蘭州理工大學(xué)氣缸蓋工藝及夾具設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計說明書講解

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1、 蘭州理工大學(xué)（論文） GG50 氣缸蓋機(jī)械加工工藝及粗銑前面工序夾具設(shè)計 摘 要 氣缸蓋設(shè)計的好壞，直接影響發(fā)動機(jī)的動力、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。本課題以 GG50氣缸蓋為研究對象，分析了 GG50氣缸蓋零件的作用和加工工藝，編排了汽缸蓋機(jī)械加工工序、制作工序卡片并設(shè)計了粗銑前端面這一工序的夾具。 在本次設(shè)計的過程中，清楚地認(rèn)識 GG50汽缸蓋的結(jié)構(gòu)以及其功用，采用最經(jīng)濟(jì)的辦法達(dá)到所要求的生產(chǎn)綱領(lǐng)，做到技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合格，并本著滿足使用過程中工件的穩(wěn)定性和可靠性和有足夠的承載或夾持力度來保證工件的施工過程兩大原則設(shè)計 了夾具。 總的來

2、說，本文對汽缸蓋零件進(jìn)行了工藝設(shè)計和夾具設(shè)計。在整個設(shè)計過程中有這樣的認(rèn)識：合理的工藝路線的制定，是保證加工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵：合理的夾具設(shè)計可以縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，保證加工精度。 關(guān)鍵詞： GG50 汽缸蓋；工序；夾具；銑 ;機(jī)械加工工藝 I GG50 氣缸蓋機(jī)械加工工藝及粗銑

3、前端面夾具設(shè)計 The Design of Process Plan and Fixture for Milling Side for The GG50 Cylinder Head Abstract That the design of cylinder head is good or bad directly affect the engine ’powers performance, economy and reliability.This topic takes GG50 cylinder head as the research object,

4、analyzes the affect and processing technology of GG50 cylinder head ,make machining processes, process CARDS and design a fixture of rough mill end face. In the process of the design, I understand the GG50 cylinder head ’ s structure an use the most economical way to achieve the required producti

5、on platform,make sure technically advanced and economically.This paper, in the process of fixture,ensure the two principles that meet the stability and reliability of the workpiece and have enough carrying or holding to ensure the construction process of workpiece to design. In general, this p

6、aper design the process plan and fixture of cylinder cover.Throughout the design process to have such understanding: the establishment of reasonabletechnology route is the key to ensure machining quality and efficiency, reasonable fixture design can shorten the auxiliary time, improve labor producti

7、vity, ensure the machining accuracy. Keywords: GG17Cylinder-head; process; fixture design; milling;Mechanical processing technology II 蘭州理工大學(xué)（論文） 目 錄 引 言 ...

8、................................................................................................................................. 1 第 1 章 緒論 .............................................................................................................................. 2 1.1 本課題的研究意義 ......

9、............................................................................................... 2 1.2 本課題的研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................... 2 1.3 本課題的發(fā)展趨勢 ............................................................

10、......................................... 2 第 2 章 零件分析 ...................................................................................................................... 3 2.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)要求 ........................................................................................................

11、...... 3 2.2 汽缸蓋的工藝分析 ...................................................................................................... 3 2.2.1 汽缸蓋的材料 ........................................................................................................................ 3 2.2.2 缸蓋毛坯的要求 .

12、................................................................................................................... 3 2.2.3 確定待加工部位 ................................................................................................................... 3 第 3 章 確定 GG50 汽缸蓋機(jī)械加工工藝 ...............

13、............................................................... 4 3.1 確定毛坯的制造形式 .................................................................................................. 4 3.2 制定工藝規(guī)程的原則 .............................................................................................

14、.... 4 3.3 基準(zhǔn)的選擇 ................................................................................................................. 4 3.4 確定機(jī)械加工工藝 ...................................................................................................... 4 第 4 章 確定切削用量及工時 ..................

