曲軸箱蓋課設(shè)說明書

1、. 機電及自動化學(xué)院機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：曲軸箱蓋工藝規(guī)程設(shè)計 2011 年 7月目錄第一章 緒論 51.1 本設(shè)計的內(nèi)容及意義51.2 曲軸箱的相關(guān)知識6 1.2.1 曲軸箱概述 6 1.2.2曲軸箱制造工藝技術(shù)分析6第2章 曲軸箱蓋的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計7 2.1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定7 2.1.1零件圖及技術(shù)要求 7 2.1.2 零件的工藝分析 8 2.1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 9 2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖9 2.2.1 選擇毛坯種類 9 2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量 10 2.2.3 設(shè)計毛坯圖 12 2.3擬定箱體加工工藝路線 12 2.3

2、.1定位基準(zhǔn)的選擇原則 12 2.3.2切削用量的選擇原則 13 2.4曲軸箱的機械加工工藝過程分析 14 2.5曲軸箱加工工藝路線的確定14 2.6 制定工藝路線 15 2.6.1加工階段的劃分15 2.6.2工序的集中與分散16 2.6.3 工序順序的安排 16 2.6.4 確定工藝路線 16 2.7 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 18第3章 曲軸箱蓋的機械加工工藝計算 19 3.1 粗、精銑箱蓋頂平面19 3.1.1粗銑箱蓋頂平面 19 3.1.2精銑箱蓋頂平面 21 3.2 銑箱體底面23 3.2.1粗銑箱體底面 23 3.2.2精銑箱體底面 25 3.3 磨削底面26 3.4 銑160軸承

3、孔端面27 3.5 銑140箱蓋側(cè)面缸孔凸臺29 3.6 鏜100mm缸孔313.6.1粗鏜100mm缸孔孔313.6.2精鏜100mm缸孔31 3.7 鉆2×8mm錐銷孔 32 3.7.1鉆2×7mm孔 32 3.7.2錐度鉸刀絞2×M8mm孔34 3.8 鉆2×M8mm螺孔34 3.8.1鉆2×7mm孔 343.8.2攻2×M8mm螺孔363.9 鉆、攻軸承孔端面6×M8螺孔36 3.9.1鉆6×7mm孔 37 3.9.2攻6×M8mm螺紋38 3.10 鉆、攻箱蓋缸孔6×M8螺孔 39 3

4、.10.1鉆6×7mm通孔39 3.10.2攻6×M8螺紋 41 3.11 鏜100mm軸承孔 413.11.1粗鏜100mm軸承孔 41 3.11.2精鏜100mm軸承孔 42 3.12 計算時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡介433.13 工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析43第四章 設(shè)計小結(jié)44第五章 參考文獻(xiàn)45第六章 46第一章 緒論1.1 本設(shè)計的內(nèi)容及意義本次設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后而進(jìn)行。此次的設(shè)計是對大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。其目的在于：1鞏固我們在大學(xué)里所學(xué)的

5、知識，也是對以前所學(xué)知識的綜合性的檢驗；2加強我們查閱資料的能力，熟悉有關(guān)資料；3樹立正確的設(shè)計思想，掌握設(shè)計方法，培養(yǎng)我們的實際工作能力；4通過對曲軸箱蓋的機械制造工藝設(shè)計，使我們在機械制造工藝規(guī)程設(shè)計，工藝方案論證，機械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個方面受到一次綜合性的訓(xùn)練。初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。5.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。6通過零件圖，裝配圖繪制，使我們對于AutoCAD繪圖軟件的使用能得

6、到進(jìn)一步的提高。本次設(shè)計的主要內(nèi)容為：首先運用AutoCAD軟件繪制曲軸箱蓋的二維零件圖，然后根據(jù)圖紙的技術(shù)要求等確定生產(chǎn)類型，經(jīng)分析本次設(shè)計的零件年產(chǎn)量為10000件，屬大批量生產(chǎn)。其次進(jìn)行工藝分析，確定毛坯類型和制造方法。由于減速器箱體的外形與內(nèi)形狀相對比較復(fù)雜，而且它只是用來起連接作用和支撐作用的，因為鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在。斷口呈灰色。它具有良好鑄造性能、切削加工性好，減磨性，加上它熔化配料簡單，成本低、廣泛用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件和耐磨件，又由于含有石墨，石墨本身具有潤滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和儲存潤滑油，使鑄件有良好的耐磨性。此外，由于鑄件中帶有硬度很高的磷

