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【工装夹具类】内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计【3套夹具】【9张图纸】【优秀】,工装,夹具,内燃机,后油封盖,机械,加工,工艺,规程,设计,系列,图纸,优秀,优良

内容简介：

I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 课题来源：广西玉林柴油机厂 提供图纸 委托无锡 市 宏业 机电 配件厂加工的柴油机零件 ,无锡市宏业机电配件厂提供相关资料 选题依据： 1、零件生产用图 2、零件材料 3、年产量（ 10万件 /年） 4、该厂生产条件状况 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1满足零件设计的加工精度； 2 零件加工的工艺过程卡片及各工序的工序卡片 (包括相关编程 )； 3主要机械加工工序的夹具总装配图及主要零件图 (不少于折合 0号图纸 3张 ),专用夹具不少于 3副； 4设计说明 书（不少于一万字）必须有相关的计算和说明； 5专业外语文献翻译不少于一万字符 。 四、接受任务学生： 机械 94 班 姓名 何巍巍 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教研室主任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开题报告 题目： 内燃机后油封盖机械加工工艺规程 设计及系列夹具设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923169 学生姓名： 何巍巍 指导教师： 张大骏 （职称： 高级工程师 ） （职称： ） 课题来源 本课题是广西玉林柴油机厂提供图纸委托无锡市宏业机电配件厂加工的柴油机零件， 无锡市宏业机电配件厂提供相关资料 ,此种柴油机在载重汽车及客车上广泛使用。 科学依据 （包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等） 1、工艺是机械产品设计制造过程中十分重要的一个环节，其水平与质量直接影响到产品的最终制造质量及成本运行。 2、加工技术正向高度信息化、自动化、智能化的方向发展，各种现代的加工方法也不断地创造和完善，如快速成型技术、激光加工、电加工和射流加工等已相当广泛的应用到加工中去，而这些使工艺设计也带来巨大的进步。 3、作为机械专业的本科毕业生采用此类课题可以培养 学生认识机械加工生产准备工作是怎样一个过程，可以受到理论与实践相结合的锻炼。 研究内容 1、机械加工工艺规程的编制，结合具体工厂的条件和发展前景进行考虑。 2、同样结合具体工厂的现有生产条件和发展前景设计专用（不少于三副） 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 采用组织分析零件的具体结构，加工精度要求，表面粗糙度要求，制定出初步的加工方案，然后组织学生下工厂参观、实习、实地了解工厂出现的生产条件，发展展望及具体的生产水平。然后在此基础上编制工艺规程，填写工艺文件，设计专用夹具，待初 步完成后，再回工厂征集意见，加以改进，定稿。 研究计划及预期成果 研究计划： 2012 年 11 月 12 日 12 月 2 日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。 2012 年 12 月 3 日 3 月 1 日： 参加实训及 填写毕业实习报告。 2013 年 3 月 4 日 3 月 8 日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。 2013 年 3 月 11 日 3 月 22 日： 工艺路线及夹具方案的确定 。 2013 年 3 月 25 日 4 月 12 日： 夹具图及 组图的绘制。 2013 年 4 月 15 日 4 月 19 日： 工艺规程设计和工艺过程卡、工序卡设计。 2013 年 4 月 22 日 5 月 10 日： 工艺计算和夹具设计。 2013 年 5 月 13 日 5 月 25 日：毕业论文撰写和修改工作。 预期成果： 工艺规程、工艺卡片、工序卡片 夹具总图及主要的零件图、 组图 设计说明书、相关资料 特色或创新之处 工艺规程可以适用于一般中小型工厂的普通通用机床，也能改进后用于专用机床，或加工中心，适用于范围较广。 已具备的条件和尚需解决的问题 现有广 西玉柴机器集团有限公司生产内燃机后油封盖的零件图样，委托加工工厂的现有生产条件及技术状况，特别是已有的生产经验。 目前缺少设计手册、资料等，对检测条件也不够清楚其它资料也缺乏。 指导教师意见 该生已查阅大量国内外参考资料 ,已对课题有了一定了解 ,计划详细可行 , 同意开题。 