毕业设计发动机缸盖

1、毕 业 设 计 摘要摘要 毕业设计是对学生整个大学阶段学习内容的概括和总结，是学生对知识的掌握和 提炼程度的一个检验，它是进一步提高学生进入工作岗位之前岗位能力的有效措施， 学生通过毕业设计更能贴近就业后岗位的实际。 本课题是发动机缸盖机械加工过程工艺规程制定及工艺装备设计（钻床专用夹具 的设计） 。缸盖是发动机中比较复杂及具有代表性的零件之一，基于缸盖在发动机整体 结构中重要性，缸盖的的制造过程和制造工艺显得尤为重要。 发动机关键零件的加工精度和质量直接影响发动机的性能，对发动机关键零件进 行工艺规程及工艺装备设计是确保加工精度和质量的关键。缸盖的制造过程坯的制造、 加工工艺过程的制定等几个

2、过程。根据生产类型，保证加工精度，满足设计图样要求。 本毕业设计应达到一定得要求和具备一定的条件：1绘制零件图，对零件图进行分析； 2. 设计毛坯图；3. 设计零件机械加工工艺规程；4. 设计钻床夹具，绘制夹具装配图。 关键字：关键字：发动机；发动机缸盖；机械加工工艺规程；专用夹具 i abstract designed for students graduating from the university of stages throughout the study and summarize the contents of the summary, is a student of know

3、ledge and degree of refining a test, it is to further enhance students ability to work prior to the effective measures positions, students graduating from design through closer the actual post-employment status. the issue is the process of engine cylinder head machining process planning technique an

4、d equipment development and design (special drilling jig design). engine cylinder head is more complicated and one representative of the parts, based on the overall structure in the engine cylinder head in the importance of the manufacturing process of cylinder head and the manufacturing process is

5、especially important. critical engine parts machining accuracy and quality of a direct impact on the performance of the engine, key parts of the engine technology and process design point of order is to ensure that the machining accuracy and quality of the key. billet cylinder head manufacturing pro

6、cess of the manufacture, processing process, such as the process of formulation. according to the production of the type of processing to ensure accuracy and meet the design requirements. should be designed to meet the graduation requirements and must have certain conditions: 1. parts drawing on an

7、analysis of part drawing; 2. the design of rough map; 3. the design of parts machining process planning; 4. the design of drilling jig, fixture assembly drawing. key words: engines, engine cylinder head, machining process planning, a dedicated fixture ii 目录目录 摘要摘要.i abstract.ii 目录目录 .iii 第第 1 章章 绪论绪

8、论.1 1.1 课题研究的意义及现状课题研究的意义及现状 .1 1.2 论文主要研究内容论文主要研究内容 .7 第第 2 章章 发动机缸盖工艺设计发动机缸盖工艺设计.9 2.1 发动机缸盖的分析发动机缸盖的分析 .9 2.1.1 发动机缸盖的功用分析 .9 2.1.2 发动机缸盖结构和功用的分析.9 2.1.3 发动机缸盖技术分析.10 2.1.4 发动机缸盖的材料分析.10 2.2 发动机发动机缸盖毛坯的设计缸盖毛坯的设计.14 2.2.1 计算生产纲领，确定生产类型计算生产纲领，确定生产类型 .14 2.2.2 确定毛坯种类及加工方法的选择.14 2.2.3 毛坯的工艺分析及要求.16 2

9、.2.4 毛坯余量和公差的确定.16 2.3 工艺路线设计工艺路线设计.19 2.3.1 零件图的工艺分析.19 2.3.2 加工方法的选择.22 2.3.3 缸盖的材料及热处理.23 2.3.4 阶段的划分.23 2.3.5 工序的集中与分散.24 2.3.6 基准的选择.24 iii 2.3.7 拟定发动机缸盖的工艺路线.27 2.4 加工设备及工艺装备的选择加工设备及工艺装备的选择 .28 2.5 加工工序设计加工工序设计 .29 第章第章 钻床专用夹具设计钻床专用夹具设计.37 3.1 问题的提出问题的提出.37 3.2 机床夹具的分类机床夹具的分类.37 3.2.1 通用夹具.37

10、3.2.2 专用夹具.37 3.3 夹具的设计内容夹具的设计内容.38 3.3.1 定位基准的选择.38 3.3.2 工件的夹紧及夹紧装置.38 3.3.3 夹紧结构简介.39 3.3.4 夹紧力要素的确定.39 3.3.5 夹具材料的选择.42 3.4 钻床夹具的设计钻床夹具的设计.42 3.4.1 钻床夹具的性能要求.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.4.2 钻床夹具的特点.43 3.5 钻套与工件间的距离钻套与工件间的距离.44 3.5.1 固定式钻模特点.44 3.5.2 钻套与被加工的尺寸关系.44 3.6 夹具的对刀夹具的对刀.44 3.7 夹具体的设计夹具体的设计.44

