5WB左曲轴箱体加工工艺及夹具设计

本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 I 页 共 I 页目 录1 引言 11.1 机械制造业的发展趋势 11.2 加工中心的应用 21.3 气动技术的应用和发展趋势 22 5WB 左曲轴箱体的零件分析 42.1 5WB 左曲轴箱体的作用和结构特点 42.1.1 5WB 左曲轴箱体的作用 42.2.2 5WB 左曲轴箱体的结构特点 42.2 5WB 左曲轴箱体的工艺性分析 43 5WB 左曲轴箱体的工艺规程设计 63.1 生产纲领和生产类型的确定 63.2 毛坯的选择 63.3 基准的选择 63.3.1 基准的概念和分类 73.3.2 定位基准的选择 73.4 制定工艺路线 83.5 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 133.6 确定切削用量及基本工时 204 夹具设计 274.1 铣大面、镗定位销孔夹具设计 284.1.1 定位基准的选择 284.1.2 切削力的计算与夹紧力的分析 284.1.3 夹紧元件及动力装置确定 294.1.4 定位误差的分析 314.1.5 夹具设计及操作简要说明 314.2 铣结合面夹具设计 314.2.1 定位基准的选择 314.2.2 切削力的计算与夹紧力的分析 314.2.3 夹紧元件及动力装置确定 324.2.4 定位误差的分析 324.2.5 夹具设计及操作简要说明 33结束语 34致 谢 35参 考 文 献 36 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 1 页 共 36 页1 引言机械加工工艺和夹具结构设计在加深我们对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。我接受了曲轴箱体的加工工艺和夹具设计的任务，将用大学四年来所学的机械理论知识，在孙慕利和杨正文两位老师指导下完成这项工作。机械加工工艺是工装设计、制造和确定零件加工方法与加工路线的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有着直接的影响，因此是生产中的关键工作之一 1。机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件是加工面与定位面以及被加工表面相互之间的位置精度。提高生产率，降低成本，使用夹具后可以减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多工位加工。扩大机床工艺范围，在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。减轻工人劳动强度，保证生产安全 2。1.1 机械制造业的发展趋势在整个制造业中，机械制造业占有特别重要的地位。因为机械制造业是国民经济的装备部，国民经济各部门的生产水平和经济效益在很大程度上取决于机械制造业所提供的装备的技术性能、质量和可靠性。因而各发达国家都把发展机械制造业放在突出的位置。创新是一个国家，一个民族的灵魂。那么它同时也是一个行业发展的源泉。对于像机械制造业这样具有悠久的历史的行业来说，创新是特别需要的。在新的世纪中，科学技术必将以更快的速度发展，各学科的融合将更为紧密。这一切都将大大拓宽机械制造业的发展方向。机械制造业将出现一个美好的未来。在新的世纪中，它的发展趋势可以归结为“四个化”：柔性化、灵捷化、智能化、信息化。柔性化使工艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要，能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要灵捷化使生产推向市场准备时间缩为最短，使机械制造厂的机制能灵活转向。智能化柔性自动化的重要组成部分，它是柔性自动化的新发展和延伸。智能化制造将会显著减少制造过程物耗、能耗，显著地提升传统制造产业的水平，故 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 2 页 共 36 页探索智能化制造将是可持续发展的重要模式。信息化机械制造业将不再是由物质和能量借助于信息的力量生产出价值，而是由信息借助于物质和能量的力量生产出价值。当然机械制造业的四个发展趋势不是单独的，它们是有机的结合在一起的，是相互依赖，相互促进的。同时由于科学技术的不断进步，也将会使它出现新的发展方向。前面我们看到的是机械制造行业其自身线上的发展。然而，作为社会发展的一个部分，它也将和其它的行业更广泛的结合。