汽車閥體零件機械加工工藝及夾具設計,汽車閥體零件機械加工工藝及夾具設計,汽車,閥體,零件,機械,加工,工藝,夾具,設計 1 我國汽車制造業(yè)概論 1.1 我國汽車制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 我國汽車工業(yè)經(jīng)過近50多年的發(fā)展，已逐步成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，形成了由幾個大型企業(yè)集團和眾多配套長組成的完整的汽車制造體系。 但是我國汽車工業(yè)起步晚、起點低、規(guī)模小、技術(shù)落后、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，改革開放以來雖有較快發(fā)展，但與汽車生產(chǎn)大國相比差距明顯：單從絕對產(chǎn)量來看，我國2003頭6個月共生 產(chǎn)銷售汽車200多萬輛，全年預計超過400萬輛，盡管相比去年同期增長了30%，但全國總產(chǎn)量尚不足國際汽車巨頭通用公司的年產(chǎn)量。我國已經(jīng)加入WTO，按照我國對于汽車行業(yè)的承諾，到2006年，我國汽車整車進口關(guān)稅水平將降至25%，零部件降至10%，并且逐步取消一些諸如進口配額等非關(guān)稅保護政策，國內(nèi)汽車行業(yè)將直接面對開放的國際市場，這對于我國尚屬幼稚的汽車產(chǎn)業(yè)來說，將是一個非常嚴峻的考驗。 　　我國汽車工業(yè)的差距，除了規(guī)模上的差距，更重要的制造技術(shù)以及管理技術(shù)上的差距，而其中最重要的是管理上的差距。整體來說，當前我國汽車行業(yè)普遍存在很多的管理問題：[1] 1.2 我國汽車發(fā)展史 我國的第一輛汽車于1929年5月在沈陽問世，由張學良將軍掌管的遼寧迫擊炮廠制造。張學良讓民生工廠廠長李宜春從美國購進“瑞雪”號整車一輛，作為樣車。李宜春將整車拆卸，然后除發(fā)動機后軸、電氣裝置和輪胎等用原車零件外，對其它零件重新設計制造，到1931年5月歷時兩年，終于試制成功我國第一輛汽車。 我國最早進口汽車是在1901年(清光緒二十七年)，是匈牙利人李恩時(Leine)將兩輛汽車帶入上海。一輛是涼篷式汽車，另一輛是折疊式軟篷，前排為雙輪座席，車輪是木制的，外面包上實心橡膠輪胎。 自1953年7月第一汽車制造廠動工興建，1957年7月投產(chǎn)，1957年7月13日我國生產(chǎn)出第一輛載貨的解放牌汽車，又于1958年5月，我國第一汽車制造廠自行研制設計生產(chǎn)了第一輛與當時政治風云起伏顛簸、榮辱與共的紅旗牌轎車，被譽為“東方神韻”。幾十年來，我國汽車工業(yè)得到了快速的發(fā)展。特別是改革開放以來，汽車生產(chǎn)采用了各種高科技及人性化的安全及便利設施，汲國外汽車科研之精華。 1.3 我國汽車制造發(fā)展展望 在一項調(diào)查中，消費者認為，合資車在技術(shù)含量、品牌價值和服務方面要優(yōu)于自主品牌. ????技術(shù)含量是一直是自主品牌汽車的最大的軟肋，由于中國自主品牌企業(yè)都是小廠，沒有雄厚的技術(shù)背景，給人們形成了根深蒂固的技術(shù)落后的印象. ????除了技術(shù)含量，品牌形象也是自主品牌的弱項.品牌是產(chǎn)品的質(zhì)量、技術(shù)含量和售后服務等要素所支撐起來的企業(yè)綜合實力的體現(xiàn). (1)下一個轎車消費熱可能在2009年出現(xiàn)(考慮到換車周期和消費周期)。 (2)華北地區(qū)城市的出租車換車、治理超載后的大噸位載重汽車、農(nóng)用車和特種車是新的行業(yè)增長點。 (3)低檔車制造企業(yè)面臨非常大的生存壓力。 (4)電動、混合燃料車依然不會有什么市場，節(jié)能概念、款式新潮的轎車可能成為"賣點"。 (5)雖然有大眾公司這樣的外資廠商決定減少在華投資，但是不會形成群體效應。而非常值得重視的是：日資企業(yè)在華有后發(fā)制人的潛力，并且會在廣州一帶形成日資汽車產(chǎn)業(yè)鏈。 (6)中檔車的價格風險較大，也是市場注意力所在，但是高檔車價格下降空間反而不大，需要密切注意外資在這方面的動向和操作方式。 (7)由于中國市場和生產(chǎn)效率問題乃至貿(mào)易保護主義抬頭，世界汽車業(yè)向中國轉(zhuǎn)移的趨勢并不明顯(區(qū)別與電子、紡織、輕工)。但是，政府將會用極大的努力促使其轉(zhuǎn)移成功，目前處于比較微妙的時期。 (8)關(guān)稅和配額政策的取消效應已經(jīng)被市場消化，在2005年，不一定會出現(xiàn)車價大幅下降的局面。因為消費市場已經(jīng)處于下降狀態(tài)，它不是簡單地用降價手段就能刺激起來的。 (9)汽車大賣場將是行業(yè)內(nèi)第一個破滅的泡沫。 2 夾具的概述 2.1 夾具的發(fā)展趨勢 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。 隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。它主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)發(fā)展通用夾具新品種 通用夾具是使用最廣泛的一種夾具，發(fā)展通用夾具以代替某些專用夾具。內(nèi)容包括以下： ① 發(fā)展高精度通用夾具 ② 廣泛采用高效率通用夾具 ③ 發(fā)展適用于各種類型零件工藝特征的專用夾具 (2)發(fā)展調(diào)整式夾具 調(diào)整式夾具經(jīng)過部分零件的更換和重新調(diào)整組合，即可適應不同工件的加工。適用程度介于通用和專用之間。主要有兩種類型：通用可調(diào)式夾具和調(diào)整式夾具。 (3) 推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具 ① 組合夾具 組合夾具式有一套預先制好的各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸、具有互換性和耐磨性的標準元件與合件所組成。 ② 拼拆夾具 與組合夾具有相同之處，有一系列可多次利用的標準零件與基礎零件，但又采用了部分具有一定專用性的部件，其夾緊部件多采用液壓傳動裝置。 (4)加強專用夾具的標準化和規(guī)格化 強夾具元件的標準化和規(guī)格化，不但能加速生產(chǎn)準備周期，而且也可使夾具的生產(chǎn)由單件轉(zhuǎn)為成批，降低夾具制造成本。因此，可節(jié)省勞動力，縮短生產(chǎn)準備周期。 (5)專用夾具中采用高精度、高效率的夾具 主要滿足高生產(chǎn)率的加工要求，使之有可能采用采用平行或平行先后的加工方法，采用多件的加工方法，以及盡可能縮短或重合輔助時間的方法來壓縮單件工時，提高生產(chǎn)率。 (6)大力推廣和使用機械化及自動化夾具 生產(chǎn)機械化及自動化是技術(shù)革命的中心內(nèi)容，大力推廣和使用機械化及自動化夾具以減少和消除繁重的體力勞動是機械制造中的重要問題。 (7)推廣和發(fā)展擴大機床性能的夾具 具體的有仿形裝置、機床改裝用的各類夾具 (8)采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設計和制造夾具 實踐證明，采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設計和制造夾具，能滿足機械加工中的定位要求，并簡化制造工藝，縮短了生產(chǎn)周期，并能保證零件的加工精度。 2.2 夾具的組成 夾具要起到應有的作用，一般來說應由以下幾部分組成： (1)定位元件 定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾具定位元件直接接觸或相配合。 (2)夾緊裝置 夾緊裝置是使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置。 (3)對刀元件、導向元件 對刀元件、導向元件是指夾具中用于確定（或引導）刀具相對于夾具定位元件具有正確位置關(guān)系的元件，例如鉆套、鏜套、對刀塊等。 (4)聯(lián)接元件 夾具聯(lián)接元件是指用于確定夾具在機床上具有正確位置并與之聯(lián)接的元件，例如安裝在銑床夾具底面上的定位鍵等。 (5)其他元件及裝置 根據(jù)加工要求，有些夾具尚需設置分度轉(zhuǎn)位裝置、靠模裝置、工件抬起裝置和輔助支承等裝置。 (6)夾具體 夾具體是用于聯(lián)接夾具元件和有關(guān)裝置使之成為一個整體的基礎件，夾具通過夾具體與機床聯(lián)接。 以上這些組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件“定準、夾牢” 2.3 夾具的作用與意義 由于專用夾具可以按照工件加工的具體要求進行設計，故可事先采取措施來保證操作的安全。對工件進行機械加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對刀具（或機床）有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動，為此，進行機械加工之前，先將工件裝夾好。 工件的裝夾方法有兩種：一種使工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上；另一種使工件裝夾在夾具上。 采用第一種方法裝夾工件時，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法不需專門裝備，但效率低，一般用于單件或者小批生產(chǎn)。批量較大時，大都采用夾具裝夾工件。用夾具裝夾工件有以下優(yōu)點： (1)保證加工精度，降低人工等級 零件的加工精度，包括尺寸精度，幾何形狀精度和表面相互位置精度三種。實用夾具的最大功用，是保證零件上加工表面的位置精度。例如，在搖臂鉆床上使用鉆夾具加工孔系時，可保證達到0.10～0.20mm的中心距精度，而按劃線找正加工時，僅能保證0.4～1.0mm，而且受到操作技術(shù)的影響，同批零件的質(zhì)量也不穩(wěn)定。 當工件的形狀復雜及精度要求高時，往往不易或不能依靠通用機床及其附件來達到加工要求，因此需要采用專用夾具。 (2)擴大機床工藝范圍 利用機床夾具，能擴大機床的加工范圍，例如，在車床或鉆床上使用鏜?？梢源骁M床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。 (3)提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本 使用夾具后，免除了每件都要找正、對刀等時間，加速工件的裝卸，從而大大減少了有關(guān)工件安裝的輔助時間。特別對那些機動時間較短而輔助時間長的中小件加工意義更大。此外，用夾具安裝還容易實現(xiàn)多件加工、多工位加工、可進一步縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率。 (4)減輕操作的勞動強度，保證安全生產(chǎn) 由于夾具中可以采用擴力機構(gòu)來減小操作的原始力，而且有時還可以采用各種機動夾緊裝置，故可使操作省力，減輕勞動強度。由于專用夾具可以按照工件加工的具體要求進行設計，故可事先采取措施來保證操作的安全。 (5)改變原機床的用途，擴大機床適用范圍 工件的結(jié)構(gòu)形狀時各式各樣的，現(xiàn)在對精度和生產(chǎn)率的要求也越來越高，在某些情況下，原有機床難以適應。為解決這一困難，往往采用專用夾具以擴大機床的適用范圍，實現(xiàn)“一機多用”。