LH157QMJ-C右箱体工序卡及第一道机加工夹具设计
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南京理工大学泰州科技学院毕业设计说明书论文作者陈超学号0601510117学院系机械工程学院专业机械工程及自动化题目LH157QMJC右箱体工序卡及第一道机加工夹具设计指导者评阅者2010年6月王羡梅高级工程师毕业设计说明书（论文）中文摘要LH157QMJC汽油机是一种单缸四冲程强制风冷,电起动卧式发动机。采用无级变速装置,使整车行使操纵方便自如。强制风冷冷却系统,使结构简单可靠,满足了发动机的冷却要求。本次设计的题目是LH157QMJC右箱体工序卡及第一道工序的夹具。主要任务是通过对零件的工艺分析，确定毛坯的制造形式从而制定出一套完整的工艺路线，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此应先着眼于机动夹紧而不采用手动加紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的加工中心夹具就选择了气动夹紧方式。关键字箱体加工工艺定位夹具设计毕业设计说明书（论文）外文摘要TITLELH157QMJCRIGHTBOXANDAMACHININGPROCESSCARDTOOLINGDESIGNABSTRACTLH157QMJCGASOLINEENGINEISASINGLEFOURSTROKECOMPULSORYAIRCOOLEDENGINE,ELECTRICSTARTUPHORIZONTALADOPTSSTEPLESSSPEEDDEVICE,EASYMANIPULATIONOFVEHICLEEXERCISEFORCEDAIRCOOLINGSYSTEM,THESTRUCTUREISSIMPLE,RELIABLE,ANDMEETTHEREQUIREMENTOFTHEENGINECOOLINGTHEDESIGNOFTHESUBJECTISLH157QMJCRIGHTBOXPROCESSCARDANDPROCEDUREOFFIXTUREMAINTASKISBASEDONTHEANALYSISOFTHETECHNOLOGYOFPARTSOFTHEFORMTODETERMINEMANUFACTURINGBLANKOUTASETOFCOMPLETEPROCESSROUTE,DESIGNJIGS,SHOULDPAYATTENTIONTOIMPROVELABORPRODUCTIVITYTHEREFORESHALLFIRSTMOBILECLAMPINGWITHOUTUSINGMANUALTIGHTENINGBECAUSETHISISTHEIMPORTANTWAYTOIMPROVEPRODUCTIVITYTHISPROCEDUREOFPROCESSINGCENTERFIXTUREWILLCHOOSEPNEUMATICCLAMPINGWAYKEYWORDSCABINETPROCESSINGTECHNOLOGYPOSITIONINGDESIGNOFCLAMPINGDEVICE本科毕业设计说明书（论文）第页共页目录1引言12生产纲领321计算生产纲领决定生产类型322计算生产节拍43零件的分析531零件的作用532零件的工艺分析54工艺规程设计741确定毛坯的制造形式742基面的选择743制订工艺路线944机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1145确定切削用量及基本工时135夹具的设计2651问题的提出2652夹具设计26结束语30致谢31参考文献32附录33本科毕业设计说明书（论文）第1页共37页1引言大学的生活即将结束，在这最后我们对大学四年来所学到的基础知识和专业知识做了一次系统性的总结与综合运用毕业设计。毕业设计是我们专业课程只是综合应用的实践训练，也是培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个重要环节。这是我们从事职业工作前一个必不可少的过程。因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味着我们能否顺利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意义。机械工业的生产水平是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。这是因为工业、农业、国防和科学技术的现代化程度，都会通过机械工业的发展程度反映出来。人们之所以要广泛使用机器，是由于机器。既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品的质量，特别是能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。所以通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器，我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。在机械制造中最重要的是制定好工艺路线，机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。我们这些即将大学毕业的机械工程及自动化专业的学生，要进行对本专业所学习的知识进行综合的运用和掌握，为此我们要进行毕业设计，要自己动手进行思考问题，为社会主义现代化建设的发展贡献力量，也要从此迈出展现自己价值的第一步1。