青.機械制造技術基礎課程設計指導教程,北京:機械工業(yè)出版社,2001. 11 周開勤.機械零件設計手冊（第

47、四版）,北京:高等教育出版社,1994. 12 楊月英,張琳.autocad2006 繪制機械圖,北京:中國建材工業(yè)出版社,2006. 13 王小華.機床夾具圖冊,北京:機械工業(yè)出版社,1995. 14 吳拓.機械制造工藝與機床夾具課程設計指導,北京:機械工業(yè)出版社,2006. 15 nano-scale scratching in chemicalmechanical polishing n. saka, t. eusner, j.- h. chun (1) laboratory for manufacturing and productivity, massachusetts instit

48、ute of technology, cambridge, ma, usa 16 dressing process model for vitrified bonded grinding wheelsb. linkewzl, laboratory for machine tools and production engineering, aachen university, steinbachstr. 19, 52074 aachen, nrw, germanysubmitted by f. klocke (1) 致謝 本論文的工作是在我的指導教師李長河的悉心指導下完成的，李長 河的嚴謹?shù)闹螌W

49、態(tài)度和科學的工作方法給我的極大的幫助和影響。在此衷 心感謝這學期李老師對我的關心和指導。 李老師悉心指導我們完成了畢業(yè)設計的各項準備工作和寫作過程中的 研究工作，對我的工作和設計都提出了許多寶貴的意見，在此表示衷心的 感謝。 在撰寫論文期間，同組的各位同學對我設計中的工作給予了熱情幫助， 在此向他們表達我的感激之情。 附件附件 外文資料翻譯外文資料翻譯 玻璃化顆粒砂輪的修整過程模型 1 .導言 磨削加工的性能一般定義為磨具的配制。除了需要砂輪修整過程中的參數(shù)，還必 須調整適當?shù)墓ぞ邊?shù)。砂輪參數(shù)影響工件表面粗糙度和表面層的質量和運動過程的 形狀和磨料層的磨損性。換刀過程應適合磨削工藝的一致性，

50、盡可能考慮到砂輪磨損。 盡管對磨削過程和結果有很大的影響的敷料進程的安裝往往是做實證或忽視。積 極改進玻璃化顆粒砂輪用金剛石工具的磨料填補過程的不是單一的。方法之一是誘導 磨料磨粒進入裂縫，其分裂和解體，往往使切割的磨料磨具的更大和更難填補裂縫 。 第二個方法就是使 predomi - nantly 磨料磨粒的裂縫之后，斷裂粘接。以上方法說明磨 具上的材料去除后材料填補使裂縫的力使裂縫顆粒斷裂。磨粒砂礫形態(tài)的變化，由于 更新過程，正如馬爾金所說，形態(tài)變化造成砂礫分裂和塑性變形。伊利埃斯庫等認為 它承受裂紋誘導的磨料。肖解釋說，剛形成的網絡的磨粒微裂紋下面淺層軟化了砂礫 材料。這些有爭議的意見和

51、分析表明，還需要進一步調查和敷料的整體模型。 2 .敷料進程性能 2.1 敷料作為摩擦學系統(tǒng) 下面的顆粒進程理解為一個摩擦學系統(tǒng)的潤滑，固體機構之間的摩擦磨損過程。 相互作用的部件受到一個復雜的負載集合的碰撞，壓力，摩擦過程和磨損溫度。摩擦 學系統(tǒng)填補進程有利因素的是界定砂輪的參數(shù)，經過改編的有效峰值谷高度，磨削工 具磨損發(fā)生的損失因素。負載集體在顆粒更新過程模型的運動學因素分析顯示如下。 此外，產生砂輪外形的因素推測出了 8 ，在數(shù)值模擬的有限元模擬和試驗中驗證了磨 料更新。在補料過程中進行了檢查刀具磨損都在其發(fā)展過程中磨損概況 8-10 ，并可在 顯微鏡下看到形成的單敷料鉆石 8-11 。

