【正文】 （ 2） 輸出力和速度調(diào)理容易。 （ 2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處于工件剛性較好的部位，以減小工件夾緊變形，保證加工精度。夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有自鎖作用。 定位精度的分析 定位誤差是工件在夾具或機(jī)床上定位不準(zhǔn)確而引起的加工誤差。適用于數(shù)控加工、新產(chǎn)品的試制和中、小批量的生產(chǎn)。 （ 1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用以裝夾不同工件的夾具。 夾具的功能 ，使工件在夾具中定位和夾緊 （ 1）定位 確定工件在夾具中占有 正確位置的過程。 本論文著重分析一下發(fā)動(dòng)機(jī)下缸體 OP10 加工工序的定位基準(zhǔn)選擇，本工序由于是第一道工序，所以對(duì)定位基準(zhǔn)的選擇尤為重 要，要充分考慮到后續(xù)工序加工基準(zhǔn)的選定，因此，要從整體定位，選擇一個(gè)合適基點(diǎn)作為加工定位的坐標(biāo)中心，并以此坐標(biāo)中心作為基準(zhǔn)中心進(jìn)行加工。 （ 1) 精基準(zhǔn)的選擇 此時(shí)主要考慮基準(zhǔn)重合問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)進(jìn)行尺寸計(jì)算，此處不再重復(fù)。 (2) 當(dāng)作為基準(zhǔn)的要素?zé)o法觸及時(shí)，通常由某些具體的表面來體現(xiàn)，這些表面稱為基面。 (1) 工序基準(zhǔn) 在工序圖上，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸，形狀，位置的基準(zhǔn)，及工序圖上的基準(zhǔn) 。 (2) 精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。多軸動(dòng)頭刀具可同時(shí)加工若干小孔。模塊式刀柄主要是經(jīng)濟(jì)，方便，簡單具有較大的靈活性。這種鉆頭的剛性很好，可保證鉆孔的精度，有易于排屑的容屑槽，其加工效率很高。銑刀的種類繁多，功能也不盡相同。 。 、耐熱性好。 。因此，刀具材料應(yīng)具備較高的強(qiáng)度和韌性，以便承受切削力、沖擊和振動(dòng)，防止刀具脆性斷裂和崩刃。 日生產(chǎn)量： c=16*60*60/720=80 件 年生產(chǎn)量： C=c*300=24000 件 因此選用加工中心 MAG HPC800 臥式加工中心 MAG HPC800 臥式加工中心，該機(jī)床各重要參數(shù)如下： 工作臺(tái)尺寸： 1000 800（ mm） 主軸直徑：Φ 100mm 移動(dòng)速度： X、 Y： 80m/min， Z： 60m/min 精度：定位精度， 刀庫容量： 40 把 加工中心的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （ 1） X、 Y、 Z 軸均采用雙絲杠傳 動(dòng)技術(shù)； （ 2） 采用對(duì)稱的框中框結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)達(dá)到最大的穩(wěn)定性； （ 3） 整體式床身，采用三點(diǎn)式調(diào)平，安裝快捷； （ 4） 可選配高扭矩 XT 系列或高轉(zhuǎn)速 AP系列； 第三章 夾具的選取 13 第三章 刀具的選取 刀具的材料要求及特點(diǎn) 刀具的材料及其要求 刀具、機(jī)床和工件組成切削加工工藝系統(tǒng)。 一般來說，選用立式加工中心是刀庫容量 20 把較合適。任意定位點(diǎn)的誤差均存在隨機(jī)誤差，從整個(gè)行程來看，定位誤差包絡(luò)線是全行程的精度范圍。 機(jī)床規(guī)格選擇 按已定的工件來選擇機(jī)床的規(guī)格 機(jī)床的主要規(guī)格由：工作臺(tái)尺寸、坐標(biāo)位置、坐標(biāo)行程等。在加工過程 中，切屑不斷屑、切屑堆積、切屑纏繞等會(huì)影響加工順利進(jìn)行。 （ 4） 生產(chǎn)效率高 （ 5） 減輕工人體力勞動(dòng)強(qiáng)度 （ 6） 便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造 (1)粗加工時(shí)，金屬切除量大，工件溫升很快，工件是在熱狀態(tài)下進(jìn)行精加工，因此在工件冷卻后后造成精度下降。加工中心結(jié)構(gòu)如圖 21 第二章 加工設(shè)備選取 9 圖 21 加工中心結(jié)構(gòu)圖 加工中心的工作原理 加工中心根據(jù)工件圖樣制定工藝方案，采用手工或 計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程，把工件所需的機(jī)床各種動(dòng)作及全部工藝參數(shù)變成機(jī)床數(shù)控裝置能接受的信息代碼，并把這些代碼存儲(chǔ)在信息載體上（穿孔帶、磁盤等）、將信息載體送到輸入裝置，讀出信息并送入數(shù)控裝置。它用于加工各種箱體類、板類復(fù)雜零件。 如 MAG HPC800 臥式加工中心，該機(jī)床 各重要參數(shù)如下： 工作臺(tái)尺寸： 1000 800（ mm） 主軸直徑：Φ 100mm 移動(dòng)速度： X、 Y： 80m/min， Z： 60m/min 精度：定位精度， 該機(jī)床加工能力滿足缸體加工要求，故可選取該加工中心作為工藝布置設(shè)備。這也是選取加工設(shè)備需要考慮的參數(shù)。其次，曲軸孔也是要求極高的重要參數(shù)，因此在選取 OP10 定位時(shí)使用缸壁及曲軸孔為定位基準(zhǔn)。 第一章 5 4) 能根據(jù)被跟蹤的輪廓和加速度參數(shù)控制進(jìn)給。 (2) 在高速切削加工范圍，隨切削速度提高，切削力隨之減少，根據(jù)切削速度提高的幅度，切削力平均減少 30%以上，有利于對(duì)剛性較差和薄壁零件的切削加工。為我國汽車制造業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。要振興民族重卡，產(chǎn)品品質(zhì)的提升勢在必行。