在產(chǎn)品更換時，工廠現(xiàn)有的機床設備，有時往往不能適應新產(chǎn)品的要求。為此，可以采用夾具來改變機床的用途。 3 PROE設計環(huán)境的簡述 3.1 PROE設計軟件介紹 Pro/ENGINEER是當今3D CAD/CAM系統(tǒng)的標準軟件，廣泛應用于電子、機械、模具、工業(yè)設計、汽車、航天、家電、玩具等行業(yè)。Pro/ENGINEER集合了零件設計、產(chǎn)品組合、模具開發(fā)、NC加工、鈑金件設計、鑄造件設計、造型設計、逆向工程、自動測量、機構(gòu)仿真、應力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等功能于一體。 Pro/ENGINEER是一個參數(shù)式設計的CAD/CAM系統(tǒng)。參數(shù)式設計就是將零件尺寸的設計用參數(shù)來描述，并在設計修改時通過修改參數(shù)的數(shù)值來更改零件的外形。這項參數(shù)式設計的功能不但改變了設計的概念，并且將設計的便捷性推進了一大步。 Pro/ENGINEER參數(shù)式設計的特性： 單一數(shù)據(jù)庫：Pro/ENGINEER可隨時由3D實體模型產(chǎn)生2D工程圖，而且自動標示工程圖尺寸。不論在3D還是2D圖形上在尺寸修改，其相關(guān)的2D圖形或3D實體模型均自動修改，這樣可確保資料的正確性。由于采用單一數(shù)據(jù)庫，提供了所謂雙向關(guān)連性的功能，正符合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的同步工程。 實體模型：3D實體模型除了可以將用戶的設計思想以最真實的模型在計算機上表現(xiàn)出來之外，借助于系統(tǒng)參數(shù)，用戶還可隨時計算出產(chǎn)品的體積、面積、重心、慣性大小等，以了解產(chǎn)品的真實性，并補足傳統(tǒng)面結(jié)構(gòu)、線結(jié)構(gòu)的不足。用戶在產(chǎn)品設計過程中，可以隨地回掌握以上重點，設計物理參數(shù)，并減少許多認為計算時間。 特征作為設計的單位：Pro/ENGINEER以最自然的思考方式從事設計工作，如孔、開槽、圓角等均被視為零件設計的基本特征，除了充分掌握設計思想之外，還在設計過程中導入實際的制造思想；也正因為以特征作為設計的單元，因此可隨時對特征做合理、不違反幾何的順序調(diào)整、插入、刪除、重新定義等修正動作。 3.2 PRO/E的CAM功能應用 在產(chǎn)品的數(shù)控制造加工編程方面，PRO/ENGINEER軟件提供了強大的數(shù)控編程模塊PRO/NC，該CAM模塊與CAD模塊集成在一起，具有強大的數(shù)控加工編程、后置處理功能。PRO/NC可分別對各種加工機床的各種加工方式進行數(shù)控加工編程，能產(chǎn)生生產(chǎn)過程規(guī)劃，提供參數(shù)化的刀位軌跡生成，估計加工的時間。它所具有的數(shù)控車削，銑削，線切割加工編程功能，支持車削中心，五軸銑削中心和四軸線切割數(shù)控加工編程功能，具備完整關(guān)聯(lián)性，對任何設計更改，能自動生成加工程序和資料。 利用PRO/NC生成的刀具軌跡文件稱為CL DATA（CUTTER LOCATION DATA）通過NC CHECK進行仿真加工檢測切削狀況，提供的VERICAT模擬功能可以模擬材料的去除過程，使用戶對切削過程進行快速校驗和刀具軌跡的優(yōu)化設計提供指導，以預測誤差和干涉過切，產(chǎn)生的CL刀位文件經(jīng)NCPOST或GPOST后置處理產(chǎn)生NC代碼。其提供的后置處理程序能滿足 如FANUC，Heidenhain,Simenses,Mitsubishi,Mazak,Agie和Charmilles等數(shù)控系統(tǒng)，用戶可以通過修改OPTION FILE文件（機床配置文件）和FIL FILE文件（數(shù)控機床系統(tǒng)接口文件），產(chǎn)生合適自有數(shù)控機床系統(tǒng)的后置處理程序，然后進行切削加工。 3.3 設計任務及要求 （1）運用Pro/E軟件建立零件的三維實體模型，并完成工程圖的生成和尺寸的標注； （2）制定零件的加工工藝規(guī)程并編制機械加工工序卡一套； （3）設計其中一道工序的夾具圖紙一套； （4）運用Pro/E軟件實現(xiàn)夾具零件的工裝 3.4 加工環(huán)境介紹 閥體的加工要求有下列數(shù)控設備：車削加工中心，數(shù)控電火花線切割機；以及專業(yè)夾具，修理維護設備和量具等加工設備。零件的加工不需要操作者很強的工藝經(jīng)驗，但需要有數(shù)控加工的基礎，能熟練進行對刀等的操作，懂得維護和調(diào)整機床。 4 閥體零件加工工藝的基本理論 4.1 閥體零件機械技工工藝過程及組成 4.1.1 工藝過程 工藝過程是指直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或者半成品的過程。而在機床上用切削刀具或其他工具加工毛坯或半成品，使其尺寸及形狀發(fā)生變化的過程稱為機械制造工藝過程。通常還把與機械加工有直接關(guān)聯(lián)的輔助工作也包含在機械加工工藝過程中。 機械加工工藝過程中包括以下內(nèi)容： 1.切屑型加工 加工中以產(chǎn)生切屑來切除金屬層而獲得工件或半成品所要求的形狀、尺寸和表面質(zhì)量。它的基本方法是刨（插）削、鉆（鉸、擴、锪）削、銑削、拉（推）削、磨（研、珩、超精加工）削、刮削、點火花加工、電化學加工等。后3中多用于設備、工裝的加工。 2.無屑型加工 有冷壓加工（如滾壓螺紋、活塞銷孔的冷壓加工等）、化學加工 3.輔助型工作 包括檢驗、去毛刺、清洗和涂防銹劑、熱處理、平衡、稱重等。 