飞轮壳盖零件工艺规程及粗铣A面专用夹具、专机设计

1毕业设计(论文)课 题 名 称 飞轮壳盖盖零件工艺规程及 粗铣 A 面专用夹具、专机设计 学 生 姓 名 学 号 院( 系 )、专业 指 导 教 师 职 称 2摘要本文详细研究分析了发动机飞轮壳盖盖的制造工艺规程，并对飞轮壳盖盖粗铣 A 面工序使用的专用夹具进行了设计。所设计的夹具属于铣床类专用夹具，主要用于保证在加工孔时刀具有一个确切的位置，从而保证孔的位置和精度。本次夹具设计的步骤是：(1）研究原始资料，明确设计要求；(2）拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图；1）确定定位方案，选择定位元件；2）确定导向装置；3）确定夹紧机构；4）确定其它装置和夹具体；5)绘制夹具总图经过设计和讨论，终于圆满地完成了设计任务。本次设计整个设计过程条理清晰，能让读者明白整个过程。力求结构合理，计算准确，经济可靠。本设计的创新之处在于简化了钻模板的结构设计,使其结构更简便,同时也能满足设计要求。但是由于本人实践经验的欠缺和知识的局限性，设计过程中难免出现一些错误，该夹具的实际工作情况及可用性还有待于实践的检验，敬请各位领导，老师，同学提出宝贵意见和见解，本人在此表示由衷的感谢！关键词：定位；夹紧；导向3目录摘要 .2目录 .41 绪论 .62 零件的分析 .92.1 飞轮壳盖零件工艺分析 .92.2 飞轮壳盖加工工艺规程设计要点 .103 工艺规程设计 .123.1 确定生产类型和生产纲领 .123.2 拟定毛坯制造形式 .123.3 拟定工艺路线 .123.4 拟定机械加工余量 .203.5 确定加工工序尺寸 .213.6 切削用量及工时的计算 .234 夹具的设计 .414.1 机床夹具概述 .414.2 拟定夹具结构 .424.3 确定夹紧方案 .484.4 定位误差分析 .524.5 夹具体设计 .53总结 .54参考资料 .55451 绪论近年来，我国汽车工业快速发展，促进了汽车零部件制造业的快速发展，进入新世纪以来，汽车零部件的进口平均关税将降到 10%，配额将逐步减少，国产化率的鼓励措施将取消，多年来一直受关税和国产化双重保护的国内众多汽车零部件企业将面临巨大的挑战。汽车零部件企业属于传统的大批大量生产类型企业，讲究的是规模效益，但随着市场竞争的不断深化，顾客的需求不断变化，其生产方式也在向着多品种、中小批量生产方式转化，汽车零部件企业要实现跨越性的发展，不仅需要在提高产品质量、不遗余力地采用新工艺、新技术，不断进行产品创新等方面下功夫，还要不断的更新观念，优化生产组织方式，积极主动地应对市场不断变化的需求，降低成本、提高效益，以保持在市场上的竞争优势。全球采购在带给我们挑战的同时也带来了机遇，国际上一些著名的汽车、发动机制造商纷纷把目光瞄向中国，他们需要在中国找到质量好、成本低的产品，以实现他们的成本削减计划，应对挑战。以飞轮壳盖产品为例，从 2003 年开始，象康明斯、道依茨、卡特彼勒、水星等一些公司己经开始在中国开始寻找供应商，他们在中国都设有专门的办事机构负责供应商的评价、培训。目前国内生产飞轮壳盖的专业厂不是很多，甚至有些发动机厂自己生产飞轮壳盖，每家厂的产能都没有超过 30 万件/年。市场的分散就造成资源的分散，无法形成规模效益，也就没法在装备上、制造水平进行投入，新工艺、新方法得不到应用，所以产品质量与上述公司的要求普遍有一定的距离。为此，谁能快速提升产能、水平、质量，谁就能占领国际市场，形成良性循环。对飞轮壳盖产品而言，在进行新的工艺设计时，必须在遵循工艺设计的基本原则基础上，充分借鉴国外的先进工艺方法，运用高速加工技术、成组技术等先进方法，认识现有工艺中存在的工序分散、设备效率低、夹具多、非有效工时长、质量靠工人个人技术保证等重要缺陷，通过对原有的方法进行优化，最终设计一套能消除夹紧变形，减少无效工时，高质量、低成本的工艺方法。工艺设计是工艺规划的前提和基础，是连接产品设计和生产制造的重要纽带。产品的制造可以采用几种工艺方案，零件加工也可以采用不同设备、不同的加工方法、不同的工艺方案。同样一个产品，使用不同的工艺方法进行加工，就会产生不同的质量、不同的成本。所以，效率高、质量好、成本低是衡量工6艺设计好坏的重要标准。机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。机床夹具被广泛应用于机械制造业中。大量专用机床夹具的采用为大批大量生产提供了必要的条件。机床夹具是组成工艺系统的一个环节，是影响加工质量的重要因素。一般情况下，使用机床夹具能稳定地保证产品质量，而不必过高的要求工人的技术等级。先进高效的机床夹具不仅能减轻工人劳动强度，提高生产率，甚至能使生产过程实现自动化。随着汽车、内燃机、摩托车、轴承等行业的规模化发展，对机床夹具的设计与制造不断提出新的课题。深入研究机床夹具设计的理论和改进机床夹具的结构，无疑具有巨大的经济意义。机床夹具设计一般包括结构设计和精度设计两个方面。而人们通常习惯侧重于结构设计而忽视精度设计。