鋁活塞機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁活塞機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 班 級(jí) 專 業(yè) 教 學(xué) 系 指導(dǎo)老師 完成時(shí)間 年 月 日至 年 月 日 I 摘 要 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是鋁活塞機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，鋁活塞作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)里面的主要零件之一，其主要加工表面及控制位置為外圓和內(nèi)孔。由零件要求分析可知，保證外圓和內(nèi)孔尺寸的同時(shí)應(yīng)該盡量保證其垂直度，這對(duì)于后工序裝配和總成使用上來(lái)說(shuō)都有重要影響。所以，工序安排時(shí)，采取以大外圓粗定位夾緊加工后，對(duì)外圓進(jìn)行車削加工同時(shí)成型。因其粗糙度為Ra1.6，可通過(guò)粗車、精車滿足。對(duì)于鉆、鉸削內(nèi)孔時(shí)，同樣以鋁活塞的外圓定位，控制其自由度，以達(dá)到加工出來(lái)的產(chǎn)品滿足要求并且一致性好的目的。 本文的研究重點(diǎn)在于通過(guò)對(duì)鋁活塞的工藝性和力學(xué)性能分析，對(duì)加工工藝進(jìn)行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計(jì)高效、省力的夾具以及設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單、實(shí)用的數(shù)控加工程序，通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，最終加工出合格的鋁活塞零件。 關(guān)鍵詞：鋁活塞，加工余量，工藝，夾具 I Abstract The main content of this design is the aluminum piston machining process and fixture design, aluminum piston diesel engine as one of the main parts, the main processing surface and the position control for the outer circle and inner hole. By the requirements of spare parts is analyzed. The results show that ensure the outer circle and inner pore size also should try to ensure the verticality, which for the assembly process and assembly using it have an important influence. So, the process arrangement, take the large cylindrical coarse positioning and clamping processing, external circle turning machining and molding. Because of its roughness is Ra1.6, can be rough, fine car to meet. When drilling and cutting the inner hole, the outer circle of the aluminum piston is positioned to control the degree of freedom, so as to achieve the purpose of satisfying the requirement of the product and the consistency of the product. 本文的研究重點(diǎn)在于通過(guò)對(duì)鋁活塞的工藝性和力學(xué)性能分析，對(duì)加工工藝進(jìn)行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計(jì)高效、省力的夾具以及設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單、實(shí)用的數(shù)控加工程序，通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，最終加工出合格的鋁活塞零件。 The focus of this study is by of aluminum piston, the processing and mechanical properties analysis, reasonable analysis of processing technology, choosing reasonable blank, processing, design efficient, effort the fixture and design out NC machining program is simple and practical, verified by practice, the processing of the final out qualified aluminum piston parts. 