畢業(yè)設計（論文）-175型柴油機缸體機械加工工藝及其組合機床鉆孔夾具設計

1、目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc168850412 摘 要 PAGEREF _Toc168850412 h 1 HYPERLINK l _Toc168850414 前 言 PAGEREF _Toc168850414 h 5 HYPERLINK l _Toc168850415 第一章 零件分析 PAGEREF _Toc168850415 h 6 HYPERLINK l _Toc168850416 汽缸的主要作用 PAGEREF _Toc168850416 h 6 HYPERLINK l _Toc168850417 主要技術條件分析 PAGEREF _Toc

2、168850417 h 7 HYPERLINK l _Toc168850418 PAGEREF _Toc168850418 h 8 HYPERLINK l _Toc168850419 第二章 毛坯確實定 PAGEREF _Toc168850419 h 9 HYPERLINK l _Toc168850420 PAGEREF _Toc168850420 h 9 HYPERLINK l _Toc168850421 PAGEREF _Toc168850421 h 9 HYPERLINK l _Toc168850423 第三章 工藝規(guī)程的設計 PAGEREF _Toc168850423 h 10 HYP

3、ERLINK l _Toc168850426 3.1附主視圖一張 PAGEREF _Toc168850426 h 10 HYPERLINK l _Toc168850426 PAGEREF _Toc168850426 h 10 HYPERLINK l _Toc168850427 3.2.1粗基準的選擇： PAGEREF _Toc168850427 h 10 HYPERLINK l _Toc168850429 3.2.2精基準的選擇： PAGEREF _Toc168850429 h 11 HYPERLINK l _Toc168850430 3.3 制定加工工藝路線 PAGEREF _Toc1688

4、50430 h 11 HYPERLINK l _Toc168850431 3.3.1確定面的加工方式： PAGEREF _Toc168850431 h 11 HYPERLINK l _Toc168850434 3.3.2初步確定工序： PAGEREF _Toc168850434 h 12 HYPERLINK l _Toc168850437 3.3.3最終工序： PAGEREF _Toc168850437 h 13 HYPERLINK l _Toc168850440 3.4刀具、量具、夾具及設備的選擇 PAGEREF _Toc168850440 h 14 HYPERLINK l _Toc1688

5、50441 PAGEREF _Toc168850441 h 16 HYPERLINK l _Toc168850442 四章 夾具設計 PAGEREF _Toc168850442 h 29 HYPERLINK l _Toc168850443 PAGEREF _Toc168850443 h 29 HYPERLINK l _Toc168850444 PAGEREF _Toc168850444 h 30 HYPERLINK l _Toc168850445 PAGEREF _Toc168850445 h 30 HYPERLINK l _Toc168850446 PAGEREF _Toc168850446

6、 h 30 HYPERLINK l _Toc168850447 PAGEREF _Toc168850447 h 31 HYPERLINK l _Toc168850448 PAGEREF _Toc168850448 h 33 HYPERLINK l _Toc168850449 PAGEREF _Toc168850449 h 34 HYPERLINK l _Toc168850450 PAGEREF _Toc168850450 h 34 HYPERLINK l _Toc168850451 PAGEREF _Toc168850451 h 34 HYPERLINK l _Toc168850453 PAG

7、EREF _Toc168850453 h 35 HYPERLINK l _Toc168850454 PAGEREF _Toc168850454 h 35 HYPERLINK l _Toc168850455 PAGEREF _Toc168850455 h 35 HYPERLINK l _Toc168850456 PAGEREF _Toc168850456 h 36 HYPERLINK l _Toc168850457 PAGEREF _Toc168850457 h 38 HYPERLINK l _Toc168850458 PAGEREF _Toc168850458 h 38 HYPERLINK l

8、 _Toc168850459 PAGEREF _Toc168850459 h 38 HYPERLINK l _Toc168850460 PAGEREF _Toc168850460 h 38 HYPERLINK l _Toc168850461 PAGEREF _Toc168850461 h 38 HYPERLINK l _Toc168850462 參 考 文 獻 PAGEREF _Toc168850462 h 40 HYPERLINK l _Toc168850465 致 謝 PAGEREF _Toc168850465 h 41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(guī)模生產。本次設

