氣缸蓋機械加工工藝分析與專用夾具設計說明

1、畢業(yè)設計畢業(yè)設計類類 型：型：畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)論文題題 目：目：HJ01001 氣缸蓋機械加工工藝分析與專用夾具設計學生：學生：指導教師：指導教師：專專 業(yè)：業(yè)：時時 間：間：1 / 28摘摘 要要本課題的主要任務就是設計 HJ01001 柴油機氣缸蓋的機械加工工藝規(guī)程和某道工序的專用機床夾具。該設計盡量保證以最低的加工成本達到符合零件圖要求的加工精度；夾具設計要求定位合理，夾緊可靠，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，提高生產(chǎn)效率。氣缸蓋是柴油機的重要零部件之一，屬于典型的箱體類零件。他的結(jié)構(gòu)比較復雜，其加工質(zhì)量的好壞將直接影響到柴油機的整體性能。在夾具設計部分，主要思路是定位原理和定位方案的選定，以與

2、夾緊系統(tǒng)的設計，夾緊力的估算，定位誤差的分析，氣缸的選用等，最終完成夾具設計。本設計具有提高生產(chǎn)效率，滿足工件的加工精度，降低了工人的勞動強度的優(yōu)點，較好的實現(xiàn)了設計的要求。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：工藝；鉆，擴；夾具2 / 28AbstractAbstractTo design HJ01001 diesel engine cylinder head machine and procedures of a jig for machina tool is the main task of the subjiect. Thedesign meet the requirements of the proces

3、sing map accuracyof the lowest cost. Clamping reliable, simple,easy to operate and increasing the production sfficiency is the request of the decision. Cylinder head is an important part of the diesel engine. Its a typicall box part. Its more structure. The quality of processing will affect the perf

4、ormance of the diesel engine.Designed some in the jig , mainly the selection of sureness of orienting the principle and localization scheme that was originally designed and adopted, clamp design of system , clamp estimation of strength , the positionerror analysis , hydraulic cylinder Selection etc.

5、 , finish design of jig finally. The advantages are production efficiency, high precision of processing, reducing labor intensity of the workers.KeywordsKeywords：Technology; drilling, reaming; jig23 / 28目目 錄錄摘要摘要.AbstractAbstract.目錄目錄.第第 1 1 章章 氣缸蓋加工工藝氣缸蓋加工工藝1.1 氣缸蓋的工藝分析. . 1.2 氣缸蓋的工藝要求與分析.1.2.1 氣缸蓋

6、的技術(shù)要求.1.3 加工工藝過程. .1.4確定各表面加工方案確定各表面加工方案.1.4.1 在選擇各表面與孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素.DOCUMENT TITLE4 / 281.4.2 平面的加工.1.4.3 孔的加工方案.1.51.5確定定位基準確定定位基準1.5.1 粗基準的選擇.1.5.2 精基準選擇的原則.1.61.6工藝路線的擬訂工藝路線的擬訂. .1.6.1 工序的合理組合.1.6.2 工序的集中與分散.1.6.3 加工階段的劃分.1.6.4 加工工藝路線方案.1.71.7氣缸蓋的工序尺寸與毛坯尺寸氣缸蓋的工序尺寸與毛坯尺寸.1.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求.1.7.2 氣

7、缸蓋的偏差計算.5 / 28.1.81.8確定切削用量與基本工時確定切削用量與基本工時.第二章第二章 專用夾具設計專用夾具設計.2.12.1 鏜孔夾具設計鏜孔夾具設計2.1.1 研究原始質(zhì)料.2.1.2 定位基準的選擇.2.1.3 切削力與夾緊力的計算.2.1.4 誤差分析與計算.2.22.2 鉆斜孔夾具設計鉆斜孔夾具設計.2.2.1 研究原始質(zhì)料.6 / 28.2.2.2 定位基準的選擇.2.2.3 切削力與夾緊力的計算.2.2.4 誤差分析與計算.2.2.5 夾具設計與操作的簡要說明.小小 結(jié)結(jié). 參考文獻參考文獻.致致 . .7 / 28第第 1 1 章章 氣缸蓋加工工藝氣缸蓋加工工藝1