关于机床夹具的结构设计，不仅有大量的资料可供参考，而且还不断从其它学科吸收新的成果而向前发展。诸如液性塑料夹具；各种弹性膜片式夹具；真空夹紧夹具；感应分度夹具等等。关于机床夹具的精度设计，随着零件加工精度的提高，也日益受到人们的重视。人们逐渐认识到，机床夹具设计工作应围绕精度设计这个中心来进行。没有合理的精度设计不仅会给夹具制造带来困难，甚至会使制造出的夹具不能保证工件的加工精度。因此，迫切需要全面的研究机床夹具的设计、制造、使用诸方面的定量关系；研究工件精度和夹具设计精度之间的合理联系。机床夹具设计是用途极广的一门专业学科，熟悉它的内容和方法，对从事机械制造方面的工程技术人员来说是十分必要的。毕业设计是我们在学习阶段的最后一个重要环节，要求我们能综合运用大学四年所学的专业知识和理论知识，结合实际，独立解决本专业一般问题,树立为生产服务，扎实肯干，一丝不苟的工作作风，为将来在机械方面工作打下良好的基础。荐于夹具的重要性,同时也为了培养我们综合设计地能力，进一步培养我们科学的思维方式和正确的设计思维，提高我们发现问题、分析问题、解决问题的实际能力，我们选用了邵阳汽车发动机厂产品飞轮壳盖盖作为毕业课题，对其加工过程的工艺，每一道工序的工装夹具进行设计。7一般来说,夹具设计必须满足下列要求：1. 保证工件加工的各项技术要求要求正确确定定位方案、夹紧方案，正确确定刀具的导向方式，合理制定夹具的技术要求，必要时要进行误差分析与计算；2.具有较高的生产效率和较低的制造成本为提高生产效率，应尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉；3.尽量选用标准化零部件尽量选用标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设计制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本；4.夹具操作方便安全、省力为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间；为减轻工人的劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置；5.夹具应具有良好的结构工艺性所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。经过设计和讨论，终于圆满地完成了设计任务。本次设计就是围绕以上五点要求,按照一般步骤来设计的，力求结构合理，计算准确，经济可靠。但是由于本人实践经验的欠缺和知识的局限性，设计过程中难免出现一些错误，该夹具的实际工作情况及可用性还有待于实践的检验，敬请各位领导，老师，同学提出宝贵意见和见解，本人在此表示由衷的感谢！82 零件的分析2.1 飞轮壳盖零件工艺分析飞轮壳盖的主要功能是实现发动机与变速器的有效联接，通过它的变化，同一型号的发动机可以搭载不同型号的汽车，满足市场需求。同一系列飞轮壳盖的与发动机连接面尺寸基本相同，与离合器连接面则不同，但具有相同的功能孔。一般，飞轮壳盖形似盆状，其结构特点是外形尺寸大，最大直径可达 600mm,高近 300mm。飞轮壳盖大多采用灰铸铁铸造毛坯，材料其结构特点是壁厚不均匀，一般处壁厚为 6-8mm，最薄处壁厚只有 5mm，最大壁厚处却达40mm。其与发动机及离合器连接的两个面的面积较大，压铸时容易产生变形，且变形量不易控制，所以两个面上的连接孔必须进行机械加工。飞轮壳盖加工的首要问题是与发动机结合面的平面度。若平面度不好，则在加工过程中将产生定位误差，在测量过程中将会在建立基准过程中产生测量误差，出现测量基准与定位基准不统一的问题。即使测量与定位基准统一，也会发生零件合格与否的误判;其次是轴孔的加工。如何保证相互之间位置精度是此工序的关键:另外，对连接用螺栓孔的加工也很关键。关键点在于如何高效地完成加工。为了保证飞轮壳盖在工作过程中有良好的稳定性和密封性，在其重要表面和孔上均有详尽的技术要求。首先，两个定位孔是重中之重。在加工完两个定位孔后的几乎每个工序的定位都要用到这两个定位孔。因此，它们的位置至关重要。对其的尺寸精度要求较高，孔径精度达到了 H8 级，位置精度达到了 IT9。对其的粗糙度要求很高达到了 Ra1.6。其次发动机孔 92 和离合器结合孔 516 也都达到了 H8 级。在选择加工规程时要分析机械加工手册上的提供的途径，保证粗糙度和尺寸精度都到达到理想的精度。同时 516 有缘度要求。再次发动机结合面和 12M10 端面在制定工艺路线时要经常被作为定位基准面，其中 12M10 端面对发动机结合面有平行度要求，对 516 孔有垂直度要求。因此在加工 516 孔时要特别的对待，选择好恰当的加工方法。9最后，对于其他各个空的加工要根据各自的粗糙度和技术要求选择各自的加工方法。保证其技术要求。2.2 飞轮壳盖加工工艺规程设计要点对薄壁壳体类零件的加工，由于工件容易变形，且面与孔之间、孔与孔之间、面与面之间经常有尺寸关联要求，所以如何选择定位基准，如何安排工艺顺序就非常关键，所以加工中通常应注意以下几个问题:一、基准的选择通常选与发动机合把面和该平面上相距尽可能远的两个孔，采用一面两销的定位方式。