本科毕业设计说明书（论文）第2页共37页本次设计是根据林海集团生产的要求，设计LH157QMJC右箱体工序卡及第一道工序的夹具。所用机床主要是加工中心。本次设计要求是单班制年产2万台；夹具设计须定位准确，夹紧可靠。以及节约劳动力，节约生产成本，提高生产的效率。由于本人的水平有限，加之实践能力缺乏，故没有能够做到很详细的设计，而且还有许多地方有待改进，还请老师给以批评、指正。本科毕业设计说明书（论文）第3页共37页2生产纲领21计算生产纲领决定生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。（计划期常为一年，所以生产纲领也称年产量。）如附图所示的LH157QMJC右箱体的壳体，江苏林海动力机械集团则该产品年产量为2万台,设备品率为17机械加工废品率为05,现制定该零件的机械加工工艺流程。技术要求；1材料应符合ZL113Y（HB501286）或JISADC12要求；2铸件应符合GB/T9438要求；3铸件硬度HB90；4未注圆角R2R5,未注拔模斜度152，未注壁厚3，未注筋厚4；5未铸造尺寸公差按GB/T6414CT6；6油道不允许有影响油流状态的铸造缺陷和其它杂物存在，油道堵在加工清洗后压入；7所有M6螺纹孔端均压出721凹孔；8在34105PA压力下做3MIN水压试验，不得漏水和浸润。9尺寸74005与左箱体组合后加工。生产纲领N1BAQN200001170523500件/年年产量为23500件/年，现通过计算,生产纲领对工厂的生产过程和生产组织有着决定性的作用，包括各工作点的专业化程度，加工方法，加工工艺设备和工装等。同一种产品，生产纲领不同也会有完全不同的生产过程和专业化程度，即有着完全不同的生产组织类型。根据生产专业化程度的不同，生产组织类型可分为单件生产，成批生产，和大量生产三种，其中成批生产可分为大批生产，中批生产和小批生产，下表1是各种生产组织管理类型的划分，从工艺特点上看单件生产与小批生产相近，大批生产和大量生产相近，因此在生产中一般按单件小批，中批，大批本科毕业设计说明书（论文）第4页共37页大量生产来划分生产类型，这三种类型有着各自的工艺特点。表1生产组织管理类型的划分零件年生产类型（件/年）生产类型重型机械中型机械轻型机械单件生产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500030000大量生产1000500050000所以综上所述，根据生产类型和生产纲领的关系，可以确定该产品的生产类型为大批量生产2。22计算生产节拍生产节拍250天8小时60分单双班90/生产纲领（2万台）54分钟本科毕业设计说明书（论文）第5页共37页3零件的分析31零件的作用箱体是各类机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件连接成一个整体，并使之保持正确的位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命3。题目所给定的箱体是LH157QMJC右箱体，林海集团LH157QMJC汽油机采用无级变速装置,使整车行使操纵方便自如。采用强制风冷冷却系统,结构简单可靠,满足了发动机的冷却要求4。32零件的工艺分析零件图中规定了一系列技术要求（查表1428机械制造工艺设计简明手册），即LH157QMJC右箱体共有五组加工面，它们之间有一定的要求。现分析如下1以箱体盖面为中心的加工表面这组加工表面包括箱体盖面、以及46MM机油泵安装孔、10MM启动轴孔、28MM销孔、30MM吊耳孔、M10螺纹底孔87MM、M6螺纹底孔5MM其中，主要加工表面为箱体盖面。2以盖面定位加工表面这组加工表面包括箱体接合面、轴承孔56、30孔、28MM销孔、77MM通孔。其中，主要加工结合面。3以结合面定位加工表面这组加工表面包括M8螺纹孔、镗R268深28的半圆、5透孔。其中，主要加工M8螺纹孔。4以结合面定位加工表面这组加工表面包括钻油道孔6、M12螺纹。这五组加工表面之间有一定的要求，主要是1结合面必须位于距离为公差值005MM的两平行平面内；2销孔必须位于直径为公差值0015MM的孔内，该孔位于相对于基准（结合面）、（轴承孔端面）及（底座轴线）所确定的理想位置上；3保证尺寸655MM；由以上分析可知，对于这三组加工表面而言，可以先加工箱体结合面，然后再本科毕业设计说明书（论文）第6页共37页加工出两销，以确定精基准，最终以结合面和两销孔（即一面两销）为精基准加工出其余需要加工的部分。然后再借助于专用夹具对另外两组进行加工，并保证它们之间的精度要求5。本科毕业设计说明书（论文）第7页共37页4工艺规程设计对于机器中的某一零件，可以采用多种不同的工艺过程完成。在特定条件下，总存在一种相对而言最为合理的工艺规程，将这工艺规程用工艺文件形式加以规定，由此得到的工艺文件统称工艺规程6。工艺规程是生产准备、生产组织、计划调度的主要依据，是指导工人操作的主要技术文件，也是工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。工艺规程的制订须严格按照规定的程序和格式进行，并随技术进步和企业发展，定期修改完善3。1根据机械加工工艺规程进行生产准备（包括技术准备）。在产品投入生产以前，需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，技术关键的分析与研究；刀、夹、量具的设计、制造或采购；设备改装与新设备的购置或定做等。