毕业设计雨辰雅马哈摩托车右曲轴箱加工工艺及夹具设计全套图纸

1、1 引言毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课及全部专业课之后进行的，它是对我们在大学这四年中一次综合的检验。本次我所做的毕业设计的题目是1E52FM右曲轴箱加工工艺及夹具设计。上学期末，我们已经为本次设计做了开题报告，本学期所做的是本次设计的核心：编制加工工艺和为某道工序设计夹具。按照毕业设计任务书的要求，本次毕业设计将完成不少于1.5万字的设计计算说明书、一套气动夹具的装配总图和不少于5张的零件图等。机械加工工艺规程是规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺方法。它是根据加工对象的具体情况和实际的生产条件，采用合理的加工方法和过程，按规定的形式制定的。夹具是机床与工件之间的连接装置，使工件相

2、对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中的一项重要工作，是加工过程中最活跃的因素之一。1E52FM是摩托车内燃机的型号，这种内燃机为单缸二冲程发动机，汽缸直径为52mm，冷却方式为风冷，以汽油为燃料。发动机除二冲程外还有四冲程的。它们之间主要区别是：二冲程发动机曲柄旋转一圈，发动机燃烧做功一次，即曲柄旋转一圈完成一个工作循环。而四冲程发动机曲柄旋转两圈完成一个工作循环。由于本次毕业设计主要是针对二冲程，故四冲程的不再赘述1。二冲程发动机具有体积小，排放高，结构简单，制造、维修方便，价格便宜等特点。但是随着社会的发展，燃油消费税迟早

3、要实施，再加上人们的环境保护意识逐渐加强，各地政府有关摩托车方面的政策(如禁止二冲程摩托车上路、限制摩托车排放)相继出台。所以许多摩托车已不再使用二冲程发动机了。可是二冲程摩托车也因其升功率大，价格便宜，在越野车、赛车等特种用途摩托车方面被广泛应用2。2 零件的工艺分析此零件是薄壁、空腔、多孔的形状复杂的零件。主要加工面是正反面及若干孔和螺纹孔(如图1.1)。总的来说，这个零件的复杂的程度很高，现分析如下：图1.12.1 加工表面C这一组加工表面包括：表面C，尺寸为14H8()的通孔，尺寸22N7()的孔及其倒角和锪平，尺寸14R7()的孔及其倒角，尺寸为52R7()的孔及其倒角，尺寸为12H

4、7()的孔，还有腔体内11个M6-6H的螺纹孔，2个尺寸为8.5的通孔及由12H7()和M6-H6组成的组合孔。2.2 加工表面D这一组加工表面包括：表面D，这两组加工表面上的加工要素之间存在着一定得位置要求，主要是：(1) 14H8()的孔相对于47R7()的位置度公差为0.04mm.(2) 22N7()的孔相对于C面的垂直度公差为0.015mm.(3) 47R7()的孔轴线相对于C面的垂直度公差为0.015mm.(4) 52R7()的孔底面相对于它本身的中心轴线之间的圆跳动公差为0.015mm(5) 12H9()的孔相对于D面与47R7()的位置度公差为0.03mm由以上的分析可知，对于这

5、两组加工面来说，C表面、D表面、47R7()孔的中心线及52R7()孔的中心线为基准线、面。而又从零件图纸上可以知道47R7()孔的中心线是整个零件上的一个设计基准，D表面相对于C表面的表面要求来说要高。所以在加工时，要严格控制47R7()孔的精度。对于C、D两加工表面来说，一般先以D为粗基准去加工C面，再以C面为精基准去加工D面，从而保证整个零件的位置精度要求。3 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为铝合金，另外本次设计所涉及的生产产量为50000件，早已达到了大批量生产的水平，而且相对而言，零件的轮廓尺寸也不怎么大，故可以采用压铸成型的方法。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，

6、也应该是可以的。3.2 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中问题百出，更有甚至，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行3。3.2.1 粗基准的选择对于一般的铣削零件来说，常选用表面加工要求高的那个表面作为粗基准，主要目的是在加工过程中保证加工余量足够。而此零件在前面也简单的介绍了一下，这里在详细的叙述一下。D面的加工要求较高，故选用D面为粗基准。同时，在定位时，主要采用常见的定位方法：一面两销。其中，“一面”主要是由三个分部不同的定位块组成的，以消除Z轴移动、X轴的转动和Y轴的转动这三个自由度