15、................................................................................ 6 4.1 概述 .............................................................................................................................. 6 4.2 各工序切削參數(shù)及工時的確定 ..................................................

16、................................ 6 第 5 章 夾具設(shè)計 .................................................................................................................... 34 5.1 確定夾具設(shè)計方案 ................................................................................................... 34 5.1

17、.1 確定工件需要限制的自由度，選擇定位基準(zhǔn) ................................................................. 34 5.1.2 確定定位元件的結(jié)構(gòu)尺寸及其在夾具體中位置 .............................................................. 34 5.1.3 定位誤差的分析計算 ................................................................................

18、.......................... 34 5.2 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ........................................................................................................ 35 5.2.1 夾緊方案的確定 .................................................................................................................. 35

19、 5.2.2 夾緊力的計算 ...................................................................................................................... 35 5.2.3 氣缸的選擇 .......................................................................................................................... 36 結(jié)論與展望 .......

20、....................................................................................................................... 38 致 謝 ........................................................................................................................................ 39 參考文獻(xiàn) ..................

21、................................................................................................................ 40 附錄 A 附加圖、表 ................................................................................................................. 41 附錄 B 外文文獻(xiàn)及其譯文 ..................................

22、................................................................... 42 附錄 C 主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要 ..................................................... 錯誤！未定義書簽。 III GG50 氣缸蓋機(jī)械加工工藝及粗銑前端面夾具設(shè)計 插圖清單 圖 5- 1 夾具定位示意圖 ..........................

23、............................................ 錯 誤！未定義書簽。 圖 5- 2 夾緊裝置 .................................................................................. 錯 誤！未定義書簽。 圖 5- 3 單個移動壓板受力示意圖 ...................................................... 錯誤！未定義書簽。

24、 IV 蘭州理工大學(xué)（論文） 表格清單 表 5- 1 固定式襯套參數(shù) .......................................................................錯 誤！未定義書簽。 表 5- 2 回

25、轉(zhuǎn)式鏜套參數(shù) .......................................................................錯 誤！未定義書簽。 V

26、GG50 氣缸蓋機(jī)械加工工藝及粗銑前端面夾具設(shè)計 VI 蘭州理工大學(xué)（論文） 引 言 機(jī)械加工工藝和機(jī)床

27、的夾具設(shè)計以及夾具的制造技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)、國際競爭、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。它正被看做是現(xiàn)在國家經(jīng)濟(jì)上獲得成功的重要因素。氣缸蓋是發(fā)動起最復(fù)雜最重要的零件之一，氣缸蓋設(shè)計的好壞，直接影響發(fā)動機(jī)的質(zhì)量。 傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)在新時代的背景下已經(jīng)不能滿足時代的要求，因此機(jī)械制造業(yè) 要在吸收新成果的基礎(chǔ)之上成為一個新興技術(shù)行業(yè)， 實現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)地環(huán)?；?， 節(jié)能化，經(jīng)濟(jì)化的目標(biāo)。我國自從改革開放以來機(jī)械制造工業(yè)取得了很大的發(fā)展，已近成為工業(yè) 產(chǎn)品門類比較齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門之一。但是與國外的機(jī)械制造行業(yè)相比，我國機(jī)械制造工業(yè)存在資

28、源利用率低，環(huán)境污染高，自主創(chuàng)新能力差等特點(diǎn)。雖然夾具的設(shè)計也有較大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我們在這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品和水平不夠高，加工工藝不合理，夾具的應(yīng)用比較少，使其加工工人的勞動強(qiáng)度大，加工的產(chǎn)品不理想。這些問題對機(jī)械制造工業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展不利， 因此我國要實現(xiàn)機(jī)械工業(yè)的現(xiàn)代化必須要加大機(jī)械制造行業(yè)的資金和技術(shù)投入比例，實現(xiàn)我國機(jī)械制造工業(yè)的成功轉(zhuǎn)型。 目前我國機(jī)械制造處于高速發(fā)展階段，一些先進(jìn)的機(jī)械制造工業(yè)已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)。但是由于我國機(jī)械技術(shù)水平相對來說較地，在機(jī)械制造工業(yè)方面沒有充分的經(jīng)驗，因此，我國的機(jī)械制造工業(yè)與發(fā)達(dá)國家存在著很大