9、計做的是“柴油機汽缸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(jù)尺寸畫出毛坯圖；再后進行加工工序的設定以及確定削用量和加工工時；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 全套圖紙，加153893706ABSTRACTAirframe is important component in diesel , belongs to box body kind structure. In society procedure of production belong to give birth to a child in lar

10、ge scale. The part , being to be in progress first to the cylinder mainly analyses the diesel collective machine work handicraft and their combination machine tool borehole grip design designing being composing originally time; And then, the blank being in progress ascertains , draws up according to

11、 the dimension blank picture; Again, the queen carries out setting up processing working procedures and ascertains the working hour cutting dosages and processing; Carry out the grip design allocating working procedures finally.Key words：Airframe；Components analysis；Semifinished materials chart；Cutt

12、ing specifications；Jig前 言本次畢業(yè)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(yè)完成的最后環(huán)節(jié)，是對大學所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?、?機械制造工藝學?等。其目的是通過設計來將大學所學課程聯(lián)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(yè)設計的題目是“175型柴油機汽缸機械加工工藝及其組合機床鉆孔夾具設計，175型柴油機汽缸屬于比擬復雜的箱體零件，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擬高

13、，這對工藝規(guī)程設計更加有難度。本次畢業(yè)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(yǎng)我們綜合運用機械制造專業(yè)知識的根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，有效地穩(wěn)固所學知識，為即將面臨的工作和進一步深造打下堅實的根底。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。第一章 零件分析箱體類是機器或部件的根底零件，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(guī)定的運動。因此，箱體的加工質量對機器的工作精度、使

14、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175型柴油機汽缸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。柴油機汽缸屬于箱體零件，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

15、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。機體的主要作用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，保證各零件工作時必要的冷卻與潤滑；3、安裝柴油機各輔助系統(tǒng)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。主要技術條件分析 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

16、A-A剖視圖，如下：表1-1 主要技術條件分析誤差要求標注位置及分析FH平行度要求公差0.06mm，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、FH40的孔的軸線對于52、20的孔的軸線垂直度誤差為0.08，保證噴油泵位置FH52的孔的軸線相對于兩個孔公共軸線的同軸度要求52的孔的圓柱度要求公差0.08，7級精度FH52的孔的右端面相對于52、FH20軸線相對于52、20的公共軸線同軸度要求為0.015，7級精度AB70的孔左端面相對于30、R30的孔相對于軸線的跳動誤差為0.015，7級精度30的孔的圓柱度誤差為0.010，8級精度105孔的圓柱度誤差為0.010，

17、7級精度AB105孔的的軸線相對于30、MQ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0.025，且必須符合最大實體原那么后蓋螺孔的位置度公差為0.4，且必須符合最大實體原那么機體100AB機體前面對30、機體100AB機體后面對30、機體后面的螺紋孔4M86H的位置公差為0.04，且必須符合最大實體原那么從零件圖尺寸標注分析，尺寸要求較高的有52，30，20，40H8等孔，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。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(jù)圖紙要求，局部孔的圓柱面要求為R

18、1.6um，而平面上粗糙度的最高要求為3.2，組合機床完全能到達此精度要求。 圖1-1第二章 毛坯確實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HT300灰鑄鐵，硬度為170-240HBS，因為它強度較高、耐磨、耐熱性能好，但需人工時效處理，適用于承受較大應力2942N/cm，摩擦面間單位壓力大于49N/cm和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200HBS，d812mm時，,由于孔深為12mm。故 按機床選取故機床實際切削速度： 切削工時： 因為有四個孔需加工，所以切削工時應

