左曲轴箱加工工艺及夹具设计

1、1 引言111 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

2、能化、信息化2。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

3、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。2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3。12 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

4、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

5、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4。13 气动技术的应用和发展趋势气动技术，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

6、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

7、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5。2 1E52FM左曲轴箱体的零件分析21 1E52FM左曲轴箱体的作用和结构特点2.1.1 1E52FM左曲轴箱体的作用本零件是1E52FM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

8、的相互位置，并按照一定的传动关系协调传递运动或动力。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。2.2.2 1E52FM左曲轴箱体的结构特点 1E52FM左曲轴箱体的零件结构见图2.1 。 图2.1 零件结构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，内部呈行腔，加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。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% 。22 1E52FM左曲轴箱体的工艺性分析由1E52FM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

9、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，凸轮轴毛坯孔10.5的加工，滚花处漏水孔的加工，2-12及1-6.5销孔的加工及孔口倒角1×45°，齿轮轴孔22的加工，换挡轴孔12的加工，凸轮轴孔12的加工，磁电机止口115的加工，孔11-6.5的加工，孔3-8.5的加工，油孔5的加工，油封孔41及39孔口倒角的加工，空档开关孔的加工，M12螺孔的加工。其中大面有表面粗糙度的要求为Ra3.2um，平面度要求0.07mm；放油孔M12×1.5要求孔口倒角1×45°；齿轮孔22有圆柱度要求为0.0

10、05mm，垂直度要求为0.004mm；47换挡轴孔有圆柱度要求为0.005mm，垂直度要求为0.005mm；凸轮轴孔12有圆柱度要求为0.005mm，垂直度要求为0.005mm；磁电机止口有圆柱度要求0.08 mm；油孔5有表面粗糙度要求Ra25um。（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，销孔2-10的加工，钉孔1-5的加工，主轴承孔52及油封孔40的加工，从动轴孔52及油封孔38的加工，曲柄室的加工，8字形搭子平面的加工，螺纹M6及底孔的加工，凸轮轴孔附近螺纹3-M6及底孔3-5的加工，磁电机螺纹2-M5及底孔2-4.2的加工，磁电机拆卸螺纹2

11、-M8底孔2-6的加工,油封孔40和38的倒角加工，凸轮轴孔端面的加工。其中结合面有表面粗糙度要求为Ra1.6um，平面度要求为0.03mm；52主轴承孔有圆柱度要求为0.005mm，垂直度要求为0.005mm；曲柄室盖面有表面粗糙度要求为Ra3.2um，平面度要求0.03mm。3 1E52FM左曲轴箱体的工艺规程设计31 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

12、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6。企业生产专业化程度的分类称为生产类型。生产类型一般可分为：单件生产、成批生产、大量生产三种。生产类型不同，产品制造的工艺方法、所用的设备和工艺装备以及生产的组织形式等均不同。大批大量生产应尽可能采用高效率的设备和工艺方法，以提高生产率；单件小批生产应采用通用设备和工艺装备，也可采用先进的数控机床，以降低生产成本。随着数控技术的发展，大批量生产也可在加工中心进行加工。根据市场的需求量，企业实行三班制，零件的年生产纲领为1万台，属大批量生产，零件在加工中心

13、进行加工7。32 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。选择毛坯时应该考虑以下几个方面的因素：（1） 零件的生产纲领大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件采用模锻、精锻；选用冷轧和冷轧型材。（2） 零件材料的工艺性例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不高时，可选用型材；重要的钢质零件

14、，为保证其力学性能，应选择锻造毛坯。（3） 零件的结构形状和尺寸形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造。（4） 现有的生产条件选择毛坯时，还要考虑本厂的毛坯制造水平设备条件以及外协的可能性和经济性等。零件材料为铝合金，考虑到零件的生产纲领和工作环境，正反面是主要的部位，而其余相当数目的尺寸由铸造毛坯来保证。故选用铸件，以提高加工效率和零件的寿命8。目前大多数铸件采用砂型铸造，但在发动机箱体的大批量生产中，铝合金铸件常采用压力铸件，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

15、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。3.3 基准的选择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。 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

16、准、测量基准和装配基准。 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。定位基准有粗基准和精基准之分。在加工起始工序中，只能用毛坯上未曾加工过的表面作为定位基准，则该表面称为粗基准。利用已加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。粗基准的选择(1) 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。具体选择时注意以下原则：(a) 对于同时具有加工表面和不加工表面的零件,为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度,应选择不加工表面作为粗