29、的差距，主要表現(xiàn)在計算機(jī)管理水平低，管理方法落后，仍處于機(jī)械加工工藝的研發(fā)和單自動化階段。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常的更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求和競爭，然而一般的企業(yè)都仍習(xí)慣于大量的采用傳統(tǒng)的專用夾具， 一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里擁有上千甚至近萬套夾具；另一方面 ，在 多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 3-5 年就要更新50-80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損僅為 10-20%左右。 本文以 GG50 汽缸蓋為研究對象， 分析了其加工工藝并對粗銑前端面這一工序進(jìn)行夾具設(shè)計，保證了加工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性，盡

30、可能地縮短輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率并且降低對工人的技術(shù)要求。 1 GG50 氣缸蓋機(jī)械加工工藝及粗銑前端面夾具設(shè)計 第 1 章 緒論 1.1 本課題的研究意義 本課題研究的是 GG50氣缸蓋機(jī)械加工工藝及指定工序夾具設(shè)計。機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或 半成品，是每個步驟，每個流程的詳細(xì)說明。 編制汽缸蓋加工工藝規(guī)程，用以指導(dǎo)汽缸蓋的實際加工生產(chǎn)，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、

31、獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和較高的產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)。夾具是在機(jī)械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。在工藝過程中的任何工序，都用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置。夾具的好壞直接影響工件加工表面的位置精度， 所以機(jī)床夾具是裝備設(shè)計中的一項重要工作，關(guān)系到生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。 1.2 本課題的研究現(xiàn)狀 目前，缸蓋加工工藝已在我國得到了應(yīng)用與推廣，主要在汽車發(fā)動機(jī)，航天航空，武器制造，機(jī)械工程，儀器儀表等等。但是從目前我國的情況來看，缸蓋加工工藝主要在汽車制造業(yè)和飛機(jī)制造業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，但是也只是停留在初步應(yīng)用階段，在其他行業(yè)應(yīng)用較少，主要是在專

32、業(yè)研究機(jī)構(gòu)和高校研究機(jī)構(gòu)中應(yīng)用，可見我國對于缸蓋加工工藝的應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)水平還很低，但是卻有很大的提升空間?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專 用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 3-4 年就要更新 50-80％左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 10-20％左右。所以，老式的夾具已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要了，更經(jīng)濟(jì)化，高效化的夾具也就慢慢的發(fā)展出來。 1.3 本課題的發(fā)展趨勢 機(jī)械制造工藝的發(fā)展分為三個趨勢。第一，數(shù)字化趨勢

33、，機(jī)械制造加工的發(fā)展最重要的推動者就是計算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，機(jī)械制造工藝的重要發(fā)展方向就是數(shù)字化。數(shù)字化包括機(jī)械制造中設(shè)計環(huán)節(jié)數(shù)字化，數(shù)字化生產(chǎn)過程的實現(xiàn)和實現(xiàn)生產(chǎn)過程的數(shù)字化管理。第二，精細(xì)化趨勢，機(jī)械制造工藝的發(fā)展不可或缺的是材料進(jìn)步和加工手段的提升，即加工的精密化不斷提高。在未來隨著納米技術(shù)的不斷提升，機(jī)械制造工藝也將完全進(jìn)入到納米時代。第三，集成化的發(fā)展趨勢，集成化的發(fā)展是高度自動化帶來的產(chǎn)物，即機(jī)械制造的工藝由原來的分散型逐漸加工，轉(zhuǎn)化為完整的集成化、連續(xù)性加工和生產(chǎn)?，F(xiàn)在的集成主要是設(shè)備、技術(shù)的集成，即利用機(jī)電一體化、工藝連續(xù)性來一 次性完成某個部件的生產(chǎn)， 而未來的集成化將