8、.11.1 氣缸蓋的工藝分析氣缸蓋的工藝分析氣缸蓋的是氣缸的一個重要零件，因為其零件尺寸較小，結(jié)構(gòu)形狀也不是很復雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對精度要求不是很高。后托架上的底面和側(cè)面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求6 . 1Ra等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以與各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關(guān)鍵和重要的。1.1.2 2氣缸蓋的工藝要求與工藝分析氣缸蓋的工藝要求與工藝分析 圖 1.1 氣缸蓋零件圖一個好的結(jié)構(gòu)不但要應該達到設計要求

9、，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。8 / 281.2.1 氣缸蓋的技術(shù)要求其加工有三組加工。底面、側(cè)面三孔、頂面的四個孔、以與左視圖上的兩個孔。以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要，6 . 1Ra平面度公差要 0.06。另一組加工是側(cè)面的三孔， ，其表面粗糙度要求 要求的精度6 . 1Ra等級分別是，。8IT7IT7IT以頂面為加工面的四個孔，分別是以為一組的階梯孔，這組孔的表面粗糙度要，以與

10、階梯孔，其中是裝配鉸孔，其中孔的表面粗糙50Rz3 . 6Ra度要，是裝配鉸孔的表面粗糙度的要。50Rz3 . 6Ra3 . 6Ra氣缸蓋毛坯的選擇金屬澆鑄，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積mm31較小。因為氣缸蓋的重量,而年產(chǎn)量是 5000 件，由7機械加工工藝手冊表 2.1-3 可知是中批量生產(chǎn)。1.31.3 加工工藝加工工藝分析分析由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面與孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于氣缸蓋來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度與位置精度，處理好孔和平面

11、之間的相互關(guān)系。由上面的一些技術(shù)條件分析得知：氣缸后托架的尺寸精度，形狀機關(guān)度以與位置機精度要求都很高，就給加工帶來了困難，必須重視。1.41.4 確定各表面加工方案確定各表面加工方案一個好的結(jié)構(gòu)不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時是加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設計氣缸蓋的加工工藝來說，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法與設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求與生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格較底的。1.4.1 在選擇各表面與孔的加工方法時

12、，要綜合考慮以下因素要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，9 / 28選擇加工方法與分幾次加工。根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設備和一般的加工方法。如柴油機連桿小頭孔的加工，在 小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求

13、，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為 Ra0.63m，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準備工序可為粗車半精車淬火粗磨。1.4.2 平面的加工由參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.1-12 可以確定，底面的加工方案為底平面：粗銑精銑（） ，粗糙度為 6.30.8，一般不淬硬的97ITIT平面，精銑的粗糙度可以較小。1.4.3 孔的加工方案由參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.1-11 確定，以為孔的表面粗糙度為 1.6，則選側(cè)孔的加工順序為：粗鏜精鏜。而頂面的四個

14、孔采取的加工方法分別是：因為孔的表面粗糙度的要求都不高，是，所以我們采用一次鉆孔的加50Rz工方法，孔選擇的加工方法是鉆，因為孔和一組階梯孔，所以可以在已經(jīng)鉆了孔基礎上再锪孔鉆锪到，而也是一組階梯的孔，不同的是孔是錐孔，起表面粗糙度的要。6 . 1Ra1.51.5 確定定位基準確定定位基準1.5.1 粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。10 / 28粗基準選擇應當滿足以下要求：粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中

15、與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用

16、難以保證表面間的位置精度。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證氣缸蓋在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從氣缸蓋零件圖分析可知，選擇側(cè)面三孔作為氣缸蓋加工粗基準。1.5.2 精基準選擇的原則基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差?；鶞式y(tǒng)一原則。應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且

17、保證了各外圓表面的同軸度與端面與軸心線的垂直度?；榛鶞实脑瓌t。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。11 / 28此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證氣缸蓋在整個加工過程中基本上都