指导教师签名： 2012 年 11 月 25 日 教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日 系意见 主管领导签名： 年 月 日 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称： 高级工程师 ） （职称： ） 2013年 5月 25日 要 本次毕业设计的题目 是内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 。其主要内容包括 后油封 盖 的 零件 分析、 加工 工艺规程设计和专用夹具设计等三大主要部分。 本论文中对零件进行了详细分析，在此基础上对零件加工要求进行分析，最终确定毛坯材料，选择定位基准，并留出适当的加工余量。综合分析制定出零件加工工艺路线。得到工艺路线后，需要对工艺路线中的具体参数进行计算，计算加工余量，计算切削用量，并根据计算结果选择机床，此外还计算了加工过程中的辅助时间。 设计专用夹具 需要做 设计前的 研究 工作、 确定 总体方案（ 研究和 计算定位误差 、 确定和 计算夹紧力）、 编制 夹具 体 图 及 装配图。工艺规程设计的重点主要是拟定工艺路线和工艺计算。 拟定工艺路线要充分考虑实际情况，尽可能的节约生产成本，提高生产率。工艺的 计算 需要 计算工序加工、 确定 机床 型号 和 计算动作 时间及辅助时间。 关键词： 工艺规程设计 ；专用 夹具设计 ； 加工余量； 工艺计算 he is of of in n of of to in to of of of of is as as to V 目 录 摘 要 . . 绪论 . 1 课题研究的内容及意义 . 1 内外的发展概况 . 1 课题应达到的要求 . 1 2 零件的分析 . 2 燃机后油封盖的作用 . 2 件的工艺分析 . 2 3 内燃机后油封盖工艺规程设计 . 5 定零件生产类型及毛坯的制造形式 . 5 件材料的选择 . 5 准的选择 . 6 基准的选择 . 6 基准的选择 . 7 定工艺路线 . 7 件各表面加工顺序的确定 . 7 序的组合 . 8 件工艺路线 方案的对比 . 8 件工艺路线方案的分析与选择 . 10 件机械加工余量确定 . 10 工序所需机床及工艺装备的选 择 . 10 床的选择 . 10 艺装备的选择 . 10 艺计算 . 11 表面 . 12 表面 . 13 平面 . 20 4 夹具设计 . 23 床夹具的概述 . 23 具的组成 . 23 床夹具的功能 . 23 床夹具需要满足的要求 . 24 燃机后油封盖系列夹具设计 . 24 燃机后油封盖系列夹具的技术要求 . 24 设计夹具的选择 . 26 孔专用夹具 . 26 内外圆专用夹具 . 28 底平面专用夹具 . 30 用夹具的配合公差 . 32 位误差的分析与计算 . 32 位误差的分析 . 32 位误差的计算 . 34 紧力的的分析与计算 . 36 5 结论与展望 . 38 论 . 38 足之处及未来展望 . 38 致 谢 . 39 参考文献 . 40 附 录 . 41 内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 1 1 绪论 课题研究的内容及意义 本课题研究的内容是： 内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 。 在机械行业，机床夹具是不可缺少的重要工具，能确保机床加工质量、提升生产率、降低生产成 本、使劳动强度降低、能够使生产过程实现自动化，专用夹具的采用还能增加机床的作用及使机床的使用价值扩大，因此，系列夹具在机械行业的价值无可估量，专用夹具的采用成为大批量机械加工生产不可或缺的条件之一。 近些年来，随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代或加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的指导方法发生了重大变革，夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具，转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的广大化。给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技 术向高速、高效、精密、复合、智 能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 内外的发展概况 目前，夹具仍是机械加工中不可或缺的四大工具 (刀具、夹具、量具、模具 )之一。专用夹具的生产制造业正在成为一个与机床业联系密切的小行业。，现在，中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。由于现今的机械加工需要企业更新换代现有的产品线，才能在市场竞争中生存下来。但是，大多数企业都仍还是习惯于使用专用夹具，此外，在产品线众多的企业中，每隔 23 年就要换 6070的专用夹具，而夹具磨损量只占到 1020。