1、畢 業 論 文課 題 名 稱克諾爾缸蓋的加工工藝及夾具設計分 院/專 業 機械工程學院/數控技術班 級數控1011班學 號1001443141學 生 姓 名 指導教師： 2013年6月1日摘 要本文主要研究機車氣缸缸蓋數控加工工藝和夾具的設計，機車氣缸缸蓋是機車氣缸的重要的組成部分，它在氣缸體上部封閉的燃燒室，并與活塞頂部一起形成燃燒室。隨著發動機技術的飛速發展現代氣缸蓋的結構也越來越復雜，加工難度越來越大，精度要求越來越高。而且先進的內燃機越來越多地傾向于采用多氣門機構這使得氣缸蓋加工變得越來越困難，氣缸缸蓋的加工工藝以及夾具設計一直以來是國內外加工的重點、難點。本課題主要研究機車氣缸缸蓋加

2、工工藝以及專用夾具的設計，夾具設計旨在能夠達到快速裝夾、定位。結合實際，確保加工質量的前提下，達到提高生產速率，降低生產成本。關鍵詞：缸蓋 加工工藝 專用夾具Abstract This paper studies motorcycle cylinder head machining process and fixture design， motorcycle cylinder head is an important part of the cylinder。It closed in the upper part of the cylinder combustion chamber, and

3、together form a combustion chamber and piston top。With the rapid development of modern engine technology structure of the cylinder head more and more complex, more and more difficult process, more and more high precision。And advanced internal combustion engines tend to use more and more cylinder hea

4、d body which makes it increasingly difficult, and the cylinder head of the fixture design process has always been the focus of domestic processing and difficultThe main topic of motorcycle cylinder head processing technology and a dedicated fixture design, fixture design to be able to achieve rapid

5、clamping, positioning. Reality, the premise of ensuring the quality of processing, to increase production rates, lower production costsKeywords: cylinder head processing special fixture窗體頂端 窗體底端目 錄摘 要1第1章 緒論4451.3 本次論文研究的內容和意義5第2章 克諾爾缸蓋的工藝設計62.1 克諾爾缸蓋的三維建模6778粗基準的選擇82.5.2精基準的選擇992.6.1工藝路線方案一92.6.2工藝

6、路線方案二112.6.3.工藝方案的比較與分析112.7余量、尺寸的確定12122.9 克諾爾缸蓋機械加工工序卡片19第3章 專用夾具的設計223.1 問題的提出22233.2.1定位基準的選擇233.2.2定位夾緊原件的介紹23243.3.1計算鉆直徑為10的孔的切削力243.3.2法蘭式轉角缸的選擇25第4章 克諾爾缸蓋數控加工仿真27總 結32致 謝33參 考 文 獻34附錄35第1章 緒論克諾爾缸蓋簡介缸蓋安裝在缸體的上面，從上部密封氣缸并構成燃燒室。它經常與高溫高壓燃氣相接觸，因此承受很大的熱負荷和機械負荷。水冷發動機的缸蓋內部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。

7、利用循環水來冷卻燃燒室等高溫部分，因此缸蓋的性能與缸體的安全系數息息相關，對于現代化安全和高效生產缸蓋的性能起著至關重要的作用。缸蓋處在內燃機的心臟是內燃機的核心部件，它在缸體上部封閉燃燒室并與活塞頂部一起形成燃燒室，缸蓋體上一般鑄有冷卻水腔氣道等其上有安裝燃油系統及配氣機構的座孔，結構復雜，孔系繁多是氣缸蓋加工的特點，尤其是其閥座孔與導管孔的加工因其尺寸精度和形位公差要求嚴格，長期以來都是國內外內燃機制造行業研究的重點難點。隨著內燃機發動機技術的飛速發展現代缸蓋的結構也越來越復雜而且先進的內燃機越來越多地傾向于采用多氣門機構這使得缸蓋加工變得越來越困難缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金