7、共晶，又能使抗磨能力進(jìn)一步提高，這對于制備箱體零件具有重要意義。故曲軸箱蓋的材料為HT200牌號的灰鑄鐵，灰鑄鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性等上訴的優(yōu)點。 最后擬采用以鑄造的形式進(jìn)行毛坯的制造，并確定零件的機械加工工藝路線，完成機械加工工序設(shè)計，進(jìn)行必要的經(jīng)濟分析。最后，對某道加工工序進(jìn)行夾具裝配圖及主要零件圖的設(shè)計。1.2曲軸箱的相關(guān)知識1.2.1 曲軸箱概述曲軸箱是一種典型的箱體零件，它的作用是容納和支承其內(nèi)的所有零部件，保證它們相互間的正確位置，使彼此之間能協(xié)調(diào)地運轉(zhuǎn)和工作。曲軸箱的底面與軸承孔，箱蓋左右兩側(cè)缸孔精度要求較高，因此在安排工藝過程時，就需要把

8、各主要表面及孔的粗精加工工序分開。在制定曲軸箱工藝過程中，還確定了切削參數(shù)，工時定額，并填寫了工序卡片。分別設(shè)計了一套鉆聯(lián)接孔的鉆模與鏜軸承孔的鏜模，并進(jìn)行了定位誤差分析。1.2.2曲軸箱制造工藝技術(shù)分析1.機械加工工藝基礎(chǔ)知識 曲軸箱蓋機械加工工藝規(guī)程的制訂 （1）.根據(jù)零件圖和產(chǎn)品裝配圖，對零件進(jìn)行工藝分析 在對曲軸箱蓋進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計時，應(yīng)掌握該零件在部件或總成中的位置、公用以及部件或總成對該零件提出的技術(shù)要求，明確零件的主要工作表面，以便在擬定工藝規(guī)程過程中采取措施予以保證 掌握零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件的主要工藝特點，形成工藝規(guī)程設(shè)計的總體構(gòu)想。 分析零件上

9、有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等方面的技術(shù)要求；明確哪些表面是主要加工表面，以便在選擇表面加工方法及擬定工藝路線時重點考慮；對全部技術(shù)要求應(yīng)進(jìn)行歸納整理。 （2）.計算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 根據(jù)零件圖查表可知，曲軸箱蓋為中型零件，根據(jù)生產(chǎn)要求將確定該零件為大批量生產(chǎn)。 （3）.確定毛坯種類和制造方法機械加工中毛坯種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等。根據(jù)曲軸箱蓋零件圖所選擇的材料，曲軸箱蓋零件加工工程中應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和加工特點，零件生產(chǎn)的經(jīng)濟性，如何選擇合適的毛坯種類也是設(shè)計重點。其次，如何選擇毛坯制造方

10、法也是設(shè)計中必不可少的環(huán)節(jié)，一般地，選擇毛坯的制造方法應(yīng)考慮一下幾個方面因素：a、材料的工藝性能；b、毛坯尺寸、形狀和精度要求；c、零件生產(chǎn)綱領(lǐng)；d、采用新型材料、新工藝、新技術(shù)的可能性。 （4）.確定毛坯尺寸和公差 如何確定毛坯尺寸，也就是如何確定加工余量，對確保加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要的意義。余量不能確定過大或是過小，所以應(yīng)當(dāng)選擇合適的方法來確定加工余量，保證零件加工各項尺寸及技術(shù)指標(biāo)。同時，選擇合適的尺寸公差對零件加工和零件生產(chǎn)的經(jīng)濟型也有很大的影響。 （5）.擬定工藝路線 擬定工藝路線包括：定位基準(zhǔn)的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序

11、的安排。這也將是曲軸箱蓋機械加工工藝規(guī)程設(shè)計制定的重點 （6）.確定各個工序的加工余量，計算工序尺寸及公差 （7）.選擇各個工序的機床設(shè)備及刀具、量具等工藝裝備 （8）.確定各個工序的切削用量和時間定額 （9）.編制工藝文件第二章 曲軸箱蓋的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定2.1.1零件圖及技術(shù)要求（1） 鑄造后時效處理（2） 鑄件不得有沙眼，縮松，夾渣的缺陷（3） 未注明圓角R3-R5（4） 未注明倒角2*45°（5） 非加工表面涂底漆（6）材料為HT200零件圖 2.1.2 零件的工藝分析通過對曲軸箱蓋零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差

12、以及技術(shù)要求齊全。通過對零件圖的詳細(xì)審閱，該零件的基本工藝狀況已經(jīng)大致掌握。主要工藝狀況如下敘述：零件的材料為HT200，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根據(jù)對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下：1）箱蓋、箱體底面的平面度公差為0.03mm。2）軸承孔由箱蓋、箱體兩部分組成，其尺寸100mm的底面位置，對上、下兩個半圓孔有對稱度要求，其對稱度公差為0.02mm。3）兩個100mm軸承孔的同軸度公差為0.03mm。4）140mm端面對100mm孔軸心線的垂直度公差為0.03mm。5）箱蓋