關(guān)鍵詞：鋁活塞，加工余量，工藝，夾具 Key words: aluminum piston, machining allowance, process, fixture I 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 2 零件的分析 2 2.1 零件的作用 3 2.2 零件的工藝分析 5 3 確定毛坯，繪制毛坯圖、零件圖 8 3.1確定毛坯的制造形式及材料 9 3.2機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 12 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 12 4.2制定工藝路線 12 4.3選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 12 4.4 確定切削用量及基本工時(shí) 13 4.4.1粗車外圓 14 4.4.2車端面 14 4.4.3車止口、打中心孔 15 4.4.4粗鏜銷孔 15 4.4.5半精車外圓 16 4.4.6鉆斜孔 17 4.4.7鉆直油孔 17 4.4.8切油環(huán)槽 18 4.4.9車油環(huán)槽環(huán)岸及其倒角 18 4.4.10切梯形槽 18 4.4.11半精車頭部外圓 19 4.4.12切鑲?cè)Σ邰?19 4.4.13切鑲?cè)Σ邰?20 4.4.14切鑲?cè)Σ鄄鄣?20 4.4.15精車外圓 20 4.4.16粗車燃燒室 21 4.4.17粗車燃燒室圓角 21 4.4.18精車燃燒室 21 I 4.4.19銑氣門內(nèi)槽 22 4.4.20銑氣門外槽 22 4.4.21精鏜銷孔 23 4.4.22車銷孔外端擋圈及倒角 23 4.4.23細(xì)鏜銷孔 24 5 鉆孔夾具的設(shè)計(jì) 25 5.1定位基準(zhǔn)的選擇 25 5.2定位元件的設(shè)計(jì) 26 5.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 26 5.4 鉆、襯套及鉆模板的設(shè)計(jì) 27 5.5 夾具定位誤差分析 28 結(jié) 論 29 致 謝 30 參考文獻(xiàn) 31 I 1 緒論 本文首先對(duì)鋁活塞的零件進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)鋁活塞進(jìn)行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機(jī)械加工余量、基準(zhǔn)選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時(shí)的計(jì)算等相關(guān)內(nèi)容。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，與指導(dǎo)老協(xié)商后，覺(jué)得用夾具比較合適。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，根據(jù)課題所給的零件圖、技術(shù)要求，通過(guò)查閱相關(guān)資料和書籍，了解和掌握了的機(jī)械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運(yùn)用這些方法和步驟進(jìn)行了鋁活塞的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想“簡(jiǎn)便、高效、經(jīng)濟(jì)”。力求生產(chǎn)處符合要求的產(chǎn)品。 2 零件的分析 2.1 夾具的發(fā)展史 題目所給的零件是鋁活塞，而鋁活塞一般是回轉(zhuǎn)體裝在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)，活塞在一部分工作循環(huán)壓縮氣體，而在另一部分工作循環(huán)，汽缸內(nèi)的混合氣體燃燒膨脹，活塞承受高溫氣體的壓力，并把壓力通過(guò)活塞銷、連桿傳給曲軸?？梢?jiàn)活塞是在高溫高壓下工作長(zhǎng)時(shí)間變負(fù)荷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞的結(jié)構(gòu)就要適應(yīng)這樣的工作條件，而本課題的任務(wù)就是”鋁活塞機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)“。 2.2 零件的工藝分析 （1）以主視圖為主要加工表面的加工面。 這一組加工表面包括： ∮69外圓的車削加工，∮61內(nèi)孔的車削加工，內(nèi)孔的鉆、鉸削加工，切槽的車削加工等等，其中∮69外圓的表面粗糙度要求為，∮61內(nèi)孔的表面粗糙度要求為，切槽的表面粗糙度為，其余加工表面的粗糙度均為。 （2）以剖視圖為主要加工表面的加工面。 這一組加工表面包括： 內(nèi)孔的鉆、鉸削加工，其表面粗糙度為。 以下是該鋁活塞的零件圖： 圖1-1 鋁活塞零件主視圖 圖1-2 鋁活塞剖視圖 3 確定毛坯，繪制毛坯圖、零件圖 3.1 確定毛坯的制造形式及材料 “鋁活塞”零件材料采用鑄造。鋁活塞材料為ZL109，需進(jìn)行時(shí)效處理，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此我們采用鑄造的形式，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本。 3.2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3.2.1 ∮69外圓的加工余量 根據(jù)工序要求，鋁活塞的∮69外圓的加工分粗、精車加工。各工步余量如下： 粗車：參照《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-23。其余量值規(guī)定為2.1~6.5mm，現(xiàn)取2.5mm。 表7-27粗車時(shí)厚度偏差取-0.28mm。 精車：參照《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-24。其余量值規(guī)定為0.8~1.0mm，現(xiàn)取1mm。 毛坯的基本尺寸為69+2.5+2.5=75mm。 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-5，鍛件尺寸公差等級(jí)選用CT7，可得毛坯尺寸公差為1.6mm。 毛坯的名義尺寸為：∮69+2.5+2.5=∮75mm 毛坯最小尺寸為：∮75-0.8=74.2mm 毛坯最大尺寸為：∮75+0.8=∮75.8mm 粗車后最大尺寸為：∮75.8-1-1=∮73.8mm 粗車后最小尺寸為：∮74.2-1-1=∮72.2mm 精車后尺寸與零件圖尺寸相同，即∮69mm。 3.2.2、內(nèi)孔的加工余量 根據(jù)工序要求，該孔的加工分為鉆、鉸兩個(gè)工序完成，各工序余量如下： 鉆：參照《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-13，其余量值為2.0mm; 鉸：參照《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-13，其余量值為0.3mm。 毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為φ22+2+1+0.3=φ25.3； 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-5，ZL109尺寸公差等級(jí)選用CT7，可得毛坯尺寸公差為1.1mm。 毛坯名義尺寸為φ25.3-2-1-0.3=φ22； 毛坯最大尺寸為φ22+0.55=φ22.55； 毛坯最小尺寸為φ22-0.55=φ21.45； 鉆削工序尺寸為φ24； 粗鉸、精鉸后尺寸與零件圖尺寸相同，即； 3.2.3、兩端面的加工余量 根據(jù)工序要求，兩端面的加工只要粗車一個(gè)工序完成，各工序余量如下： 粗車：參照《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-13，其余量值為2.5mm； 毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為117+4+4=125mm； 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-5，ZL109尺寸公差等級(jí)選用CT7，可得毛坯尺寸公差為1.1mm。 毛坯名義尺寸為117+4+4=125mm； 毛坯最大尺寸為125mm+0.55=125.55mm； 毛坯最小尺寸為125mm-0.55=124.45mm； 粗車后工序尺寸為125mm； 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 4.1.1、粗基準(zhǔn)的選擇： 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： A、保證各重要支承孔的加工余量均勻； B、保證鋁活塞的內(nèi)壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇鋁活塞的主要面作為定位基準(zhǔn)。即以鋁活塞的外圓作為粗基準(zhǔn)來(lái)限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)面作為定位基準(zhǔn)來(lái)限制第五個(gè)自由度。這樣就能夠很好地保證工件的定位，從而達(dá)到了加工各個(gè)工序的目的。 4.1.2、精基準(zhǔn)的選擇： 從保證鋁活塞孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證鋁活塞零件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 從鋁活塞零件圖分析可知，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(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)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(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。 至于前后端面，雖然它是鋁活塞箱體的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c鋁活塞箱體的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。 4.2 制定工藝路線 對(duì)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(zhǔn)。鋁活塞體加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。 具體安排是先以∮69外圓作為定位基準(zhǔn)來(lái)加工鋁活塞的外圓及端面，然后已經(jīng)車削好的外圓面為基準(zhǔn)來(lái)加工主視圖上面的各個(gè)孔位。由于外圓面加工完成后一直到鋁活塞體加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循先面后孔的原則。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。 按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)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(shí)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(lái)加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各外圓孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段后分散進(jìn)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(jìn)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(guò)程，現(xiàn)初步擬定鋁活塞加工工藝路線如下； 方案一： 一、鑄造毛坯 二、時(shí)效 三、車 四、粗車外圓 五、車端面 六、車止口、打中心孔 七、粗鏜銷孔 八、半精車外圓 九、鉆斜孔 十、鉆直油孔 十一、切油環(huán)槽 十二、切油環(huán)槽 十三、車油環(huán)槽環(huán)岸及其倒角 十四、切梯形槽 十五、半精車頭部外圓 十六、切鑲?cè)Σ邰? 9 十七、切鑲?cè)Σ邰? 十八、切鑲?cè)Σ鄄鄣? 十九、精車外圓 35 二十、粗車燃燒室 75 二十一、粗車燃燒室圓角 二十二、精車燃燒室 二十三、銑氣門內(nèi)槽 二十四、銑氣門外槽 二十五、精鏜銷孔 50 二十六、車銷孔外端擋圈及倒角 二十七、細(xì)鏜銷孔 二十八、去毛刺、飛邊 二十九、質(zhì)檢 三十、倉(cāng)庫(kù) 方案二： 一、鑄造毛坯 二、時(shí)效 三、車 四、粗車外圓 五、車端面 六、車止口、打中心孔 七、粗鏜銷孔 八、半精車外圓 九、鉆斜孔 十、鉆直油孔 十一、精車外圓 35 十二、粗車燃燒室 75 十三、粗車燃燒室圓角 十四、精車燃燒室 十五、銑氣門內(nèi)槽 十六、銑氣門外槽 十七、精鏜銷孔 十八、切油環(huán)槽 十九、切油環(huán)槽 二十、車油環(huán)槽環(huán)岸及其倒角 二十一、切梯形槽 二十二、半精車頭部外圓 二十三、切鑲?cè)Σ邰? 9 二十四、切鑲?cè)Σ邰? 