【正文】 但對(duì)該夾具而言，由于工件形狀復(fù)雜，一般標(biāo)準(zhǔn)件不符合夾具設(shè)計(jì)要求，因而有必要設(shè)計(jì)一些非標(biāo)準(zhǔn)件，如以下各圖所示，對(duì)于各非標(biāo)準(zhǔn)件的安裝位置請(qǐng)見夾具圖。該裝置就很好地解覺了這個(gè)問題。然后將換向閥 2的右位接入回路時(shí)，油液進(jìn)入液胍缸 5 的右左腔，推動(dòng)活塞向左、右運(yùn)動(dòng)，工件被松開。對(duì)于一些具體尺寸請(qǐng)見后面說明。 安裝該專用夾具的機(jī)床裝備 本夾具安裝在搖臂鉆床 Z3040*16 上。該夾具要嚴(yán)格保證產(chǎn)品質(zhì)量，并能提高生產(chǎn)率，同時(shí)夾具本身要求結(jié)構(gòu)緊湊，操律迅速方便。當(dāng)然這種好的經(jīng)濟(jì)性也不是一成不變的，隨著社會(huì)的發(fā)展，設(shè)備的不斷更新，該工藝方案的經(jīng)濟(jì)性必然會(huì)下降，這時(shí)會(huì)被經(jīng)濟(jì)性更好的工藝方案取而代之。 例如采用新夾具的標(biāo)準(zhǔn) 回收期通常規(guī)定為 2~3 年，采用新機(jī)床則規(guī)定為 4~6 年。如圖（ ）所示，當(dāng)是量為 N 小于臨界值 NK 時(shí)，方案二優(yōu)于方案一 。 （ 1） 可變費(fèi)用 V 可變費(fèi)用是與年產(chǎn)量有關(guān)的費(fèi)用，它由以下各項(xiàng)費(fèi)用構(gòu)成：材料費(fèi) V 料 、操作工人工資 V 工 、機(jī)床電費(fèi) V 電 ，通用機(jī)床折舊費(fèi) V 通機(jī)折 、通用刀具折舊費(fèi)用 V 通刀折、 刀具維持費(fèi) V刀維費(fèi)， 通用夾具維護(hù)及折舊費(fèi) V 通夾拆 ，它們與可變費(fèi)用的關(guān)系用公式表示為： V =V 材 +V 工 +V 電 +V 通機(jī)折 +V 通刀折 +V 刀維費(fèi) +V 通夾折 （ 2） 不變費(fèi)用 F 變費(fèi)用與年產(chǎn)量無直接關(guān)系，不隨年產(chǎn)量變化而變化，它包括：調(diào)整工人工資 F 工 ，專用機(jī)床維護(hù)折舊費(fèi) F 專機(jī)折 ，專用刀具折舊費(fèi) F 專刀折 ，專用夾具維護(hù)及折舊費(fèi) F 專夾折 ， 它們與不變費(fèi)用的關(guān)系用公式表示為： F=F 工 +F 專機(jī)折 +F 專刀折 +F 專夾折 （ 3） 零件的年度工藝成本與單件工藝成本 年度工藝成本為 C，則 四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)蓋的工藝規(guī)程編制及銑削夾具設(shè)計(jì) 28 C=N*V+F (N 為年產(chǎn)量，件 ) 單件件工藝成本為 Cd，則 Cd=V+ 將兩式用圖形表示如下： 圖 (a)表示年度工藝成本 c 與年產(chǎn)量 N 的關(guān)系。另外，對(duì)一些有特殊加工要求的尺寸的測量 39。 在缸蓋的加工工藝中，加工面多為孔和平面，所以使用的刀具也多為鉆頭和銑刀。另外要注意的是央具的精度與被加工工件的精度相適應(yīng)。13 斜孔的最終工序，工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，所以工序尺寸也得通過尺寸鏈換算求得。 工序尺寸 ： Z 孔到氣門孔的距離為 53，而氣門孔到 216。 ，所以尺寸鏈為： AEsA EiA 為封閉環(huán) A=9885=13 EsA=+= EiA== AEsA EiA=13177。， 177。 例如工序尺寸 177。 （ 10）工序 70 鉆 6216。 177。左側(cè)面到氣門孔中心的距離為 69177。 （ 3） 工序 15 精銑上平面 該工序的工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，但該工序是中間工序所以工序尺寸也也要通過尺寸鏈換算得到。 。達(dá)到要求的為合格零件，沒達(dá)到要求就為廢品。13，深 15+1 0。 （ 25）工序 125 鉆空調(diào)機(jī)螺紋底孔 本工序中以上平面和前端面作為定位基準(zhǔn)，在空調(diào)機(jī)平臺(tái)上鉆孔，要求孔直徑 + 0. （ 26）工序 130 攻空調(diào)機(jī)螺紋 上一道工序已經(jīng)鉆出了螺紋底孔，本工序的內(nèi)容是攻螺紋，要求螺紋 M126H，深 15。 ，從而間接保證尺寸 110177。角。本工序仍采用兩個(gè)工藝和下平面做定位基準(zhǔn)。 (14)工序 70 鉆 6216。