【正文】 高，加工工藝復雜，且加工質(zhì)量的好壞直接影響發(fā)動機整機性能。 隨著國內(nèi)市場對汽車的需求的增加，人們對汽車的各種性能的要求也越來越高。其中汽車的動力性、安全性和排放性能已成為人們關(guān)心的主要內(nèi)容。因此，對汽缸蓋的機械加工工藝就有嚴格的要求。近幾年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展 ,特別是計算機及數(shù)控技術(shù)的廣泛使用，使機械制造的柔性、自動化得以實現(xiàn)。在二十世紀九十年代，特別是八十年代以前，由于受計劃經(jīng)濟的影響，產(chǎn)品比較單一，生命周期較長，因而大多采用組合機床 (通常稱之為專機 ) 組成的剛性制造系統(tǒng)。這種半柔性制造系統(tǒng)介于柔性制造系統(tǒng)與剛性制造系統(tǒng)之間，適合于系列化發(fā)動機產(chǎn)品中的同一系列多品種大批量生產(chǎn)。使各變型產(chǎn)品順利地實現(xiàn)了混線生產(chǎn)，新產(chǎn)品投放市場的速度明顯加快，逐步在市場上占領(lǐng)了先機。因為導管孔的表面精度和同軸度要求都非常高，還涉及到工件的定位、基準的選擇、夾具和刀具的設(shè)計等一些難度較大的問題。工藝規(guī)程中包括各個工序的排列順序、加工尺寸、公差及技術(shù)要求，工藝裝備及工藝措施，切削用量及工時定額、工人等級等。 在制定工藝規(guī)程之前，必須先熟悉下面的幾個基本概念，這對工藝規(guī)程的制定是很有必要的 [8] 。 （ 3）工步 在被加工的表面、切削用量（指切削速度、被吃刀量和進給量）、切削刀具均保持不變的情況下所完成的那部分工序，稱工步。 （ 5）工位 為減少工序中的裝夾次數(shù)，常采用回轉(zhuǎn)工作臺或回轉(zhuǎn)夾具，使工件在一次安裝中，可先后在機床上占有 不同的位置進行連續(xù)加工，每一個位置完成的那部分工序，稱為一個工位。這既要求閥座有很高的耐磨性，還要有很好的密封性。它們的加工精度將直接影響氣缸蓋、氣門和座圈的的密封質(zhì)量。大批量生產(chǎn)的特點見表 21[8] 。按流水線形式排列 夾具 廣泛采用高生產(chǎn)率的專用夾具，靠夾緊及調(diào)整法達到精度要求 刀具與量具 廣泛采用高生產(chǎn)率刀具和量具 根據(jù)零件生產(chǎn)類型的特點，能 夠更好地選擇合適的加工工藝、工藝設(shè)備及生產(chǎn)組織方式來完成零件的生產(chǎn)，達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低消耗的要求 。如果毛坯的余量過大，在生產(chǎn)線上就要設(shè)置毛坯檢測裝置，而且由于余量過大，會降低削速度，影響生產(chǎn)效率的提高。如果粗基準選擇不合理 ， 會影響到加工余量分布不均勻、非加工面偏移 ， 造成廢品。 本次氣缸蓋加工工藝設(shè)計中，采用氣缸蓋 頂面 （已精銑）和進氣座圈底孔為粗基準， 加工定位銷孔或加工出過渡基準后加工定位銷孔 ，從而保證后續(xù)加工的加工精度。采用這種定位方式，夾具的定位導套與機床主軸應(yīng)保持很高的同軸度，以確保加工余量的均布。 綜上所述，根據(jù)“基準不變”原則和零件圖工藝要求，采用“一面兩銷”作為全線的統(tǒng)一基準，即以底面和該面上的兩個定位銷孔進行定位。我們可以通過提高導管孔及座圈孔對銷孔的位置精度，來減少定位誤差，可以在一定程度上保證其精度要求。因此，它對加工余量的不均勻敏感程度較低，這有利于提高氣門閥座工作錐面與導管孔加工的同軸度。單刃鉸刀在鉸削過程中，將切削與導向分別由鉸刀上的兩個不同部位來承擔，因此具有深孔鉆的優(yōu)點。 2． 7 工藝路線的擬定 西南科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 氣缸蓋的加工工藝主 要集中在幾個主要表面和幾個主要孔系。由于四個面的加工是在自動線上完成的，采用方案 1 的順序則是每加工完一個面，工件旋轉(zhuǎn) 90176。氣缸蓋四個面的加工是在銑床上完成，而鉆孔和攻絲是在鉆床上完成的，因此在面的加工過程中插入鉆孔和攻絲是不太合理的。 西南科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 3 夾具設(shè)計 3． 1 概述 機床夾具是 機械制造中的一項重要的工藝裝備。 對氣缸蓋機加工專用夾具設(shè)計總的要求是，能夠提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證產(chǎn)品加工精度，降低制造成本。因此，在夾具的設(shè)計過程中，必須根據(jù)定位銷孔設(shè)計兩定位銷。在夾具 頂板 3 上安裝兩個定位銷（一個圓形銷、一個削邊銷）對氣缸蓋 1 進行定位。 對此夾具的壓板和頂板進行改進后，可以適用于其它小型氣缸的加工，此處不詳細敘述?？