34、是整個成品的集成化生產(chǎn)， 那是將使設(shè)計、生產(chǎn)、裝配、成品檢驗、出廠的全過程在一個自動化系統(tǒng)內(nèi)完成?，F(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化四個方面。夾具在機(jī)械加工生產(chǎn)過程中起 著重大的作用，夾具的發(fā)展是為了滿足當(dāng)代機(jī)械加工工藝的需要， 可以說是社會的發(fā)展、生產(chǎn)的需要帶動著夾具的發(fā)展，其發(fā)展過程是必然的。 2 蘭州理工大學(xué)（論文） 第 2 章 零件分析 2.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)要求 年產(chǎn) 8000 臺，單班制。屬于大批量生產(chǎn)，適合用工序集中生產(chǎn)。 2.2

35、 汽缸蓋的工藝分析 2.2.1 汽缸蓋的材料 由零件圖技術(shù)要求， GG50 氣缸蓋的材料為 ZL101 （鋁合金），根據(jù)鋁合金的特點(diǎn)，我們在設(shè)計工藝過程和選定切削參數(shù)的時應(yīng)有所注意。 2.2.2 缸蓋毛坯的要求 對于缸蓋毛坯的技術(shù)要求是：毛坯應(yīng)采用重力鑄造或低壓澆鑄成型，鑄件內(nèi)外表面不得有縮孔、毗縫、疏松等現(xiàn)象。 2.2.3 確定待加工部位 上平面的待加工部位：粗銑上平面、鉆 9Φ13 通孔、鉆 Φ10 深 70 通孔 、鉆Φ10深 88 通孔、鉆 3Φ18 通孔、鉆 8Φ5 深 18 通孔、鉆 2Φ12.5 通孔、鉆擴(kuò)鉸 2Φ 15 深 16 孔、鉆 2Φ

36、14 通孔、鉆擴(kuò)鉸 Φ15 深 16.3 孔、鉆 Φ13 孔、銑槽、鉆擴(kuò)鉸 Φ20 深 23.8 孔、加工 SR12.5 球面、鉆擴(kuò)鉸 Φ 25 深 23 孔、鉆擴(kuò)鉸 Φ32 孔、锪 Φ32 至頂面 4、銑槽、鉆擴(kuò)鉸 10Φ12 深 60.7 孔、成形車刀加工、鏜 5Φ27.3 孔、鏜 5Φ 30.8 孔、鏜 5Φ 33 孔、鏜 5Φ37 孔。 下平面的待加工部位：粗銑下平面、鉆擴(kuò)鉸 Φ 14、锪 Φ24 至頂面 3、鉆擴(kuò)鉸 8Φ 8.5 深 7.3 孔，攻絲 8 M8-6H 、粗精鏜 3Φ30 2Φ47 Φ 32、鏜 10 Φ33 距頂 面 60.7、粗精鏜 10

37、Φ35。 前平面的待加工部位：粗銑前端面、攻絲 19M8-6H 深 14.5、攻絲 M6-6H 深 12、 鉆擴(kuò)鉸 2Φ12 深 12 孔。 后端面的待加工部位：粗銑后端面、鉆 Φ 10 深 9 孔、鉆 2Φ 5 深 18 孔、鉆 5Φ 6.75 深 20 孔、攻絲 2M6-6H 深 14、攻絲 5M8-6H 深 16、鉆 Φ7.9 孔、鉆 Φ10.7 深 14 孔、攻絲 5M12 1.25-6H 攻深 11、鏜 Φ 32 孔。 左端面的待加工部位：粗銑左端面、鉆 Φ4 通孔、鉆 Φ 5 深 17 孔、鉆 Φ6.75 深 19 孔、鉆 Φ8.5 通孔、鉆

