4S9左右曲轴箱反面加工中心工艺及夹具设计毕业论文.doc

本科毕业设计说明书（论文）第页共页目录1引言11.1发动机制造技术的发展与变革11.2国内高速加工技术的应用及发展趋势11.3先进机械加工技术动向22左右曲轴箱体的零件分析42.1零件的结构和作用42.2左右曲轴箱体的工艺性分析42.3左右箱体加工的主要问题和工艺过程分析63工艺规程73.1确定毛坯的制造形式73.2定位基准的选择73.3制定工艺路线93.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定123.5确定切削用量及基本工时164夹具设计274.1夹具的作用274.2夹具结构工艺性分析274.3铣左右箱盖面夹具设计284.4夹紧力设计314.5夹具结构设计及操作简要说明34结束语35致谢36参考文献37本科毕业设计说明书（论文）第1页共37页1引言伴随着汽车产业的飞速发展，多品种、大中批量、柔性化的加工生产应运而生。发动机曲轴制造业中的工艺技术不断提高。因此，不但要求合理的拟定工艺方案，选择加工工艺装备和工艺方法外，还应密切关注新材料、新技术和新工艺的发展动向。从而保证零件的材质、毛坯加工技术、精度和表面粗糙度。另外对于零件成批生产时，机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，它们是机床和工件之间的联接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确位置。本次毕业设计制定4S9左右曲轴箱体反面加工中心工艺编制及夹具设计，对曲轴箱体零件的结构分析以及加工工艺和夹具设计作了较详细的叙述1。1.1发动机制造技术的发展与变革汽车面世以来发动机制造技术已经经历了两次变革，现在正酝酿着第三次革命。第一革命发生在20世纪初，美国FORD汽车公司发明了大量生产流水线。其主要方式是由组合机床和专用机床组成的自动生产线TL，也称传统自动线，最大优点是生产效率高和价格低，最大缺点是柔性差，我国汽车行业从诞生起至上世纪90年代一直沿用TL，一汽和东风的载货车发动机厂都是如此。目前我国轿车行业大多不采用TL，但国外大量生产稳定产品的生产线中，TL仍是最佳选择。上世纪90年代出现了高转速、高快移速度、高加速度、快速换刀的高速加工中心，由其组成的高速柔性生产线FTL是发动机制造技术的第二次革命，其突出特点是一定程度上克服了高柔性和低效率的矛盾，缺点是投资大，效率受局限，目前是轿车的热点生产线，商用车发动机生产厂也有局部采用，并采用有简单柔性的数控专用(可交换多轴头和夹具)机床组成的TL。现在发动机制造技术正酝酿着第三次革命。发动机研发越来越快，新品开发周期越来越短(从30个月缩短到13个月)，车型数量多，生产批量不确定。目前的柔性生产线价格昂贵、投资风险大，同时产能过剩矛盾越来越突出，尤其在我国更加突出。近年来，人们一直在探讨解决多样性与经济性日益突出的矛盾，以满足变品种、变批量的需要，且兼顾高柔性、高效率、低投资的要求和市场快速反应的能力。同时，也在探讨通过制造系统的革命来解决产能过剩的矛盾。1.2国内高速加工技术的应用及发展趋势本科毕业设计说明书（论文）第2页共37页目前，国内汽车发动机及总成工厂大多引进欧美及日本等国厂商的数控生产自动线，处于国际上世纪90年代中后期水平，应用了较多，较突出的高速加工技术(高速加工机床及高速加工刀具技术)。其典型技术特点简要分述如下：(1)机械加工工艺流程反映了当代轿车制造业中最先进的水平，生产节拍30-40s，生产线部分采用风冷干式切削加工技术。(2)刀具材料的选用。以超硬刀具材料为主。采用CBN、SiN陶瓷、Ti基陶瓷、TiCN涂层刀具材料加工高强度铸铁件，铣削速度2200m/min；采用PCD、超细Si-Al铸造件，铣削速度达2200m/min，钻、铰速度达80240m/min：采用SiN陶瓷、Ti基陶瓷及TiCN涂层刀具加工精锻结构钢零件，车削速度达200m/min；采用高Co粉末冶金表面涂覆TiCN的高速钢整体拉刀、滚刀、剃齿刀以及硬质合金机夹组成专用拉刀，加工各种精锻钢件、铸铁件，拉削速度1025m/min，滚削速度110m/min，剃齿速度170m/min。(3)刀具典型结构与加工工艺。零件孔加工刀具采用多刀复合式结，以铰、挤削替代磨削，在一次性走刀过程中完成孔的精加工；平面铣削刀具采用密齿、过定位、重复夹紧结构，径、轴向双向可调的高速密齿面铣刀；曲轴颈加工采用双工位车-拉削专用刀具。缸体缸孔镗削采用双工位、机床主轴内置式、轴向往复运动推拉杆结构，往走刀-精镗，复走刀-精镗，切削速度达800m/min。高速、高效刀具结构不胜枚举。(4)高速专用数控机床。现用于加工轿车发动机变速器等关键零件的多数加工工艺，突破了传统的加工理念，机床也突破传统的结构型式。概括讲，其机床结构设计以各种高速多刀，专用成型刀具和加工工艺为主导，以满足整条生产线各加工工位，加工工序生产节拍均衡及稳定的质量与精度要求，在一次往复走刀过程中，高速加工发动机、变速器各种零部件而构成设计和制造的。对机床数控系统，质量与精度、零部件的材料性能等技术参数，根据各加工工位、工序的具体要求，分解成各个单一的指标，因而机床的结构相对简捷，数控系统稳定可靠。其加工技(KnowHow)数据库固化在数控系统中，因而这些机床一般都具有动态刚度好、主轴回转和行程定位精度高的特性。机床主轴一般在6000r/min以下，快进在20m/min以内。1.3先进机械加工技术动向(1)柔性制造技术：采用CNC机床和自动化技术，柔性制造系统和制造工厂，设备采用模块化设计，能同时生产多个结构不同的产品。本科毕业设计说明书（论文）第3页共37页(2)高速加工技术：应用高速机床及高速刀具技术等大幅提高切削效率，主要涉及到信息技术，自动化技术，经营管理技术及系统工程技术。(3)高速高效刀具技术：主要表现在高性能刀具材料的研发(含表面涂层材料)，刀具制造工艺技术，刀具安全技术及刀具使用技术等领域。(4)工序集中化：流程简捷化。采用一工位多工序、一刀多刃。或车、铰、铣削替代磨削，以拉削、搓、挤、滚压加工方式替代滚、插、铣削的方式，采用复