11、结论结论.47 参考文献参考文献.47 致谢致谢.48 附件附件 外文资料翻译外文资料翻译.49 0 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 课题研究的意义及现状课题研究的意义及现状 发动机（英文： engine） ，又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另 一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。 （把电能转化为机器能的 称谓电动机）有时它既适用于动力发生装置 ,也可指包括动力装置的整个机器 .比 如汽油发动机 ,航空发动机. 发动机最早诞生在 英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种 “产生动力的机械装置 ” 。随着科技的进步，人们不断地研制出不同用途多种类型 的发动机

12、，但是，不管哪种发动机，它的基本前提都是要以某种燃料燃烧来产生动 力。所以，以电为能量来源的电动机，不属于发动机的范畴。 回顾发动机产生和发展的历史，它经历了 外燃机和内燃机两个发展阶段。 所谓外燃机，就是说它的燃料在发动机的外部燃烧，发动机将这种燃烧产生的 热能转化成动能， 瓦特改良的蒸汽机就是一种典型的外燃机，当大量的煤燃烧产生 热能把水加热成大量的水蒸汽时，高压便产生了，然后这种高压又推动机械做功， 从而完成了热能向动能的转变。 明白了什么是外燃机，也就知道了什么是内燃机。这一类型的发动机与外燃机 的最大不同在于它的燃料在其内部燃烧。内燃机的种类十分繁多，我们常见的汽油 机、柴油机是典型

13、的内燃机。我们不常见的 火箭发动机和飞机上装配的喷气式发 动机也属于内燃机。不过，由于动力输出方式不同，前两者和后两者又存在着巨大 的差异。一般地，在地面上使用的多是前者，在空中使用的多是后者。当然有些汽 车制造者出于创造世界汽车车速新纪录的目的，也在汽车上装用过喷气式发动机， 但这总是很特殊的例子，并不存在批量生产的适用性。 此外还有燃气轮机，这种发动机的工作特点是燃烧产生高压燃气，利用燃气的 高压推动燃气轮机的叶片旋转，从而输出动力。燃气轮机使用范围很广，但由于很 难精细地调节输出的 功率，所以汽车和摩托车很少使用燃气轮机，只有部分赛车装 用过燃气轮机。 1 气缸盖安装在气缸体的上面，从上

14、部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃 气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却 水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等 高温部分。 发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，汽车的动力性、经济性、环保 性。简单讲发动机就是一个能量转换机构，即将汽油(柴油)的热能，通过在密封汽 缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本原理。发 动机所有结构都是为能量转换服务的，虽然发动机伴随着汽车走过了100 多年的 历史，无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高， 其基本原理仍然未变，这是一

15、个富于创造的时代，那些发动机设计者们，不断地将 最新科技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发动机 性能达到近乎完善的程度，各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点。 发动机有很多种 。按照进气系统分类，可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强 制进气(增压式)发动机。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压 式的。按照气缸排列方式分类内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。 单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把 气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角 pe 所以功率足够。 2

16、. 工序和工序计算加工方法与上一步相同略 3. 工序扩孔 4-、4-、4-353933 扩孔余量经查机械加工工艺手册得 z扩=1.5mm 参考立式铣床 z5140b 有关技术参数取扩孔技术参数为=0.4mm/rf 扩削速度为 0.49m/s=29.4m/min 由此可以推算处转速为 = d v n 1000 min/ 5 . 279 5 . 33*14 . 3 4 . 29*1000 r 按机床实际转速取，则实际扩削速度为min/300rn min/ 6 . 31 1000 300* 5 . 33*14 . 3 rv 对于孔 4-39 参考立式铣床 z5140b 有关技术参数取扩孔技术参数为=

17、0.4mm/rf 扩削速度为 0.49m/s=29.4m/min 由此可以推算处转速为 = d v n 1000 min/249 5 .3714 . 3 4 . 291000 r 按机床实际转速取，则实际扩削速度为min/300rn min/ 3 . 35 1000 300 5 . 3714 . 3 rv 对于孔 4-33 扩孔余量经查机械加工工艺手册得 z扩=1.5mm 参考立式铣床 z5140b 有关技术参数取扩孔技术参数为=0.4mm/rf 扩削速度为 0.49m/s=29.4m/min 由此可以推算处转速为 = d v n 1000 min/ 2 . 297 5 . 3114 . 3

18、4 . 291000 r 按机床实际转速取，则实际扩削速度为min/300rn 31 min/ 6 . 29 1000 300 5 . 3114 . 3 rv 4. 钻孔 4、8、4、10、4、425141816128 因孔是一次钻出故其切削余量为： 孔 z=12.5 孔 z=9 孔 z=8251816 孔 z=7 孔 z=6 孔 z=414128 表 2-6 各孔余量和工序尺寸 加工表面加工方法加工余量工序尺寸 25 钻孔12.5 25 18 钻孔9 18 16 钻孔8 16 14 钻孔7 14 12 钻孔6 12 8 钻孔4 8 参考立式钻床 z5140b 取钻进给量为 0.4mm、取钻进

