气缸盖机械加工工艺分析与专用夹具设计说明

1、毕业设计毕业设计类类 型：型：毕业设计说明书 毕业论文题题 目：目：HJ01001 气缸盖机械加工工艺分析与专用夹具设计学生：学生：指导教师：指导教师：专专 业：业：时时 间：间：1 / 28摘摘 要要本课题的主要任务就是设计 HJ01001 柴油机气缸盖的机械加工工艺规程和某道工序的专用机床夹具。该设计尽量保证以最低的加工成本达到符合零件图要求的加工精度；夹具设计要求定位合理，夹紧可靠，结构简单，操作简便，提高生产效率。气缸盖是柴油机的重要零部件之一，属于典型的箱体类零件。他的结构比较复杂，其加工质量的好坏将直接影响到柴油机的整体性能。在夹具设计部分，主要思路是定位原理和定位方案的选定，以与

2、夹紧系统的设计，夹紧力的估算，定位误差的分析，气缸的选用等，最终完成夹具设计。本设计具有提高生产效率，满足工件的加工精度，降低了工人的劳动强度的优点，较好的实现了设计的要求。关键词：关键词：工艺；钻，扩；夹具2 / 28AbstractAbstractTo design HJ01001 diesel engine cylinder head machine and procedures of a jig for machina tool is the main task of the subjiect. Thedesign meet the requirements of the proces

3、sing map accuracyof the lowest cost. Clamping reliable, simple,easy to operate and increasing the production sfficiency is the request of the decision. Cylinder head is an important part of the diesel engine. Its a typicall box part. Its more structure. The quality of processing will affect the perf

4、ormance of the diesel engine.Designed some in the jig , mainly the selection of sureness of orienting the principle and localization scheme that was originally designed and adopted, clamp design of system , clamp estimation of strength , the positionerror analysis , hydraulic cylinder Selection etc.

5、 , finish design of jig finally. The advantages are production efficiency, high precision of processing, reducing labor intensity of the workers.KeywordsKeywords：Technology; drilling, reaming; jig23 / 28目目 录录摘要摘要.AbstractAbstract.目录目录.第第 1 1 章章 气缸盖加工工艺气缸盖加工工艺1.1 气缸盖的工艺分析. . 1.2 气缸盖的工艺要求与分析.1.2.1 气缸盖

6、的技术要求.1.3 加工工艺过程. .1.4确定各表面加工方案确定各表面加工方案.1.4.1 在选择各表面与孔的加工方法时，要综合考虑以下因素.DOCUMENT TITLE4 / 281.4.2 平面的加工.1.4.3 孔的加工方案.1.51.5确定定位基准确定定位基准1.5.1 粗基准的选择.1.5.2 精基准选择的原则.1.61.6工艺路线的拟订工艺路线的拟订. .1.6.1 工序的合理组合.1.6.2 工序的集中与分散.1.6.3 加工阶段的划分.1.6.4 加工工艺路线方案.1.71.7气缸盖的工序尺寸与毛坯尺寸气缸盖的工序尺寸与毛坯尺寸.1.7.1 毛坯的结构工艺要求.1.7.2 气

7、缸盖的偏差计算.5 / 28.1.81.8确定切削用量与基本工时确定切削用量与基本工时.第二章第二章 专用夹具设计专用夹具设计.2.12.1 镗孔夹具设计镗孔夹具设计2.1.1 研究原始质料.2.1.2 定位基准的选择.2.1.3 切削力与夹紧力的计算.2.1.4 误差分析与计算.2.22.2 钻斜孔夹具设计钻斜孔夹具设计.2.2.1 研究原始质料.6 / 28.2.2.2 定位基准的选择.2.2.3 切削力与夹紧力的计算.2.2.4 误差分析与计算.2.2.5 夹具设计与操作的简要说明.小小 结结. 参考文献参考文献.致致 . .7 / 28第第 1 1 章章 气缸盖加工工艺气缸盖加工工艺1

8、.11.1 气缸盖的工艺分析气缸盖的工艺分析气缸盖的是气缸的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂，但侧面三杠孔和底面的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。后托架上的底面和侧面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心线和底平面有平面度的公差要求6 . 1Ra等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以与各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。1.1.2 2气缸盖的工艺要求与工艺分析气缸盖的工艺要求与工艺分析 图 1.1 气缸盖零件图一个好的结构不但要应该达到设计要求