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 (10)工序 50 氣壓試驗(yàn) 汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)氣缸蓋的氣密性有嚴(yán)格的要求進(jìn)行壓試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)氣缸蓋的氣密性。 ，而 后端面之間的距離 494177。 (3) 工序 15 精銑上平面 上平面的表面粗糙度要求值為，平面度要求達(dá) ，所以在工序 05 粗銑的基礎(chǔ)要進(jìn)行精銑。在整個(gè)氣缸蓋的加工工藝過程中 共安排了兩次水套內(nèi)腔氣壓試驗(yàn)工序。 (2)最終檢驗(yàn)：全部加工完成后，即工藝過程最后安排最終檢驗(yàn)。因此，當(dāng)加工位置公差要求很小的表面時(shí) ，可采用兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)進(jìn)行反復(fù)加工。 在整個(gè)汽缸蓋的加工工藝過程中，粗基準(zhǔn)的使用并不多。在汽缸蓋的加工工藝過程中，涉及到工序基準(zhǔn)的選擇問題很多，具體選擇結(jié)果見后面的工序分析。工序基準(zhǔn)的選擇原則是： (1)工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，工序基準(zhǔn)選自設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，可以避免尺寸換算而壓縮加工公差 (2)便于作測量基準(zhǔn)，在一些特殊的工件的最終工序中若工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合則不便于測量，這時(shí)要用一個(gè)便于作測量基準(zhǔn)的表面作工序基準(zhǔn)，不過要做尺寸換算。 基準(zhǔn)的選擇 在設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)，需要考慮的一個(gè)重要的問題是如何安排各個(gè)工序的先后順序總是器主要依據(jù)是零件圖上的各表面間的位置關(guān)系及加工要求。對(duì)于薄壁筒形件的內(nèi)外表面。階段中的各加工表面組合成若干工序，組合時(shí)采用集中或分散的原則。 工藝路線 在對(duì)氣缸蓋的各部分結(jié)構(gòu)、尺寸精度、加工要求進(jìn)行詳細(xì)的分析之再結(jié)合下廠調(diào)研獲取的實(shí)際生產(chǎn)方面經(jīng)驗(yàn)，擬定出合理的工藝路線。一般對(duì)于砂型鑄件用 R3~R5 。 鑄件的壁厚大小，壁間距離與位置安排與合金成份流動(dòng)性能，鑄件幾何形狀及鑄件冷卻能力等各種因素有關(guān)，它會(huì)直接影響鑄件的質(zhì)量，應(yīng)遵循以下原則： ① 件壁厚不能小于最小壁厚值，砂型鑄造的最小壁厚為 5mm ②鑄件壁厚差力求均勻，以免造成 各部分因溫度差懸殊而引起縮裂、縮孔與裂紋； ⑧壁間最小距離與高度應(yīng)有一定限制，砂型鑄造的壁（或筋）的最小距離為 8mm。 (2) 零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小 直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的則宜采用鍛件；尺寸較大的毛坯，不宜采用模鍛，壓鑄和精鑄；而宜采用自由鍛造和砂型鑄造；形狀復(fù)雜，力學(xué)性能要求不高的毛坯可采用鑄鋼件；形狀復(fù)雜和薄壁的毛坯不宜采用金屬型鑄造；外形復(fù)雜的小型零件宜采用壓鑄，熔模鑄造等精密鑄造方法，以減少切削加工或不進(jìn)行切削加工。 零件材料分析 氣缸蓋的材料采用 ZL104 (ZAISi9Mg)， 該金屬主要特點(diǎn)是：鑄工藝性能良好，耐腐蝕性尚可，強(qiáng)度高，焊接性能和切削加工性能尚可，鑄造工藝較復(fù)雜，易生成氣也，補(bǔ)焊性能好，用途是：用于砂型，金屬型和壓力鑄造形狀復(fù)雜的 200℃以下的工作零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體和缸蓋。 零件的技術(shù)條件分析 表面粗糙度：氣缸蓋的表面粗糙度一般在 ∽ 。汽缸蓋在結(jié)構(gòu)上主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1) 零件的毛坯采用鑄壓件，鑄造精度要求高； (2) 零件的外型比較復(fù)雜，多孔，多螺紋； (3) 整體的表面精度和位置度要求不是很高； 當(dāng)然，也有一些重要的、要 求高的表面。 