汽缸體4F氣缸體加工工藝及夾具設(shè)計（含CAD圖紙）

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 外文翻譯 機械設(shè)計 摘要： 機器是由機械裝置和其它組件組成的。它是一種用來轉(zhuǎn)換或傳遞能量的裝置，例如：發(fā)動機、渦輪機、車輛、起重機、印刷機、洗衣機、照相機和攝影機等。許多原則和設(shè)計方法不但適用于機器的設(shè)計，也適用于非機器的設(shè)計。術(shù)語中的“機械裝置設(shè)計” 的含義要比“機械設(shè)計”的含義更為廣泛一些，機械裝置設(shè)計包括機械設(shè)計。在分析運動及設(shè)計結(jié)構(gòu)時，要把產(chǎn)品外型以及以后的保養(yǎng)也要考慮在機械設(shè)計中。在機械工程領(lǐng)域中，以及其它工程領(lǐng)域中，所有這些都需要機械設(shè)備，比如：開關(guān)、凸輪、閥門、船舶以及攪拌機等。 關(guān)鍵詞： 設(shè)計流程 設(shè)計規(guī)則 機械設(shè)計 設(shè)計流程 設(shè)計開始之前就要想到機器的實際性，現(xiàn)存的機器需要在耐用性、效率、重量、速度，或者成本上得到改善。新的機器必需具有以前機器所能執(zhí)行的功能。 在設(shè)計的初始階段，應(yīng)該允許設(shè)計人員充分發(fā)揮創(chuàng)造性，不要受到任何約束。即使產(chǎn)生了許多不切實際的想法，也會在設(shè)計的早期，即在繪制圖紙之前被改正掉。只有這樣，才不致于阻斷創(chuàng)新的思路。通常,還要提出幾套設(shè)計方案，然后加以比較。很有可能在這個計劃最后決定中,使用了某些不在計劃之內(nèi)的一些設(shè)想。 一般的當外型特點和組件部分的尺寸特點分析得透徹時，就可以全面的設(shè)計和分析。接著還要客觀的分析機器性能的優(yōu)越性，以及它的安全、重量、耐用性，并且競爭力的成本也要考慮在分析結(jié)果之內(nèi)。每一個至關(guān)重要的部分要優(yōu)化它的比例和尺寸，同時也要保持與其它組成部分相協(xié)調(diào)。 也要選擇原材料和處理原材料的方法。通過力學原理來分析和實現(xiàn)這些重要的特性，如那些靜態(tài)反應(yīng)的能量和摩擦力的最佳利用，像動力慣性、加速動力和能量；包括彈性材料的強度、應(yīng)力和剛度等材料的物理特性，以及流體潤滑和驅(qū)動器的流體力學。設(shè)計的過程是重復(fù)和合作的過程，無論是正式或非正式的進行，對設(shè)計者來說每個階段都很重要。 最后，以圖樣為設(shè)計的標準，并建立將來的模型。如果它的測試是符合事先要求的，則再將對初步設(shè)計進行某些修改，使它能夠在制造成本上有所降低。產(chǎn)品的設(shè)計需要不斷探索和發(fā)展。許多方案必須被研究、試驗、完善，然后決定使用還是放棄。雖然每個工程學問題的內(nèi)容是獨特的，但是設(shè)計師可以按照類似的步驟來解決問題。 產(chǎn)品的責任訴訟迫使設(shè)計人員和公司在選擇材料時，采用最好的程序。在材料過程中，五個最常見的問題為：（a）不了解或者不會使用關(guān)于材料應(yīng)用方面的最新最好的信息資料；(b)未能預(yù)見和考慮材料的合理用途（如有可能，設(shè)計人員還應(yīng)進一步預(yù)測和考慮由于產(chǎn)品使用方法不當造成的后果。在近年來的許多產(chǎn)品責任訴訟案件中，由于錯誤地使用產(chǎn)品而受到傷害的原告控告生產(chǎn)廠家，并且贏得判決）；(c)所使用的材料的數(shù)據(jù)不全或是有些數(shù)據(jù)不確定，尤其是當其性能數(shù)據(jù)長期不更新；(d)質(zhì)量控制方法不適當和未經(jīng)驗證；(e)由一些完全不稱職的人員選擇材料。 通過對上述五個問題的分析，可以得出這些問題是沒有充分理由而存在的結(jié)論。對這些問題的研究分析可以為避免這些問題的出現(xiàn)而指明方向。盡管采用最好的材料選擇方法也不能避免發(fā)生產(chǎn)品責任訴訟，設(shè)計人員和工業(yè)界按照適當?shù)某绦蜻M行材料選擇，可以大大減少訴訟的數(shù)量。 從以上的討論可以看出，選擇材料的人們應(yīng)該對材料的性質(zhì)，特點和加工方法有一個全面而基本的了解。 在隨后生產(chǎn)和售后服務(wù)的幾年中，要接受新觀念的變化，或者由試驗和經(jīng)驗為基礎(chǔ)，進一步分析并改進。 一些設(shè)計規(guī)則 在本節(jié)中，建議要運用創(chuàng)造性的態(tài)度來替代和改進。也許會創(chuàng)造出更實用、更經(jīng)濟、更耐用的產(chǎn)品。 為了激發(fā)創(chuàng)造性思維，下列是設(shè)計和分析的建議規(guī)則。前六個規(guī)則對設(shè)計者來說特別適用。 1. 要有創(chuàng)造性的利用所需要的物理性質(zhì)和控制過程。 2. 認識負載產(chǎn)生的影響及其意義。 3. 預(yù)測沒有想到的負載。 4. 創(chuàng)造出對載荷更為有利的條件。 5. 提供良好的應(yīng)力分布和最小的剛度條件。 6. 運用最簡單的方程來優(yōu)化體積和面積。 7. 選擇組合材料。 8. 仔細選擇所備的原料和不可缺少的組件。 9. 調(diào)整有效的設(shè)計方案，以適應(yīng)生產(chǎn)過程和降低成本。 10. 規(guī)定好準確的位置條件為了使組件安裝時不干涉。 機械設(shè)計包括一下內(nèi)容： 1. 對設(shè)計過程、設(shè)計所需要公式以及安全系數(shù)進行介紹。 2. 回顧材料特性、靜態(tài)和動態(tài)載荷分析，包括梁、振動和沖擊載荷。 3. 回顧應(yīng)力的基本規(guī)律和失效分析。 4. 介紹靜態(tài)失效理論和靜態(tài)載荷下機械斷裂分析。 5. 介紹疲勞失效理論并強調(diào)在壓力條件下接近高循環(huán)的疲勞設(shè)計，這通常用在旋轉(zhuǎn)機械的設(shè)計中。 6. 深入探討機械磨損機理、表面接觸應(yīng)力和表面疲勞現(xiàn)象。 7. 使用疲勞分析技術(shù)校核軸的設(shè)計。 8. 討論潤滑油膜與滾動軸承的理論和應(yīng)用。 9. 深入介紹直齒圓柱齒輪的動力學、設(shè)計和應(yīng)力分析，并簡單介紹斜齒輪、錐齒輪和渦輪有關(guān)方面的問題。 10. 討論彈簧設(shè)計、螺桿等緊固件的設(shè)計，包括傳動螺桿和預(yù)緊固件。 11. 介紹盤式和鼓式離合器以及制動器的設(shè)計和技術(shù)說明。 機械設(shè)計 一臺完整機器的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程。機械設(shè)計是一項創(chuàng)造性的工作。設(shè)計工程師不僅在工作上要有創(chuàng)造性，還必須在機械制圖、運動學、工程材料、材料力學和機械制造工藝學等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識。 任何產(chǎn)品在設(shè)計時第一步就是選擇產(chǎn)品每個部分的構(gòu)成材料。許多的材料被今天的設(shè)計師所使用。對產(chǎn)品的功能，它的外觀、材料的成本、制造的成本作出必要的選擇是十分重要的。對材料的特性必須事先作出仔細的評估。 仔細精確的計算是必要的，以確保設(shè)計的有效性。在任何失敗的情況下，最好知道在最初設(shè)計中有有缺陷的部件。計算（圖紙尺寸）檢查是非常重要的。一個小數(shù)點的位置放錯，就可以導致一個本可以完成的項目失敗。設(shè)計工作的各個方面都應(yīng)該檢查和復(fù)查。 計算機是一種工具，它能夠幫助機械設(shè)計師減輕繁瑣的計算，并對現(xiàn)有數(shù)據(jù)提供進一步的分析?；酉到y(tǒng)基于計算機的能力，已經(jīng)使計算機輔助設(shè)計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）成為了可能。心理學家經(jīng)常談?wù)撊绾问谷藗冞m應(yīng)他們所操作的機器。設(shè)計人員的基本職責是努力使機器來適應(yīng)人們。這并不是一項容易的工作，因為實際上并不存在著一個對所有人來說都是最優(yōu)的操作范圍和操作過程。另一個重要問題，設(shè)計工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進行交流和磋商。在開始階段，設(shè)計人員必須就初步設(shè)計同管理人員進行交流和磋商，并得到批準。這一般是通過口頭討論，草圖和文字材料進行的。 如前所訴，機械設(shè)計的目的是生產(chǎn)能夠滿足人類需求的產(chǎn)品。發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科技知識本身并不一定能給人類帶來好處，只有當它們被應(yīng)用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益。因而，應(yīng)該認識到在一個特定的產(chǎn)品進行設(shè)計之前，必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。 應(yīng)當把機械設(shè)計看成是機械設(shè)計人員運用創(chuàng)造性的才能進行產(chǎn)品設(shè)計、系統(tǒng)分析和制定產(chǎn)品的制造工藝學的一個良機。掌握工程基礎(chǔ)知識要比熟記一些數(shù)據(jù)和公式更為重要。僅僅使用數(shù)據(jù)和公式是不足以在一個好的設(shè)計中做出所需的全部決定的。另一方面，應(yīng)該認真精確的進行所有運算。例如，即使將一個小數(shù)點的位置放錯，也會使正確的設(shè)計變成錯誤的。 一個好的設(shè)計人員應(yīng)該勇于提出新的想法，而且愿意承擔一定的風險，當新的方法不適用時，就使用原來的方法。