17、基准。(b) 对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。(c) 粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，以免产生较大的定位误差。(d) 选作粗基准的平面应平整，没有浇冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。为了满足上述要求，从零件图分析可知，可以选择左曲轴箱体的主要支承孔作为主要基准。即以左曲轴箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距大面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。但在加工中心加工零件，一个工序可以加工平面和孔系，一般不选择孔系作为粗基准，选择三个最终不加工面作为粗

18、基准。（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。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能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求9。3.4 制定工艺路线拟

19、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。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

20、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。 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10。 工艺线路方案一工序1：粗车大面。工序2：钻扩凸轮轴销孔10.5、换挡轴销孔10及漏水孔。工序3：精铣结合面。工序4：精铣大面。工序5：扩镗销钉孔。工步1：

21、钻扩2-12深8销孔及孔口倒角, 1-6.5销孔，2-10深8销孔及孔口倒角， 1-5钉孔钻通，1-5深26钉孔。工步2：镗2-12，2-10销孔。工序6：粗镗五孔。工步1：粗镗主轴承孔51.6深40及油封孔39。工步2：粗镗齿轮轴孔21.6。工步3：粗镗从动轴孔51.6深56.6及油封孔37.6。工步4：粗镗换挡轴孔11.7及油封孔21.6。工步5：粗镗凸轮轴孔11.7镗通。工序7：精镗5孔。工步1：精镗主轴承孔52深40及油封孔40。工步2：精镗齿轮轴孔22。工步3：精镗从动轴孔52深56.7及油封孔38。工步4：精镗换挡轴孔12及油封孔22。工步5：精镗凸轮轴孔12镗通。工序8：镗电机止

22、口115。工序9：车曲柄室。工序10：铣8字平面。工序11：钻扩孔。工步1：钻扩11-6.5、3-8.5通。工步2：钻扩换挡轴孔附近螺纹M6底孔1-5深16。工步3：钻扩凸轮轴孔附近底孔3-5深9。工步4：磁电机螺纹底孔2-M5底孔2-4.2深36。工步5：磁电机拆卸螺纹底孔2-M8底孔2-6深17。工序12：钻油孔5。工序13：各孔口倒角工序14：车凸轮轴端面。工序15：钻空挡开关孔。工步1：钻M12底孔10.5。工步2：刮平面22工序16：攻空挡开关孔螺纹M12。工步17：攻丝。工步1：攻2-M5深32磁电机螺纹孔。工步2：攻换挡轴孔处1-M6深11螺纹。工步3：攻凸轮轴孔处3-M6螺纹。

23、工步4：攻穿F面销钉孔处B视图处1-M6螺纹工步5：攻L-L视图处1-M6深21螺纹工步6：攻2-M8深21拆卸螺纹工序1：终检 工艺线路方案二工序1：粗铣大面。工序2：钻扩凸轮轴销孔10.5、换挡轴销孔10及漏水孔。工序3：精铣结合面。工序4：精铣大面。工序5：钻扩孔。工步1：钻扩11-6.5、3-8.5通。工步2：钻扩换挡轴孔附近螺纹M6底孔1-5深16。工步3：钻扩凸轮轴孔附近底孔3-5深9。工步4：磁电机螺纹底孔2-M5底孔2-4.2深36。工步5：磁电机拆卸螺纹底孔2-M8底孔2-6深17。工序6：攻丝。工步1：攻2-M5深32磁电机螺纹孔。工步2：攻换挡轴孔处1-M6深11螺纹。工

24、步3：攻凸轮轴孔处3-M6螺纹。工步4：攻穿F面销钉孔处B视图处1-M6螺纹。工步5：攻L-L视图处1-M6深21螺纹。工步6：攻2-M8深21拆卸螺纹。工序7：扩镗销钉孔。工步1：钻扩2-12深8销孔及孔口倒角, 1-6.5销孔，2-10深8销孔及孔口倒角， 1-5钉孔钻通，1-5深26钉孔。工步2：镗2-12，2-10销孔。工序8：粗镗五孔。工步1：粗镗主轴承孔51.6深40及油封孔39。工步2：粗镗齿轮轴孔21.6。工步3：粗镗从动轴孔51.6深56.6及油封孔37.6。工步4：粗镗换挡轴孔11.7及油封孔21.6。工步5：粗镗凸轮轴孔11.7镗通。工序9：精镗5孔。工步1：精镗主轴承孔