8、的導熱性好，有利于提高壓縮比，所以近年來鋁合金缸蓋被采用得越來越多缸蓋國內外發展的現狀近年來國內外內燃機行業發展的新趨勢和工作實踐，對結構復雜的缸蓋機械加工提出了進、排氣門座圈錐面與導管孔的加工是其工藝技術關鍵，從定位方式、基準選擇、氣門座底孔與導管孔底孔的加工，氣門座圈錐面加工方式和導管孔的加工方式等方面進行了探討和分析缸蓋的機械加工工藝技術關鍵和整體工藝水平正在隨著高技術含量內燃機的發展而日趨提高和完善，國外工藝水平已與產品開發水平呈現同步水平，國內工藝水平隨著與國際接軌和科技發展將由落后變為逐步接近產品開發水平，解決好加工工藝技術關鍵是工藝設計的核心和前提。但是工藝的設計編制，受到諸多因

9、素的影響，如產品的精度高低，產品的工藝性好壞，生產綱領的大小，投資力度的強弱，企業現狀等等。因此，合理的最佳的工藝方案不僅需要對某一關鍵部位或某一關鍵工序認真論證、合理配置，更必須整線統盤考慮，最終是否取得最佳效果必須經過實踐檢驗.1.3 本次論文研究的內容和意義本論文研究的主要內容是發動機缸蓋由毛坯到成品的主要機械加工工藝過程的制定以及相應的加工過程中能夠滿足精度要求的機床、刀具的選擇和夾具的設計。并且針對機車的缸蓋利用三維軟件進行建模；對機車缸蓋進行可靠的工藝設計；通過機車缸蓋的三維模型對缸蓋設計某一步的夾具，夾具設計要求能夠快速安裝、定位、夾緊，夾具要求是氣動夾。本次畢業設計的主要意義熟

10、悉零件的加工工藝路線，并能正確的設計出缸蓋的加工路線，夾具設計能夠實現快速定位、夾緊，能夠投入大規模的技術生產，給企業帶來效益。第2章 克諾爾缸蓋的工藝設計 克諾爾缸蓋的三維建模利用UG三維建模軟件對克諾爾缸蓋建模 克諾爾缸蓋三維圖如圖2.1、2.2所示：圖2.1 克諾爾缸蓋三維圖圖2.2 克諾爾缸蓋三維圖缸蓋的工藝分析克諾爾缸蓋是汽車氣缸部件的基礎件，克諾爾缸蓋主要加工面是平面和孔，克諾爾缸蓋毛坯是鑄造出來的，缸蓋的接觸面作為主軸孔的設計基準。缸蓋的共同特點是結構復雜，孔道較多，壁厚不均。它不僅受到高溫高壓氣體的強烈作用，而且周期性地承受較高的機械負荷與熱負荷，也受到因冷卻水造成的局部冷熱不

11、均影響，同時還由于螺栓預緊力使汽缸蓋承受著壓應力，并與燃氣壓力共同作用使汽缸蓋受到彎曲作用，此外，還在截面變化處容易產生應力集中等，正是由于汽缸蓋如此惡劣的工作條件，致使汽缸蓋很容易失效損壞。箱體腔內的孔不僅本身有較高的尺寸精度要求，而且有較高的位置精度要求，缸蓋加工中的定位基準的選擇可以先加工它的一個端面,再借助專用夾具以這個端面為定位基準加工另一端面,然后再加工其它加工表面以及孔的加工。發動機缸蓋技術分析由于缸蓋的加工質量將會影響機器或部件的精度、性能和壽命，所以缸蓋零件的加工精度對機器加工精度比較重要。在缸蓋零件各加工表面中，通常平面的加工精度比較容易保證，而精度要求較高的支撐孔的加工精

12、度以及孔與孔之間、孔與平面之間的相互位置精度則較難保證。缸蓋零件的技術要求主要可歸納如下：(1) 主要平面的形狀精度和表面粗糙度缸蓋的主要平面是裝配基準，并且往往是加工時的定位基準，所以，應有較高的平面度和較小的粗糙度值，否則，直接影響缸蓋加工時的定位精度，影響缸蓋加工的定位精度，影響缸蓋與機座總裝時的接觸剛度和相互位置精度。(2) 孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度m。(3) 主要孔和平面的相互位置精度各孔之間的孔距公差為0.120.05mm，平行度公差應小于孔距公差，一般在全長取0.10.04mm。同一軸線上主要平面間及主要平面之間垂直度公差為0.10.04mm。基于成本和力學性能方面