因此，設(shè)計人員必須要有耐心，因為 所花費的時間和努力并不能保證帶來成功。一個全新的設(shè)計，要求屏棄許多陳舊的，為人們所熟知的方法。由于許多人墨守成規(guī)，這樣做并不是一件容易的事。一位機械設(shè)計師應(yīng)該不斷地探索改進現(xiàn)有的產(chǎn)品的方法，在此過程中應(yīng)該認真選擇原有的、經(jīng)過驗證的設(shè)計原理，將其與未經(jīng)過驗證的新觀念結(jié)合起來。 新設(shè)計本身會有許多缺陷和未能預(yù)料的問題發(fā)生，只有當這些缺陷和問題被解決之后，才能體現(xiàn)出新產(chǎn)品的優(yōu)越性。因此，一個性能優(yōu)越的產(chǎn)品誕生的同時，也伴隨著較高的風險。應(yīng)該強調(diào)的是，如果設(shè)計本身不要求采用全新的方法，就沒有必要僅僅為了變革的目的而采用新方法。 Mechanical Design Abstract: A machine is a combination of mechanisms and other components which transforms, transmits. Examples are engines, turbines, vehicles, hoists, printing presses, washing machines, and movie cameras. Many of the principles and methods of design that apply to machines also apply to manufactured articles that are not true machines. The term "mechanical design" is used in a broader sense than "machine design" to include their design. the motion and structural aspects and the provisions for retention and enclosure are considerations in mechanical design. Applications occur in the field of mechanical engineering, and in other engineering fields as well, all of which require mechanical devices, such as switches, cams, valves, vessels, and mixers. Keywords: Mechanical Design mechanisms Design Process The Design Process Designing starts with a need real.Existing apparatus may need improvements in durability, efficiency, weight, speed, or cost. New apparatus may be needed to perform a function previously done by men, such as computation, assembly, or servicing. With the objective wholly or partly In the design preliminary stage, should allow to design the personnel fully to display the creativity, not each kind of restraint. Even if has had many impractical ideas, also can in the design early time, namely in front of the plan blueprint is corrected. Only then, only then does not send to stops up the innovation the mentality. Usually, must propose several sets of design proposals, then perform the comparison. Has the possibility very much in the plan which finally designated, has used certain not in plan some ideas which accepts. When the general shape and a few dimensions of the several components become apparent, analysis can begin in earnest. The analysis will have as its objective satisfactory or superior performance, plus safety and durability with minimum weight, and a competitive cost. Optimum proportions and dimensions will be sought for each critically loaded section, together with a balance between the strengths of the several components. Materials and their treatment will be chosen. These important objectives can be attained only by analysis based upon the principles of mechanics, such as those of static for reaction forces and for the optimum utilization of friction; of dynamics for inertia, acceleration, and energy; of elasticity and strength of materials for stress and deflection; of physical behavior of materials; and of fluid mechanics for lubrication and hydrodynamic drives. The analyses may be made by the same engineer who conceived the arrangement of mechanisms, or, in a large company, they may be made by a separate analysis division or research group. Design is a reiterative and cooperative process, whether done formally or informally, and the analyst can contribute to phases other than his own. Product design requires much research and development. Many Concepts of an idea must be studied, tried, and then either used or discarded. Although the content of each engineering problem is unique, the designers follow the similar process to solve the problems. Product liability suits designers and forced in material selection, using the best program. In the process of material, the most common problems for five (a) don't understand or not use about the latest application materials to the best information, (b) failed to foresee and consider the reasonable use material may (such as possible, designers should further forecast and consider due to improper use products. In recent years, many products liability in litigation, the use of products and hurt the plaintiff accused manufacturer, and won the decision), (c) of the materials used all or some of the data, data, especially when the uncertainty long-term performance data is so, (d) quality control method is not suitable and unproven, (e) by some completely incompetent persons choose materials. Through to the above five questions analysis, may obtain these questions is does not have the sufficient reason existence the conclusion. May