25、52深40及油封孔40。工步2：精镗齿轮轴孔22。工步3：精镗从动轴孔52深56.7及油封孔38。工步4：精镗换挡轴孔12及油封孔22。工步5：精镗凸轮轴孔12镗通。工序10：镗电机止口115。工序9：车曲柄室。工序11：铣8字平面。工序12：钻油孔5。工序13：各孔口倒角。工序14：车凸轮轴端面。工序15：钻空挡开关孔。工步1：钻M12底孔10.5。工步2：刮平面22工序16：攻空挡开关孔螺纹M12。工序1：终检。 工艺方案的比较上述两个方案的特点在于：方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工12螺纹孔后精加工外圆面。方案二是使用车削方式加工两端面，12螺纹孔的加工放在后面。两相比较起来可以

26、看出来，由于零件的端面尺寸大，应铣削端面，在中批生产中，综合考虑，我们选择方案二。但是仔细考虑，在线路二中，精铣端面后钻12孔及攻螺纹加工，这样由于钻孔属于粗加工，起精度不高，而且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大11。因此，最后的加工工艺路线确定如下：工序1：粗铣大面。工序2：钻扩凸轮轴销孔10.5、换挡轴销孔10及漏水孔。工序3：精铣结合面。工序4：精铣大面。工序5：扩镗销钉孔。工步1：钻扩2-12深8销孔及孔口倒角, 1-6.5销孔，2-10深8销孔及孔口倒角， 1-5钉孔钻通，1-5深26钉孔。工步2：镗2-12，2-10销孔。工序6：粗镗五孔。工步1：粗镗主轴承

27、孔51.6深40及油封孔39。工步2：粗镗齿轮轴孔21.6。工步3：粗镗从动轴孔51.6深56.6及油封孔37.6。工步4：粗镗换挡轴孔11.7及油封孔21.6。工步5：粗镗凸轮轴孔11.7镗通。工序7：精镗5孔。工步1：精镗主轴承孔52深40及油封孔40。工步2：精镗齿轮轴孔22。工步3：精镗从动轴孔52深56.7及油封孔38。工步4：精镗换挡轴孔12及油封孔22。工步5：精镗凸轮轴孔12镗通。工序8：镗电机止口115。工序9：车曲柄室。工序10：铣8字平面。工序11：钻扩孔。工步1：钻扩11-6.5、3-8.5通。工步2：钻扩换挡轴孔附近螺纹M6底孔1-5深16。工步3：钻扩凸轮轴孔附近底

28、孔3-5深9。工步4：磁电机螺纹底孔2-M5底孔2-4.2深36。工步5：磁电机拆卸螺纹底孔2-M8底孔2-6深17。工序12：钻油孔5。工序13：各孔口倒角。工序14：车凸轮轴端面。工序15：钻空挡开关孔。工步1：钻M12底孔10.5。工步2：刮平面22。工序16：攻空挡开关孔螺纹M12。工步17：攻丝。工步1：攻2-M5深32磁电机螺纹孔。工步2：攻换挡轴孔处1-M6深11螺纹。工步3：攻凸轮轴孔处3-M6螺纹。工步4：攻穿F面销钉孔处B视图处1-M6螺纹。工步5：攻L-L视图处1-M6深21螺纹。工步6：攻2-M8深21拆卸螺纹。工序18：去毛刺，终检。以上工艺过程详见机械加工作业指导书

29、。3.5 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸1E52FM左曲轴箱箱体零件材料采用铝合金制造。左曲轴箱箱体材料为ACD12，硬度HB为70-80，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40±0.05mm）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2.7-3.4mm，现取1.5mm。粗铣平面时厚度偏差取-0.2mm。精铣：根据机械加工工艺手册，其余量值规定为0.4mm。压力铸造毛坯的基本尺寸为 401.50.441.9mm 。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

