2117 LH157QMJ-B变速箱工序卡及第一道机加工家具设计
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LH157QMJ-B变速箱工序卡及第一道机加工家具设计
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2117 LH157QMJ-B变速箱工序卡及第一道机加工家具设计,2117,LH157QMJ-B变速箱工序卡及第一道机加工家具设计,LH157QMJ,变速箱,工序,及第,一道,加工,家具,设计
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南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：龙珺学 号：0601510104专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：LH157QMJ-B变速箱工序卡及第一道机加工夹具设计指 导 教 师:王羡梅 2010 年 4 月 4 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 本课题是关于发动机箱箱体零件的加工工艺规程及第一道机加工的专用夹具设计，其结构与ATV发动机类似。本文首先对发动机箱体零件进行了分析，对选择适合的毛坯、正确的定位基准、合理的工艺路线进行了介绍。然后详细论述了零件加工所使用的加工中心以及加工中心常用夹具和刀具的选用原则、加工中心附件选择及夹具技术的重要性。关键词 箱体 加工工艺加工中心夹具 1 箱体零件分析箱体零件外形基本上是封闭式的多面体，又分成整体式和组合式两种。箱体壁薄且厚薄不均，箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。箱体上的加工面主要是大量的平面，此外还有许多精度要求较高的轴承孔和精度要求较低的紧固用孔。箱体的结构形式多种多样，其共同的主要特点：形状复杂、壁薄且不均匀，内部呈腔形，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，一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%20%。1.1 零件的作用该变速箱运用于发动机上使用，主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证变速箱部件与发动机正确安装。因此发动机变速箱箱体零件的加工质量，不但直接影响变速箱的装配精度和运动精度，而且还会影响发动机的使用性能和寿命。发动机变速箱主要是实现发动机的变速。变速箱箱体零件的顶面用以安装变速箱盖，前后端面支承孔 、 用以安装传动轴，传动轴上安装传动齿轮及离合器便实现其变速功能。1.2零件的工艺分析由于发动机变速箱箱体是一个簿壁壳体零件，主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。它的外表面上有多个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为几组加工表面，且相互间有一定的位置要求。因此，对于变速箱箱体来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于变速箱的生产量很大。怎样满足生产率要求也是变速箱加工过程中的主要考虑因素。(1) 工件的时效处理 箱体结构复杂壁厚不均匀，铸造内应力较大。由于内应力会引起变形，因此铸造后应安排人工时效处理以消除内应力减少变形。一般精度要求的箱体，可利用粗、精加工工序之间的自然停放和运输时间，得到自然时效的效果。但自然时效需要的时间较长，否则会影响箱体精度的稳定性。 对于特别精密的箱体，在粗加工和精加工工序间还应安排一次人工时效，迅速充分地消除内应力，提高精度的稳定性。 (2) 安排加工工艺的顺序时应先面后孔 箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工箱体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。变速箱箱体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。(3) 遵循粗、精加工分开原则箱体均为铸件，加工余量较大，而在粗加工中切除的金属较多，因而夹紧力、切削力都较大，切削热也较多。加之粗加工后，工件内应力重新分布也会引起工件变形，因此，对加工精度影响较大。为此，遵循粗、精加工分开的原则，有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除。同时，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段可以保证孔系加工精度。 (4) 孔系加工方案选择 变速箱箱体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 根据LH157QMJ-B变速箱箱体属于薄壁类零件，在装夹时容易变形，因此在加工时，不仅要选择合理的夹紧、定位点，而且还要控制切削力的大小。由于箱体上孔系的位置度要求较高，连接孔、连接面较多，故在加工时需要采用工序相对集中的方法。这种结构特点和技术要求决定箱体采用加工中心是最优化的选择。 2 加工中心2.1加工中心特点加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。其特点： 数控系统能控制机床自动地更换刀具，连续地对工件各加工表面自动进行钻削、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、铣削等多种工序的加工，工序高度集中。(1) 全封闭防护(2) 工序集中，加工连续进行(3) 使用多把刀具，自动进行刀具交换(4) 使用多个工作台，自动进行工作台交换(5) 功能强大，趋向复合加工(6) 高自动化、高精度、高效率(7) 高投入(8) 在适当的条件下才能发挥最佳效益加工中心的分类：立式加工中心，龙门式加工中心和卧式加工中心。22加工中心的主要加工对象 加工中心主要适用于加工形状复杂、工序多、精度要求高的工件。(1) 箱体类工件 这类工件一般都要求进行多工位孔系及平面的加工，定位精度要求高，在加工中心上加工时，一次装夹可完成普通机床60%95%的工序内容。(2) 复杂曲面类工件 复杂曲面一般可以用球头铣刀进行三坐标联动加工，加工精度较高，但效率低。如果工件存在加工干涉区或加工盲区，就必须考虑采用四坐标或五坐标联动的机床。(3) 异形件 异形件是外形不规则的零件，大多需要点、线、面多工位混合加工。加工异形件时，形状越复杂，精度要求越高，使用加工中心越能显示其优越性。如手机外壳等。(4) 盘、套、板类工件 这类工件包括带有键槽和径向孔，端面分布有孔系、曲面的盘套或轴类工件。(5)特殊加工【2】。2.3加工中心的工艺准备由于加工中心工序集中和具有自动换刀的特点，故零件的加工工艺应尽可能符合这些特点，尽可能地在一次装夹情况下完成铣、钻、镗、铰、攻丝等多工序加工。 由于加工中心具备了高刚度和高功率的特点，故在工艺上可采用大的切削用量，以便在满足加工精度条件下尽量节省加工工时。选用加工中心作为生产设备时，必须采用合理的工艺方案，以实现高效率加工。 2.4加工中心工艺方案确定原则(1) 确定采用加工中心的加工内容，确定工件的安装基面、加工基面、加工余量等。(2) 以充分发挥加工中心效率为目的来安排加工工序。有些工序可选用其它机床。 (3) 对于复杂零件来说，由于加工过程中会产生热变形，淬火后会产生内应力，零件卡压后也会变形等多种原因，故全部工序很难在一次装夹后完成，这时可以考虑两次或多次。 (4) 当加工工件批量较大，工序又不太长时，可在工作台上一次安装多个工件同时加工，以减少换刀次数。(5) 安排加工工序时应本着由粗渐精的原则。建议参考以下工序顺序：铣大平面、粗镗孔、半粗镗孔、立铣刀加工、打中心孔、钻孔、攻螺纹、精加工、铰、镗、精铣等。 (6) 采用大流量的冷却方式 。在机床选用上，应了解各类加工中心的规格、最佳使用范围和功能特点。卧式加工中心最适宜的零件如箱体、泵体、阀体、壳体等，适合多面加工，多次更换夹具和工艺基准的零件。立式加工中心最适宜的是板类零件如箱盖、盖板、壳体、平面凸轮等单面加工零件，适合工件装夹次数较少的零件。25高速加工中心的应用前景该变速箱是中、大批量生产，在生产技术的目标和任务方面主要体现在高的生产率、高的柔性、高的质量和低的单件费用四个基本要求上。在目前，在满足这几项要求方面，自动线和高速加工中心的主要差异是在柔性上，而在生产中对于柔性的要求主要基于下列不同的理由： 适应产量（如产量提高某一数量级） 对已知工件变型品种的适应能力 对将来未知的而今后要加工的工件变型品种的适应能力 显然，高速加工中心和由它组成的柔性生产线能很好满足这些方面的要求。在目前，组合机床在实现某些加工工艺方面还具有优势，但是，在工件的综合加工上由高速加工中心完全来替代组合机床的发展趋向仍将继续下去。例如，像德国Makino机床制造厂在其最近开发的配备有提升换刀系统和专用刀库的J4M高速加工中心上，通过采用静压导向的镗杆加工主轴孔和凸轮轴孔和通过采用CNC-U轴控制的专用刀具加工气门座圈和导管孔，取得了良好效果。从而用加工中心替代组合机床对缸体和缸盖的加工无疑是一个良好的开端。由此可以预测，随着刀具和加工工艺的进一步开发以及加工中心结构的完善，用高速加工中心在更大范围内替代自动线还将有进一步的发展。 3 加工中心常选用的夹具和刀具3.1夹具的选用夹具是完成零件加工的重要保证，夹具设计合理，才能保证零件安装方便和满足加工精度要求。因此，设计夹具时，需考虑下列因素：(1) 工件的定位基准和对夹紧的要求：加工中心是多工序集中加工，零件在一次装夹中，既要粗铣、粗镗，又要精铣、精镗，要求夹具既要能承受大切削力，又要满足定位精度的要求。(2) 夹具、工件与机床工作台面的连接方式：加工中心工作台面上要有基准T型槽、转台中心定位孔、工作台面侧面基准等。(3) 夹具设计时，必须考虑刀具运动轨迹：夹具不能和各工序刀具轨迹发生干涉。