for avoid these questions to these questions research analyses the appearance indicating the direction. Although uses the best choice of material method not to be able to avoid having the product responsibility lawsuit, designs the personnel and the industry carries on the choice of material according to the suitable procedure, may greatly reduce the lawsuit the quantity. May see from the above discussion, the choice material people should to the material nature, the characteristic and the processing method have comprehensive and the basic understanding. Finally, a design based upon function, and a prototype may be built. If its tests are satisfactory, the initial design will undergo certain modifications that enable it to be manufactured in quantity at a lower cost. During subsequent years of manufacture and service, the design is likely to undergo changes as new ideas are conceived or as further analyses based upon tests and experience indicate alterations. Sales appeal. Some Rules for Design In this section it is suggested that, applied with a creative attitude, analyses can lead to important improvements and to the conception and perfection of alternate, perhaps more functional, economical, and durable products. To stimulate creative thought, the following rules are suggested for the designer and analyst. The first six rules are particularly applicable for the analyst. 1. A creative use of need of physical properties and control process. 2. Recognize functional loads and their significance. 3. Anticipate unintentional loads. 4. Devise more favorable loading conditions. 5. Provide for favorable stress distribution and stiffness with minimum weight. 6. Use basic equations to proportion and optimize dimensions. 7. Choose materials for a combination of properties. 8. Select carefully, stock and integral components. 9. Modify a functional design to fit the manufacturing process and reduce cost. 10. Provide for accurate location and noninterference of parts in assembly. Machinery design covers the following contents. 1. Provides an introduction to the design process , problem formulation ,safety factors. 2. Reviews the material properties and static and dynamic loading analysis , Including beam , vibration and impact loading. 3. Reviews the fundamentals of stress and defection analysis. 4. Introduces fatigue-failure theory with the emphasis on stress-life approaches to high-cycle fatigue design, which is commonly used in the design of rotation machinery. 5. Discusses thoroughly the phenomena of wear mechanisms, surface contact stresses ,and surface fatigue. 6. Investigates shaft design using the fatigue-analysis techniques. 7. Discusses fluid-film and rolling-element bearing theory and application 8. Gives a thorough introduction to the kinematics, design and stress analysis of spur gears , and a simple introduction to helical ,bevel ,and worm gearing. 9. Discusses spring design including compression ,extension and torsion springs. 10. Deals with screws and fasteners including power screw and preload fasteners. 11. Introduces the design and specification of disk and drum clutches and brakes. Machine Design The complete design of a machine is a complex process. The machine design is a creative work. Project engineer not only must have the creativity in the work, but also must in aspect and so on mechanical drawing, kinematics, engineerig material, materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary knowledge. One of the first steps in the design of any product is to select the material from which each part is to be made. Numerous materials are available to today's designers. The function of the product, its appearance, the cost of the material, and the cost of fabrication are important in making a selection. A careful evaluation of the properties of a. material must be made prior to any calculations. Careful calculations are necessary to ensure the validity of a design. In case of any part failures, it is desirable to know what was done in originally designing the defective components. The checking of calculations (and drawing dimensions) is of utmost importance. The misplacement of one decimal point can ruin an otherwise acceptable project. All aspects of design work should be checked and rechecked. The computer is a tool helpful to mechanical designers to lighten tedious calculations, and provide extended analysis of available data. Interactive systems, based on computer