5WB左曲轴箱体加工工艺及夹具设计

1.1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 2WB轴箱体的零件分析 32.15WB左曲轴箱体的作用和结构特点 42.1.15WB左曲轴箱体的作用 42.2.25WB左曲轴箱体的结构特点 42.25WB左曲轴箱体的工艺性分析 435WB左曲轴箱体的工艺规程设计 53.1生产纲领和生产类型的确定 5 3.3.1基准的概念和分类 73.3.2定位基准的选择 7 3.5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 264.1铣大面、镗定位销孔夹具设计 274.1.1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 324.1.4定位误差的分析 334.1.5夹具设计及操作简要说明 33 4.2.1定位基准的选择 334.2.2切削力的计算与夹紧力的分析 344.2.3夹紧元件及动力装置确定 374.2.4定位误差的分析 374.2.5夹具设计及操作简要说明 38结束语 39 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。智能化一一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，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。结构等特点，气动技术主要应用于以下装置中： (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备的遥控、诊断和调整。25WB左曲轴箱体的零件分析2.15WB左曲轴箱体的作用和结构特点2.1.15WB左曲轴箱体的作用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。2.2.25WB左曲轴箱体的结构特点图2.1零件结构图5WB左曲轴箱体的零件具体结构见附件“5WE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%^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，，放油孔M12X1.5的加工，32油封孔口倒角30°的加工，吊挂M10中心孔孔口的加工，制动销轴反面平面的加工，曲轴油封反面及中间齿轮轴平面和两安装轴承孔的加工。其中大面有表面粗糙度的要求为Ra3.2m,平面度要求0.07mm；齿轮室盖面45°;30齿轮孔有圆柱度要求为0.005mm,垂直度要求为0.004mm; (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,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Ra1.6m，平面35WB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可按下零件的年生产纲领计算NQna+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；b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料压制件等。 (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。 3.3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不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⑸。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nn:r1~~I©_I”1|(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⑹。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(如图3.2所示)。其中，大面限制的自由度为Z、X、丫，左端的圆孔LB18 (短圆柱销)限制的自由度为X、Y,后端的圆孔LB19(短菱形销)限制的自由度为图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⑺。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⑹。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13.9±0.2mm，114.9±0.2mm，129.4±0.2mm。选用刀号工步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。号R125直径35的钻头。工步8:精镗后吊挂孔19.5。选用刀号R124直径19.5的镗刀。工序3:铣结合面HRLR刀R工序4:钻大面孔R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M心钻R110,直径8的钻工步5:精镗中间齿轮轴孔10。选用刀号R127直径10的镗刀。工序6:粗、精镗大面孔工步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HRLR06直径80的盘铣刀。NCKB工序7:钻、攻放油孔、空气堵孔工步3:钻6.7孔。选用刀号R209直径6.7的钻头。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13.9±0.2mm,114.9±0.2mm,129.4±0.2mm。选用刀号工步2:钻放油孔中心孔空口倒角。选用刀号R104,直径16的钻头。R工序2:粗铣结合面工步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4631.7。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。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9：精镗后吊挂孔20。选用刀号EWN20-36CKB，I直径20的镗刀。K工序4:精铣结合面LR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3.5确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸型为大批量生产，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13.5±0.2mm)册，其余量值规定为2.7-3.4mm，现取3mm。