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編 號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目：內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及 系列夾具設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專(zhuān) 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923169 學(xué)生姓名： 何巍巍 指導(dǎo)教師： 張大駿 （職稱(chēng)：高級(jí)工程師 ） （職稱(chēng)： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書(shū) 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 內(nèi)燃機(jī)后油 封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指 導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 94 學(xué) 號(hào)： 0923169 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú) 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專(zhuān) 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書(shū) 一、題目及專(zhuān)題： 1、題目 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì) 2、專(zhuān)題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 課題來(lái)源：廣西玉林柴油機(jī)廠提供圖紙委托無(wú)錫市宏業(yè)機(jī)電配件廠 加工的柴油機(jī)零件,無(wú)錫市宏業(yè)機(jī)電配件廠提供相關(guān)資料 選題依據(jù)： 1、零件生產(chǎn)用圖 2、零件材料 3、年產(chǎn)量（10 萬(wàn)件/年） 4、該廠生產(chǎn)條件狀況 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1．滿足零件設(shè)計(jì)的加工精度； 2．零件加工的工藝過(guò)程卡片及各工序的工序卡片(包括相關(guān)編程)； 3．主要機(jī)械加工工序的夾具總裝配圖及主要零件圖(不少于折合 0 號(hào)圖紙 3 張),專(zhuān)用夾具不少于 3 副； 4．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（不少于一萬(wàn)字）必須有相關(guān)的計(jì)算和說(shuō)明； 5．專(zhuān)業(yè)外語(yǔ)文獻(xiàn)翻譯不少于一萬(wàn)字符 。 II 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 94 班 姓名 何巍巍 五、開(kāi)始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所 長(zhǎng)〕 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì)。其 主要內(nèi)容包括后油封蓋的零件分析、加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)等三大主要部分。 本論文中對(duì)零件進(jìn)行了詳細(xì)分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)零件加工要求進(jìn)行分析，最終確定 毛坯材料，選擇定位基準(zhǔn)，并留出適當(dāng)?shù)募庸び嗔?。綜合分析制定出零件加工工藝路線。 得到工藝路線后，需要對(duì)工藝路線中的具體參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算加工余量，計(jì)算切削用 量，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇機(jī)床，此外還計(jì)算了加工過(guò)程中的輔助時(shí)間。 設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具需要做設(shè)計(jì)前的研究工作、確定總體方案（研究和計(jì)算定位誤差、確 定和計(jì)算夾緊力） 、編制夾具體圖及裝配圖。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)主要是擬定工藝路線和 工藝計(jì)算。擬定工藝路線要充分考慮實(shí)際情況，盡可能的節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率。 工藝的計(jì)算需要計(jì)算工序加工、確定機(jī)床型號(hào)和計(jì)算動(dòng)作時(shí)間及輔助時(shí)間。 關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)；加工余量；工藝計(jì)算 IV Abstract The graduation design topic is internal-combustion engine rear oil seal seat. The main contents include the analysis of the components, technical process design and special fixture design, the three main parts. This thesis of parts are analyzed in detail,On the basis of the parts processing requirements analysis,Ultimately determine the blank material, choose the locating datum, and stay out of the appropriate machining allowance. Comprehensive analysis and formulates the components processing technological route. Get process, need to process in the specific parameters are calculated, calculate the machining allowance, cutting parameters, and according to the calculation results the select tool, also calculated during the processing of the auxiliary time. Special jig design main steps have design the preparing work before, overall scheme of the sure (positioning error analysis and calculation and clamping force and the determination of calculation), rendering the assembly drawing fixture and fixture