19、為： 工序7：粗銑前后面方法同工序4故銷銑時間應為： 工序8：粗銑上端面 按?機械加工工藝手冊?查得，粗加工后，精銑余量為1.5mm，所以ap=1.0mm。B面：加工條件：銑削尺寸為60mm的底面，即銑削寬度，確定進給量，查?機械加工工藝手冊?表2.4-73： 確定切削速度，查?機械加工工藝手冊?表2.4-73： 確定主軸轉速： 查機床使用手冊，取相近轉速。故機床實際銑削速度為： 計算切削時間： C面：方法同上 取 故： 計算切削時間： 工序9：粗銑F面機床：選用X53K立式銑床刀具：YG6，鑲齒套式面銑刀 D=160mm,L=45,d=50,z=16. 按零件圖可得F面的外表粗糙度為R為12

20、.5，毛坯余量為3.5mm,進給量取0.2mm每齒。 參考?簡明機械制造工藝手冊?所知，由于銑右側面屬于粗銑，應選擇切削用量為:每齒進給量0.1mm/z，=3.5mm。切削速度：v=80m/min確定主軸轉速=235r/min那么得：工序10：粗鏜孔52mm 、46mm、70mm、80mm和105mm鏜46mm的孔確定進給量：參考?機械加工工藝手冊?表2.4-66可得： 切削速度v：參考?機械加工工藝手冊?表2.4-9，可得。修正數(shù)： 那么： 這樣可以求出切削速度： 求出主軸轉速： 參考，查得相近轉速，在此取950r/min。故求出實際切削速度應為： 切削時間： 其中： 那么： 工序11：粗鏜

21、孔66H7mm、40mm加工余量確實定 組合機床加工上外表兩孔，采用鏜削加工，其工序余量如下半徑余量： 根本尺寸：66mm 40mm 加工余量： 4按?機械加工工藝手冊?查得鏜削所能到達的尺寸精度為IT13，所以按加工方法的經濟精度，并按“入體原那么確定各孔的工序尺寸公差，查?機械制造技術根底?，標準公差數(shù)值為： 兩孔的垂直度由基準面底面保證。切削用量的選擇與確定，查?機械加工工藝手冊?表2.4-66。方法同工序10單件時間定額為： 工序12鉆前面8-M6螺紋孔，30，20，及后面8-M6螺紋孔和20加工余量確實定：組合機床加工，其工序余量如下：半徑余量根本尺寸： M8螺紋底孔 20 30加工

22、余量： 2.5mm mm 5mm所選鉆削所能到達的尺寸精度為IT11IT12，所以按加工方法的經濟精度，并按“入體原那么確定各孔的尺寸公差為： M8螺紋底孔 20 30 各螺紋孔的位置均由鉆模板保證切削用量的選擇與確定：根據(jù)?機械加工工藝手冊?： 查?機械加工工藝手冊?表2.4-41，刀具選用高速鋼刀具鉆鑄鐵： 上述選擇是在盡量使工件切削同步以抵消其切削力的原那么下選取的，可以確定其主軸轉速為： 時間定額的計算： 單件機動時間 故單件時間定額： 工序13：鉆上面6M8螺紋底孔， 10孔， 222H7， 10孔，加工余量確實定：組合機床加工，其工序余量如下：半徑余量根本尺寸： M8螺紋底孔 10

23、 22H7加工余量： 2.4mm 2mm mm所選鉆削所能到達的尺寸精度為IT11IT12，所以按加工方法的經濟精度，并按“入體原那么確定各孔的尺寸公差為： M8螺紋底孔 10 22H7 各螺紋孔的位置均由鉆模板保證。切削用量的選擇與確定：方法與工序12相同確定其主軸轉速為： 時間定額的計算：同理，單件時間定額為： 工序14：精銑前后面加工余量： 進給量： 切削速度： 故機床轉速可以確定為： 機床機加工時間為：單件時間定額： 工序15：精銑B、C面B面：D=80mm L=36mm d=27mm z=10mmC面：D=100mm L=40mm d=32mm z=10mm進給量： 切削速度： 故機

24、床轉速可以確定為： 機床機加工時間為：其他時間確實定： 工序16：精鏜52J7mm，105H7mm，70mm，擴后面20mm孔得：根本尺寸： 52mm 105H7mm 70mm 20mm加工余量： 2mm 2mm 2mm 2mm查?機械加工工藝手冊?表2.2-2精鏜所能到達的尺寸精度為IT8IT10級，查?機械制造技術根底?表3-3，標準公差數(shù)值為： 其余步驟同工序10得：總機動時間： 單件時間定額：工序17：精鏜66H7mm，40H8mm孔加工余量： 根本尺寸：66H7mm 40H8mm進給量的選擇與確定：查?機械加工工藝手冊?表2.1-66 鏜削速度： 根據(jù)上面可以確定其主軸轉速為： 機動