例如使用端铣刀加工零件时，在进刀轨迹和出刀轨迹处不能和夹具的压紧螺栓和压板发生干涉；由于钻头及镗刀杆等容易与夹具干涉，因此，箱体加工时，可以考虑利用其内部空间来安排夹紧装置。(4) 夹具在设计时必须考虑夹紧变形：零件在粗加工时，切削力大，需要夹紧力大，但要防止将工件夹压变形，因此，必须慎重选择夹具的支撑点、定位点和夹紧点，压板的夹紧点要尽可能接近支撑点，避免把夹紧力加在零件无支撑的区域。(5) 夹具必须拆装方便：夹具的夹紧方式有液压夹紧、气动夹紧和手动夹紧。在所加工零件毛坯尺寸合格的情况下，采用液压加紧和气动夹紧夹具可以提高拆装零件的效率。(6) 对批量不大，又经常变换品种的零件，应优先考虑使用成组夹具或组合夹具，以节省夹具的费用和准备时间。 3. 2 刀具的选用 加工中心使用的刀具分为刀柄部分和刃具部分。刃具部分和通用刃具一样，如钻头、丝锥、镗刀、铰刀等。但是必须考虑刀具的直径、长度以及自重。(1) 刀柄的种类：不同的机床规格和不同的生产商，所选用的刀柄规格和系列各有不同。常见的刀柄分为BT系列（常用）、CAT系列、DIN系列（德国常用）。刀柄的规格又根据机床规格的不同分为30、40、50等多个品种。(2) 选择刀柄及刀具的注意事项：首先必须考虑刀柄的通用化，例如，伊顿变速器厂拥有30台加工中心，虽然生产厂家不同，但选择的刀柄仅有两种，卧式加工中心选用BT50刀柄，立式加工中心选用BT40刀柄，不仅增加了刀柄的使用率，还降低了刀具管理成本；其次，首选标准刀具，尽量减少特殊刀具的使用。特殊刀具适用于大批量加工生产中，如复合刀具可以有效节省加工时间，但在目前汽车零部件多品种、小批量的生产条件下，采用特殊刀具并不是经济的选择。3.3附件的选择对机床的冷却、防护、排屑、主轴油温控制、冷却液温供控制等附件，要求可靠性高。加工中心机床上冷却防护装置设计的合理性是衡量机床综合水平的重要标志。卧式加工中心的冷却液喷射采用多头、多管淋浴式冷却、冲洗，并且具有主轴内冷装置，使刀具具备内冷功能。3.4 夹具技术的重要性 一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。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，夹具技术正朝着许多方向发展。参 考 文 献 1 裘愉弢主编. 加工中心. 第1版.北京: 机械工业出版社，1995.2 金振华主编. 加工中心及其调整与使用. 第1版.北京：机械工业出版社，1990.3 沈延山.生产实习与组合机床设计.第1版.大连：大连理工大学出版社，1989.4 上海市大专院校机械制造工艺学协作组编著.机械制造工艺学.（修订版）.福建: 福建科学技术出版社，19965 赵立刚. 计算机辅助NC加工工序卡的设计M. 广东：广东机械出版社，1996.6 肖继德，陈守平. 机床夹具设计R. 北京空气动力研究所技术报告 BG7-270，北京：机械工业出版社，1999. 7 王光斗.王春福. 机床夹具设计手册M.北京：北京空气动力研究所技术报告 BG7-270，上海：上海科学技术出版社，2000.8 刘文剑.曹天河，赵维. 夹具工程师手册M.北京：北京空气动力研究所技术报告 BG7-270，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987. 9 李硕根. 罗仁芝摩托车左机体铣大平面基准气动夹具的设计J. 科技学报，2004，14（12）： 1518.10 吕云嵩. X3016 圆台铣床夹具液压系统改造 (2005 - 12 -05). http:.11 来建刚. 粗铣缸盖顶面及台阶面专用机床的设计J. 机电一体化技术，2000， 1（94）： 2528.12 付书明 ,李明. 柔性组合机床及其生产线的发展探讨J. 成组技术与生产现代化， 2006，23（1）： 57.13 潘滨,韩松. 如何正确理解与选定组合机床的柔性J. 组合机床与自动化工技术，1999 , (12) :1 4.14 熊幸明. 基于PLC 的双面钻孔组合机床控制系统设计J. 计算机PLC 应用， 2005，6（1）： 2729. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题要求在对LH157QMJ-B变速箱箱体的加工要求、零件的结构工艺性进行认真分析的基础上，首先对零件的加工工艺规程做出优化设计，制定工序卡片，在此基础之上，选择其第一道机加工夹具设计，并完成必要的设计计算。本课题要研究或解决的问题有以下几点：（1）熟悉LH157QMJ-B变速箱的CAD图纸，查找出箱体上需要加工的面和孔。（2）加工工序卡的制订。（3）了解夹具的设计，并对第一道机加工进行夹具设计。（4） 撰写设计说明书。拟采用的研究手段（途径）：（1）首先收集一些关于LH157QMJ-B变速箱的相关材料，对这些材料知识加以总结和分析，了解制订加工工序卡的基本知识，为下面的课题开展做好准备。（2）其次.以现有的LH157QMJ-B变速箱的CAD图为基础和通过查询分析获得的夹具
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