这些工作都必须根据机械加工工艺规程来展开。2机械加工工艺规程是生产计划、调度、工人的操作、质量检查等的依据。3新建或扩建车间（或工段），其原始依据也是机械加工工艺规程。根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积的大小和工人的数量等4。41确定毛坯的制造形式铸造性能所涉及的主要是铸件的质量问题，铸件结构设计时，必须充分考虑适应合金的铸造性能。缩孔，缩松，裂纹，冷隔，浇不足、气孔等多种铸造缺陷，造成铸件很高的废品率4。零件材料为ADC12铝合金。考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于箱体年产量为2万台，已达到大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，再者，考虑到铸造方法生产工艺简单、生产周期短、适合批量生产，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。为了消除压铸后的残余应力，在压铸完成后的将铸件低温加热过程中使合金产生强化，以消除应力即人工时效1。本科毕业设计说明书（论文）第8页共37页42基面的选择基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高，否则，加工工艺规程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行1。421基准的概念及其分类基准是指确定零件上某些点，线，面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面4。按其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是指零件设计图上用来确定其他点，线，面位置关系所采用的基准。工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不同，又可分为工序基准，定位基准，测量基准和装配基准四种。1工序基准在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸，形状，位置的基准，及工序图上的基准。2定位基准在加工时用作定位点基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点，线，面。3测量基准在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准4装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。422基准问题的分析分析基准时，必须注意以下几点1基准是制订工艺的依据，必须是客观存在的。当作为基准的是轮廓要素，如平面，圆柱面等时，容易直接接触到，也比较直观。但是有些作为基准的是中心要素，如圆心，球心，对称轴线等时，则无法触及，然而它们却也是客观存在的。2当作为基准的要素无法触及时，通常由某些具体的表面来体现，这些表面称为基面。如轴的定位则可以外圆柱面为定位基面，这类定位基准的选择则转化为恰当地选择定位基面的问题。3作为基准，可以是没有面积的点，线以及面积极小的面。但是工件上代表这种基准的基面总是有一定接触面。4不仅表示尺寸关系的基准问题如上所述，表示位置精度的基准关系也是如此1。本科毕业设计说明书（论文）第9页共37页423定位基准的选择选择定位基准时应符合两点要求1各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合设计要求；2定位基准应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受打打切削力，保证定位稳定可靠。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，而精基准考虑的重点是如何减少误差。在选择定位基准时，通常是保证加工精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序应从精基准到粗基准1。1精基准的选择。选择精基准的目的是使装夹方便正确可靠，以保证加工精度。主要应该考虑基准重合和统一基准的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），为了加工精基准面才选择了粗基准面。对于本箱体，我是以28MM的毛坯孔和三搭子定位为粗基准来加工箱体结合面的。先保证精基准的精度，然后在加工出两销孔。最终以结合面和两销孔作为精基准。在以后的加工过程中精度就会得到保证并提高。2粗基准的选择。对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。而箱体零件一般都选择重要孔（如主轴孔）为粗基准，但随着生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的共建装夹方式是不同的。大批生产时，毛坯精度较高，可直接以主轴孔在夹具上定位，采用专用夹具装夹，但对本箱体来说，如果以轴承孔作为基准，则无法合理地加工出所要加工的箱体结合面，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现取以28MM毛坯孔定位，三搭子定位并夹紧作为粗基准，以消除六个自由度，从而达到完全定位4。