9、，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。8 / 281.2.1 气缸盖的技术要求其加工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以与左视图上的两个孔。以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要，6 . 1Ra平面度公差要 0.06。另一组加工是侧面的三孔， ，其表面粗糙度要求 要求的精度6 . 1Ra等级分别是，。8IT7IT7IT以顶面为加工面的四个孔，分别是以为一组的阶梯孔，这组孔的表面粗糙度要，以与

10、阶梯孔，其中是装配铰孔，其中孔的表面粗糙50Rz3 . 6Ra度要，是装配铰孔的表面粗糙度的要。50Rz3 . 6Ra3 . 6Ra气缸盖毛坯的选择金属浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积mm31较小。因为气缸盖的重量,而年产量是 5000 件，由7机械加工工艺手册表 2.1-3 可知是中批量生产。1.31.3 加工工艺加工工艺分析分析由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面与孔系。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，对于气缸盖来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度与位置精度，处理好孔和平面

11、之间的相互关系。由上面的一些技术条件分析得知：气缸后托架的尺寸精度，形状机关度以与位置机精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。1.41.4 确定各表面加工方案确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计气缸盖的加工工艺来说，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法与设备。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。在满足精度要求与生产率的条件下，应选择价格较底的。1.4.1 在选择各表面与孔的加工方法时

12、，要综合考虑以下因素要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，9 / 28选择加工方法与分几次加工。根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如柴油机连杆小头孔的加工，在 小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求

13、，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为 Ra0.63m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。1.4.2 平面的加工由参考文献7机械加工工艺手册表 2.1-12 可以确定，底面的加工方案为底平面：粗铣精铣（） ，粗糙度为 6.30.8，一般不淬硬的97ITIT平面，精铣的粗糙度可以较小。1.4.3 孔的加工方案由参考文献7机械加工工艺手册表 2.1-11 确定，以为孔的表面粗糙度为 1.6，则选侧孔的加工顺序为：粗镗精镗。而顶面的四个

14、孔采取的加工方法分别是：因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是，所以我们采用一次钻孔的加50Rz工方法，孔选择的加工方法是钻，因为孔和一组阶梯孔，所以可以在已经钻了孔基础上再锪孔钻锪到，而也是一组阶梯的孔，不同的是孔是锥孔，起表面粗糙度的要。6 . 1Ra1.51.5 确定定位基准确定定位基准1.5.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。10 / 28粗基准选择应当满足以下要求：粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中

15、与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用

16、难以保证表面间的位置精度。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证气缸盖在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从气缸盖零件图分析可知，选择侧面三孔作为气缸盖加工粗基准。1.5.2 精基准选择的原则基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则。应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且

17、保证了各外圆表面的同轴度与端面与轴心线的垂直度。互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。11 / 28此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证气缸盖在整个加工过程中基本上都

18、能用统一的基准定位。从气缸盖零件图分析可知，它的底平面与侧面三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能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。1.61.6 工艺路线的拟订工艺路线的拟订对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。气缸盖的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。

19、1.6.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：工序分散原则工序容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺

20、装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含 0.4%1.1%打与 0.25%c90800.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 200mg。1.6.2 工序的集中与分散12 / 28制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 工序集中的特点工序

21、数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。工序分散的特点工序容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况

22、下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制与加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。1.6.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能与早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的，选用大的切前用

23、量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为 Ra80100m。半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精13 / 28度,尺寸精度与表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的小的切前用量，工序变形小，

24、有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为 IT6IT7，表面粗糙度为 Ra101.25m。光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为 IT5IT6,表面粗糙度为 Ra1.250.32m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以与运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不

25、把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。1.6.4 加工工艺路线方案在保证零件尺寸公差、形位公差与表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：工序号工序容01#铸造毛坯254x242x118.502#退火处理03#粗铣气缸顶面04#精铣气缸顶面05#粗铣气底顶面06#精铣气底顶面07#粗镗中心孔08#精镗中心孔09#钻孔 4-5010#扩孔 4-50

26、14 / 281.71.7 气缸盖的工序尺寸与毛坯尺寸气缸盖的工序尺寸与毛坯尺寸气缸盖的铸造采用的是铸铁制造，其材料是 HT250，硬度 HB 为 150-200，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。1.7.1 毛坯的结构工艺要求气缸盖后托架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：、铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。、铸造圆角要适当，不得有尖角。、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：、各加工面的几何形

27、状应尽量简单。、工艺基准以设计基准相一致。、便于装夹、加工和检查。、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。11#铰孔 4-5012#钻螺纹孔13#钻侧螺纹孔14#钳工攻丝，去毛刺15#检查入库15 / 28在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状与尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状与尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。1.7.2 气缸盖的偏差计算底平面的偏差与加工余量计算底平面加工