13、上部2×100mm 孔端面對其軸心線的垂直度公差為0.03mm，對100mm軸承孔軸心線平行度公差為0.03mm。由以上分析可知，對于上述這些加工平面而言，為保證其加工精度即相互位置精度，而且考慮到生產(chǎn)批量比較大，我們可以借助專用夾具來進(jìn)行加工，以保證它們之間的加工精度和相互位置精度，以提高勞動生產(chǎn)率。2.1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型由著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確

14、定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算：根據(jù)上式就可以計算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。 根據(jù)本零件的設(shè)計要求，Q=10000臺，m=1件/臺，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數(shù)據(jù)代入生產(chǎn)綱領(lǐng)計算公式得出N=10351件/年，零件質(zhì)量為37kg，根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程3表1-3，表1-4可知該零件為輕型零件，本設(shè)計零件氣門搖臂軸支座的的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖2.2.1 選擇毛坯種類機械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄

15、件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質(zhì)量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應(yīng)當(dāng)考慮一下幾個因素。（1）.材料的工藝性能材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。（2）.毛坯的尺寸、形狀和精度要求 毛坯的尺寸大小和形狀復(fù)雜程度也是選擇毛坯的重要依據(jù)。直徑相差不

16、大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的宜采用鍛件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀復(fù)雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。（3）.零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，才能獲得最佳的經(jīng)濟效益。生產(chǎn)綱領(lǐng)大時宜采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，如模鍛及熔模鑄造等；生產(chǎn)綱領(lǐng)小時，宜采用設(shè)備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造及自由鍛造。 根據(jù)上述內(nèi)容的幾個方面來分析本零件，零件材料為HT200，首先分析灰鑄鐵材料的性能，灰鑄鐵是一種脆性較高，硬度較低的材料，因此其鑄造性能好，切削加

17、工性能優(yōu)越，故本零件毛坯可選擇鑄造的方法；其次，觀察零件圖知，本設(shè)計零件尺寸大，而且其形狀也較復(fù)雜，屬于復(fù)雜零件，除了幾個需要加工的表面以外，零件的其他表面粗糙度都是以不去除材料的方法獲得，若要使其他不進(jìn)行加工的表面達(dá)到較為理想的表面精度，可選擇砂型鑄造方法；再者，前面已經(jīng)確定零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可選擇砂型鑄造機器造型的鑄造方法，較大的生產(chǎn)批量可以分散單件的鑄造費用。因此，綜上所述，本零件的毛坯種類以砂型鑄造機器造型的方法獲得。2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量根據(jù)零件圖計算零件的輪廓尺寸為長690mm，寬300mm，高230mm。 查閱機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊 按鑄造方法為

18、砂型鑄造機器造型，零件材料為灰鑄鐵，查得鑄件公差等級為CT8-CT10，取鑄件公差等級為CT9。 再根據(jù)毛坯鑄件基本尺寸查閱機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊，按前面已經(jīng)確定的鑄件公差等級CT9差得相應(yīng)的鑄件尺寸公差。 查閱機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊 按鑄造方法為砂型鑄造機器造型，材料為灰鑄鐵，查得鑄件所要求的機械加工余量等級為E-G,將要求的機械加工余量等級確定為G，再根據(jù)鑄件的最大輪廓尺寸查閱機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊要求的鑄件機械加工余量。 經(jīng)過查閱機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊的表15-7確定鑄件的加工余量等級為CT9、MA-G.查閱其表15-8確定鑄件的加工余量數(shù)值?，F(xiàn)將所有需要

19、加工的表面的加工余量數(shù)值列入下表中： 表1毛坯尺寸及機械加工總余量表 （單位：mm）加工表面基本尺寸鑄件尺寸公差機械加工總余量鑄件尺寸180×170曲軸箱蓋頂平面180 2.84.5180±1.4100側(cè)面缸孔1002.23.0100±1.132的螺栓凸臺321.83.032±0.9140的側(cè)面缸孔凸臺1402.53.5140±1.78錐銷孔81.63.08±0.8690×300的曲軸箱蓋底面 690×3007.0160軸承座前后兩端面1602.53.5160±1.7100前后端面軸承孔1002.23.0

20、100×160的前面板上的平面100×1602.53.52.2.3 設(shè)計毛坯圖由上表可以得到該曲軸箱蓋的鑄件孔徑的大于鑄件最小孔徑的直徑，故在曲軸蓋的底面上面的孔可以直接鑄造出來。由于孔直接鑄造出來的粗糙度可以滿足粗糙度要求，故螺栓孔可以直接鑄造出來。從機械制造工藝及設(shè)備指導(dǎo)手冊P327表15-9中查找出外圓角R12mm，內(nèi)圓角R12mm。毛坯圖如下：2.3擬定箱體加工工藝路線2.3.1定位基準(zhǔn)的選擇原則(1)精基準(zhǔn)的選擇大批量生產(chǎn)的曲軸箱，通常以底平面（或底面）和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)。這種定位方式很簡單地限制了工件六個自由度，定位穩(wěn)定可靠；在一次安裝下，可以加工除定位面以外

