購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 42 摘 要 機體 是柴油機中的重要部件，屬于箱體類構 件 。屬于大規模生產。本次設計做的是“ 柴油機 機體 機械加工工藝及其組合機床鉆孔夾具設計 ”，主要是先對汽缸進行零件分析 ； 然后進行毛坯確定，根據尺寸畫出毛坯圖 ； 再后進行加工工序的設定 以及確定切削用量和加工工時；最后進行指定工序的夾具設計。 關鍵詞： 機體 、零件分析、毛坯圖、切削用量 、夾具 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 is in to In of to to a in to be in to in up to up s s 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 42 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 42 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 錄 摘 要 . I . I 前 言 . 1 第一章 零件分析 . 2 主要作用是： . 2 . 2 . 3 第二章 毛坯的確定 . 5 . 5 . 5 第三章 工藝規程的設計 . 6 . 6 . 6 . 6 . 6 定加工工藝路線 . 7 . 7 確定工序： . 7 . 8 具、夾具及設備的選擇 . 9 . 10 四章 夾具設計 . 31 . 31 . 31 . 31 . 31 . 32 . 34 4.汽缸的選擇 . 35 . 35 . 36 . 36 . 37 . 37 4.0定位誤差分析 . 37 . 39 . 39 . 39 . 39 . 39 參 考 文 獻 . 41 致 謝 . 42 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 42 前 言 本次畢業設計是大學四年對所學課程進行的一次綜合性的復習和總結 ，是四年學業完成的最后環節，是 對大學所有學知識的一次綜合運用，主要運用到的課程有：機械制圖機械原理機械設計機械制造裝備機械制造技術基礎。 其目的是通過設計來將大學所學課程聯系起來，用于設計，提高我們的設計能力 ，是對我們大學生活的最后考驗 。 本次畢業設計的題目是 “ 柴油機機體機械加工工藝及其組合機床鉆孔夾具設計 ” ， 柴油機機體 屬于比較復雜的箱體零件，其形狀復雜，精度要求高的 殼體，其加工工藝復雜，涉及到許多零件，例如：螺紋，曲軸孔，曲面，支架等等，這些零件要求的精度要求比較高，這對工藝規程設計更加有難度。 本次畢業設計的內容包括 了零件的工藝路線的制定及其指定工序的夾具設計，涉及到所學的多方面知識，培養我們綜合運用機械制造專業知識 的基本理論和思想獨立地分析和解決實際生產中問題的能力，并能獨立地分析生產工藝，有效地鞏固所學知識，為即將面臨的工作打下堅實的基礎。 但是，在設計中由于本人能力有限以及實踐經驗的缺乏，所以此中錯誤之處在所難免，誠望老師不吝指教。 購 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 2 第一章 零件分析 箱體類是機器或部件的基礎零件，它將機器或部件的一些軸、套、軸承和齒輪等有關零件裝配起來，使其保持正確的相互位置關系，以傳遞轉矩 或改變轉速來完成規定的運動。因此，箱體的加工質量對機器的工作精度、使用性能和壽命都有直接的影響。 箱體零件雖然結構多種多樣，但有共同的特點：多為鑄造件，結構復雜，壁薄且不均勻，內部呈腔形，加工部位多，加工難度大。既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固件。箱體類零件上面的孔與孔之間有較高的位置精度（孔與孔的平行度、孔的軸線與面有垂直度要求），其加工質量的好壞直接影響柴油機的精度和使用性能，因此柴油機汽缸的加工質量至關重要。箱體類零件的機械加工勞動量約占整個產品加工量的 15% 20%。 