柴油机机体机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计（钻孔8-M6）【毕业论文+CAD图纸全套】

购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 42 摘 要 机体 是柴油机中的重要部件，属于箱体类构 件 。属于大规模生产。本次设计做的是“ 柴油机 机体 机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计 ”，主要是先对汽缸进行零件分析 ； 然后进行毛坯确定，根据尺寸画出毛坯图 ； 再后进行加工工序的设定 以及确定切削用量和加工工时；最后进行指定工序的夹具设计。 关键词： 机体 、零件分析、毛坯图、切削用量 、夹具 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 is in to In of to to a in to be in to in up to up s s 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 42 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 42 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 录 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 毛坯的确定 . 5 . 5 . 5 第三章 工艺规程的设计 . 6 . 6 . 6 . 6 . 6 定加工工艺路线 . 7 . 7 确定工序： . 7 . 8 具、夹具及设备的选择 . 9 . 10 四章 夹具设计 . 31 . 31 . 31 . 31 . 31 . 32 . 34 4.汽缸的选择 . 35 . 35 . 36 . 36 . 37 . 37 4.0定位误差分析 . 37 . 39 . 39 . 39 . 39 . 39 参 考 文 献 . 41 致 谢 . 42 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 42 前 言 本次毕业设计是大学四年对所学课程进行的一次综合性的复习和总结 ，是四年学业完成的最后环节，是 对大学所有学知识的一次综合运用，主要运用到的课程有：机械制图机械原理机械设计机械制造装备机械制造技术基础。 其目的是通过设计来将大学所学课程联系起来，用于设计，提高我们的设计能力 ，是对我们大学生活的最后考验 。 本次毕业设计的题目是 “ 柴油机机体机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计 ” ， 柴油机机体 属于比较复杂的箱体零件，其形状复杂，精度要求高的 壳体，其加工工艺复杂，涉及到许多零件，例如：螺纹，曲轴孔，曲面，支架等等，这些零件要求的精度要求比较高，这对工艺规程设计更加有难度。 本次毕业设计的内容包括 了零件的工艺路线的制定及其指定工序的夹具设计，涉及到所学的多方面知识，培养我们综合运用机械制造专业知识 的基本理论和思想独立地分析和解决实际生产中问题的能力，并能独立地分析生产工艺，有效地巩固所学知识，为即将面临的工作打下坚实的基础。 但是，在设计中由于本人能力有限以及实践经验的缺乏，所以此中错误之处在所难免，诚望老师不吝指教。 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 2 第一章 零件分析 箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件的一些轴、套、轴承和齿轮等有关零件装配起来，使其保持正确的相互位置关系，以传递转矩 或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体的加工质量对机器的工作精度、使用性能和寿命都有直接的影响。 箱体零件虽然结构多种多样，但有共同的特点：多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大。既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固件。箱体类零件上面的孔与孔之间有较高的位置精度（孔与孔的平行度、孔的轴线与面有垂直度要求），其加工质量的好坏直接影响柴油机的精度和使用性能，因此柴油机汽缸的加工质量至关重要。箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的 15% 20%。 本次设 计是制定 油机机体的加工工艺及 钻 前后两端面 的 12 个螺纹孔 的 组合机床 夹具设计。柴油机机体属于箱体零件，其特点是：形状复杂、具有形状复杂的内腔，箱壁多用于安装轴承的轴承孔或其他用途的孔系。箱体的加工面较多，主要加工的是面和孔系，属于整体式机体结构，即汽缸体和曲轴箱制成一个整体零件，这种 整体式机体的特点是结构紧凑，刚性好，加工制造困难。 体 的主要作用是 ： 1、 连接 柴油机的 一些 运动部件，使它们在工作时保持相互准确的位置关系； 2、在机体上加工有水道和油道，保证各零件工作是必要的冷却与润滑； 3、安 装柴油机各辅助系统部件； 4、作为柴油机使用安装时的支承，将柴油机固定在底盘或支架上。 