21、的所有五個面上的孔或平面，也可以作為從粗加工到精加工的大部分工序的定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，此外，這種定位方式夾緊方便，工件的夾緊變形??；易于實現(xiàn)自動定位和自動夾緊，且不存在基準(zhǔn)不重合誤差。(2)粗基準(zhǔn)的選擇加工曲軸箱箱體或箱蓋底平面時，取要加工的面得對稱面為粗基準(zhǔn)，符合工作表面間相互位置要求原則。這樣可以保證對合面加工后凸緣的厚薄較為均勻，減少箱體合裝時對合面的變形。2.3.2切削用量的選擇原則1）粗加工時切削用量的選擇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，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量（金屬切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和

22、降低加工成本。（1）切削深度的選擇粗加工時切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)總加工余量太大，一次切不完時，才考慮幾次走刀。（2）進(jìn)給量的選擇粗加工時限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。選擇進(jìn)給量時應(yīng)考慮到機床進(jìn)給機構(gòu)的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量。（3）切削速度的選擇粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限

23、制。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削速率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。2）精加工時切削用量的選擇精加工時加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時應(yīng)先考慮如何保證質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。（1）切削深度的選擇精加工時的切削深度應(yīng)根據(jù)加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)吃刀深度較大時，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。（2）進(jìn)給量的選擇精加工時限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質(zhì)量下降。（3）切削

24、速度的選擇切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍。2.4曲軸箱的機械加工工藝過程分析1）曲軸箱箱蓋，箱體主要加工部分是底面、軸承孔、缸孔、通孔和螺孔，其中軸承孔及箱蓋上缸孔要在箱蓋、箱體合箱后再進(jìn)行鏜孔及刮削端面的加工，以保證兩軸承孔同軸度、端面與軸承孔軸心線的垂直度、缸孔端面與軸承孔軸心線的平行度要求等 。2）曲軸箱在加工前，要進(jìn)行人工時效處理，以消除鑄件內(nèi)應(yīng)力。加工時應(yīng)注意夾緊位置，夾緊力大小及輔助支承的合理使用主

25、，防止零件的變形。3）箱蓋、箱體底面上的12×16mm孔的加工，采用同一鉆模，均按外形找正，這樣可保證孔的位置精度要求。4）曲軸箱箱蓋、箱體不具互換性，所以每裝配一套必須鉆、鉸定位銷，做標(biāo)記和編號。2.5曲軸箱加工工藝路線的確定曲軸箱的主要加工表面為上、下兩平面和兩底面，較重要的加工表面為曲軸箱箱體和箱蓋的結(jié)合面，以及合箱后的軸承孔，次要加工表面為聯(lián)接孔、螺紋孔、箱體和箱蓋的上下平面等。曲軸箱的機械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。曲軸箱的加工路線按可分為三個階段：第一階段為曲軸箱箱蓋的加工；第二階段為曲軸箱箱體的加工；第三階段為曲軸箱合箱后的加工。 第一階段的加工主要是為其后

26、續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面，為合箱做準(zhǔn)備的螺孔和結(jié)合面的粗加工等；第三階段則主要是最終保證曲軸箱各項技術(shù)要求的加工，包括合箱后軸承孔、缸孔的精加工。2.6制定工藝路線根據(jù)零件的具體要求和各種加工方法所能夠達(dá)到的精度和粗糙度能力，以及各種機床的加工特點，查閱和參考機械制造工藝學(xué)和機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南等資料，可得到各加工面的加工方法（表2）： 表2各加工面的加工方法 單位（mm）需加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/加工方案180×170箱蓋頂?shù)钠矫鍵T3.2粗銑精銑690×300的底面IT0.8粗銑半精銑精銑磨削100缸孔IT1.6粗鏜

27、半精鏜精鏜160軸承孔端面IT3.2粗鏜精鏜100軸承孔IT1.6粗鏜精鏜140側(cè)面凸臺IT3.2粗鏜精鏜2×8錐銷孔IT1.6鉆粗?jǐn)U精擴2×M8IT鉆攻12×M8IT12.5鉆攻6×M8IT12.5鉆攻2.6.1加工階段的劃分本零件曲軸箱蓋加工質(zhì)量要求一般，只有底面加工質(zhì)量要求較高。可將加工階段分為粗加工，半精加工幾個階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)備好，也就是先將180mm×170mm的蓋頂平面加工出來作為零件加工底面上底面的基準(zhǔn)平面。當(dāng)加工完精基準(zhǔn)平面（底面上的底面）后放到進(jìn)行磨削，以磨好的底面作為基準(zhǔn)來鏜軸承孔以及斜側(cè)面上的缸孔和鏜箱