二十五、切鑲?cè)Σ鄄鄣? 50 二十六、車銷孔外端擋圈及倒角 二十七、細(xì)鏜銷孔 二十八、去毛刺、飛邊 二十九、質(zhì)檢 三十、倉(cāng)庫(kù) 方案三： 一、鑄造毛坯 二、時(shí)效 三、車 四、粗車外圓 五、車端面 六、車止口、打中心孔 七、精車外圓 35 八、粗車燃燒室 75 九、粗車燃燒室圓角 十、粗鏜銷孔 十一、半精車外圓 十二、鉆斜孔 十三、鉆直油孔 十四、精車燃燒室 十五、銑氣門內(nèi)槽 十六、銑氣門外槽 十七、精鏜銷孔 十八、切油環(huán)槽 十九、切油環(huán)槽 二十、車油環(huán)槽環(huán)岸及其倒角 二十一、切梯形槽 二十二、半精車頭部外圓 二十三、切鑲?cè)Σ邰? 9 二十四、切鑲?cè)Σ邰? 二十五、切鑲?cè)Σ鄄鄣? 50 二十六、車銷孔外端擋圈及倒角 二十七、細(xì)鏜銷孔 二十八、去毛刺、飛邊 二十九、質(zhì)檢 三十、倉(cāng)庫(kù) 其中，方案二的工藝路線雖能方便工人安裝加工，但在裝夾加工過(guò)程中會(huì)對(duì)零件已加工好表面造成破壞，造成零件損失；方案三，能加工出所要的零件，但加工時(shí)對(duì)零件的裝夾和拆卸較頻繁，時(shí)間耽擱較長(zhǎng)，生產(chǎn)率下降；所以，綜合選定，方案一可用。 4.3 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 由圖樣分析，該圖樣需要車削外圓，在這里我們?cè)谲囕喞獣r(shí)選用外圓車刀。而車削加工時(shí)我們可以選擇內(nèi)孔車刀，量具可選用0--150mm為75-100mm的測(cè)量游標(biāo)卡尺，外徑千分尺，游標(biāo)深度卡尺等。 4.4 確定切削用量及基本工時(shí) 4.4.1粗車外圓及端面 1） 確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.3mm可在一次走刀內(nèi)完成，故 2）確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時(shí) 按CA6140車床說(shuō)明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，（預(yù)計(jì)）時(shí)，進(jìn)給力為。 切削時(shí)的修正系數(shù)為，，故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因?yàn)檐嚨兜牟牧蠟橛操|(zhì)合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算：=8.88m/min； 根據(jù)一下公式，可得： = 4.4.2車止口、打中心孔 本工序?yàn)檐囓囍箍?、打中心孔的工序，我們選擇機(jī)床：普通車床 CA6140，功率P=13kw； 刀具：選用高速鋼外圓車刀， 查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.1—39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=16 1)車削進(jìn)寬度的選擇 根據(jù)實(shí)際工況，我們通過(guò)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.1—27可知 1—2 這里取1.5 2)選擇進(jìn)給量 經(jīng)過(guò)查表可知：0.23 3)選擇車削的速度 經(jīng)查表可知 所以： 4)計(jì)算切削時(shí)間 查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—15 可知： 所以， 5)計(jì)算車削力 根據(jù)實(shí)際工況，我們通過(guò)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》有 ： 式中： 所以， 6)校核機(jī)床功率 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.28有 所以，機(jī)床的功率足夠； 4.4.3粗鏜銷孔 機(jī)床：T613臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X (1)粗鏜銷孔 通過(guò)查表可知，鏜孔深度為； 查表可知，由于刀桿伸出長(zhǎng)度為，切削深度為。所以我們可以知道，鏜刀的進(jìn)給量； 切削速度：通過(guò)查找相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范，可知： 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：，有 于是就有機(jī)床的切削速度： = 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： 切削的長(zhǎng)度l的計(jì)算： 計(jì)算刀具的切入長(zhǎng)度： 計(jì)算刀具的切出長(zhǎng)度： 有 計(jì)算行程次數(shù)： 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間： 1）粗鏜3-∮57孔 通過(guò)查表可知，鏜孔深度為； 查表可知，由于刀桿伸出長(zhǎng)度為，切削深度為。于是就有：鏜刀的進(jìn)給量； 切削速度：通過(guò)查找相關(guān)手冊(cè)可知 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：，有 于是就有機(jī)床的切削速度： = 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： 切削的長(zhǎng)度l的計(jì)算： 計(jì)算刀具的切入長(zhǎng)度： 計(jì)算刀具的切出長(zhǎng)度： 有 計(jì)算行程次數(shù)： 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間： 4.4.5車油環(huán)槽環(huán)岸及其倒角 機(jī)床：CA6140普通車床 刀具：溝槽車刀 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)實(shí)際工況，我們通過(guò)《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量 