4.1.2工藝過程的組成 機械加工工藝過程總是由若干個按順序排列的工序組成。而工序又可分為安裝、工位、工步、走刀。 1.工序 是指一個工人或一組工人在一個工作地對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。劃分工序的標志是：機床或工作地是否變動和工作是否連續(xù)。工序是工藝過程的基本組成部分。 2.安裝與工位 在一道工序中，有時工件需要在該設備或工作地上進行幾次裝夾（定位與夾緊）或變動幾個位置，才能連續(xù)完成該工件的全部工作內(nèi)容（如幾個表面的先后加工或粗、精加工）。所以，某些工序可能有幾次安裝或幾個工位。 安裝：工件加工前在機床上（或夾具中）進行定位和夾緊的過程成為安裝。通常把工件經(jīng)一次裝夾后完成一定的工序內(nèi)容稱為一次安裝。 工位：是指為了完成一定的工序部分，在一次裝夾工件后，工件與夾具或設備的可動部分，一起相對于刀具或設備的固定部分，所占據(jù)的每一個位置。機械加工中的主要工位都有相應的刀具和加工表面。 3.工步 是指加工表面（或裝配時的連接表面）和加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。機械加工中一個工序的一個工位上所完成的工序內(nèi)容，有時不是單一的，對其中的加工表面、刀具、切削速度和進給量都不變的那一部分工序內(nèi)容，稱為一工步。若其中至一發(fā)生變化，就應視為另一個工步。 4.走刀 是當工件余量教大，在一個工步中需要進行多次行程來切削，則每次行程的切削稱為一次走刀。多一次走刀，就要增加一部分基本時間和空行程時候，使生產(chǎn)率減低，故在大量生產(chǎn)中，通常用控制毛坯余量和誤差的方法來避免多次走刀。[2] 工藝過程的組成工藝設計時確定的。加工工藝不同，同一零件的工藝過程的組成就不同。 4.2 閥體制造專業(yè)的工藝文件 一、工藝工作和工藝文件 閥體零件的制造一般是在較短的節(jié)拍時間內(nèi)，嚴格按工藝過程完成的。從生產(chǎn)準備到正式生產(chǎn)，都必須有一套完整的、詳細的、各個專業(yè)的工藝文件作依據(jù)。如鑄造、鍛造、機械加工、沖壓、熱處理、焊接、電鍍、油漆、裝配等各種工藝文件。 工藝文件是工藝工作的成果以文件形式確定下來的全部資料的總稱。按其作用可分為工藝規(guī)程和管理用工藝文件兩類。前者是后者的基礎和依據(jù)；后者是前者得以實施的保證。工藝文件按使用階段又分為生產(chǎn)準備用工藝文件、試生產(chǎn)用工藝文件和生產(chǎn)用工藝文件。 （一） 工藝工作的主要內(nèi)容 在閥體制造企業(yè)中，工藝工作始終處于各項工作的核心位置。它對其它技術(shù)工作，管理工作具有導向、協(xié)調(diào)和認可的作用。機械加工工藝工作的主要內(nèi)容可歸結(jié)為： 1.參加產(chǎn)品設計調(diào)研和對產(chǎn)品圖的結(jié)構(gòu)工藝性質(zhì)進行審查、會簽。 2.繪制毛坯圖或?qū)彶?、會簽毛坯廠提供的毛坯圖。 3.工藝的初步設計。編制閥體工藝方案，進行技術(shù)經(jīng)濟分析。這項工作應盡早地結(jié)合產(chǎn)品圖、毛坯圖會簽時進行。一般以詳細的工藝過程卡形式進行，必須對每道工序的時間、投資和主要精度的定位方案三個方面作出估計。 4.工藝的技術(shù)設計。應用尺寸鏈理論確定各工序和加工余量。 5.工藝的施工設計。確定各工序的工藝裝備（夾具、刀具、輔具、量具和檢具），切削用量，時間定額和工序負荷率。所用的工藝文件有：工序卡、典型機床調(diào)整卡、檢驗工序卡、各類工具清單（或草案）和專用工裝、設備設計任務書等。 7.工廠設計。包括新建、擴建、改建工廠（車間、生產(chǎn)線）設計。所用工藝文件有工藝設備平面布置圖和工廠設計說明書，以及有關(guān)工藝文件。 7.日常工藝工作。工序能力測算和驗證；工序穩(wěn)定分析；現(xiàn)場故障和質(zhì)量問題診斷，并提出解決措施；工藝紀律檢查；工藝過程的改進等。 8.其它協(xié)調(diào)工作。廠房、動能、設備和工裝設計的會審、協(xié)調(diào)及會簽，以及施工、安裝調(diào)試的配合、驗收等。 （二） 工藝文件的重要性 1、工藝文件的性質(zhì) 工藝文件是閥體生產(chǎn)中的紀律性文件，有關(guān)人員都應嚴格執(zhí)行，違背工藝文件就是違背工藝紀律，應對其產(chǎn)生的不良后果負責。 工藝文件是帶有決策性的文件，它關(guān)系到企業(yè)的投資效益、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。 制訂工藝文件，一般要經(jīng)過反復調(diào)研，多方案比較，廣泛征求意見等過程。而且要經(jīng)過校核、逐級審批、簽字后方能生效。當然，工藝文件也不是一成不變的，發(fā)現(xiàn)問題，應依照規(guī)定的審批手續(xù)及時修訂、完善。 2．工藝文件的作用 (1)是生產(chǎn)準備的依據(jù) (2)是指導操作的依據(jù)。如刀具調(diào)整、工件安裝、切削用量、工序尺寸、冷切液使用等都必須按工藝文件進行。 (3)是生產(chǎn)組織、管理的依據(jù)。如各個工種人員配備、工時考核、生產(chǎn)計劃、經(jīng)濟核算都一工業(yè)文件規(guī)定的工序為基本單元。 (4)是輔助生產(chǎn)和生產(chǎn)服務的初始依據(jù)。如工具、動能的生產(chǎn)、供應是按照工具一覽表（清單）和工廠設計要求進行的。 (5)是相互交流工藝技術(shù)資料。 5 閥體的分析 5.1 閥體的作用 閥體有兩個Φ26的大孔，稱為壓力油的主流道，兩個Φ26的大孔各與兩個長斜孔相通，然后兩長斜孔分別與Φ3.9和Φ2.6的側(cè)孔相連。由于兩側(cè)孔的直徑不同，所以在相同時間內(nèi)的通過的壓力油的流量不同，因而所產(chǎn)生的液壓力大小不同。