28、蓋上斜面140mm端面。 鉆2×8mm的定位銷以及鉆6×7mm通孔和斜面上鉆6×7mm2.6.2工序的集中與分散本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。本零件曲軸箱蓋的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用各種機床配以專用工具、夾具、以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。2.6.3 工序順序的安排 1.機械加工順序 （1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)，即在前面加工階段先加工箱蓋的頂?shù)钠矫妗?（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精

29、加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面即箱蓋的底面，在加工其他的表面 （4）遵循“先面后孔”原則，銑完箱蓋頂平面和箱蓋底面的底面，再鏜軸承孔和側(cè)面上的缸孔和凸臺，最后再進(jìn)行鉆孔。 （5）最后進(jìn)行去毛刺處理以及清洗零件。2熱處理工序機械加工前對鑄件毛坯進(jìn)行時效處理，時效處理的主要目的是消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機械性能，這樣可以提高毛坯進(jìn)行加工的切削性能。 3.輔助工序 毛坯鑄造成型后，應(yīng)當(dāng)對鑄件毛坯安排清砂工序，并對清砂后的鑄件進(jìn)行一次尺寸檢驗，然后再進(jìn)行機械加工，在對本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、終檢工序。2.6.4 確定工藝路線 在綜合考慮上述

30、工序的順序安排原則基礎(chǔ)上，確定了該曲軸箱蓋零件的工藝路線如下：表3 曲軸箱箱蓋加工工藝工序安排工序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)00粗銑頂面底面（體蓋結(jié)合面）10半精銑箱頂面底面（體蓋結(jié)合面）20粗銑下端面（底面）頂面30半精銑下端面（底面）頂面40精銑箱體下端面（底面）頂面50磨削底面（體蓋結(jié)合面）頂面60銑軸承孔端面底面，夾緊力作用在頂面70銑斜面上缸孔140mm凸臺面底面及鑄造的兩個16mm定位孔實現(xiàn)一面兩銷定位80粗鏜兩斜面上100 mm缸孔，留精鏜余量0.4mm斜面上缸孔140mm凸臺面（保證垂直度）90精鏜100mm缸孔斜面上缸孔140mm凸臺面（保證垂直度）100鉆錐銷孔底面及16構(gòu)成的外輪

31、廓，夾緊力作用在頂面110錐度絞刀鉸孔底面及16構(gòu)成的外輪廓，夾緊力作用在頂面120鉆2×7孔底面及16構(gòu)成的外輪廓，夾緊力作用在頂面130攻2×M8底面及16mm孔實現(xiàn)一面兩銷定位，夾緊力作用在中間端面140鉆軸承孔上的6×7mm孔底面及16mm孔實現(xiàn)一面兩銷定位，夾緊力作用在中間端面150攻軸承孔上的6×M8mm螺紋專用夾具定位160鉆斜面上12×7mm孔專用夾具定位170攻斜面上12×M8mm螺紋專用夾具定位180粗鏜100mm軸承孔，留精鏜余量0.4mm裝配后加工，保證同軸度190精鏜100mm軸承孔裝配后加工，保證同軸度20

32、0去毛刺210清洗及終檢2.7 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 機床及工藝裝備的選擇是制定工藝規(guī)程的一項重要工作，它不但直接影響工件的加工質(zhì)量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。 1.機床的選擇原則機床的加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)； 機床的精度應(yīng)與工序要求的精度相適應(yīng)； 機床的功率應(yīng)與工序要求的功率相適應(yīng)； 機床的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)； 還應(yīng)與現(xiàn)有的設(shè)備條件相適應(yīng)。 2.夾具的選擇 本零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，所用的夾具應(yīng)為專用夾具。 3.刀具的選擇 刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度以及表面粗糙度、生產(chǎn)率及經(jīng)濟性等

33、。在選擇時應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時可采用符合刀具和其他專用刀具。 4.量具的選擇 量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所檢驗的精度來選擇。在單件小批量生產(chǎn)中應(yīng)采用通用量具，在大批量生產(chǎn)中則采用各種量規(guī)和一些高生產(chǎn)率的專用量具。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊13所選擇的加工工藝裝備如下表所示表2.3 曲軸箱蓋加工工藝裝備選用加工方式機床設(shè)備刀具量具鑄（免填）游標(biāo)卡尺檢游標(biāo)卡尺熱處理游標(biāo)卡尺 銑 立式銑床X53KYT15硬質(zhì)合金端銑刀游標(biāo)卡尺磨平面磨床M7150AC40KV6P400×100×127鏜鏜床T68金剛石鏜刀游標(biāo)卡尺鉆Z35型搖臂機床麻花鉆、擴鉆、機用鉸刀內(nèi)徑千分尺，塞規(guī)鉗（免填

