设计发动机箱体的机械加工工艺规程和钻削6-φ12孔专用机床夹具.doc
设计发动机箱体的机械加工工艺规程和钻削6-φ12孔专用机床夹具（全套含CAD图纸）
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购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q4013398281摘摘 要要箱体是机器和部件的基础零件，它将机器和部件中所有零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，完成必需的运动。因此，箱体的加工质量直接影响着机器的性能，精度和寿命。箱体类零件尽管形状各异，尺寸不一，但是它们均有空腔，结构复杂，壁厚不均等共同特点，在箱壁上既有许多精度较高的轴承支撑孔和平面需要加工，又有许多精度较低的紧固孔需要加工。因此，箱体不仅需要加工的部位多，而且加工的难度也较大。 本设计以柴油机汽缸箱体为例，对箱体镗孔的夹紧和定位装置进行工艺分析和夹具的设计。在对此箱体的工艺规程采用两销一面对其进行定位以限制其六个自由度。为减少箱体在加工过程中的误差，我们考虑基准的重合原则，统一原则，互为基准原则以及粗基准的选择原则，为使定位稳定夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能不重复使用原则。 详细阐述了该汽缸箱体的加工工艺过程，对加工过程中进行的各道工序进行了详尽的说明，并附有零件图，加工工艺过程卡等资料加以说明，使箱体的加工过程一目了然。关键词：关键词：箱体；工艺规程；夹具购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q4013398282ABSTRACT An is foundation spare parts that machine that keeping with parts, it machine with have the spare parts conjunction in the parts a the whole, and make right mutually position, complete the essential sport.Therefore, the a processes the quantity to affect the function of the machine directly, accuracy with life span.A spare parts though each of shape, the size is different, but they all have the cavity, the construction is complicated, thick not on an equal footing common characteristics in wall, on a wall the higher bearings in current and many accuracy props up the peaceful in bore demand processes, having again the lower and tight in a lot of accuracy bore demand process.Therefore, the difficulty that a not only need the part that process many, but also process is bigger too.This design controls with the CK6142 number the lather principal axis a number for example, detailedly expatiating a controls to process the craft process, in the process to process the each work preface that proceed proceeded in details of elucidation, and fish-eye spare parts diagram, work preface Chiens diagram, the number controls the machine bed processes craft Chiens card, the number controls to process the work preface card, the knife has card and numbers control to process the procedure, entering to take into the route diagram etc. data the assistance explain, making a box of process the process to is clear at a glance.Keywords:Keywords: cylinder arts and craftwork technics clamp购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q4013398283购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q4013398284购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q4013398285购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q4013398286目目 录录摘摘 要要 .1 1ABSTRACTABSTRACT .2 2前前 言言 .5 51 1 发动机箱体工艺设计发动机箱体工艺设计.6 61.11.1 发动机机体分析发动机机体分析 .6 .1 发动机工作条件及要求发动机工作条件及要求 .6 61.21.2 箱体类零件的功用及结构特点箱体类零件的功用及结构特点 .7 71.31.3 箱体类零件的主要技术要求、材料和毛坯箱体类零件的主要技术要求、材料和毛坯 .8 .1 箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求 .8 .2 箱体的材料及毛坯箱体的材料及毛坯 .9 91.41.4 零件的作用工艺分析零件的作用工艺分析 .12121.51.5 确定毛坯确定毛坯 .12.1 计算生产纲领，确定生产类型计算生产纲领，确定生产类型 .12.2 毛坯的制造形式毛坯的制造形式 .13.3 毛坯的设计毛坯的设计 .13131.61.6 工序的集中与分散工序的集中与分散 .15151.71.7 基面的选择基面的选择 .16.1 设计基准设计基准 .16.2 工艺基准工艺基准 .16.3 工序基准工序基准 .16.4 定位基准定位基准 .16161.81.8 夹具定位方式夹具定位方式 .17.1 工件以平面定位工件以平面定位 .17.2 工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位 .18.3 工件以外圆表面定位工件以外圆表面定位.18.4 一面两孔定位一面两孔定位 .18181.91.9 工艺路线设计工艺路线设计 .18.1 零件的初步技术分析零件的初步技术分析 .18.2 零件结构及工艺分析零件结构及工艺分析 .19.3 选择加工方法选择加工方法 .21.4 加工顺序的拟定加工顺序的拟定 .21.5 加工余量加工余量 .22.6 加工设备及工艺装备的选择加工设备及工艺装备的选择 .23.7 夹具选择夹具选择 .24.8 量具选择量具选择 .2424购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982871.101.10 工序尺寸确定工序尺寸确定 .240.1 加工工序设计加工工序设计 .24242.12.1 夹具分类夹具分类 .31312.22.2 夹具的作用夹具的作用 .32322.32.3 问题的提出问题的提出 .33332.42.4 夹具的分析夹具的分析 .333.1 定位基准的选择定位基准的选择 .333.2 定位误差分析定位误差分析 .33332.52.5 夹紧装置的设计夹紧装置的设计 .37372.62.6 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算 .373.1 切削力的计算：切削力的计算： .373.2 夹紧力的确定夹紧力的确定 .37372.72.7 液压缸的选择液压缸的选择 .38382.82.8 校验夹紧元件的强度校验夹紧元件的强度 .39392.92.9 液压控制回路的确定液压控制回路的确定 .40402.102.10 夹具的使用及维护夹具的使用及维护 .42422.112.11 夹具体总体三维设计夹具体总体三维设计 .4343结论结论 .4444参考文献参考文献 .4545致谢致谢 .4646附录一附录一 .4747附录二附录二 .5757购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q4013398288前前 言言毕业设计是我们学习了大学的全部基础课程课、技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。本次设计的内容是柴油机缸体加工工艺及主要工序工装设计。具体是工艺设计，工序卡、工艺过程卡的编制，钻扩铰孔的夹具设计。1 发动机简介发动机简介发动机是发出动力的机器。是一种能量转变为机械能的装置。发动机是汽车的心脏，是汽车的动力装置，它将燃料的化学能转变为热能，再由热能转变为机械动力，并通过底盘的传动系和行驶系驱动汽车行驶。2 发动机的分类与编号发动机的分类与编号（1 1）发动机分类）发动机分类 按燃料分：汽油机、柴油机、天然气机 按活塞运动方式：活塞往复直线运动；旋转运动 按冲程：四行程；二行程 按缸数及排列：单缸；多缸；直立；直卧；V 形 按冷却方式：水冷；风冷 按气门布置；侧置；顶置 按凸轮轴布置：顶置；上置；下置 按着火方式：点燃；压燃 按进气方式：自然吸气；增压进气 按混合气形成方式：化油器；层状进气；汽油喷射（2 2）发动机编号（）发动机编号（GBJ25GBJ256565） 1）首部：缸数符号，用数字表示。 2）中部：机型系列，用字母表示行程数，用表示二行程，不用此符号时表示四行程；用数字表示气缸直径，毫米表示，但不列出小数点后的数字。 3）尾部：变型符号，用数字表示顺序，与前面符号短横隔开；用字母表示下列特征： Q汽车用；Z增压；T拖拉机用； K复合；C船用；F风冷（无符号为水冷） ；J铁路牵引用。 举例：492Q、6100Q1、6135C1、8120F、8E430Z购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982891 1 发动机箱体工艺设计发动机箱体工艺设计1.1 发动机机体分析发动机机体分析.1 发动机工作条件及要求发动机工作条件及要求机体（也称机体、箱体、曲轴箱等）是气缸体与曲轴箱的连铸体。绝大多数水冷发动机的气缸体与曲轴箱连铸在一起，而且多缸发动机的各个气缸也合铸成一个整体。风冷发动机几乎无一例外地将气缸体与曲轴箱分别铸制。在发动机工作时，机体承受拉、压、弯、扭等不同形式的机械负荷，同时还因为气缸壁面与高温燃气直接接触而承受很大的热负荷。因此，机体应具有足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，并应对气缸进行适当的冷却，以免机体损坏和变形。机体也是最重的零件，应该力求结构紧凑、质量轻，以减小整机的尺寸和质量。 .2 机体材料机体材料发动机是由汽缸体和汽缸盖两大部分组成，通过螺栓相互连接起来。所以在发动机制造过程中两这者可以采用不同的材料。缸体：缸体材料应具有足够的强度、良好的浇铸性和切削性，且价格要低，因此常用的缸体材料是铸铁、合金铸铁。但铝合金的缸体使用越来越普遍，因为铝合金缸体重量轻，导热性良好，冷却液的容量可减少。启动后，缸体很快达到工作温度，并且和铝活塞热膨胀系数完全一样，受热后间隙变化小，可减少冲击噪声和机油消耗。和铝缸盖热膨胀相同，工作可减少冷热冲击所产生的热应力。 汽缸与汽缸套水冷式式发动机汽缸有三种结构型式：无缸套、干式缸套、湿式缸套。无缸套汽缸：汽缸筒与缸体制成一体，与活塞接触的内表面没有镶套，多数铸铁缸体汽油机采用这种型式，它结构简单，加工面少，汽缸刚度也较好。为了提高汽缸表面的抗磨性，整体式结构图 1-1 发动机缸体购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982810缸体全部采用合金铸铁，不象有缸套的汽缸只需缸套采用较好的耐磨材料，而其缸体则采用一般铸铁或铝合金。干式缸套：干式缸套是一个耐磨性好的薄壁套筒，将缸套压入汽缸，再对内表面进行精加工。干式缸套不与冷却水直接接触，所以导热性较差，汽缸套与汽缸孔加工要求较高，但缸体可采用一般铸铁，汽缸直径小于 120mm 的高速发动机多采用干式缸套。湿式缸套：湿式缸套是一个直接与冷却水接触的厚壁套筒，壁厚应保证有足够的强度和刚度，一般为缸径的 5%10%。湿式缸套导热性好，便于更换，集体铸造简单，材料可按需选择。缺点是集体刚度差，容易漏水。最早的发动机汽缸盖和缸体的材料一样，都是由铸铁制造，但是相对于发动机缸体而言，缸盖不需要太复杂的冷却系统而且结构比较简单，所以铝被用作缸盖材料比用作缸体材料实现的要早一些。所以有一些发动机用铝代替铸铁做汽缸盖，就出现了铸铁缸体铝制缸盖这种结构，但是这种结构现在已经很少被采用了。全铝发动机已经不再是只属于少数大厂的特有技术，在当今的汽车上越来越多的被采用。 .3 机体构造机体构造机体的构造与气缸排列形式、气缸结构形式和曲轴箱结构形式有关。气缸排列形式有 3 种：直列式、V 型和水平对置式。1.2 箱体类零件的功用及结构特点箱体类零件的功用及结构特点箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。常见的箱体类零件有：机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、减速箱体、发动机缸体和机座等。根据箱体零件的结构形式不同，可分为整体式箱体，如图81a、b、d 所示和分离式箱体，如图 81c 所示两大类。前者是整体铸造、整体加工，加工较困难，但装配精度高；后者可分别制造，便于加工和装配，但增加了装配工作量。箱体的结构形式虽然多种多样，但仍有共同的主要特点：形状复杂、壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。因此，一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工发动机缸体排列形式图 1-2购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982811劳动量约占整个产品加工量的 15%20%。1.31.3 箱体类零件的主要技术要求、材料和毛坯箱体类零件的主要技术要求、材料和毛坯.1 箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求箱体类零件中以机床主轴箱的精度要求最高。以某车床主轴箱，如图 82 所示为例，箱体零件的技术要求主要可归纳如下：1.主要平面的形状精度和表面粗糙度箱体的主要平面是装配基准，并且往往是加工时的定位基准，所以，应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值，否则，直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。