drawing. The focal point of design process regulation is mainly develop process route and process calculation. Process route worked fully consider the actual situation, as far as possible to save the production cost, improve the productivity. Process calculation mainly includes process calculation, machine tool selection and mobile time and auxiliary time calculation. Keywords: Process planning; Special jig design;Machining allowance;Process calculation V 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................III ABSTRACT ..................................................................................................................................IV 1 緒論 .............................................................................................................................................1 1.1 本課題研究的內(nèi)容及意義 ....................................................................................................1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 ................................................................................................................1 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 ............................................................................................................1 2 零件的分析 .................................................................................................................................2 2.1 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋的作用 .......................................................................................................2 2.2 零件的工藝分析 ...................................................................................................................2 3 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .................................................................................................5 3.1 確定零件生產(chǎn)類(lèi)型及毛坯的制造形式 ...............................................................................5 3.2 零件材料的選擇 ...................................................................................................................5 3.3 基準(zhǔn)的選擇 ...........................................................................................................................6 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .................................................................................................................................6 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 .................................................................................................................................7 3.4 擬定工藝路線 .......................................................................................................................7 3.4.1 零件各表面加工順序的確定 ......................................................................................................7 3.4.2 工序的組合 .....................................................................................................................................8 3.4.3 零件工藝路線方案的對(duì)比 ..........................................................................................................8 3.4.4 零件工藝路線方案的分析與選擇 ..........................................................................................10 3.4.5 零件機(jī)械加工余量確定 ............................................................................................................10 3.5 各工序所需機(jī)床及工藝裝備的選擇 .................................................................................10 3.5.1 機(jī)床的選擇 ....................................................................................................................................10 3.5.2 工藝裝備的選擇 ...........................................................................................................................10 3.6 工藝計(jì)算 .............................................................................................................................11 3.6.1 后表 面 ............................................................................................................................................12 3.6.2 前表面 ............................................................................................................................................13 3.6.3 底平面 ............................................................................................................................................20 4 夾具設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................23 4.1 機(jī)床夾具的概述 .................................................................................................................23 4.1.1 夾具的組成 ...................................................................................................................................23 4.1.2 機(jī)床夾具的功能 ..........................................................................................................................23 4.1.3 機(jī)床夾具需要滿足的要求 ........................................................................................................24 VI 4.2 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋系列夾具設(shè)計(jì) .........................................................................................24 4.2.1 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋系列夾具的技術(shù)要求 .................................................................................24 4.2.2 設(shè)計(jì)夾具的選擇 ..........................................................................................................................26 4.2.3 鉆孔專(zhuān)用夾具 ...............................................................................................................................26 4.2.4 車(chē)內(nèi)外圓專(zhuān)用夾具......................................................................................................................28 4.2.5 銑底平面專(zhuān)用夾具......................................................................................................................30 4.3 專(zhuān)用夾具的配合公差 .........................................................................................................32 4.4 定位誤差的分析與計(jì)算 .....................................................................................................32 4.4.1 定位誤差的分析 ..........................................................................................................................32 4.4.2 定位誤差的計(jì)算 ..........................................................................................................................34 4.5 夾緊力的的分析與計(jì)算 ......................................................................................................36 5 結(jié)論與展望 ...............................................................................................................................38 5.1 結(jié)論 .....................................................................................................................................38 5.2 不足之處及未來(lái)展望 .........................................................................................................38 致 謝 .........................................................................................................................................39 參考 文獻(xiàn) .......................................................................................................................................40 附 錄 ...........................................................................................................................................41 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 本課題研究的內(nèi)容及意義 本課題研究的內(nèi)容是：內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì)。