本科毕业设计说明书（论文）第10页共37页43制订工艺路线拟订零件的机械加工工艺路线是制订工艺规程的一项重要工作，拟订工艺路线时主要解决的问题有选定各加工表面的加工方法；划分加工阶段；合理安排各工序的先后顺序；确定工序的集中和分散程度5。制订工艺路线时需要考虑的主题要问题有怎样选择定位基准，怎样选择加工方法，怎样安排加工顺序以及热处理、检验等工序。而制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可考虑采用加工中心配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降5。工艺路线一工序I铸造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II喷砂。工序III铸检。工序IV加工箱体盖面。加工机油泵安装孔46、启动轴孔10、销孔03928、吊耳孔30、透孔77，攻丝M6、M10。021工序V加工油堵孔65。工序VI加工油堵孔65、M12螺纹孔。工序VII加工结合面、轴承孔56、销孔28、透孔77，孔30。035工序VIII加工平面、M8螺纹孔、R268半圆、5油道孔。工序IX去刺、清洗、检入库。工艺路线二工序I铸造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II喷砂。工序III铸检。工序IV加工箱盖面。工序V加工机油泵安装孔46ERROR、启动轴孔10、销孔、吊耳孔、透孔77、加工M6、M10螺纹孔。本科毕业设计说明书（论文）第11页共37页工序VI加工结合面、轴承孔56、销孔28、透孔77，孔30。035工序VII加工油堵孔65。工序VIII加工加堵孔65、M12螺纹孔。工序IX加工平面、M8螺纹孔、R268半圆、透孔。工序X去刺、清洗、检入库。工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案不同之处在于方案一（工序IV）加工箱体结合面后还是以原先加工结合面的定位基准作为基准来进行机油泵安装孔、销孔等孔的加工。而方案二在加工箱体结合面后没有再以原先的定位基准进行加工，而是重新以接合面定位加工机油泵安装孔等的加工。方案一加工完箱体盖面后接着加工油堵孔，方案二是加工完接合面后以它定位加工后面的工序。两方案相比较可以看出，把方案二中的工序IV（加工箱体结合面、加工机油泵安装孔）和工序V合为一步，这样可以节省时间。因此，最后的加工路线确定如下工序I铸造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II喷砂。工序III铸检。工序IV加工箱体盖面、机油泵安装孔46、启动轴孔10、销孔、吊耳孔，以接合面与两销孔定位。以内腔面定位，三工艺搭子处定位并夹紧，以两销孔毛坯孔定向。透孔77加工M6、M10螺纹孔，以接合面与两销孔定位。工序V加工结合面、销孔8、轴承孔56、透孔77，孔30，以接合面与两销孔定位。工序VI加工油堵孔65。工序VII加工加堵孔65、M12螺纹孔。工序VIII加工平面、M8螺纹孔、R268半圆、透孔。工序IX去刺、清洗、检入库。44机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定LH157QMJC箱体的材料为ADC12铝合金，硬度HB80，试样抗拉强度270MPA；毛坯重量为12千克。生产类型为大批生产，采用高压浇注毛坯7。B本科毕业设计说明书（论文）第12页共37页根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下1箱体结合面参照机械制造工艺设计简明手册表239，箱体的最大基本尺寸100MM160MM，铸造毛坯时一般采取7级尺寸公差等级和D级加工余量等级进行高压浇注7，所以毛坯的加工余量MM15MM。而箱体结合表面的表面粗90Z糙度要求为RA的最大允许值为16UM，参照机械制造工艺学表112，要求达到精铣加工，箱体结合面的最大加工长度300MM，加工宽度100MM，所以加工余量MM。因此，只要进行一次精加工就已能满足加工要求6。51Z246MM机油泵安装孔039机油泵安装孔盲孔，再加上其精度要求较高，故采用镗削加工。机油泵安装孔尺寸为46MM，见图样。轴承孔表面粗糙度要求为的最大039AR允许值为16UM，参照机械制造工艺学表111，要求达到精镗加工，且加工精度为IT6IT7级，参照机械制造工艺设计简明手册表238确定曲轴孔的加工余量分配粗镗458MM2Z11MM精镗46MM2Z02MM3销孔销孔28MM，其表面粗糙度要求为RA的最大允许值为16UM，参照机械制造工艺学表111，加工精度为IT8IT9级，要求精加工才能达到精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册表239确定销孔的加工余量分配钻孔78MM2Z28MM铰孔8MM2Z02MM4镗吊耳孔30，需要经过粗镗精镗加工才能达到RA的最大允许值为16UM的精度要求。进给量根据机械加工切削数据手册粗镗每转进给量06MM/R，精FF镗每转进给量02MM/R本科毕业设计说明书（论文）第13页共37页计算切削速度按机械加工切削数据手册表39，粗加工时的切削速度为46M/MIN，精加工时的切削速度为230M/MIN。