近几年，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造技术等新加工技术大量使用，对机床夹具提出了以下新的要求： 1）可以方便快速地投产新产品，大大减少了生产周期，减少了生产成本； 2）能装夹一组具有相似性特征的工件； 3）能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； 5）采用液动、电动等夹紧装置，大大减轻了劳动强度，提高了劳动生产率； 6）提高机床夹具的标准化程度。 课题应 达到的要求 1） 满足零件设计 的加工精度； 2） 零件加工的工艺过程卡片及各工序的工序卡片 (包括相关编程 )； 3） 机械加工工序的夹具总装配图及主要零件图 (不少于折合 0 号图纸 3 张 ),专用夹具不少于 3 副； 4） 设计说明书（不少于一万字）必须有相关的计算和说明； 5） 专业外语文献翻译不少于一万字符 。 无锡太湖学院学士学位论文 2 2 零件的分析 燃机后油封盖的作用 内燃机后油封座 作为 内燃机 机曲轴主轴承油封的支承件， 在后油封盖上 装上油封后 ，再用 螺栓将其与内燃 机机体的前后盖 板进行联接 ， 即可完成内燃机箱体的密封，防止机体内油的泄露。后油封盖的结构 要求简单， 并能 可靠 安装固定 ，内外 圆 保持 一定 同轴度，安装端面与孔保持一定的垂直度。 件的工艺分析 图 燃机后油封座 件图 内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 3 图 燃机后油封盖零件图 如上图 内燃机后油封盖的结构比较复杂，需要加工表面多，其主要加工表面可以分为三个部分，如下图 图 燃机后油封盖加工部位示意图 无锡太湖学院学士学位论文 4 779455342燃机后油封盖毛坯图 （ 1）前表面、 7 9的孔和 1 这一组加工面包括：前表面， 7 9孔， 1 8 125深 17的内圆， 141深 （ 2）后表面： 这一组 加工面包括：后表面，高度 （ 3）底端面： 这一组加工面包括：底平面 ,高度 底端面， 2 以上各组加工面的技术要求如下： （ 1）表面粗糙度要求为 平面度要求， 9孔的位移度要求为 9的尺寸精度要求为 9 台阶的高度 深度 14，倒角，外圆 141 深度 （ 2）表面粗糙度要求为 面的高度 ； （ 3）表面粗糙度要求为 面的高度 平面度 纹孔的精度要求为 6H，孔内表面粗糙 度要求为 由以上可以分析，对于这三组加工表面来讲，可以先选择其中一组加工表面进行加工，然后再以加工过的表面为基准，加工其他三组表面，并保证他们之间的 相互位置精度。 内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 5 3 内燃机后油封盖工艺规程设计 定零件生产类型及毛坯的制造形式 年产量为 10万件，因此该零件属于大批量生产。 由于是大批量生产，因此采用压铸铝制造毛坯。 铸造是金属冶炼加工的一种工艺，通常是利用金属的重力在模具中进行浇铸。但 压铸铝 不是靠重力完成的 ,而是施加了一定压力。有点类似 注塑 。但它有一套技术含量较高的抽芯，冷却等系统。总的来说 ,都是通过一个集中入口将材料送到要铸 注 造的型腔内 ,形成零件 。 压铸铝优点： 1） 产品质量好 、 铸件尺寸精度高 、 表面光洁度好 、 强度和 硬 度较高 、 尺 寸 稳定，互换性好；可压铸铝薄壁复杂的铸件 ； 2）可提高 生产效率 、提升 机器生产率 、 压铸铝 的 寿命长 、 机械化和自动化 更能达到； 3） 经济效果优良：由于压铸铝件尺寸精确，表泛光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用或加工量很小，所以既提高了金属利用率，又减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便宜；可以采用组合压铸铝以其他金属或非金属材料 ， 既节省装配工时又节省金属。 压铸铝缺点： 1） 压铸铝时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，故采用一般压铸铝法，铸件易产生气孔，不能进行热处理； 2） 对内凹复杂的铸件，压铸铝较为 困难 3） 高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸铝型寿命较低； 4） 不宜小批量生产，其主要原因是压铸铝型制造成本高，压铸铝机生产效率高，小批量生产不经济。 件材料的选择 铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢 12。 铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类： 1）变形铝合金能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。 形变铝合金又分为不可热处理强化 型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。 