38、孔鉸 Φ24 深 10 孔、攻絲 M6-6H 深 10、攻絲 M8-6H 深 16 孔、攻 絲 NPT1/8-27。 右端面的待的加工部位：粗銑右端面、鉆 Φ6.75 深 19 孔、鉆 Φ6.75 深 22 孔、鉆 Φ9 深 19 孔、攻絲 2M8-6H 深 16、攻絲 M101-6H 深 15、鉆擴(kuò)鉸 Φ24、锪 Φ28 深3.5、鉆 Φ10.3 深 19、攻絲 ZM12 深 15、锪 Φ12.8 距頂面 2.5。 鉆斜孔：鉆 5Φ 13 孔、鉆 5Φ20.7、鉆 5Φ22、攻絲 5M24 2-6H 深 16， 鉆 5Φ 28、鉆擴(kuò)鉸 Φ20.7、鉆Φ 4.5、鉆

39、擴(kuò)鉸 Φ 5.4、鉆 4Φ4.3、 鉆 4Φ5 深 27、鉆擴(kuò)鉸 Φ 16 3 GG50 氣缸蓋機(jī)械加工工藝及粗銑前端面夾具設(shè)計 第 3 章 確定 GG50 汽缸蓋機(jī)械加工工藝 3.1 確定毛坯的制造形式 氣缸蓋的材料是鋁合金，考慮到在汽車中的受力情況，所以毛坯采用鑄造的形式。 3.2 制定工藝規(guī)程的原則 汽缸蓋屬于箱體類零件，所以應(yīng)遵守箱體類加工原則。加工順序為先面后孔， 箱體類零件的加工順序為先加工面，已加工好的平面定位，再來加工孔。因為箱體孔

40、精度 要求高，加工難度大先以孔基準(zhǔn)加工好平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣既能為孔 的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)， 同時可以使孔的加工余量均勻。 工序間安排時效處理 箱體毛坯比較復(fù)雜，鑄造內(nèi)應(yīng)力較大。為了消除內(nèi)應(yīng)力減小變形，保證精度的穩(wěn)定鑄造之 后要安排人工時效處理（加熱 500~550℃,加熱速度 50~120℃/h，保溫 4~6 h，冷卻速度 ≤30℃ /h，出爐溫度≤ 200℃）。箱體人工時效的方法，除了加工保溫方法外，也可采用振動時效來達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的。 3.3 基準(zhǔn)的選擇 在設(shè)計工序基準(zhǔn)時，首先考慮用設(shè)計基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn)，其次所選工序基準(zhǔn)應(yīng)盡可

41、能用于工件的定位和工序尺寸的檢驗，但當(dāng)采用設(shè)計基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)有困難時，可另選工序基準(zhǔn)，但必須可靠地保證零件的設(shè)計尺寸和技術(shù)要求。正確選擇定位基準(zhǔn)是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程和進(jìn)行夾具設(shè)計的關(guān)鍵。定基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)。在起始工序中，只能選用未經(jīng)加上過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用加工過的表面所作的定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。 在設(shè)計工藝規(guī)程的過程中，當(dāng)根據(jù)零件工作圖先選擇精基準(zhǔn)、后選粗基準(zhǔn)。結(jié)合整個工藝過程要進(jìn)行統(tǒng)一考慮，先行工序要為后續(xù)工序創(chuàng)造條件。對于汽缸蓋的加工基 準(zhǔn)選擇應(yīng)遵循如下原則： 基準(zhǔn)重合原則、 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、 自為基準(zhǔn)原則、 互為基準(zhǔn)原則、便于裝夾的原則等。