34、）游標(biāo)卡尺檢內(nèi)徑千分尺、游標(biāo)卡尺、塞規(guī)第三章 曲軸箱蓋的機械加工工藝計算3.1粗、精銑箱蓋頂平面 工件材料：HT200灰鑄鐵工件尺寸：長度l=180mm，寬度a=170mm的平面加工要求：銑箱體底面，留加工余量1mm機床：立式銑床X53K刀具：采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀 加工余量：h=4.5mm3.1.1粗銑箱蓋頂平面（1）選擇刀具：根據(jù)切削用量手冊表2，選擇YT15硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量手冊P110表1，銑削深度a4mm時，端銑刀直徑為80mm，銑削寬度為60mm，實際要求銑削寬度a為170mm，故因根據(jù)實際銑削寬度a180mm，則端銑刀直徑為200mm，由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，由切削用

35、量手冊表13，故齒數(shù)為z=8。銑刀幾何形狀：由切削用量手冊P114表2，端銑刀主偏角K=20°，端銑刀后角=6°，端銑刀副偏角K=5°，端銑刀副后角=8°，刀齒斜角=-20°，端銑刀前角=0°。（2）選擇切削用量：決定銑削深度a：由于加工余量為3.5mm，故一次銑完，故a=h=3.5mm決定每齒進(jìn)給量：采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量。根據(jù)切削用量手冊P118表5，當(dāng)使用YT15時，銑床功率為10kw（X53K立銑說明書，切削用量手冊表25）時，每齒進(jìn)給量a=0.090.18mm/z，但因采用不對稱端銑，取大值0.18mm/z。（3）選擇

36、銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度：根據(jù)切削用量手冊P119表7，銑刀磨損為1.0-1.5mm。由于銑刀直徑d=200mm，故耐用度T為14.4min。（4）決定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量：根據(jù)切削用量手冊表13，當(dāng)銑刀直徑d=200mm，齒數(shù)z=8，銑削深度a4mm，每齒進(jìn)給量a0.18mm/z時，v=2.15m/s，n=3.43r/s，v=4.39mm/s。 再乘以各修正系數(shù)為切削用量手冊P132表13故v= vxk=2.15×1.0×0.8=1.72m/sn=nxk=3.43×1.0×0.8=2.744r/s v=vxk=4.39×1.0×0.

37、8=3.512mm/s根據(jù)X53K立銑說明書切削用量手冊表25，選擇n=2.5r/s，v=3.17mm/s，因此實際切削速度和每齒進(jìn)給量為：V=1.57m/s a=0.1268mm/z （5）校驗機床功率根據(jù)表切削用量手冊表17，當(dāng)銑削寬度180mm，銑削深度a4mm，d=200mm，齒數(shù)z=8，v=3.17m/s，近似為P =5.5kw。根據(jù)X52K型立銑說明書，機床主軸允許的功率為P=10kw×0.75=7.5kw，故P<P，因此所選擇的切削用量可以采用。（6）計算基本工時t根據(jù)公式：t=L/ v，其中L=1+y+，v=3.17mm/s，根據(jù)切削用量手冊表20，對稱安裝銑刀

38、，入切量及超切量y+=70mm，則L=250mm，則基本工時為 t=78.86s 3.1.2精銑箱蓋頂平面工件材料：HT200灰鑄鐵工件尺寸：長度l=180mm，寬度a=170mm的平面加工要求：精銑箱蓋頂面機床：立式銑床X53K刀具：采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀（1）選擇刀具：根據(jù)切削用量手冊表2，選擇YT15硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量手冊P110表1，銑削深度a4mm時，端銑刀直徑為80mm，銑削寬度為60mm，實際要求銑削寬度a為170mm，故因根據(jù)實際銑削寬度a180mm，則端銑刀直徑為200mm，由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，由切削用量手冊表13，故齒數(shù)為z=8。銑刀幾何形狀：由切削用量手冊

39、P114表2，端銑刀主偏角K=20°，端銑刀后角=6°，端銑刀副偏角K=5°，端銑刀副后角=8°，刀齒斜角=-20°，端銑刀前角=0°。（2）選擇切削用量：決定銑削深度a：由于加工余量為1mm，故一次銑完，故a=h=1mm決定每齒進(jìn)給量：采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量。根據(jù)切削用量手冊P118表5，當(dāng)使用YT15時，銑床功率為10kw（X53K立銑說明書，切削用量手冊表25）時，每齒進(jìn)給量a=0.090.18mm/z，但因采用不對稱端銑，取小值進(jìn)行精銑0.09mm/z。（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度：根據(jù)切削用量手冊P119表7，銑刀磨