28、余量的计算，计算底平面与孔的中心线的尺寸。根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：由参考文献5机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2-23。其余量值规定为，现取。表 3.2-27 粗铣平面时厚度偏差取。mm4 . 37 . 2mm0 . 3mm28. 0精铣：由参考文献7机械加工工艺手册表 2.3-59，其余量值规定为。mm5 . 1铸造毛坯的基本尺寸，又根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.3-11,铸件尺寸公差等级选用 CT7，再查表 2.3-9 可得铸件尺寸公差为。mm1 . 1精铣后尺寸与零件图尺寸一样1.81.8 确定切削用量与基本工时确定切削用量与基本工时工序一

29、铸造。1. 加工条件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：铸造工序二 热处理。工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：正火处理（释放应力，增加材料延展性和韧性） 。工序三 粗,精铣气缸顶面。1. 加工条件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：粗,精铣气缸顶面16 / 28机床：X52k。刀具：硬质合金端铣刀。根据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ） 。选择刀具前角 o18后角 o10,主偏角 Kr=60,副偏角 Kr=82. 切削用量 工步 1 1）切削深度因为切削量较小，查表得故可以选择 a

30、p=1.1mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量 f=0.8mm。 3）查后刀面最大磨损与寿命查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf80m/min，n=250r/min工步 2 1）切削深度因为切削量较小，查表故可以选择 ap=0.2mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量 f=0.3mm。 3）查后刀面最大磨损与寿命查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和

31、主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf150m/min，n=450r/min工序四 粗,精铣气底顶面。1. 加工条件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：粗,精铣气底顶面机床：X52k。刀具：硬质合金端铣刀。根据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ） 。选择刀具前角 o18后角 o10,主偏角 Kr=60,副偏角 Kr=817 / 282. 切削用量工步 1 1）切削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=1.1mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量 f=0.8mm。 3）查后刀

32、面最大磨损与寿命查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf80m/min，n=250r/min工步 2 1）切削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=0.2mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量 f=0.3mm。 3）查后刀面最大磨损与寿命查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf150m/min，n=450r/min工序五 粗，精镗中心孔。1. 加工条件工件材料：HT250,b=0.1

33、6GPa HB=200241。加工要求：粗，精镗中心孔机床：T68。刀具：镗刀2. 切削用量工步 1 1）切削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=1mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量 f=0.75mm。 3）查后刀面最大磨损与寿命18 / 28查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf100m/min，n=350r/min工步 2 1）切削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=0.1mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量机床功率为 10kw。

34、查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量 f=0.2mm。 3）查后刀面最大磨损与寿命查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf180m/min，n=550r/min工序六 钻，扩，铰孔 4-50。1. 加工条件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：钻，扩，铰孔 4-50机床：Z565。刀具：麻花钻，扩孔刀，铰刀2. 切削用量工步 1 1）切削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=1.2mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z

35、。选较小量 f=0.78mm。 3）查后刀面最大磨损与寿命查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf1.1m/min，n=12r/min工步 2 1）切削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=0.4mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量19 / 28机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量 f=0.5mm。 3）查后刀面最大磨损与寿命查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf1.3m/min(，n=14r/min工步 3 1）

36、切削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=0.2mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量 f=0.1mm。 3）查后刀面最大磨损与寿命查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf1.5m/min，n=18r/min工序七 钻螺纹孔。1. 加工条件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。加工要求：钻螺纹孔机床：Z565。刀具：麻花钻2. 切削用量 1）切削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=1.2mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进

37、给量机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量 f=0.78mm。 3）查后刀面最大磨损与寿命查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf1.1m/min，n=12r/min工序八 钻侧螺纹孔。1. 加工条件工件材料：HT250,b=0.16GPa HB=200241。20 / 28加工要求：钻侧螺纹孔机床：Z525。刀具：麻花钻2. 切削用量 1）切削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=1.2mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较

38、小量 f=0.78mm。 3）查后刀面最大磨损与寿命查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min计算切削速度和主轴转速计算切削速度按切削手册表 14，查得Vf1.1m/min，n=12r/min第第 2 2 章章 专用夹具设计专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工气缸盖零件时，需要设计专用夹具。2.12.1 镗孔夹具设计镗孔夹具设计2.1.1 研究原始质料利用本夹具主要用来镗加工孔。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。2.1.2 定位基准的选