30、为0.2mm。毛坯的名义尺寸为：401.50.441.9mm ；毛坯最小尺寸为： 41.90.141.8mm ；毛坯最大尺寸为： 41.90.142.0mm ；粗铣后最大尺寸为：42.01.540.5mm ；粗铣后最小尺寸为：40.50.240.3mm ；精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即40±0.05mm。（2） 结合面的加工余量。（计算结合面与大面尺寸65.5±0.05）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1.5mm，粗铣平面时厚度偏差取-0.2mm。精铣：余量值为0.4mm。压力铸造毛坯的基本尺寸为65.51.50.467.4mm 。根据机

31、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0.2mm。毛坯的名义尺寸为：65.51.50.467.4mm ； 毛坯最小尺寸为： 67.40.167.3mm ；毛坯最大尺寸为： 67.40.167.5mm ； 粗铣后最大尺寸为：67.51.566mm ；粗铣后最小尺寸为：660.265.8mm ；精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即65.5±0.05。（3） 2-12、1-6、2-10、1-5销孔，8字形搭子平面的加工余量2-12销孔 钻孔：11 镗孔：11.5 2Z0.5mm 倒角：1×45°1-6销孔 钻孔：5 镗孔：5.5 2Z0.5mm 倒角：1&

32、#215;45°2-10销孔 钻孔：9 镗孔：9.5 2Z0.5mm 倒角：1×45°1-5销孔 钻孔：4 镗孔：4.5 2Z0.5mm 倒角：1×45°8字形搭子平面(计算搭子平面与大面的尺寸25±0.3mm) 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1mm 铸件毛坯尺寸为21+1=22mm。选铸件尺寸公差等级为CT7，铸件尺寸公差为0.82mm。 毛坯名义尺寸为：21122mm；毛坯最小尺寸为：22.50.4122.09mm；毛坯最大尺寸为：22.50.4122.91mm；粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即

33、21±0.3mm。 (4) 主轴承孔mm，油封孔mm，齿轮轴孔mm，从动轴孔mm，油封孔mm，换挡轴孔mm，油封孔mm，凸轮轴孔mm的加工余量由工序要求可知，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： mm的加工余量为1mm ；mm的加工余量为1mm ；mm的加工余量为1mm ；mm的加工余量为1mm ；mm的加工余量为1mm ；mm的加工余量为1mm ；mm的加工余量为1mm ；mm的加工余量为1mm ；精镗：mm的加工余量为0.25mm ；mm的加工余量为0.25mm ；mm的加工余量为0.25mm ；mm的加工余量为0.25mm ；mm的加工余量为0.25mm ；

34、mm的加工余量为0.25mm ；mm的加工余量为0.25mm ；mm的加工余量为0.25mm ；铸件公差等级选用CT7，铸件尺寸公差为0.68mm。mm孔毛坯名义尺寸为52-1-0.25=50.75mm ；毛坯最大尺寸为50.75+0.34=51.09mm ； 毛坯最小尺寸为=50.41m ； 粗镗工序尺寸为mm；精镗后尺寸为mm mm孔毛坯名义尺寸为40-1-0.25=38.75mm； 毛坯最大尺寸为38.75+0.34=39.09mm ； 毛坯最小尺寸为38.75-0.34=38.41mm 粗镗工序尺寸为mm； 精镗后尺寸为mm mm孔毛坯名义尺寸为22-1-0.25=20.75mm ；毛

35、坯最大尺寸为20.75+0.25=21mm ； 毛坯最小尺寸为20.75-0.25=20.5mm ； 粗镗工序尺寸为mm； 精镗后尺寸为mm mm孔毛坯名义尺寸为52-1-0.25=50.75mm ；毛坯最大尺寸为50.75+0.34=51.09mm ； 毛坯最小尺寸为50.75-0.25=50.41mm ； 粗镗工序尺寸为mm； 精镗后尺寸为mm； mm孔毛坯名义尺寸为38-1-0.25=36.75mm ；毛坯最大尺寸为36.75+0.25=37mm ； 毛坯最小尺寸为36.75-0.25=36.5mm ； 粗镗工序尺寸为mm； 精镗后尺寸为mm mm孔毛坯名义尺寸为12-1-0.25=10