25、時間定額的計算： 單件時間定額： 工序18：擴孔進給量： 切削速度： 由此可以確定主軸轉速： 機動時間定額的計算： 單件時間定額： 工序19：擴孔進給量： 切削速度： 由此可以確定主軸轉速： 機動時間定額的計算： 單件時間定額： 工序20：20H7，30孔查?機械加工工藝手冊?表2.3-48，此道加工序余量為0.2mm;查?機械加工工藝實用手冊?表15-43，機鉸刀鉸孔時的進給量，選用高速鋼鉸刀， 。查?機械加工工藝實用手冊?表15-44鉸孔時切削速度的計算公式 其中： 機動時間定額的計算： 單件時間定額： 工序21：倒20H7，105H7，70孔的角20H7，105H7選用車削制訂進給量，根

26、據(jù)手冊及機床選取： 查?切削用量簡明手冊?表1.8切削速度： 所以機床主軸轉速應為： 機動時間定額的計算： 單件時間定額： 工序22：各面螺紋孔倒角各倒角工序在鉆孔時完成。工序23：鉸22H7孔查?機械加工工藝實用手冊?表15-43機鉸刀鉸孔時的進給量，選用高速鋼鉸刀，那么： ?機械加工工藝實用手冊?表15-44鉸孔時切削速度的計算公式： 其中： 機動時間定額的計算： 單件時間定額： 工序24：鉆25與22H7孔軸線成25的斜孔查?機械加工工藝手冊?表2.4-38高速鋼鉆頭鉆孔時的進給量，查得： 查?機械加工工藝手冊?表2.4-41高速鋼鉆頭鉆孔時的切削速度，查得： 那么機床主軸轉速為： 查?

27、機械加工工藝手冊?表3.1-31，取。機動時間確實定： 單件時間定額： 因為有兩孔需要加工，故，T=2Td。工序25：攻前面8M6，2M8螺紋及后面8M8螺紋查?切削手冊?表2.7可以確定出進給量：。查?機械加工工藝手冊?表2.4-105攻螺紋的切削用量： 由此可以確定出機床轉速； 查機床轉速，取。查?機械加工工藝手冊?表2.5-19續(xù)表：攻前面8-M6機動時間：攻前面2-M6機動時間：攻后面8-M6機動時間：綜合所述，由相關資料：單件時間定額： 工序26：攻C面4M8，B面2M8螺紋及F面4M8螺紋查?機械加工工藝手冊?表2.4，查得查?機械加工工藝手冊?2.4-15，攻螺紋的切削速度： 由

28、此可以確定出機床轉速； 查機床轉速，取。查?機械加工工藝手冊?表2.5-19續(xù)表：步驟同工序25得：單件時間定額： 工序27：磨削52J7，105H7孔由?機械加工工藝手冊?2.4-163，精磨內圓的切削用量： 磨52J7的機動時間由?機械加工工藝手冊?表2.5-11查得：其中： 由?機械加工工藝手冊?表2.3-49磨孔余量 由?機械加工工藝手冊?表2.5-13內圓的修磨系數(shù)k磨150H7的機動時間由?機械加工工藝手冊?表2.5-11查得： 其中： 由?機械加工工藝手冊?表2.3-49磨孔余量 由?機械加工工藝手冊?表2.5-13內圓的修磨系數(shù)k綜合上述： 其他時間確實定： 故單件時間：四章

29、夾具設計機床夾具的作用機床夾具主要用于機床切削加工，起機床與工件，刀具之間的橋梁作用，是工藝系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。按國家標準GB4863-85給出的定義：“機床夾具是用以裝夾工件和引導刀具的裝置。1、保證加工精度采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床，刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。2、提高生產效率，降低本錢 用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少輔助工時；用于裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件，工位裝夾工件，并采用高效夾緊機構，這些因素均有利于提高勞動生產率。另外采用夾具后，產品質量穩(wěn)