2）铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，其中铝硅合金又有过共晶硅铝合金，共晶硅铝合金，单共晶硅铝合金，铸造铝合金在铸态下使用。 无锡太湖学院学士学位论文 6 内燃机后油封盖材料选用 材料名称 为 参照国家标 准为 1173 有 可热处理强化，具有较高的室温和高温力学性能。该合金密度下，热胀系数低 ，耐热性好。其铸造工艺性能优良，无热裂倾向，气密性高，线收缩小，但有较大的吸气倾向，切削加工性较差。且需要变质处理。 化学成份： 硅 锰 量 铁 (金属型铸造 )： 锌 质 ) 钛 质） 镍 质） 锡 质 ) 铅 质 ) 注：杂质总和 :（金属型铸造 ) 准的选择 基面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。基准是机械制造中应用得十分广泛的概念，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、线和面。 定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。 选择定位基准的基本方法 1）选择最大尺寸的表面为安装面（限制 3 个自由度），选择最长距 离的表面为导向面（限制 2 个自由度），选择最小尺寸的表面为支承面（限制 1 个自由度）。 2）首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。因为在加工中，保证空间位置精度有时要比尺寸精度困难得多。 3）应尽量选择零件上有重要位置精度关联的主要表面为定位基准，因为这样的表面是决定该零件其他表面的基准，也是主要设计基准。 4）定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定可靠。 基准的选择 在选用粗基准时要考虑如何保证各个加工面有足够的余量，如何保证各个表面之间的相互位置精度和自身的尺寸精度。因此，选择粗基准时 ，应遵循以下几个原则： 1）选择零件上加工余量小的、较准确的、表面质量较好的、面积较大的毛面作为粗基准。因此，不应选择有毛刺的分型面等作基准。 内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 7 2）选择零件上的重要基准面作为粗基准，因为重要表面一般都要求余量均匀。 3）选择零件上的不加工的表面作为粗基准，这样可以保证加工表面和不加工表面之间的相对位置要求，同时可以在一次安装下加工更多的表面。 5）选择零件上加工面积大，形状复杂的表面作为粗基准，以使定位准确、夹紧可靠，夹具结构简单、操作方便。 4）粗基准一般只能使用一次。因为粗基准为毛面，定位基准位移误差较 大，如重复使用，将造成较大的定位误差，不能保证加工要求。因次，在制定工艺规程时，第一道工序、第二道工序一般都是为了加工出精基准。 基准的选择 主要就考虑基准重合问题 ,当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。 根据精基准的选择原则，选择精基准时，首先应考虑基准重合的问题，即在可能的情况下，应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，并保证工件的定位误差较小以及加工精度，同时还应使加工过程操作方便，夹具结构简单，选择时应遵循以下原则： 1）基准重合 尽量选择设计基准为定位基准，这样就没有基准不重 合误差。有时出于加工工艺的合理要求，需要选择非设计基准作为定位基准。 2）基准统一（一次安装） 为了减少夹具类型和数量，或为了进行自动化生产，在零件的加工过程中，对于多个加工工序，选择统一的定位基准。基准统一（一次安装）和有关工序所使用的夹具结构大体上统一，降低了工装设计和制造成本。同时多数表面采用同一基准进行加工，避免基准面转换而带来的误差。在生产线上，使用统一基准使各个工序定位简单一致。 3）互为基准原则 当某些表面相互位置精度要求较高时，这些表面又可以互为基准反复加工，以不断提高定位基准的精度，保证 这些表面之间的位置精度。 4）自为基准原则 对于精度要求很高的表面，如果加工时要求其余量很小而均匀时，可以以加工表面本身作为定位基准，以保证加工质量和提高生产效率。 其中，基准统一原则最为重要，使用统一的基准，可以简化工艺过程和夹具设计，能在一次装夹中加工多个表面。可以保证个加工表面间的相互位置精度可以减少工装设计制造的费用，提高生产效率，并可以避免基准转换造成的误差。 根据以上定位基准的原则，以及内燃机后油封座的具体结构，确定基准如下：以后表面、上表面以及底平面作为基准加工出后表面这个重要表面，同时加工 出这个表面上的孔，然后都以这个表面和上面的孔定位加工出其他表面和孔。 定工艺路 线 件各表面加工顺序的确定 1）机械加工顺序的安排 根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到 零件 件的具体特点，可以先加工后 端面 和 零件上 的 8 个 孔，然后都以一面两孔定位，加工出其他的面和孔。 