7、。“两销”主要是一个短圆柱销和一个短菱形销组成，以消除X轴的移动、Y轴的移动及Z轴的转动这三个自由度，从而达到完全定位。这里用的短菱形销而不是用短圆柱销的目的是为了防止过定位的产生。本次毕业设计中的夹具设计就是设计以D面为粗基准加工C面得夹具，故详细介绍了此道工序的粗基准、定位的选择。其他的加工面将不再介绍，只要根据粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置较高的不加工表面作为粗基准等)来做出选择。3.2.2 精基准的选择计算出刀具转速n和进给速度f根据机床说明书取n=960r/min,Vf=470mm/mi

8、n。此时，实际的铣削速度Vc=90.4m/min,每转的进给量f=0.49mm/r。(4)确定切削工时由于此零件的轮廓形状属于不规则体，在进行计算铣刀的走刀长度来说有一定的困难，现在所采取的办法是估算的方法。现估算出来的走刀长度为700mm左右，所以，可以确定出其工时为：3.精铣C面本毕业设计包含了论文文档和CAD图纸；毕业设计文档使用Word 2003撰写；图纸类型AutoCAD2010.dwg。(1)背吃刀量 由于此道工序中粗铣的加工余量为1mm，故可以在一次加工完成，取ap=1mm。(2)确定每齿的进给量 根据机械切削工艺参数手册4-28，查得每转进给量f=0.31.5mm/z,取f=0

9、.4mm/r。(3)确定铣削速度Vc及刀具转速根据表4-58及4-59可以查得铣刀的磨钝标准的最大限度为1.2mm,铣刀寿命为60min。根据已知条件，查表4-31可得，Vc=110m/min。由于零件的形状比较特殊，故需要对查表得来的切削速度进行修正。再查表4-57，查得与加工材料有关的修正系数：速度修正系数为1.0；与毛坯性质和表面状态有关的修正参数：速度修正参数为0.9；与加工性质有关的修正参数：速度修正参数为1.0。经过修正后的铣削速度： 计算出刀具转速n和进给速度f根据机床说明书取n=1200r/min,Vf=420mm/min。此时，实际的铣削速度Vc=113m/min,每转的进给

10、量f=0.4mm/r。(4)确定切削工时由于此零件的轮廓形状属于不规则体，在进行计算铣刀的走刀长度来说有一定的困难，现在所采取的办法是估算的方法。现估算出来的走刀长度为700mm左右，所以，可以确定出其工时为：工序3 铣D面5.3.1 加工条件工件材料：铝合金，压铸，有外皮。加工要求：粗铣C面、精铣C面。机床：数控铣床，机床功率是7.5KW。刀具：高速钢面铣刀，选择铣刀直径为30mm，齿数z=3。5.3.2计算切削用量1.半精铣D面(1)背吃刀量 由于此道工序中粗铣的加工余量为1.5mm，故可以在一次加工完成，取ap=1.5mm。(2)确定每齿的进给量 根据机械切削工艺参数手册4-28，查得每

11、转进给量f=0.52.2mm/z,取f=0.5mm/r。(3)确定铣削速度Vc及刀具转速根据表4-58及4-59可以查得铣刀的磨钝标准的最大限度为1.2mm,铣刀寿命为60min。根据已知条件，查表4-31可得，Vc=40m/min。由于零件的形状比较特殊，故需要对查表得来的切削速度进行修正。再查表4-57，查得与加工材料有关的修正系数：速度修正系数为1.0；与毛坯性质和表面状态有关的修正参数：速度修正参数为0.9；与加工性质有关的修正参数：速度修正参数为1.0。经过修正后的铣削速度： 计算出刀具转速n和进给速度f根据机床说明书取n=960r/min,Vf=470mm/min。此时，实际的铣削