一般箱体主要平面的平面度在 0.10.03mm，表面粗糙度 Ra2.50.63m，各主要平面对装配基准面垂直度为 0.1/300。2.孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度箱体上的轴承支承孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度都要求较高，否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降，也易使传动件（如齿轮）产生振动和噪声。一般机床主轴箱的主轴支承孔的尺寸精度为 IT6，圆度、圆柱度公差不超过孔径公差的一半，表面粗糙度值为 Ra0.630.32m。其余支承孔尺寸精度为IT7IT6，表面粗糙度值为 Ra2.50.63m。3.主要孔和平面相互位置精度同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也应有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否则，不仅装配有困难，而且使轴的运转情况恶化，温度升高，轴承磨损加剧，齿轮啮合精度下降，引起振动和噪声，影响齿轮寿命。支承孔之间的孔距公差为 0.120.05mm，平行度公差应小于孔距公差，一般在全长取 0.10.04mm。同一轴线上孔的同轴度公差一般为 0.040.01mm。支承孔与主要平面的平行度公差为D 泵壳图 1-3 各种箱体零件A 组合机床主轴箱B 车床进给箱C 分离式减速器购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q401339828120.10.05mm。主要平面间及主要平面对支承孔之间垂直度公差为 0.10.04mm。.2 箱体的材料及毛坯箱体的材料及毛坯箱体材料一般选用 HT200400 的各种牌号的灰铸铁，而最常用的为 HT200。灰铸铁不仅成本低，而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。在单件生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱则选用耐磨铸铁。负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。1.选材的一般原则： 材料的机械性能 在设计零件并进行选材时，应根据零件的工作条件和损坏形式找出所选材料的主要机械性能指标，这是保证零件经久耐用的先决条件。 材料的工艺性能 金属材料的基本加工方法有铸造，锻造，冲压，焊接，切削加工和热处理等，各种加工工艺均有其工艺性能要求。材料的工艺性能的好坏对零件加工生产有直接的影响。 依据所设计的零件的制造方法，应选用其工艺性能优良的材料，以降低制造成本，减少废品的产生。 材料的经济性能 在满足使用性能的前提下，选用零件的还应注意降低零件的总成本。一般来说，应优先选用价格低廉的材料。如尽可能选用碳素钢和灰铸铁，在难以满足要求时再选用合金钢，球墨铸铁，铸钢或其它材料。由于零件的工作状态，工作零件条件的要求，因此零件的材料必须具有综和机械性能，耐高温、抗氧化性和组织稳定性等。根据查阅有关资料：箱体材料通常采用铸铁，其详细介绍如下：（1）灰铸铁灰铸铁的显微组织由金属基体（铁素体和珠光体）和片状石墨所组成，相当于在纯铁或钢的基体上嵌入了大量石墨片。因其中的碳主要从游离石墨形式存在，并成片状，断口为灰色。由于片状石墨的存在破坏了基体的连续性，石墨尖端有容易造成应力集中，所以灰铸铁的抗拉强度低，塑性和韧性差，属于脆性材料，不能锻造和冲压，并且焊接性能材料很差，不过其抗压强度受石墨的影响较小，但灰铸铁的铸造性能和切学性能优良。石墨的存在使其有如下优越性能：优良的减振性，耐磨性好，缺口敏感性小。 灰铸铁的化学成分包括 C、Si、Mn、P、S 以及一些其他合金元素，各成分所占比重见下表 1.1。 各元素对灰铸铁性能都有着重要的影响，详见机械加工工艺手册. 灰铸铁的牌号有 HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350 等 6 种，牌号右边的数字表示该牌号灰铸铁的抗拉强度最低值。 灰铸铁的机械性能与铸件壁厚有关，同一牌号的灰铸铁因铸件壁厚不同具有不同的抗拉强度。各种牌号不同壁厚的灰铸铁性能达到的抗拉强度参考值见机械加工购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982813工艺手册.机械性能见下表 1.2 灰铸铁的物理性能详见下表 1.3.（2） 耐磨灰铸铁 在灰铸铁中由于加入少量合金元素，可不同程度地减小铁素体的数量，同时珠光体也相应细化，而且在珠光体内的铁素体的数量中固溶数量的合金元素，石墨也一定程度的细化。由于上述组织上的特点，显著地提高了铸铁的强度和硬度，具有很好地保持连续油膜的能力，即保持良好的润滑性，能抵抗咬合或擦伤，在工作温度中能保持较高的机械性能，如机床导轨、汽缸套、油塞环、凸轮轴等耐磨会铸铁的切削加工性能都较好，但刀具磨损比一般灰铸铁高。含磷较高时，刨削应注意边缘处产生崩裂现象。磨削时，工时稍有增加，可采用大孔隙砂轮，磨后表面粗糙度变细。人工刮研与攻丝等较困难。（3）球磨铸铁球墨铸铁（简称球铁）是将接近灰铸铁成分（也可包括某些合金元素）的铁水，经镁或镁合金或其他球化剂球化处理后而获得具有球状石墨的铸铁。由于这种铸铁中的石墨呈球状，所以大大减轻了石墨对基体的分割作用和尖口作用。球墨铸铁具有灰铸铁的优良性能，又兼有钢的高强度性能，有比钢更好的耐磨性、抗氧化性、减震性及小的缺口敏感性。它可以进行多种热处理以提高强度。（4）可锻铸铁可锻铸铁是将一定成分的白口铸铁经过石墨化退火（或脱碳退火）处理后的一种铸铁，也称韧铁或马铁。石墨退火时把共晶渗碳体和二次渗碳体全部分解，而共析渗碳体则不分解或部分分解或者全部分解。因之，按基体组织有可分为铁素体可锻铸铁和珠光体可锻铸铁。可锻铸铁的性能优于灰铸铁，适用于动态载荷下要求塑性和韧性较高的铸件，尤其是复杂薄壁的小件。厚度大的铸件需要采用复杂孕育处理。可锻铸铁的切削性能良好，车削加工性能优于易切钢。退火时产生的表皮层由于组织不均匀，对可锻铸铁的切削性极为有害。可锻铸铁有较好的减震性能优于球墨铸铁，低于灰铸铁，适用于承受振动的零件，尤其是黑心可锻铸铁的，它的减震能力约为铸钢的 3 倍，球墨铸铁的2 倍。（5）蠕墨铸铁蠕虫状石墨铸铁的的石墨形似蠕虫，较短而厚，头部较圆蠕墨铸铁。国内过去将这种铸铁称为稀土铸铁或稀土高强度铸铁，现称蠕墨铸铁。宏观断口呈暗墨色至浅灰色。蠕墨铸铁的机械性能介于基本组织相同的优质灰铸铁和球墨铸铁之间。由于石墨形态对基体的破坏小，且具有一定的韧性。另一方面，又由于石墨是相互连接的，强度和韧性都不如球墨铸铁。蠕墨铸铁主要应用于： 经受热循环载荷的铸件，如钢锭模、玻璃模具、柴油机缸盖、排气歧管等 要组织致密、耐压的铸件，如齿轮泵体、叶片泵体、换向阀体等 要求强度高、形状复杂、断面尺寸差别大，用球墨铸铁、高牌号合金灰铸铁都购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982814不易浇成的铸件。（6）特种铸铁特种铸铁是特殊性能铸铁的简称，它是在腐蚀介质中，高温条件下或剧烈摩擦、磨损等场合使用的铸铁，与相似条件下实用的合金钢相比，熔炼简便，成本低廉，有很好的使用性能。特种铸铁的缺点是机械性能比合金钢低，脆性较大，容易破碎。根据选材的一般原则以及箱体工作的需要，结合各种铸铁材料的性能特征及应用范围，发动机箱体材料选为灰铸铁 HT250。表 1.1 灰铸铁 HT250 的主要化学成分及所占比重（%）CSiMnPS3.00.81.010150中批量生产150500大批量生产5005000大量生产5000在对零件进行大量生产时，一般采用高效先进的方法，要有加工流水线，基于现场的生产设备，充分利用现有设备的同时，应对设备进行适当的改造以促进生产的发展。.2 毛坯的制造形式毛坯的制造形式零件材料为 HT200，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较大、形状复杂，外表面采用去除材料方法获得粗糙度，由于零件生产类型为成批、大批生产，而砂型铸造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用砂型铸造。.3 毛坯的设计毛坯的设计（1）毛坯的余量毛坯余量的确定：根据机械加工去处量，从后往前推。同时考虑毛坯制造过程中存在的氧化皮层表面裂纹、杂质等各种缺陷，并也根据工人的操作水平按直径1012mm，厚度 11mm，平均每面余量在 5mm 左右。1) 机械加工余量砂型铸造（采用手工造型或机器造型）所生产的灰铸铁、球墨铸铁、耐热铸铁和耐蚀铸铁等铸件的机械加工余量见机械加工工艺手册 ，表 3.1-26 和表 3.1-27。铸铁件的加工余量共分为 9 个等级513 级。又按零件图的基本尺寸大小分成 10 个尺寸组。由于机械加工和铸造工艺上的要求，允许挑选其它等级的加工余量，但应在有关图样和技术文件上注明。铸孔的机械加工余量一般按浇铸时的位置处于顶面的机械加工余量选择。对成批和大量生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得，各表面的总余量见表 1.5.2) 铸造工艺余量铸造工艺余量是为了确保铸件质量，满足铸造工艺和机械加工工艺要求而多架在铸件毛皮上的金属。在零件加工完毕时应将它去除掉。如果不影响零件的使用性能，又经设计部分允许，也可保留在零件上。铸造工艺余量的大小、形状及位置取决于工艺需要及零件结构，它在铸件图上的表示方法与加工余量相同，常见的工艺余量形式有工艺凸台、增强刚度的支撑、补缩余量、工艺肋等。（2）毛坯的尺寸公差购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982817铸件的尺寸公差代号为 IT，公差等级为 16 级，各级公差数值列于机械加工工艺手册表 3.1-21 和表 3.1-22.壁厚尺寸公差可以比一般尺寸的公差降一级，例如：图样上规定一般的公差为 IT10，则壁厚尺寸公差为 IT11 公差带应对称于铸件基本尺寸设置，有特殊要求时，也可采用非对称设置，但应在图样上说明。铸件基本尺寸是铸件图样上给定的尺寸，包括机械加工余量。1) 成批和大量生产公差等级见机械加工工艺手册 ，对于成批和大量生产的铸件，可以通过对设备和工装的改进、调整和维修，严格控制型芯位置，获得比表 3.1-24 所列更高的等级。一种铸造方法铸造尺寸的精度取决于生产过程的各种因素，其中包括：铸件结构的复杂性；模型和压型的精度；铸造金属及合金种类；造型材料的种类；铸造厂的操作水平。2) 小批量和单件生产公差等级见机械加工工艺手册 ，对小批量和单件生产的铸件，不适当采用过高的工艺要求来提高公差等级，通常是不合理的。由于铸件大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，由表 3.1-24，铸件尺寸公差等级为 IT10 级，表 3.1-23 选取错箱值为 1.0mm。机械加工的加工质量、生产效率和经济效益，在很大程度上取决于所选用的工件毛坯。常用的毛坯种类通常有型材、铸件、锻件、冲压件和焊接件等。毛坯选择通常从被加工零件的材料、结构形状、几何尺寸和制造精度，以及各方面的生产条件五方面去考虑。合理的选择毛坯种类对随后加工中确保产品质量、缩短生产周期与降低生产成本有着重要的影响。材料方面，往往是选择毛坯所要考虑的首要问题，一般根据零件的工作情况以及工作中所起的作用来选择毛坯的种类。根据箱体在工作中的作用及要求选用材料切削性好、耐腐蚀性好、耐磨性好、减震性好等，选用 HT250。根据材料 HT250 确定毛坯为铸件，其技术要求如下： 铸件应消除内应力。 未注明铸造圆角为 R3R5,未注明壁厚为 5。 铸件表面不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷。 允许有非聚集的孔眼存在，其直径不大于 6mm，深度不大于 1.5mm，相距不小于20mm，整个铸件上孔眼数不多于 5 个。 未注明倒角为 0.5。45 所有螺孔錿锥孔至螺纹外径。90 去毛刺，锐边倒钝。 同一加工平面上允许有直径不大于 3mm，深度不大于 1.5mm，总数不超过 5 个孔眼，两孔之间不小于 30mm。 涂漆按 NJ226-31 执行。由于生产类型为成批、大批生产，考虑毛坯生产成本和机械加工成本，毛坯制造方法为砂型铸造， 孔需精加工，要留加工余量，故孔不宜铸出，其他小孔不铸出。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982818查金属加工工艺及工装设计（黄如林、汪群主编，化学工业出版社）确定加工余量：砂型铸造，公差等级：（CT79）查表 1 - 6，取 CT8具体面的加工余量见表 1-6 表 1.5 主要表面的毛坯尺寸及公差/ mm主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差上表面4306+64420.046下表面4306+64420.052两侧面3366+63480.052两端面4306+64420.052缸孔904903.5+3.582.40.011主轴孔1001003.5+3.51070.022凸轮轴孔60602.75+2.7565.50.025毛坯图如图 1-5： 图 1-5购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q401339828191.61.6 工序的集中与分散工序的集中与分散在设计工艺路线时，当选定了各表面的加工方法和确定了阶段划分后，就可以将同一阶段的各加工表面组合成若干工序。组合时可采用集中和分散的原则。工序集中原则是使每个工序包括尽可能多的内容，因而总的工序数目少；工序分散原则与其相反。工序集中与分散要影响工序的数目和工序内容的繁简程度。（一）工序集中的特点工序数目少，工序内容复杂，因而有：简化了生产组织工作；减少了设备数目，从而节省了车间面积；减少了安装次数，缩短了共建的运输路线，有利于提高劳动生产率和缩短生产周期；有利于采用高效率的设备，特别是数控机床和加工中心等，可提高产品质量和生产率；设备成本费用高，调整时生产准备时间长。（二） 工序分散的特点工序数目多，加工内容简单，因而有：设备和工艺装备简单，调整、维修比较简单；生产准备工作量小，产品变换简单；设备数目多，生产面积大，生产组织工作复杂，生产周期长。影响工序集中与分散的因素工序的分散和集中程度必须根据生产规模、零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体生产条件综合分析。两种原则各有特点，应结合实际情况适当的集中与分散。1.71.7 基面的选择基面的选择 基准是机械制造中应用得十分广泛的概念，是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的点、线、面。从设计和工艺两方面看基准，可把基准分为两大类，即设计基准和工艺基准。.1 设计基准设计基准在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互位置关系，确定标注尺寸（或角度）的起始位置。这些尺寸（或角度）的起始位置称作设计基准。简言之，设计图样上所采用的基准就是设计基准。.2 工艺基准工艺基准零件在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。工艺基准可进一步分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。.3 工序基准工序基准在工序图上用来确定本工序所加工表面加工的尺寸、形状、位置的基准，称为工序基准。