在国外的加工中也有以毛坯面做定位基准，在一次装夹中完成全部工序的加工。(前提是毛坯为高压铸造毛坯，毛坯外型变化不大的情况)二、粗、精加工的划分由于工件在粗加工后会引起显著变形时，所以常将平面和孔的加工交替进行，在这些表面都粗加工以后，再精加工基准面及其它表面及面上各孔。(1)粗加工阶段通常先用与离合器结合面定位，粗铣与发动机结合面，然后再以粗铣后的与发动机结合面为基准，粗铣离合器结合面及其他表面，去除毛坯余量。（2）半精加工阶段通常安排一些半加工工序，将精度和光洁度要求中等的一些表面加工完成，而对于要求高的表面进行半精加工，为以后的精加工做好准备。(3)精加工阶段通常首先完成定位基准面(发动机结合面)的精铣及面上两销孔的精加工，并以此为精基准完成对精度和光洁度要求高的表面及孔的加工。三、次要小表面及孔的加工如螺纹孔，可以在精加工主要表面后进行，一方面加工时对工件变形影响不大，同时废品率也降低。另一方面如果主要表面出废品后，这些小表面就不必再加工了，从而也不会浪费工时。但是，如果小表面的加工很容易碰伤主要表面时，就应该把小表面的加工放在主要表面的精加工之前。四、热处理的安排有些飞轮壳盖有热处理的要求。为了消除内应力，需要进行人工时效，所以通常将热处理放在粗加工之后，半精加工之前。又如为了提高工件的表面硬度，需进行淬火，就要安排在半精加工之后，精加工之前。10五、辅助工序的安排如检验，在零件全部加工完毕后、各加工阶段结束时、关键工序前后，都要适当安排。其他辅助工序还有清洗、去飞刺、表面处理、气密试验、包装等，也应按其要求排入工艺过程。113 工艺规程设计3.1 确定生产类型和生产纲领生产纲领 N=Qn（1+ ） （1+ ）N零件的年产量Q产品年产量n每台产品中该零件的件数备品百分率废品百分率N=4000 1 （1+1%） （1+6%）=4282 件/年由机械制造工艺学表 1-1 可知零件的生产类型为大批生产3.2 拟定毛坯制造形式零件材料为 HT250，质量约为 45kg。它承载着变速器的质量，起着动力传递支点的作用。考虑到零件为薄壁类零件，宜变形，且结构复杂，因此应该选用壳膜铸件，以使零件的复杂机构以及精度要求得以保证。该零件的年产量为4000 件，已达大批生产的水平。最后确定毛坯的具体技术要求为： 1、毛坯的精度等级为二级2、不加工表面需涂防锈层3、硬度 207-241HBS4、毛坯表面不允许有气孔和砂眼存在5、毛坯形体不准错移6、铸件拔模斜度不大于 707、热处理后时效处理3.3 拟定工艺路线一、制定工艺路线需要注意的问题制定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，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，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、以使生产成本尽量降低。12拟订工艺路线是制定工艺工艺规程过程中的重要的一步。工艺方案制定的好坏，不仅关系到加工质量和效率，而且关系到工人劳动强度，设备投资，车间面积，生产成本等诸多问题。在制定工艺路线时，要从以下几个方面考虑。对于加工精度要求较高和粗糙度值要求较低的零件，常将工艺过程划分为粗加工和精加工两个阶段；对于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低的零件，则常划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。鉴于本零件最高的粗糙度要求为 Ra=3.2m，精加工就可以达到技术要求，所以零件加工时将各个表面的粗精加工分开进行，将整个工艺过程划分为粗加工、半精加工、精加工阶段就可以了，不毕设计光整加工。在分析和研究零件图的基础上，对各表面应选择相应的加工方法。首先选择零件表面的加工方案必须在保证零件达到图纸要求方面是稳定而可靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的；再者决定加工方法时要考虑被加工材料的性质；同时选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。在大批、大量生产中可采用专用的高效率设备和专用工艺装备。在单件小批生产中，就采用通用设备、通用工艺装备及一般的加工方法。这里考虑到成本的问题以及中批的生产类型而选用通用设备；其次选择加工方法还要考虑本厂（或本车间）的现有设备情况及技术条件。应该充分利用现有设备，挖掘企业潜力，发挥工人群众的积极性和创造性。在制定工艺过程中，为便于组织生产、安排计划和均衡机床的负荷，常将工艺过程划分为若干个工序。划分工序时有两个原则，即工序的集中和工序的分散。工序集中：将若干个工步集中在一个工序内完成。