紤]以上因素，在夾具設(shè)計過程中必須把夾具體設(shè)計成一個傾斜的結(jié)構(gòu)。 圖 33 夾具結(jié)構(gòu)簡圖 3． 3 夾具設(shè)計的相關(guān)計算 3． 3． 1 定位銷的設(shè)計計算 加工氣缸蓋時，采用“一面兩銷”定位方式定位，即是以與缸體的接合面和該平面上的兩個定位銷孔進行定位。 定位銷的設(shè)計計算見表 31 [10] 。由《金屬機械加工 工藝人員手冊》 [10] 可查得，鉆削加工時： 軸向力 df?? [N ] （ 31） 扭矩 2 d f?? [Nmm? ] （ 32） 其中 f —— 進給量 [mm/r]， d —— 加工孔直徑 [mm]。 當螺栓只受橫向力 R （ x 方向）時，單個螺栓的預(yù)緊力為 fKRF zm??? （ 33） 式中 fK —— 可靠性系數(shù) ? —— 結(jié)合面間摩擦系數(shù) z —— 螺栓個數(shù) m —— 結(jié)合面對數(shù) 查《機械設(shè)計 》 [11] 可得， ? ， ?? ， 8z? ， 1m? 。因此，根據(jù)《機械設(shè)計》 [11] 可知，螺栓小徑必須滿足的條 件為 ? ?1 4 ???? （ 36） 根據(jù)《機械設(shè)計》 [11] 表 和表 得，螺栓公稱屈服極限 240s MP? ? ，安全系數(shù) ? （控制預(yù)緊力時），則許用應(yīng)力為 ? ? 240 1 8 4 .6 21 .3s MPS?? ? ? ?， 代入 公式 （ 36）得 ? ?1 4 1 .3 4 1 .3 8 5 5 1 .6 8 .7 53 .1 4 1 8 4 .6 2Fd ??? ? ?? ? ?? mm 西南科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 此值小于 M12 的普通螺栓的小徑，故螺栓強度足夠。 工件受力如圖 36 所示，平衡條件為 4M fr? （ 37） 則 375 4 90 10Mf r ?? ? ??? [N ] 所以 2 0 8 .3 1 0 4 1 .50 .2fN ?? ? ? ? [N ] 取安全系數(shù)為 ? ，則 2 .5 1 0 4 1 .5 2 6 0 3 .7 5N K N ?? ? ? ? [N ] 圖 36 工件受力圖 對壓板的受力分析 如圖 37 所示 ，對 O 點取矩，有 12Nl Ql? （ 38） 西南科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 由式（ 38）可得 1226 03 .75 30 12 84 .7560 .8NlQ l ?? ? ? [N ] 圖 37 壓板受力分析圖 對氣缸的活塞桿受力分析 如圖 38 所示 ，根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》 [10] 得活塞桿和桿套之間的摩擦系數(shù)為 ?? （有潤滑），根據(jù)平衡條件有， cos 60P f Q??? c o s 6 0f N Q?? ??? 所以 ? ?c o s 6 0 c o s 6 0 1 c o s 6 0P Q Q Q? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?1 0 . 0 7 1 2 8 4 . 7 5 c o s 6 0 6 8 7 . 3N? ? ? ? P 即是氣缸給活塞的壓力。本文將針對氣缸蓋導管孔的終加 工進行鉸刀設(shè)計。 另外，單刃鉸刀在鉸削過程中，將切削與導向分別由鉸刀上的兩個不同部位來承擔，因此具有深孔鉆的優(yōu)點。 4． 2 刀具的技術(shù)要求 為了可用較高速度進行鉸削，針對氣缸蓋的材料是 HT200 選用 YW1 硬質(zhì)合金作刀刃。最前端的切削刃長 2mm，主偏角 60K? ??，擔負著切削大部分余量的任務(wù)；而用長度為 5mm、 3zK??的斜刃及圓柱校準部分擔負精鉸任務(wù)，同時用 3 個硬質(zhì)合金導向塊起導向、支承和擠壓作用。所以，在本次設(shè)計中單刃鉸刀采用三個導向塊。導向塊的導向角應(yīng)等于刀齒的主偏角，使其既有倒錐又便于 制造。 從力學的角度分析，彎矩是引起彎曲變形的主要原因，因此縮短刀具的長度是提高剛性的有效途徑。 采用單齒鉸刀時的鉸孔余量允許比采用普通多刃鉸刀時留大一些，因此在一定條件下可省掉粗鉸工序，提高工作效率，在加工余量大且不均勻的情況下，為保證加工孔的精度和表面粗糙度，宜采用較小的進給量；而當加工余量小而均勻時，實際上已成為精鉸工序，此時已有足夠大的切削力，可使導向塊穩(wěn)定地緊壓在工件孔的表面上，實現(xiàn)正確的支撐和導向，因此可選用較大的進給量。因此，復合鉸刀幾何參數(shù)的確定是鉸刀設(shè)計過 程中重點關(guān)注的問題之一。 鉸刀的直徑 d 應(yīng)等于被鉸孔的直徑 wd ，其公差與被鉸孔的尺寸公差 IT、鉸刀的制造公差、鉸刀 的磨損儲備量 N 及鉸孔后孔徑產(chǎn)