13、的綜分考慮，擴大鋁合金的應用是目前乘用車輕量化，降低油耗的主要手段，如機車氣缸缸蓋已經實現鋁合金化制造，以此達到了這一要求。盡管鋁合金缸蓋的生產方法有多種，但主流的制造工藝則是金屬型鑄造和低壓鑄造，其中歐洲和中國以金屬型為主，而日本、美國則更多采用低壓鑄造，相對于金屬型鑄造，低壓鑄造由于是在壓力下充型和結晶凝固，因而具有成形質量好、工藝出品率高等優點，但對于形狀復雜、性能要求高的缸蓋鑄件，則存在著工藝復雜，控制要求高等技術難關。因此采用了鋁合金缸蓋的低壓鑄造技術，用以充分發揮低壓鑄造工藝的技術，低壓鑄造工藝技術應用多個澆口即多權分流的形式。缸蓋，具有代表性的兩種澆注系統即在燃燒室側室設置2個或

14、4個澆口，鑄造后再進行機械加工。這從提高生產率，保證加工精度上考慮也是應該的。基面選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。粗基準選擇應當滿足以下要求：1.粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準

15、。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。2.選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。3.應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。4.應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。5.粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。要

16、從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置。但對于一般零件來說，以接觸面作為粗基準是完全合理的。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的面為粗基準（這就是粗基準選擇原則里的余量足夠原則），即綜上所述選擇缸蓋接觸面為一序加工的粗基準；選擇缸蓋的上表面作為二序三序加工的粗基準。1.基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。2.基準統一原則，應盡可能選用統一的定位基準。基準的統一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統一，從而可減少夾具設計和制造

17、工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多數表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。3.互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩固可靠。并考慮工件裝夾和加

18、工方便、夾具設計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，適于作精基準使用。選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準確。制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領一確定為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。工序 1 粗 精 銑缸蓋表面8.4孔上的臺階上表面（如圖2.3：孔16）。工序 2 粗 精 銑缸蓋表面6.3孔臺階上表面（如圖2.3孔7）。工序 3 粗 精 銑缸蓋表面26孔臺階上表面（如

19、圖2.3孔8）。工序 4 粗 精 銑缸蓋表面18孔的臺階上表面（如圖2.3孔9）。工序 5 鉆 鉸 缸蓋表面8.4孔（如圖2.3：孔16）。工序 6 鏜 缸蓋表面M26×1.5螺紋孔、M18×1.5螺紋孔（如圖2.3孔8、9）。工序 7 銑 M26×1.5螺紋孔、M18×1.5螺紋孔（如圖2.3孔8、9）。工序 8 粗 精銑缸蓋的側面兩個16孔上表面（如圖2.4A、B）。工序 9 鉆 缸蓋的側面兩個10的深孔（如圖2.4孔10、11）。工序 10 粗 精銑缸蓋的一個端面27、23兩個孔上表面（如圖2.5）。工序 11 鏜 M23螺紋底孔（如圖2.5小孔）

20、。工序 12 銑 M23螺紋孔（如圖2.5小孔）。工序 13 粗 精銑缸蓋的另一個端面27、23兩個孔上表面。工序 14 鏜 缸蓋的另一個端面M23螺紋底孔。工序 15 銑 缸蓋的另一個端面M23螺紋孔。工序 16 粗 精銑缸蓋的接觸面。工序 17 清洗吹干。工序 1 粗 精銑缸蓋的接觸面。工序 2 鉆 鉸 缸蓋表面8.4孔（如圖2.3：孔16）。工序 3 粗 精 銑缸蓋表面8.4孔上的臺階上表面（如圖2.3：孔16）。工序 4 粗 精 銑缸蓋表面6.3孔臺階上表面（如圖2.3孔7）。工序 5 粗 精 銑缸蓋表面26孔臺階上表面（如圖2.3孔8）。工序 6 粗 精 銑缸蓋表面18孔的臺階上表面

21、（如圖2.3孔9）。工序 7 鏜 缸蓋表面M26×1.5螺紋孔、M18×1.5螺紋孔（如圖2.3孔8、9）。工序 8 銑 M26×1.5螺紋孔、M18×1.5螺紋孔（如圖2.3孔8、9）。工序 9 粗 精銑缸蓋的側面兩個16孔上表面（如圖2.4A、B）。工序 10 鉆 缸蓋的側面兩個10的深孔（如圖2.4孔10、11）。工序 11 粗 精銑缸蓋的一個端面27、23兩個孔上表面。工序 12 鏜 M23螺紋底孔。工序 13 銑 M23螺紋孔。工序 14 粗 精銑缸蓋的另一個端面27、23兩個孔上表面。工序 15 鏜 缸蓋的另一個端面M23螺紋底孔。工序 16