通過開啟不同的閥門實現(xiàn)不同的控制。 5.2 閥體的工藝性分析 5.2.1閥體材料的選擇及毛坯成型 材料選用45號鑄鋼，閥體的毛坯采用鑄造成型，鑄造能加強零件的綜合性能，能夠滿足零件的剛度和強度要求。 5.2.2工藝路線的分析及擬訂 對于比較復雜的零件，可以考慮幾個加工方案，分析比較后，從中選出比較合理的加工方案。 （1）選擇定位基準 綜合分析零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求及毛坯的具體情況。選擇閥體的兩個側(cè)面為定位基準。 （2）決定各表面的加工方法，劃分加工階段。 閥體的上端面是與螺栓裝配，下端面是與泵裝配，其表面粗糙度要求1.6，故要采用精銑和磨的加工方法。車4-2.65的環(huán)形槽，用專用車床夾具、割槽刀（2.65）。（見圖5.1）。對于孔的加工，由于最終的孔是Φ26，所以首先先粗鉆Φ19的孔，然后進行擴孔（見圖5.2）。鉆2-Φ12.7的斜孔用專用的鉆夾具Φ12.7的錐柄麻花鉆。鉆小孔時用專用的鉆小孔夾具，Φ2.6和Φ3.9的直柄麻花鉆。車外側(cè)外圓、錐面，用端面車刀和外圓車刀。車頂孔，用專用英制螺紋車刀。 （3）選擇加工設備及刀、夾、量具。 總原則是根據(jù)生產(chǎn)類型與加工要求，使所選擇的機床及工藝裝備既能保證加工質(zhì)量，又經(jīng)濟合理。中批生產(chǎn)條件下，通常采用通用機床加專用工、夾具；大批量生產(chǎn)條件下，多采用高效專用機床、組合機床流水線、自動線與隨行夾具。 圖5.1 局部圖 圖5.2 局部放大圖 （4）擬定工藝路線 從閥體的PROE三維建模，來直觀的分析閥體的工藝加工過程，從而制定工藝路線。 圖5.1 閥體零件圖 由閥體的三維實體可以看出銑上下平面、加工孔、斜孔都需要專用夾具。各以上下平面為基準，粗、精銑上下平面，粗鉆2-Φ20頂孔，然后在擴孔至2-Φ26。在數(shù)孔車床上車螺紋，先加工一個螺紋（這個夾具類似與其中一個鉆孔的夾具）然后在加工另個，這個夾具是個內(nèi)螺紋，固定在車床主軸上，用剛才哪個加工好的螺紋旋進去固定就可以加工另一側(cè)的螺紋。初步的工藝路線制定如下： 1.粗銑下平面 2.粗鉆2-Φ20頂孔 3.粗銑下平面，鏜孔。 4.車螺紋 5.擴孔 6.銑上平面 7.鉆斜孔 8.磨上平面 9.車“ O”形槽 10.鉆孔 11.鉆小孔 對于工序5與6，如果先擴孔再銑上平面，就不利于控制擴孔的深度，所以應當變更5與6的工序順序；對于工序10鉆孔，不應該一次性鉆至通孔，應該從兩端分步進行鉆孔。改進的加工工藝路線制定如下： 1.粗銑下平面 2.粗鉆2-Φ20頂孔 3.粗銑下平面，鏜孔。 4.車外側(cè)螺紋 5.車內(nèi)側(cè)螺紋 6.銑上平面 7.擴孔2-Φ27 8.鉆斜孔 9.磨上平面 10.車“ O”形槽 11.鉆孔（一端鉆Φ12.7±0.13深度43，另一端鉆孔Φ12.7±0.13至通孔） 12.鉆小孔 5.2.3刀具的選擇及切削用量的確定[3] 刀具的選擇 進給量 切削深度 進給次數(shù) 閥體上下兩平面的尺寸為83.8×38.9mm，粗銑下平面時選用Φ50的立銑刀 1.2r/min 1.5 1 粗鉆2-Φ20的頂孔，選用Φ19的柄麻花鉆 0.4mm/min 59 1 粗銑下平面，選用Φ50的立銑刀 650mm/min 1.5 1 粗鏜Φ22.9孔，選用Φ22鏜刀 160mm/min 1 1 精鏜Φ22.9孔，選用Φ22.3鏜刀 160mm/min 0.5 1 車外側(cè)螺紋，45o外圓刀 60mm/min 4 4 車內(nèi)側(cè)螺紋，Φ45外圓車刀 60mm/min 4 4 銑上平面，選用Φ40立銑刀 2mm/r 2 2 擴2-Φ26孔，選用Φ25的內(nèi)空鏜刀 100mm/r 1.55 2 鉆斜孔2-Φ13.7，選用Φ12.7錐柄麻花鉆 1.5mm/r 52 2 平磨上平面，60#磨床砂輪 0.1mm/r 0.18 1 車“O”形槽，選用割槽刀2.65 180mm/min 1.3 1 鉆Φ12.7±0.13的孔，選用12.7錐柄麻花鉆 0.4mm/r 6.5 1 鉆小孔分別為Φ3.9±0.08和Φ2.6±0.08，選用Φ3.9和Φ2.6的直柄麻花鉆 0.1mm/r 6.73 1 6 專用夾具的設計 6.1 設計夾具應該注意的問題 對機床夾具的基本要求是：工件定位正確，定位精度滿足加工要求；工件夾緊牢固可靠；操作安全方便；成本低廉。為此，在設計機床夾具時，應該注意以下一下問題；[4] 1.定位精度 2.夾緊方式 3.結(jié)構(gòu)設計 4.夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強度 5.夾具與機床和刀具的位置關(guān)系 6.操作使用安全 7.結(jié)構(gòu)的工藝性 本夾具的各部件采用45號鋼，能夠滿足剛度和強度的要求 6.2 定位和夾緊方案的確定 根據(jù)加工要求和基準的選擇，確定閥體相鄰的兩個側(cè)面作為定位基準，兩個側(cè)面用側(cè)定位板和單定位板擋住，這兩個定位板上都裝有螺釘頂住閥體的兩個側(cè)面；閥體的上斷面放置在定位塊上。 夾緊方式采用壓板壓住工件，然后用螺母旋緊，使之得以夾緊。在上下、縱向和橫向的自由度得以限制，實現(xiàn)夾緊的目的。 6.3 定位誤差的計算 此夾具以平面作定位基準，兩個面通過3個支撐點與閥體的表面相接觸。下面計算閥體在橫向與縱向方向的定位誤差： 定位圖7.1如下： 圖7.1 定位圖 [5] （55.32-51）×tg0.05 =4.32×0.001454 =0.00728 此誤差在零件精度要求的范圍內(nèi)，符合要求 定位基準的選擇 基準的選擇有如下的原則：[6] （1） 統(tǒng)一基準原則? 應盡可能選擇用同一組精基準加工工件上盡可能多的加工表面，以保證各加工表面之間的相對位置關(guān)系 （2） 互為基準原則? 