21 世纪机械制造业的重要性表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。它将使人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。当然这一切还需要大家进一步的努力。1.2 加工中心的应用社会生产与科学技术的迅速发展使机械产品日趋精密、复杂而且改型频繁。这不仅对机床设备的生产提出了提高精度与效率的要求，也提出了增加通用性与灵活性的要求。随着微电子技术自动信息处理数据处理以及电子计算机技术的发展，给自动化技术带来了新的理念，推动了机械制造自动化的发展。由此，数控机床根据需要而产生，后来加工中心的出现。加工中心在加工中有以下几方面的优点：（1）提高加工精度，产品质量稳定（2）提高生产效率（3）提高了加工零件的适应性、灵活性（4）减轻工人劳动强度（5）提高生产管理水平加工中心由于备有刀库并能自动更换刀具，使得工件在一次装夹中可以完成多工序的加工。加工中心一般不需要人为干预，当机床开始执行程序后，它将一直运行到程序结束。加工中心还赋予了专业化车间一些诸多优点，如：降低机床的故障率，提高生产效率，提高加工精度，削减废料量，缩短检验时间，降低刀具成本，改善库存量等。由于加工中心的众多优势，所以它深受全球制造企业的青睐。1.3 气动技术的应用和发展趋势 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 3 页 共 36 页气动技术，全称气压传动与控制技术，是生产过程自动化和机械化的最有效手段之一，具有高速高效、安全长寿、低成本、易维护、防过载等优点，在工业部门的许多领域中，正得到越来越广泛的应用。气动技术在控制传动技术方面有着最为广泛的应用。由于气动传动装置的传统优势：如功率密度高、动力高且价格经济等，在许多场合起着决定性作用。例如，在数控机床中，由于易实现高频率换向、可大范围调速、节省空间体积、简化机床结构等特点，气动技术主要应用于以下装置中：（1）机床部件的移动。主要用于进给运动传动，如主轴、工作台的移动等。（2）数控机床中的辅助装置中。如固定循环、自动换刀、工作台的夹紧松开、自动门的开合、吹气、工件夹紧、工件的自动上下料、搬送堆放等处，可以缩短加工辅助时间，减轻工人劳动强度，充分发挥数控设备的高效性能。（3）自动吹屑。如工件、交换工作台、工具定位面等处。（4）运动部件的平衡。如主轴箱的重力平衡、机械手、刀库的平衡装置等。（5）检测功能。如工件位置的确认、刀具缺损的确认等。随着 IT 工艺通信技术传感技术的不断发展，以及新技术新产品新工艺新材料等在工业界的应用，气动技术作为主机配套的重要基础件也发生了革命性的变化，主要体现在标准化、模块化、集成化系统化、智能化、状态监测可诊断等方面。未来，气动技术还将不断进步，比如，面对总线断路通信错误循环时间错误及程序停止等一些故障的诊断，还将会进一步在阀岛技术中得以体现。预计，随着芯片的大量生产成本降低之后，将来以太网和微芯片在分散装置中的应用越来越普通，以太网将成为工业自动化领域的传递载体，他的一端与计算机控制器相接，另一端接到智能原件。几千里之外，完全可实现设备的遥控、诊断和调整。 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 4 页 共 36 页2 5WB左曲轴箱体的零件分析2.1 5WB左曲轴箱体的作用和结构特点2.1.1 5WB左曲轴箱体的作用本零件是 5WB 左曲轴箱体，是摩托车发动机的基础零件，它结合右曲轴箱体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传递运动或动力 3。因此，箱体的加工质量将直接影响发动机的装配精度、性能指标和使用寿命。2.2.2 5WB左曲轴箱体的结构特点5WB 左曲轴箱体的零件结构见图 2.1 所示。图 2.1 零件结构图5WB 左曲轴箱体的零件具体结构见附件“5WB 左曲轴箱体零件图” 。由零件图我们可以看出，箱体的结构特点：形状复杂壁薄且不均匀，内部呈型腔，加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求一般的紧固孔。因此，一般箱体零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%20% 。2.2 5WB左曲轴箱体的工艺性分析由 5WB 左曲轴箱体零件图可知。箱体需要进行正反面粗精铣加工，轴承孔粗精镗加工，定位销孔精加工，螺孔加工等。可将其分为两组加工表面。