本次設 計是制定 油機機體的加工工藝及 鉆 前后兩端面 的 12 個螺紋孔 的 組合機床 夾具設計。柴油機機體屬于箱體零件，其特點是：形狀復雜、具有形狀復雜的內腔，箱壁多用于安裝軸承的軸承孔或其他用途的孔系。箱體的加工面較多，主要加工的是面和孔系，屬于整體式機體結構，即汽缸體和曲軸箱制成一個整體零件，這種 整體式機體的特點是結構緊湊，剛性好，加工制造困難。 體 的主要作用是 ： 1、 連接 柴油機的 一些 運動部件，使它們在工作時保持相互準確的位置關系； 2、在機體上加工有水道和油道，保證各零件工作是必要的冷卻與潤滑； 3、安 裝柴油機各輔助系統部件； 4、作為柴油機使用安裝時的支承，將柴油機固定在底盤或支架上。 所以，柴油機汽缸 的結構較為復雜，部件結構尺寸精度較高，受到高頻 的變載荷及振動是柴油機的主要部件。 要技術條件分析 ： 由于 機體 上要安裝 一些 重要部件，所以，安裝主要部件的結構都有精度要求， 參考圖 視圖， 如下： 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 42 表 1要技術條件分析 誤差要求 標注位置及分析 H 平行度要求 公差 機體 上部平面，此平面為安 裝噴油泵的平面， 8級精度，即 汽缸 上平面對 52、 20孔軸線的平行度誤差為 H 40 的孔的軸線對于 52、 20 的孔的軸線垂直度誤差為 證噴油泵位置 H 52 的孔的軸線相對于兩個孔公共軸線的同軸度要求 公差為 52的孔的圓柱度要求公差 7級精度 H 52 的孔的右端面相對于 52、 20 的公共軸線的跳動公差為 H 20 軸線相對于 52、 20 的公共軸線同軸度要求為 7級精度 B 70的孔左端面相對于 30、 105 孔公共軸線的圓跳動誤差為 30的孔相對于軸線的跳動誤差為 7級精度 30的孔的圓柱度誤差為 8級精度 105孔 的 圓柱度誤差為 7級精度 B 105 孔的的軸線相對于 30、 105 的公共軸線的 同軸度公差為 機體 上部平面用于安裝噴油泵的螺紋孔，相對于 40的圓心的位置度誤差為 必須符合最大實體原則 后蓋螺孔的位置度公差為 必須符合最大實體原則 機體 前面的平面度為 00 ： B 機體 前面對 30、 105孔的公共軸線在 100范圍內的公差是 機體 后面的平面度為 00 ： B 機體 后面對 30、 105 孔的公共軸線在 100范圍內的公差是 機體 后面的螺紋 孔 4 6H 必須符合最大實體原則 要尺寸公差及分析： 購 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 4 從零件圖尺寸標注分析，尺寸要求較高的有 52 ， 30 ， 20 40孔，可由刀具及機床的精度保證； 52孔系與 105孔系的 Y 向中心距尺寸為 30 ， 57 等，可由夾具保證。 面粗糙度要求 本產品屬于大批量生產， 年產 10 萬件以上， 應以 組合機床為主要的加工設備，根據圖紙要求，部分孔的圓柱面要求為 合機床完全能達到此精度要求 。 205626?309| | ? 1 5 J 7+ 0 . 2- 0 . 38?5213 15 5673220買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 42 第二章 毛坯的確定 坯材料及形式的確定 由于箱體類零件 形狀復雜，有腔形，故一 般需要鑄造成型。機體結構復雜，部 件 結構尺寸精度較高，受到高頻的變載荷及振動，故零件材料可選用 鑄鐵） ，硬度為 170為它強度較高、耐磨、耐熱性能好，但 需 人工時效處理，適用于承受較大 應力（ W 2942N/，摩擦面間單位壓力大于 49N/要求一定的氣密性的零件，適用于汽缸體等。 其工作條件：承受高彎曲應力（ P） 及抗拉應力；摩擦面間的單位面積壓力 求保持高氣密性。 根據以上要求， 由于零件結構復雜、 形狀材料方面的要求， 批量較大，毛坯確定為砂型機器造型， 。