无锡太湖学院学士学位论文 8 2）热处理工序的安排 由于毛坯为压铸件，铸件应经固溶处理加完全人工时效处理，另外，还须 进行 变质处理。 3）辅助工序的安排 在零件机械加工结束后，进行人工去毛刺处理。 序的组合 制定工艺路线应该使零件的加工精度 （尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。 在确定加工顺序后，根据该工件的生产规模以及工件的结构特点与技术条件，为了尽可能地减少工件的安装次数，在一次安装中加工多个表面，以便于保证高的表面相互位置精度，考虑使用通用机床配以专用夹具，并采用工序集中的原则来组合工序。 加工顺序就是指工序的排列次序，加工顺序对保证加工质量，降低生产成本有着重要的作用，一般考虑一下原则： 1）先基准后其他 零件的前几道工序应安排加工精基准，然后用精基准来加工其他表面。 2）先粗加工后精加工 整个零件的加工工序应是粗加工在前，然后半精加工、精加工以及光整加工。这样可以避免由于工件受力变形而影响加工质量，也避免了精加工表面受到损伤等。 3）先加工平面，后加工内孔 先加工主要表面后加工次要表面，即作为精基准的表面应首先加工。然后对精度要求高的主要表面进行粗加工、半精加工，并穿插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安排在最后进行，这样避免已 加工表面在运输过程中的碰 伤或刮伤 。 根据以上的原则，以及在一些相关资料中查找的数据，制定 零件 工艺路线。 件 工艺路线方案的对比 零件各表面加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外还需要考虑生产率和经济性方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。 该毛坯经铸造成型，其各表面加工方法，如表 3示： 表 3艺路线方案一 工序号 工序名称 工序内容 10 毛坯 压铸 20 去毛刺 手工打 毛刺 30 抛丸 抛丸 内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 9 40 车后端面 高度 20 0 钻孔 70 铣小台阶 7平面度 0 车内圆 125 17 深 角 80 车外圆 14165 深 0 铣底平面 面度 00 钻底孔 2心距 66深 2410 攻牙 2深度 1720 尺寸全检 检查内外圆、中心高度 130 清洗 用空气机吹、清洗机洗 140 打包入库 考虑到机械加工的经济性 ,提出了第二种工艺路线方案 ,如表 3 表 3艺路线方案二 工序号 工序名称 工序内容 10 毛坯 压铸 20 去毛刺 手工打毛刺 30 抛丸 抛丸 40 车后端面、外圆、内 圆 高度 20 125 17 深 141 0 钻孔 70 铣小台阶 7 平面度 0 铣底平面 面度 0 钻底孔 2心距 66深 240 攻牙 2深度 1700 尺寸全检 检查内外圆、中心高度 110 清洗 用空气机吹、清洗机洗 120 打包入库 以上工艺过程详见工艺过程卡和工序卡。 (详见附录 ) 无锡太湖学院学士学位论文 10 件工艺路线方案的分析与选择 工艺路线方案一的优点在于定位基准统一，都采用一面两孔定位方案 ,大大简化了夹具设计的难度 ,对于成品零件的检测也有益处 ,同时 ,使得车间管理变得简单。 而工艺路线方案二的优点在于通过优化夹具设计，将车端面、外 圆、内圆的工序都由同一道工序完成，简化了工艺步骤，最重要的是，减少了一台机床的使用，提高了工厂的经济性。 综合以上两个工艺路线方案的优缺点和难易程度，我决定采用工艺路线方案一来加工此内燃机后油封盖零件。 件 机械加工余量确定 在确定工序尺寸时，首先要确定加工余量。正确确定加工余量对于工厂具有非常重要的意义。若毛坯的余量过大，浪费材料势必增加生产的成本；反之若余量过小，使毛坯制造困难，同样增加成本，余量太小也不能保证零件的加工精度，增加零件的报废率从而增加生产成本。因此余量过小、过大对机械加工都会 带来不利的影响。 通过查金属机械加工工艺人员手册表 4 4 4 4 4 表 3工余量明细表 工序号 工序内容 加工余量 Z 40 车后端面 1 50 钻 钻 9孔 0 铣 小台阶 0 车内圆 2 80 车外圆 0 铣底平面 00 钻 10 孔 5 工序所需机床及工艺装备的选择 床的选择 选择机床时应考虑以下几方面： 1） 机床的加工尺寸范围应与零件 的外廓尺寸相适应。 2） 机床的工作精度应与工序的精度要求相适应。 3） 机床的生产效率应与零件的生产类型相适应。 4） 选择机床时，要充分考虑车间现有机床情况，尽可能采用现有机床或对现有机床进行升级改装。 艺装备的选择 (1） 夹具的选择 内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 11 在单件小批量生产过程中，尽可能采用通用型夹具和组合夹具，在大量生产中应按工序加工的具体情况设计专用夹具。 （ 2） 刀具的选择 刀具的选择主要需考虑工序所采用的加工方法、加工零件的尺寸、工件的材质、加工所需精度和表面粗糙度要求、生产效率和经济性等，通常应采用标 准刀具，有时选用高生产率的复合刀具及其它专用刀具。 （ 3） 检具的选择 检具的选择主要根据生产类型和加工精度。在单件、小批生产中，应尽量采用通用检具、量仪。在大批量生产中应选用各种量规和精度的检验仪器和检具等。 （ 4） 本工件所需的机床和工艺装备 由于该机座生产规模为年产 10 万件属于大批量生产，根据工件的结构特点和技术要求，尽量选用通用机床和专用夹具较为合适。 各工序所用的机床及工艺装备确定见表 3 表 3工序所用的机床及工艺装备 工序号 设备 工艺装备 10 压铸机 压铸机 30 抛丸机 抛 丸机 40 数控车床 用车夹具、直头焊接式端面车刀 50 加工中心 专用钻夹具、麻花钻、游标卡尺 60 铣床 用铣夹具、高速钢圆柱形铣刀、深度尺、丝表、平 板 70 数控车床 用车夹具、直头焊接式端面车刀、内径量表、深度 尺、游标卡尺 80 数控车床 用车夹具、直头焊接式端面车刀、外径千分尺、深 度尺、游标卡尺 90 铣床 用铣夹具、高速钢圆柱形铣刀、千分尺、塞尺 100 摇臂钻床 专用钻夹具、麻花钻、卡尺 110 攻丝机 攻丝机、螺纹规 130 空气机、清洗机 艺计算 加工工艺路线制定完成之后，为了能达到加工工艺路线中的要求，有必要对每个工序进行切削用量的计算，选择合适的机床，并在此基础上编制工艺过程卡、工序卡，使整个加工过程有章可循，最大限度地节省费用，降低工时，提高生产效率。 下面详细说明本设计中的一些工艺参数的计算过程。 无锡太湖学院学士学位论文 12 表面 后端面 （ 1）工序加工计算 查金属机械加工工艺人员手册表 10削 择 查金属机械加工工艺人员手 册表 10 10， 选择带圆形卷屑槽倒棱的前刀面 5， kr =10，o=8 ，o=12 ，s=0 ， r=o=， 屑槽尺寸为 mm，2中， 主偏角； kr 为副偏角；0为后角；0为前角；s为刃倾角； r为刀尖圆弧半径；1o为倒棱前角； 倒棱宽度； 屑槽圆弧半径；卷屑槽槽宽； 卷屑槽槽深 。 （ 2）机床选择 查金属机械加工工艺人员手册表 6直头焊接式端面车刀，改装的简易数控车床 （编程见附录） 。查金属机械加工工艺人员手册表 8于改装的简易数控车床的中心高时 160刀杆尺寸 BH=165片厚度 查金属机械加工工艺人员手册表 10刀杆尺寸为 165及工件直径小于 20，取 f=r。 进给量还要满足车床进给机构强度的要求，故需要进行校验，根据改装的简易数控车床 技术参数， 其进给机构允许的进给力为 630N。 查机械制造工艺学表 1 铝合金 强度b=680 错误 !未找到引用源。 810误 !未找到引用源。 f 错误 !未找到引用源。 r， 5 ， 5m/，则进给力 Ff=1500N。 根据车削进给力的计算公式 f f r o F f s F f k r F k k k（ 式中：合金 时的，刀具几何参数改变时切削力的修正系数。 查机械制造工艺学表 1削力 修正系数.0，1.0，实际进给力为 665N。 由于切削时的进给力小于车床进给机构的允许进给力，选 f=r。 查机械制造工艺学表 1具后刀面允许磨耗量为 1刀耐磨时间 t=60 据机械制造工艺学表 1用 质合金刀加工b=90 710 铝合金 料，当 误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 1f 错误 !未找到引用源。 r， 切削速度 5m/ 根据车削切削速度的计算公式 内燃机后油封盖机械加工工艺规程设计及系列夹具设计 13 c t tv tF c tP c v k k k k（ 式中： 查机械制造工艺学表 1.0，.0，.0，则 25为转速计算公式为 n=1000 据公式 求得 n=1000 44（ r/ 查金属加工工艺及工装设计表 4 n=45r/公式 （ 速度计算公式为 v=1000 （ 实际的切削速度为 00019（ m/ 校验功率： 查金属机械加工工艺人员手册表 10b=580 970误 !未找到引用源。 1f 错误 !未找到引用源。 r， v 错误 !未找到引用源。 158m/错误 !未找到引用源。 =据 术参数，车床主轴允许功率 以 床选择满足要求。 （ 3）机动时间和辅助时间的计算 查金属机械加工工艺人员手册知，车削时间 22d ( 式中： d 为工件直径， 刀具的切入长度， 刀具的超出长度， f 为刀具或零件的进给量， mm/r； n 为刀具或零件的转速， r/i 为进给次数。 