30、定，廢品率下降，可以安排技術等級較低的工人，明顯地降低了生產本錢。3、擴大機床的工藝范圍 使用專用夾具可以改變機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。例如，通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機床的作用。4、減輕工人的勞動強度用夾具裝夾工件方便，快速，當采用氣動，液壓等夾緊裝置時，可減輕工人勞動強度。5、縮短新產品試制周期由于組合夾具，可調整夾具等多用途夾具，部件的標準化和通用化，從而在新產品試制中可以大大發(fā)揮其優(yōu)勢，充分利用組裝，更換少數(shù)部件，組件和調整方法，來滿足大局部工序的要求，使專用夾具的數(shù)量減少；從而減縮了夾具設計和制造的工作量，使試制的周期縮短，費用減少。1、定

31、位裝置：使工件在夾具中占據(jù)正確的位置；2、夾緊裝置：將工件壓緊夾牢，保證夾具部件在加工過程中受外力作用切削力，作用時不離開已占據(jù)的位置；3、夾具體：機床夾具的根底件，通過它將夾具的所有元件連接成整體；4、其他裝置或元件：除了定位裝置，夾緊裝置和夾具體外，各種夾具還根據(jù)需要設置一些其他裝置或元件，如：分度裝置，對刀元件。夾具設計本設計選取加工工序12的鉆孔夾具設計。此零件年產10萬件以上，故夾具設計適用于流水線作業(yè)的車間，采用全自動或半自動夾緊裝置。 由于工件的定位實際上是限制工件的自由度，由于加工的孔分布在工件的前后面，且加工孔中直徑最大才，使用組合機床一次性加工完成。那么選取一面兩孔的定位原

32、那么來限制工件的六個自由度。如圖4-1：圖4-1工件在一面兩孔中被確定，利用圓柱銷與削邊銷。綜上所述，決定此工序選擇一面兩孔的定位方式，此種定位方式合理，夾具結構簡單，定位夾緊方便，此外底面及定位孔都已精加工，所以能保證定位中位置的精確性，但是考慮到大批量生產，零件毛坯的重量尺寸以及流水線生產條件，故把定位銷作為伸縮式即上下定位板之間的相對運動。為了完成伸縮式，故定位銷是自己生產加工，因為銷的長度是要超過板孔的長度，還要能在工件孔中定位，上定位板的支撐用彈簧來完成，當工件在定位板上占有一個正確的位置，那么定位銷能在夾緊力的作用下伸入二孔中完成定位，這主要是靠壓縮彈簧，使上定位板下移，定位銷伸入

33、工件孔中的；當加工完成后，夾緊力撤去，在壓縮彈簧的作用下，上定位板上移，定位銷從零件孔中下移，那么工件可以移開，從而實現(xiàn)快速的過程、縮短了時間、提高了生產效率、自動化程度，適應于流水線作業(yè)。4.彈簧的計算及選取如下列圖彈簧在夾具中的作用是實現(xiàn)定位板不同的工件狀態(tài)下的上下移動，也起支撐作用，在下底板上放上工件不能超出定位板孔的長度。計算出工件的質量約為15KgW=10 x15=150N所以，在下底板上有根彈簧，每根彈簧的受力為，根據(jù)彈簧變形量，那么彈簧的剛度彈簧的極限壓縮量為15+2.5=17.5mm，所受的最大載荷為彈簧選擇分3類壓縮彈簧，計算過程如下： 假設彈簧絲直徑d 3 4 5 假設彈簧平均直徑 20 30 20 旋轉繞比 6.67 7.5 4 曲度系數(shù) 1.18 彈簧材料拉伸彈度極限 1250 960 950 許用應力 625 480 475 計彈簧直徑 2.92 查閱?機械加工工藝手冊?選彈簧絲的直徑為3mm。彈簧的圈數(shù) 得n=6.32圈，查閱?機械加工工藝手冊?n=7。因為彈簧的兩端要