22、 銑 缸蓋的另一個端面M23螺紋孔。工序 17 清洗吹干。在大批大量生產中，毛坯的質量較高，克諾爾缸蓋的接觸面精度要求非常高，表面不能有任何刮痕或碰傷，為了保證接觸面的精度要求，最好是最后加工接觸面。各個孔的鏜孔的余量較小，為使鏜孔的余量均勻，最好是粗鏜 半精鏜 精鏜都統一采用精加工過的精基準面定位一次進行，這就要在粗鏜空之前安排精加工基準面。綜上所述我選擇第一種的工藝安排作為加工工藝。2.7余量、尺寸的確定克諾爾缸蓋”零件材料為鋁制合金，硬度200HB，生產類型為大批生產，采用鑄造毛坯。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：1.參照機械加工工藝手

23、冊表2.3-6查得壓力鑄造及殼型的尺寸公差等級ZJ1。2.選用壓力鑄造查機械加工工藝手冊得，在實際生產中，有的工廠根據工廠的生產技術條件和生產經驗來確定鑄件的加工余量，在這里初步定鑄件的加工單邊的加工余量為1。3.精銑的單邊余量為0.2。4.粗銑的單邊余量為1-0.8=0.2。2.8確定切削用量及基本工時一：粗 精 銑缸蓋表面（1）刀具選擇根據機械加工常用刀具手冊表1-21及銑刀樣本手冊，選普通直柄立銑刀，直徑18mm, ,L=92mm,l=32mm,d1=16（2）切削用量 （3）由機械加工工藝手冊表2.4-79 =15采用硬質合金材料加工鋁合金取=0.10.2mm/r,取（4）確定切削速度

24、Vc 由機械加工工藝手冊表2.4-90,當取V=3m/s n查=（1000x3）/3.14x18=53r/s （2-2）根據機床說明書機械加工工藝手冊表. 取主軸轉速n機=50r/s則實際切削速度為V = 10m/s當n =50r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度Vf=fm=fz×z××10×50=100mm/s（5）計算基本工時 L=645 L2=5T=（645+5）/100=6.5s （2-3）即 橫向每次走刀是9s.（1）刀具選擇根據機械加工常用刀具手冊表1-21及銑刀樣本手冊，選普通直柄立銑刀，直徑18mm, ,L=92mm,l=32mm,d

25、1=16,（2）切削用量 （3）由機械加工工藝手冊表2.4-79 =15采用硬質合金材料加工鋁合金取=0.10.2mm/r,取（4）確定切削速度Vc 由機械加工工藝手冊表2.4-90,當取V=2m/s由公式（2-2） n查=（1000x2）/3.14x18=35r/s 根據機床說明書機械加工工藝手冊表. 取主軸轉速n機=35r/s，則實際切削速度為V = 78.5r/min。當n =35r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度Vf=fm=fz×z××10×35=70mm/s，根據數控機床的實際情況取機床的進給速度為70mm/s（5）計算基本工時 L=64

26、5 L2=5由公式（2-3）T=（645+5）/70=9s 即 橫向每次走刀是9s.二： 粗 精 銑缸蓋表面6.3、26、18孔臺階上表面雖然克諾爾缸蓋的上表面需要加工面不在同一水平面內，但加工缸蓋上表面的方法都是一樣的，即都是”先粗后精”,由于氣缸缸蓋的毛坯單面的加工余量都是1即它們的切削用量以及他們的切削參數基本相同，相同的計算方法在這里就不再重復。三：鉆 鉸 缸蓋表面（1）刀具選擇：根據機械加工常用刀具手冊表7-11選用8.2高速鋼直柄標準麻花鉆。（2）切削用量選擇：由公式（2-2）n =1000 V /3.14x D=1000××按機床選取n =1000r/min（

27、3）計算基本工時由公式（2-3）T=×322)=0.42min。（1）刀具選擇：根據機械加工常用刀具手冊表3-11、3-12國標沒有8.4鉸刀，所以要特制（2）確定切削用量：背吃刀量ap=0.25。切削速度與鉸，故n =200r/min。由機械制造工藝手冊f=1.0mm/r,取f=1mm/r V= d n /1000=8.4x200 /1000=1.68mm/min （2-4）（3）計算基本工時：由公式（2-3）T= 其中L=91,L1=14,L2=2四：鏜 缸蓋表面M26×1.5螺紋孔、M18×（1）刀具選擇：根據機械加工常用刀具手冊表5-49選用16的鏜刀。（