在 機(jī)械行業(yè)，機(jī)床夾具是不可缺少的重要工具，能確保機(jī)床加工質(zhì)量、提升生產(chǎn)率、降低 生產(chǎn)成本、使勞動(dòng)強(qiáng)度降低、能夠使生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，專(zhuān)用夾具的采用還能增加機(jī) 床的作用及使機(jī)床的使用價(jià)值擴(kuò)大，因此，系列夾具在機(jī)械行業(yè)的價(jià)值無(wú)可估量，專(zhuān)用 夾具的采用成為大批量機(jī)械加工生產(chǎn)不可或缺的條件之一。 近些年來(lái)，隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代或加工 設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工的指導(dǎo)方法發(fā)生了重大變革，夾具的功能已經(jīng)從過(guò) 去的裝夾、定位、引導(dǎo)刀具，轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設(shè)備加工功能的廣大化。 給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件， 在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智 能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝 著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 目前，夾具仍是機(jī)械加工中不可或缺的四大工具(刀具、夾具、量具、模具)之一。專(zhuān) 用夾具的生產(chǎn)制造業(yè)正在成為一個(gè)與機(jī)床業(yè)聯(lián)系密切的小行業(yè)。 ，現(xiàn)在，中、小批多品種 生產(chǎn)的工件品種已占工件種類(lèi)總數(shù)的 85％左右。由于現(xiàn)今的機(jī)械加工需要企業(yè)更新?lián)Q代 現(xiàn)有的產(chǎn)品線，才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)。但是，大多數(shù)企業(yè)都仍還是習(xí)慣于使用專(zhuān) 用夾具，此外，在產(chǎn)品線眾多的企業(yè)中，每隔 2~3 年就要換 60~70％的專(zhuān)用夾具，而夾具 磨損量只占到 10~20％。近幾年，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造技術(shù)等新加 工技術(shù)大量使用，對(duì)機(jī)床夾具提出了以下新的要求： 1）可以方便快速地投產(chǎn)新產(chǎn)品，大大減少了生產(chǎn)周期，減少了生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5）采用液動(dòng)、電動(dòng)等夾緊裝置，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 1） ．滿足零件設(shè)計(jì)的加工精度； 2） ．零件加工的工藝過(guò)程卡片及各工序的工序卡片(包括相關(guān)編程) ； 3） ．機(jī)械加工工序的夾具總裝配圖及主要零件圖( 不少于折合 0 號(hào)圖紙 3 張),專(zhuān)用夾 具不少于 3 副； 4） ．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（不少于一萬(wàn)字）必須有相關(guān)的計(jì)算和說(shuō)明； 5） ．專(zhuān)業(yè)外語(yǔ)文獻(xiàn)翻譯不少于一萬(wàn)字符 。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 2 零件的分析 2.1 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋的作用 內(nèi)燃機(jī)后油封座作為內(nèi)燃機(jī)機(jī)曲軸主軸承油封的支承件，在后油封蓋上裝上油封后， 再用螺栓將其與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體的前后蓋板進(jìn)行聯(lián)接，即可完成內(nèi)燃機(jī)箱體的密封，防止機(jī) 體內(nèi)油的泄露。后油封蓋的結(jié)構(gòu)要求簡(jiǎn)單，并能可靠安裝固定，內(nèi)外圓保持一定同軸度， 安裝端面與孔保持一定的垂直度。 2.2 零件的工藝分析 圖 2.1 內(nèi)燃機(jī)后油封座 Solidworks 零件圖 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì) 3 圖 2.2 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋零件圖 如上圖2.1Solidworks零件圖和上圖 2.2所示，該內(nèi)燃機(jī)后油封蓋的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需 要加工表面多，其主要加工表面可以分為三個(gè)部分，如下圖2.3所示： 圖 2.3 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋加工部位示意圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 7° 9°45534-6,52-15A AB A 圖2.4 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋毛坯圖 （1）前表面、7×Φ9 的孔和1×Φ8.5 的孔所在表面： 這一組加工面包括：前表面，7×Φ9孔，1×Φ8.5 孔，8×1.9小臺(tái)階，Φ135.64深 12.7、Φ125深 17的內(nèi)圓，Φ141 深11.6的外圓； （2）后表面： 這一組加工面包括：后表面，高度20.6的端面； （3）底端面： 這一組加工面包括：底平面,高度95.25的平面,底端面，2×M10-6H的螺紋孔。 以上各組加工面的技術(shù)要求如下： （1）表面粗糙度要求為Ra6.3，有平面度要求，Φ9孔的位移度要求為0.25，孔Φ9的 尺寸精度要求為9 ，Φ8.5孔的位移度要求為0.25，小臺(tái)階的高度1.9±0.1平面度0.1，內(nèi)0.25? 圓Φ125 Φ135.64 深度14，倒角，外圓141 深度11.6；0.1??.? 