36、.75mm ；毛坯最大尺寸为10.75+0.25=21mm ； 毛坯最小尺寸为10.75-0.25=20.5mm ； 粗镗工序尺寸为mm； 精镗后尺寸为mm mm孔毛坯名义尺寸为12-1-0.25=10.75mm ；毛坯最大尺寸为10.75+0.25=11mm ； 毛坯最小尺寸为10.75-0.25=10.5mm ； 粗镗工序尺寸为mm； 精镗后尺寸为mm mm孔毛坯名义尺寸为22-1-0.25=20.75mm ；毛坯最大尺寸为20.75+0.25=21mm ； 毛坯最小尺寸为20.75-0.25=20.5mm ； 粗镗工序尺寸为mm； 精镗后尺寸为mm(5) 空挡开关孔M12,平面10

37、77;0.1。空挡开关孔M12钻孔：11 镗孔：11.5 2Z0.5mm 倒角：1×45°平面10±0.1由工序要求可知平面只需进行粗铣加工,其工序余量如下： 选取余量为1mm 铸件毛坯尺寸为10+1=11mm。选铸件尺寸公差等级为CT7，铸件尺寸公差为0.82mm。 毛坯名义尺寸为：10111mm；毛坯最小尺寸为：11.50.4111.09mm；毛坯最大尺寸为：11.50.4111.91mm；粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即10±0.3mm。 (6) 磁电机止口mm磁电机止口mm 由工序要求可知，磁电机止口必需进行粗铣和精铣两道工序。其工序余量如下： 粗

38、铣余量规定为1.5mm。粗铣平面时厚度偏差取-0.2mm。 精铣余量规定为0.4mm。 铸件尺寸公差等级选用为CT7，铸件尺寸公差为0.2mm。 毛坯的名义尺寸为：115+1.5+0.4=116.9mm ； 毛坯最小尺寸为：116.9-0.2=116.7mm； 毛坯最大尺寸为：116.9mm； 粗铣后最大尺寸为：116.9-1.5=115.4； 粗铣后最小尺寸为：116.4-0.2=115.2 mm ； 精铣后尺寸为mm(7) 曲柄室盖面mm曲柄室盖面mm 由工序要求可知，曲柄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1.5mm。粗铣平面时厚度偏差取-0.2mm。 精铣

39、余量规定为0.4mm。 铸件尺寸公差等级选用为CT7，铸件尺寸公差为0.2mm。 毛坯的名义尺寸为：86+1.5+0.4=87.9mm ； 毛坯最小尺寸为：87.9-0.2=87.7mm ； 毛坯最大尺寸为：87.9mm ； 粗铣后最大尺寸为：87.9-1.5=86.4 ； 粗铣后最小尺寸为：86.4-0.2=86.2mm ； 精铣后尺寸为mm(8) 凸轮轴孔端面±0.05mm凸轮轴端面±0.05mm 由工序要求可知，凸轮轴端面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1.5mm。粗铣平面时厚度偏差取-0.2mm。 精铣余量规定为0.4mm。 铸件尺寸公

40、差等级选用为CT7，铸件尺寸公差为0.2mm。 毛坯的名义尺寸为：12+1.5+0.4=13.9mm ； 毛坯最小尺寸为：12.9-0.2=12.7mm ； 毛坯最大尺寸为：12.9mm； 粗铣后最大尺寸为：12.9-1.5=11.4； 粗铣后最小尺寸为：12.4-0.2=12.2mm； 精铣后尺寸为±0.05mm（9）mm放油孔。粗镗时选工序余量为2mm，精镗时选工序余量为1mm，铸件公差尺寸等级为CT7，铸件公差尺寸为0.68mm。mm孔毛坯名义尺寸为5-1-0.25=3.75mm ； 毛坯最大尺寸为3.75+0.34=4.09 mm ； 毛坯最小尺寸为3.75-0.34=3.4

41、1 mm 粗镗工序尺寸为mm； 精镗后尺寸为mm(10) 2-M5螺孔，6-M6螺孔，2-M8螺孔。钻孔：3.7mm；4.7mm；6.7mm；攻丝：2-M15×32；1-M6×11：1-M6×6;1-M6×18;1-M6×21;2-M8×12倒角：1×45°3.6 确定切削用量及基本工时（1） 工序2 铣大面、镗定位销孔工步1：精铣大面铣削深度：mm每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取mm/Z铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取mm/s机床主轴转速：r/min进给量：mm/s工作台每分进给