42、 3.4 確定機(jī)械加工工藝 方案一 10.鑄造毛坯 20.熱處理 30.粗銑下端面 40.粗精銑上端面 50.鉆上端面上所有的通孔及粗加工上端面所有階梯孔 60.粗鏜排氣孔中 Φ27.3 Φ33 Φ 37 Φ30.8 Φ37 Φ41 鉆 Φ11 孔 70.精銑下端面 80.粗加工下端面所有階梯孔、打螺紋底孔以及粗鏜底面孔 90.粗銑前端面 100.鉆前端面螺紋底孔并鉆 Φ11 孔 110 粗銑后端面 120.鉆 M8-6H M6-6H M12x1.25-6H 螺紋底孔以及 Φ32 和Φ10 孔 130

43、.粗銑左側(cè)面 4 蘭州理工大學(xué)（論文） 140.鉆Φ 4 孔，鉆 Φ22 孔，加工 M6-6H M8-6H NPT1/8-27 螺紋底孔 150.粗銑右端面 160.鉆 M8-6H M10x1-6H 螺紋底孔，粗加工 O-O N-N 階梯孔 170.鉆擴(kuò)鉸上端面所有階梯孔 180.精鏜排氣孔中 Φ27.3 Φ33 Φ 37 Φ30.8 Φ37 Φ41 擴(kuò)鉸 Φ11 孔至 Φ 12 190.精加工下端面所有階梯孔 200.攻下端面所有螺紋 210.精鏜底面孔 220.攻前端面所有螺紋孔 230.攻后端

44、面所有螺紋孔 240.加工 Φ24 孔 250.攻絲 M6-6H M8-6H NPT1/8-27 螺紋 260.攻絲 M8-6H M10x1-6H 螺紋 270.鉆擴(kuò)鉸加工 O-O N-N 階梯孔 280.鉆擴(kuò)鉸斜孔 290.清洗 300.檢查入庫 方案二 10.鑄造毛坯 20.熱處理 30.粗銑下端面 40.粗、精銑上端面并鉆、擴(kuò)、鉸上端面所有的通孔，加工 A-A 階梯孔，鉆、擴(kuò)、鉸 Φ 15 深 16.3 孔，加工 C-C 階梯孔、倒角、銑槽，鉆、擴(kuò)、鉸 Φ20 深 23.8 孔，加工 E-E 階梯孔、用

45、成形車道加工 Φ25 球面并銑槽，鉆擴(kuò)鉸 Φ12 孔 50.粗精鏜排氣孔中 Φ 27.3 Φ 33 Φ37 Φ30.8 Φ 37 Φ41 60.精銑下端面并加工 F-F 階梯孔，加工 M8-6H 螺紋孔，鉆擴(kuò)鉸 Φ8.5 孔 70.粗銑、半精銑凸輪軸孔 80.鏜Φ 33 孔，粗精鏜 Φ35 孔 90.粗銑前端面、加工前端面 M8-6H 及 M6-6H ，鉆擴(kuò)鉸 Φ12 孔并倒角 100.粗銑后端面，加工 M8-6H M6-6H M12x1.25-6H 螺紋以及 Φ32 和Φ 10 孔 110.粗銑左側(cè)面，鉆 Φ4 孔，鉆擴(kuò)鉸 Φ24 孔，加工 M6

46、-6H M8-6H NPT1/8-27 螺紋 120.粗精銑右端面，加工 M8-6H M10x1-6H 螺紋 加工 O-O N-N 階梯孔 130.鉆斜孔 140.精銑凸輪軸孔 150.清洗 160.檢查入庫 方案一再選擇設(shè)備時選擇了組合機(jī)床， 而方案二幾乎所有機(jī)床均選用加工中心加工。由于氣缸蓋的結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜， 選擇加工中心能使工序集中， 加快加工效率， 故更加合理。方案一很好地遵循了保證相互位置要求的原則、保證加工表面加工余量合理分配的原 則、粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用的原則和便于工件裝夾的原則等。所以選擇方案二。 5