VV5螺钉过孔（77MM）考虑到其表面粗糙度要求为RA的最大允许值为63UM，参照机械制造工艺学表111，其加工精度为IT11IT12级，精度要求不是佷高，参照机械制造工艺设计简明手册表239，一次钻销即可满足要求。此时加工余量2Z7MM。6铣启动轴孔，并带刮端面进给量根据机械加工切削数据手册每转进给量018MM/RFF计算切削速度按机械加工切削数据手册表39，加工时的切削速度为46M/MIN。V7加工油堵孔；进给量根据机械加工切削数据手册每转进给量018MM/RFF切削速度按机械加工切削数据手册表39，加工时的切削速度为30M/MIN。V8钻5油道孔；进给量根据机械加工切削数据手册,MM/R20F切削速度根据机械加工切削数据手册,M/MIN84V45确定切削用量及基本工时在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间称为时间定额。合理的时间定额能促进工人的生产技能和技术熟练程度的不断提高，调动工人的积极性，从而不断促进生产向前发展和不断提高劳动生产率。时间定额是安排生产计划、成本核算的主要依据，在设计新厂时，又是计算设备数量、布置车间、计算工人数量的依据7。工序I铸造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II喷砂。工序III铸检。工序IV加工箱体结合面。以三工艺搭子定位并夹紧,两销孔毛坯孔定向，选用加工中心VF0型。本工序采用计算法确定切削用量。本科毕业设计说明书（论文）第14页共37页1加工条件工件材料ADC12铝合金，试样抗拉强度MPA、高压浇注。270B加工要求铣曲轴箱结合面，保证尺寸385，表面粗糙度要求为RA的最大允许值为16UM。机床VF0加工中心。刀具盘铣刀。刀具材料高速钢（YT15）。2计算切削用量铣曲轴箱结合面A已知箱体结合面毛坯厚度方向的加工余量为MM，但考虑到箱体结合51Z面毛坯长度方向不是规则形状，因此可以把其考虑为长方形的形状考虑，又由于高压浇注的毛坯精度本身就较高，所以只要加工一次就行，MM计。PAB进给量根据切削用量简明手册表35，当要求达到表面粗糙度FRA16UM时，圆柱铣刀每转进给量04MM/R06MM/R，而用于盘铣刀时进给量F应该减小一半，02MM/R03MM/R。F按VF0加工中心说明书（见切削用量简明手册表330）取03MM/RFC计算切削速度按切削用量简明手册表327，切削速度的计算公式为（寿命MIN）60T（4VPUEYXPMVOVKZAFTQDCVV1）其中31VC,250XQ1V40VY3V,。修正系数见切削用量简明手册表128，0VPMK即,。1MVK0SVK1KV0RV1PVK所以本科毕业设计说明书（论文）第15页共37页M/MIN86010145031602613402VD确定机床主轴转速R/MIN（4475608WDVN2）按机床说明书（见切削用量简明手册表330），与45647R/MIN相近的加工中心转速为355R/MIN及510R/MIN。现取R/MIN。如果取R/MIN，则速度510N480N损失太大。所以实际切削速度M/MIN96VE检验机床功率根据切削用量简明手册表323，当硬度HB160，试样抗拉强度560MPA，MM,MM,MM,MM,52PA71PA60D4Z96V近似为KW。3CP根据切削用量简明手册VF0加工中心说明书表330，机床主轴允许的功率为KW075KW（其中机床效率为075KW）。57CM65故，因此选用的切削用量可以采用。PC即03MM/R,MM,R/MIN，M/MIN。F1PA510N96VF切削工时，按机械制造工艺设计简明手册表627，（4NFLT213）式中MM，MM，MM830L51L32L所以，MINFNLLTW21413058本科毕业设计说明书（论文）第16页共37页工序V加工机油泵安装孔46、启动轴孔10、销孔、吊耳孔。以两销孔毛坯孔箱体结面定位。本工序采用查表法和计算法确定切削用量。1加工条件工件材料ADC12铝合金，试样抗拉强度MPA、高压浇注。270B加工要求机油泵安装孔46、启动轴孔10、销孔、吊耳孔。机油泵安装孔的表面粗糙度要求为RA的最大允许值为16UM；铣启动轴孔10，表面粗糙度要求为RA的最大允许值为16UM刀具复合刀，镗刀，中心钻，直钻，铣铰刀。刀具材料高速钢（YT15）。2计算切削用量镗46MM机油泵安装孔039A已知轴承孔毛坯厚度方向的加工余量为MM，考虑到轴承孔的形状规51Z则，可以用复合刀加工，尽管高压浇注的毛坯精度本身较高，但在此工序需要经过粗镗精镗加工才能达到RA的最大允许值为16UM的精度要求。所以，粗镗MM单边余量MM一次镗去全部余量，12Z50ZMM50PA精镗MM单边余量MM一次镗去全部余量，MM21010PAB进给量根据机械加工切削数据手册表324，当要求达到表面粗F糙度UM时，粗镗每转进给量06MM/R，精镗每转进给量02MM/R80ARFFC计算切削速度按机械加工切削数据手册表39，粗加工时的切削速度为46M/MIN，精加工时的切削速度为230M/MIN。VVD确定机床主轴转速根据42式，本科毕业设计说明书（论文）第17页共37页粗镗加工时的机床主轴转速318R/MIN4610WDVN精镗加工时的机床主轴转速1592R/MIN4623010WDVN因在加工中心上加工，所以无需考虑机床主轴转速没有这一挡。E切削工时，根据43式，NFLT21式中MM，MM，MM9L51L02L所以，粗镗切削工时，切削工时MINNFLLT210763859精镗切削工时，切削工时MINFNLLT2104259所以镗46MM轴承孔的总切削工时MIN。