當工件上兩個加工表面之間的位置精度要求比較高時，可以采用兩個加工表面互為基準反復加工的方法。 （3） 自為基準原則? 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為基準 6.4 螺母的夾緊力 螺母的夾緊力： 螺紋的公稱直徑=16mm 螺紋中徑d2=14.701mm 手柄長度L=190mm 手柄上的作用力10（公斤力） 產(chǎn)生的夾緊力800（公斤力） 查手冊[7] 6.5 鉆模的鉆孔精度計算 系數(shù)值 鉆模精度 概 率 系 數(shù) F K m P 普通精度 0.8 0.5 0.4 0.35 高精度 0.8 0.35 0.4 0.2 ——工件加工尺寸L的偏差 ——鉆模上固定襯套中心位置（毫米）（普通精度的鉆模去±0.05毫米，高精度取±0.02毫米） ——固定襯套孔最大直徑（毫米） ——可換鉆套外圓最小直徑（毫米） ——可換鉆套孔最大直徑（毫米） ——鉆套下面到工件上端面的間隙（毫米） ——鉆套長度（毫米）[8] 0.8×0.020.350.4×0.050.2（20.56-19） 0.1144 詳細尺寸見零件圖 6.6 鉆套的設計 6.6.1鉆套內(nèi)孔直徑的確定： （1）鉆套內(nèi)孔基本尺寸應等于所引導的刀具最大極限尺寸。 （2）由于鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等都是標準定尺寸刀具，故鉆套內(nèi)徑按基軸制選取。如果鉆套所引導的是刀具導向部分（不是切削刀部分），也可以按基孔制選取。 （3）鉆套孔與刀具間應有一定的配合間隙，因此應合理制定引導孔的公差帶。一般鉆孔、擴孔時按F7、粗鉸時按G7、精鉸時按G6。當采用GB1132-73或GB1133-73標準鉸刀鉸H7或H9孔時，則可不必按刀具最大來計算。直接按孔的基本尺寸，分別選用F7或E7作為引導孔的基本尺寸與公差帶。當鉆套引導的刀具的導向部分時，[9] 其公差配合選用： 、、。 根據(jù)以上的原則，這里選鉆套內(nèi)孔孔徑為Φ20.5。其公差配合為 6.6.2鉆套材料的選擇： 鉆套材料的選用，主要從耐磨性考慮，為減少磨損，避免誤差過大，應選擇耐磨材料。經(jīng)過淬火硬度為HRC58～64的CrWMn合金材料符合要求。 6.6.3鉆套與工件間的距離h的確定： 鉆套與工件間的距離h應適當選取。當h太小時，切屑難以自由排出，將加工表面被損壞，甚至折斷鉆頭；當h太大時，將使導向精度降低。h值可按下列公式選?。杭庸よT鐵時，h=(0.3～0.7)d;加工鋼時，h=（0.7～1.5）d；其中d為鉆頭直徑。但在加工斜孔時，為保證起鉆點準確，h值應尺寸取小。[10] 此零件是鑄鋼 h=（0.7～1.5）d h=1.24×20.5=25.42mm。 在此h取25.5mm d—為鉆套的內(nèi)徑 h—為鉆套與工件間的距離 7 夾具的三維建模過程 7.1 鉆套的建模 打開PROE2001 file-new-detail-reature-create-soild-protrusion-revolve-solid-done-one side-done-set up-plane-pick-選front面-okay-top-選top面-done sel-繪制圖7.1-370-done-done-生成圖7.2 圖7.1 草繪圖 feature-creste-cut-extrude-solid-done-oneside-done-makedatum-offset-plane-coord sys-pick-選front-輸入6-done-done-okay-top-選top-繪制圖7.3-done-okay-blind-輸入3-done（切材料Φ18，中心距為24，深度為3） feature-creat-solid-chamfer-edg-45×d-輸入3-done-pick(選出需要導角的邊) feature-creat-cut- revolve solid-done-one side-done- plan-pick-選fron t-okay-top-選top-繪制圖7.4-done-okay-360-done-done 圖7.2 實體圖 圖7.3 草繪圖 圖7.4 草繪圖 圖7.5 實體圖 7.2 墊腳的建模 new-detail-feature-creat-protrusion-extrude-solid-done-oneside-done-plane-pick-選top面-okay-top-選front面-done-blind-done-輸入10-done-done -feature-creat-solid-cut-extrude-soild-done-bothsides-done-plane-pick-選 front-okay-top-選top-繪制圖7.6-okay-thru all-done-done- 圖7.6 草繪圖 生成圖7.7 圖7.7 實體圖 打孔： feature-creat-cut-extrude-solid-done-both-sides-done-plane-pick-選 top-okay-thru all-done-done-done-生成圖7.8[12] 圖7.8 實體圖 7.3 支撐桿的建模 new-detail-feature-creat-protrusion-revolve solid-done-one side-done- plan-pick-okay-top-選top-繪制圖7.9-done-360-done-done-done-d生成7.10 圖7.9 草繪圖 圖7.10 實體圖 7.4 鉆模板的建模 file-new-feature-create-solid-protrusiong-solid-done-oneside-done-plane-pick-okay-top-選top-繪制圖7.11-done-360-done-done-生成圖7.12 