52、給定的斷裂敷料和分裂沒有主導磨損的填補。 事實上粘連以及砂礫的氧化或石墨化的發(fā)生。當這類高表面壓力和 flash 溫度積累的組 成部分，砂輪磨具的粘結和熔融和固化 amorphously 。測試顆粒燒結陶瓷剛玉和 cbn 砂輪了相同的結果。廣泛的理解磨料填充進程和分析經驗的模型來調節(jié)玻璃化顆粒的 修整 2.22.2 運動學建模敷料進程運動學建模敷料進程 在 siderations 進行約束下，復雜進程敷料的模型的簡化，例如理想化的磨削工具 形狀和砂輪規(guī)格。砂輪參數(shù)與規(guī)格，強度和深度的敷料砂礫來約定確定磨損的結果。 brinksmeier 制定了一些碰撞模型德雷瑟杯的計算數(shù)量的碰撞磨料砂礫與德雷

53、瑟鉆石 12,13 的想法，這一模式用于轉移到固定敷料工具。 2.2.1 磨具每秒磨損量的固定值可作為修整砂礫磨損的固定參數(shù)。因此用一定深度， 寬度和高度的磨損砂礫來確定。 單砂礫磨損界定的深度削減敷料元，砂輪圓周速度比和接觸寬度的 apd 。接觸寬 度的 apd 的敷料砂礫小于總敷料層是由于它的軸向進給速度。一個理想化單砂礫磨料 完全進入磨損裂縫內的取決于其切斷寬度。 乘以更替砂輪體積密度與砂礫。 磨削砂礫碰撞次數(shù)表明的摩擦過程砂礫磨損的頻率。隨著越來越多的摩擦過程摩 擦熱導致了磨損的上升 14 。 這是固定的敷料時間的 td 總數(shù)磨料磨粒的砂輪圓周 （理想化的均衡器是砂輪直徑和 bs 輪寬

54、度。 固定敷料進程碰撞次數(shù)相匹配的重疊率由均衡器提供。碰撞次數(shù)預計砂輪表面粗 糙度及其磨削行為。更換分裂的磨料磨粒會影響過程，如果達到一定的沖擊能量，更 會影響磨料砂礫的更替，使它擁有更經常的砂礫碎片和更鋒利刀尖。一些凸出的砂礫 降低，那么整體砂輪層增加。這樣的結果是最小的磨刃面積較大，增大了加工磨削力。 2.2.2 修整砂礫碰撞次數(shù) 修整旋轉工具不同于固定敷料的變化的相對速度，這是計算矢量減法砂輪和修整 輥圓周速度。進一步的分歧是路徑和敷料的磨料磨粒正沿。此外不僅是一個單一的鉆 石是在穩(wěn)定的聯(lián)系，但也有許多鉆石旋轉，而且進入間歇接觸與砂輪。 表格輥鉆石有一個理想化的參與路徑圖所示 3 。它包

55、括兩翼的運動學和接觸長度 lkd 理想化直道路基礎長度丹麥克朗/ jqdj 在此變形的影響伙伴忽視。根據(jù)鉆石密度和磨損速比不同案件砂礫接觸可以定義。 如果參與的領域重疊，砂輪的理論粗糙度將小于深度敷料削減。如果接觸距離大于參 與路徑長度理論砂輪表面粗糙度達到了深入的敷料削減 15 。 a 區(qū)的參與，必須根據(jù)計算的發(fā)生情況。乘以砂礫參與 a 區(qū)的聯(lián)系與寬度的 apd 1 砂礫接觸量的定義。 關于時間的砂礫參與所給磨料砂密度銫，第二卷的價值，敷料砂礫碰撞每秒編號 如下的均衡器。 2.2.3 修整磨損砂輪和工件 磨損力固定敷料以及所描述的是小須的力模型后，金茨勒模式轉向過程 16 。旋 轉修整工具的

56、新模式以下沃納的磨削力模型開發(fā)。維爾納假設之間有關聯(lián)的具體磨削 正常武力，一時芯片橫截面積的人數(shù) kinema -光鋒利 17 。原則上，這已申請敷料以及。 因此，砂輪被視為一個統(tǒng)一的機構不斷密度。毛孔可以考慮的對應因素。這一簡化模 型 1 砂輪體積室間隔缺損可以界定這是降低每敷料中風。 假定軸向進給是時尚和砂礫一些 sstatr 穿透砂輪在每一個革命，使車輪體積室間 隔缺損每砂礫是加工每個磨損砂礫。除以量砂礫的運動學長度 lkd 導致意味著敷料芯片 截面新紀元。 隨著衍生價值負載集體修整過程可以有資格根據(jù)圖。在下面的運動學模型，用于 修整過程，并驗證了磨損部隊，穿衣聲發(fā)射和敷料溫度。 3 應