從整個(gè)加工工序定位基準(zhǔn)選擇來看，缸體底面和后端面的加工精度直接影響后續(xù)加工工序的精度。本論文主要在缸體加工過程進(jìn)行定位基準(zhǔn)選擇、刀具選取、夾具的設(shè)計(jì)和夾緊力的計(jì)算，采用合理的夾緊結(jié)構(gòu)極大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)效率和加工精度，為我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的發(fā)展有一定的借鑒，同時(shí)有助于我國發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的形成。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造是我國汽車工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為了提高我國汽車制造能力，相關(guān)理論研究和技術(shù)改進(jìn)亟待開展。 2021 年我國汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷突破 1300 萬輛，同比增長創(chuàng)歷年最高，我國一躍成為世界第一汽車生產(chǎn)和消費(fèi)國。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是汽車五大部件之一，其生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量直接關(guān)系到汽車的生產(chǎn)效率和性能。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國內(nèi)對(duì)汽車的需求迅速增長，如何提高汽車產(chǎn)品零部件的生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，對(duì)汽車行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。汽車生產(chǎn)制造水平直接體現(xiàn)國家汽車 工業(yè)發(fā)展程度，是顯示一個(gè)國家工業(yè)發(fā)達(dá)水平的重要標(biāo)志，同時(shí)能夠帶動(dòng)和促進(jìn)其他產(chǎn)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。合資企業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)依然依賴國外技術(shù)引進(jìn)，從根本上并沒有形成我國自主的制造技術(shù)，國外企業(yè)仍然占據(jù)著技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)地位。 由以上分析可見，研究優(yōu)化汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體機(jī)加工工藝對(duì)提高我國極其重要 第一章 2 汽車產(chǎn)業(yè)， 能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造過程中的質(zhì)量和精度控制起到指導(dǎo)與幫助作用。 3）缸體加工階段劃分 缸體加工主要?jiǎng)澐譃閮蓚€(gè)階段：粗加工和精 加工。與國際先進(jìn)水平相比，目前中國汽車尚有五年左右的差距。與以前采用的剛性加工線相比較現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體多采用柔性加工和高速加工，這些加工方式顯著提高了發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的加工質(zhì)量和加工效率。 高速柔性加工的優(yōu)點(diǎn) (1) 隨切削速度提高，進(jìn)給速度也相應(yīng)提高，單位時(shí)間內(nèi)材料切除率 (切削速度、進(jìn)給量和切削深度的乘積 )增加，切削加工時(shí)間減少，大幅度提高加工效率，降低加工成本。 3) 跟蹤誤差要少于 。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 定位基準(zhǔn)選擇 缸體的缸孔壁厚是否均勻是影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常與否最重要的參數(shù)，因此選擇毛坯定位時(shí)首先考慮的是缸孔壁厚的保證。 要加工出合格的產(chǎn)品夾具設(shè)計(jì)非常重要，在定位基準(zhǔn)點(diǎn)、孔確定好的前提下，還需要考慮輔助支撐點(diǎn)、夾緊點(diǎn)位置選取，還要結(jié)合工件具體尺寸要求選擇合適大小的夾緊力。 設(shè)備選取 依據(jù)產(chǎn)品尺寸參數(shù)、重量參數(shù)以及各加工特性應(yīng)選擇工作臺(tái)為 1000mm800mm 臥式加工中心。這種機(jī)床可裝若干把刀具，能自動(dòng)更換刀具，在一次裝夾中完成銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、锪、攻螺紋、內(nèi)槽加工等。 主軸部件 是切削加工的功率輸出部件，由主軸箱、主軸電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸軸承等零件組成。 （ 3） 加工精度高，表面質(zhì)量好。 (5)多工序集中加工，要及時(shí)處理切屑。但臥式加工中心的工藝性廣泛，一般一個(gè)機(jī)械加工車間中臥式加工中心與立式加工中心數(shù)量之比大約為 2:1。 定位進(jìn)度分析 加工中心每個(gè)控制軸的定位精度是指在該軸行程內(nèi)任意定位點(diǎn)的定位誤差，在這項(xiàng)誤差反映了伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度。因?yàn)榇笕萘康稁斐杀靖摺⒔Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高，刀柄管理也相應(yīng)復(fù)雜化。 一年按 300 個(gè)工作日、兩班制，一天有效工作時(shí)間為 16 小時(shí)計(jì)算，即可計(jì)算出該機(jī)床的年生產(chǎn)能力。 （ 3） 足夠的強(qiáng)度和韌性 刀具在切削時(shí)，要承受很大的切削力、沖擊力和振動(dòng)。 。 （ 3）陶瓷刀具： ，耐磨性能好。 ，刀具成本較高。 加工中心刀具： （ 1）銑削類刀具 由于加工中心主要用于復(fù)雜曲面的銑削，所以銑刀的選擇是非常重要的。 淺孔鉆用于實(shí)體工件上打孔，一般加工的長徑比在 4： 1 以內(nèi)。 選用模塊式刀柄和復(fù)合刀柄時(shí)，需要綜合考慮各種因素。另外一些特殊道具，例如增速頭刀柄可以安裝一些小孔加工刀具，轉(zhuǎn)速可提高 3— 7倍。 (1) 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于一般的缸體類零件而言，以缸體孔作為粗基準(zhǔn)是完全合理的，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件 有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則可能與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），以缸體孔為粗基準(zhǔn)可以保證重要加工表面加工余量均勻。工藝基準(zhǔn)根據(jù)其使用場合的不同，又可分為工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)，測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)四種。但是有些作為基準(zhǔn)的是中心要素，如圓心，球心，對(duì)稱軸線等時(shí)，則無法觸及，然而它們卻也是客觀存在的 。 在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，通常是保證加工精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準(zhǔn)選擇的順序應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。 (5) 選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，有一定面積，應(yīng)保證定位穩(wěn)定，夾緊可靠 。 圖 41 定位坐標(biāo)圖 第四章 定位基準(zhǔn)的選擇 22 圖 42 缸體端面 圖 43 夾具定位圖 第四章 定位基準(zhǔn)的選擇 23 表 42 第五章 夾具的設(shè)計(jì) 24 第五章 夾具的設(shè)計(jì) 夾具的概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造的切削加工、熱處理、裝配、焊接、和檢測等工藝過程。 夾具的分類 夾具的通用特性是夾具分類的主要依據(jù)，目前我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)生產(chǎn)夾具五大類。 （ 4）組合夾具 是指按一定的工藝要求由一套預(yù)先制造好通用標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。 （ 4）其他組成部分 如連接元件、對(duì)刀與導(dǎo)向裝置等。夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)能保證在加工過程中工件不產(chǎn)生松動(dòng)或者振動(dòng)，同時(shí)又要避免工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。 （ 1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件所形成的支撐面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變。而且能夠應(yīng)用空氣的可緊縮性貯存能量，集中供氣。 液壓動(dòng)力夾緊裝置 液壓動(dòng)力裝置： 是將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件做功 。 （ 5） 易于完成過載維護(hù)。 (5)發(fā)作毛病不易檢查與掃除。 液壓動(dòng)力裝置與氣壓動(dòng)力裝置相比較優(yōu)點(diǎn)有 （ 1） 工作介質(zhì)為液壓油，工作壓力為 6MPa（ 35MPa），采用液壓油缸，油缸尺寸小，夾緊裝置緊湊。液壓推動(dòng)回轉(zhuǎn)自動(dòng)壓板，齒輪是壓板的一部分轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪即實(shí)現(xiàn)壓板夾緊和松開。即： KW K F?? 式（ ） 安全系數(shù) K可按下式計(jì)算： 0 1 2 3 4 5 6K K K K K K K K? 式（ ） 式中： 06~KK為各種因素的安全系數(shù)，見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表 121可得： ? ? ? ? ? ? ? ? 所以 : 263 592 ( )KCW K F N? ? ? ? ? 式（ ） 2 3 7 0 .1 5 2 .2 5 5 3 3 2 .8 4 ( )K C NW K F N? ? ? ? ? 式（ ） 144 325 ( )KPW K F N? ? ? ? ? 式（ ） 雙桿活塞液壓夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算 221 2 1 2( ) ( ) ( )4F p p A D d p p?? ? ? ? ? 式（ ） 式中參數(shù)： A—— 活塞的有效工件面積 294pC ?第五章 夾具的設(shè)計(jì) 31 1p —— 液壓缸的進(jìn)油腔壓力 2p —— 液壓缸的回油腔壓力，若液壓缸的出口直接連油箱， 2p =0 D—— 活塞的直徑 d—— 活塞桿的直徑 F—— 液壓缸的推力 其中： D = 80 mm d =32 mm 1p = 6MPa 2p = 0 液壓夾緊力： 3 10 ( )FN?? 易得： KFW 經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用液壓夾緊裝置工作是可行的。細(xì)晶粒硬質(zhì)合金YG3X、 YG6X 在含鈷量相同時(shí)，比中晶粒的硬度和耐磨性