零件的工作條件 四缸汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積為 的普通級(jí)汽車，汽缸數(shù)為四個(gè)，燃料是汽油，采用水冷裝置。此外，氣缸蓋還提供氣門組和氣門傳動(dòng)組的部分零件的安裝位置。我畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目就是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋的加工工藝與夾具設(shè)計(jì)。一般常見的汽車的總體構(gòu)造由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、電氣設(shè)備和車身四部分組成。特別是近幾年，隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車的款式性能均有了很大的改善，因此吸引了眾多購車者的目光。轎車可根據(jù)其發(fā)動(dòng)機(jī)的容積大小，分為普通、中級(jí)、高級(jí)，三個(gè) 等級(jí)。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)性用電火花強(qiáng)制點(diǎn)燃由汽油與空氣組成的可燃混合氣，使它燃燒產(chǎn)生熱能。進(jìn)氣門控制可燃混合氣的進(jìn)入，而排氣 門控制廢氣排出。 四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)蓋的工藝規(guī)程編制及銑削夾具設(shè)計(jì) 2 1 汽缸蓋的加工工藝設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)過程是一個(gè)綜合性的過程，在保證尺寸精度，加工質(zhì)量的基 礎(chǔ)上，同時(shí)也要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性問題。在該設(shè) 計(jì)題目中汽缸蓋的材料是鑄鋁合金（ ZL104）它不僅具有一定的強(qiáng)度，而且導(dǎo)熱性、耐腐蝕性也比較好的適應(yīng)其工作環(huán)環(huán)境。5 深 72 油孔以及上面 216。0. 05。氣缸蓋的材料為鑄鋁合金，四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)蓋的工藝規(guī)程編制及銑削夾具設(shè)計(jì) 4 加工性能較好在切削加工時(shí)不會(huì)產(chǎn)生困難。這種鑄造的特點(diǎn)是鑄造容易，而且生產(chǎn)率高。鑄造斜度的大小按以下原則確定； ① 會(huì)屬的收縮阻力過大時(shí)，斜度應(yīng)大； 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 ② 收縮量大和熔點(diǎn)高的合金，斜度應(yīng)大： ③ 鑄件需要拔模部分的尺寸大時(shí)，斜度應(yīng)小，反之斜度應(yīng)大。 ⑦ 氣道表面應(yīng)光潔 ⑧ 熱處理：淬火后時(shí)效處理硬度 HB80 3 工藝路線設(shè)計(jì) 加工方法的選擇 零件各表面的加工方法的選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素； 四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)蓋的工藝規(guī)程編制及銑削夾具設(shè)計(jì) 8 (1)加工表面的加工精度和表面粗雜交的要求； (2) 零件結(jié)構(gòu)、加工表面的特點(diǎn)和材料等因素； (3) 生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性； (4) 工廠現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展。6 孔 工序 120:鉆上面 216。成批生產(chǎn)和自動(dòng)機(jī)床不多的情況下，便于裝夾、加工檢驗(yàn)，并能合理，均衡地組織生產(chǎn)，宜采用分散原則。 綜上考慮各個(gè)方面，在汽缸蓋的加工過程采用了集中與分散相結(jié)合的原則。工序基準(zhǔn)的選擇的好壞直接關(guān)系到加工質(zhì)量和加工難以程度。選擇的具體原則是： (1)當(dāng)工序尺寸間接參與設(shè)計(jì)尺寸保證時(shí)，選擇的工序基準(zhǔn)應(yīng)使尺寸鏈的環(huán)數(shù)要少，這樣在封閉環(huán)公差一事實(shí)上時(shí)，才能使加工工 序尺寸容易保證。 ② 以不加工表面為粗基準(zhǔn)，以保證不加工表面與加工表面間的位置誤差為最?。? ③ 對(duì)具有較多加工表面，或所有表面都需加工的零件，應(yīng)以毛坯余量最小的表面作為粗基準(zhǔn) 。 ②基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)盡可能性選用一組定位基準(zhǔn)加工各個(gè)表面，以保征加工表面之間的位置精度。 檢驗(yàn)工序 (1)中間檢驗(yàn)工序：安排在每一 加工階段之后；轉(zhuǎn)換車間的前后；重要零件的關(guān)鍵工序之后；為及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，便于控制加工情況，也安排檢工序。它們分別安排在第一次中間檢查。 (1) 工序 05 粗銑上平面 在本工序中以氣門孔下底面做粗基準(zhǔn)，保證燃燒室底面到上平面的尺寸為 177。 。 (8)工序 40 中間檢驗(yàn) 本工序的內(nèi)容是檢驗(yàn)前幾道工序加工的平面和孔的尺寸，其目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格的零件，以免繼續(xù)加工，造成浪費(fèi)。在本工序中仍然以兩個(gè)工藝孔和底面做定位基準(zhǔn)。7 孔的直徑太小，所以不宜直接鑄造出。汽缸蓋上需要安裝四個(gè)火花塞，并且火四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)蓋的工藝規(guī)程編制及銑削夾具設(shè)計(jì) 16 花塞與汽缸蓋下平面的傾斜角為 40176。將以上十八個(gè)需锪平的平臺(tái)集中于本工序中，進(jìn)行一次性锪平，對(duì)提高生產(chǎn)率有很大的好處。6 孔與后端面的 216。13 斜孔 該孔與左側(cè)面成 50176。本工序中以燃燒室上平面和汽缸蓋上平面做定位基準(zhǔn)。氣缸蓋的總高為 98177。 .25，精加工余量為 ，由尺寸鏈得： 加工余量 為封閉環(huán) = A= () 對(duì)于 A 的公差則按其加工方法所能達(dá)到的精度來確定。 來說，工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以工序尺寸 就是設(shè)計(jì)尺寸。 (7)工序 35 鉆上下面孔 在本工序中，工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，所以工序尺寸也要通過尺寸鏈換算得。 （ 9）工序 65 鉆孔及攻絲 本工序是左側(cè)加工螺紋的最終工序。 （ 11）工序 90 鉆，锪火花塞孔及攻絲 本工序是鉆火花塞斜孔的最終工序，但工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，所以工序尺寸也得能過尺寸鏈換得到。 ， 177。 工序尺寸 13177。 ，所以尺寸鏈為： AEsA EiA 為封閉環(huán) A=110+69=179 四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)蓋的工藝規(guī)程編制及銑削夾具設(shè)計(jì) 24 EsA=+= EiA== （圖 ） 得： AEsA EiA=179177。9 孔的距離為 ，所以尺寸鏈為： A=53+= 公差取 IT12 級(jí) （圖 ） （ 17）工序 125 鉆空調(diào)螺紋孔 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 本工序是鉆空調(diào)機(jī)螺紋底孔的最終工序，工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)也重合，所以工序尺寸就等于設(shè)計(jì)尺寸。 機(jī)床的選擇 選擇機(jī)床（設(shè)備）時(shí)，應(yīng)綜合考慮以下因素： (1) 根據(jù)生產(chǎn)需要充分利用現(xiàn)有設(shè)備或?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改裝，當(dāng)然有必要時(shí)也設(shè)計(jì)一些專用機(jī)床； (2) 新機(jī)試制和小批生產(chǎn)，為了養(yǎng)活工藝裝備設(shè)計(jì)與制造量，縮短生產(chǎn) 準(zhǔn)備周期，提高經(jīng)濟(jì)性，選取用各種數(shù)控機(jī)床； (3) 根據(jù)新研制的和生產(chǎn)需要或按工藝方案確定原則選用新設(shè)備；在滿足加工精度與生產(chǎn)率要求下，優(yōu)先選朋通用機(jī)床； (4)在滿足加工精度與生產(chǎn)率要求下，優(yōu)選通用機(jī)床； (5) 陪定一定數(shù)量高精度、