其中 d=金属机械加工工艺人员手册表 11i=1，则 （ 4）小结 综上所述，车床为改装的简易数控车床，主轴转速为 45r/削英文原文 he of a in of 1、 of 2、 3、 4、 nd As if by in of of it is to of a In to be in in f of by to in as in As a up of as to as in in It in be to is of of A of in at of In of of is in of as a is by of of on of is at in of as a In to in be in of 0111241by 10 (in of a is a a in 500 of in of is a of in as in An is in of in of is at 300 to be s 00 400 to a of in is to It is to on of on C) by a is to of to to of is by as of of is as on of to a on of In to we of on of in At of at it no on of of of is to At of on of to is to to a in be be a in it a of a is to it is it in a in or be to of to to pf to is to be of of of is is so it at is to of is It a is of be to is so is it at It a of is it to of of be of be to to be a of or To be a of at 80 160 ( F175 315 ), to to is to of of to to in of of of to of of of of as be to on of or as as to at be at In of a as or or is (b) (c) of (d) e) It be to a of be by of in of in to as is in of of on on of 中文译文 可机加工性 一种材料的可机加工性通常以四种因素的方式定义： 1、 分的表面光洁性和表面完整性。 2、刀具的寿命。 3、切削力和功率的需求。 4、切屑控制。 以这种方式，好的可机加工性指的是好的表面光洁性和完整性，长的刀具寿命，低的切削力和功率需求。关于切屑控制， 细长的卷曲切屑，如果没有被切割成小片，以在切屑区变的混乱，缠在一起的方式能够严重的介入剪切工序。 因为剪切工序的复杂属性，所以很难建立定量地释义材料的可机加工性的关系。在制造厂里，刀具寿命和表面粗糙度通常被认为是可机加工性中最重要的因素。尽管已不再大量的被使用，近乎准确的机加工率在以下的例子中能够被看到。 钢的可机加工性 因为钢是最重要的工程材料之一，所以他们的可机加工性已经被广泛地研究过。通过宗教铅和硫磺，钢的可机加工性已经大大地提高了。从而得到了所谓的易切削钢。 二次硫化钢和二次磷化钢 硫在钢中形成 硫化锰夹杂物（第二相粒子），这些夹杂物在第一剪切区引起应力。其结果是使切屑容易断开而变小，从而改善了可加工性。这些夹杂物的大小、形状、分布和集中程度显著的影响可加工性。化学元素如碲和硒，其化学性质与硫类似，在二次硫化钢中起夹杂物改性作用。 钢中的磷有两个主要的影响。它加强铁素体，增加硬度。越硬的钢，形成更好的切屑形成和表面光洁性。需要注意的是软钢不适合用于有积屑瘤形成和很差的表面光洁性的机器。第二个影响是增加的硬度引起短切屑而不是不断的细长的切屑的形成，因此提高可加工性。 含铅的钢 钢中高含量的铅在硫化 锰夹杂物尖端析出。在非二次硫化钢中，铅呈细小而分散的颗粒。铅在铁、铜、铝和它们的合金中是不能溶解的。因为它的低抗剪强度。因此，铅充当固体润滑剂并且在切削时，被涂在刀具和切屑的接口处。这一特性已经被在机加工铅钢时，在切屑的刀具面表面有高浓度的铅的存在所证实。 当温度足够高时 例如，在高的切削速度和进刀速度下 铅在刀具前直接熔化，并且充当液体润滑剂。除了这个作用，铅降低第一剪切区中的剪应力，减小切削力和功率消耗。铅能用于各种钢号，例如 10111241等。铅钢被第二和第三数码中的字母 （例如， 10（需要注意的是在不锈钢中，字母 L 的相同用法指的是低碳，提高它们的耐蚀性的条件）。 然而，因为铅是有名的毒素和污染物，因此在钢的使用中存在着严重的环境隐患（在钢产品中每年大约有 4500 吨的铅消耗）。结果，对于估算钢中含铅量的使用存在一个持续的趋势。铋和锡现正作为钢中的铅最可能的替代物而被人们所研究。 脱氧钙钢 一个重要的发展是脱氧钙钢，在脱氧钙钢中矽酸钙盐中的氧化物片的形成。这些片状，依次减小第二剪切区中的力量，降低刀具和切屑接口处的摩擦和磨损。温度也相应地降低。结果，这些钢产生更 小的月牙洼磨损，特别是在高切削速度时更是如此。 不锈钢 奥氏体钢通常很难机加工。振动能成为一个问题，需要有高硬度的机床。然而，铁素体不锈钢有很好的可机加工性。马氏体钢易磨蚀，易于形成积屑瘤，并且要求刀具材料有高的热硬度和耐月牙洼磨损性。经沉淀硬化的不锈钢强度高、磨蚀性强，因此要求刀具材料硬而耐磨。 钢中其它元素在可机加工性方面的影响 钢中铝和矽的存在总是有害的，因为这些元素结合氧会生成氧化铝和矽酸盐，而氧化铝和矽酸盐硬且具有磨蚀性。这些化合物增加刀具磨损，降低可机加工性。因此生产和使用净化钢非常必要 。 根据它们的构成，碳和锰钢在钢的可机加工性方面有不同的影响。低碳素钢（少于 碳）通过形成一个积屑瘤能生成很差的表面光洁性。尽管铸钢的可机加工性和锻钢的大致相同，但铸钢具有更大的磨蚀性。