47、 GG50 氣缸蓋機(jī)械加工工藝及粗銑前端面夾具設(shè)計 第 4 章 確定切削用量及工時 4.1 概述 在粗加工是要盡可能達(dá)到較高的金屬切除率，同時又要保證必要的刀具耐用度，在背吃刀量的選擇上，應(yīng)根據(jù)工件的加工余量確定，粗加工時，除留下必要的精加工余 量外，應(yīng)盡量使余量能一次或少數(shù)幾次切除完。 在進(jìn)給量的選擇上， 要根據(jù)機(jī)床、工件、刀具的具體條件和斷屑情況選擇，機(jī)床、工件和刀具剛性好的可選性大些；反之，則選 小些。切削速度就根據(jù) T 度的要求，針對不同刀具材料和工件材料選用合適的 Vc。精加工時首先應(yīng)保證獲得必要的加工精度和表面質(zhì)量， 同時又要考慮

48、得到必要的刀具耐用度和生產(chǎn)率。背吃刀量的選擇就根據(jù)粗加工留下的余量確定，在進(jìn)給量的選擇上，為降低 表面粗糙度，應(yīng)采用較小的 f 。切削速度可以在保證合理的刀具耐用 T 的情況下合理選擇。 4.2 各工序切削參數(shù)及工時的確定 工序 10. 鑄造毛坯 工序 20. 熱處理 工序 30. 粗銑下端面 機(jī)床：臥式銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） d 0=400mm 齒數(shù) Z=20 a e=240mm 每齒進(jìn)給量 af : 由文獻(xiàn) [8] 知，取 af =0.25mm/z 銑削速度 V：由文獻(xiàn) [8] 知，取 V=80m/min 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)

49、速 n: n=1000v/ лd0=64r/min 走刀量 f:f=a f z=0.25 20=5mm/r 進(jìn)給量 Vf =f n0 =af z n=0.25 2060=300mm/min 工作臺每分鐘進(jìn)給量 f m: f m=Vf =300mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=518mm 刀具切入長度 l 1：l 1=0.5[D-(D 2-a 2e) 1/2 ]+(1~3)=42mm 刀具切出長度 l 2: l 2=1~3mm,取 l 2=2mm 走刀次數(shù)為 5 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=1.87m

50、in 工序 40.粗、精銑上端面并鉆、擴(kuò)、鉸上端面所有的通孔，加工 A-A 階梯孔，鉆、擴(kuò)、 鉸 50 深 16.3 孔，加工 C-C 階梯孔、倒角、銑槽，鉆、擴(kuò)、鉸 Φ20 深 23.8 孔，加工 E-E 階梯孔、用成形車道加工 Φ25 球面并銑槽，鉆擴(kuò)鉸 Φ12 孔 （一）粗銑上端面 每齒進(jìn)給量 af : 由文獻(xiàn) [8] 知，取 af =0.25mm/z 銑削速度 V：由文獻(xiàn) [8] 知，取 V=80m/min 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n: n=1000v/ лd0=64r/min 走刀量 f:f=a f z=0.25 20=5mm/r 進(jìn)

51、給量 Vf =f n0 =af z n=0.25 2060=300mm/min 工作臺每分鐘進(jìn)給量 f m: f m=Vf =300mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=518mm 6 蘭州理工大學(xué)（論文） 刀具切入長度 l 1：l 1=0.5[D-(D 2-a 2e) 1/2 ]+(1~3)=42mm 刀具切出長度 l 2: l 2=1~3mm,取 l 2=2mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=1.87min （二）精銑上端面 銑削深度 ap=0.5mm

52、 每齒進(jìn)給量 af =0.20mm/z 銑削速度 V=120m/min(由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=95.5r/min 走刀量 f= a f z=0.20 20=4mm/r 進(jìn)給量 Vf =f n0 =af z n=0.2 20 95.5=382mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=518mm 刀具切入長度 l 1：l 1=0.5[D-(D 2-a 2e) 1/2 ]+(1~3)=42mm 刀具切出長度 l 2: l 2=1~3mm,取 l 2=2mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間