（1）以大面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：大面的铣削加工，齿轮室盖面的加工，放油孔搭子平面的加工，4- 10 销孔及中间轴孔 10 的加工，5- 10 底孔的加工，放油孔 M121.5 的加工， 32 油封孔口倒角 30的加工，吊挂孔三处搭子平面的加工，张紧器螺栓安装孔的加工，吊挂安装孔的加工，24M6 螺孔的加工，3-M10 中心孔孔口的加工，制动销轴反面平面的加工，曲轴油封反面及中 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 5 页 共 36 页间齿轮轴平面和两安装塔子平面的加工，2- 30 齿轮孔的加工， 48 油封孔的加工，47 轴承孔的加工。其中大面有表面粗糙度的要求为 Ra ，平面度要求 0.07 m2.3；齿轮室盖面有表面粗糙度要求为 Ra ，平面度要求 0.03 ；放油孔m2.3M121.5 要求孔口倒角 145； 30 齿轮孔有圆柱度要求为 0.005 ，垂直度要求为 0.004 ； 47 轴承孔有圆柱度要求为 0.005 ，垂直度要求为 0.005 。 m（2）以结合面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:结合面的加工，轮毂面的加工， 52 轴承孔端面的加工，起动电机安装搭子面的加工，主轴承孔52， 46， 32 的加工， 3- 10 销孔的加工，制动轴孔 12 的加工，10-M6 螺孔的加工，中间齿轮轴孔 10 的加工， 130.5 止口的加工。其中结合面有表面粗糙度要求为 Ra ，平面度要求为 0.03 ； 52 主轴承孔有圆柱度要求为 0.005 ，m6.1mm垂直度要求为 0.005 。 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 6 页 共 36 页3 5WB左曲轴箱体的工艺规程设计3.1 生产纲领和生产类型的确定企业在计划期内生产的产品的数量和进度计划称为生产纲领。零件的年生产纲领可按下式计算N Q n(1 a b )式中 N 零件的年生产纲领，件/年；Q 产品的年生产纲领，台/年；n 每台产品中该零件的数量,件/台；a% 备品的百分率；b% 废品的百分率。生产纲领的大小对生产组织形式和零件加工过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。根据市场的需求量，企业实行三班制，零件的年生产纲领为 10 万台，属大批量生产，零件用加工中心进行加工。3.2 毛坯的选择毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。常见的毛坯有以下几种：铸件，锻件，型材，焊接件，冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。箱体零件材料为铝合金，目前大多数铸件采用砂型铸造，考虑到零件的生产纲领和发动机箱体的大批量生产特点，采用压力铸造，主要原因是：（1）箱体是薄壁零件，不宜用砂型铸造。（2）铝合金铸件可在压铸机上用金属模压力铸造，生产效率高，约 5 分钟可铸出成品，可满足大批量生产要求。（3）铝件的金相组织紧密，强度高，使用压力铸造，防止了沙眼和气孔的产生，保证了产品质量。以上优点是砂型铸造无法达到的。因此，选用压力铸造 4。3.3 基准的选择 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 7 页 共 36 页制订机械加工规程时，定位基准的选择是否合理，将直接影响零件加工表面的尺寸精度和相互位置精度。同时对加工顺序的安排也有重要的影响。定位基准选择不同，工艺过程也将随之而异。3.3.1 基准的概念和分类所谓基准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。基准根据功用不同可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是指设计图样上采用的基准。工艺基准是指在机械加工过程中用来确定加工表面加工后尺寸、形状、位置的基准。工艺基准按不同的用途可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准 5。3.3.2 定位基准的选择当根据工件加工要求确定工件应限制的自由度数后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位基准可选择，此时提出了如何正确选择定位基准的问题。(1) 粗基准的选择选择粗基准时，主要考虑有两个问题：一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。