40、損為0.2-0.3mm。由于銑刀直徑d=200mm，故耐用度T為14.4min。（4）決定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量：根據(jù)切削用量手冊表13，當(dāng)銑刀直徑d=200mm，齒數(shù)z=8，銑削深度a4mm，每齒進(jìn)給量a0.18mm/z時，v=2.15m/s，n=3.43r/s，v=4.39mm/s。 再乘以各修正系數(shù)為切削用量手冊P132表13故v= vxk=2.15×1.0×0.8=1.72m/sn=nxk=3.43×1.0×0.8=2.744r/s v=vxk=4.39×1.0×0.8=3.512mm/s根據(jù)X53K立銑說明書切削用量手冊表

41、25，選擇n=3.17r/s，v=3.17mm/s，因此實際切削速度和每齒進(jìn)給量為：V=1.99m/s a=0.99mm/z （5）校驗機床功率根據(jù)表切削用量手冊表17，當(dāng)銑削寬度180mm，銑削深度a4mm，d=200mm，齒數(shù)z=8，v=3.17m/s，近似為P =4.2kw。根據(jù)X52K型立銑說明書，機床主軸允許的功率為P=10kw×0.75=7.5kw，故P<P，因此所選擇的切削用量可以采用。（6）計算基本工時t根據(jù)公式：t=L/ v，其中L=1+y+，v=3.17mm/s，根據(jù)切削用量手冊表20，對稱安裝銑刀，入切量及超切量y+=70mm，則L=250mm，則基本工時

42、為 t=88s3.2銑箱體底面工件材料：HT200灰鑄鐵工件尺寸：長度l=690mm，寬度a=300mm的平面加工要求：銑箱體底面，留磨余量0.5mm機床：立式銑床X53K刀具：采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀加工余量：粗銑余量5.5mm，精銑余量為1mm3.2.1粗銑箱體底面（1）選擇刀具根據(jù)切削用量手冊表2，選擇YT15硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量手冊P110表1，銑削深度a6mm時，端銑刀直徑為80mm，銑削寬度為60mm，但實際要求銑削寬度a為300mm，故因根據(jù)實際銑削寬度a為300mm，則端銑刀直徑為400mm，由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，由切削用量手冊表13，故齒數(shù)為z=10。銑刀幾何形狀：

43、由切削用量手冊P114表2，端銑刀主偏角K=20°，端銑刀后角=6°，端銑刀副偏角K=5°，端銑刀副后角=8°，刀齒斜角=-20°，端銑刀前角=0°（2）選擇切削用量：決定銑削深度a：由于加工余量為5.5mm，故分兩次銑完，第一次a=h=3mm，第二次a=h=2.5mm決定每齒進(jìn)給量：采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量。根據(jù)切削用量手冊P118表5，當(dāng)使用YT15時，銑床功率為10kw（X53K立銑說明書，切削用量手冊表25）時，每齒進(jìn)給量a=0.090.18mm/z，但因采用不對稱端銑，取0.18mm/z。（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根

44、據(jù)切削用量手冊P119表7，銑刀刀齒后刀面最大磨損為1.0-1.5mm。由于銑刀直徑d=400mm，故耐用度T為25.2min。（4）決定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量根據(jù)切削用量手冊表13，當(dāng)銑刀直徑d=400mm，齒數(shù)z=10，銑削深度a4mm，每齒進(jìn)給量a0.18mm/z時，v=1.71m/s，n=1.36r/s，v=2.63mm/s。再乘以各修正系數(shù)為切削用量手冊P132表13故v= vxk=1.71×1.0×0.8=1.368m/s n=nxk=1.36×1.0×0.8=1.09r/s v=vxk=2.63×1.0×0.8=2.1

45、04mm/s根據(jù)X53K立銑說明書切削用量手冊表25，選擇n=1.25r/s，v=2.5mm/s，因此實際切削速度和每齒進(jìn)給量為：V=1.57m/s a=0.1mm/z （5）校驗機床功率根據(jù)表切削用量手冊表17，當(dāng)銑削寬度350mm，銑削深度a4.2mm，d=400mm，齒數(shù)z=10，v=2.5m/s，近似為P =5.5kw。根據(jù)X52K型立銑說明書，機床主軸允許的功率為P=10kw×0.75=7.5kw，故P<P，因此所選擇的切削用量可以采用。（6）計算基本工時根據(jù)公式：t=L/ v，其中L=1+y+，v=2.5mm/s，根據(jù)切削用量手冊表20，對稱安裝銑刀，入切量及超切量