18、能用統(tǒng)一的基準定位。從氣缸蓋零件圖分析可知，它的底平面與側(cè)面三孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用與頂平面的四孔的加工基準。選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。1.61.6 工藝路線的擬訂工藝路線的擬訂對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。氣缸蓋的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。

19、1.6.1 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和設備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：工序分散原則工序容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝

20、裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用和工夾具組織流水線生產(chǎn)。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含 0.4%1.1%打與 0.25%c90800.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 200mg。1.6.2 工序的集中與分散12 / 28制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 工序集中的特點工序

21、數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。工序分散的特點工序容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況

22、下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用和工夾具組織流水線生產(chǎn)。由于近代計算機控制與加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。1.6.3 加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能與早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的，選用大的切前用

23、量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11IT12。粗糙度為 Ra80100m。半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9IT10。表面粗糙度為Ra101.25m。精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精13 / 28度,尺寸精度與表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應采用高精度的小的切前用量，工序變形小，

24、有利于提高加工精度精加工的加工精度一般為 IT6IT7，表面粗糙度為 Ra101.25m。光整加工階段對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為 IT5IT6,表面粗糙度為 Ra1.250.32m。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以與運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不

25、把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。1.6.4 加工工藝路線方案在保證零件尺寸公差、形位公差與表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表：工序號工序容01#鑄造毛坯254x242x118.502#退火處理03#粗銑氣缸頂面04#精銑氣缸頂面05#粗銑氣底頂面06#精銑氣底頂面07#粗鏜中心孔08#精鏜中心孔09#鉆孔 4-5010#擴孔 4-50

26、14 / 281.71.7 氣缸蓋的工序尺寸與毛坯尺寸氣缸蓋的工序尺寸與毛坯尺寸氣缸蓋的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是 HT250，硬度 HB 為 150-200，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。1.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求氣缸蓋后托架為鑄造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求：、鑄件的壁厚應和合適，均勻，不得有突然變化。、鑄造圓角要適當，不得有尖角。、鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并便于起模。、加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。、鑄件的選材要合理，應有較好的可鑄性。毛坯形狀、尺寸確定的要求設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到：、各加工面的幾何形

27、狀應盡量簡單。、工藝基準以設計基準相一致。、便于裝夾、加工和檢查。、結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。11#鉸孔 4-5012#鉆螺紋孔13#鉆側(cè)螺紋孔14#鉗工攻絲，去毛刺15#檢查入庫15 / 28在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀與尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀與尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。1.7.2 氣缸蓋的偏差計算底平面的偏差與加工余量計算底平面加工

28、余量的計算，計算底平面與孔的中心線的尺寸。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻5機械加工工藝手冊第 1 卷表 3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表 3.2-27 粗銑平面時厚度偏差取。mm4 . 37 . 2mm0 . 3mm28. 0精銑：由參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.3-59，其余量值規(guī)定為。mm5 . 1鑄造毛坯的基本尺寸，又根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用 CT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸公差為。mm1 . 1精銑后尺寸與零件圖尺寸一樣1.81.8 確定切削用量與基本工時確定切削用量與基本工時工序一

29、鑄造。1. 加工條件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：鑄造工序二 熱處理。工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：正火處理（釋放應力，增加材料延展性和韌性） 。工序三 粗,精銑氣缸頂面。1. 加工條件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：粗,精銑氣缸頂面16 / 28機床：X52k。刀具：硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)切削用量簡明手冊 （后簡稱切削手冊 ） 。選擇刀具前角 o18后角 o10,主偏角 Kr=60,副偏角 Kr=82. 切削用量 工步 1 1）切削深度因為切削量較小，查表得故可以選擇 a

30、p=1.1mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進給量機床功率為 10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量 f=0.8mm。 3）查后刀面最大磨損與壽命查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf80m/min，n=250r/min工步 2 1）切削深度因為切削量較小，查表故可以選擇 ap=0.2mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進給量機床功率為 10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量 f=0.3mm。 3）查后刀面最大磨損與壽命查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和