为了满足上述要求，从零件图分析可知，选择三个最终不加工面作为粗基准，如图 3.1 所示。图 3.1 粗精准的选择(2) 精基准的选择精基准的选择应从保证零件加工精度出发,同时考虑装夹方便，夹具结构简 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 8 页 共 36 页单。为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这时主要考虑的是基准重合问题。从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证左曲轴箱箱体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位 6。从左曲轴箱箱体零件图分析可知，它的大面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅限制工件的三个自由度，使用典型的一面两孔组合定位方法（如图 3.2 所示） 。其中，大面限制的自由度为 、 、 ，左ZXY端的圆孔 LB18（短圆柱销）限制的自由度为 、 ，后端的圆孔 LB19（短菱形XY销）限制的自由度为 。Z图 3.2 一面两孔组合定位3.4 制定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。拟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 7。在确定生产纲领为大批生产和在加工中心加工的条件下，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。数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处，但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。在数控加工前，要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序，这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础。合格的程序员首先是一个合格的工艺 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 9 页 共 36 页人员，否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程，以及正确、合理地编制零件的加工程序 8。工艺设计时,主要考虑精度和效率两个方面,一般遵循先面后孔、先基准后其它、先粗后精的原则。加工中心在一次装夹中，尽可能完成所有能够加工表面的加工。对位置精度要求较高的孔系加工，要特别注意安排孔的加工程序，安排不当，就有可能将传动副的反向间隙带入，直接影响位置精度。（1）工艺路线方案一工序 1：铣大面、钻孔工步 1：粗铣大面及齿轮室盖面。以三个支承点为基准（具体见图 3-1） ，粗铣后它们距大面距离分别为 13.90.2 ，114.90.2 ，129.40.2 。选用mmm刀号 HR2L-4080R-06，直径 80 的盘铣刀。工步 2：钻放油孔中心孔孔口倒角。选用刀号 R104，直径 16 的钻头。工步 3：铣放油孔搭子平面。选用刀号 R113，直径 27 的端面铣刀。工步 4：钻放油孔 M12 底孔 10.5 。选用刀号 R117，直径 10.5 的钻头。工步 5：攻丝 M121.5 。选用刀号 R118，直径 M121.5 的螺丝攻。工序 2：铣大面、镗定位销孔工步 1：精铣大面。以三个支承面为基准。选用刀号 DCP90-4080R-06，直径 80的盘铣刀。工步 2：钻 4- 10 销孔底孔及中间轴孔 10。选用刀号 R102，直径 9 的钻头。工步 3：精镗 5- 10 底孔 5- 9.5。选用刀号 R103，直径 9.5 的镗刀。工步 4：铣吊挂孔三处搭子平面。选用刀号 R113，直径 27 的三面刃铣刀。工步 5：5- 9.5 孔口倒角。选用刀号 R104，直径 16 的锪钻。工步 6：32 油封口倒角 30。选用刀号 R125，直径 35 的钻头。工步 7：粗镗张紧器螺栓安装孔17.5。选用刀号 R121，直径 17.5 的镗刀。工步 8：精镗后吊挂孔 19.5。选用刀号 R124，直径 19.5 的镗刀。工步 9：精镗后吊挂孔 20。选用刀号 EWN20-36CKBI，直径 20 的镗刀。 