capabilities, have made possible the concepts of computer aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM). How does the psychologist frequently discuss causes the machine which the people adapts them to operate. Designs personnel''s basic responsibility is diligently causes the machine to adapt the people. This certainly is not an easy work, because certainly does not have to all people to say in fact all is the most superior operating area and the operating process. Another important question, project engineer must be able to carry on the exchange and the consultation with other concerned personnel. In the initial stage, designs the personnel to have to carry on the exchange and the consultation on the preliminary design with the administrative personnel, and is approved. This generally is through the oral discussion, the schematic diagram and the writing material carries on. If front sues, the machine design goal is the production can meet the human need the product. The invention, the discovery and technical knowledge itself certainly not necessarily can bring the advantage to the humanity, only has when they are applied can produce on the product the benefit. Thus, should realize to carries on before the design in a specific product, must first determine whether the people do need this kind of product Must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than. The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs. On the other hand, should be earnest precisely carries on all operations. For example, even if places wrong a decimal point position, also can cause the correct design to turn wrongly. A good design personnel should dare to propose the new idea, moreover is willing to undertake the certain risk, when the new method is not suitable, use original method. Therefore, designs the personnel to have to have to have the patience, because spends the time and the endeavor certainly cannot guarantee brings successfully. A brand-new design, the request screen abandons obsoletely many, knows very well the method for the people. Because many person of conservativeness, does this certainly is not an easy matter. A mechanical designer should unceasingly explore the improvement existing product the method, should earnestly choose originally, the process confirmation principle of design in this process, with has not unified it after the confirmation new idea. 7 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題目： 4F氣缸體加工工藝與夾具設(shè)計 （英文）： 4F Cylinder Block Machining Process and Fixture Design 系 別： 機械工程學院 專 業(yè)： 車輛工程 姓 名： ******** 學 號： ************** 指導教師： ******** 日 期： 2016年3月 4F氣缸體加工工藝與夾具設(shè)計 摘要 本文是在4F氣缸體的圖樣分析后進行4F氣缸體的機械加工工藝路線的設(shè)計，同時按照其中的加工工序的要求設(shè)計夾具。 4F氣缸體的主要加工內(nèi)容是表面和孔。其加工路線長，加工時間多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照機械加工工藝要求，遵循先面后孔的原則，并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?；鶞蔬x擇以底面作為粗基準，以底面與兩個工藝孔作為精基準，確定了其加工的工藝路線和加工中所需要的各種工藝參數(shù)。 在零件的夾具設(shè)計中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)限的自由度數(shù)，進而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結(jié)構(gòu)形式。 關(guān)鍵詞：4F氣缸體；加工工藝；工序；專用夾具 4F Cylinder Block Machining Process and Fixture Design ABSTRACT This article is in the pattern analysis 4F cylinder block machining process route 4F cylinder block design, while according to the requirements of the design process in which the processing jig. The main processing content 4F cylinder block surface and holes. Its processing line long processing times and more, high processing costs, machining precision parts is high. In accordance with the requirements of the machining process, follow the principle of surface after the first hole, and hole machining and the plane clearly divided into roughing and finishing stages in order to ensure accuracy. Select to the bottom surface of the base as a crude reference to the bottom surface of the hole as a fine reference both processes, determine the route of its processing technology and the various process parameters required for processing. In fixture design parts, the main part is based on the requirements of the processing step, the analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then depending on the surface characteristics of the part of the positioning element is selected, and then analyze whether the selected positioning element defines should limit freedom. Determine the positioning element after clamping elements also need to choose, it is to determine the final form of the structure of the special fixture. Keywords: 4F cylinder block; processing; step; special fixture 37 目 錄 第1章 緒論 1 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 1 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 2 1.3 本課題應(yīng)達到的要求 3 第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 4 2.1 零件的分析 4 2.1.1 零件的作用 4 2.1.2 零件的工藝分析 4 2.2 4F氣缸體加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 5 2.2.1 孔和平面的加工順序 5 2.2.2 孔系加工方案選擇 5 2.3 4F氣缸體加工定位基準的選擇 6 2.3.1 粗基準的選擇 6 2.3.2 精基準的選擇 6 2.4 4F氣缸體加工主要工序安排 6 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間）[3] 10 2.