39、择由零件图可知：孔的轴线与底平面有平行度公差要求，在对孔进行加工前，底平面进行了粗铣加工。因此，选底平面为定位精基准（设计基准）来满足平行度公差要求。孔的轴线间有位置公差，选择左侧面为定位基准来设计镗模，从而满足孔轴线间的位置公差要求。工件定位用底平面和两个侧面来限制六个自由度。2.1.3 切削力与夹紧力的计算镗刀材料：（硬质合金镗刀）5YT刀具的几何参数：60粗K90精K100s80由参考文献16夹具设计手册查表可得：321圆周切削分力公式： 式PpCKfaF75. 090221 / 28（2.13）式中 mmap8 . 1rmmf/4 . 0 式rpspoppkmppKKKKKK（2.14

40、）查表得： 取421nmpHBK)150(175HB4 . 0n由表可得参数：62194. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：)(15.766NFC同理：径向切削分力公式 ： 式PpPKfaF75. 09 . 0530（2.15）式中参数： 77. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：)(71.347NFP轴向切削分力公式 ： 式PpfKfaF4 . 0451（2.16）式中参数： 11. 1pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：)(59.624NFf根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状

41、态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数 K 可按下式计算，由式（2.5）有：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，见夹具设计手册表可60 KK121得： 25. 20 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1CK7 . 20 . 10 . 13 . 12 . 12 . 12 . 12 . 1PK81. 20 . 10 . 13 . 12 . 125. 12 . 12 . 1fK所以，由式（2.6）有：)(54.1743NFKWCCK 由式（2.7）有：)(31.937NFKWP

42、PK 由式（2.8）有：)(85.1753NFKWffK螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算，由式（2.9）有： )(210tgtgQLWz 式中参数由参考文献16夹具设计手册可查得：33. 9675. 5zr9010592631其中：)(140 mmL )(80 NQ 螺旋夹紧力：)(58300NW FKWK22 / 28该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件。受力简图如下：116229由表得：原动力计算公式2621001LlWWK即：式（2.15）)(04.1127911698. 0229583000NlLWWK由上述计算易得：KKWW由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其

43、夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。2.1.4 误差分析与计算该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以与孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。孔轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文40献15互换性与技术测量表可知：251取（中等级）即 ：尺寸偏差为m3 . 037由16夹具设计手册可得：1定位误差（两个垂直平面定位）：当时；侧面定位支承90钉离底平面距离为，侧面高度为；且满足；则：hH2Hh mmtghHgWD0068. 0)(22夹紧误差 ，由式（2.11）有：cos)

44、(minmaxyyjj23 / 28其中接触变形位移值： 式（2.16）mmSNcHBKRkmnZHBaZRaZy014. 081. 9)(1mmyjj0128. 0cos、磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0、夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：mmmmwj35. 00586. 0从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。2.22.2 钻斜孔夹具设计钻斜孔夹具设计2.2.1 研究原始质料利用本夹具主要用来钻斜孔。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产

45、率和降低劳动强度。2.2.2 定位基准的选择由零件图可知：顶面孔的轴线与左侧面和后侧面的尺寸要求要求，在对孔进行加工前，底平面进行了铣加工，选后以精铣底顶面为定位精基准（设计基准）来满足气缸盖顶面孔加工的尺寸要求。由零件图可以知道，图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择面为定位基准来设计钻模，从而满足孔轴线和面的尺寸要求。工件定位用面和两个面来限制 5 个自由度。2.2.3 切削力与夹紧力的计算由资料夹具设计手册查表可得：721切削力公式： 式PfKfDF75. 02 . 1412（2.17）式中 mmD10rmmf/3 . 0查表得：82195. 0)190(6 . 0HBKp即：)

46、(69.1980NFf实际所需夹紧力：由参考文献16夹具设计手册表得：1121KFWfK安全系数 K 可按下式计算，由式（2.5）有：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，见参考文献16夹具设计手60 KK册表 可得： 12125. 20 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1K24 / 28所以 )(55.445625. 269.1980NFKWfK由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，25. 2K16. 012 . 02螺旋夹紧时产生的夹紧力，由式（2.9）有：)(5830)(210

47、NtgtgQLWz 式中参数由16夹具设计手册可查得：33. 9675. 5zr9010592631其中：)(140 mmL )(80 NQ 由16夹具设计手册表得：原动力计算公式：2621由上述计算易得： KWW 0因此采用该夹紧机构工作是可靠的。2.2.4 误差分析与计算该夹具以底面、侧面和顶面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。孔与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献15互换性与技术测量表可知：251取（中等级）即 ：尺寸偏差为、m2 . 0153 . 0107 由16夹具设计手册可得：、定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向