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 10 页 共 36页工步 10：精镗张紧器螺栓安装孔 18。选用刀号 EW2-22CK4，直径 18 的镗刀。工序 3：铣结合面工步 1：粗精铣结合面及轮毂面。以大面和两个销孔为基准。选用刀号 HR2L-4080R-06，直径 80 的盘铣刀。工步 2：扩 52 轴承孔端面。选用刀号扩刀 R105-1，直径 98 的扩孔钻。工步 3：粗镗主轴承孔 51.7 及 46、 31.7。选用刀号 R105，直径 98 的镗刀。工步 4：粗镗起动电机孔 25.7，倒角。选用刀号 R106，直径 35 的镗刀。工步 5：粗镗 3- 10 销孔底孔 3- 9。选用刀号 R102，直径 9 的镗刀。工步 6：精镗 3- 10 销孔底孔 3- 9.5。选用刀号 R103，直径 9.5 的镗刀。工步 7： 10 孔口倒角。选用刀号倒角刀 R108，直径 15 的锪钻。工步 8：粗镗制动轴孔 11.5。选用刀号 R109，直径 11.5 的镗刀。工步 9：2- 9.5、 11.5 孔口倒角。选用刀号 R104，直径 16 的锪钻。工序 4：钻大面孔工步 1：钻 24M6 中心孔。以结合面为基准。选用刀号 R110，直径 8 的钻头。工步 2：钻 24M6 螺孔底孔 24- 5。选用刀号 R111，直径 5 的钻头。工步 3：攻丝 24-M6。选用刀号 R112，直径 M6 的丝锥。工序 5：镗结合面孔工步 1：铣起动电机安装搭子面。以大面和两个销孔为基准。选用刀号 R113，直径 27 面铣刀。工步 2：钻 10-M6 螺孔中心孔孔口倒角。选用刀号。中心钻 R110，直径 8 的钻头。工步 3：钻 10-M6 螺孔底孔 10- 5。选用刀号钻头 R119，直径 5 的钻头。工步 4：攻丝 10-M6。选用刀号 R120，直径 M6 的丝锥。 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 11 页 共 36页工步 5：精镗中间齿轮轴孔 10。选用刀号 R127，直径 10 的镗刀。工步 6：精镗 52 主轴承孔。选用刀号 EWN41-74CKB4，直径 52 的镗刀。工步 7：精镗 32 油封孔。选用刀号 EWN32-60CKB3，直径 32 的镗刀。工步 8：精镗起动电机 26 孔。选用刀号 EWN25-47CKB2，直径 26 的镗刀。工步 9：精镗 3- 10 销孔。选用刀号 R125，直径 10 的镗刀。工步 10：精镗 12 孔。选用刀号 R128，直径 12 的镗刀。工步 11：镗 130.5 止口。选用刀号 R107，直径 130.5 的镗刀。工序 6：粗、精镗大面孔工步 1：钻 3-M10 中心孔孔口倒角。以结合面为基准。选用刀号 R104，直径 16的钻头。工步 2：铣制动销轴反面平面。选用刀号 R114，直径 20 的面铣刀。工步 3：铣曲轴油封反面平面及中间齿轮轴平面和两安装搭子平面。选用刀号R101，直径 37 的面铣刀。工步 4：钻 3-M10 底孔 3- 8.7。选用刀号 R115，直径 8.7 的钻头。工步 5：攻丝 3-M101.5。选用刀号 R116，直径 10 的丝锥。工步 6：精铣齿轮室盖面。选用刀号 HR2L-4080R-06，直径 80 的盘铣刀。工步 7：粗镗齿轮孔 2- 29.5。选用刀号 R112，直径 33 的镗刀。工步 8：粗镗输出轴 47.5、 46.5、 33。选用刀号 R123b，直径 51 的镗刀。工步 9：精镗 2- 30 齿轮孔。选用刀号 EWN25-47CKB2，直径 30 的镗刀。工步 10：精镗 48 油封孔。选用刀号 EWN41-74CKB4，直径 48 的镗刀。工步 11：精镗 47 轴承孔。选用刀号 EWN41-74CKB4，直径 47 的镗刀。工步 12：精镗 4- 10 销孔。选用刀号 R125，直径 10 的镗刀。工序 7：钻、攻放油孔、空气堵孔 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 12 页 共 36页工步 1：扩平面。以大面和两个销孔为基准。选用刀号 R126，直径 28 的面铣刀。工步 2：钻 M8 放油孔中心孔孔口倒角。选用刀号 R104，直径 16 的钻头。工步 3：钻 6.7 孔。选用刀号 R209，直径 6.7 的钻头。工步 4：攻丝 M8。选用刀号 R212，直径 M8 的丝锥。工序 8：终检（2）工艺路线方案二工序 1：铣大面、钻孔工步 1：粗铣大面及齿轮室盖面。以三个支承点为基准（具体见图 3-1） ，粗铣后它们距大面距离分别为 13.90.2 ，114.90.2 ，129.40.2 。