采用工序集中可以减少工件的装夹次数，在一次装夹中可以加工许多表面，有利于保证各表面之间的相互位置精度，也可以减少机床的数量，相应地减少工人的数量和机床的占地面积。但所需要的设备复杂，操作和调整工作也较复杂。工序分散：工序的数目多，工艺路线长，每个工序所包括的工步少，最大限度的分散是在一个工序内只包括一个简单的工步。工序分散可以使所得要的设备和工艺装备结构简单、调整容易、操作简单，但专用性强。工作各表面的加工顺序，一般按照下述原则安排：先粗加工后精加工；先基准面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。根据上述原则，作为精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工。精基准面加工好后，接着对精度要求高的主要表面进行粗加工和半精加工，并穿插13进行一些次要表面的加工，然后进行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行，这样可避免已加工表面在运输过程中碰伤，有利于保证加工精度。 为了改善工件材料的机械性能和切削性能，在加工过程中常常需要安排热处理工序。采用何种热处理工序以及如何安排热处理工序在工艺过程中的位置，要根据热处理的目的决定。检验工序是保证产品质量和防止产生废品的重要措施。在每个工序中，操作者都必须自行检验。在操作者自检的基础上，在下列场合还要安排独立检验工序：粗加工全部结束后，精加工之前；送往其它车间加工的前后（特别是热处理工序的前后） ；重要工序的前后；最终加工之后等。 除以上工序以外，在工序过程中，还可根据需要在一些工序的后面安排去毛刺、去磁、清洗等工序。二、拟定工艺路线方案1、工艺路线一工序一：粗铣 12M10 端面工序二：粗镗 556 外圆表面工序三：粗镗 516 内圆表面工序四：粗铣、精铣发动机结合面工序五：粗铣、精铣 32 端面工序六：粗铣、精铣 92 端面工序七：钻、扩、粗饺、精铰两个定为孔 13 至图样尺寸工序八：粗镗油封孔工序九：粗镗 92 孔、工序十：半精镗 556 外圆表面工序十一：半精镗 516 孔 工序十二：半精镗、精镗 92 孔至图样尺寸工序十三：钻扩 3M16 底孔工序十四：攻螺纹 3M16工序十五：钻 11- 13 孔14工序十六：钻、绞 10M8 孔工序十七：粗铣、精铣下台 M8 端面工序十八：钻下台 4M8 底孔工序十九：攻螺纹 4M8工序二十：钻 12M10 底孔工序二十一：攻螺纹 12M10工序二十二：粗铣 10M8 内端面、精铣 10M8 内端面工序二十三：铰（E-E）M10 底孔，倒角工序二十四：攻螺纹 M10工序二十五：锪沉头孔 30工序二十六：粗铣凸台工序二十七：钻、绞凸台上 M16 底孔，锪倒角工序二十八：攻螺纹 M16工序二十九：锪沉头孔 30工序三十：锪沉头孔 40 深 0.5工序三十一：钻、绞 B 向 2M8 底孔工序三十二：攻螺纹 2M8工序三十三：镗底孔 20工序三十四：倒角、去毛刺工序三十五：检验 2、工艺路线二工序一：粗铣 12M10 端面工序二：粗铣 10M8 内端面工序三：粗铣发动机结合面工序四：粗铣 32 端面工序五：粗铣 92 端面工序六：粗铣下台 M8 端面工序七：粗铣凸台工序八：粗镗 556 外圆表面15工序九：粗镗 516 内圆表面工序十：钻、扩、粗绞 、精铰两个定为孔 13 至图样尺寸工序十一：精铣 12M10 端面工序十二：精铣发动机结合面工序十三：精铣 32 端面工序十四：精铣 92 端面工序十五：精铣下台 M8 端面工序十六：精铣 10M8 内端面工序十七：粗镗油封孔工序十八：粗镗 92 孔工序十九：半精镗 92 孔工序二十：半精镗 556 外圆表面工序二十一：半精镗 516 孔 工序二十二：精镗 516 孔至图样尺寸工序二十三：精镗 92 孔工序二十四：钻扩 3M16 底孔工序二十五：攻螺纹 3M16工序二十六：钻 11 13 孔工序二十七：钻、绞 10M8 孔工序二十八：攻螺纹 10M8工序二十九：钻下台 4M8 底孔工序三十：攻螺纹 4M8工序三十一：钻 12M10 底孔工序三十二：攻螺纹 12M10工序三十三：钻、铰（E-E）M10 底孔，倒角工序三十四：攻螺纹 M10工序三十五：锪沉头孔 30工序三十六：钻、绞凸台上 M16 底孔，锪倒角工序三十七：攻螺纹 M1616工序三十八：锪沉头孔 30工序三十九：锪沉头孔 40 深 0.5工序四十：钻、绞 B 向 2M8 底孔工序四十一：攻螺纹 2M8工序四十二：倒角、去毛刺工序四十三：检验三、工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：在路线一中首先加工出了 12M10 端面和孔，以其为定位再加工发动机结合面一侧的面和孔，再以定位孔和发动机516结合面为定位加工离合器结合面方向上的面和孔，这样互为定位反复加工容易得到较高的精度，而且把两个定位孔的加工放在了靠前的工序中，便于以后工序的加工。