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 22 第3章 鏜孔夾具設(shè)計 27 3.1 研究原始質(zhì)料 27 3.2 定位、夾緊方案的選擇 27 3.3切削力及夾緊力的計算 27 3.4 誤差分析與計算 29 3.5 零、部件的設(shè)計與選用 30 3.5.1定位銷選用 30 3.5.2夾緊裝置的選用 30 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 31 第4章 銑側(cè)面夾具設(shè)計 31 4.1設(shè)計要求 31 4.2夾具設(shè)計 31 4.2.1 定位基準的選擇 31 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 31 4.3 誤差分析與計算 33 4.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明 34 第5章 結(jié)論與展望 35 5.1結(jié)論 35 5.2不足之處及未來展望 35 致謝 36 參考文獻 36 誠 信 聲 明 本人聲明： 1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是在老師指導下進行的研究工作及取得的研究成果； 2、據(jù)查證，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機構(gòu)的學位而使用過的材料； 3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）中的所有內(nèi)容均真實、可信。 作者簽名： 日期： 年 月 日 4F氣缸體加工工藝與夾具設(shè)計 第1章 緒論 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 工裝工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是對所學專業(yè)課知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設(shè)計和使用是促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。 機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應(yīng)，進行機床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進行生產(chǎn)成本核算等。 機械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品的進度計劃和相應(yīng)的調(diào)度計劃，并能做到各工序科學地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。 機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。機械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中，以機械加工工藝過程卡片指導生產(chǎn)，過程卡的各個項目編制較為詳細。機械加工工序卡片是為每個工序詳細制定的，用于直接指導工人進行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。 在機械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實質(zhì)性問題，一直是從事于機械行業(yè)人員研究的問題，其中在設(shè)計夾具的時候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟，這是行業(yè)人急需要解決的。 隨著社會的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在機械行業(yè)中，這還需要機械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，和社會市場需要，夾具的設(shè)計在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標準化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨立的行業(yè);夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機床業(yè)或獨立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標準化、模塊化、組合化等當代先進設(shè)計思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護原理。所以是今后夾具技術(shù)的一個重要發(fā)展方向單位 。 機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時也廣義地包括在機床夾具的范圍內(nèi)。按照機床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，對自己所學的理論知識進行一次綜合運用，也是對四年的學習深度的一個檢驗。在這次設(shè)計過程中，充分挖掘自己分析問題，解決問題的潛力。并希望通過畢業(yè)設(shè)計能養(yǎng)成一種嚴謹，認真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 工裝的全稱是工藝裝備，工裝是指加工機床外而需保證零件加工質(zhì)量的工藝裝備，是制造過程中所用的各種工具的總稱。它是各企業(yè)內(nèi)除生產(chǎn)設(shè)備和工具外的為配合生產(chǎn)設(shè)備和人完成工藝制作要求的部分，大多工裝都是針對各自產(chǎn)品特點的。機械加工過程中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置，即工裝的主要作用有：固定，定位，防止變形。 夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關(guān)系。不僅僅是焊裝用，在機加工方面也有用，許多時候，需要裝配幾個部件并保證其定位準確的時候就需要。設(shè)計工裝夾具要緊扣產(chǎn)品，因為工裝夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的，要保證生產(chǎn)時無干涉現(xiàn)象、定位準確、操作工操作便捷等。簡單的說，就是用于工件裝夾的工具。 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。 由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。要想達到這樣的生產(chǎn)要求，就必須計算加工工序零件在加工過程中由于切削力、重力、慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩，按照夾具設(shè)計中所確定的夾緊方式進行夾緊力的計算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產(chǎn)生的摩擦力矩、正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力，以達到夾具小巧而精用的目的。同時為了減少工人的勞動強度，提高工件裝夾效率，還需要對夾具的夾緊機構(gòu)的行程進行設(shè)計，以期以最短的夾緊行程，達到最佳的夾緊效果。 1.3 本課題應(yīng)達到的要求 通過實際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，對4F氣缸體的基本結(jié)構(gòu)及作用有個大致的了解，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過對金屬切削加工、金屬切削機床、機械設(shè)計與理論等相關(guān)知識充分掌握后，分析4F氣缸體的加工工藝，確定4F氣缸體各加工表面的加工方法，進而形成4F氣缸體的機械加工工藝路線。