file-new-feature-create-solid-protrusion-extrude-soild-done-one side-done-plane-pick-選top面-okay-top-選front-草繪下圖 圖7.11 草繪圖 -done-blind-輸入25-feature-create-solid-cut-extrude-solid-done-oneside -done-make datum-offset-plane-coord sys-pick-選right平面-enter value-25- done-okay-top-plane-pick-front-繪制Φ19-done-okay-blind-done-輸入15-do ne(得到下圖) 圖7.12 實體圖 7.5 定位塊的建模 file-new-feature-create-solid-protrusiong-extrude-solid-done-oneside-done-oneside-done-plane-pick-選front-flip-okay-top-選top-繪制7.13圖-done-blind-done-輸入85-done-create-soild-cut-extrude-solid-done-one side -plane-pick-選front-okay-top-選top-繪制圖7.14-done-done-okay- blind- done-輸入12-done-done creat-solid-cut-extrude-solid-done-done-oneside-done-makedatum-offset-plane-coord sys-pick-enter valude-輸入18-done-done-okay-top-繪制圖7.15 -done-done-okay-blind-done-輸入12-done-done-得圖7.16 creat-solid-cut-extrude-solid-done-done-oneside-done-plane-pick-選top -flip-okay-top-選righ-繪制圖7.17-done-okay-blind-done-輸入15-得底部的M8螺紋孔 creat-solid-cut-extrude-solid-done-done-oneside-done-plane-pick-選底板上平面-畫Ф21的圓(位置尺寸見零件圖)-done-bilnd-輸入20-done-done-生成圖7.18 圖7.13 草繪圖 圖7.14 草繪圖 圖7.15 草繪圖 圖7.16 實體圖 圖7.17 草繪圖 7.18圖 實體圖 7.6 立板的建模 file-new-feature-create-solid-protrusion-extrude-solid-done-both sides-done-plane-pick-選front-okay-top-選top-繪制M12-done feature-creste-cut-extrude-solid-done-oneside-done-makedatum-offset-plane-coord sys-pick-選front-輸入62.5-done-done-okay-top-選top-繪制M12-done-oksy-blind-輸入23-done(得圖7.19) 圖7.19 實體圖 feature-copy-mirror-select-independent-select-plane-pick-front-done feature-create-cut-extrude-solid-done-oneside-done-makedatum-offset-plane-coord sys-pick-選front-輸入62.5-done-done-okay-top-選top-繪制Φ5-done-oksy-blind-輸入25-done 同樣的方法繪制零件另一端的錐銷孔，得到圖7.20 圖7.20 草繪圖 7.7 壓板的建模 file-new-feature-create-solid-protrusion-extrude-solid-done-oneside-done-plane-pick-選front-okay-top-選top-繪制圖7.21-done-blind-done-輸入20-得圖7.22 圖7.21 草繪圖 圖7.22 實體圖 7.8 單定位板的建模 file-new-feature-create-solid-protrusion-extrude-solid-done-oneside-done-plane-pick-選front-okay-top-選top-繪制圖7.23-done-blind-done-輸入8-得圖7.24 圖7.23 草繪圖 圖7.24 實體圖 7.9 底板的建模 file-new-feature-create-solid-protrusion-extrude-solid-done-oneside-done-plane-pick-選front-okay-top-選top-繪制圖7.25-done-blind-done-輸入8 feature-creste-cut-extrude-solid-done-both sides-done-plane-pick-選 right-okay-top-選top-繪制切的幾何圖形-done-done-oksy-thru all-done feature-creste-cut-extrude-solid-done-oneside-done-top-filp-okay-top-選front-繪制2-Ф19、2-Ф11-done-oksy-blind-輸入20-生成圖7.26 圖7.25 草繪圖 圖7.26 實體圖 file-new-part-feature-create-solid-protrusion-extrude-solid-done-oneside-done-plane-pick-選front-okay-top-選top-繪制圖-7.27-done-blind- done- 輸入8-得圖7.28 圖7.27 草繪圖 圖7.28 實體圖 7.10 夾具各部件的工裝 零件裝配的的基本步驟如下：[13] 1. [單擊工具欄新建文件的按鈕] 出現(xiàn)新增對話框，用戶可以選擇下列兩種模式之一： （1） 使用缺省的組件設計模板：在類型選項區(qū)域選組件，輸入組件名稱，直接單 擊確定按鈕，則系統(tǒng)自動產(chǎn)生互相垂直的3個基準平面ASM-FRONT、ASM-RIGH、ASM-TOP及坐標系ASM-DEF-CSYS。