12、速度Vc=18.1m/min,每转的进给量f=0.49mm/r。(4)确定切削工时由于此零件的轮廓形状属于不规则体，在进行计算铣刀的走刀长度来说有一定的困难，现在所采取的办法是估算的方法。现估算出来的走刀长度为700mm左右，所以，可以确定出其工时为：2.精铣D面(1)背吃刀量 由于此道工序中粗铣的加工余量为1mm，故可以在一次加工完成，取ap=1mm。(2)确定每齿的进给量 根据机械切削工艺参数手册4-28，查得每转进给量f=0.31.5mm/z,取f=0.4mm/r。(3)确定铣削速度Vc及刀具转速根据表4-58及4-59可以查得铣刀的磨钝标准的最大限度为1.2mm,铣刀寿命为60min。

13、根据已知条件，查表4-31可得，Vc=110m/min。由于零件的形状比较特殊，故需要对查表得来的切削速度进行修正。再查表4-57，查得与加工材料有关的修正系数：速度修正系数为1.0；与毛坯性质和表面状态有关的修正参数：速度修正参数为0.9；与加工性质有关的修正参数：速度修正参数为1.0。经过修正后的铣削速度： 计算出刀具转速n和进给速度f根据机床说明书取n=1200r/min,Vf=420mm/min。此时，实际的铣削速度Vc=93m/min,每转的进给量f=0.4mm/r。(4)确定切削工时由于此零件的轮廓形状属于不规则体，在进行计算铣刀的走刀长度来说有一定的困难，现在所采取的办法是估算的

14、方法。现估算出来的走刀长度为700mm左右，所以，可以确定出其工时为：工序4 钻孔、镗孔 选用机床：加工中心5.4.1 镗2-12H7()孔.粗镗孔至11.7mm，单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=36m/min。则直接选取速度n=960r/min。切削工时：.精镗孔至11.9mm，单边余量z=0.1mm，一次镗去全部余量，ap=0.1mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=40m/min。直接选取转速n=1100r/min切削工时：.细镗孔至12H7(+0.018 0)mm。由

15、于细镗与精镗孔共用一个镗杆，利用加工中心同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精镗相同5.4.2 镗2-10H7()孔.粗镗孔至9.7mm，单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=32m/min直接选取转速n=1000 r/min切削工时： .精镗孔至9.9mm，单边余量z=0.1mm，一次镗去全部余量，ap=0.1mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=60m/min。直接选取转速n=2000r/min切削工时：.细镗孔至10H7()mm。由于细镗与精镗孔共用一个镗杆，利用加工中

16、心同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精镗相同5.4.3 钻8.5mm通孔根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.5mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。按机床取n=2000r/min，故v=53.4m/min。切削工时 l=43mm 5.4.4 钻6-5mm孔根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.3mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=3200r/min，故v=50.2m/min。切削工时 这6孔深度不一，1个深28mm，1个深11mm，4个深13mm工序5 粗镗6孔 选用机床：加工中心5.5.

17、1 粗镗孔至51.6mm 单边余量z=0.4mm，一次镗去全部余量，ap=0.4mm。进给量f=0.4mm/r。根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=70m/min直接选取机床转速n=600r/min切削工时：5.5.2 粗镗孔至46.6mm 单边余量z=0.4mm，一次镗去全部余量，ap=0.4mm。进给量f=0.4mm/r.根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=65m/min直接选取机床转速n=600r/min切削工时：5.5.3 粗镗孔至21.8mm 单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=42m/min直

18、接选取机床转速n=650r/min切削工时：5.5.4 粗镗孔至11.8mm 单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=32m/min直接选取机床转速n=900r/min切削工时：5.5.5 粗镗孔至33.6mm 单边余量z=0.4mm，一次镗去全部余量，ap=0.4mm.进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=54m/min直接选取机床转速n=600r/min切削工时：5.5.6 粗镗孔至13.8mm 单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.4mm/r根据有

19、关手册，确定镗削的切削速度为v=32m/min直接选取机床转速n=800r/min切削工时：工序6 精镗6孔 选用机床：加工中心5.6.1精镗孔至52R7()单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=120m/min直接选取机床转速n=800r/min切削工时：5.6.2 精镗孔至47R7()单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm. 进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=90m/min直接选取机床转速n=680r/min切削工时：5.6.3 精镗孔至22N7()单边余量z