并能根據(jù)4F氣缸體的加工工序要求，分析4F氣缸體的定位方式、金屬切削加工過程中的機床工作臺驅(qū)動、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機械機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)理論知識，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個4F氣缸體的加工工藝路線經(jīng)濟，工件定位方案合理，來達到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計。 針對實際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計算問題，綜合所學的機械理論設(shè)計與方法、機械加工工藝文件編制及實施等方面的知識，設(shè)計出一套適合于實際的4F氣缸體加工工藝路線，從而實現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計。為提高鉆床夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動，夾具體不僅要有足夠的剛度和強度，其高度和寬度比也應(yīng)恰當，一般有H/B≤1～1.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺面。 第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是4F氣缸體。4汽缸是整機熱負荷高的結(jié)構(gòu)件之一，對缸蓋進行合理有效的冷卻可以保證發(fā)動機在正常溫度范圍內(nèi)工作，提高整機壽命，增加整機運轉(zhuǎn)可靠性。在設(shè)計缸蓋水腔時要確保冷卻水流順暢，不能有水流死區(qū)或使冷卻水在水腔內(nèi)形成旋渦。氣缸蓋潤滑系統(tǒng)是把具有一定壓力和合適溫度的清潔潤滑油循環(huán)不斷地輸送到凸輪軸軸承、挺桿運動摩擦面，使其間形成一層油膜，以減少摩擦損失和零件的磨損，并把零件摩擦所產(chǎn)生的熱量帶走，冷卻摩擦表面，將摩擦表面上的磨屑和雜質(zhì)清洗干凈，保證零件正常工作。采用液壓挺桿結(jié)構(gòu)，必須保證對液壓挺桿潤滑油的充分補充。對于回油腔的設(shè)計一定要確保在沒有機油壓力的自由狀態(tài)下，機油依靠重力作用可以在任何工況下順暢地流回機油盤從而確保機油可以不聚集在缸蓋上而導致機油通過強制通風管而進入進氣管導致燒機油現(xiàn)象的發(fā)生。 對發(fā)動機性能都有相當大的影響。缸蓋氣道的形狀直接影響進氣渦流的形式以及渦流強度的大小，氣道流通截面積以及其內(nèi)部的光潔度又決定了進氣充量的多少。渦流形式以及強度的大小對燃燒效率有很大的影響。燃燒效率既決定了整機動力性、經(jīng)濟性同時影響了整機排放性能。 2.1.2 零件的工藝分析 由4F氣缸體零件圖可知。4F氣缸體是一個殼體零件，它的外表面上有五個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以頂面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：頂面的銑削加工；螺孔加工其中頂面有表面粗糙度要求為， （2）以支承孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括： 2個；前后端面；螺孔的孔。 （3）以底面為主要加工平面的加工面。 2.2 4F氣缸體加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知。該4F氣缸體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于4F氣缸體來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 2.2.1 孔和平面的加工順序 4F氣缸體類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工4F氣缸體上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。4F氣缸體的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。 4F氣缸體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.2.2 孔系加工方案選擇 4F氣缸體孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。 根據(jù)4F氣缸體零件圖所示的4F氣缸體的精度要求和生產(chǎn)率要求，當前應(yīng)選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中，4F氣缸體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 （2）用坐標法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。 用坐標法鏜孔，需要將4F氣缸體孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。 2.3 4F氣缸體加工定位基準的選擇 2.3.1 粗基準的選擇 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入4F氣缸體的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準。即以4F氣缸體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 2.3.2 精基準的選擇 從保證4F氣缸體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應(yīng)能保證4F氣缸體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從4F氣缸體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是4F氣缸體的裝配基準，但因為它與4F氣缸體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.4 4F氣缸體加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。4F氣缸體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到4F氣缸體加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于4F氣缸體，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將4F氣缸體加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 1.鑄造 2.時效處理 3.粗銑底面 4.鉆3X直徑28H8孔 5.銑前面 6．銑削后面 7．銑削左面 8．銑削右面 9．銑削頂面 10.粗鏜，半精鏜直徑103孔 11.鉆頂面各孔，并攻絲 12.鉆前面各孔并攻絲 13.鉆后面各孔并攻絲 14.鉆左面各孔并攻絲 15.鉆右面各孔并攻絲 16.精鏜直徑103孔 17終檢 18清洗入庫 工藝路線二： 1.鑄造 2.時效處理 3.粗洗底面 4.銑前面 5．銑削后面 6．銑削左面 7．銑削右面 8．銑削頂面 9.粗鏜，半精鏜直徑103孔 11. 3X直徑28H8孔 12.鉆頂面各孔，并攻絲 13.鉆前面各孔并攻絲 14鉆后面各孔并攻絲 15.鉆左面各孔并攻絲 16.鉆右面各孔并攻絲 17.精鏜直徑103孔 19終檢 20清洗入庫 20清洗入庫 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題， 方案二把底面的鉆孔工序調(diào)整到后面了，這樣導致銑削加工定位基準不足，特別鏜孔工序。 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一： 工藝路線一： 1.鑄造 2.時效處理 3.粗銑底面 4.鉆3X直徑28H8孔 5.銑前面 6．銑削后面 7．銑削左面 8．銑削右面 9．銑削頂面 10.粗鏜，半精鏜直徑103孔 11.鉆頂面各孔，并攻絲 12.鉆前面各孔并攻絲 13.鉆后面各孔并攻絲 14.鉆左面各孔并攻絲 15.鉆右面各孔并攻絲 16.精鏜直徑103孔 17終檢 18清洗入庫 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “4F氣缸體”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 （1）頂面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。 （3）頂面螺孔毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表2.3.71， （4）前后端面加工余量。根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。 半精銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》，其加工余量值取為。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》，其加工余量取為。 鑄件毛坯的基本尺寸為，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.11，鑄件尺寸公差等級選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。 毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表2.3.71，現(xiàn)確定螺孔加工余量為： （6）前后端面支承孔。 