在设计工序基准时，主要应考虑如下几个方面的问题： 应首先考虑用设计基准为工序基准； 所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查；购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982820 当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠的保证零件设计尺寸的技术要求。.4 定位基准定位基准 在加工时用于工件定位的基准，称为定位准。定为基准是获得零件尺寸的直接基准，占有很重要的地位。定位基准好可进一步分为：粗基准、精基准，还有附加基准。1) 粗基准 未经机械加工的定位基准称为粗基准。加工精基准时定位用的粗基准，应能保证重要加工表面（主轴支承孔）的加工余量均匀；应保证装入箱体中的轴、齿轮等零件与箱体内壁各表面间有足够的间隙；应保证加工后的外平面与不加工的内壁之间壁厚均匀以及定位、夹紧牢固可靠。在选择粗基准时，应注意以下几点：1. 如果必须首先保证工件表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面为粗基准。如果在工件上有很多不需要加工的表面，则应以其中与加工面的位置精度要求较高的表面作粗基准。2. 如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作为粗基准。3选作粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。4粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。为此，通常选择主轴孔和与主轴孔相距较远的一个轴孔作为粗基准。若铸造时各轴孔和内腔泥芯是整体的，且毛坯精度较高，则以上各项要求一般均可满足。粗基准定位方式与生产类型有关。生产批量较大时采用专用夹具，生产率高。2) 精基准 经过机械加工的定位基准称为精基准。精基准的选择对保证箱体类零件的技术要求十分重要。在选择精基准时，首先要遵循“基准统一”原则，即使具有相互位置精度要求的加工表面的大部分工序，尽可能用同一组基准定位，这样就可避免因基准转换带来的误差，有利于保证箱体类零件各主要表面间的相互位置精度。除此之外还应遵循以下几点：1 用工序基准作为精基准，实现“基准重合” ，以免产生基准不重合误差。 2当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。 3. 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循互为基准、反复加工的原则。3) 附加基准 零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准，称为附加基准。测量基准 在加工中或加工后用来测量工件形状、位置和尺寸误差，测量时所采用的基准，称为测量基准。装配基准 在装配时用来测量确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准，称为测量基准。1.81.8 夹具定位方式夹具定位方式.1 工件以平面定位工件以平面定位购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982821平面定位的主要方式是支撑定位，夹具上常用的支撑元件有以下几种：固定支承 有支撑钉和支撑板两种形式可调支承 其支撑点的位置可以调整，当工件定位表面不规整或工件与毛坯之间尺寸变化较大事，长用此。自位支承 其在定位过程中，支承点的位置可以自动调整其位置以适应工件定位表面的变化。自位支承只限制一个自由度，即实现一点定位。长用于毛坯表面、连续面、阶梯表面、及有角度误差的平面定位。辅助支承 其是在工件完成定位后才参与支承的元件它不起支承作用，长用于在加工过程 .2 工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位心轴 心轴的形式很多。有刚性心轴、弹性心轴、液塑心轴、自动定心心轴。这些心轴在工件定位同时将工件加紧，使用方便。限制了除绕工件自身轴线转动和轴线移动以外的 4 个自由度。定位销 其工作部分直径 d 通常根据加工要求和考虑便于装夹，按 g6,g7,f6,f7 制造定位销与夹具体的联接可采用过盈配合，也可采用间隙配合，圆柱定位销通常限制工件的 2 个自由度。圆锥销限制 3 个自由度。.3 工件以外圆表面定位工件以外圆表面定位有定位定位和支承定位 2 种形式，最常用的 V 型块。.4 一面两孔定位一面两孔定位在加工箱体类零件事常采用一面两孔组合定位，夹具上相应的定位元件是一面两销，为避免过定位，一个销应采用菱形销。所以在此加工箱体的时候，我采用一面两销的定位方式1.91.9 工艺路线设计工艺路线设计在设计工艺路线时，首先要选择各表面的加工方法。各表面由于加工精度的要求，一般均不能只用一种加工方法，一次加工就能达到要求，对于主表面来说，往往需要几次加工，由粗到精逐步达到要求。拟订箱体类零件工艺过程时一般应遵循以下原则： “先面后孔”的原则。先加工平面，后加工孔，是箱体零件加工的一般规律。这是因为作为精基面的平面在最初的工序中应该首先加工出来。而且，平面加工出来以后，由于切除了毛坯表面的凸凹不平和表面夹砂等缺陷，使平面上的支承孔的加工更方便，钻孔时可减少钻头的偏斜，扩孔和铰孔时可防止刀具崩刃。有些精度要求较低的螺钉孔，可根据加工的方便及工序时间的平衡，安排其工序的次序。但对于保证箱体部件装配关系的螺钉孔、销孔以及与轴承孔相交的润滑油孔，则必须在轴孔精加工后钻铰。前者是因为要以轴孔为定位基准，而后者会影响轴孔精细镗时的加工质量。 “粗精分开，先粗后精”的原则。由于箱体结构复杂，主要表面的精度要求高，为减少或消除粗加工时产生的切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，一般应尽可能把粗精加工分开，并分别在不同机床上进行。至于要求不高的平面，则可将粗精两购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982822次走刀安排在一个工序内完成，以缩短工艺过程，提高工效。.1 零件的初步技术分析零件的初步技术分析零件图是制造零件的主要依据。在设计工艺路线之前，首先需要进行仔细地工艺分析，了解零件的功用和工作条件，分析精度和其它技术要求，以便更好地掌握结构特点和工艺关键。制定工艺路线的出发点，应该是应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。选用适当的机床，既保证生产进度，又要考虑经济效果，降低生产成本。 零件技术要求分析 加工表面的尺寸精度 主要加工表面的形状精度 主要加工表面之间的相互位置精度 各加工表面粗糙度以及表面质量的其他要求 热处理要求及其它技术要求（如动平衡等） 零件的视图、技术要求是否齐全主要技术要求和加工关键 零件图所规定的加工要求是否合理 零件的选择是否恰当，热处理要求是否合理.2 零件结构及工艺分析零件结构及工艺分析（一）零件结构及特点（1）结构组成 平面、内外圆柱面、成形面、螺旋面（2）结构组合 轴类、套筒类、箱体类、盘环类（3）结构工艺性 保证使用要求的前提下，能否以高效率和低成本制造 箱体的结构特点一般是结构组成比较复杂，壁薄且壁厚不均匀，加工部位多，加工表面有数个平面与孔系，加工难度大。（二）零件主要表面的要求及保证在设计工艺路线时，首先要选择各表面的加工方法。各表面由于加工精度的要求，一般均不能只用一种加工方法，一次加工就能达到要求，对于主要表面来说，往往需要几次加工，由粗到精逐步达到要求。零件的主要表面是指零件和其它表面配合的表面或是参与加工过程中的表面。在发动机箱体上，主要表面是箱体上下面、箱体两侧面及两端面，以及主轴孔、缸孔、两侧六孔的结合面。主要的表面的本身要求较高，而且零件的构形精度以及材料的加工性能等问题，都会在主要表面的加工中反应出来，主要表面的加工质量对零件工作时的可靠性与寿命有很大影响。因此，在设计工艺路线时，首先要考虑如何保证主要表面的精度要求。主要表面加工方法的选择 箱体的主要加工表面为平面和轴承支孔。箱体平面的粗加工和半精加工，主要采用刨削和铣削，也可采用车削。铣削的生产率一般比刨削高，在成批和大量生产中，多采用铣削。当生产批量较大时，还可以采用各种专用的购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982823组合铣床对箱体各平面进行多刀、多面的同时铣削；对于尺寸较大的箱体；也可以在龙门铣床上进行组合铣削，以便有效地提高箱体平面加工的生产效率。箱体平面的精加工，在单件小批生产时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研以外，一般多以精刨代刮；当生产批量大而精度要求又高时，多采用磨削。为了提高生产效率和平面间的相互位置精度，还可采用专用磨床进行组合磨削。箱体上精度为 IT7 的轴承支承孔，一般采用钻扩粗铰精铰或镗半精镗精镗的工艺方案进行加工。前者用于加工直径较小的孔，后者用于加工直径较大的孔。当孔的精度超过 IT7、表面粗糙度小于0.63时，还应增加一道最后的精加工或精密加工工序，如精细镗、珩磨、滚压等。m(三）重要的技术要求及保证方法重要的技术要求一般指表面的形状精度和位置关系精度、热处理、表面处理、无损伤等。重要的技术要求是影响工艺路线的重要因素之一，特别是位置精度要求高时就会有很大的影响。箱体上的主要配合表面的精度为 IT7，查表 4.2-1 得粗糙度是 Ra1.6，用粗铣精铣就可达到要求，位置精度由机床专用夹具保证。而主轴孔及缸孔的要求稍高一点，精度要求为 IT6,查表 4.2-1 得粗糙度为 Ra0.8，查表 4.2-4 得，用粗镗半精镗精镗即可达到要求，位置精度同样由机床夹具保证。箱体上的螺钉孔用钻、铰、攻丝可以打达到，位置精度和尺寸精度由机床专用夹具和刀具保证。箱体各表面对基准面的跳动要求用互为基准的方法保证，粗糙度用加工工序以及合理的使用刀具来保证。对箱体的机械性能的要求，可通过对零件进行热处理工序的合理安排来提高材料的机械性能。对箱体表面的加工要求可用腐蚀检查证明。无损探伤的安排对工艺路线的设计也有着较大的影响。无损探伤是在不损伤被检测对象的前提下，探伤其内部及外表面的缺陷的现在检查技术。检查工件内部质量的探伤方法有 X 射线、超声波等；用于检查表面缺陷的探伤方法有磁力探伤、荧光探伤、涂色腐蚀等。箱体采用超声波探伤内部质量。由于超声波探伤有 35mm 的死区，必须在探伤后加工去除表面，所以应将超声波探伤安排在工艺过程开始时进行。就箱体加工过程来看，超声波探伤应安排在粗加工之后。（四） 加工方法的选择零件表面加工方法的选择，不但要影响加工质量，而且也要影响生产效率和制造成本，因此 在选择加工方法时，应考虑每种加工方法的加工精度范围；材料的性质及可加工性；工件的结构形状和尺寸大小；生产率的要求，工厂或车间的现有设备和技术条件。零件表面的加工方法，首先取决于加工表面的技术要求。这些技术要求还包括由于基准不重合而提高对某表面的加工要求，由于被作为精基准而可能对其提出更高的加工要求。根据各加工表面的技术要求，首先选择能保证该要求的最终加工方法，然后确定各工序、工步的加工方法。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982824加工同一类型表面，由于条件不同，可以有不同的加工方法。影响表面加工精度的选择因素：表面的形状、尺寸、粗糙度和精度，以及零件的整体的构形、重量、材料和热处理等。另外，产量和生产条件也是影响因素。结合以上要求，由于零件生产类型为大量生产，所以在对发动机箱体各表面加工时采用粗铣精铣；对主要孔进行加工时，例如主轴孔及缸孔，根据精度要求采用粗镗半精镗精镗，对挺杆孔加工时，采用钻扩铰挤的加工路线；对螺纹孔加工时，采用钻攻。（五） 箱体材料与热处理工件材料与热处理对加工方法的选择有着很大的影响。发动机箱体材料选为HT250，选择砂型铸造。热处理后的变形，特别是热处理后的材料的硬度，对加工方法的选择有很大的影响。因此，在制定加工路线时，要合理安排其位置。例如，箱体为了消除铸造内应力，防止加工后的变形，使加工精度保持长期稳定，要进行时效处理。对于尺寸大、结构复杂的铸件，需要在粗加工前、后各安排一次时效处理；对于一般铸件在铸造后或加工后安排一次时效处理；对于精度要求高的铸件半精加工前、后各安排一次时效处理；对精度高、刚度差的零件，在粗车、粗磨、半精磨后各需要安排一次时效处理。在人工时效处理的工艺规范为加热到 530560，保温 68h，冷却速度300/h，出炉温度200。.3 选择加工方法选择加工方法选择加工方法应该考虑各种加工方法的特点、加工精度、表面粗糙度及各种加工方法的经济性。分析该零件，该零件要加工的内容有端面和孔，零件为非回转体零件，端面加工选择铣削加工。对于上下端面，粗糙度 12.5，并接和其他件连接采用粗铣精铣。两个端面也需要采用粗铣精铣，同样的，两个侧面也有一定的要求，同样采用粗铣精铣， 孔的加工： 3 孔粗糙度一般是 12.5，直接钻孔即可。也有一些孔是要经过粗半精精精铣，特别是缸孔等一些较重要的孔，粗糙度要求 1.6，精度等级较高，有平行度要求，采用钻扩铰孔即可满足要求。.4：加工顺序的拟定：加工顺序的拟定1粗铣顶底面及止口33铰底面油孔2粗铣两侧面34钻铰底面左侧面孔3粗铣两端面35钻铰底面右侧面孔4半精铣顶面36钻顶右侧面孔5半精铣底面37钻顶面孔6钻铰定位销孔38钻顶面水孔7精铣两侧39钻顶面斜水孔8精铣两端40扩铰前后端面水堵孔9粗镗主凸轮轴孔轴孔41攻底面及两端面孔表 1.6 工艺规程购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q4013398282510粗镗缸孔42攻顶面及两侧面孔11半精镗缸孔43攻底面及两端面螺孔12半精铣止口44攻前端面，两侧面螺孔13精铣止口45攻两侧面螺孔14铣瓦座端面及油槽46清洗15钻顶面及右侧面孔47半精镗主轴孔凸轮轴孔16扩顶面及右侧面孔48镗止推环17铰顶面及左侧面孔49钻挺柱孔18铣机油泵孔及斜面50挺住孔倒角19嚄机油泵孔端面及两端面孔51扩挺柱孔20钻地面孔及两端面孔52细铣顶面21扩铰底面及两端面孔53半精镗主轴孔精镗凸轮轴孔22钻机油泵孔54压凸轮轴衬套23扩机油泵孔55精镗主轴孔凸轮轴衬套空24镗机油泵孔56精镗缸孔25铰机油泵孔及凸轮轴止口57粗绗缸孔26镗机油泵孔及罗塔外壁58精绗缸孔27加工限压阀空59铰挺柱孔28加工底喷结构60铣后主轴承盖及定位销29加工顶面长水孔61清洗30铣主轴孔及瓦槽62缸孔分组31钻底面左侧面孔63检查入库32钻底面孔分析以上工艺路线内容，基本合理，根据以上工艺路线，确定大略工序内容：1. 粗铣顶底平面， 2. 粗铣两侧面，以顶底面定位。3. 粗铣两端面面，以顶底面定位4. 精铣顶底面，两侧面，两端面，保证尺寸。5. 钻顶底面，侧面及两端面孔。6. 精铣端面成，保证尺寸7. 钻扩铰孔，保证孔中心距，保证中心与底平面距离，8. 绗磨缸孔，倒角。9. 钻不重要的以上没加工的孔。10. 去毛刺、锐边11. 终检，入库。.5 加工余量加工余量加工余量见表 1.7表 1.7 发动机箱体各表面总加工余量/mm购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982826加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值上表面43076下表面43076两侧面33676两端面43076缸孔90489.463.5主轴孔100 10063.5凸轮轴孔606072.75表 1.8 发动机箱体各表面的加工要求和加工方法加工表面加工精度（IT）加工粗糙度 Ra(m)加工方法上下面73.2粗铣精铣两端面73.2粗铣精铣两侧面73.2粗铣精铣凸轮轴孔71.6粗镗半精镗精镗挺杆孔60.8钻扩铰挤缸孔60.8粗镗半精镗精镗内腔小凸台1212.5粗铣螺纹孔钻攻.6 加工设备及工艺装备的选择加工设备及工艺装备的选择由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水线生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。