28、2）確定切削用量：由公式（1-2）n=1000 V/ 3.14xD=1000××16)=10r/s（1）刀具選擇：選用16的鏜刀（2）確定切削用量：由公式（2-3） n=1000 V/ 3.14xD=1000××16)=8r/s半精鏜、精鏜M18×1.5螺紋孔和半精鏜、精鏜M26×1.5螺紋孔的方法都是一樣的，相同的計算方法在這里就不再重復。五：銑 M26×1.5螺紋孔、M18×（1）刀具選擇：用15的螺紋銑刀（2）切削用量 （3）由機械加工工藝手冊 =15采用硬質合金材料加工鋁合金取=0.10.2mm/r,取（4

29、）確定切削速度V由機械加工工藝手冊表2.4-90,當取V=2m/s由公式（2-2）n查=（1000x2）/3,14x15=42r/s根據機床說明書(見機械加工工藝手冊表. 取主軸轉速n機=42r/s則實際切削速度為V= 10m/s當n =42r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z××10×42=84mm/s（5）計算基本工時 L=610 L2=5由公式（2-3）T=（610+5）/84=7.3s 六：粗 精銑缸蓋的側面兩個16孔上表面16孔上表面（1）刀具選擇：根據機械加工常用刀具手冊表1-21，選莫氏錐柄立銑刀，直徑25mm,L=1

30、47mm,（2）切削用量 （3）由機械加工工藝手冊 =15采用硬質合金材料加工鋁合金取=0.10.2mm/r,取（4）確定切削速度V由機械加工工藝手冊表2.4-90,當取V=4m/s由公式（2-2）n查=（1000x4）/3,14x25=51r/s根據機床說明書(見機械加工工藝手冊表. 取主軸轉速n機=50r/s則實際切削速度為V= 10m/s當n =50r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z××10×50=100mm/s（5）計算基本工時 L=610 L2=5由公式（2-3）T=（610+5）/100=6.15s 16孔上表面（1）

31、刀具選擇：根據機械加工常用刀具手冊表1-21，選莫氏錐柄立銑刀，直徑25mm,L=147mm,（2）切削用量 （3）由機械加工工藝手冊表2.4-75，由數控銑床的功率在10KW以上， =0.1mm/z0.2mm/z,取（4）確定切削速度V 由機械加工工藝手冊,當取V=2m/s由公式（2-2）n查=（1000x2）/3.14x25=25r/s 當n機=1500r/min時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度Vf=fm=fz×z××10×25=50mm/s根據數控機床的實際情況取機床的進給速度為50mm/s（5）計算基本工時L=610 L2=5由公式（2-3）T

32、=(610+5)/50=13s 即機床走刀一次的時間是13s七：鉆 缸蓋的側面兩個10的深孔（1）刀具選擇：根據機械加工常用刀具手冊表7-11選用10直柄標準麻花鉆。（2）切削用量選擇：由公式（2-2）n =1000 V /3.14x D=1000××10=40r/s按機床選取n =2400r/min（3）計算基本工時由公式（2-3）T=×322)=0.42min。八：粗 精銑缸蓋的一個端面27、23兩個孔上表面27、23兩個孔上表面（1）刀具選擇根據機械加工常用刀具手冊表1-21及銑刀樣本手冊，選莫氏錐柄立銑刀，直徑40mm, ,L=188mm,l=63mm,（

33、2）切削用量 （3）由機械加工工藝手冊表2.4-79 =15采用硬質合金材料加工鋁合金取=0.10.2mm/r,取（4）確定切削速度Vc 由機械加工工藝手冊表2.4-90,當取V=6m/s由公式（2-2） n查=（1000x6）/3.14x40=47r/s 根據機床說明書機械加工工藝手冊表. 取主軸轉速n機=47r/s則實際切削速度為V = 10m/s當n =47r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z××10×47=94mm/s（5）計算基本工時 L=645 L2=5由公式（2-3）T=（645+5）/94=7s 即 橫向每次走刀是7