选用mmm刀号 HR2L-4080R-06，直径 80 的盘铣刀。工步 2：钻放油孔中心孔空口倒角。选用刀号 R104，直径 16 的钻头。工步 3：铣放油孔搭子平面。选用刀号 R113，直径 27 的面铣刀。工步 4：钻放油孔 M12 底孔 10.5。选用刀号 R117，直径 10.5 的钻头。工步 5：攻丝 M121.5。选用刀号 R118，直径 M121.5 螺丝刀。工序 2：粗铣结合面工步 1：粗铣结合面及轮毂面。以大面为基准。选用刀号 HR2L-4080R-06，直径80 的盘铣刀。工步 2：扩 52 轴承孔端面。选用刀号 R105-1，直径 98 的扩刀。 工步 3：粗镗主轴承孔 51.7 及 46 31.7。选用刀号 R105，直径 98 的镗刀。工步 4：粗镗起动电机孔 25.7，倒角。选用刀号 R106，直径 35 的镗刀。工步 5：粗镗 3- 10 销孔底孔 3- 9。选用刀号 R102，直径 9 的钻头。工序 3：铣大面、镗定位销孔工步 1：精铣大面。以结合面为基准。选用刀号 DCP90-4080R-06，直径 80 的盘铣刀。工步 2：钻 4- 10 销孔底孔及中间轴孔 10。选用刀号 R102，直径 9 的钻头。 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 13 页 共 36页工步 3：精镗 5- 10 底孔 5- 9.5。选用刀号 R103，直径 9.5 的镗刀。 工步 4：铣吊挂孔三处搭子平面。选用刀号 R113，直径 27 的三面刃铣刀。工步 5：5- 9.5 孔口倒角。选用刀号 R104，直径 16 的锪钻。工步 6：32 油封口倒角 30。选用刀号 R125，直径 35 的锪钻。工步 7：粗镗张紧器螺栓安装孔17.5。选用刀号 R121，直径 17.5 的镗刀。工步 8：精镗后吊挂孔 19.5。选用刀号 R124，直径 19.5 的镗刀。工步 9：精镗后吊挂孔 20。选用刀号 EWN20-36CKBI，直径 20 的镗刀。工步 10：精镗张紧器螺栓安装孔 18。选用刀号 EW2-22CK4，直径 18 的镗刀。工序 4：精铣结合面工步 1：精铣结合面及轮毂面。以大面为基准。选用刀号 HR2L-4080R-06，直径80 的盘铣刀。工步 2：精镗 3- 10 销孔底孔 3- 9.5。选用刀号 R103，直径 9.5 的镗刀。工步 3： 10 孔口倒角。选用刀号 R108，直径 15 的锪钻。工步 4：粗镗制动轴孔 11.5。选用刀号 R109，直径 11.5 的镗刀。工步 5：2- 9.5、 11.5 孔口倒角。选用刀号 R104，直径 16 的锪钻。工序 5：同方案一的工序 4工序 6：同方案一的工序 5工序 7：同方案一的工序 6工序 8：同方案一的工序 7工序 9：终检（3）工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是以三个支承点为基准，先粗精铣加工大面，然后以此基面加工结合面；而方案二是先粗铣大面，然后以此基面粗铣加工结合面，再以结合面为基面精铣加工大面，最后以大面为基面精铣加工结合面。两方案比较可以看出，方案一工序集中，减少了装夹次数，提高劳动生产率，而方案 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 14 页 共 36页二工序分散，增加了装夹次数，增加了工时，但加工质量较好 9。在能保证加工精度的情况下，应尽量选择工序集中，提高劳动生产率。因此，最后的加工路线确定为工艺路线方案一。3.5 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸5WB 左曲轴箱箱体零件材料采用铝合金制造，材质为 ACD12，硬度为 70-90HB，生产类型为大批量生产，采用压力铸造毛坯。(1) 大面的加工余量。 （计算大面与支持面尺寸 13.50.2 ）m根据工序要求，大面加工分粗精铣加工。各工步余量如下：粗铣：根据机械加工工艺手册，其余量值规定为 2.7-3.4 ，现取 3 。选取粗铣的加工精度为 IT11 级，加工公差为-0.22 10。精铣：根据机械加工工艺手册，其余量值规定为 0.4 。m压力铸造毛坯的基本尺寸为 13.530.416.9 。根据机械加工工艺手册，铸件尺寸公差等级选用 CT7，铸件尺寸公差为 0.78 。毛坯的名义尺寸为：13.530.416.9 ；毛坯最小尺寸为： 16.90.3916.6 ；m毛坯最大尺寸为：16.90.3917.29 ；粗铣后最大尺寸为：13.5+0.413.9 ；粗铣后最小尺寸为：13.90.2213.68 ；精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 13.50.2 。