0.38? （2）表面粗糙度要求為Ra6.3，端面的高度20.6 ；.17? （3）表面粗糙度要求為Ra6.3，端面的高度95.25± 0.05 平面度0.15，螺紋孔的精度 要求為6H，孔內(nèi)表面粗糙度要求為Ra16.3 ，M10-6H的螺紋孔位移度要求0.25。 由以上可以分析，對(duì)于這三組加工表面來(lái)講，可以先選擇其中一組加工表面進(jìn)行加 工，然后再以加工過(guò)的表面為基準(zhǔn)，加工其他三組表面，并保證他們之間的相互位置精 度。 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì) 5 3 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 確定零件生產(chǎn)類(lèi)型及毛坯的制造形式 年產(chǎn)量為10萬(wàn)件，因此該零件屬于大批量生產(chǎn)。 由于是大批量生產(chǎn)，因此采用壓鑄鋁制造毛坯。鑄造是金屬冶煉加工的一種工 藝，通常是利用金屬的重力在模具中進(jìn)行澆鑄。但"壓鑄鋁"不是靠重力完成的,而是 施加了一定壓力。有點(diǎn)類(lèi)似"注塑"。但它有一套技術(shù)含量較高的抽芯，冷卻等系統(tǒng)。 總的來(lái)說(shuō),都是通過(guò)一個(gè)集中入口將材料送到要鑄"注"造的型腔內(nèi),形成零件。 壓鑄鋁優(yōu)點(diǎn)： 1）產(chǎn)品質(zhì)量好、鑄件尺寸精度高、表面光潔度好、強(qiáng)度和硬度較高、尺寸穩(wěn)定，互 換性好；可壓鑄鋁薄壁復(fù)雜的鑄件； 2）可提高生產(chǎn)效率、提升機(jī)器生產(chǎn)率、壓鑄鋁的壽命長(zhǎng)、機(jī)械化和自動(dòng)化更能達(dá)到； 3）經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)良：由于壓鑄鋁件尺寸精確，表泛光潔等優(yōu)點(diǎn)。一般不再進(jìn)行機(jī)械加 工而直接使用或加工量很小，所以既提高了金屬利用率，又減少了大量的加工設(shè) 備和工時(shí)；鑄件價(jià)格便宜；可以采用組合壓鑄鋁以其他金屬或非金屬材料，既節(jié) 省裝配工時(shí)又節(jié)省金屬。 壓鑄鋁缺點(diǎn)： 1）壓鑄鋁時(shí)由于液態(tài)金屬充填型腔速度高，流態(tài)不穩(wěn)定，故采用一般壓鑄鋁法，鑄 件易產(chǎn)生氣孔，不能進(jìn)行熱處理； 2）對(duì)內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件，壓鑄鋁較為困難 3）高熔點(diǎn)合金（如銅，黑色金屬），壓鑄鋁型壽命較低； 4）不宜小批量生產(chǎn)，其主要原因是壓鑄鋁型制造成本高，壓鑄鋁機(jī)生產(chǎn)效率高，小 批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。 3.2 零件材料的選擇 鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過(guò)優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型 材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量?jī)H次于鋼 [12]。 鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類(lèi)： 1）變形鋁合金能承受壓力加工?？杉庸こ筛鞣N形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。主要用于制 造航空器材、建筑用門(mén)窗等。 形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處 理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過(guò)熱處理來(lái)提高機(jī)械性能，只能通過(guò)冷 加工變形來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等。 可熱處理強(qiáng)化型鋁合金可以通過(guò)淬火和時(shí)效等熱處理手段來(lái)提高機(jī)械性能，它可分 為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 2）鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金，鋁鋅合金和鋁稀 土合金，其中鋁硅合金又有過(guò)共晶硅鋁合金，共晶硅鋁合金，單共晶硅鋁合金，鑄 造鋁合金在鑄態(tài)下使用。 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋材料選用 ZL108，材料名稱(chēng)為 ZAlSi12Cu1Mg1，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T 1173-1995。 ZL108 具有可熱處理強(qiáng)化，具有較高的室溫和高溫力學(xué)性能。該合金密度下，熱 脹系數(shù)低 ，耐熱性好。其鑄造工藝性能優(yōu)良，無(wú)熱裂傾向，氣密性高，線收縮小， 但有較大的吸氣傾向，切削加工性較差。且需要變質(zhì)處理。 化學(xué)成份： 硅 Si：11.0-13.0 銅 Cu ：1.0-2.0 錳 Mn: 0.3-0.9 鎂 Mg：0.4-1.0 鋁 Al：余量 鐵(金屬型鑄造)：0.000～ 0.700 鋅 Zn：≤0.2(雜質(zhì)) 鈦 Ti：≤0.20(雜質(zhì)） 鎳 Ni:≤0.3（雜質(zhì)） 錫 Sn ：≤0.01(雜質(zhì)) 鉛 Pb：≤0.05(雜質(zhì)) 注：雜質(zhì)總和:（金屬型鑄造)≤1.2 3.3 基準(zhǔn)的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中重要的工作之一?；鶞?zhǔn)是機(jī)械制造中應(yīng)用得十分廣泛 的概念，用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn)、線和面。 定位選擇得正確與合理，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)法正進(jìn)行。 選擇定位基準(zhǔn)的基本方法 1）選擇最大尺寸的表面為安裝面（限制 3 個(gè)自由度） ，選擇最長(zhǎng)距離的表面為導(dǎo)向面 （限制 2 個(gè)自由度） ，選擇最小尺寸的表面為支承面（限制 1 個(gè)自由度） 。 2）首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度。因?yàn)樵诩庸ぶ?，保證空間位 置精度有時(shí)要比尺寸精度困難得多。 3）應(yīng)盡量選擇零件上有重要位置精度關(guān)聯(lián)的主要表面為定位基準(zhǔn)，因?yàn)檫@樣的表面 是決定該零件其他表面的基準(zhǔn)，也是主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 4）定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于夾緊，在加工過(guò)程中穩(wěn)定可靠。 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 在選用粗基準(zhǔn)時(shí)要考慮如何保證各個(gè)加工面有足夠的余量，如何保證各個(gè)表面之間 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì) 7 的相互位置精度和自身的尺寸精度。