（1）粗铣上下面、两侧面、两端面 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计问题，选择卧式铣床 X63。见表 9.2-1，表 9.2-11，选择刀具为直径 D=100mm、齿数Z=10 的两把圆柱形铣刀（GB1115-85） ，专用机体粗铣夹具和游标卡尺。（2）精铣上下面、两侧面、两端面 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计问题，宜采用卧铣，选择 X63 铣床，选择与上相同的，齿数 Z=14 的刀具。采用箱体精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。（3）粗镗缸孔采用卧式组合镗床 T68，其主要参数见表手册 11.1-1。选4906H择镗通孔的镗刀、专用机体粗镗夹具。（4）粗镗主轴孔采用卧式铣镗床，选用型号为 T68，选择镗通孔的镗刀、1006H专用粗镗夹具。（5）粗镗凸轮轴孔 采用卧式镗床 T68，选择粗镗专用夹具。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982827(6）半精镗缸孔 采用卧式组合镗床 T68，刀具选择与前面工序相同。4906H选择镗通孔的镗刀、专用夹具。（7）半精镗凸轮轴孔 采用卧式组合镗床，选用专用镗床夹具。（8）精镗缸孔及凸轮轴孔 所采用的镗床与前面的相同，选择精镗刀、专用夹具、游标卡尺、塞规检查孔径。（9）钻后端面及上下面各孔 选用摇臂钻床 Z3025B10.选用锥柄麻花钻。专用钻孔夹具，选用游标卡尺和塞规检查孔径。（10）钻、铰斜油孔 选择台式钻床，表 10.2-5，根据孔直径选用直柄麻花钻及锥柄机用铰刀。专用箱体斜油孔夹具、塞规检查孔径。（11）钻主轴承盖接合面三孔、扩缸盖六孔 选用摇臂钻床 Z3132.选择锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻。选用专用钻床夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规。（12）钻、扩、铰、挤挺杆孔 选用摇臂钻床 Z3025.选用锥柄长麻花钻，直径选11.8mm,扩、铰孔时选用材料为 YG8 的刀具。选用机体挺杆专用夹具、游标卡尺及塞规。（13）钻定位销孔、水孔选用摇臂钻加工，选用直柄麻花钻。采用专用夹具，使用游标卡尺和塞规检查孔径。（14）铣内腔孔小凸台面采用立式铣床 X53K 莫式锥柄面铣刀、专用铣夹具、专用检具。（15）攻螺纹 攻螺纹选用摇臂钻 Z3025 加工。采用机用丝锥、丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规。.7 夹具选择夹具选择由于这个零件是大批大量生产，为提高加工效率，并且保证加工精度，为此提出用专用夹具加工，该零件的加工内容是孔和端面， ，铣底平面，都需要专用夹具。精钻顶面孔精度要求较高，且有圆跳动要求，需采用专用夹具。.8 量具选择量具选择（一）孔的量具：孔根据机械制造工艺设计简明手册表 5.1 1，=0.0018， 由表 5.1 027. 00141u3，选择分度值 0.002 的比较仪=0.0017，可以测量。孔根据机械制造工艺设u11. 0010计简明手册表 5.1 1，=0.009，由表 5.1-2 分度值为 0.01 的内径百分尺 u=0.008，1u可以选用。其余孔选择一般内径测量仪器即可。 （二）轴向尺寸量具：尺寸mm、mm、mm、mm根据机械制造工艺05. 05605. 04903. 0241 . 037 设计简明手册表 5.1 1，及表 5.1-2 选择分度值 0.01 的量程 100mm 的外径百分尺即可。其余尺寸量具选择分度值 0.02 的游标卡尺即可。1.101.10 工序尺寸确定工序尺寸确定确定工序尺寸的一般方法是由表面加工最后往前推。最后工序的尺寸按零件图上购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982828要求标注，当没有基准转换时，同一加工表面的工序尺寸只与工序或工步的加工余量有关。当工序基准不重合时，工序尺寸用尺寸链计算。0.1 加工工序设计加工工序设计确定工序尺寸的一般方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。 （1） 工序 30 粗铣两端面面及 60 精铣两端面面 查手册表 3.2-25，平面加工余量表得：精加工余量mm，已知两端面总余1.5Z精量mm，故粗加工余量可求：5Z总mm （1-2）51.5Z粗（）=3. 5查阅有关手册表 9.4-1，取粗铣的每齿进给量5mm/r，精铣的每转进给量0.2zf mm/r，粗铣走刀一次，mm；精铣走刀一次，mm，取粗铣的0.05zf 3.5pa 1.5pa 主轴转速为 190r/min，取精铣的主轴转速为 300r/min，所选刀具的直径为 100mm，故相应的切削速度分别为：粗加工：m/min （1-3.14 100 19059.6610001000cDnv3）精加工： m/min （1-4）c3.14 100 300v94.210001000Dn校核功率 （一般校核粗加工工序）：查阅有关资料知：切削功率计算公式为 （1-5）4106vFPZM式中： 切削力ZP 切削速度v查有关资料，表 3.4 得铣削力可由下面公式求得， （1-6）0FFFFFXyuFpfwZFZqwC aaaZFKdn查机械加工工艺手册表 9.4-10，选铣刀为高速钢，可得：294,1.0,0.65,0.83,0,0.83FFFFFFcxyuwq取又mm,2.5,0.2/ ;wfamm amm z3.5pa 由公式（1-6）得：1.0FZ查表知：修正系数K，故购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982829 N （1-1.00.650.830.83294 101.0169.191001ZF7）从而由公式（1-5）可算出铣削功率为： KW （1-m4 p0.5366 10zF v8）又从机床 X63 说明书（主要技术参数）得机床功率为 7.5kw，机床传动效率一般取0.750.85，若取，则机床电动机所需功率0.80m （1-0.5366.67100.80MEmPPkwkwkw9）故机床功率足够。（2）工序 10 粗铣上下面及 40 精铣上下面，工序 30 粗铣两侧面及 60 精铣两侧面 计算过程同（1），略（3）工序 70 粗镗缸孔及主轴孔 查阅有关手册知：粗镗加工余量为 0.5mm，所以粗镗缸孔的直径为mm，故缸孔的精镗余量为：(89.40.5)88.9mm （1-10）89.488.90.252Z精 查有关手册，取孔加工等级为 H 级，即mm，3.5Z总故有 mm （1-11）0.253.25Z粗（3. 5）表 1.8 缸孔的镗孔余量、工序尺寸和公差 （mm）粗镗缸孔余量为 3.25mm，故 mmmm，3.25pa 查阅有关资料取；0.6/36/mincvmm smm取进给量为mm/r，故有，0.2zf r/min （1-12）10001000 361293.14 88.9vnd精镗缸孔余量为 0.25 mm，故0.25pamm查有关资料，取，取进给量为mm/r，1.3/78/mincvmm sm0.12zf 加工表面加工方法余量精度等级工序尺寸及公差3-4 .89粗镗3.25H10120. 009 .883-4 .89精镗0.25H6022. 004 .89购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982830故有r/min （1-13）10001000 782783.14 89.4vnd粗镗主轴孔查阅相关手册知：粗镗加工余量为 0.5 mm，故粗镗主轴孔直径为（69-0.5）mm=68.5 mm，所以主轴孔的精镗余量为： （1-6968.50.252Zmmmm精14）又由有关手册知：主轴孔加工等级为 H 级，加工表面总余量3.5Zmm总所以 mm （1-0.253.25Z粗（3. 5）15）表 1.9 主轴孔的镗孔余量和工序尺寸及公差 （mm）粗镗孔因余量为 3.25mm，故 mmmm；3.25pa 查阅有关资料取；0.5/30/mincvmm smm取进给量为mm/r，0.2f 故有r/min （1-16）10001000 301393.14 68.5vnd精镗孔时，因余量为 0.25mm，故mm；0.25pa 查有关资料，取，取进给量为mm/r，1.2/72/mincvmm sm0.12f 故有r/min （1-17）10001000723323.1469vnd（4）工序 100 钻缸盖及两侧面各孔 螺纹分别为 M8，M10，M12 。查表 16.2-13得孔尺寸有： mm, mm, mm，钻孔因一次钻出，故其钻削余量分别为6.78.511钻孔6.7 mmmm 6.73.352Z 钻孔8.5 mmmm 8.54.252Z 加工表面加工方法余量精度等级工序尺寸及公差69粗镗3.25H10120. 005 .6869精镗0.25H6022. 0069购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982831钻孔11 mmmm 115.52Z 表 1.10 各钻孔余量和工序尺寸 （mm）参考 Z3025 机床技术参数表，取钻孔11mm 的进给量，取钻孔0.2/fmm r8.5mm 的进给量 mm，取钻孔6.7mm 的进给量，0.18/fmm r0.14/fmm r参考有关资料得：钻孔11 的切削速度,由此得出转速为 29/mincvmr/min （1-18）10001000 29839.63.14 11vnd按机床实际转速取 n=800r/min，则实际切削速度为m/min （1-19）3.14 13 80032.611000cv同理，参考有关手册得： 钻孔8.5mm 的切削速度=27m/min,cv钻孔6.7mm 的切削速度=25m/min,cv故转速分别为：钻孔8.5mm r/min 10001000 279883.14 8.5vnd钻孔6.7mm r/min （1-20）10001000 2511883.14 6.7vnd （1-21）按机床实际转速取 n=1100r/min，则实际切削速度分别为钻孔6.7mm m/min （1-22）3.14 6.7 110023.141000cv钻孔8.5mm m/min （1-23）3.14 8.5 110031.791000cv（5）工序 160 钻、扩、铰、挤挺杆孔 6-12mm加工表面加工方法余量工序尺寸6.7钻孔3.356.78.5钻孔4.258.511钻孔5.511购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q401339828326-12mm 扩、铰参考有关手册取 m m，5mm，而挤孔的加工1.0Z扩0.1Z铰余量很小，可忽略不计。故此可算出 mm （1-24）12(1 0.15)4.852Z 钻表 1.11 各工步余量和精度等级 （mm）参考 Z3025 机床技术参数，取钻孔 6-12 mm 的的进给量 f=0.3mm/r。参考有关资料得，钻孔 6-12mm 的切削速度。30/mincvm由此算出转速为 r/min （1-25）10001000 30796.13.14 12vnd按机床实际转速取 r/m in，则实际切削速度为700n m/min （1-26）3.14 12 70026.371000cv扩孔 6-11.7mm： 参考有关资料并参考机床实际进给量，取mm/r；0.3f 参考有关手册知：扩孔切削速度为钻孔时的 1/21/3，故取扩孔切削速度为 m/min，由此算出转速为：130152r/min （1-27）10001000 154083.14 11.7vnd按机床实际转速取，则实际切削速度为400 /minnrr/min （1-3.14 11.7 40014.701000cv28）参考有关资料，取铰孔的切削速度为,f=0.4mm/r 由此0.3/18/mincvm sm算出转速为 r/min （1-29）10001000 18477.73.14 12vnd按机床实际转速取，则实际切削速度为500 /minnr m/min （1-30）3.14 12500191000cv（6）时间定额计算 计算工序 160 的时间定额加工表面加工方法余量精度等级6-12钻孔4.85IT126-12扩孔 1.0IT106-12铰孔 0.15IT86-12挤孔IT6购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982833机动时间。 参考有关资料得，钻孔的计算公式为： （1-31）112jllltfn式中， 机动时间 (min/件) ；jt 工件切削部分长度 (mm) l 切入量 (mm)1l 超出量 (mm)2l 进给量 (mm/r)f 刀具或工件转速 (r/min)n（12） （1-32）1cot2rDl查阅资料知：=24mm.修磨后的钻头集合参数按表 10.2-19 及表 10.2-14 取：2l12118 ,270 , 对钻孔 6-12mm 由公式（1-32）得：=（）+1.0=4.61 mm （1-33）1lcot2121182由零件图知： =125mm，取= 3mm；l2l故由公式（1-31）可得：= min （1-34）jt1254.61 30.6310.3 700参考有关资料得，扩孔和铰孔的计算公式为 （1-35）112jllltfn式中：=+（12） （1-36）1l2dD rcot对扩孔 6-11.7mm，由公式（1-35）得：=+（12）=（）= 1.49mm （1-37）1l2dD rcot11.7 10cot601.02又知 =125mm，取=3mml2l故有= = min （1-38）112jllltfn1253 1.491.070.3 400 对铰孔 6-12mm，有=+（12）=1.1mm （1-39）1l2dD rcot12 11.7cot451.02购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982834将以上数据及前面已选定的及代入公式（1-35），得fn=min （1-40）ft125 1.1 30.7120.4 500查相关资料知，挤孔速度25m/min,取3 m/min，故有vv=0.417min （1-41）jtvl1125100 3总机动时间mt=0.631+0.712+0.417= 1.76min （1-42）mt其余时间计算略。2 2 钻夹具设计钻夹具设计2.12.1 夹具夹具分类分类由于生产类型为成批，大批生产，要考虑生产效率，降低劳动强度，保证加工质量，故需要设计专用夹具。应用机床夹具，有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用” 。机床夹具的类型 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。常用的分类方法有以下几种。(1)按夹具的使用特点分类根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982835可调夹具、组合夹具和拼装夹具五大类。