57、用模式 3.1 速度比的變化 磨損速比用于多數(shù)工業(yè)過程大于等于 1 的地方，在那里建立了一個大的影響砂輪 表面粗糙度，以及每秒砂礫撞擊數(shù)。相關的磨損在很大程度上由磨料補充平均量圖所 示。他們之間的碰撞和敷料磨粒磨料生產彈性接觸，塑性變形，斷裂和分裂。經過廣 泛的分析，磨損砂礫碰撞的一些有效值聲修整過程。 近似于 1 的磨損量，來積極的補充因磨損而粉碎的研磨層，這就可以獲得較小的 磨損粗糙度和較小的磨損量。 3.2 敷料進給的不同深度的 rms 信號磨損聲發(fā)射率上升與下降隨著深度的敷料減 少，這是已經闡明了稻崎和 meyen 18,19 。這種現(xiàn)象是可以解釋所必要的最低限度的 沖擊能量誘導分裂由

58、砂礫突破。優(yōu)勢下敷料是一種更高的砂輪影響在磨料磨粒。低于 這一能量只有彈塑性變形的磨層沒有發(fā)生分裂法或突破的磨粒。在這種情況下，僅僅 發(fā)出摩擦過程聲發(fā)射。最低沖擊能量達到上述的深度敷料削減 aed_min = 4 毫米信號的 有效值計算如下趨勢直線上升所給予的磨損砂礫碰撞每秒編號。最低沖擊能量論文支 持措施，注釋的磨損溫度在 8 。在此冰山溫度反補貼敷料工具測量兩色高溫計在磨損 的玻璃燒結剛玉砂輪無冷卻潤滑劑。增加深度敷料削減沒有影響最大 磨損的溫度，但平均和最低氣溫下降。此無法解釋的敷料砂礫碰撞模型，而是一 個不斷變化的積極敷料機制。對于較大的深度敷料減少磨削層粉碎，而小摩擦過程深 度誘導高

59、熱量生產。在車輪劃痕試驗結果表明，高深度的敷料削減導致了較高比例的 車輪磨損機理砂礫突破相比，砂礫斷裂 8 。這個意味著更多的裂紋起在粘合定向改變 砂輪地形是一個有益的因素的修整過程。更強的破壞較高深處敷料削減和小敷料重疊 率可核實砂輪劃痕試驗。在修整過程中，砂輪磨損行為受到輔料的限制 3.3 沖擊力 該模型的修整過程中表現(xiàn)出普遍具有良好的相關性與現(xiàn)實，但也有一些方面的模 式，必須擴大。在常規(guī)應用陶瓷砂輪磨粒砂礫規(guī)模要遠遠大于深度敷料削減。在磨損 只有少數(shù)磨料磨粒一起出現(xiàn)的滲透長度，并擊中一小部分上。只有在這一領域的沖擊 能量可轉移到磨損鉆石的磨料砂礫。可以假定，糧食將緩解能源領域內的普及和密

60、切 區(qū)裂紋的形成和分裂。在相反的碰撞能量的磨損勢力的影響砂輪層在更大的程度。根 據(jù)有限元分析 8 磨損正常部隊可誘導應力深度幾個砂礫層，能夠破壞砂輪粘接。進一 步的調查就這一專題正在開展。 4 .摘要 以目標為導向的設置過程，玻璃化顆粒砂輪優(yōu)化了新的參數(shù)。要獲得這種參數(shù)的 磨料更新進程被視為一個摩擦學系統(tǒng)。其負載集體特別包括碰撞磨刀和磨料磨粒，磨 削力和溫度。磨損模型將擴大在進一步調查的沖擊能量。 致謝 我們誠摯地感謝國家經濟和技術和德國聯(lián)邦研究協(xié)會國家政府和研究協(xié)會的機床 和制造技術 fwf 協(xié)會 參考文獻 1 wimmer j (1995) konditionieren hochharte