如圖7.29所示 圖7.29 對話框 （2） 不使用缺省的組件設計模板：在類型選項區(qū)域組件，輸入組件名稱，取消使用缺省模板選項，單擊確定按鈕，出現(xiàn)如入7.30所始的新文件選項對話框，選用空白選項，單擊確定按鈕。 圖7.30 對話框 2. 在組件命令菜單下選“元件”以進行裝配工作 3. 在元件命令菜單下選“裝配”以調(diào)用一個零件或組件（通稱“零組件” ），零組件在選“裝配”以調(diào)用另一個零件，零組件出現(xiàn)在主窗口內(nèi)，在主窗口右側(cè)則出現(xiàn)元件放置對話框（如圖7.31所示），用以指定零組件裝配約束的類型。 圖7.31 對話框 4. 用戶直接在零組件選取裝配參考幾何，PRO/ENGINEER系統(tǒng)會自動在元件放置對話框的約束選項區(qū)域的種類。用戶持續(xù)選取裝配參考幾何，直至元件放置對話框下放顯示完，在單擊對話框的確定按鈕，即完成零組件的裝配。此外，也可先由元件放置對話框的約束選項區(qū)域選擇適當?shù)难b配約束，然后再于零組件上選取裝配參考幾何。 5. 若需要再進行其他零組件的裝配，則再重復3及4的步驟，進行裝配。 6. 裝配完后，可選視圖/分解將所有零組件分解開來，若要恢復原始、未分解開的組件，則選視圖/取消分解。 圖7.32 工裝圖 裝配是應該注意點、線、面之間的約束，注意相互之間的關(guān)系，裝配約束的類別有11種。匹配、匹配/偏距、對齊、對齊/偏距、插入、坐標系、相切、線上點、曲面上的點、曲面上的邊、自動。 圖7.33 總裝圖 圖7.34 爆炸圖 總 結(jié) 為期兩個多月的畢業(yè)設計已經(jīng)完滿結(jié)束，本次的畢業(yè)設計使我收獲很大，從小的方面來說鍛煉了我的意志和對待實際工作的耐心，培養(yǎng)了我必須具備的素質(zhì)：細心，這是作為設計人員必須具備的素質(zhì)，記?。郝こ黾毣?；加強了我查閱資料的能力。從大的方面來講是對我大學四年所學知識的一次綜合測評，一次綜合運用。當然在大學四年里學的東西畢竟是有限的，而且很多的知識趨于理論方面，和實際的設計還有很大的差別，因此在本次設計過程中碰到很多的問題，這無疑是對我的巨大考驗和挑戰(zhàn)，但是面對困難我沒有退路。 憑著自己大學四年所學習的專業(yè)知識，以及指導老師和同學的幫助，還有從學校圖書館借來的各種設計手冊，使得本次設計得以按時按質(zhì)的完成。當然，設計中必然會存在不少問題，如有關(guān)發(fā)動機的裝配以及氣缸等零件的加工工藝方面的常識性、經(jīng)驗性的問題還有待解決。尤其是發(fā)動機裝配這一點需要特別說明：因氣缸結(jié)構(gòu)所限制，我們只能將主軸軸承裝在氣缸端蓋上，這樣我們在裝配主軸時就會涉及到裝配精度與裝配工藝的問題。這就要求在裝配時花費較多的時間與精力。這也是日后我們進行結(jié)構(gòu)改進時首要考慮的地方。 我對本次設計進行了如下簡單的總結(jié)： 1. 如何進行設計計劃，包括學習計劃和繪圖計劃：①圖層（便于整體修改）②顏色（要少） 2. 保證設計質(zhì)量，可以學習相關(guān)的知識，借鑒以前的工程，向老師咨詢等；對需要計算的布置認真對待，對按照經(jīng)驗布置的要參考以往的經(jīng)驗，在滿足要求的條件下，用創(chuàng)新思維進行改進；還必須具備細心的素質(zhì)和積極活躍的思維。 3. 減少返工，設計過程中要細心，從頭到尾再做一遍。 本次畢業(yè)設計使我進一步懂得了設計的步驟和思路，提高了我的綜合設計能力。 參考文獻 [1].侯家駒主編.汽車制造工藝學.北京:機械工業(yè)出版社,1991 [2].劉朝儒、彭福蔭、高政一主編.機械制圖.北京:高等教育出版社,2000 [3].張建中主編.機械設計基礎.江蘇：中國礦業(yè)大學出版社，2001 [4].東北重型機械學院主編.機床夾具設計手冊.上海:科學技術(shù)出版社,1979 [5].李洪主編.機械加工工藝手冊.北京:出版社,1990 [6].《機械設計手冊》聯(lián)合組組編.機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社第二版，1989 [7].王紹俊主編.機械制造工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1984 [8].孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊第一卷.北京：機械工業(yè)出版社，1991 [9].K.Vafai,w.wang.Analysis of heat transfer chatacteristics of an asymmetrical flat plate heat pipe.Int.J.Heat Pipe.int Heat MassTransfer 1992(35):1027-1125 [10].T.P.Cotter.Principles and properties of micro heat pipes.proc 5th Int . heat pipe Conf., Tsukuba,Japan,1984:257-289. 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