所以，柴油机汽缸 的结构较为复杂，部件结构尺寸精度较高，受到高频 的变载荷及振动是柴油机的主要部件。 要技术条件分析 ： 由于 机体 上要安装 一些 重要部件，所以，安装主要部件的结构都有精度要求， 参考图 视图， 如下： 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 42 表 1要技术条件分析 误差要求 标注位置及分析 H 平行度要求 公差 机体 上部平面，此平面为安 装喷油泵的平面， 8级精度，即 汽缸 上平面对 52、 20孔轴线的平行度误差为 H 40 的孔的轴线对于 52、 20 的孔的轴线垂直度误差为 证喷油泵位置 H 52 的孔的轴线相对于两个孔公共轴线的同轴度要求 公差为 52的孔的圆柱度要求公差 7级精度 H 52 的孔的右端面相对于 52、 20 的公共轴线的跳动公差为 H 20 轴线相对于 52、 20 的公共轴线同轴度要求为 7级精度 B 70的孔左端面相对于 30、 105 孔公共轴线的圆跳动误差为 30的孔相对于轴线的跳动误差为 7级精度 30的孔的圆柱度误差为 8级精度 105孔 的 圆柱度误差为 7级精度 B 105 孔的的轴线相对于 30、 105 的公共轴线的 同轴度公差为 机体 上部平面用于安装喷油泵的螺纹孔，相对于 40的圆心的位置度误差为 必须符合最大实体原则 后盖螺孔的位置度公差为 必须符合最大实体原则 机体 前面的平面度为 00 ： B 机体 前面对 30、 105孔的公共轴线在 100范围内的公差是 机体 后面的平面度为 00 ： B 机体 后面对 30、 105 孔的公共轴线在 100范围内的公差是 机体 后面的螺纹 孔 4 6H 必须符合最大实体原则 要尺寸公差及分析： 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 4 从零件图尺寸标注分析，尺寸要求较高的有 52 ， 30 ， 20 40孔，可由刀具及机床的精度保证； 52孔系与 105孔系的 Y 向中心距尺寸为 30 ， 57 等，可由夹具保证。 面粗糙度要求 本产品属于大批量生产， 年产 10 万件以上， 应以 组合机床为主要的加工设备，根据图纸要求，部分孔的圆柱面要求为 合机床完全能达到此精度要求 。 205626?309| | ? 1 5 J 7+ 0 . 2- 0 . 38?5213 15 5673220买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 42 第二章 毛坯的确定 坯材料及形式的确定 由于箱体类零件 形状复杂，有腔形，故一 般需要铸造成型。机体结构复杂，部 件 结构尺寸精度较高，受到高频的变载荷及振动，故零件材料可选用 铸铁） ，硬度为 170为它强度较高、耐磨、耐热性能好，但 需 人工时效处理，适用于承受较大 应力（ W 2942N/，摩擦面间单位压力大于 49N/要求一定的气密性的零件，适用于汽缸体等。 其工作条件：承受高弯曲应力（ P） 及抗拉应力；摩擦面间的单位面积压力 求保持高气密性。 根据以上要求， 由于零件结构复杂、 形状材料方面的要求， 批量较大，毛坯确定为砂型机器造型， 。（机械加工工艺手册第一卷） 造的加工余量及尺寸公差的确定 根据 机械加工工艺手册 表 得个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边余量 度方向 158边余量 度方向 153边余量 52 46 40孔 66 70 80孔 双侧加工，单边余量 为 3.0 105孔 单边余量双侧加工 3.5 他尺寸公差数值为： 表 2其他尺寸公差数值 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 、 根据以上尺寸画出毛坯图 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 6 第三章 工艺规程的设计 主视图一张 ： 图 3位基准选择 基准的选择 ： 是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面是主要的。选择粗基准的原则是： （ 1）应 选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准； （ 2）要保证工件上某重要表面的余量时，则应选择该表面作为定位粗基准； （ 3）当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为粗基准，以保证该表面有足够的加工余量。 因此，对于底面的加工，选择工件的前面作为 加工基准面，应该尽量使底面的切削深度均匀，以提高其精度。 基准的选择： 精基准的选择应该以保证零件的加工精度出发，同时考虑装夹方便，夹具结构简单，应遵循以下原则： （ 1） 尽量选择零件的设计基准作为精基准，可以避免基准不重合引起的定位误差，即“基准重合”原则； （ 2） 尽可能的使工件各主要表面的加工采用统一的定位基准，即“基准统一”原则； 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 42 （ 3） 当零件主要表面的相互位置精度要求很高时，应采用互为基准，反复加工的原则； （ 4） 选择加工表面本身作为定位基准，这是自为基准； （ 5） 选择的定位精基准应该保证工件定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便的原则。 