20、=0.1mm，一次镗去全部余量，ap=0.1mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=75m/min直接选取机床转速n=1100r/min切削工时：5.6.4 精镗孔至12H9()单边余量z=0.1mm，一次镗去全部余量，ap=0.1mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=54m/min直接选取机床转速n=1500r/min切削工时：5.6.5 精镗孔至34H8()单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=84m/min直接选取机床转速n=860r/min切削工

21、时：5.6.6 精镗孔至14H8()单边余量z=0.1mm，一次镗去全部余量，ap=0.1mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=60m/min直接选取机床转速n=1400r/min切削工时：工序7.钻孔 选用机床：加工中心5.7.1 钻21-M6的底孔21-5mm根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.3mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=3200r/min，故v=50.2m/min。切削工时 这21个孔的深度也是不一样的，11个深20mm，3个深16mm，1个深11mm，其余6个是通孔。 5.7.2 钻

22、3-M8-6H底孔6.8mm根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.4mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=2400r/m，故v=51.3m/min。切削工时：5.7.3 钻3-8.5mm根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.5mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。按机床取n=2000r/min，故v=53.4m/min。切削工时 l=43mm 工序8 钻孔5.8.1 钻5mm孔根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.3mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：

23、按机床取n=3200r/min，故v=50.2m/min。切削工时：5.8.2 钻12mm孔根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.6mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=1500r/min，故v=56.5m/min。切削工时：工序9 钻孔8.2mm根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.5mm。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。主轴转速：按机床取n=2000r/min，故v=53.4m/min。切削工时：工序10 钻铰孔8H10()mm5.10.1 钻孔7.8mm根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得

24、f=0.4mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=2400r/m，故v=51.3m/min。切削工时：。5.10.2 铰孔8H10()mm根据机械切削工艺参数手册中表9-27，可以查得f=0.2mm/r，v=43m/min。确定主轴转速：按机床取n=2000r/min，故v=50.2m/min切削工时：工序11 倒角采用90度的锪钻主轴转速采用100r/min，手动进给。工序12 钻M12X1.5-6H底孔10.5根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.55mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=

25、1600r/m，故v=50.2m/min。切削工时：工序13 攻丝M12X1.5-6H 根据机械切削工艺参数手册中表3-18，得f=20m/min，所以n=238r/min。按机床选取n=195r/min,则v=7.3m/min。切削工时；工序14 攻丝7孔5.14.1 攻丝5-M6-6H根据机械切削工艺参数手册中表3-18，得f=15m/min，所以n=238r/min. 按机床选取n=195r/min,则v=3.6m/min。切削工时； 5.14.2 攻丝3-M8-6H根据机械切削工艺参数手册中表3-18，得f=18m/min，所以n=238r/min. 按机床选取n=195r/min,则

26、v=4.9m/min。切削工时； 工序 15攻丝5.15.1 攻丝11-M6-6H根据机械切削工艺参数手册中表3-18，得f=15m/min，所以n=238r/min. 按机床选取n=195r/min,则v=3.7m/min。切削工时； 工序16 钻铰孔5.16.1 钻2-3.9孔根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.2mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=2400r/m，故v=51.3m/min。切削工时：5.16.2 铰孔8H10()mm根据机械切削工艺参数手册中表9-27，可以查得f=0.2mm/r，v=43m/min。确定主轴

27、转速：按机床取n=2000r/min，故v=50.2m/min切削工时：6 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师的协商，决定设计第二道工序铣C面的加工中心铣夹具。本夹具所用的机床为数控加工中心，刀具为高速钢面铣刀，对C面进行粗铣、精铣两工步。6.1 问题的提出本夹具主要用来铣C面这一个端面，这个端面的表面粗糙度为1.6，它的表面平面度的公差带要求为0.06mm，而相对于D面的尺寸为45mm，但在加工本工序前由于要保证定位面的精度要高，所以在此之前先要对D面进行车削。而在加工本道工序时，主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。另外，在精度