（機械加工工藝手冊第一卷） 造的加工余量及尺寸公差的確定 根據 機械加工工藝手冊 表 得個加工余量及公差如下表所示： 表 2加工余量及公差 基本尺寸 加工余量 公差 高度方向 205邊余量 度方向 158邊余量 度方向 153邊余量 52 46 40孔 66 70 80孔 雙側加工，單邊余量 為 3.0 105孔 單邊余量雙側加工 3.5 他尺寸公差數值為： 表 2其他尺寸公差數值 基本尺寸 公差 基本尺寸 公差 16 25 .7 3 100 .2 5 40 .8 00 160 .5 0 63 .0 60 250 .8 、 根據以上尺寸畫出毛坯圖 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 6 第三章 工藝規程的設計 主視圖一張 ： 圖 3位基準選擇 基準的選擇 ： 是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面是主要的。選擇粗基準的原則是： （ 1）應 選能加工出精基準的毛坯表面作粗基準； （ 2）要保證工件上某重要表面的余量時，則應選擇該表面作為定位粗基準； （ 3）當全部表面都需要加工時，應選余量最小的表面作為粗基準，以保證該表面有足夠的加工余量。 因此，對于底面的加工，選擇工件的前面作為 加工基準面，應該盡量使底面的切削深度均勻，以提高其精度。 基準的選擇： 精基準的選擇應該以保證零件的加工精度出發，同時考慮裝夾方便，夾具結構簡單，應遵循以下原則： （ 1） 盡量選擇零件的設計基準作為精基準，可以避免基準不重合引起的定位誤差，即“基準重合”原則； （ 2） 盡可能的使工件各主要表面的加工采用統一的定位基準，即“基準統一”原則； 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 42 （ 3） 當零件主要表面的相互位置精度要求很高時，應采用互為基準，反復加工的原則； （ 4） 選擇加工表面本身作為定位基準，這是自為基準； （ 5） 選擇的定位精基準應該保證工件定位準確，夾緊可靠，夾具結構簡單，操作方便的原則。 即底面加工后，應該以底面作為精基準 ，因為底面是設計基準，符合“基準重合”原則。根據不同的加工表面加工方式不同，定位方式應該主要以一面兩孔定位，這是箱體 零件加工的典型加工定位方式，并根據加工要求不一樣也可以選擇用兩面組合定位及其它定位方式。 定加工工藝路線 定面的加工方式 ： 根據各表面的加工要求和各種加工方法能達到的經濟精度，確定各表面的加工方法： 表 3零件面的加工方式 銑 20 擴 鉸 銑 精銑 70孔：粗鏜 半精鏜 銑 精銑 精銑 46孔：粗鏜 前端面：粗銑 精銑 80孔：粗鏜 后端面：粗銑 精銑 105孔：粗鏜 精鏜 磨 后蓋結合面：粗銑 孔：鉆 擴 鉸 40鏜 精鏜 26孔：鉆 擴 52粗鏜 精鏜 精磨 步確定工序： 根據先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工 的原則初步擬定加工路線如下： 表 3 初 步工序 工序號 工序內容 1 2 砂型機器鑄造，清砂，去毛刺 時效處理 3 粗銑 A 面 4 鉆 105 鉸 4 106 粗銑前、后面 7 粗銑 上面 8 粗銑 右 面 9 粗鏜孔 52 46 70 80 1050 粗鏜孔 66 401 鉆上面 2 224 2 1012 鉆前后面 8紋底孔及 20 30以及后面 8紋孔和20孔 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 8 13 精銑前后面 14 精銑 上 面 15 精鏜 52 105精鏜 孔，擴 20 16 精鏜 66 4017 擴 30 2618 鉸 20 19 鉸 2220 鉆 2 525 的斜孔 21 攻前面 8 2 22 攻 面 4 23 磨削 52 10524 所有非加工表面涂漆 25 交檢 24 入庫 以上確定的加工方式是根據其尺寸及形位公差的精度，參照互換性與測量技術基礎上公差等級和簡明機械 制造工藝手冊上所述各種加工方式的經濟加工精度確定的。 但是，某些工序內容存在一定問題，如 15 工序中，半精鏜 70孔，其切削時間應該與鏜 105減小其切 削力，可以改為精鏜。 17工序應該分開，因為其為階梯孔。 終工序 ： 上述工序沒有考慮到零件圖上的技術要求。