31、主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf150m/min，n=450r/min工序四 粗,精銑氣底頂面。1. 加工條件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：粗,精銑氣底頂面機床：X52k。刀具：硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)切削用量簡明手冊 （后簡稱切削手冊 ） 。選擇刀具前角 o18后角 o10,主偏角 Kr=60,副偏角 Kr=817 / 282. 切削用量工步 1 1）切削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=1.1mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進給量機床功率為 10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量 f=0.8mm。 3）查后刀

32、面最大磨損與壽命查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf80m/min，n=250r/min工步 2 1）切削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=0.2mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進給量機床功率為 10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量 f=0.3mm。 3）查后刀面最大磨損與壽命查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf150m/min，n=450r/min工序五 粗，精鏜中心孔。1. 加工條件工件材料：HT250,b=0.1

33、6GPa HB=200241。加工要求：粗，精鏜中心孔機床：T68。刀具：鏜刀2. 切削用量工步 1 1）切削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=1mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進給量機床功率為 10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量 f=0.75mm。 3）查后刀面最大磨損與壽命18 / 28查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf100m/min，n=350r/min工步 2 1）切削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=0.1mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進給量機床功率為 10kw。

34、查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量 f=0.2mm。 3）查后刀面最大磨損與壽命查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf180m/min，n=550r/min工序六 鉆，擴，鉸孔 4-50。1. 加工條件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：鉆，擴，鉸孔 4-50機床：Z565。刀具：麻花鉆，擴孔刀，鉸刀2. 切削用量工步 1 1）切削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=1.2mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進給量機床功率為 10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z

35、。選較小量 f=0.78mm。 3）查后刀面最大磨損與壽命查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf1.1m/min，n=12r/min工步 2 1）切削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=0.4mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進給量19 / 28機床功率為 10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量 f=0.5mm。 3）查后刀面最大磨損與壽命查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf1.3m/min(，n=14r/min工步 3 1）

36、切削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=0.2mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進給量機床功率為 10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量 f=0.1mm。 3）查后刀面最大磨損與壽命查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf1.5m/min，n=18r/min工序七 鉆螺紋孔。1. 加工條件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：鉆螺紋孔機床：Z565。刀具：麻花鉆2. 切削用量 1）切削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=1.2mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進

37、給量機床功率為 10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量 f=0.78mm。 3）查后刀面最大磨損與壽命查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf1.1m/min，n=12r/min工序八 鉆側(cè)螺紋孔。1. 加工條件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。20 / 28加工要求：鉆側(cè)螺紋孔機床：Z525。刀具：麻花鉆2. 切削用量 1）切削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=1.2mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）進給量機床功率為 10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較

38、小量 f=0.78mm。 3）查后刀面最大磨損與壽命查機械切削用量手冊表 8，壽命 T=180min計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速計算切削速度按切削手冊表 14，查得Vf1.1m/min，n=12r/min第第 2 2 章章 專用夾具設計專用夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工氣缸蓋零件時，需要設計專用夾具。2.12.1 鏜孔夾具設計鏜孔夾具設計2.1.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鏜加工孔。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。2.1.2 定位基準的選

39、擇由零件圖可知：孔的軸線與底平面有平行度公差要求，在對孔進行加工前，底平面進行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準（設計基準）來滿足平行度公差要求?？椎妮S線間有位置公差，選擇左側(cè)面為定位基準來設計鏜模，從而滿足孔軸線間的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個側(cè)面來限制六個自由度。2.1.3 切削力與夾緊力的計算鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）5YT刀具的幾何參數(shù)：60粗K90精K100s80由參考文獻16夾具設計手冊查表可得：321圓周切削分力公式： 式PpCKfaF75. 090221 / 28（2.13）式中 mmap8 . 1rmmf/4 . 0 式rpspoppkmppKKKKKK（2.14