03917T铣启动轴孔10，刮启动轴端面20确定主轴速度1465R/MIN104610WDVN切削工时MMNFLT215180465本科毕业设计说明书（论文）第18页共37页钻中心孔10A25A进给量根据机械加工切削数据手册,MM/RF180FB切削速度根据机械加工切削数据手册,M/MIN5VC确定主轴速度根据42式，R/MIN36210510WDVN因为选取的机床是加工中心,根据机床相关要求选取R/MIN。所以实际N切削速度M/MIN。15VD切削工时，根据43式，NFLT21式中MM，MM，MM5L51L02L所以，MMFNLLTW212180365所以，钻中心孔10A25的总切削工时MINT铣铰削孔28015A根据林海集团LH157QMJC右箱体工序过程卡有关资料介绍，在铰孔时，进给量取MM/R，即018MM/R，30M/MIN8FFVB确定主轴速度根据41式，R/MIN19483010WDVNC切削工时，根据43式，本科毕业设计说明书（论文）第19页共37页NFLT21式中MM，MM，MM7L51L32L所以，MINNFLLT210418357所以，铣铰销孔28MM总切削工时T2004008MIN015镗吊耳孔30，深30MM需要经过粗镗精镗加工才能达到RA的最大允许值为16UM的精度要求。进给量根据机械加工切削数据手册粗镗每转进给量06MM/R，精FF镗每转进给量02MM/R计算切削速度按机械加工切削数据手册表39，粗加工时的切削速度为46M/MIN，精加工时的切削速度为230M/MIN。VV确定机床主轴转速根据42式，粗镗加工时的机床主轴转速488R/MIN304610WDVN精镗加工时的机床主轴转速2442R/MIN30210WDVN切削工时，根据43式，NFLT21本科毕业设计说明书（论文）第20页共37页式中MM，MM，MM25L51L02L所以，半精镗切削工时，切削工时MINNFLLT21106485精镗切削工时，切削工时MINFNLLT210245所以镗30MM吊耳孔的总切削工时MIN。02116T工序VI透孔77加工M6、M10螺纹孔，以接合面与两销孔定位。钻M6螺纹底孔75，5、11号深20，其余通，M10螺纹底孔387通进给量根据机械加工切削数据手册表24,MM/RF180F切削速度根据机械加工切削数据手册表24,M/MIN4VR/MIN538410WDVN1MINNFLLT21031853021MINTFLL222MINTNFLL210318533MINTFLL214M10螺纹底孔387通R/MIN30758410WDVN本科毕业设计说明书（论文）第21页共37页MINNFLLT21051830754所以，钻M6螺纹底孔，M10螺纹底孔总切削工时0032002200320030053034MINT钻77的螺钉过孔机床加工中心（VF0）。刀具直钻。刀具材料高速钢（YT15）。2计算切削用量钻77MM螺钉过孔考虑到其表面粗糙度要求为RA的最大允许值为63UM，参照机械制造工艺学表111，其加工精度为IT11IT12级，精度要求不是佷高，参照机械制造工艺设计简明手册表239，一次钻销即可满足要求。此时加工余量MM。512ZA进给量根据机械加工切削数据手册,MM/R0FB切削速度根据机械加工切削数据手册,M/MIN84VC确定主轴速度R/MIN32178410WDVN因为选取的机床是加工中心,按机床选取R/MIN。所以实际切削速度NM/MIN84VD切削工时，根据42式，NFLT21式中MM，MM，MM3L51L32L所以，MINNFLLT21052381本科毕业设计说明书（论文）第22页共37页所以钻87MM的孔总切削工时MIN。3507T攻丝M6深16MM,攻丝M6通，攻丝M10通A切削速度的计算参照有关手册可知刀具寿命M/MIN,由于高压浇注60T毛坯精度已较高,又因粗牙螺纹,根据切削用量简明手册表118，高速钢刀具加工铝合金时，25M/MIN45M/MIN。根据相关手册，攻丝时速度可适当放小。V所以,现取M/MIN25B确定主轴速度根据42式，R/MIN1326501WDVN由于仍在加工中心上加工,且攻丝时速度可适当放小。所以按相关要求选取R/MIN。则切削速度10NM/MIN841061NDVWC计算切削工时1MINNFLLT210136521MINTFLL212MINTNFLL210213653MINTFLL214攻丝M10通A进给量参照机械加工切削数据手册表4129,125MM/R。FFB切削速度根据机械加工切削数据手册表31,25M/MINV本科毕业设计说明书（论文）第23页共37页主轴转速R/MIN796102510WDVN取N750R/MIN实际M/MIN523107NVWMINFLLT2154所以，攻丝总切削工时T0012001200220020033019MIN工序VII加工盖面、销孔8、透孔77，孔30，以接合面与两销孔定位。铣箱体盖面进给量以及切削速度同箱体结合面FV切削工时MINFNLLTW21904356镗孔30，深36MM只需一次加工就能达到精度要求。进给量根据机械加工切削数据手册粗镗每转进给量06MM/R。FF计算切削速度按机械加工切削数据手册表39，切削速度为46M/MIN。V确定机床主轴转速根据42式，488R/MIN304610WDVN切削工时，根据43式，本科毕业设计说明书（论文）第24页共37页NFLT21式中MM，MM，MM36L51L02L所以，MINNFLLT21106483所以镗30MM的孔切削工时MIN。