28、方面也是我们要考虑的问题。6.2 夹具设计6.2.1 定为基准的选择由零件图可知，C面有粗糙度和平面度的要求，其设计基准为D面。为了使定位误差为0，应该选择以D面定位的铣床夹具，但是以D面为定位基准的话，它只能限制三个自由度，这个零件是多孔的零件，故还要选两个位置合理的孔作为定位面来保证整个工件在定位时达到完全定位。所用的定位元件是一个短圆柱销和一个短菱形销。定位元件的作用在前面已经提到过了，故这里不再详细说明。为了提高加工效率，缩短辅助加工时间，准备采用气动夹紧11- 12。6.2.2 切削力及夹紧力计算刀具：高速钢面铣刀，选择铣刀直径为6mm，齿数z=3。切削力应以铣削为准。由机械加工工艺

29、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： 代入得 86.086.072.03006.1319202.05.1650´´´´´=CF =833.7N查表可得铣削水平分力： 垂直分力： 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： () 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 6.3 气缸及动力装置的确定气动和液压装置相比较而言，气动夹具它产生的夹紧力比较适中，其动作快速准确，出力稳定。而液压夹具它的液压产生的夹紧力量大，易夹坏零件。所以这里采用气动夹紧装置13。根据所需

30、要的夹紧力，来计算气缸缸筒内径。气缸活塞杆推力 其中：P压缩空气单位压力 (取P=5Pa) 效率 (取) mm 取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。本夹具在与机床连接的时候是通过手动夹紧完成夹具安装的。6.4 定位误差的分析本夹具的主要是用来铣C面，在设计夹具的后，已经把零件的工序基准和定位基准重合了，所以这个夹具的基准不重合误差可以看成是零。对于这种装夹定位方式而言，它的基准位置误差也可以看成零，故它的定位误差的也可以看成零，即忽略不计。6.5 夹具操作说明书本夹具采用三个定位支撑块、一个段菱形销及一个短圆柱销进行定位，有三个压块对工件进行限位和夹紧。在使用

31、时，按下整个气动夹具的按钮，从而打开换向阀，气缸里的活塞杆向上运动，压块在活塞杆和支撑杆的共同作用下也向下运动对工件进行夹紧。此时，工件的夹紧已经完成。等到工件完成后，再按下按钮，使换向阀换了一个位置，气缸里的活塞杆快速向下运动，压块再次在活塞杆和支撑杆的作用下松开工件，即可取下工件。结束语经过两个月的时间，我已经完成了大学这四年中的最后一项任务：毕业设计。可以说，这两个月给我留下的印象是我这一生都难以忘记的。有人说，大学生活是美妙的。这点我也承认，大学就等于一个小型社会，是我们学校走向社会的一个中转站，为我们以后走进社会的做下了一个铺垫。然而毕业设计这个过程又是十分艰苦的，这是我这两个月来最

32、深的体会。但是通过这次毕业设计，培养了我综合运用在大学四年中所学的知识，以及发现、提出、分析和解决问题的能力等等。 记得刚开始对毕业设计的茫然无措，使我对自己能否完成毕业也涉及有了一丝担忧，但是自己在那段时间也是花了一定的时间去认真分析指导老师给我的零件图纸，遇到了一些看不懂的地方我会到林海集团与我的指导老师杨正文老师进行交流，使我一开始的那些担忧渐渐的转化成了一份自信。当分析完了零件图纸以后，比进入了毕业设计的政体：工艺规程的编制和夹具设计。这其中包括确定加工工艺路线，工艺方案，夹具数量，设备数量；确定夹具定位点、夹紧点，夹紧力大小的计算，气缸型号的选择，对夹具进行方案设计；对加工中心夹具进行设计，绘制夹具总图，零件尺寸图等任务。这一切的一切都使我从中学到了不少在书本上没有学过的内容。本次毕业设计，也使我明白了一个深刻的道理，那就是理论与实践相结合的重要性，学校里学习的知识固然是很重要的，但是在学校里学习的知识大多数都是理论的知识，真正接触的实践的内容是不多的，所以我们也算是珍惜了这次做毕业设计机会，在林海集团接触了大量的加工零件，让我有了