选取粗铣的加工精度为IT11级，加工公差.22mm[10]。精铣：根据机械加工工艺手册，其余量值规定为0.4mm。mm•••毛坯的名义尺寸为：13.5+3+0.4=16.9mm;mm毛坯最大尺寸为：16.9+0.39=17.29mm；粗铣后最大尺寸为：13.5+0.4=13.9mm；粗铣后最小尺寸为：13.9—0.22=13.680.1mm)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3mm,粗铣平面时厚度偏差取-0.22mm。精铣：余量值为0.4mm。mm0.1(3)齿轮室盖面5600.1规定为3mm粗铣平面时厚度偏差取-0.22mm。精铣余量规定为0.4mm。mm8mm;(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mm。铸件毛坯尺寸34.4+3=37.4mm选铸件尺寸公差等级为CT7,铸件尺寸公差为0.8mm。粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即34.4±0.5mm。(5)4-10销孔及中间轴孔，张紧器螺栓安装孔180.027mm，后吊挂孔200.021mm,吊挂孔三处搭子平面4-10销孔及中间轴孔张紧器螺栓安装孔180.027mm,后吊挂孔200.021mm,吊挂孔三处搭子平面根据工序要求，孔加工分为粗镗和精镗两个工序，各工序如下所示：...180.027mm孔毛坯名义尺寸为18-1-0.25=16.75mm；毛坯最大尺寸为16.75+0.41=17.16mm；毛坯最小尺寸为16.75-0.41=16.34mm；17.5005粗镗工序尺寸为0.17.5005精镗后尺寸为...200.021mm孔毛坯名义尺寸为20-1-0.25=18.75mm;毛坯最大尺寸为18.75+0.41=19.16mm；毛坯最小尺寸为18.75-0.41=18.34mm；0..05粗镗工序尺寸为19.5005mm；精镗后尺寸为200..05吊挂孔三处搭子平面(计算搭子平面与大面的尺寸21±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3mm铸件毛坯尺寸为21+3=24mm。选铸件尺寸公差等级为CT7,铸件尺寸公差为0.82m(6)52轴承孔端面,主轴承孔5200..00305mm,油封孔320.039mm,3-100.022mm52轴承孔端面(轴承孔端面与结合面尺寸22.5±0.2mm)mm铸件毛坯尺寸为22.5+3=25.5mm。选铸件尺寸公差等级为CT7,铸件尺寸公差为0.8222.5±0.2mm。主轴承孔5200..00305mm,油封孔320.039mm,3-100.022mm销孔底孔3-9.50.05mm,制动轴孔120.043mm，起动电机孔260.033mm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：精镗：5200..00305mm的加工余量为0.25mm520.00smm孔毛坯名义尺寸为52-1-0.25=50.75mm；毛坯最大尺寸为50.75+0.5=51.25mm；毛坯最小尺寸为50.75-0.5=50.25mm；粗镗工序尺寸为51.700..0055mm；精镗后尺寸为520.03mm0.005320039mm孔毛坯名义尺寸为32-1-0.25=30.75mm；毛坯最大尺寸为30.75+0.45=31.2mm；毛坯最小尺寸为30.75-0.45=30.3mm；粗镗工序尺寸为31.700..0055mm；精镗后尺寸为320.039mm。3-9.50.05mm孔毛坯名义尺寸为9-1-0.25=7.75mm；毛坯最大尺寸为7.75+0.37=8.12mm；毛坯最小尺寸为7.75-0.37=7.38mm；粗镗工序尺寸为90.2mm；精镗后尺寸为3-9.50.05mm；-100.022mm销孔在3-9.50.05mm销孔底孔加工完成基础上继续进行精镗加工,精镗后尺寸为3-100.022mm。120.043mm孔毛坯名义尺寸为12-1-0.25=10.75mmm；毛坯最大尺寸为10.75+0.37=11.12mm；11.500..0055mm；精镗后尺寸为120.043mm。260.033mm孔毛坯名义尺寸为26-1-0.25=24.75mm；毛坯最大尺寸为24.75+0.45=25.2mm；钻孔：50.2mm倒角:1X45°4M6螺孔钻中心孔:8钻孔:5攻丝:M6粗镗时选工序余量为1mm，精镗时选工序余量为0.25mm。2-30^'mm齿轮孔铸件公差尺寸等级为CT7,铸件公差尺寸为0.9mm•••2-300】0；5mm孔毛坯名义尺寸为30-1-0.25=28.75mm；毛坯最大尺寸为28.75+0.45=29.2mm；毛坯最小尺寸为28.75-0.45=28.3mm；粗镗工序尺寸为29.500..0055mm；精镗后尺寸为300.05mmo480.035mm油圭寸孔铸件公差尺寸等级为CT7,铸件公差尺寸为1mm-480.035mm孔毛坯名义尺寸为48-1-0.25=46.75mm;毛坯最大尺寸为46.75+0.5=47.25mm;毛坯最小尺寸为46.75-0.5=46.2mm；粗镗工序尺寸为47.5；.05mm；精镗后尺寸为480.035mm。470.025mm轴承孔铸件公差尺寸等级为CT7,铸件公差尺寸为1mm孔470.025mm毛坯名义尺寸为47-1-0.25=45.75mm；0.05粗镗工序尺寸为46.50..05mm；3.6确定切削用量及基本工时刀具：硬质合金盘铣刀机床主轴转速n:n1000V10008.3601982r/min0d3.14800Z进给量V:VfZn0.0861982/6015.8mm/sZ工作台每分进给量fm:fmV15.8mm/s948mm/min机动时间t1:t1ll1丨2104820021.32948min进给量f:0.2mm/r机床主轴转速3H3.14被切削层长度l9mm刀具切入长度l1:l1D—ctgkr(1~2)|ctg12024.6mm〔94.6机动时间t21:t21丨10.211250.06min2钻孔机动时间t2:t20.0650.3min工步3:精镗5-10底孔5-9.5切削深度aa0.25mmP工作台每分钟进给量被切削层长度1000X60 