根據(jù)工序要求，前后端面支承孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個工序完成，各工序余量如下： 粗鏜：103孔，參照《機械加工工藝手冊》表2.3.48,其余量值為； 孔，參照《機械加工工藝手冊》表2.3.48,其余量值為； 由工序要求可知，凸臺只需進行粗銑加工。其工序余量如下： 參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23，其余量規(guī)定為，現(xiàn)取其為。 （8）兩側(cè)面螺孔加工余量 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序1：粗、精銑底面 機床：雙立軸圓工作臺銑床X701 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10] （1）粗銑 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）精銑 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序2：鉆底面孔、鉸定位孔 機床：組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1）鉆底面M10.6H 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.39，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）定位孔的鉆、擴、鉸 鉆定位孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.39，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 擴定位孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.52，擴盲孔取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.53，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 鉸定位孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.58，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.60，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 定位孔加工機動時間： 因為定位孔加工時間鉆頂面螺孔加工時間 本工序機動時間 工序3：粗銑前后端面 機床：組合銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序4：粗銑左兩側(cè)面 機床：組合銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀YG8，硬質(zhì)合金立銑刀YT15 （1）粗銑兩側(cè)面 銑刀直徑，齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序5：粗鏜前后端面支承孔 機床：組合鏜床 刀具：高速鋼刀具 （2）粗鏜 孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 工序7：半精銑前后端面 機床：組合銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 由工序5可知： 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）鉆M10.6H螺孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.39，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： （3）鉆孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.39，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （4）鉆M14X6H螺孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.39，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 由以上計算過程可知：本工序機動時間 工序10：鉆兩側(cè)面孔（M8X6H螺孔） 機床：組合鉆床 刀具：麻花鉆 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.39，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序11：精鏜前后端面支承孔 機床：組合鏜床 刀具：高速鋼刀具 （21）精鏜 孔 切削深度： 進給量：根據(jù)切削深度，再參照《機械加工工藝手冊》表2.4.66。因此確定進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 切削深度：機動時： 工序13：前后端面螺孔攻絲 機床：組合攻絲機 刀具：釩鋼機動絲錐 （1）、M14X6H螺孔攻絲 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.105，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： （盲孔） 機動時間： （2）M14X6H螺孔攻絲 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.105，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： （盲孔） 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間： 工序14：兩側(cè)窗口面上螺孔攻絲 機床：組合攻絲機 刀具：釩鋼機動絲錐 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.105，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實際切削速度： 由工序4可知： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序15：頂面螺孔攻絲 機床：組合攻絲機 刀具：釩鋼機動絲錐 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.105，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實際切削速度： 由工序2可知： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序17：精銑兩側(cè)面 機床：組合銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀YG8 ，齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 刀具切入長度：精銑時 由工序3可知： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序18：精銑前后端面 機床：組合銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 刀具切入長度：精銑時 由工序5可知： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 2.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，該的年產(chǎn)量為中批量。一年以240個工作日計算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于417件。設(shè)每天的產(chǎn)量為420件。再以每天8小時工作時間計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于1.14min。 參照《機械加工工藝手冊》表2.5.2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計算公式為： （大量生產(chǎn)時） 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： 其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間） —輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 —布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 工序1：粗、精銑頂面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.43，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， 即能滿足生產(chǎn)要求 工序2：鉆頂面孔、鉸定位孔 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.43， 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。 工序3：粗銑兩側(cè)面及凸臺 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。 工序4：鉆兩側(cè)面孔 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.43， 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。 