46、y+=137mm，則L=827mm，則基本工時為 t=827/2.5=330.8s 銑削兩次故基本時間是： 總時間t=2×t=661.6s3.2.2精銑箱體底面（1）選擇刀具根據(jù)切削用量手冊表2，選擇YT15硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量手冊P110表1，銑削深度a4mm時，端銑刀直徑為80mm，銑削寬度為60mm，但實際要求銑削寬度a為300mm，故因根據(jù)實際銑削寬度a為300mm，則端銑刀直徑為400mm，由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，由切削用量手冊表13，故齒數(shù)為z=10。銑刀幾何形狀：由切削用量手冊P114表2，端銑刀主偏角K=20°，端銑刀后角=6°，端銑刀副

47、偏角K=5°，端銑刀副后角=8°，刀齒斜角=-20°，端銑刀前角=0°（2）選擇切削用量：決定銑削深度a：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，故a=h=1mm。 決定每齒進(jìn)給量：采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量。根據(jù)切削用量手冊P118表5，當(dāng)使用YT15時，銑床功率為10kw（X53K立銑說明書，切削用量手冊表25）時，每齒進(jìn)給量a=0.090.18mm/z，但因采用不對稱端銑，取0.09mm/z。（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量手冊P119表7，銑刀刀齒后刀面最大磨損為1.0-1.5mm。由于銑刀直徑d=400mm，故耐用度T為25.2mi

48、n。（4）決定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量根據(jù)切削用量手冊表13，當(dāng)銑刀直徑d=400mm，齒數(shù)z=10，銑削深度a4mm，每齒進(jìn)給量a0.18mm/z時，v=2.26m/s，n=1.80r/s，v=1.73mm/s。再乘以各修正系數(shù)為切削用量手冊P132表13故 v= vxk=2.26×1.0×0.8=1.808m/s n=nxk=1.8×1.0×0.8=1.44r/s v=vxk=1.73×1.0×0.8=1.384mm/s根據(jù)X53K立銑說明書切削用量手冊表25，選擇n=1.58r/s，v=1.25mm/s，因此實際切削速度和每齒進(jìn)

49、給量為：V=1.98(m/s) a=0.08mm/z （5）校驗機床功率根據(jù)表切削用量手冊表17，當(dāng)銑削寬度350mm，銑削深度a4.2mm，d=400mm，齒數(shù)z=10，近似為P =4.6kw。根據(jù)X52K型立銑說明書，機床主軸允許的功率為P=10kw×0.75=7.5kw，故P<P，因此所選擇的切削用量可以采用。（6）計算基本工時t根據(jù)公式t=L/ v，其中L=1+y+，v=1.25mm/s，根據(jù)切削用量手冊表20，對稱安裝銑刀，入切量及超切量y+=72mm，則L=762mm，則基本工時為 t=762/1.25=609.6s 3.3磨削底面工件材料：HT200灰鑄鐵工件尺寸

50、：長度l=690mm 寬度a=300mm平面加工要求：磨箱體底面，底面粗糙度Ra0.8機床：平面磨床M7150A加工余量：0.5mm（1）平面磨削砂輪的選擇：由機械加工工藝手冊P565表6-123，查得磨削灰鑄鐵時，C型磨料（黑碳化硅），粒度號F40，K級硬度，組織號6號，結(jié)合劑6號（陶瓷結(jié)合劑）即C40KV6P400×100×127（2）平面磨削用量的選擇：由機械加工工藝施工員手冊P480表9-82，查得磨削灰鑄鐵時，砂輪轉(zhuǎn)速為N=1200r/min，V=18m/s，軸向進(jìn)給量f=0.5B=50mm（雙行程），工件速度V=15m/min，徑向進(jìn)給量f=0.03mm（雙行程

51、）（3）工時的計算：t=式中L加工長度，L=690mmb加工寬度，300mmZ單面加工余量，0.5mmk系數(shù)，1.10v工作臺移動速度（m/min）f工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）f工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）t=607.2s3.4銑160軸承孔端面 工件材料：HT200灰鑄鐵工件尺寸：160軸承孔端面加工要求：粗糙度要求為Ra為3.2機床：立式銑床X53K刀具：采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀 加工余量：h=3.5mm（1）選擇刀具：根據(jù)切削用量手冊表2，選擇YT15硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量手冊P110表1，銑削深度a4mm時，端銑刀直徑為80mm，銑削寬度為60mm，實際要求銑削寬度a為160mm，故因根據(jù)實際銑削寬度a180mm，則端銑刀直徑為200mm，由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，由切削用量手冊表13，故齒數(shù)為z=8。銑刀幾何形狀：由切削用量手冊P114表2，端銑刀主偏角K=20°，端銑刀后角=6°，端銑刀副偏角K=5°，端銑刀副后角=8°，刀齒斜角=-20°，端銑刀前角=0°。（2）選擇切削用量：決定銑削深度a：由于加工余量為3.5mm，故一次銑完，故a=h=3.5mm決定每齒進(jìn)給量：采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量。根據(jù)切削用量手冊P118表5，當(dāng)使用YT15時，銑床