但在前面加工面的很多工序中把粗、精加工放在了一个工序里，这样虽然可以减少了装夹次数、节省时间提高了生产率，但在粗加工过程中，由于加工余量大，工件容易产生振动，从而影响了定位精度，这样也就直接影响了加工质量。另外，飞轮壳盖属于薄壁类零件在粗加工时容易产生变形，而材料变形的恢复又是需要时间的，所以应该在粗加工后把工件放置一段时间。因此，最好把粗、精加工分开。另外，加工面和加工孔的工序混在了一起，违背了先面后孔的原则。在线路二中，很好的遵从了先面后孔的原则，另外把很好的划分了粗加工阶段，半精加工阶段和精加工阶段。这样有利于保证加工质量，便于使用机床，便于安排热处理工序。同时粗加工各表面后可以及早的发现毛坯的缺陷，即使报废和补修，以免继续进行加工而浪费了工时和制造费用。精加工安排在最后可保护精加工后的表面不受损伤或少受损伤。但在这两个加工路线中都出现了工序过多、加工繁琐的问题，这样会使工件反复的被拆卸安装，这样加工精度不容易保证，另外使辅助时间增多降低了生产率，增高了生产成本。因此应尽量在一次装夹中加工尽可能多的面和孔，提高生产率。综上所述，最后的加工路线确定如下：工序号工步号工步内容 定位基准 机床17一 1 粗铣 12M10 端面 发动机结合面，油封孔立式平面铣床X31322 粗铣 10M8 内端面二 1 粗铣发动机结合面 12M10 端面，油封孔 卧式铣床 X63W2 粗铣 32 端面3 粗铣 92 端面三 1 粗镗 556 外圆表面 发动机结合面，油封孔 卧式镗床 T682 粗镗 516 内圆表面四 1钻两个定位孔 13 12M10 端面，油封孔516 内圆表面立式钻床 Z5182 扩两个定位孔 133 粗绞两个定位孔 134精绞两个定位孔 13至图样尺寸五 1 粗铣下台 M8 端面12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面万能铣床 XA6132六 1 粗铣凸台12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面万能铣床 X62W七 1 精铣 12M10 端面 发动机结合面，两个定位孔立式平面铣床X31322 精铣 10M8 内端面八 1精铣发动机结合面 12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面立式平面铣床 X31322 精铣 32 端面3 精铣 92 端面九 1精铣下台 M8 端面 12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面万能铣床 XA6132十 1 粗镗油封孔12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面卧式镗床 T68182 粗镗 92 孔十一 1 粗镗底孔 2012M10 端面，两个定位孔516 内圆表面卧式镗床 T68十二 1 半精镗 556 外圆表面 发动机结合面，两个定位孔 坐标镗床 T6143B2 半精镗 516 孔十三 1半精镗 92 孔12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面坐标镗床 T4145十四 1精镗 516 孔至图样尺寸发动机结合面，两个定位孔 卧式镗床 T68十五 1精镗 92 孔至图样尺寸12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面坐标镗床 T4145十六 1 钻 3M16 底孔12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面摇臂钻床 Z30522 扩 3M16 底孔3 攻螺纹 3M16十七 1 钻 11 13 孔12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面立式钻床 Z5182 钻 10M8 孔3 绞 10M8 孔4 攻螺纹 10M8十八 1 钻下台 4M8 底孔12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面立式钻床 Z5182 攻螺纹 4M8十九 1 钻 12M10 底孔 发动机结合面，两个定位孔 立式钻床 Z5182 攻螺纹 12M10二十 1 钻（ E-E）M10 底孔12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面立式钻床 Z5132A2 铰 (E-E）M10 底孔3 攻螺纹 M10194 锪沉头孔 3012M10 端面，两个定位孔516 内圆表面立式钻床 Z525B二十一 1钻凸台上 M16 底孔 12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面立式钻床 Z51402 绞凸台上 M16 底孔3 攻螺纹 M164 锪沉头孔 305 锪沉头孔 40 深 0.5二十二 1 钻 B 向 2M8 底孔12M10 端面，两个定位孔516 内圆表面立式钻床 Z5182 绞 B 向 2M8 底孔3 攻螺纹 2M8二十三 1 倒角、去毛刺二十四 检验表 3.13.4 拟定机械加工余量加工余量分为两种，即总余量和工序余量。