因此，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： 1）選擇零件上加工余量小的、較準(zhǔn)確的、表面質(zhì)量較好的、面積較大的毛面作為粗 基準(zhǔn)。因此，不應(yīng)選擇有毛刺的分型面等作基準(zhǔn)。 2）選擇零件上的重要基準(zhǔn)面作為粗基準(zhǔn)，因?yàn)橹匾砻嬉话愣家笥嗔烤鶆颉?3）選擇零件上的不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，這樣可以保證加工表面和不加工表面之 間的相對(duì)位置要求，同時(shí)可以在一次安裝下加工更多的表面。 5）選擇零件上加工面積大，形狀復(fù)雜的表面作為粗基準(zhǔn)，以使定位準(zhǔn)確、夾緊可靠， 夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。 4）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。因?yàn)榇只鶞?zhǔn)為毛面，定位基準(zhǔn)位移誤差較大，如重復(fù) 使用，將造成較大的定位誤差，不能保證加工要求。因次，在制定工藝規(guī)程時(shí)，第一道 工序、第二道工序一般都是為了加工出精基準(zhǔn)。 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 主要就考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。根 據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則，選擇精基準(zhǔn)時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，即在可能的情況下， 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，并保證工件的定位誤差較小以及加工精度， 同時(shí)還應(yīng)使加工過(guò)程操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則： 1）基準(zhǔn)重合 盡量選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，這樣就沒(méi)有基準(zhǔn)不重合誤差。有時(shí)出于加工工藝的合 理要求，需要選擇非設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一（一次安裝） 為了減少夾具類(lèi)型和數(shù)量，或?yàn)榱诉M(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，在零件的加工過(guò)程中，對(duì)于多個(gè) 加工工序，選擇統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一（一次安裝）和有關(guān)工序所使用的夾具結(jié)構(gòu) 大體上統(tǒng)一，降低了工裝設(shè)計(jì)和制造成本。同時(shí)多數(shù)表面采用同一基準(zhǔn)進(jìn)行加工，避免 基準(zhǔn)面轉(zhuǎn)換而帶來(lái)的誤差。在生產(chǎn)線上，使用統(tǒng)一基準(zhǔn)使各個(gè)工序定位簡(jiǎn)單一致。 3）互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)某些表面相互位置精度要求較高時(shí)，這些表面又可以互為基準(zhǔn) 反復(fù)加工，以不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，保證這些表面之間的位置精度。 4）自為基準(zhǔn)原則 對(duì)于精度要求很高的表面，如果加工時(shí)要求其余量很小而均勻時(shí)， 可以以加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。 其中，基準(zhǔn)統(tǒng)一原則最為重要，使用統(tǒng)一的基準(zhǔn)，可以簡(jiǎn)化工藝過(guò)程和夾具設(shè)計(jì)， 能在一次裝夾中加工多個(gè)表面?？梢员ＷC個(gè)加工表面間的相互位置精度可以減少工裝設(shè) 計(jì)制造的費(fèi)用，提高生產(chǎn)效率，并可以避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換造成的誤差。 根據(jù)以上定位基準(zhǔn)的原則，以及內(nèi)燃機(jī)后油封座的具體結(jié)構(gòu)，確定基準(zhǔn)如下：以后表 面、上表面以及底平面作為基準(zhǔn)加工出后表面這個(gè)重要表面，同時(shí)加工出這個(gè)表面上的 孔，然后都以這個(gè)表面和上面的孔定位加工出其他表面和孔。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 3.4 擬定工藝路線 3.4.1 零件各表面加工順序的確定 1）機(jī)械加工順序的安排 根據(jù)機(jī)械加工順序安排時(shí)應(yīng)遵循的原則，考慮到零件件的具體特點(diǎn)，可以先加工后端 面和零件上的 8 個(gè)孔，然后都以一面兩孔定位，加工出其他的面和孔。 2）熱處理工序的安排 由于毛坯為壓鑄件，鑄件應(yīng)經(jīng)固溶處理加完全人工時(shí)效處理，另外，還須進(jìn)行變質(zhì)處 理。 3）輔助工序的安排 在零件機(jī)械加工結(jié)束后，進(jìn)行人工去毛刺處理。 3.4.2 工序的組合 制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì) 量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮 采用通用機(jī)床配以志用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效 果，以便降低生產(chǎn)成本。 在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)條件，為了盡 可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個(gè)表面，以便于保證高的表面相互位 置精度，考慮使用通用機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并采用工序集中的原則來(lái)組合工序。 加工順序就是指工序的排列次序，加工順序?qū)ΡＷC加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本有著重要 的作用，一般考慮一下原則： 1）先基準(zhǔn)后其他 零件的前幾道工序應(yīng)安排加工精基準(zhǔn)，然后用精基準(zhǔn)來(lái)加工其他表面。 2）先粗加工后精加工 整個(gè)零件的加工工序應(yīng)是粗加工在前，然后半精加工、精加工以及光整加工。這樣 可以避免由于工件受力變形而影響加工質(zhì)量，也避免了精加工表面受到損傷等。 3）先加工平面，后加工內(nèi)孔 先加工主要表面后加工次要表面，即作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工。然后對(duì)精度要 求高的主要表面進(jìn)行粗加工、半精加工，并穿插一些次要表面的加工，然后進(jìn)行各表面 的精加工。要求高的主要表面的精加工安排在最后進(jìn)行，這樣避免已加工表面在運(yùn)輸過(guò) 程中的碰傷或刮傷。 