035T透螺钉过孔77MM如上所求切削工时T049MIN铣铰销孔28MM如上所求切削工时T008MIN工序VIII加工油堵孔65，以一销孔和箱体结合面定位；机床转速R/MIN147056301WDVN切削工时MINFNLLTW210418473工序IX加工平面、M8螺纹孔、透孔。钻中心孔3A25如上所求切削工时T3002006MIN钻5油道孔，深4MMA进给量根据机械加工切削数据手册,MM/R20FB切削速度根据机械加工切削数据手册,M/MIN84V机床转速本科毕业设计说明书（论文）第25页共37页R/MIN5308410WDVN切削工时MINFNLLTW21012534钻M8螺纹底孔267，深23A进给量根据机械加工切削数据手册,MM/R180FB切削速度根据机械加工切削数据手册,M/MIN4V机床转速R/MIN396758410WDVN切削工时MINFNLLTW210418396所以，总切削工时T0042008MIN镗R268的半圆，深28根据42式，R/MIN27584610WDVN计算切削工时MINNFLLT2120675攻丝M8进给量参照机械加工切削数据手册表4129,MM/R。20F切削速度根据机械加工切削数据手册表31,25M/MINV确定主轴速度本科毕业设计说明书（论文）第26页共37页根据42式，R/MIN958210WDVN计算切削工时MINNFLLT21031953所以攻丝M8螺纹总切削工时006MINT工序X去刺、清洗、检入库最后，将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片,见附录。5夹具的设计由机械制造工艺系统的组成机床、工件、刀具和夹具可看出夹具在机械加工占有很重要的地位。尤其在成批生产时更是大量的采用机床夹具。它们是机床工件之间的联结装置，使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装配设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一，是一种在金属切削机床上实现装夹任务的工艺装备，是机械加工工艺系统的一个重要组成部分8。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第一道机加工夹具设计铣削箱体结合面的铣床专用夹具。本夹具将用于VF0型加工中心。刀具为一把高速钢四齿盘铣刀9。51问题的提出在金属切削机床上进行加工时，为了保证工件加工表面的尺寸，几何形状和相互位置的精度等要求，在加工方法确定之后，需要解决的问题之一是使工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置（即工件的定位）并把工件压紧夹牢，以保证这个本科毕业设计说明书（论文）第27页共37页确定了的位置在加工过程中稳定不变（即工件的夹紧）就是工件在上的正确安装10。本夹具主要用来铣削箱体结合面的，由于对表面粗糙度的要求和对尺寸的要求并不是很高，所以以28MM毛坯孔定位，三搭子定位并夹紧来作为基准，就足以保证尺寸和位置精度。但由于工件形状比较复杂，箱体结合面并非水平面，所以设计夹具时必须考虑到使箱体结合面与铣刀垂直，并以方便高效的方式进行夹具，因此，本道工序加工时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题11。52夹具设计521定位基准的选择由于箱体件结构复杂、壁薄且不均匀，夹紧力过大或夹紧力着力点不适当，都会使工件产生夹紧变形。在这种状态下加工，虽然工件“合格”，但加工后撤去夹紧力，工件便恢复原状，破坏了已加工好的精度，在箱体加工中，必须注意夹紧对工件加工精度的影响，采取有效措施保证加工精度12。夹紧力作用点的选择应选择工件刚度较大的部位，并保证夹紧力作用于主要定位面上。例如，夹紧力施于箱体的边缘实体或有筋的地方；提高接触刚度孔系加工时，应尽量提高箱体基准面与夹具定位元件的接触刚度13。如夹具示图中，夹紧点定在与定位点同一垂线上，此种夹紧，刚性好，夹紧变形小。目前，最常见的夹紧方式有机械夹紧、液压夹紧、气压夹紧，其三种方法比较如下表表2机械夹紧、液压夹紧、气压夹紧三种方法的比较比较项目机械夹紧液压夹紧气压夹紧夹紧力较大最大中等动作快慢慢较慢较快环境要求一般较高适应性好构造一般复杂简单载荷变化影响没有有一些稍有远距离操纵短距离短距离中距离工作寿命一般一般长本科毕业设计说明书（论文）第28页共37页维护简单要求高一般价格一般稍贵便宜综上所述，气动夹紧载荷变化影响不大，夹紧力适中，是铝合金箱体加工件的理想夹紧方式14。由零件图可知，此箱体结合面对轴承孔有平面度及倾斜度要求，其设计基准为28MM毛坯孔及三搭子。为了使定位误差为零，应选择以28MM毛坯孔定位及三搭子定位并夹紧的夹具。提高加工效率及方便加工，现决定采用四齿盘铣刀对结合面进行加工。同时，为了缩短辅助时间，易于操作和更换，准备采用气动杠杆夹紧装置。气动杠杆夹紧机构是一种利用杠杆作用原理（当动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积时，杠杆平衡。杠杆平衡时杠杆处于静止状态或者匀速转动状态。这就是杠杆的工作原理）15，使原始力转变为夹紧力的夹紧机构。杠杆夹紧机构夹紧动作迅速，可起到增力作用，但自锁能力较差，受振动时易松开，所以常用气压或液压作夹紧力源或与其它夹紧元件组成复合夹紧机构13。