如：螺紋孔倒角、涂漆，工件的檢測等，修改后的工藝路線如下： 表 3最終工序 工序號 工序內容 1 砂型機器鑄造，清砂，去毛刺 2 時效處理 3 毛坯缺陷檢測 4 銑底面 5 鉆 底 面 4 10孔 6 粗鉸 4 10 孔 7 粗銑前、后面 8 粗銑 上 面 9 粗銑 右 面 10 粗鏜孔 52 46、 、 80、 1051 粗鏜孔 66 40買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 42 12 鉆前面 8 紋底孔， 2 30孔及 20和后面 8 013 鉆 上 面 6 10孔， 2 224 精銑前后面 15 精銑 上 面 16 精鏜 52 105 70， 擴后面 20孔 17 精鏜 66 4018 擴 30孔 19 擴 26孔 20 鉸 20 孔 21 倒 20 105 孔的角 22 各面螺紋孔倒角 23 鉸 2224 鉆 2 5與 225 的斜孔 25 攻前面 8 2 26 攻 上 面 6 紋及 27 磨削 52 10528 非加工表面涂漆 29 送檢 30 入庫 具 、量具、夾具及設備的選擇 由于本產品屬于大批量 生產（ 10 萬件 /年 以上 ），所以應該以組合機床為主，輔以少量通用機床。以流水生產線的生產方式提高生產效率，工件在機床上的裝夾主要以氣動或液壓傳動為主要裝夾方式，具體選擇如下 （主要參考機械加工工藝手冊第三章機床，第四章刀具） 參考上面（圖 3： 1、 銑底面時，選擇定 位基準為前面，所以采用立 式銑床，選用銑刀為鑲齒套式面銑刀，具體參數如下： D=80， Z=10， L=36， D=27 選用 P=、鉆 底 面 4 10 孔，由于表面粗糙度為 削不能達到要求，安排有鉸削，應留有鉸削余量，采用組合機床加工，選擇 3、粗鉸 底 面 4 10孔，選擇 d=10組合機床加工。 4、 粗銑前后面，以底面和一個與之垂直的平面作定位基準，用組合機床加工，采用臥式銑床，選用銑刀 D=125鑲齒三面銑刀。 5、粗銑 上 面，以底面為 基準，采用立銑，用組合機床加工，加工選擇銑刀為： D=63的套式銑刀加工 D=100的套式面銑刀加工 6、粗銑右側面，定位方式同上采用臥銑可選用 通用型機床型號 擇刀具為購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 10 D=160 7、粗鏜孔 52 46、 70 、 80、 105，組合機床加工，以地面作為定位基準，采用一面兩孔定位，選用刀具為粗鏜刀，以雙刀鏜 52、 46且鏜 52孔為盲孔鏜刀 ，鏜 70、 80、 105采用同軸鏜，鏜 70、 80孔用盲孔鏜刀。 8、粗鏜孔 66 40組合機床加工，底面定位，一面兩孔，鏜頭為垂直方向，選擇鏜刀為普通粗鏜刀， d=20,60 ,L=150. 9、鉆前面 8 紋底孔， 2 30孔及 20，標準麻花鉆鉆后面8 紋底孔，選用 長麻花鉆鉆 2 孔（根據零件結構尺寸，標準麻花鉆不能達到要求），選用 =19準麻花鉆鉆前面 30 及后面 20 孔，選 =20鉆鉆前面 20孔，以組合機床加工，一面兩孔定位。 10、鉆 B 面 2 紋底孔， 10 孔， C 面 2 22 4 紋底孔以底面為基準采用一面兩孔定位，組合機床加工，選用 =頭鉆 2 紋底孔，選用 =22麻花鉆鉆 2 22，選 =10麻花鉆鉆 10孔。 11、精銑前后面，定位方式與粗銑時一樣，組合機床加工，刀具與粗銑時相同。 12、精銑 B、 位方式與粗銑時一樣，組合機床加工，刀具與粗銑時相同。 13、精鏜 52 105 70， 擴后面 20孔，選用一面兩孔定位，組合機床加工， 105 70 采用同軸鏜， 70孔鏜刀為盲孔鏜刀， 52 14、精鏜 66 40粗鏜時一樣，選用同一直徑的 精鏜刀。 15、擴 30 孔底面定位，組合機床加工，選 16、擴 26孔，底面定位，組合機床加工，選 26的擴孔鉆。 17、鉸 20 30 孔底面定位，一面兩孔，組合機床加工，選 20， 30鉸刀加工，用高速 鋼鉸刀， T=2700。 18、倒 20 105 70 孔的角 。 19、各面螺紋 孔倒角，擴孔鉆倒角，組合機床加工。 20、鉸 22合機床加工。 