根據(jù)以上的原則，以及在一些相關(guān)資料中查找的數(shù)據(jù)，制定零件工藝路線。 3.4.3 零件工藝路線方案的對(duì)比 零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度 的要求，另外還需要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性方面的要求，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種加工方法 的特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求，慎重決定。 該毛坯經(jīng)鑄造成型，其各表面加工方法，如表 3-1 所示： 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì) 9 表 3-1 工藝路線方案一 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 10 毛坯 壓鑄 20 去毛刺 手工打毛刺 30 拋丸 拋丸 40 車(chē)后端面 高度 20 mm0.15?? 50 鉆孔 7-Φ9mm Φ8.5mm 60 銑小臺(tái)階 1.9 mm 平面度 0.10.67?? 70 車(chē)內(nèi)圓 Φ125 mm 深 17mm、Φ135.64 深 12.7mm .30 0.5?? 倒角 80 車(chē)外圓 Φ141mm 深 11.6mm0.1465? 90 銑底平面 95.25mm±0.05 平面度 0.05 100 鉆底孔 2-Φ10mm 中心距 66mm 孔深 24mm 110 攻牙 2-M10-6H 深度 17mm 120 尺寸全檢 檢查內(nèi)外圓、中心高度 130 清洗 用空氣機(jī)吹、清洗機(jī)洗 140 打包入庫(kù) 考慮到機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)性,提出了第二種工藝路線方案,如表 3-2 所示: 表 3-2 工藝路線方案二 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 10 毛坯 壓鑄 20 去毛刺 手工打毛刺 30 拋丸 拋丸 40 車(chē)后端面、外圓、內(nèi)圓 高度 20 mm、Φ125 mm 深 17mm、0.15??0.63?? Φ135.64 深 12.7mm、Φ141 mm.0.14065 深 11.6mm 50 鉆孔 7-Φ9mm Φ8.5mm 60 銑小臺(tái)階 1.9 mm 平面度 0.10.67?? 70 銑底平面 95.25mm±0.05 平面度 0.05 80 鉆底孔 2-Φ10mm 中心距 66mm 孔深 24mm 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 90 攻牙 2-M10-6H 深度 17mm 100 尺寸全檢 檢查內(nèi)外圓、中心高度 110 清洗 用空氣機(jī)吹、清洗機(jī)洗 120 打包入庫(kù) 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)工藝過(guò)程卡和工序卡。(詳見(jiàn)附錄) 3.4.4 零件工藝路線方案的分析與選擇 工藝路線方案一的優(yōu)點(diǎn)在于定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，都采用一面兩孔定位方案,大大簡(jiǎn)化了夾 具設(shè)計(jì)的難度,對(duì)于成品零件的檢測(cè)也有益處,同時(shí),使得車(chē)間管理變得簡(jiǎn)單。 而工藝路線方案二的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)優(yōu)化夾具設(shè)計(jì)，將車(chē)端面、外圓、內(nèi)圓的工序都 由同一道工序完成，簡(jiǎn)化了工藝步驟，最重要的是，減少了一臺(tái)機(jī)床的使用，提高了工 廠的經(jīng)濟(jì)性。 綜合以上兩個(gè)工藝路線方案的優(yōu)缺點(diǎn)和難易程度，我決定采用工藝路線方案一來(lái)加 工此內(nèi)燃機(jī)后油封蓋零件。 3.4.5 零件機(jī)械加工余量確定 在確定工序尺寸時(shí)，首先要確定加工余量。正確確定加工余量對(duì)于工廠具有非常重要 的意義。若毛坯的余量過(guò)大，浪費(fèi)材料勢(shì)必增加生產(chǎn)的成本；反之若余量過(guò)小，使毛坯 制造困難，同樣增加成本，余量太小也不能保證零件的加工精度，增加零件的報(bào)廢率從 而增加生產(chǎn)成本。因此余量過(guò)小、過(guò)大對(duì)機(jī)械加工都會(huì)帶來(lái)不利的影響。 通過(guò)查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 4-25、表 4-26、表 4-27、表 4-32、表 4- 35 確定各工序加工余量如下： 表 3-3 加工余量明細(xì)表 工序號(hào) 工序內(nèi)容 加工余量 Z 40 車(chē)后端面 1 50 鉆 Φ8.5 孔鉆 Φ9 孔 0.10.1 60 銑小臺(tái)階 0.15 70 車(chē)內(nèi)圓 2 80 車(chē)外圓 1.9 90 銑底平面 1.5 100 鉆 Φ10 孔 5 3.5 各工序所需機(jī)床及工藝裝備的選擇 3.5.1 機(jī)床的選擇 選擇機(jī)床時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面： 1） 機(jī)床的加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)。 2） 機(jī)床的工作精度應(yīng)與工序的精度要求相適應(yīng)。 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì) 11 3） 機(jī)床的生產(chǎn)效率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)。 4） 選擇機(jī)床時(shí)，要充分考慮車(chē)間現(xiàn)有機(jī)床情況，盡可能采用現(xiàn)有機(jī)床或?qū)ΜF(xiàn)有機(jī)床進(jìn) 行升級(jí)改裝。 3.5.2 工藝裝備的選擇 (1） 夾具的選擇 在單件小批量生產(chǎn)過(guò)程中，盡可能采用通用型夾具和組合夾具，在大量生產(chǎn)中應(yīng)按 工序加工的具體情況設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。 （2） 刀具的選擇 刀具的選擇主要需考慮工序所采用的加工方法、加工零件的尺寸、工件的材質(zhì)、加 工所需精度和表面粗糙度要求、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性等，通常應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，有時(shí)選用 高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具及其它專(zhuān)用刀具。 （3） 檢具的選擇 檢具的選擇主要根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型和加工精度。在單件、小批生產(chǎn)中，應(yīng)盡量采用通用 檢具、量?jī)x。在大批量生產(chǎn)中應(yīng)選用各種量規(guī)和精度的檢驗(yàn)儀器和檢具等。 （4） 本工件所需的機(jī)床和工藝裝備 由于該機(jī)座生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 10 萬(wàn)件屬于大批量生產(chǎn)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要 求，盡量選用通用機(jī)床和專(zhuān)用夾具較為合適。 各工序所用的機(jī)床及工藝裝備確定見(jiàn)表 3-4： 表 3-4 各工序所用的機(jī)床及工藝裝備 工序號(hào) 設(shè)備 工藝裝備 10 壓鑄機(jī) 壓鑄機(jī) 30 拋丸機(jī) 拋丸機(jī) 40 數(shù)控車(chē)床 CJK6136D 專(zhuān)用車(chē)夾具、直頭焊接式端面車(chē)刀 50 加工中心 專(zhuān)用鉆夾具、麻花鉆、游標(biāo)卡尺 60 銑床 XA6132 專(zhuān)用銑夾具、高速鋼圓柱形銑刀、深度尺、絲表、 平板 70 數(shù)控車(chē)床 CJK6136D 專(zhuān)用車(chē)夾具、直頭焊接式端面車(chē)刀、內(nèi)徑量表、深 度尺、游標(biāo)卡尺 80 數(shù)控車(chē)床 CJK6136D 專(zhuān)用車(chē)夾具、直頭焊接式端面車(chē)刀、外徑千分尺、 深度尺、游標(biāo)卡尺 90 銑床 XA6132 專(zhuān)用銑夾具、高速鋼圓柱形銑刀、千分尺、塞尺 100 搖臂鉆床 專(zhuān)用鉆夾具、麻花鉆、卡尺 110 攻絲機(jī) 攻絲機(jī)、螺紋規(guī) 130 空氣機(jī)、清洗機(jī) 3.6 工藝計(jì)算 加工工藝路線制定完成之后，為了能達(dá)到加工工藝路線中的要求，有必要對(duì)每個(gè)工序 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 進(jìn)行切削用量的計(jì)算，選擇合適的機(jī)床，并在此基礎(chǔ)上編制工藝過(guò)程卡、工序卡，使整 個(gè)加工過(guò)程有章可循，最大限度地節(jié)省費(fèi)用，降低工時(shí)，提高生產(chǎn)效率。 下面詳細(xì)說(shuō)明本設(shè)計(jì)中的一些工藝參數(shù)的計(jì)算過(guò)程。 3.6.1 后表面 3.6.1.1 車(chē)后端面 （1）工序加工計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表10-1，車(chē)削ZL108毛坯，選擇YT5硬質(zhì)合金。 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 10-6 及 10-7 得，選擇帶圓形卷屑槽倒棱的前刀 面 kr=45°，k’ r =10°， =8°， =12°， =0°， =1.0， =-5°，b r1=0.4mm，卷o?o?s?r?1o? 屑槽尺寸為 rbn=5mm， =2mm，c bn=0.1mm。其中，k r 為主偏角；k’ r 為副偏角； 為后bn? 0? 角； 為前角； 為刃傾角； 為刀尖圓弧半徑； 為倒棱前角；b r1 為倒棱寬度；r bn 卷0?s?r? 1o? 屑槽圓弧半徑； 為卷屑槽槽寬；c bn 為卷屑槽槽深。bn （2）機(jī)床選擇 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表6-12,選直頭焊接式端面車(chē)刀，改裝的簡(jiǎn)易數(shù)控 車(chē)床（編程見(jiàn)附錄）。查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表8-2及8-7得，由于改裝的簡(jiǎn)易 數(shù)控車(chē)床的中心高時(shí)160mm，故刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度4.5mm。 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 10-8，在刀桿尺寸為 16mm×25mm，a p =1.0mm，以及工件直徑小于 20mm 時(shí)，取 f=0.3~0.4mm/r。 進(jìn)給量還要滿足車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需要進(jìn)行校驗(yàn)，根據(jù)改裝的簡(jiǎn)易數(shù)控 車(chē)床技術(shù)參數(shù)，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為 Fmax=2630N。 查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 1-21，當(dāng)鋁合金強(qiáng)度 =680 810MPa，a p 1.0mm，f 0.5mm/r，k r=45°，r c=25m/min 時(shí)，則進(jìn)給力 F’b?~ ≤ ≤ f=1500N。 根據(jù)車(chē)削進(jìn)給力的計(jì)算公式 （3.1）'ffroFfsfkr?? 式中： ， ， 為加工鋁合金時(shí)的，刀具幾何參數(shù)改變時(shí)切削力的修正系數(shù)。roFfksf?krFf 查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 1-2，切削力 Ff 的修正系數(shù) =1.0， =1.0， roFfksFfk?krFf =1.11，則實(shí)際進(jìn)給力為 Ff=1665N。 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的允許進(jìn)給力，選 f=0.4mm/r。 查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 1-9，刀具后刀面允許磨耗量為 1mm，車(chē)刀耐磨時(shí)間 t=60min。 內(nèi)燃機(jī)后油封蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及系列夾具設(shè)計(jì) 13 據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 1-10，當(dāng)用 YT5 硬質(zhì)合金刀加工 =90 710MPa 的鋁合金料，b? 當(dāng) ap 1mm，f 0.4mm/r，切削速度 vt=25m/min?！?≤ 根據(jù)車(chē)削切削速度的計(jì)算公式 （3.2）'ctvFctPsvk? 式中： ， ， ， 是車(chē)削過(guò)程使用條件改變時(shí)的修正系數(shù)。tvktFctPksv 查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 1-28， =1.0， =1.0， =1.0， =0.75，則tvktFctPcksv =25×1.0×1.0×1.0×0.75m/min=18.75m/min'cv 因?yàn)檗D(zhuǎn)速計(jì)算公式為 n= （3.3）10vd? 據(jù)公式求得 n= =44（r/min）'c 查《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》表 4-43，選 n=45r/min，據(jù)公式（3.3） ，速度計(jì)算公 式為 v= （3.4）10 dn? 實(shí)際的切削速度為 vc= =19（m/min） 校驗(yàn)功率：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 10-26，當(dāng) =580 970MPa，a p b?≤ 1mm，f 0.4mm/r，v 158m/min 時(shí)， =1.8kW。根據(jù) C6132 技術(shù)參數(shù)，車(chē)床主軸允許≤ ≤ ???? 功率 PE=3kW，所以 PC＜ PE，機(jī)床選擇滿足要求。 （3）機(jī)動(dòng)