53、t 1=(l+l 1+l 2)/f m=1.47min （三）鉆 9 個 Φ13 孔 機(jī)床：加工中心 刀具：高速鋼麻花鉆 切削深度 ap=6.5mm 鉆削速度 V=28m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=857r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.18mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=857 0.18=154.3mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=65mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=4.5mm刀具切出長度 l

54、2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.45min （四）鉆 Φ10 深 70 孔 切削深度 ap=5mm 鉆削速度 V=22m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=700r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.14mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=700 0.14=98mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=70mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=5mm刀具切出長度

55、 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.76min （五）鉆 Φ10 深 88 孔 切削深度 ap=5mm 鉆削速度 V=22m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 7 GG50 氣缸蓋機(jī)械加工工藝及粗銑前端面夾具設(shè)計 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=700r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.14mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=700 0.14=98mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=8

56、8mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=5mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.95min ( 六 ) 鉆 3 個Φ 18 孔 切削深度 ap=9mm 鉆削速度 V=32m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=566r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.20mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=566 0.20=113.2mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺

57、寸可知 l=86mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=5.3mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.81min （七）鉆 8 個 Φ5 孔 切削深度 ap=2.5mm 鉆削速度 V=20m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=1274r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.12mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=1274 0.12=152.9mm/min 被切削長

58、度 l: 由毛坯尺寸可知 l=18mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=3.5mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.14min （八）鉆 2 個 Φ12.5 孔 切削深度 ap=6.25mm 鉆削速度 V=28m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=713.4r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.18mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=713.4 0.18=12

59、8.4mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=58mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=4.3mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.49min （八）鉆 2 個 Φ14 通孔 切削深度 ap=7mm 8 蘭州理工大學(xué)（論文） 鉆削速度 V=28m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=637r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8

60、] 知 f=0.18mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=637 0.18=114.7mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=86mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=4.6mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.79min （九）擴(kuò)孔至 Φ14.5 切削深度 ap=0.25mm 切削速度 V=32m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=702.8r/min 進(jìn)給量

61、 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.15mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=702.8 0.15=105.4mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=86mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=4.6mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.86min （十）鉸孔至至 Φ15 切削深度 ap=0.25mm 切削速度 V=10m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=212r/

62、min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.5mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=212 0.5=106mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=86mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=4.6mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.85min （十一）鉆 Φ 15 底孔 Φ13.7 深 16.3 切削深度 ap=6.85mm 鉆削速度 V=28m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n

63、=1000v/ л d0=651r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.18mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=651 0.18=117.2mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=16.3mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=4.5mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.18min （十二）擴(kuò) Φ 15 孔至 Φ14.5 9 GG50 氣缸蓋機(jī)械加工工藝及粗銑前端面夾具設(shè)計

64、 切削深度 ap=0.25mm 切削速度 V=32m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=702.8r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.15mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=702.8 0.15=105.4mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=16.3mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=4.6mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.20min

65、 ( 十三 ) 鉸Φ15 孔至 Φ15 切削深度 ap=0.25mm 切削速度 V=10m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=212r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.5mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=212 0.5=106mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=16.3mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=4.6mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)

66、/f m=0.20min （十四）鉆 Φ 13 孔 切削深度 ap=6.5mm 鉆削速度 V=28m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=857r/min 進(jìn)給量 f: 由文獻(xiàn) [8] 知 f=0.18mm/r 進(jìn)給速度 f m=fn=857 0.18=154.3mm/min 被切削長度 l: 由毛坯尺寸可知 l=65mm 刀具切入長度 l 1：l 1=（Dctgk r ）/2+(1~2)=4.5mm刀具切出長度 l 2: l 2=0mm 走刀次數(shù)為 1 次 機(jī)動時間 t 1=(l+l 1+l 2)/f m=0.45min （十五）擴(kuò)孔至 Φ14 切削深度 ap=0.5mm 鉆削速度 V=32m/min ( 由文獻(xiàn) [8] 知 ) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/ л d0=727.9r/mi