21、鉆 2 5與 225 的斜孔，采用專用夾具，組合機床加工，選用 5的麻花鉆。 22、攻前面 8 2 紋，選用與之直徑相同的絲錐。 23、攻 面 4 用與之直徑相同的絲錐。 24、磨削 52 105合機床加工，與之相應的砂輪。 量具的選擇，流水線加工作業中，零件在不同的工序中需抽查，根據零件 圖上要求不同，選用游標卡尺、百分表、千分尺、螺紋通規、止規等量具。 削用量及加工工時的確定 工序 4：銑底面 機床： 具：查閱機械加工工藝手冊表 料 用度 03 ， D=80,d=27，購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 42 L=36,Z=10。 . 加工條件：銑削尺寸為 52削寬度 2定進給量：查機械加工工藝手冊表 73，硬質合金 端銑刀進給量 ： 0 . 2 /fa m m z ， 2 . 2 5pa m m 確定切削速度，查機械加工工藝手冊 81，硬質合金切削用量及功率： 0 . 20 . 3 2 0 . 1 5 0 . 3 5 0 . 2 0 . 6 824560p f a a a由查機械加工工藝手冊表 94和 95可得： K = 1 . 0 1 . 0 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 0 . 8 6 = 1 . 0 3 2 所以 V=s=定主軸轉速： 1000 9 6 7 / m i 參考 表 相近 n=1180r/ 機床實際切削速度為： 2 9 6 . 4 1 6 / m i 實計算切削時間： 參考表 221 0 . 5 ( ) 2 1 4 . 2 5 D at g k 2 2l 12 0 . 1 2 m i l m z 同上：當銑 削尺寸為 38底面里，即銑削寬度 82 9 6 . 4 / m i 1 1 8 0 / m i 0 . 1 2 m i 故： 0 . 2 4 m i 工序 5：鉆 0買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 12 按機械加工工藝手冊 ：當鑄鐵硬度 00d8 12，,由于孔深為 12 故 由表 m m i rD vn s 按機床選取 2 5 0 0 / m i 機械加工工藝手冊表 機床實際切削速度： 1 0 2 5 0 0 7 8 . 5 / m i 0 0 1 0 0 0 切削工時： 12 1 2 3 0 0 . 2 m i 0 0 0 . 3 0l 因為有四個孔需加工，所以切削工時應為： 4 4 0 . 2 0 . 8 m i 工序 7：粗銑前后面 刀具：材料 用度 180=125mm,l=25mm,d=32mm,z=12. 按機械加工工藝手冊 表 得，粗加工后，精銑余量為 以 加工條件：銑削尺寸為 160前面，即銑削寬度 60，確定進給量，查機械加工工藝手冊表 定切削速度，查機械加工工藝手冊表 m m i 確定主軸轉速： 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 42 m i 000 根據表 相近轉速 475 m 。 故機床實際銑削速度為： 1 2 5 4 7 5 1 8 6 . 4 4m i 0 0 1 0 0 0 計算切削時間： 12 2 5 3 1 . 5 4 0 . . 0 5 m i l m z 因為加工前后面，所有的銑削速度及主軸轉速都一樣，故銷銑時間應為： 2 0 . 0 5 0 . 1 m i 總 工序 8：粗銑上端面 按機械加工工藝手冊 表 得，粗加工后，精銑余量為 以 加工條件：銑削尺寸 為 60銑削寬度 0，確定進給量，查機械加工工藝手冊表 定切削速度，查機械加工工藝手冊表 m 38.2 m i 確定主軸轉速： m i 000 查機床使用手冊， 取相近轉速 m 0 。 故機床實際銑削速度為： 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 14 m i 計算切削時間： m i 8 fm 方法同上 m i m i 000 rD vn s 取 m 故： m i 751001000