通用夹具 已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具，其结构、尺寸已规格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和磁力工作台等。这类夹具适应性强，可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供应，只需选购即可。其缺点是夹具的精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故一般适用于单件小批量生产中。专用夹具 专为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。在产品相对稳定、批量较大的生产中，采用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计周期较长、投资较大。专用夹具一般在批量生产中使用。除大批大量生产之外，中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计时要进行具体的技术经济分析。可调夹具 某些元件可调整或更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。前者的通用范围比通用夹具更大；后者则是一种专用可调夹具，它按成组原理设计并能加工一族相似的工件，故在多品种，中、小批量生产中使用有较好的经济效果。组合夹具 采用标准的组合元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸，清洗后留待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有减少专用夹具数量等优点，因此组合夹具在单件，中、小批量多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。拼装夹具 用专门的标准化、系列化的拼装零部件拼装而成的夹具，称为拼装夹具。它具有组合夹具的优点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。它的基础板和夹紧部件中常带有小型液压缸。此类夹具更适合在数控机床上使用。(2)按使用机床分类夹具按使用机床不同，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具以及其他机床夹具等。(3)按夹紧的动力源分类夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。2数控加工夹具的特点作为机床夹具，首先要满足机械加工时对工件的装夹要求。同时，数控加工的夹具还有它本身的特点。这些特点是：(1) 数控加工适用于多品种、中小批量生产，为能装夹不同尺寸、不同形状的多品种工件，数控加工的夹具应具有柔性，经过适当调整即可夹持多种形状和尺寸的工件。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982836(2) 传统的专用夹具具有定位、夹紧、导向和对刀四种功能，而数控机床上一般都配备有接触试测头、刀具预调仪及对刀部件等设备，可以由机床解决对刀问题。数控机床上由程序控制的准确的定位精度，可实现夹具中的刀具导向功能。因此数控加工中的夹具一般不需要导向和对刀功能，只要求具有定位和夹紧功能，就能满足使用要求，这样可简化夹具的结构。(3) 为适应数控加工的高效率，数控加工夹具应尽可能使用气动、液压、电动等自动夹紧装置快速夹紧，以缩短辅助时间。(4) 夹具本身应有足够的刚度，以适应大切削用量切削。数控加工具有工序集中的特点，在工件的一次装夹中既要进行切削力很大的粗加工，又要进行达到工件最终精度要求的精加工，因此夹具的刚度和夹紧力都要满足大切削力的要求。(5) 为适应数控多方面加工，要避免夹具结构包括夹具上的组件对刀具运动轨迹的干涉，夹具结构不要妨碍刀具对工件各部位的多面加工。(6) 夹具的定位要可靠，定位元件应具有较高的定位精度，定位部位应便于清屑，无切屑积留。如工件的定位面偏小，可考虑增设工艺凸台或辅助基准。(7) 对刚度小的工件，应保证最小的夹紧变形，如使夹紧点靠近支承点，避免把夹紧力作用在工件的中空区域等。当粗加工和精加工同在一个工序内完成时，如果上述措施不能把工件变形控制在加工精度要求的范围内，应在精加工前使程序暂停，让操作者在粗加工后精加工前变换夹紧力（适当减小） ，以减小夹紧变形对加工精度的影响。2.22.2 夹具的作用夹具的作用由于生产类型为成批，大批生产，要考虑生产效率，降低劳动强度，保证加工质量，故需要设计专用夹具。2.32.3 问题的提出问题的提出本夹具用于大批量生产，钻、扩、铰、挤挺杆孔位于工序 160，应利用上面工序已加工好的加工面实现工序加工定位，提高加工精度。夹具设计时，应使夹具满足以下基本要求：（1） 稳定地保证工件的加工精度；（2） 提高机械加工的劳动生产率和降低工件的生产成本；（3） 结构简单，操作方便，省力和安全，便于排屑；（4） 具有良好的结构工艺性，便于夹具的制造、装配、检验、调整与维修。2.42.4 夹具的分析夹具的分析.1 定位基准的选择定位基准的选择根据图纸要求，为保证加工质量，工序基准应与设计基准相同。选择底面作为基准。工序基准面是底平面，定位面为大平面，限制 3 个自由度，孔采用定位销定位，由于采用液压缸夹紧，定位销在大平面上，是活动的，夹具体上有个手柄，可以通过手柄控制，工件上有两定位孔，与定位销相配合。两个定位销限制 3 个自由度，除限购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982837制自由度达到完全定位外，还能提高夹具系统刚性。定位面板下图 4-1：.2 定位误差分析定位误差分析定位误差是指由于定位不准引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的定位方案，只要可能产生的定位误差小于工件相应尺寸或位置公差的三分之一，或满足装夹+对定+过程T，即可认为定位方案符合加工要求。对于本次设计的夹具，需要保证的尺寸要求：保证孔中心与底面距离027. 0014mm，孔中心与底面距离mm。两孔中心距mm。其中03. 02411. 001005. 04905. 056两孔中心距由钻模板上两钻套的中心距保证。孔与底面的距离靠钻模板与 3 个 C 型定位支承保证，3 个尺寸都是以工件底面为基准的，基准不重合误差为 0。导向装置的设计：导向装置主要是钻模板，导向元件是钻套，加工中需要钻扩铰 3 个工步，为减少装夹时间，减少辅助时间，钻套选择快换钻套，钻套与钻模板连接需要有衬套。当需要换钻套时，只需要将钻套逆时针旋转到钻套的削平边，即可以取出钻套。快换钻套。见图 4-2： 要使所设计夹具能保证工件的加工精度，一方面要正确的确定定位方法及定位元件，使其尽量不违反六点定则，另一方面还要进行有关的误差分析，了解误差产生的图 2-1 夹具正视图购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982838原因。为了保证夹具设计的正确性，要对夹具的精度进行分析。用夹具装夹工件进行加工时，其工序误差可用误差不等式来表示。但由于各种误差均DATGK 为独立的随机变量，应将误差用概率法叠加，即 （2-1）2222DATGK 式中: 定位误差，mmD 安装误差，mmA 调整误差，mmT 加工方法误差，mmG 工件工序尺寸公差，mmK上述各项误差中，与夹具直接有关的误差为三项，可用计算方法计算。 .DAT 加工误差具有很大的偶然性，很难精确计算，通常这项误差取作为估算范围。即13K （2-2）22223DATK（1）定位误差（）dw定位误差是工件在夹具上（或机床上）定位不准造的加工误差。1.定位误差产生的原因定位误差是定位不准造成某工件在工序尺寸（通常指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。任意一批工件在夹具中加工时，引起加工尺寸产生误差的主要原因有两类：由于定位基准本身的尺寸和几何形状误差，以及定为基准与定位元件之间的间隙，所引起的同批工件定位基准沿加工尺寸方向（或沿指定轴向）的最大位移，称为定位基准位置误差，以表示。jw由于工序基准与定位基准不重合，所引起的同批工件工序基准相对于定位基准而言沿加工尺寸方向（或沿指定轴向）的最大位移，称为基准不重合误差，以表示。.jb上述两类误差之和即为定位误差，故可得： （2-3）.dwjyjb 2.定位误差的计算工件在夹具中的位置是由定位元件确定的，当工件上的定位表面一旦与夹具上的定位元件相接触或配合，作为一个整体的工件的位置也就确定了。当对于一批工件来说，由于在各个工件的有关表面之间，彼此在尺寸及位置上均有着在公差范围内的差异，但每个被定位元件的某些表面都会有自己的位置变动量，从而造成在工序尺寸和位置要求的加工误差。在本工序中，以发动机箱体的上下表面为主要定位基准，并与夹具直接相接触，所以箱体的上下面的加工精度以及形位误差对产生的定位误差有直接的影响。查阅机械加工工艺手册可得误差计算公式为，其中公差为 0.1-（-0.1）=0.2mm,并且根据表 6.2-9，两平行平面为定位基准时的公式如下，其中 L=190mm购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982839 m （2-4）. .j yHTL0.21.05190因为工序基准与定位基准重合，故 =0；. .j b故有=1.05+0=1.05m （2-5）. . .Dj yj b （2）安装误差A在加工孔时，工件孔的位置尺寸决定于钻套对定位元件的位置尺寸，此时夹具安装误差值只考虑定位元件与夹具安装基面的相互位置误差对加工尺寸的影响。由于A夹具定位面对安装基面不平行造成夹具在垂直方向上的线性误差，从而造成一个角度误差， （2-6）arctanzL 通过角度误差，可换算为加工尺寸的误差。一般情况下，机床安装误差数值不大，在设计夹具时常以适当的技术要求加以A限制。因此在计算夹具精度时可忽略不计。（3）调整误差T 夹具在机床上安装后，需要调整刀具对夹具上定位元件的位置。如果夹具上的对刀或导向装置对定位元件的位置不正确，将会导致加工表面的位置发生变化，由此而造成的加工尺寸的误差即为对刀或导向误差。T 通常情况下，调整误差值很小，可忽略不计。T购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982840钻模板图见图 2-3：销与孔的配合 0.05mm，铣/钻模与销的误差 0.02mm，铣/钻套与衬套 0.029mm由公式 e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。2.52.5 夹紧装置的设计夹紧装置的设计 根据夹紧力方向的原则（1） ，夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置。（2） ，夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小；（3） ，夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。根据夹紧力作用点的原则（1） ，夹紧力的作用点应正对夹具定位支承元件或位于支承元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转；图 2-3 钻模板图 2-2 钻套购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982841（2） ，夹紧力的作用点应在工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理布局夹紧点位置等措施来实现；（3） ，夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减小工件的夹紧力，防止加工过程产生振动。根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定夹紧方式，通过前面工序加工出的孔用拉杆夹紧，方向为水平向右，这样能保证主要定位基准面与定位元件11的良好接触。2.62.6 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算.1 切削力的计算切削力的计算：刀具为高速钢锥柄麻花钻，直径 d=16mm，f=0.26mm/r，查表 232切削用量简明手册钻孔的轴向力计算公式：fYFZFFckfdCF0其中=365.9， ZF=1.0，YF=0.8 ，=0.94 带入公式FCfk=1873 N94. 026. 0169 .3658 . 00 . 1CF钻孔至的轴向力：11. 001614=1639 N94. 026. 0149 .3658 . 00 . 1CF.2 夹紧力的确定夹紧力的确定分析工件夹具中的受力情况：切削力方向为孔的轴线方向，夹紧力垂直于切削力方向，由定位面与定位元件之间的摩擦力平衡切削轴向力，定位面板材料为铸铁，工件材料为铸铁，查机械设计课程设计手册表 110，摩擦系数为 0.5 。由理论力学第 6 版 p110 公式：NssFfF式中为摩擦力，为静摩擦因素，为正压力，带入式sFsfNF得：=3746 N，则实际夹紧力 F=K，K 为安全系数。NF5 . 01873NFK=43210kkkkk查机床夹具设计手册 ，表 1-2-1、表 1-2-2： 2 . 10k2 . 11k0 . 12k 0 . 13k0 . 14kK=1.01.0=1.44F=1.443746=5394N2.72.7 液压缸的选择液压缸的选择考虑到零件生产类型为大批生产，为提高生产效率，减轻工人劳动强度夹具应采用液压夹紧方式，根据夹紧里选择夹紧机构，由于夹紧力较小，不需采用增力机构，根据要求选择液压缸，要求能够方便的夹紧松开工件，即要求液压系统能实现“工购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982842进保压工退”的工作循环。工进的时候速度要小以减小冲击力，也不能太小以免增加加紧时间，松开工件速度可以比夹紧过程速度稍快，以减少辅助时间。选择双向作用油缸。由夹紧力计算选择液压缸参数：F=5394 N，由机床夹具设计手册表 1-6-7 活塞作用力近似计算公式：，取 =0.8，则：1pp N67428 . 05394P由机床夹具设计手册表 1-6-8,计算缸径的公式：，选择油缸油压 p=3Mpa，由表知：当 2 p 5 时，d=0.5D，带227. 1dpPD入上式，则：25 . 03674227. 1DD，计算得：D=63.4 mm查机床夹具设计手册液压传动夹具用油缸，选择地脚式双作用油缸可以符合要求，表选择 T5026 型油缸，缸径 D=65mm，活塞直径 d=35mm，行程30mm。l中心高 H=65mm。根据油缸参数，计算液压缸实际作用力：实际工作面积：无杆腔：3317 。421DA2mm有杆腔： 2355 。4)(222dDA2mm实际作用力计算：无杆腔作用力：=6634N6611103317102 pAP有杆腔作用力：=4710N6622102355102 pAP 在本夹具系统中工作，夹紧力是液压缸的拉力，即是有杆腔的实际拉力。该液压缸的拉力： F，故应适当提高工作油压。2p最小工作油压：2.29MPa235553942minAFp取=2.3MPa，则液压缸实际拉力：p=5416N662102355103 . 2 pAP购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982843校验活塞杆强度：活塞杆材料为 Q235 钢，材料塑性大，受力为拉力，发生塑性变形，当达到一定限度或簖裂，零件不能正常工作，就发生失效。