由毛坯加工成成品的过程中，毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差为加工的总余量。完成一道工序时从某一面上所必须切除的金属层厚度成为该工序的工序余量。任何加工方法加工后的尺寸都会有一定的误差，因而猫配合各工序尺寸都有公差，所以加工余量也是变化的。因此加工余量可分为公称余量、最小余量和最大余量。工序尺寸的公差按各种加工方法的经济精度确定，并规定在零件的“入体”方向，即对于被包容面工序尺寸公差都取上偏差为零，即加工后的基本尺寸等于最大极限尺寸；对于包容面工序尺寸公差都取下偏差为零，即加工后的基本尺寸等于最小极限尺寸。孔距工序尺寸公差，一般按对称偏差标注。毛坯尺寸公差可取对称公差也可为非对称公差。加工余量大小对制定工艺过程有一定的影响。总余力量不够，不能保证加工质量；总余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且也增加了材料、刀具、电力等的成本消耗。加工总余量的数值，一般与毛坯的制造精度有关。同样的20毛皮制造方法，总余量的大小又与生产类型有关，批量大，总余量就可以小些。由于粗加工的工序余量变化很大，半精加工和精加工的加工余量小，所以，一般情况下， 加工总余量总是足够分配的。对于工序余量，目前一般采用经验估计的方法，或按照技术手册等资料推荐的数据为基础，并结合生产的实际情况确定其加工余量的数值。对于一些精加工工序，有一最合适的加工余量范围。加工余量过大，会使精加工时工时过大，甚至达不到精加工的目的；加工余量过小会使工件的某些部位加工不出来。此外，精加工的余量不均匀，还会影响加工精度。所以对于精加工工序余量的大小和均匀性必须予以保证。3.5 确定加工工序尺寸对于简单的工序尺寸，在决定了各工序的余量和其能达到的经济精度后，就可以计算各工序尺寸及其公差，其计算方法为“逆推法” ，即由最后一步工序开始逐步向前推。对于本零件，采用逆推法确定各工序尺寸如下：1 的加工路线如下：054.92粗镗半精镗精镗(1) 确定各工序的余量查机械加工工艺手册表 2.348 可得粗镗为 5mm，半精镗为 0.4mm,精镗为 0.2mm总余量为 5.6mm(2) 计算各工序的基本尺寸精镗后： mm；半精镗后： 91.8mm;粗镗后： 91.4mm;毛坯： 86.4mm92(3) 计算各工序的尺寸公差由各工序所采用的加工方法的经济精度及有关公差按机械加工工艺手册表 1.41 和 2.22 可查出，并按“入体”原则标注。精镗: ;表面粗糙度为 Ra3.2 m;9054. 半精镗： 91.8 mm，表面粗糙度为 Ra6.3 m;.精镗； 91.4 mm,表面粗糙度为 Ra12.5 m54.0毛坯： 86.4 mm87.2 的加工路线如下：095.16粗镗半精镗精镗21(1) 确定各工序的余量查机械加工工艺手册表 2.348 可得粗镗为 5mm，半精镗为 0.8mm,精镗为 0.4mm总余量为 5.6mm(2) 计算各工序的基本尺寸精镗后： mm；半精镗后： 515.6mm;粗镗后： 514.8mm;毛坯：516509.8mm(3) 计算各工序的尺寸公差由各工序所采用的加工方法的经济精度及有关公差按机械加工工艺手册表 1.41 和 2.22 可查出，并按“入体”原则标注。精镗: ;表面粗糙度为 Ra3.2 m;56095. 半精镗： 515.6 mm，表面粗糙度为 Ra6.3 m;4.精镗； 514.8 mm,表面粗糙度为 Ra12.5 m10.毛坯： 509.8 mm75.3 13018.钻扩粗绞精绞由 机械加工工艺手册表 2.347 和 2.348 推荐的工序余量为钻孔； 12mm； 扩孔： 11.85mm; 2Z=0.15mm粗绞： 12.95mm； 2Z=1.1mm精绞： 13 2Z=0.05mm018.4. 发动机结合面， 92 端面， 32 端面由 机械加工工艺手册表 2.359 推荐的工序余量为粗铣：Z=3mm; 精铣:Z=0.8mm总余量为 3.8mm5. 12M10 端面由 机械加工工艺手册表 2.359 推荐的工序余量为:粗铣：4mm; 精铣：1mm,总余量为 5mm6. 凸台由 机械加工工艺手册表 2.359 推荐的工序余量为:粗铣：1mm227. M8 内端面由 机械加工工艺手册表 2.359 推荐的工序余量为:粗铣：4mm; 精铣：0.7mm,总余量：4.7mm8. 孔 56查机械加工工艺手册表 2.348 可得粗镗：5mm； 半精镗：0.8mm总余量：5.8mm半精镗后： mm56粗镗后: mm8.精镗后： mm09. 下台 M8 端面查机械加工工艺手册表 2.359 推荐的工序余量为粗铣：2mm； 精铣：1mm.总余量：3mm。10. 油封孔粗镗即可达到要求。查机械加工工艺手册表 2.348 可得工序余量为:粗镗：2Z=5mm毛坯半径：R=81mm3.6 切削用量及工时的计算工序一工序内容工步 1：粗铣 12M10 端面。