522切削力及夹紧力计算刀具高速钢（YT15）四齿盘铣刀，60MM，Z4（见切削用量简明手册表328）51KNDZAFCFFWQOUEYXPZ其中，MM，MM，MM，65051P01FX40ZF720FYMM在加工面上测的近似值,MM,50EA86UD86Q,FW4Z所以N1401605358860721Z水平分力N实FH垂直分力N423实V在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数。4321K其中为基本安全系数15；1K本科毕业设计说明书（论文）第29页共37页为加工性质系数11；2K为刀具钝化系数11；3为断续切削系数11；4K所以，N630741515KFH选用气缸杠杆夹紧机构。则扩力比。8I为克服水平切削力，实际夹紧力N应为52KFHF21所以，21F其中及为夹具定位面及夹具面上的摩擦系数，05。则1F212FN384067N气缸选用63MM。当压缩空气单位压力MPA时，气缸推力为70PN16。由于已知杠杆机构的扩力比，162071522PX80I故由气缸生产的实际夹紧力为N38637IN气此时N气已大于所需要的3843N的夹紧力，故本夹具可安全工作。523定位误差的分析由于本夹具选用8MM定位销进行定位；另外，加工时工件角度放正，产生的定位误差很小，甚至可以忽略。所以在此不作分析。524夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此应先着眼于机动夹紧而不采用手动加紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的加工中心夹具就选择了气动夹紧方式。本工序因为是精加工，毛坯材料又是铝合金，切削力不是很大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这样将使整个夹具过于庞大。因此，首先降低切削力。目前采取的措施有三一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较理想的杠杆夹紧机构；三是在可能情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由06MPA增至07MPA），以增加气缸推本科毕业设计说明书（论文）第30页共37页力。结果本夹具总的感觉还是比较紧凑17。本科毕业设计说明书（论文）第31页共37页结束语经过了四个多月的忙碌和学习，我终于完成了毕业设计。回顾这次毕业设计，从选题到定稿，从理论到实践，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战。在这段毕业设计期间里，可以说得是苦多于甜。通过本次毕业设计，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。对我来说，收获最大的是方法和能力那些分析和解决问题的方法与能力。在整个设计过程中，我发现我最缺少的就是经验，没有感性的认识，空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节。在王羡梅老师的指导下，我终于完成了LH157QMJC右箱体工序卡及第一道机加工夹具的设计。从开始接到题目到拟订工艺方案路线，再到设计说明书的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，从对工艺的略知，对工艺规程等相关设计很不了解的状态，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩的设计一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。从中我也充分认识到了拟订出一道最佳工艺方案的重要性，工艺方案的优化将直接影响产品的精度和经济性等。但在此次设计中也暴露出了自身的很多的不足之处，对以前所学过的理论知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，对相关机械手册查阅也未能够很好的掌握，最严重的是理论与实践不能够很好的相结合，这些都以待改进。通过这次毕业设计，我懂得了理论与实际相结合是很重要的只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次毕业设计使我受益匪浅，这次的设计经历会使我终身受益，我感受到做设计是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫设计了。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。本科毕业设计说明书（论文）第32页共37页致谢毕业设计，也许是我大学生涯交上的最后一个作业了。作为一个大学生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。想籍次机会感谢四年以来给我帮助的所有老师、同学，你们的友谊是我人生的财富，是我生命中不可或缺的一部分。在这里首先要感谢我的指导老师王羡梅老师。她平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从开题报告到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是老师们仍然细心地纠正图纸中的错
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