失效发生在零件的薄弱环节，对于活塞杆，前端有直径为 20 的螺纹孔，这部分最易发生失效。校验时取该段分析。由（材料力学第 4 版，刘鸿文主编，高等教育出版社）p18 公式：AFN，=8.4MPa6221010)235(14. 35416对塑性材料有： （由材料力学第 4 版，刘鸿文主编，高等教育 ssn出版社 p29） ，Q235 钢220MPa，取2，则：ssn=110 ssn2220故校核合格。2.8 校验夹紧元件的强度校验夹紧元件的强度夹紧拉杆材料为 20Cr，材料塑性大，受力为拉力，发生塑性变形，当达到一定限度或断裂，零件不能正常工作，就发生失效。失效发生在零件的薄弱环节。拉杆示意图如下： 图 2-4 夹紧拉杆图购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982844A- A 截面是该零件最易失效的部分，取该截面分析： ，=192MPaAFN2314. 35416对塑性材料有： （由材料力学第 4 版，刘鸿文主编，高等教育 ssn出版社 p29） ，20Cr 钢540MPa，取2，则：ssn=270 ssn2540故拉杆强度合格。2.9 液压控制回路的确定液压控制回路的确定（一）分析液压缸在夹具各工作过程的动作：1.启动：活塞处于液压缸最左端。2.工进：压力油由左端的油管进入油缸，推动活塞向右移动，夹紧工件。3.保压：保持活塞两端压力相等，活塞停止运动，直到工件加工完成。4.工退：压力油由右端的油管进入油缸，推动活塞向左移动，松开工件。装夹工件的约时间为辅助时间的 1/2，辅助时间 6s，则夹紧、松开工时间不大于 3秒。由于夹紧过程活塞行程不大于 30mm，不需要快进、快退过程。所以要求液压系统能够完成“工进保压工退”的工作循环即可。确定控制回路：根据液压系统的要求选择控制回路的基本回路，由上面分析知道，该控制回路至少要有一个换向回路，一个保压回路，就可以达到控制要求。换向回路：选择一个 O 型三位四通换向阀，其作用是利用阀心相对于阀体的运动，使油路接通、关断或变换油路方向。从而使液压执行元件启动、停止、换向。见图 3-2（a）：保压回路：保压回路以保证工件在夹紧过程中工件在切削力的作用下占有正确的位置，保证液压缸中的压力不变，这里选择一个二位二通的电液换向阀来换向，实现保压的过程。保压回路如下图 3-2（b）：（a） 换向回路（b）保压回路图 2-5 液压基本回路购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982845单向阀：为了机床停止工作时系统的油液流回油箱，导致空气进入系统，影响液压系统的平稳性的问题，必须在电液换向阀的出口处增加一个单向阀。其他元件：回路除以上基本元件外，还需要一个溢流阀，其作用是通过阀口的溢流，使被控系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。其他辅助元件：如油箱、滤油器、液压泵。（二）液压回路的综合和整理：分析液压系统图和液压缸的工作循环对控制系的要求，对系统图进行综合和修改，将液压控制回路用 A3 图纸画出，见附图。1-油箱 2-滤油器 3-液压泵 4-溢流阀 5-节流阀 6-三位四通换向阀7-二位二通电液换向阀 8-液控单向阀9-液压缸图 2-6 液压系统图购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q401339828462.10 夹具的使用及维护夹具的使用及维护 夹具的具体各部分设计完成后，将夹具装配图画于 A0 图纸上，部分主要零件也单独画于 A3，A1 图纸上，见附图。 该夹具是用于精加工的，装配完成后，安装在 Z3025 钻床的工作台上，安装后要检查安装是否存在误差，如有应设法消除，以免造成加工误差。该夹具设计的是液压夹紧方式，安装完成还要检查管道连接是否紧密，有无泄露现象检验用油压要高于夹紧要求的液压，保证使用安全。 夹具的操作：安装工件时，应检查活塞杆是否处于松开的位置，然后使工件上11 孔穿过拉杆，将底平面紧靠定位板上的 3 个定位支承上，圆柱的下端面靠近26夹具体上安装好的可调支承上，调节可调支承，保证工件垂直于夹具体底座。定位调节好后，将球形开口垫圈球面对准11 孔安装于拉杆上6 段，然后打开液压操作手柄置于工进位置，启动液压缸夹紧工件。球形垫圈的作用在于在液压杆拉力作用下自动调节拉杆轴线，保持拉杆与液压杆的同轴性。夹紧完成后，将手柄置于保压位置，保持活塞位置不动，到加工完成。加工完成后，将手柄置于松开位置，松开工件，取下球形开口垫圈，然后就可以取下工件。夹具的维护：夹具在使用中，应注意检查钻套的磨损情况，如磨损后不能精确保证加工精度，则需要更换钻套。本夹具定位面板是受力的部件，应定时检查其是否发生受力变形，如有变形，应及时设法修正，才能保证加工精度，为使其变形减少，需要严格控制液压缸的油压，保证油压不超过工作油压太多。2.11 夹具体总体三维设计夹具体总体三维设计 定位元件：在加工箱体类零件时采用一面两孔组合定位，夹具上相应的定位元件是一面两销。为避免过定位引起的工件安装时的干涉，两销中的一个应采用菱形销。见下图 2-1 浅黄色结构 加紧装置：采用气动螺旋加紧机构。见图 2-2 中的黄色结构，主要包括油缸、顶杆、顶板、花键轴、压板等结构。图 2-8 三维夹具图图 2-7 三维夹具图购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982847 刀具的对刀：刀具导引装置为钻套，见上图 2-2 中的蓝色结构。 结论结论本次设计是在完成大学的全部基础课、技术基础课、专业课学习之后进行的一次设计。毕业设计是对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，能够使我们的知识掌握更牢，并能提升我们分析问题，解决问题的能力。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。作为机械制造专业的学生，最重要的就是机械加工工艺规程的制定和工装夹具的设计。通过毕业设计，我掌握了机械加工工艺规程的设计和工装夹具设计的基本步骤和方法。工艺规程设计首先是分析了零件的技术要求，包括被加工面的尺寸精度和几何形状精度，各被加工表面之间的相互位置精度，被加工表面的表面加工质量及热处 图 2-9 三维夹具图购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982848理要求，对毛坯的要求等等。并对达到各个技术要求的主要影响因素进行了分析，计算确定毛坯尺寸，了解各种机械加工机床的加工范围，加工能够达到的精度。选择合理的机床组合，拟订合理的加工路线，确定机床、刀具、量具、夹具，如果需要专用夹具，就需要设计专用夹具。计算确定切削用量，机床转速、时间定额等。然后编制工艺规程文件，如工艺过程卡，工序卡片。专用夹具的设计是针对不同的机床和零件的被加工表面设计专门的夹具以满足加工精度要求、提高加工效率，降低工人劳动强度。夹具设计包括：定位元件或定位装置、夹紧元件或夹紧装置、对刀及引导元件、夹具体组成、连接元件、其他元件或装置。本次设计的是钻床夹具，加工两个不同直径的孔，需要精加工。所以夹具对定位、导向装置要求较高。而生产类型为大批，故应该选择液压或气动夹紧方式，以降低工人劳动强度和缩短辅助时间，提高效率。 通过设计对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，提升了我独立分析问题，解决问题的能力，对我以后在工作中起到相当大的作用，对我们毕业生来说是一次相当大的锻炼。梁志明参考文献参考文献1. 孟少农. 机械加工工艺手册M，北京：机械工业出版社，1991 年。2. 李益民. 机械制造工艺设计简明手册；北京：机械工业出版社，1993 年。3. 倪森涛. 机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书，北京：化学工业出版社，2003 年。4. 李 洪. 机械加工工艺手册，北京：北京出版社，1990 年。5. 王先逵. 机械制造工艺学，北京：机械工业出版社，2004 年。6. 邹 青. 机械制造技术基础课程设计指导教程，北京：机械工业出版社，2004 年。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q401339828497. 赵家齐. 机械制造工艺课程设计指导书（第二版） ，北京：机械工业出版社，2001 年。8. 陈红钧. 实用机械加工工艺手册，北京：机械工业出版社，1997 年。9. 张龙勋. 机械制造工艺学课程设计及习题，北京：机械工业出版社，2004 年。10. 孙丽媛. 机械制造工艺及专用夹具设计指导，北京：冶金工业出版社，2002 年。11. 王小华. 机床夹具图册，北京：机械工业出版社，1995 年。12. 廖念钊. 互换性与技术测量，北京：中国计量出版社（第四版） ，2000 年。13. 袁哲俊.金属切削刀具 ，上海科学技术出版社，1984 年 12 月。14. 周开勤.机械零件设计手册.第四版.北京：高等教育出版社，1994 年。15. 吴宗泽.机械结构设计.北京：机械工业出版社，1998 年。16. 3D finite element analysis of tool wear in machining17. An enhanced analytical model for_ residual stress prediction in machining致致 谢谢在本次毕业设计过程中，老师对本文从选题、构思、资料收集到最后完成设计的各个环节给予的细心的指导和讲解，使我对机械行业有了很大的认识，并最终完成了毕业论文。对此,我打心眼里表示我最衷心的感谢.丁老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度、积极进取的科研精神以及诲人不倦的师者风范是我毕生的学习楷模。 在设计过程中，需要查阅很多参考资料，感谢学校为我们提供了很充足、详尽的资料感谢在设计过程中给我帮助的所有同学。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982850附录一附录一3D finite element analysis of tool wear in machining ABSTRACT The paper is focused on the 3D numerical prediction of tool wear in metal cutting operations. In particular, an analytical model, able to take into account the diffusive wear 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982851mechanism, was implemented through a specific subroutine. Furthermore, an advanced approach to model heat transfer phenomena at the toolchip interface was included in the numerical simulation. The adopted simulation strategy gave the possibility to properly evaluate the tool wear. The 3D FEM results were compared with some experimental data obtained turning AISI 1045 steel using uncoated WC tool; a good agreement was found out.1. IntroductionTool wear is of great significance in manufacturing because it affects the quality of the components, tool life and machining costs.For this reason a relevant number of papers on tool wear can be recognized in literature.Most of them are mainly based on empirical methods 14 or experimental studies 58, while only few regard the simulation of tool wear 911. Moreover, until now the attention was mainly focused on 2D simulation in orthogonal cutting conditions, since 3D models are very time consuming and are not reliable in terms of prediction accuracy. Nowadays, the increase of hardware and software efficiency makes 3D models effective to simulate actual machining processes. In particular, remeshing algorithms permit to manage complex geometries with a suitable accuracy despite of the still high calculation time. The present paper was developed according to the described strategy. In fact, the study aims to scale-up the knowledge acquired with 2D models to 3D ones in order to obtain results which are closer to the industrial needs. In particular, a simple turning process of an AISI 1045 specimen using an uncoated WC tool was investigated. Flank and crater wear evolution was predicted utilizing a diffusion wear model implemented into an Arbitrarian Lagrangian Eulerian (ALE) numerical formulation. The model was firstly calibrated through 2D simulations and orthogonal experimental tests; then a 3D analysis, provided with a new 3D updating procedure for the dynamic prediction of the tool wear was carried out. Finally, a series of three-dimensional experimental tests was carried out in order to validate the simulation strategy. 