34、s.27、23兩個孔上表面（1）刀具選擇根據機械加工常用刀具手冊表1-20及銑刀樣本手冊，選普通直柄立銑刀，直徑40mm, ,L=188mm,l=63mm（2）切削用量 （3）由機械加工工藝手冊表2.4-79 =15采用硬質合金材料加工鋁合金取=0.10.2mm/r,取（4）確定切削速度Vc 由機械加工工藝手冊表2.4-90,當取V=2m/s由公式（2-2） n查=（1000x2）/3.14x40=16r/s 根據機床說明書機械加工工藝手冊表. 取主軸轉速n機=1000r/min，則實際切削速度為V = 78.5r/min。當n =16r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz&#

35、215;z××10×16=32mm/s，根據數控機床的實際情況取機床的進給速度為32mm/s（5）計算基本工時 L=645 L2=5由公式（2-3）T=（645+5）/32=20s 即 橫向每次走刀是20s.九：鏜 M23螺紋底孔（1）刀具選擇：根據機械加工常用刀具手冊表5-49選用16的鏜刀（2）確定切削用量：由公式（2-3）n=1000 V/ 3.14xD=1000××16)=10r/s（1）刀具選擇：根據機械加工常用刀具手冊表5-49選用16的鏜刀（2）確定切削用量：由公式（2-2） n=1000 V/ 3.14xD=1000×

36、×16)=8r/s十：銑 M23螺紋孔（1）刀具選擇：用15的螺紋銑刀（2）切削用量 （3）由機械加工工藝手冊 =15采用硬質合金材料加工鋁合金取=0.10.2mm/r,取（4）確定切削速度V由機械加工工藝手冊表2.4-90,當取V=2m/s由公式（2-2）n查=（1000x2）/3,14x15=42r/s根據機床說明書(見機械加工工藝手冊表. 取主軸轉速n機=42r/s則實際切削速度為V= 10m/s當n =42r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z××10×42=84mm/s（5）計算基本工時 L=610 L2=5由公式

37、（2-3）T=十一： 粗 精銑缸蓋的另一個端面27、23兩個孔上表面；鏜、銑缸蓋的另一個端面M23螺紋底孔克諾爾缸蓋兩個端面為對稱結構，加工缸蓋的兩個端面的方法都是一樣的，即都是“粗 精銑缸蓋的另一個端面27、23兩個孔上表面；鏜 缸蓋的另一個端面M23螺紋底孔；銑 缸蓋的另一個端面M23螺紋孔。”它們的切削用量 以及他們的切削參數基本相同，相同的計算方法在這里就不再重復。十二：粗 精銑缸蓋的接觸面1、粗銑克諾爾缸蓋的接觸面（1）刀具選擇根據機械加工常用刀具手冊選7:24錐柄的定心刀桿立銑刀，直徑160mm,l=32mm（2）切削用量 （3）由機械加工工藝手冊表 =15采用硬質合金材料加工鋁合

38、金取=0.10.2mm/r,取（4）確定切削速度V由機械加工工藝手冊表 ,當取V=8m/s由公式（2-2） n查=（1000x8）/3,14x160=16r/s根據機床說明書(見機械加工工藝手冊表. 取主軸轉速n機=16r/s則實際切削速度為V = 8m/s當n =16r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z××10×16=32mm/s（5）計算基本工時 L=55 L2=5由公式（2-3） T=（55+5）/32=2即 橫向每次走刀是2s.2、精銑克諾爾缸蓋的接觸面（1）刀具選擇根據機械加工工藝手冊表4.4-5及銑刀樣本手冊，選普通直柄

39、立銑刀，直徑160mm,l=32mm（2）切削用量 （3）由機械加工工藝手冊表2.4-79 =15采用硬質合金材料加工鋁合金取=0.10.2mm/r,取（4）確定切削速度Vc 由機械加工工藝手冊表2.4-90,當取Vc=10m/s由公式（2-2） n查=（1000x10）/3,14x160=20r/s根據機床說明書(見機械加工工藝手冊表. 取主軸轉速n機=20r/s則實際切削速度為V= 10m/s當n =20r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z××10×20=40mm/s（5）計算基本工時 L=55 L2=5由公式（2-3） T=（