工序5：粗銑前后端面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。 工序6：半精銑前后端面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。 工序9：粗鏜前后端面支承孔 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.37，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.39， 單間時間定額： 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， 即能滿足生產(chǎn)要求 工序11：精鏜支承孔 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.37，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.39， 單間時間定額： 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， 即能滿足生產(chǎn)要求 工序12：前后端面螺紋孔攻絲 機動時間： 輔助時間：參照鉆孔輔助時間，取裝卸工件輔助時間為，工步輔助時間為。則 ：參照鉆孔值，取 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。 工序14：精銑前后端面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， 即能滿足生產(chǎn)要求 工序15：精銑兩側(cè)面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， 即能滿足生產(chǎn)要求 工序17：頂面螺紋孔攻絲 機動時間： 輔助時間：參照鉆孔輔助時間，取裝卸工件輔助時間為，工步輔助時間為。則 ：參照鉆孔值，取 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。 第3章 鏜孔夾具設(shè)計 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 3.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對孔進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，底面孔進行了鉆、鉸加工。 3.3切削力及夾緊力的計算 鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀） 刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]查表可得： 圓周切削分力公式： 式中 查[5]表得： 查[5]表 取 由表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 即： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖3.1 移動壓板受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 3.4 誤差分析與計算 該夾具以一個平面和和2個定位銷定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 由[5]和[6]可得： ⑴ 定位誤差： 當短圓柱銷以任意邊接觸時 當短圓柱銷以固定邊接觸時 式中為定位孔與定位銷間的最小間隙 通過分析可得： 因此：當短圓柱銷以任意邊接觸時 ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 零、部件的設(shè)計與選用 3.5.1定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和擋銷來定位，其參數(shù)如下： 表3.1 定位銷參數(shù) 3.5.2夾緊裝置的選用 該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如下表： 表3.2 移動壓板參數(shù) 公稱直徑 L 6 45 20 8 19 6.6 7 M6 5 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，該工件不但可以采用心軸夾緊、定位，還可設(shè)計圓環(huán)套來夾緊，但由于心軸的夾緊有可能破壞其定位，不選用該方式，而設(shè)計圓環(huán)套不易裝、取工件，也不選用，為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 第4章 銑側(cè)面夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。下面即為銑側(cè)面的專用夾具，本夾具將用于萬能升降臺銑床。 4.1設(shè)計要求 本夾具無嚴格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 4.2夾具設(shè)計 4.2.1 定位基準的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：銑刀 D=50 面銑刀。 刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖4.1 移動壓板受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 4.3 誤差分析與計算 該夾具以一個平面和2個定位銷定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 由[5]和[6]可得： ⑶ 定位誤差： 當短圓柱銷以任意邊接觸時 當短圓柱銷以固定邊接觸時 式中為定位孔與定位銷間的最小間隙 通過分析可得： 因此：當短圓柱銷以任意邊接觸時 ⑷ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，圓柱銷定位兩個自由度，用菱形銷定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。此時雖然有過定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。 第5章 結(jié)論與展望 5.1結(jié)論 本次設(shè)計的是4F氣缸體工藝工裝及夾具設(shè)計，該4F氣缸體是車床的重要基礎(chǔ)件，其加工部位多，加工精度要求高，加工所需要的時間長，零件的生產(chǎn)成本相對較高。通過對該4F氣缸體零件的工藝工裝設(shè)計，我了解了大多4F氣缸體類零件的加工工藝路線及工裝設(shè)計的一般原則，加深了對機械制造工裝工藝的認識，使我對一般的機械零件的生產(chǎn)和工裝的設(shè)計有了較深的了解。 在夾具的設(shè)計過程中，我了解夾具的作用，掌握了一般設(shè)計原則，其適合于現(xiàn)代數(shù)控機床的加工，且結(jié)構(gòu)簡單，以適合不同的零件生產(chǎn)，因此適用面更廣。 通過對4F氣缸體零件的參數(shù)化繪制，大大提高了繪圖速度，節(jié)省了大量時間和避免了不必要的重復(fù)勞動，同時做到了圖紙的統(tǒng)一規(guī)范。 5.2不足之處及未來展望 由于本人水平有限，現(xiàn)有的加工工藝路線達不到理想的精度要求，而且選擇的定位基準使得平行度的公差達不到要求，影響零件的加工過程，降低零件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率有待提高。 在普通機床上進行加工的專用夾具設(shè)計，并沒有設(shè)計適合于現(xiàn)代機床加工的更為高效的快速專用夾具，如液壓和氣動夾具，因液壓和氣動傳動，動作迅速，反應(yīng)靈敏，能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好，不會因環(huán)境變化影響傳動及控制性能。阻力損失和泄漏較小，不會污染環(huán)境。 在這里我分享一下對4F氣缸體進行加工的工藝和4F氣缸體在普通機床上進行加工的夾具設(shè)計思路，希望以后的同學能繼續(xù)進行數(shù)控機床液壓與氣動夾具的優(yōu)化設(shè)計，并結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)特點，設(shè)計出適合現(xiàn)代金屬切削加工中的快速、高效的夾具。 參考文獻 [1] 柯明揚．主編．機械制造工藝學[M]．北京：北京航空航天大學出版社，1996：132-153． [2] 陳于萍．主編．互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2003：32-56． [3] 關(guān)慧貞，馮辛安．主編．機械制造裝備設(shè)計[M]．機械工業(yè)出版社，2009：51-59． [4] 黃如林，汪 群．主編．金屬加工工藝及工裝設(shè)計[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2006：27-64． [5] 李名望．主編．機床夾具設(shè)計實例教程[J]．北京：化學工業(yè)出版社，2009：82-113． [6] Mechanical Drive(Reference Issue)．Machine Design[M]．52(14)，1980：97-105． [7] Rajput R K．Elements of Machanical Engineering[M]．Katson Publ．House，1985：55-63． [8] Hindhhede I，Uffe．Machine Design Fundermentals A Practical Approach[M]．New York：Wiley，1983： 77-89． [9] Kuehnle M R．Toroidal Drive Concepts．Product Engine