2. The proposed tool wear modelAccording to the technical literature, several wear mechanisms can be defined, namely abrasion (related to thermo-mechanical action), adhesion (related to micro-welding and Built-Up Edge formation and removal), diffusion (chemical alteration due to atomic migration at high temperature), and fatigue. The above phenomena are generally present in combination, even if one or few of them are dominant (depending on the cutting parametersand toolworkpiece combination). For this reason, it is very difficult to define a general effective criterion for tool wear, as the proposed models are focused on some of the main wear mechanisms only.Among all the proposed models, the Takeyama and Murata one 3 is able to properly take into account the abrasion and diffusion wear effects. As far as the mechanical abrasion is 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982852concerned, it is directly proportional to the cutting distance and closely related to shape, hardness and distribution of the abrasive particles. Whereas the diffusion term is a physico-chemical contribution associated with the temperature.Although the wear model depends upon the cutting conditions,the diffusive term is the predominant one for uncoated tools under standard conditions. This was confirmed by Mathew 12, who observed that if the temperature exceeds 700800 8C, the abrasive term in Takeyama and Murata wear model can be neglected.Moreover, the abrasion term can be neglected also according to the high hardness of tungsten carbide 13, which offers a strong abrasion resistance if the work material is not so hard. Finally Takeyama and Murata 3 demonstrated that abrasion rate of a tool is almost independent on temperature, if the latter is lower than the critical temperature of the tool material. Therefore, at high temperatures the diffusion mechanisms prevails and this mechanism only was considered in the present study, utilizing the modified Takeyama and Murata model: being D a material constant, E the activation energy (75.35 kJ/mol), R (8.314 kJ/mol K) the gas constant and T the local temperature, measured in K. Thus, the calibration of parameter D, as a function of both cutting time and temperature, assumes dramatic importance.Fig. 1. The equipped tools: (a) VC = 100 m/min,f = 0.1 mm/rev; (b) VC = 150 m/min, f = 0.1 mm/rev.Moreover, the effectiveness of the model strongly depends on the prediction of temperature distribution in the tool 14. The above considerations highlight two critical points: the evaluation of the parameter D and the effectiveness of temperature prediction.As far as the latter is concerned an ALE approach was used 15. Temperature predictions were obtained by means of the Eulerian step of the analysis 15 assuming the global heat transfer coefficient at the toolchip interface, h, as a function of both the normal pressure and the temperature along the contact length. In the above mentioned paper, the authors related the coefficient h also to the cutting parameters (cutting speed, , and feed 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982853rate,f ):and demonstrated the effectiveness of temperature predictions. On the other hand, in order to calibrate the parameter D in (1) some 2D simulations and orthogonal cutting tests were carried out.In particular, two preliminary tests were performed utilizing two cutting speeds (100 m/min and 150 m/min) and a fixed feed rate (0.1 mm/rev). Disks with a thickness of 3 mm were cut using uncoated ISO P40 tool with an edge width of 4 mm, rake angle g = 10and clearance angle a = 118. The operations were executed in dry conditions utilizing a CNC lathe. Tool wear was measured using an optical microscope (50), while tool temperature was revealed utilising an embedded Chromel/Alumel thermocouple (K type) with a diameter of 0.5 mm and an uncertainty of 0.4%. The distance between the rake face and the thermocouple was fixed to 0.73 mm for VC = 100 m/min and 0.5 mm for VC = 150 m/min (Fig. 1).Table 1 reports the measured flank wear data and the temperatures into the tool for different cutting times. The table also reportsTable 1 Experimental flank wear (VB), measured and predicted temperaturesTable 2Measured flank wear after 5 min cutting timethe temperature values calculated through the ALE simulations.The relative errors ranged within 10 and 1%.Table 1 also shows that the wear rate can be considered independent on the cutting time (after few minutes), while it is related to the process parameters and, therefore, to the temperature.购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982854Therefore, a new plan of 2D orthogonal experiments was designed in order to further investigate the correlation between the flank wear evolution and the machining process parameters. Table 2 reports the utilized cutting conditions and the measured average flank wear data. The use of flank wear measurements only is based on the observations made by Kitagawa 16, who highlighted that both flank and crater wear follow the same mechanism.All the tests reported in Table 2 were numerically simulated, utilizing the ALE approach and the Takeyama and Murata wear model. An inverse approach was carried out to calculate the optimal D value for each test condition, allowing the best match between numerical wear predictions and experimental data. In this way it was possible to assess that D depends on tool temperature according to a third order polynomial law.Fig. 2 shows the obtained equation, where T is the local temperature, in K. SFTC Deform V. 9.1 numerical code was utilized for the plane strain simulations. The Oxleys law was implemented to describe material flow as a function of strain, strain rate and temperature according to the FE code database.As far as friction is regarded, a simple constant shear model was implemented and the friction factor, m, was set equal to 0.82. In this way a suitable prediction of the main mechanical variables such as force, contact length, shear angle and so on, was obtained.3. 3D experimental tests As described in Section 1, this research was aimed to the 3D numerical prediction of tool wear using the knowledge acquired in 2D studies. Thus, in order to validate 3D predictions for both flank and crater wear, a series of experiments was carried out in 3D turning.Cylindrical bars with a diameter of 100 mm were cut using an uncoated ISO P40 tool with tool nose radius of 0.8 mm, rake angle = 0, clearance angle = 6and inclination angle = 7. Furthermore, the tool was positioned into the tool holder in and of 90 and 30, respectively, as illustrated in Fig. 3.Several levels were selected for each parameter, namely 150,160 and 190 m/min (cutting speed), 0.17, 0.18 and 0.25 mm/revFig. 2. Evolution of parameter D vs. temperature.