42、量： mm/s=1400mm/min被切削层长度：由毛坯尺寸可知mm刀具切入长度：精铣时mm刀具切出长度：取mm走刀次数为1机动时间：工步2：钻扩凸轮轴销孔10.5、换挡轴销孔10及漏水孔。切削深度：mm进给量： mm/r切削速度： m/s机床主轴转速：r/min被切削层长度：mm刀具切入长度：mm刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：钻孔机动时间：工步3：精镗2-12，2-10销孔。切削深度：mm进给量： mm/r切削速度： m/s=83.5m/min机床主轴转速：r/min工作台每分钟进给量：mm/min被切削层长度：mm刀具切入长度：mm刀具切出长度：mm 取mm走刀次数为1机动时间：mi

43、n工步4：铣8字形搭子平面铣削深度：mm进给量： mm/r铣削速度： m/s机床主轴转速：r/min工作台每分进给量： mm/min被切削层长度：由毛坯尺寸可知mm刀具切入长度：粗铣时mm刀具切出长度：取mm走刀次数为1机动时间：min工步5：2-12孔口倒角进给量： mm/r铣削速度： m/s机床主轴转速：r/min工作台每分进给量： mm/min被切削层长度：由毛坯尺寸可知mm刀具切入长度： mm刀具切出长度： mm走刀次数为1机动时间：min工步6：38、40油封孔口倒角30°进给量： mm/r铣削速度： m/s机床主轴转速：r/min工作台每分进给量： mm/min被切削层长

44、度：由毛坯尺寸可知mm刀具切入长度： mm刀具切出长度： mm走刀次数为1机动时间：mm工步7：粗镗主轴承孔52切削深度：mm进给量： mm/r切削速度： m/s机床主轴转速：r/min工作台每分钟进给量：mm/min被切削层长度：mm刀具切入长度：mm刀具切出长度：mm 取mm行程次数：机动时间：min工步8：粗镗齿轮轴孔22切削深度：mm进给量： mm/r切削速度： m/s机床主轴转速：r/min工作台每分钟进给量：mm/min被切削层长度：mm刀具切入长度：mm刀具切出长度：mm 取mm行程次数：机动时间：min工步9：精镗主轴承孔52切削深度：mm进给量： mm/r切削速度： m/s机

45、床主轴转速：r/min工作台每分钟进给量：mm/min被切削层长度：mm刀具切入长度：mm刀具切出长度：mm 取mm行程次数：机动时间：min工步10：精镗齿轮轴孔22切削深度：mm进给量： mm/r切削速度： m/s机床主轴转速： r/min工作台每分钟进给量：mm/min被切削层长度：mm刀具切入长度：mm刀具切出长度：mm 取mm行程次数：机动时间：min每次换刀时间为0.02min ，换刀总时间为0.2min。工序总时间为:t=0.2+=0.2+0.89+0.135+0.05+1.3+0.11+0.027+0.19+0.21+0.23+0.28 =3.62min4 夹具设计在机械制造过

46、程中，用来固定加工对象，使其占有正确的位置，以便接受施工、检测的装置都可统称为“夹具”。机床夹具为机床的一种辅助设备，用它来准确的确定工件与刀具的相对位置，即将 工件定位和夹紧，以完成所需要的相对运动，所以机床夹具是用以使工件定位和夹紧的附加装置。1E52FM左曲箱箱体是摩托车发动机中的重要零件，要求加工的孔多且比较密集，加工精度要求高，特别是轴承孔、主轴孔、油封孔、齿轮孔以及3个定位销孔，其孔的精度均在H7以上，位置精度在±0.02-0.03mm，镗孔最小间距为40mm。在加工中，钻镗孔工序的加工质量将直接影响发动机的功率、油耗、噪声等性能。同时摩托车发动机的生产批量较大，因而要求

47、该工序的加工设备具有较高的生产率和自动化程度。在现代自动化生产中，数控机床的应用已越来越广泛。数控机床加工时，刀具或工作台的运动是由程序控制，按一定坐标位置进行的。数控机床夹具设计时应注意以下几点12。（1） 数控机床夹具上应设置原点（对刀点）。（2） 数控机床夹具无需设置刀具导向装置。这是因为数控机床加工时，机床夹具刀具和工件始终保持严格的坐标关系，刀具与工件间无需导向原件来确定位置。（3） 数控机床常需在几个方向上对工件进行加工，因此数控机床夹具应是敞开式的。（4） 数控机床上应尽量选用可调夹具、拼装夹具和组合夹具。因为数控机床上加工的工件，常是单件小批生产，必须采用柔性好、准备时间短的夹