刀具和模具钢很难用于机加工，他们通常再煅烧后再机加工。大多数钢的可机加工性在冷加工后都有所提高，冷加工能使材料变硬并且减少积屑瘤的形成。 其它合金元素，例如镍、铬、钳和钒，能提高钢的特性，减小可机加工性。硼的影响可以忽视。气态元素比如氢和氮在钢的特性方面能有特别的有害影响。氧已经被证明了在硫化锰夹杂物的纵横比方面有 很强的影响。越高的含氧量，就产生越低的纵横比和越高的可机加工性。 选择各种元素以改善可加工性，我们应该考虑到这些元素对已加工零件在使用中的性能和强度的不利影响。例如，当温度升高时，铝会使钢变脆（液体 金属脆化，热脆化），尽管其在室温下对力学性能没有影响。 因为硫化铁的构成，硫能严重的减少钢的热加工性，除非有足够的锰来防止这种结构的形成。在室温下，二次磷化钢的机械性能依赖于变形的硫化锰夹杂物的定位（各向异性）。二次磷化钢具有更小的延展性，被单独生成来提高机加工性。 其它不同金属的机加工性 尽管越软的品种易于生 成积屑瘤，但铝通常很容易被机加工，导致了很差的表面光洁性。高的切削速度，高的前角和高的后角都被推荐了。有高含量的矽的锻铝合金铸铝合金也许具有磨蚀性，它们要求更硬的刀具材料。尺寸公差控制也许在机加工铝时会成为一个问题，因为它有膨胀的高导热系数和相对低的弹性模数。 铝的重量轻和耐腐蚀，是其性能的两大突出特点。纯铝的密度约为 为铁、铜密度的三分之一。无论是固体铝或熔融铝，其密度均随着纯度的提高而降低；同等纯度的熔融铝的密度，则随温度的提高而降低。铝对自然界的水（含海水）、大气中的各种元素，以及油 料与各种化学物品，都良好的耐蚀性。这是由于铝的化学性质及其活泼，其最特殊的性能是具有同氧（特别是空气中的氧）强烈结合的倾向，铝在空气中被其表面生成一层厚度约为 2致密氧化膜（三氧化二铝）所覆盖，防止了铝的继续氧化，从而使铝具有良好的耐蚀性。 铝合金 能承受 压力加工 。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。 形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高 机械性能 ，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括 高纯铝 、工业高 纯铝、 工业纯铝 以及 防锈铝 等。可热处理强化型铝合金可以通过 淬火 和时效 等热处理手段来提高机械性能，它可分为 硬铝 、锻铝、 超硬铝 和 特殊铝合金 等。 纯铝的力学性能不高，不适宜制作承受较大载荷的结构零件。为了提高铝的力学性能在纯铝中加入某些合金元素制成合金，常加入的合金元素有铜、镁、铬、锌、硅、锰、镍、钴、钛及锶等，稀土元素在某些合金中加入。这些合金元素加入后通过以下几个方面对铝进行强化。 铝合金 热处理后可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间和延长而增高，但塑性降低 。这个过程就称时效。时效过程中使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。 当铝中加入的合金元素含水量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，而塑性、韧性降低。合金中过剩相的数量愈多，其强化效果愈好，但过剩相多时，由于合金变脆而导致强度、塑性降低。 在铝合中添加 微量元素 细化组织是提高铝合金力学性能的另一种重要手段。 变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、锶以及稀土元素 ，它们能形成难熔化合物，在合金结晶时作为非自发晶核，起细化晶粒作用，提高合金的强度和塑性。 铸造铝合金中常加入微量元素作变质处理来细化合金组织，提高强度和塑性。变质处理对不能热处理强化或强化效果不大的铸造铝合金和变形铝合金具有特别重要的意义。比如在铝硅铸造铝合金中加入微量钠或钠盐或锑作变质剂进行变质处理，细化组织可以显著提高塑性和强度。同样在铸造铝合金中加入少量锰、铬、钴等元素能使杂质铁形成的板块状或针状化合物 化，提高塑性，加入微量锶可消除或减少初晶硅，并使共晶硅细化；粒子园整度提高。 冷变形 强化亦称冷作硬化，即金属材料在再结晶温度以下冷变形，冷变形时，金属内部位错密度增大，且相互缠结并形成胞状结构，阻碍位错运动。变形度越大位错缠结越严重，变形抗力越大，强度越高。冷变形后强化的程度随变形度、变形温度及材料本身的性质而不同。同一材料在同一温度下冷变形时，变形度越大则强度越高。塑性随变形程度的增加而降低。 压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。 （ 1）金属液是在压力下填充型腔 的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15 100 （ 2）金属液以高速充填型腔，通常在 10 50 米 /秒，有的还可超过 80 米 /秒，（通过内浇口导入型腔的线速度 内浇口速度），因此金属液的充型时间极短，约 （