切削速度：由《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》，可以知道4-66，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際切削速度： 即 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 4.4.8鉆、絞8-∮22.35直孔至尺寸 工件材料為ZL109不銹鋼,孔的直徑為22.35mm，表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為Z3050，加工工序?yàn)殂@，加工刀具為：鉆孔——Φ20mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說(shuō)明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z3050機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 4.4.9鉆直油孔 本工序?yàn)殂@鉆直油孔，根據(jù)實(shí)際工況，我們選擇機(jī)床：搖臂鉆床，刀具我們選擇麻花鉆。 （1）鉆底孔∮3.2孔 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表，我們知道， 切削深度：； 進(jìn)給量：根據(jù)《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》表2.4-39，??； 切削速度：參照《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》表2.4-41，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知，有一下公式： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表，我們知道， 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》表2.4-52，擴(kuò)通孔取 切削速度：參照《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》表2.4-53，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知，有一下公式： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—42有 所以 1計(jì)算切削深度 4)鉆削扭矩的計(jì)算 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—36有 式中 所以 5)計(jì)算軸向力 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—36有 軸向力 式中 所以， 因零件材料為HB=150，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—36有 所以，實(shí)際的切削扭矩和軸向力分別為： 6)計(jì)算切削功率 因?yàn)? 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—36有 。 所以，機(jī)床功率足夠。 4.4.19銑氣門內(nèi)槽 本工序?yàn)殂姎忾T內(nèi)槽的工序，我們選擇機(jī)床：立式銑床 X5032，功率P=13kw； 刀具：選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.1—39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=16 1)銑削進(jìn)寬度的選擇 根據(jù)實(shí)際工況，我們通過(guò)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.1—27可知 1—2 這里取1.5 2)選擇進(jìn)給量 經(jīng)過(guò)查表可知：0.23 3)選擇銑削的速度 經(jīng)查表可知 所以： 4)計(jì)算切削時(shí)間 查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—15 可知： 所以， 5)計(jì)算銑削力 根據(jù)實(shí)際工況，我們通過(guò)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》有 ： 式中： 所以， 6)校核機(jī)床功率 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.28有 所以，機(jī)床的功率足夠； 4.4.23 細(xì)鏜銷孔 通過(guò)查表可知，鏜孔深度為； 查表可知，由于刀桿伸出長(zhǎng)度為，切削深度為。所以我們可以知道，鏜刀的進(jìn)給量； 切削速度：通過(guò)查找相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范，可知： 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：，有 于是就有機(jī)床的切削速度： = 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： 切削的長(zhǎng)度l的計(jì)算： 計(jì)算刀具的切入長(zhǎng)度： 計(jì)算刀具的切出長(zhǎng)度： 有 計(jì)算行程次數(shù)： 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本夾具主要鉆、攻T1面上4-M10螺紋孔的夾具。由于孔的位置精度較高，只要保證其中心位置正確即可。因此在本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 5 鉆孔夾具的設(shè)計(jì) 5.1定位基準(zhǔn)的選擇 由于加工此孔是在車削好活塞外圓加工的，并且活塞的端面上也經(jīng)過(guò)加工，所以選擇車削好的外圓面做位定位基準(zhǔn)，通過(guò)定位銷軸對(duì)活塞的內(nèi)孔來(lái)進(jìn)行孔的鉆削加工。 