48、具。（5） 数控机床夹具的夹紧应牢固可靠、操作方便。夹紧元件的位置应固定不变，防止在自动加工过程中，元件与刀具相碰。依照加工中心工艺过程设计，确定加工IE52FM左曲轴箱箱体加工中心加工所需加工夹具数量为七套。根据任务书要求中的设计内容，需要设计铣大面、镗定位销孔夹具设计和铣结合面夹具设计。其中铣大面、镗定位销孔的夹具将进行十道工步，工具分别为DCP90-4080R-06，R102，R103，R113，R104，R125，R121，R124，EWN20-36CKB1，EW2-22CK4。铣结合面的夹具将进行九道工步，工具号分别为HR2L-4080R-06，扩排105-1，镗刀R105，镗刀R1

49、06，钻头R102，镗刀R103，倒角刀R108，镗刀R109，中心钻R10413。4.1 铣大面、镗定位销孔夹具设计本夹具主要用来精铣大面，以及2-12、2-10销孔底孔11.5、9.5的加工。大面有尺寸精度要求±0.2mm，平面度要求为0.07mm，表面粗糙度为1.6um。 12销孔底孔11.5、9.5的尺寸精度要求为+0.05mm，表面粗糙度要求，表面粗糙度为1.6um。其中，加工作业指导书中标号为LB18和LB19两个销孔为加工工艺孔，这两个加工工艺孔将和大面用于以后铣结合面和镗结合面孔加工中的定位。其加工质量直接影响以后工序的加工精度。本到工序为1E52FM左曲轴箱箱体加工

50、的第二道工序，加工到本道工序时只完成了粗铣大面及钻一些不重要的孔。因此在本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度14。4.1.1 定位基准的选择根据零件特点，将1E52FMWB左箱体平卧，采用箱体式气动夹具，正面利用4个工艺凸台作支承，反面用5个工艺凸台作支承，大面要求到3个支持点的距离分别为13.5±0.2mm，114.5±0.2mm，129±0.2mm，4个销孔有尺寸精度要求和表面粗糙度要求。为了保证精铣、钻孔、粗镗孔、精镗孔并保证LB18和LB19能在后续的面和孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量

51、均匀。根据基准重合、基准统一原则，在选择精铣大面、镗定位销孔的加工基准时，应选择同上一道工序即粗铣大面、钻孔的定位基准一样。因此，加工大面、定位销孔的定位基准应选择三个最终不加工面为定位基准，通过压板压住三个不加工面，限制工件的六个自由度。根据任务书的要求，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧方式夹紧。4.1.2 切削力的计算与夹紧力的分析由于本道工序主要完成大面的精铣，定位销孔的钻、粗精镗加工，而铣削力远远大于钻、粗精镗的切削力。因此，切削力应以铣削为准。由机械加工工艺手册得：铣削力计算公式为圆周力 ： 刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀。查表可得：mm mm mm/z mm 代入得 =790.24N

52、查表可得铣削水平分力： 垂直分力： N N铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。 即： （） N计算出的理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力 即： 取k=2 N4.1.3 夹紧元件及动力装置确定夹紧的目的是防止工件在切削力、重力、惯性力等的作用下发生位移或振动，以免破坏工件的定位。因此正确设计的夹紧机构应满足下列基本要求：（1） 夹紧应不破坏工件的正确定位。（2） 夹紧装置应有足够的刚性。（3） 夹紧时不应破坏工件表面。不应使工件产生超过允许范围的变形。（4） 能用较小的夹紧力获得所需的夹紧效果。（5） 工艺性好，在保证生产率的前提下结构应简单，便于制造、维修和操作。由于1E52FM左曲轴箱箱体的生产量很大，采用手动夹紧的夹具虽然结构简单，在生产中的应用也比较广泛。但大批量生产中靠人力频繁的夹紧也十分劳累且生产率低下。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用气动夹紧。根据所需要的夹紧力，来计算气缸缸筒内径。气缸活塞杆推力 其中：压缩空气单位压力 （取=5N/ CM） 效率 （取） N mm 取mm本道工序夹具的夹紧元件选用三个定块和浮动套。三个定块压住三个支承点。4.1.4 定位误差的分析 本工序