m(2) 结合面的加工余量。 （计算结合面与大面尺寸 ）1.036根据工序要求，结合面加工分为粗精加工。各工步余量如下：粗铣：余量值为 3 ，粗铣平面时厚度偏差取 -0.22 。m精铣：余量值为 0.4 。压力铸造毛坯的基本尺寸为 13630.4139.4 。根据机械加工工艺手册，m铸件尺寸公差等级选用 CT6，铸件尺寸公差为 1.2 。毛坯的名义尺寸为：13630.4139.4 ；毛坯最小尺寸为： 139.40.6138.8 ；毛坯最大尺寸为： 139.40.6140.0 ； m粗铣后最大尺寸为：136+0.4136.4 ； 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 15 页 共 36页粗铣后最小尺寸为：136.40.22136.28 ；m精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 。1.036(3) 齿轮室盖面 m01.56由工序要求可知，齿轮室盖面必需进行粗铣和精铣两道工序。其工序余量如下：粗铣余量规定为 3mm。粗铣平面时厚度偏差取-0.22 。m精铣余量规定为 0.4 。m铸件尺寸公差等级选用为 CT7，铸件尺寸公差为 1 。毛坯的名义尺寸为：56+3+0.4=59.4 ；毛坯最小尺寸为：59.4-0.5=58.9 ；毛坯最大尺寸为：59.4+0.5=59.9 ；m粗铣后最大尺寸为：56+0.4=56.4 ；粗铣后最小尺寸为：56.4-0.22=56.18 ；精铣后尺寸为 。01.56铸件主要表面的加工余量如图 3.3 所示 11。图 3.3 铸件主要表面的加工余量图(4) 放油孔中心孔孔口倒角，放油孔搭子平面，放油孔 M12 加工余量放油孔中心孔孔口倒角 145。放油孔搭子平面 34.40.5m由工序要求可知，放油孔搭子平面只需进行粗铣加工。其工序余量如下：选取余量为 3 。铸件毛坯尺寸 34.4337.4mm。选铸件尺寸公差等级为 CT7，铸件尺寸公差 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 16 页 共 36页为 0.8 。m毛坯名义尺寸为：34.4337.4 ；m毛坯最小尺寸为：37.40.437 ；毛坯最大尺寸为：37.40.437.8 ；粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 34.40.5 。 放油孔 M12钻孔： 10.5攻丝：M121.5(5) 4- 10 销孔及中间轴孔，张紧器螺栓安装孔 ，后吊挂孔m027.18，吊挂孔三处搭子平面。m021.4- 10 销孔及中间轴孔钻孔： 9镗孔： 9.5 2Z0.5 m倒角：145张紧器螺栓安装孔 ，后吊挂孔 ，吊挂孔三处搭子平面027.18021.根据工序要求，孔加工分为粗镗和精镗两个工序，各工序如下所示：粗镗： 孔的加工余量为 1 ；m027. m精镗： 孔的加工余量为 0.25 ；.18铸件尺寸公差等级选用 CT7，铸件尺寸公差为 0.82 。 孔毛坯名义尺寸为 18-1-0.25=16.75 ；027.毛坯最大尺寸为 16.75+0.41=17.16 ；m毛坯最小尺寸为 16.75-0.41=16.34 ；粗镗工序尺寸为 ；05.17精镗后尺寸为 。2.8粗镗： 孔的加工余量为 1m021.m精镗： 孔的加工余量为 0.25. 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 17 页 共 36页铸件尺寸公差等级选用 CT7，铸件尺寸公差为 0.82 。m 孔毛坯名义尺寸为 20-1-0.25=18.75 ；m021.毛坯最大尺寸为 18.75+0.41=19.16 ；毛坯最小尺寸为 18.75-0.41=18.34 ；粗镗工序尺寸为 ；m05.19精镗后尺寸为 。2.吊挂孔三处搭子平面(计算搭子平面与大面的尺寸 210.3 )由工序要求可知搭子平面只需进行粗铣加工。其工序余量如下：选取余量为 3m铸件毛坯尺寸为 21+3=24 。选铸件尺寸公差等级为 CT7，铸件尺寸公差为0.82 。毛坯名义尺寸为：21324 ；毛坯最小尺寸为：240.4123.59 ；m毛坯最大尺寸为：240.4124.41 ；粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 210.3 。 (6) 52 轴承孔端面，主轴承孔 ，油封孔 ，3-03.52m039.2销孔，制动轴孔 ，起动电机孔 ，10-M6 螺孔m02.1m043.12 3.652 轴承孔端面（轴承孔端面与结合面尺寸 22.50.2 ）由工序要求可知，52 轴承孔端面只需进行粗铣加工。