工步 2：粗铣 10M8 内端面机床：立式平面铣床 X3132工步 1刀具：硬质合金端铣刀 d=80mm z=10背吃刀量： =4mmpa进给量： =0.14mm/z (查机械加工工艺手册表 2.473)zf切削速度：v=113.04m/min (查机械加工工艺手册表 2.481)主轴转速：n= = = =449.84r/minmdv10pa013.48按机床选取：n =450 r/minw23切削工时：t 3.5minfnllw21工步 2刀具：硬质合金端铣刀 d=100mm z=6背吃刀量： =3mmpa进给量： =0.18mm/zzf切削速度：v=148.2 m/min主轴转速：n= =471.97r/minmdv10按机床选取：n =475 r/minw切削工时：t 0.88minfnll21其余各工序的切削用量与公司计算与此类似，本文从略。244 夹具的设计4.1 机床夹具概述机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求，又必须满足三个条件：一批工件在夹具中占有正确的加工位置；夹具装夹在机床上的准确位置；刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通 过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准 确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。机床夹具按其使用范围可分为以下五种基本类型：1）通用夹具 通用夹具一般已标准化，并由专门的专业工厂生产，常作为机床的标准附件提供给用户。2）专用夹具 这类夹具是针对某一种工件的某一个工序而专门设计的，因其用途转移而得名。适用于大批大量生产，本处夹具多设计为专用夹具。3）通用可调夹具和成组夹具 这类夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适用不同零件的加工。用于相试零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。4）组合夹具 这类夹具是由一套完全标准化的元件，根据零件的加工要求拼装而成的夹具。5）随行夹具 这是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。工件安装在随行夹具上，除完成对工件的定位和夹紧外，还载着工件由运输装置送往各25机床，并在各机床上被定位和夹紧。机床夹具基本组成部分根据其功用一般可分为，定位元件或装置、刀具导向元件或装置、夹紧元件或装置、连接元件、夹具体、其他元件或装置。使用夹具最终目的是保证产品质量，改善工人劳动条件，提高生产率，降低劳动成本。机床夹具的用途可归结为：1.保证产品质量；2. 提高劳动生产率3.扩大机床的工艺范围，解决复杂或困难的工艺问题。4.改变原机床的用途，扩大机床的使用范围。5.减轻操作的劳动强度，做到生产安全。在夹具设计工作中一般有以下特点：1. 夹具的设计周期短，一般不进行强度和刚度的计算。2. 专用夹具的设计，对产品零件的有较强的针对性。3. 确保产品加工质量，提高劳动生产率是设计任务的首要问题。4. 加紧装置的设置对整个夹具的结构具有决定性的影响。夹具设计的原则是经济和适用。夹具设计的基本要求可分为三个方面：（1）好用（2）好造（3）好修。其中好用是主要的，但不应该脱离工序的要求和生产的具体情况而过分强调。具体要求有以下几点：1.夹具的构造应与其用途及生产相适应。2.保证工件精度。3.保证使用方便与安全。4.正确处理作用力的平衡问题。5.注意结构的工艺性，便于制造和维修。6.注意夹具与机床、辅助夹具、刀具、量具之间的关系。4.2 拟定夹具结构由于工件结构复杂，工艺要求较高，需要设计专用夹具。经与指导老师协商，决定设计工序一：粗铣 12M10 端面的铣床夹具。26本夹具主要用来粗铣飞轮课盖与发动机结合面、12M10 端面。其中发动机结合面对 12M10 端面有平行度要求，求下台有垂直度要求，因此对其的加工尤为重要。由于本工序为首道工序，因此精度问题必须值得重视。2.1 工件定位要则(1)选择合理的定位基准1)定位基准必须与工艺基准重合,并尽量与设计基准重合,以减小定位误差,获得最大加工允差,降低夹具制造精度。当定位基准和工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其允差的换算。2）应选择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定、可靠。3）在选择定位元件时，要防止出现在超定位现象。4）在工件各加工工序中，力求采用同一基准，以避免因基准更换而降低工件各表面相互位置的准确度。5）当铸、锻件以毛坯面作为第一道工序的基准时，应选用比较光整的表面作基准面，避开冒口、浇口或分型面等凸起不平整的部位。