即底面加工后，应该以底面作为精基准 ，因为底面是设计基准，符合“基准重合”原则。根据不同的加工表面加工方式不同，定位方式应该主要以一面两孔定位，这是箱体 零件加工的典型加工定位方式，并根据加工要求不一样也可以选择用两面组合定位及其它定位方式。 定加工工艺路线 定面的加工方式 ： 根据各表面的加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法： 表 3零件面的加工方式 铣 20 扩 铰 铣 精铣 70孔：粗镗 半精镗 铣 精铣 精铣 46孔：粗镗 前端面：粗铣 精铣 80孔：粗镗 后端面：粗铣 精铣 105孔：粗镗 精镗 磨 后盖结合面：粗铣 孔：钻 扩 铰 40镗 精镗 26孔：钻 扩 52粗镗 精镗 精磨 步确定工序： 根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工 的原则初步拟定加工路线如下： 表 3 初 步工序 工序号 工序内容 1 2 砂型机器铸造，清砂，去毛刺 时效处理 3 粗铣 A 面 4 钻 105 铰 4 106 粗铣前、后面 7 粗铣 上面 8 粗铣 右 面 9 粗镗孔 52 46 70 80 1050 粗镗孔 66 401 钻上面 2 224 2 1012 钻前后面 8纹底孔及 20 30以及后面 8纹孔和20孔 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 8 13 精铣前后面 14 精铣 上 面 15 精镗 52 105精镗 孔，扩 20 16 精镗 66 4017 扩 30 2618 铰 20 19 铰 2220 钻 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 交检 24 入库 以上确定的加工方式是根据其尺寸及形位公差的精度，参照互换性与测量技术基础上公差等级和简明机械 制造工艺手册上所述各种加工方式的经济加工精度确定的。 但是，某些工序内容存在一定问题，如 15 工序中，半精镗 70孔，其切削时间应该与镗 105减小其切 削力，可以改为精镗。 17工序应该分开，因为其为阶梯孔。 终工序 ： 上述工序没有考虑到零件图上的技术要求。如：螺纹孔倒角、涂漆，工件的检测等，修改后的工艺路线如下： 表 3最终工序 工序号 工序内容 1 砂型机器铸造，清砂，去毛刺 2 时效处理 3 毛坯缺陷检测 4 铣底面 5 钻 底 面 4 10孔 6 粗铰 4 10 孔 7 粗铣前、后面 8 粗铣 上 面 9 粗铣 右 面 10 粗镗孔 52 46、 、 80、 1051 粗镗孔 66 40买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 42 12 钻前面 8 纹底孔， 2 30孔及 20和后面 8 013 钻 上 面 6 10孔， 2 224 精铣前后面 15 精铣 上 面 16 精镗 52 105 70， 扩后面 20孔 17 精镗 66 4018 扩 30孔 19 扩 26孔 20 铰 20 孔 21 倒 20 105 孔的角 22 各面螺纹孔倒角 23 铰 2224 钻 2 5与 225 的斜孔 25 攻前面 8 2 26 攻 上 面 6 纹及 27 磨削 52 10528 非加工表面涂漆 29 送检 30 入库 具 、量具、夹具及设备的选择 由于本产品属于大批量 生产（ 10 万件 /年 以上 ），所以应该以组合机床为主，辅以少量通用机床。以流水生产线的生产方式提高生产效率，工件在机床上的装夹主要以气动或液压传动为主要装夹方式，具体选择如下 （主要参考机械加工工艺手册第三章机床，第四章刀具） 参考上面（图 3： 1、 铣底面时，选择定 位基准为前面，所以采用立 式铣床，选用铣刀为镶齿套式面铣刀，具体参数如下： D=80， Z=10， L=36， D=27 选用 P=、钻 底 面 4 10 孔，由于表面粗糙度为 削不能达到要求，安排有铰削，应留有铰削余量，采用组合机床加工，选择 3、粗铰 底 面 4 10孔，选择 d=10组合机床加工。 4、 粗铣前后面，以底面和一个与之垂直的平面作定位基准，用组合机床加工，采用卧式铣床，选用铣刀 D=125镶齿三面铣刀。 5、粗铣 上 面，以底面为 基准，采用立铣，用组合机床加工，加工选择铣刀为： D=63的套式铣刀加工 D=100的套式面铣刀加工 6、粗铣右侧面，定位方式同上采用卧铣可选用 通用型机床型号 择刀具为购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 10 D=160 7、粗镗孔 52 46、 70 、 80、 105，组合机床加工，以地面作为定位基准，采用一面两孔定位，选用刀具为粗镗刀，以双刀镗 52、 46且镗 52孔为盲孔镗刀 ，镗 70、 80、 105采用同轴镗，镗 70、 80孔用盲孔镗刀。 8、粗镗孔 66 40组合机床加工，底面定位，一面两孔，镗头为垂直方向，选择镗刀为普通粗镗刀， d=20,60 ,L=150. 