40、55+5）/40=2即 橫向每次走刀是2s.2.9 克諾爾缸蓋機械加工工序卡片表2.1 克諾爾缸蓋機械加工工序卡片（一）機械加工工序卡片產品型號K087731零件圖號Z069474共 業產品名稱克諾爾缸蓋零件名稱CylinderHeadMachined第 頁銑間工序號工序名稱材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數每臺件數198x122x5231設備名稱設備型號設備編號同時加工件數2工步號工步內容主軸轉速r/min切削速度m/min走刀量mm/r吃刀深度mm1粗精銑缸蓋表面4500、6000254、3402粗精銑缸蓋表面4000、6000226、3393粗精銑缸蓋表面26孔表面4500、60001

41、41、1884粗精銑缸蓋表面18孔表面4500、600141、1885鉆鉸1500、250040、666鏜M26、M18螺紋孔50002357銑M26M18螺紋孔3200150編制（日期）審核（日期）會簽（日期）表2.2 克諾爾缸蓋機械加工工序卡片（二）機械加工工序卡片產品型號K087731零件圖號Z069474產品名稱克諾爾缸蓋零件名稱CylinderHeadMachined銑間工序號工序名稱材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數每臺件數198x122x5231設備名稱設備型號設備編號同時加工件數1工步號工步內容主軸轉速r/min切削速度m/min走刀量mm/r吃刀深度mm10粗精銑缸蓋側面1

42、6孔表面（A、B）4500、6000353、47120鉆10深孔（如圖10、11）200063130粗精銑缸蓋端面2723孔表面3000、4000376、50040鏜M23螺紋孔16008050銑M23螺紋孔320016160粗精銑缸蓋側面16孔表面4500、6000353、47170鉆10深孔2000631編制（日期）審核（日期）會簽（日期）表2.3 克諾爾缸蓋機械加工工序卡片（三）機械加工工序卡片產品型號K087731零件圖號Z069474產品名稱克諾爾缸蓋零件名稱CylinderHeadMachined銑間工序號工序名稱材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數每臺件數198x122x5231

43、設備名稱設備型號設備編號同時加工件數2工步號工步內容主軸轉速r/min切削速度m/min走刀量mm/r吃刀深度mm10粗精銑缸蓋接觸面5000、6500235、3062030編制（日期）審核（日期）會簽（日期）第3章 專用夾具的設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。專業夾具應該滿足能夠快速夾緊，有良好的定位。滿足企業能夠大批大量生產的要求。3.1 問題的提出本夾具用來加工克諾爾缸蓋的上表面、接觸面、側面以及端面，此平面的形位公差和表面要求一般，無特殊要求，且加工此平面時機車氣缸缸蓋的接觸面和兩個定位銷孔都已經都已加工出來，可用來作為此工序的定位基準面。因此在本道

44、工序，在保證提高勞動生產率，降低勞動強度的同時可以設計選用比較簡單的夾具夾具設計定位基準的選擇工克諾爾缸蓋底面的這些孔時，克諾爾缸蓋的接觸面已經被后處理過，并且機車氣缸缸蓋接觸面上定位銷孔已經被精加工，所以定位基準選擇是機車氣缸缸蓋的接觸面和兩個定位銷的孔定位夾緊原件的介紹圖3.1 階梯銷利用兩個銷來完成機車氣缸缸蓋與地板的連接與定位，階梯銷的下部直徑為40，上部直徑為17。利用三維制圖軟件對法蘭盤轉角進行建模，三維模型圖3.2所示.圖3.2 法蘭式轉角缸法蘭盤轉角缸中氣缸的活塞做往復的運動，加壓時從氣缸缸體的上氣孔進入，推動活塞向下，帶動壓臂同時完成兩個工作行程，轉角形成和壓緊形成，兩者之和

45、叫做總行程在轉角行程中，活塞連同壓臂一起，同時向下作直線運動和按設定的角度轉動，使壓臂對正被壓工件的位置，在壓緊過程中，活塞導桿連同壓臂一起，同時向下繼續做直線運動，直至使壓臂把工件壓緊為止卸壓時，氣壓從缸體的下氣孔進入，推動活塞桿向上，帶動壓臂同時完成與述兩個工作行程相反的工作行程，壓臂首先向上直線運動離開被壓工件，然后按原設定的角度轉回原來的位置轉角缸能按設定的自動化控制氣路，將壓臂自動轉到被壓工件上并隨之將其壓緊，工件加工完成后，壓臂能自動卸壓并能自動的轉回原位。工作安全可靠，（5）法蘭盤轉角缸的應用場合氣壓轉角缸夾具，廣泛應用于產品的批量加工和裝配，自動化的程度高，夾具空間小以及要求裝