40、）查表得： 取421nmpHBK)150(175HB4 . 0n由表可得參數(shù)：62194. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：)(15.766NFC同理：徑向切削分力公式 ： 式PpPKfaF75. 09 . 0530（2.15）式中參數(shù)： 77. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：)(71.347NFP軸向切削分力公式 ： 式PpfKfaF4 . 0451（2.16）式中參數(shù)： 11. 1pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：)(59.624NFf根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀

41、態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：安全系數(shù) K 可按下式計算，由式（2.5）有：6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見夾具設計手冊表可60 KK121得： 25. 20 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1CK7 . 20 . 10 . 13 . 12 . 12 . 12 . 12 . 1PK81. 20 . 10 . 13 . 12 . 125. 12 . 12 . 1fK所以，由式（2.6）有：)(54.1743NFKWCCK 由式（2.7）有：)(31.937NFKWP

42、PK 由式（2.8）有：)(85.1753NFKWffK螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算，由式（2.9）有： )(210tgtgQLWz 式中參數(shù)由參考文獻16夾具設計手冊可查得：33. 9675. 5zr9010592631其中：)(140 mmL )(80 NQ 螺旋夾緊力：)(58300NW FKWK22 / 28該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡圖如下：116229由表得：原動力計算公式2621001LlWWK即：式（2.15）)(04.1127911698. 0229583000NlLWWK由上述計算易得：KKWW由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其

43、夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。2.1.4 誤差分析與計算該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以與孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。孔軸線與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由參考文40獻15互換性與技術(shù)測量表可知：251?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為m3 . 037由16夾具設計手冊可得：1定位誤差（兩個垂直平面定位）：當時；側(cè)面定位支承90釘離底平面距離為，側(cè)面高度為；且滿足；則：hH2Hh mmtghHgWD0068. 0)(22夾緊誤差 ，由式（2.11）有：cos)

44、(minmaxyyjj23 / 28其中接觸變形位移值： 式（2.16）mmSNcHBKRkmnZHBaZRaZy014. 081. 9)(1mmyjj0128. 0cos、磨損造成的加工誤差：通常不超過Mjmm005. 0、夾具相對刀具位置誤差：取ADmm01. 0誤差總和：mmmmwj35. 00586. 0從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.22.2 鉆斜孔夾具設計鉆斜孔夾具設計2.2.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鉆斜孔。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)

45、率和降低勞動強度。2.2.2 定位基準的選擇由零件圖可知：頂面孔的軸線與左側(cè)面和后側(cè)面的尺寸要求要求，在對孔進行加工前，底平面進行了銑加工，選后以精銑底頂面為定位精基準（設計基準）來滿足氣缸蓋頂面孔加工的尺寸要求。由零件圖可以知道，圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇面為定位基準來設計鉆模，從而滿足孔軸線和面的尺寸要求。工件定位用面和兩個面來限制 5 個自由度。2.2.3 切削力與夾緊力的計算由資料夾具設計手冊查表可得：721切削力公式： 式PfKfDF75. 02 . 1412（2.17）式中 mmD10rmmf/3 . 0查表得：82195. 0)190(6 . 0HBKp即：)

46、(69.1980NFf實際所需夾緊力：由參考文獻16夾具設計手冊表得：1121KFWfK安全系數(shù) K 可按下式計算，由式（2.5）有：6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻16夾具設計手60 KK冊表 可得： 12125. 20 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1K24 / 28所以 )(55.445625. 269.1980NFKWfK由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。取，25. 2K16. 012 . 02螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：)(5830)(210

47、NtgtgQLWz 式中參數(shù)由16夾具設計手冊可查得：33. 9675. 5zr9010592631其中：)(140 mmL )(80 NQ 由16夾具設計手冊表得：原動力計算公式：2621由上述計算易得： KWW 0因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。2.2.4 誤差分析與計算該夾具以底面、側(cè)面和頂面為定位基準，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差?？着c左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由參考文獻15互換性與技術(shù)測量表可知：251取（中等級）即 ：尺寸偏差為、m2 . 0153 . 0107 由16夾具設計手冊可得：、定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向