9、钻前面 8 纹底孔， 2 30孔及 20，标准麻花钻钻后面8 纹底孔，选用 长麻花钻钻 2 孔（根据零件结构尺寸，标准麻花钻不能达到要求），选用 =19准麻花钻钻前面 30 及后面 20 孔，选 =20钻钻前面 20孔，以组合机床加工，一面两孔定位。 10、钻 B 面 2 纹底孔， 10 孔， C 面 2 22 4 纹底孔以底面为基准采用一面两孔定位，组合机床加工，选用 =头钻 2 纹底孔，选用 =22麻花钻钻 2 22，选 =10麻花钻钻 10孔。 11、精铣前后面，定位方式与粗铣时一样，组合机床加工，刀具与粗铣时相同。 12、精铣 B、 位方式与粗铣时一样，组合机床加工，刀具与粗铣时相同。 13、精镗 52 105 70， 扩后面 20孔，选用一面两孔定位，组合机床加工， 105 70 采用同轴镗， 70孔镗刀为盲孔镗刀， 52 14、精镗 66 40粗镗时一样，选用同一直径的 精镗刀。 15、扩 30 孔底面定位，组合机床加工，选 16、扩 26孔，底面定位，组合机床加工，选 26的扩孔钻。 17、铰 20 30 孔底面定位，一面两孔，组合机床加工，选 20， 30铰刀加工，用高速 钢铰刀， T=2700。 18、倒 20 105 70 孔的角 。 19、各面螺纹 孔倒角，扩孔钻倒角，组合机床加工。 20、铰 22合机床加工。 21、钻 2 5与 225 的斜孔，采用专用夹具，组合机床加工，选用 5的麻花钻。 22、攻前面 8 2 纹，选用与之直径相同的丝锥。 23、攻 面 4 用与之直径相同的丝锥。 24、磨削 52 105合机床加工，与之相应的砂轮。 量具的选择，流水线加工作业中，零件在不同的工序中需抽查，根据零件 图上要求不同，选用游标卡尺、百分表、千分尺、螺纹通规、止规等量具。 削用量及加工工时的确定 工序 4：铣底面 机床： 具：查阅机械加工工艺手册表 料 用度 03 ， D=80,d=27，购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 42 L=36,Z=10。 . 加工条件：铣削尺寸为 52削宽度 2定进给量：查机械加工工艺手册表 73，硬质合金 端铣刀进给量 ： 0 . 2 /fa m m z ， 2 . 2 5pa m m 确定切削速度，查机械加工工艺手册 81，硬质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由查机械加工工艺手册表 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=定主轴转速： 1000 9 6 7 / m i 参考 表 相近 n=1180r/ 机床实际切削速度为： 2 9 6 . 4 1 6 / m i 实计算切削时间： 参考表 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：当铣 削尺寸为 38底面里，即铣削宽度 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：钻 0买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 12 按机械加工工艺手册 ：当铸铁硬度 00d8 12，,由于孔深为 12 故 由表 m m i rD vn s 按机床选取 2 5 0 0 / m i 机械加工工艺手册表 机床实际切削速度： 1 0 2 5 0 0 7 8 . 5 / m i 0 0 1 0 0 0 切削工时： 12 1 2 3 0 0 . 2 m i 0 0 0 . 3 0l 因为有四个孔需加工，所以切削工时应为： 4 4 0 . 2 0 . 8 m i 工序 7：粗铣前后面 刀具：材料 用度 180=125mm,l=25mm,d=32mm,z=12. 按机械加工工艺手册 表 得，粗加工后，精铣余量为 以 加工条件：铣削尺寸为 160前面，即铣削宽度 60，确定进给量，查机械加工工艺手册表 定切削速度，查机械加工工艺手册表 m m i 确定主轴转速： 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 42 m i 000 根据表 相近转速 475 m 。 故机床实际铣削速度为： 1 2 5 4 7 5 1 8 6 . 4 4m i 0 0 1 0 0 0 计算切削时间： 12 2 5 3 1 . 5 4 0 . . 0 5 m i l m z 因为加工前后面，所有的铣削速度及主轴转速都一样，故销铣时间应为： 2 0 . 0 5 0 . 1 m i 总 工序 8：粗铣上端面 按机械加工工艺手册 表 得，粗加工后，精铣余量为 以 加工条件：铣削尺寸 为 60铣削宽度 0，确定进给量，查机械加工工艺手册表 定切削速度，查机械加工工艺手册表 m 38.2 m i 确定主轴转速： m i 000 查机床使用手册， 取相近转速 m 0 。 故机床实际铣削速度为： 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 14 m i 计算切削时间： m i 8 fm 方法同上 m i m i 000 rD vn s 取 m 故： m i 751001000