（2）限制工件的自由度一个自由的物体，它对三个相互垂直的坐标系来说，有六个可活动可能性，其中三种是移动，三种是转动。习惯上把这种活动的可能性称为自由度，因此空间任一自由物体共有 6 个自由度，物体的 6 个自由度分别为：沿 X 轴移动，以 x表示；沿 Y 轴移动，以 表示；沿 Z 轴移动，以 表示；沿 X 方向的旋转，yz以 表示；沿 Y 方向的旋转，以 表示；沿 Z 方向的旋转，以 表示。若要使物x体在某个方向有确定的位置，就必须限制该方向的自由度，所以要使工件在空处于相对固定的位置，就必须对六个自由度加以限制，限制的方法就是用相当于六个支承点的定位元件与工件的定位基准面接触。这种用正确分布的 6 个支承点来限制工件的 6 个自由度，使工件在夹具中得到正确位置的规律，称为六点定位原理。（3）对定位元件的要求1）工件定位基准与定位元件接触或配合后，能限制住必须由其限制的工件27的自由度；2）由其产生的定位误差最小；3）定位表面应具有较高的尺寸精度、配合精度、表面光洁度和硬度；4）定位元件结构应尽量简单，便于装卸工件；5）具有足够的强度和刚度；6）无产生超定位的可能性；7）对尺寸大的定位件表面，从结构上采取措施，在不影响定位精度的前提下，尽量减小与工件定位表面的接触面积；8）消除定位表面的切屑方便。（4）定位精度1）对夹具要做必要的定位误差分析和计算，定位误差必须满足工件的加工精度要求；2）必须考虑提高夹具在机床上的定位精度；3）必须确保刀具在夹具上的导向精度；4）必须确保对刀元件表面到工件被加工面间的尺寸精度；5）出现超定位时，应取消产生超定位的定位元件，或增加超定位元件与定位基准间的间隙，以提高定位精度；6）工件被加工平面或中心至定位元件的位置精度和尺寸精度，在未注明特殊要求的情况下，一般取工件精度要求的 1/5-1/3。7）钻模板钻套孔中心距的公差在工件未注明公差要求的情况下，取工件孔中心距自由公差的 1/5-1/3；8）当工件未注明定位面间的位置精度要求时，夹具定位面间的位置精度一般取 0.01-100mm；9）按工件公差选取夹具公差的参考值；10）按工件的直线尺寸公差确定夹具相应尺寸公差的参考值；11）按工件的角度公差确定夹具相应角度公差的参考值。22 工件的定位方式的选择2.2.1 完全定位、不完全定位和欠定位现象加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位称为完全定位。28但生产中并不是任何工序都需要采用完全定位的。究竟应该限制几个自由度和哪几个自由度，应由工件的加工要求决定。例如在一个长轴上铣一个两头不通的键槽，加工要求除了键槽本身的宽度、深度和长度外，还需保证槽距轴端的尺寸及槽对外圆轴线的对称度。此时绕工件轴线转动的自由度就不必限制而只要限制五个自由度即行了。工件的六个自由度没有被完全限制的现象称为不完全定位。在平面磨床上磨削平板零件的平面也是不完全定位的一个例子。在满足加工要求的前提下，采用不完全定位是允许的。但是根据加工要求应该限制的自由度而没有限制是不允许的，它必然不能保证加工要求，这种现象称为欠定位。2.2.2 过定位现象工件的某个自由度被重复限制的现象称为过定位。一般情况下应当尽量避免过定位。但是，在某些条件下，过定位的现象不仅允许，而且是必要的。此时应当采取适当的措施提高定位基准之间及定位元件之间的位置精度，以免产生干涉。如车削细长轴时，工件装夹在两顶尖间，已经限制了所必须限制的五个自由度（除了绕其轴线旋转的自由度以外） ，但为了增加工件的刚性，常采用跟刀架，这就重复限制了除工件轴线方向以外的两个移动自由度，出现了过定位现象。此时应仔细地调整跟刀架，使它的中心尽量与顶尖的中心一致。2.2.3 定位方式的选择在本次设计中,飞轮壳盖的加工工序如下：粗铣前端面粗车后端面孔精车前端面钻铰定位孔，钻前端面孔粗车后端面孔精车后端面孔铣周边平面粗镗马达孔精镗马达孔马达也倒角钻周边孔周边孔攻丝钻后端面孔锪后端面 2-35 后端面孔攻丝钻前端面马达螺孔前端面孔攻丝清理、去尖角、毛刺、打标记成检清洗油封、包装、入库。本次的设计是在定位孔已钻出的情况下对前端面孔进行钻削。根据六点定位原理，本设计采用在夹具体底座上插入三个定位销，控制工件的五个自由度（Z 方向的旋转除外） ，实现工件的不完全定位，使工件只能在圆周上有轻微的29旋转，然后工件与钻模板之间，根据本例加工零件的结构特点，以及考虑到定位基准与设计基准重合的原则和六点定位原则,选择一面及两孔 12.7 作为064.38定位基准。故该类工件采用“一面两孔销”的定位方法。以消除工件在空间中的六个自由度。当采用一平面、两短圆柱销的定位元件时，此时平面限制 Z 方向的移动、X 和 Y 方向的旋转三个自由度，第一个定位销限制 X 和 Y 方向的移动两个自由度，第二个定位销限制 X 方向的移动和 Z 方向的旋转，因此 X 方向的移动属于过定位。又设两圆孔分别为 、 ，孔距为 ；两销直1DT2DLDT径分别为 d1-Td1,d2-Td2,销距为 。由于两孔、两销的直径，两孔中心Ld距都存在制造误差，故有可能使工件两孔无法套在两定