46、卸快速省時的工作場合也適用于各種自動快速鎖定壓緊和解鎖打開的工作場合。切削力及夾緊力計算3切削力的計算公式切削扭矩： （3-1）軸向力： （3-2）切削工率： （3-3）機械手冊切削條件變化后，切削力的修正系數由公式（3-1）：由公式（3-2）：當HB=210時，查機械加工工藝手冊得 =1.062 （3-4）實際切削扭矩及軸向力F為由公式（3-2）：切削功率=5.362（kw）求出切削功率后，知道切削速度即可以求出橫向的切削力=5.362/1.25=4260 （3-5）根據切削力在表3-1和表3-2來選擇法蘭式轉角缸，法蘭式轉角缸的夾緊力要大于切削力。法蘭式轉角缸的選擇圖3.3 法蘭式轉角缸二

47、維圖簡圖使用壓力7kg/cm 2 ； 工作壓力4-6kg/cm2； 標準轉角90o；可定制非標 轉角45o、60o、180o型號標注標準：PSFL-40X90o系列標識 轉角方向 缸徑 轉動角度。2.雙臂請在系列號后加"D"。例如：PSFD、MASD應用：轉角缸是提高機加、裝配、焊接等工模夾具自動化程度的重要夾緊件適于工業各界對夾持自動化的要求。在任何時候都能盡善盡美體現您的設計思想，表現出動人的夾持功能。功能：在壓力空氣的作用下，轉角缸將夾具位移和夾持功能和諧的統一體現，工作時，活塞先行完成旋轉行程-壓臂下壓并旋轉至設計的規定位置和角度，然后完成夾持行程-即直線下壓并夾緊

48、工件，退回則反之。型式：空壓轉角缸夾具有順時針和逆時針旋轉兩種型式，順為R、逆為L，即右轉(順)代號標"R"、左轉(逆)代號標"L"。標準旋轉角度90度，并可定制0、45、60等多種旋轉角度型式。壓臂分單臂和雙臂兩種，夾持型式為旋轉角度后向下壓緊夾持。空壓轉角缸夾具安裝型式分為法蘭座、外螺牙式、方塊型、頂部法蘭式及油路板式。材質：主體為鋁合金，硬膜處理。注意：加長壓臂不能超過原裝的1.5倍，建議加裝空氣濾清裝置、流量控制閥。加長壓臂不能超過原裝的1.5倍，建議加裝空氣濾清裝置、流量控制閥、并請加注潤滑劑，以保證其正常使用壽命。型號ABCDFHO1O2JK

49、LPSF25R/L2316308M5M6X13140PSF32R/L7123195091/8PT4454PSF40R/L1067526195091/8PT4858PSF50R/L113802670101/8PT5568PSF63R/L119863070101/8PT6480規格活塞桿直徑缸徑旋轉行成夾持形成總行程夾持力壓臂伸出壓臂撤回PSF25R/SF32R/L163212142630PSF40R/L164012152750PSF50R/L205014152985PSF63R/L2063141529140根據切削力的計算選取法蘭式轉角缸 選取PSF63R/L型號的法蘭

50、式轉角缸。一序二序三序的裝配圖如圖 （3.4、3.5、3.6）所示。圖3.4 工序一裝配圖圖3.6 工序三裝配圖由四個法蘭式轉角缸來快速定位夾緊機車氣缸缸蓋，使機車氣缸缸蓋能夠穩定加工。第4章 克諾爾缸蓋數控加工仿真輔助編程是一個綜合的過程。它涉及刀具運動軌跡、加工刀具類型、切削用量選擇、加工參數選擇和下刀方式等的選擇。曲面加工刀具路徑生成過程分為刀具參數設置、加工方式選用、粗精加工參數設置和后處理等步驟，這些參數設置的正確與否是保證零件尺寸精度、提高工效和降低成本的關鍵所在。UG中有粗加工和精加工兩種方式，要根據具體情況和實際加工經驗，合理選用加工方式，然后確定刀具形式、直徑和加工材料等。加工克諾爾缸蓋的上表面選擇刀具為立銑刀，加工方