5.2定位元件的設(shè)計(jì) 定位元件為固定壓板，一面兩孔定位的定位元件大體都為定位銷和定位板，本次設(shè)計(jì)的夾具也不例外。 5.3切削力及夾緊力的計(jì)算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、攻加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和攻的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。根據(jù)文獻(xiàn)[18]表得： 鉆削力： 鉆削力矩： 式中： 實(shí)際所需夾緊力，根據(jù)文獻(xiàn)[18]表得： 安全系數(shù)可按下式計(jì)算，由式（3.6）有： 式中: 5.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 4-M10螺紋孔的加工需鉆、擴(kuò)兩次切削才能滿足加工要求。故選可快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如圖9所示）。根據(jù)工藝要求：M10螺紋孔分鉆、攻兩個(gè)工步完成加工。即先用φ8.5的麻花鉆鉆孔，再用M10絲攻進(jìn)行螺紋孔的加工； 圖9可換鉆套 鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表3鉆套基本結(jié)構(gòu)參數(shù) d H D 公稱尺寸 允差 34 56 48 +0.025 +0.009 66 60 16 7 27 41 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖10 襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表4襯套基本結(jié)構(gòu)參數(shù) d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 48 +0.050 +0.025 56 62 +0.039 +0.025 1 35 鉆模板選用固定螺絲式鉆模板。利用鉆孔夾具定位上焊接好的支撐柱進(jìn)行固定。 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。 5.5夾具誤差分析和計(jì)算 該工序以兩支撐孔和左端面為定位基準(zhǔn)，要保證加工平面水平。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)定的工序公差。 由于加工孔的位置精度不是很高，我們只需根據(jù)工件的尺寸確定鉆套至凸臺(tái)中心的距離和鉆套至基準(zhǔn)面的距離及偏差分別為和。 （1）定位誤差：為保證加工工件表面水平，凸臺(tái)中心與削邊銷中的連線與水平成角。主要確定其轉(zhuǎn)角誤差，即： 其中： （2）夾緊安裝誤差，對(duì)工序尺寸的影響均小。即： （3）磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)能滿足零件的加工精度要求。 下圖即為鋁活塞夾具裝配圖： 結(jié) 論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是汽車變速箱加工工藝及銑平面和鉆孔夾具的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的定稿，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 致 謝 至此在論文完成之際，向我的導(dǎo)師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導(dǎo)師這兩年來(lái)對(duì)我的諄諄教導(dǎo)，感謝蔡宏健老師，您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo)，同時(shí)還在思想給我以無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成?？齐A段的學(xué)業(yè)同時(shí)，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么了，不再是從前那個(gè)愛(ài)貪玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學(xué)術(shù)作風(fēng)，認(rèn)真加負(fù)責(zé)，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達(dá)開(kāi)朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過(guò)近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，查找了各類的夾具，編程手冊(cè)論文終于可以完成了，我的心里無(wú)比的激動(dòng)和開(kāi)心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)槲易约阂呀?jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來(lái)對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。三年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識(shí)，在此對(duì)所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué) 老師。 參考文獻(xiàn) [1] 王少軍．機(jī)械制造工藝學(xué)（M）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 35~ [2] 壽主編．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983 86~97 [3] 王笑天．金屬材料學(xué)（M）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987 22~36 [4] 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