购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982855Fig. 3. The experimental set-up for 3D tests.Table 3Experimental tool wear in 3D cutting(feed rate), while the depth of cut was fixed to 1.5 mm. The operations were conducted in dry conditions and both flank and crater wear were measured at different cutting times, using an optical microscope (50) equipped with a motorized faceplate.Table 3 reports tool wear data for the 3D experiments. 4. 3D numerical modellingThe 3D ALE simulation was carried out using SFTC Deform 3D1 V.6.1. Material data were the same as above, while the heat transfer coefficient, h, was calculated using (2). Fig. 4 shows the 3D model. The workpiece is a rigid-plastic object, initially meshed with 45,000 elements, and the tool is a rigid object meshed with more than 100,000 elements.The utilized numerical procedure can be summarized as follows: the first step is a coupled thermo-mechanical analysis, using an updated Lagrangian formulation, to reach mechanical steady state conditions. Then, the Eulerian step is carried out to determine temperature distribution.购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982856Fig. 4. The 3D model.Fig. 5. Development of tool wear after 1, 2, 4 and 6 min cutting time (VC = 160 m/min, f = 0.25 mm/rev).Finally, the wear subroutine is called, tool wear is calculated and the geometry of the worn tool is updated. For each tool node the wear rate is calculated according to (1), afterwards the direction of the node movement is identified and, in the last step of the subroutine, the tool mesh and the tool geometry are updated.The procedure is carried out subdividing the total cutting time in several steps and repeating the procedure until the total cutting time is reached. It is important to underline that the geometry updating is carried out starting from the tool worn geometry of the previous step and changing the node positions on the basis of the new wear rate values. Indeed, the first step of the wear loop starts from the new flat tool geometry.Fig. 5 shows the updated tool geometry after 1, 2, 4 and 6 min cutting time.5. Results and discussionOnce the 3D simulative strategy for tool geometry upgrading was implemented, the 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982857attention was focused on flank and crater wear prediction at the varying of cutting velocity and feed rate for different cutting times.Fig. 6 shows the trend of simulated and experimental flank wear for the analyzed cases at different cutting times. All the experiments were repeated three times showing an uncertainty of 610% (95% confidence interval). Observing these results it is evident the good agreement (the average error is about 6%).Good results were found for crater wear simulation too. Fig. 7 shows the experimental and simulated crater wear images super imposed for the case of VC = 160 m/min andf = 0.25 mm/rev after a cutting time of 1 and 6 min. The overall good matching is evident. Fig. 8 shows the trend of simulated and experimental crater wear(KT/KM) for the analyzed cases at different cutting times. Also for the crater wear parameters, the experiments were repeated three times showing a combined uncertainty of 813% with a confidence interval of 95%. Fig. 6. Simulated and experimental flank wear trends as function of cutting time.Fig. 7. Experimental and simulated crater wear after 1 and 6 min (VC = 160 m/min,f = 0.25 mm/rev).购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982858Fig. 8. Simulated and experimental crater wear as function of cutting time. 6. Conclusions The implemented wear model furnished quite good results in terms of maximum flank wear and crater depth and position (KT and KM). In turn, larger errors were found for the crater prediction: the simulated worn area is always lower than experimental one as shown in Fig. 7. This should be due to the fact that the implemented wear model takes into account the diffusive wear mechanism only, which is activated for a tool rakeTemperature higher than 800 . Therefore, the tool areas temperatures lower than this threshold are not considered worn in the simulation.The reliability of the model will be enhanced in the future, improving the wear model in order to take into account abrasive wear too 17. It is worth outlining that the developed model permits a quite satisfactory wear prediction for 3D cutting conditions and it represents a useful approach also for industrial needs.AcknowledgmentsThe authors gratefully thank ISTEC-CNR and Mr. F. Pulice for their support in developing the experiments.References购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982859References1 Kishawy HA, Kannan S, Balazinski M (2005) Analytical Modeling of Tool Wear Progression During Turning Particulate Reinforced Metal Matrix Composites. Annals of CIRP 54(1):5558.2 Shimada S, Tanaka H, Higuchi M, Yamaguchi T, Honda S, Obata K (2004) Thermo-chemical Wear Mechanism of Diamond Tool in Machining of Ferrous Metals. 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Annals of CIRP 53(1):4750.15 Ceretti E, Filice E, Umbrello D, Micari F (2007) ALE Simulation of OrthogonalCutting: A New Approach to Model Heat Transfer Phenomena at the ToolChipInterface. Annals of CIRP 56(1):6972.购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q4013398286016 Kitagawa T, Maekawa K, Shirakashi T, Usui E (1988) Analytical Prediction of Flank Wear of Carbide Tools in Turning Plain Carbon Steels. I. Characteristic Equation of Flank Wear. Bulletin of the Japan Society of Precision Engineering 22(4):263269.17 Kramer BM (1986) A Comprehensive Tool Wear Model. Annals of CIRP 35(1):6770.附录二附录二购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q40133982861一个增强了的残余应力分析模型对机械加工的预测一个增强了的残余应力分析模型对机械加工的预测摘要：摘要：预测残余应力在航空零部件加工对飞机的安全来说是很重要的，在这篇文章里，叙述了，一种更科学的弹性塑料分析模型提出利用叠加的热力和机械应力作用在工件上， 接着加以松弛，用 X -射线对高强度工程材料的 Waspaloy（用于关键的部件，如在飞机喷气发动机）进行衍射测量，对残余应力预测理论进行了验证实验，随着改进了的分析模型对残余应力的准确预测的成功，而与计算时间相差无几的有限元模型是用的越来越少2008国际生产工程科学院1.引言引言：这篇文章的主要目的是研制一种更快速，准确，科学的模型，能够预测在零件机械加工工艺完成之后，局部产生的残余应力。切削条件对残留在工件上的预测残余应力是很重要的，表现在改善疲劳寿命，断裂行为，耐腐蚀和结构的完整性，特别是在航空航天业。这里已被研究，以预测和测量残余应力的加工过程。Brinksmeier 等。 1 验证刀具的刀刃对残余应力的影响。松本等人。 2 实验研究切削用量在硬点时对残余应力的影响。残余应力的研究工作主要是基于有限元建模分析的方法。刚塑性，弹塑性和弹粘塑性模型 3-6 。虽然他们的进展顺利，但以有限元为基础的方法，需要较长的计算时间，因此仅限于参数研究，而不是迅速适用于加工过程优化产业。因此，速度更快，更准确的分析模型是适应于工艺优化工业的 7,8 。拟议的分析模型综合考虑了合并各向同性和随动硬化形成一种更好的模型，那就是无弹性变形的工件，而不是单独的各向同性硬化。三角分布的机械力被成矩形分布的机械应力分布模式所代替。原因是，这样能更贴近的表现接触应力。接触长度计算分析采用接触载荷，用工件，刀具的半径和弹性模量而不是逼近它作为半圆。试验性的切削测试在各种各样的加工条件下，工业合作者通过对 Waspaloy 和 X -射线衍射的残余应力测量，这样做的目的是为了验证分析模型。这些残余应力都被证明准确在给进和交叉给进的过程中甚至不到一分钟就完成了。2. 热机模型热机模型示意图描述的在坐标系中的热机械模型在 Fig. 1 中显示出。1 。有分布荷载， p和 q ，在工件上分别是给进（Z 方向）和切向（X 方向） 。这样假设虽然比较适用，但是分散分布不可能表示真实的接触形式。赫兹接触是另一个经常在科学文献中被提到的接触模型，然而这个模型非常不容易进行数字化模拟。它不包括切向切削力的组成部分。在这项研究中，载荷被建模成呈三角形式分布的力，巨大的力和温度分布是根据其他的测量和预测来估算的，他的详细解释在 9-11 。 如图 Fig. 1。这系统被认为是二维的，代表正交切削过程，这个几
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