3.149.5fn0.0528002800r/min140mm/minammPmmtgkrtg30t38亠10.11min工步四：铣吊挂孔三处搭子平面进给量f:0.2mm/r机床主轴转速:机床主轴转速:詈工作台每分进给量fm:被切削层长度l:由毛坯尺寸可知刀具切入长度刀具切出长度l2:取l22mm进给量f:0.2mm/r10003.33603.1427fn0.223594722359/2359/472mm/min0.96min00260r-------------00260r3.1427工作台每分进给量fm:fn0.12359478mm/min被切削层长度刀具切入长度刀具切出长度l:由毛坯尺寸可知I30mmliImm2222t30t20.11min254785进给量f:0.2mm/r机床主轴转速n:n型匹3.1435fn0.224002400r/min480mm/min被切削层长度I:由毛坯尺寸可知5mm11刀具切入长度I:I112刀具切出长度I:I22mm2480机动时间t6:t6I1上56-0.027480工步7:粗镗张紧器螺栓安装孔17.5进给量f:0.2mm/rnn1000nn1000皿601561r/min3.1417.5进给量f:0.05mm/r工作台每分钟进给量fm:fmfn0.21561312mm/mintgkrtg30tgkrtg30刀具切出长度J:l23~5mm取l24mm机动时间t7:t7ll1l22037410.09minfm312工步8:粗镗吊挂安装孔19.5进给量f:0.2mm/r机床主轴转速n:n1000V10001.43601400r/mindo3.1419.5工作台每分钟进给量fm:fmfn0.21400280mm/min被切削层长度l:l15mmtgkrtg30tgkrtg30^3^10.08minfm^3^10.08minfm280切削深度ap:ap0.25mmddo10002601910r/min3.1420工作台每分钟进给量fn0.05191095mm/min被切削层长度15mm刀具切入长度li:l1tr(2~3)022.4mm22刀具切出长度I:I3~5mm取122机动时间t9:t9__>2195工步10:精镗张紧器螺栓安装孔18ap:ap0.25mm进给量f:0.05mm/r机床主轴转速n:n1000V10002602123r/mind03.1418工作台每分钟进给量fn0.052123106mm/min被切削层长度20mm刀具切入长度l1:(2~3)tg3022.4mm22刀具切出长度1:I3~22机动时间t10:t101机动时间t10:t1010.28min每次换刀时间为0.02min，换刀总时间为0.2min。工序总时间为t:t=0.2+t|+t2+t3+t4+t5+t6+t7+tg+t9+tw4夹具设计在机械制造过程中，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，用它来准确地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5WB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，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。(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。(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，防止在自依照加工中心工艺过程设计，确定加工5W咗曲轴箱箱体加工中心加工所需加工夹具数量为七套[13]。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-06，22CK4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1铣大面、镗定位销孔夹具设计-10销孔底孔9.5的加工。大面有尺寸精度要求为+0.05mm,表面粗糙度要求，表面粗糙度为1.6m。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其加工质量直接影响以后工序的加工精度。本道工序为5WB左曲轴箱箱体加工的第二道工序，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。4.1.1定位基准的选择根据零件特点，将5WB左箱体平卧，采用箱体式气动夹具，利用三个工艺凸台作支承，大面要求到三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根据任务书的要求，为了缩短辅助时间，采用气动夹紧方式夹紧，见图4.1。4.1.2切削力的计算与夹紧力的分析要完成大面的精铣，定位销孔的钻、粗精镗加工，而铣削力远远大于钻、:铣削力计算公式为刀具：硬质合金盘铣刀。ap1.5mmkFC1.06代入式(4-1)得VCVCF1.1895.5985.07NHxF0.3895.5268..65Nx铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡[14]3940.28NFH3940.28N.25N4.1.3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[15]由于5WE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。2气缸活塞杆推力Q一0P4其—效率(取0.9)QF公斤力QP47880.563.1450.92230.8mm2D47.23mm0取D050mm气动原理图如图4.2所示。原理是：从进气口进气，经过调速阀推动气缸的活塞从而推动压板夹紧工件。当从出气口进气，气缸的活塞退回原位，压板松开，从而将工件松开。图4.2气动原理图4.1.4定位误差的分析本工序采用粗精准的三个支承点定位，定位误差很小，可以不计。4.1.5夹具设计及操作简要说明铣大面、镗定位销孔的夹具如夹具装配图1所示，工件根据导向销的辅助定位,直接放在三个定位夹具中，压块和螺钉其限位作用。按下按钮，打开换向阀，压块在气缸活塞推动下向下移动夹紧工件。当工件加工完成后，压块随即在气缸活塞的作用下松开工件，即可取下4.2铣结合面夹具设计本夹具主要用来粗精铣5WE左曲轴箱箱体的结合面。粗精铣结合面时，有尺寸要mmmm要求为Ral.6m。4.2.1定位基准的选择，大面已经精铣，两工艺定位孔LB18和LB19已经加个自由度，而两个工艺孔作为定位基准限制了工件的另三个自由度。即工件选用了一面两孔定。为了提高加工效率，夹具准备采用气动夹紧。4.2.2切削力的计算与夹紧力的分析本夹具主要用于结合面的粗精铣加工，因此由《机械加工工艺手册》可得铣削力计算公式为(4-2)刀具：硬质合金盘铣刀。ap1.5mmkFC1.06代入式(4-2)得VCVCF1.1895.5985.07NHxF0.3895.5268..65Nx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:FL计算出的理论夹紧力即:(.25查表可得)3940.28N4.2.3夹紧元件及动力装置确定气动夹具因其动作快速准确，出力稳定，能减轻工人的劳动强度，极大地提高生产效率。夹紧气缸通过一套杠杆传力机构，带动压板同时压紧，力臂可以浮动。壁厚△=10mm4.2.4定位误差的分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为:移动时基准位移误差dDXjy111min=0.010.010.005jy(2)转角误差dDXdDX tg