其工序余量如下：选取余量为 3铸件毛坯尺寸为 22.5+3=25.5 。选铸件尺寸公差等级为 CT7，铸件尺寸公m差为 0.82 。m毛坯名义尺寸为：22.5+3=25.5 ；毛坯最小尺寸为：25.50.4125.09 ；毛坯最大尺寸为：25.50.4125.91 ；m粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 22.50.2 。 主轴承孔 ，油封孔 ，3- 销孔底孔 3-m03.52039.202.1 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 18 页 共 36页，制动轴孔 ，起动电机孔m05.9m043.12m03.26由工序要求可知，孔必需进行粗镗和精镗两道工序加工。其工序余量如下：粗镗： 的加工余量为 1 ；03.5精镗： 的加工余量为 0.25.02铸件公差等级选用 CT7，铸件尺寸公差为 1 。m孔毛坯名义尺寸为 52-1-0.25=50.75 ；m03.5毛坯最大尺寸为 50.75+0.5=51.25 ；毛坯最小尺寸为 50.75-0.5=50.25 ；粗镗工序尺寸为 ；m05.71精镗后尺寸为 。3.052粗镗： 的加工余量为 1 ；m039.2精镗： 的加工余量为 0.25. m铸件公差等级选用 CT7，铸件尺寸公差为 0.9 。孔毛坯名义尺寸为 32-1-0.25=30.75 ； 039.2毛坯最大尺寸为 30.75+0.45=31.2 ；毛坯最小尺寸为 30.75-0.45=30.3 ； m粗镗工序尺寸为 ；05.731精镗后尺寸为 。9.2粗镗：3- 的加工余量为 1 ；m05.9精镗：3- 的加工余量为 0.25 ；. m铸件公差等级选用 CT7，铸件尺寸公差为 0.74 。3- 孔毛坯名义尺寸为 9-1-0.25=7.75 ；05.9毛坯最大尺寸为 7.75+0.37=8.12 ；毛坯最小尺寸为 7.75-0.37=7.38 ；m粗镗工序尺寸为 ；2.09 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 19 页 共 36页 精镗后尺寸为 3- ；m05.93- 销孔在 3- 销孔底孔加工完成基础上继续进行精镗m02.105.加工，精镗后尺寸为 3- 。02.粗镗： 的加工余量为 1 ；043. m精镗： 的加工余量为 0.25 ；m.12铸件公差等级选用 CT7，铸件尺寸公差为 0.74 。孔毛坯名义尺寸为 12-1-0.25=10.75m ；043. m毛坯最大尺寸为 10.75+0.37=11.12 ；毛坯最小尺寸为 10.75-0.37=10.38 ；粗镗工序尺寸为 ；05.1精镗后尺寸为 。m43.2粗镗： 的加工余量为 1 ；m03.26精镗： 的加工余量为 0.25.铸件公差等级选用 CT7，铸件尺寸公差为 0.9 。孔毛坯名义尺寸为 26-1-0.25=24.75 ；03.26 m毛坯最大尺寸为 24.75+0.45=25.2 ；毛坯最小尺寸为 24.75-0.45=24.3 ；粗镗工序尺寸为 ；05.72精镗后尺寸为 。m3.610-M6 螺孔钻孔： m2.05攻丝：M6倒角:145 (7) 24M6 螺孔钻中心孔: 8 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 20 页 共 36页钻孔: 5攻丝:M6(8) 2- 齿轮孔， 油封孔， 轴承孔。m025.3 m035.48m025.47粗镗时选工序余量为 1 ，精镗时选工序余量为 0.25 。2- 齿轮孔铸件公差尺寸等级为 CT7，铸件公差尺寸为 0.9 。025. 2- 孔毛坯名义尺寸为 30-1-0.25=28.75 ；.053毛坯最大尺寸为 28.75+0.45=29.2 ；m毛坯最小尺寸为 28.75-0.45=28.3 ； 粗镗工序尺寸为 ；05.29精镗后尺寸为 。.053油封孔铸件公差尺寸等级为 CT7，铸件公差尺寸为 1 。m035.48 m 孔毛坯名义尺寸为 48-1-0.25=46.75 ；.毛坯最大尺寸为 46.75+0.5=47.25 ；毛坯最小尺寸为 46.75-0.5=46.2 ；粗镗工序尺寸为 ；m05.47精镗后尺寸为 。3.8轴承孔铸件公差尺寸等级为 CT7，铸件公差尺寸为 1 。m025.47 m 孔 毛坯名义尺寸为 47-1-0.25=45.75 ；.05毛坯最大尺寸为 45.75+0.5=46.25 ；毛坯最小尺寸为 45.75-0.5