19、给量为 0.4mm、取钻2518 进给量为 0.4mm、取钻进给量为 0.4mm、取钻进给量为 0.4mm、取钻161412 进给量为 0.4mm8 对于孔参考机械加工工艺手册表 9-36 高速钢钻孔时速度25 32 vc=0.35mm/s=21m/min 转速min/ 5 . 267 1000 r d v n 按机床实际转速 n=300r/min 则实际切削速度为 min/55.23 1000 3002514 . 3 m vc f() 同理参考手册的 钻孔孔时切削速度为18min/21m vc 钻孔孔时切削速度为16min/21m vc 钻孔孔时切削速度为14min/15m vc 钻孔孔时切

20、削速度为12min/15m vc 钻孔孔时切削速度为8min/10m vc 故转速分别为 钻孔孔18min/371 1000 r d v n 钻孔孔16min/417 1000 r d v n 钻孔孔14min/341 1000 r d v n 钻孔孔12min/398 1000 r d v n 钻孔孔8min/398 1000 r d v n 按机床实际转速分别取 n=400r/min, n=450 r/min, n=400 r/min, n=400 r/min, n=400 r/min 所以钻孔孔时切削速度为18min/ 6 . 22 m vc 钻孔孔时切削速度为16min/6 .22 m

21、 vc 钻孔孔时切削速度为14min/ 5 . 17 m vc 钻孔孔时切削速度为12min/ 1 . 15 m vc 钻孔孔时切削速度为8min/10m vc 5. 粗镗、半精镗、精镗孔 4、4、4823932 33 因粗精镗孔都是一面两孔定位，故孔与面之间的粗镗工序尺寸，精镗工序尺寸及 平行度与孔之间的尺寸基准重合所以不需要尺寸链计算。选用卧式镗床，高速钢刀具。 查表知粗镗 半精镗 精镗mm ap 2mm ap 7 . 0mm ap 7 . 0 查机械加工工艺手册知 取rmmf/3 . 0min/20m vc 所以min/ 4 . 75 5 . 8414 . 3 2014 . 3 1000

22、 m d v n 取 n=90 所以smm dn vc /35 . 0 min/2 .21 1000 查有关资料得 kacffcpfcc n v y f x fcfc fc 81 . 9 3 10 vfp ccc 取 180 cfc 1 xfc 75. 0 yfc 0 nfc 所以n fc 6 .1252kw pc 44 . 0 取机床效率为 0.85 则需要功率为 0.52kw 小于机床最大功率 4kw 功率足够 精镗孔时因余量为 0.7mm 故mm ap 7 . 0 查有关资料，取，进给量为min/50m vc rmmf/12 . 0 故有min/187 14 . 3 85 5010001

23、000 r d v n 4、4的过程与上述类似略3932 6. 时间定额计算 机动时间 参考有关资料得钻孔的计算公式为 fn l ll tj 21 +（12） kl r d cot 2 1 4，钻盲孔时1 2 l 0 2 l 对于钻孔25 mm l 95 . 1) 2 118 cot( 2 25 1 34 由图知，取=3mm83l l2 故由公式可得 min59 . 0 4004 . 0 3983 tj 同理孔=0.58min18 tj =0.58min16 tj =0.57min14 tj =0.57min12 tj =0.56min8 tj 对于扩孔 4-33 +（12）=1.43mm k

24、l r dd cot 2 1 又知，取83l3 2 l 故有 min72 . 0 3004 . 0 83343 . 1 21 fn l ll tj 对于 4-、4-因为是盲孔所以35390 2 l 所以min7 . 0 3004 . 0 83043 . 1 21 fn l ll tj 总机动时间tm min04.28456 . 0 857 . 0 457 . 0 1058 . 0 458 . 0 459 . 0 472 . 0 87 . 0 tm 其余计算略 35 第第 3 3 章章 钻床专用夹具设计钻床专用夹具设计 为了提高机械加工的劳动生产率，保证零件的加工质量，降低工人的劳动强度， 需要

25、设计专用夹具。工件的生产类型为大批量生产，为了降低劳动强度，提高生产效 率，选用专用工艺装备是合理的。 按指导老师的要求，本人设计工序 70 以前后面为精基准钻上下面孔的钻床专用 夹具。为了提高加工效率，可以同时布置多把刀具放置顶面一次加工完毕。 3.13.1 问题的提出问题的提出 本夹具用于大批量生产，应利用上面工序已加工好的加工面实现工序定位，提高 加工精度。夹具设计时，应使夹具满足以下基本要求： （1） 稳定地保证工件的加工精度； （2） 提高机械加工的劳动生产率和降低工件的生产成本； （3） 结构简单，操作方便，省力和安全，便于排屑； （4） 具有良好的结构工艺性，便于夹具的制造、装配

26、、检验、调整与维修。 36 3.23.2 机床夹具的分类机床夹具的分类 3.2.13.2.1 通用夹具通用夹具 车床上的三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖，铣床上常用的平口钳、分度头、 回转工作台等属于此类。这类家具有很大的通用性，一般易将其标准化，并由专门的 专业工厂生产，常作为机床的标准附件提供给用户。 3.2.23.2.2 专用夹具专用夹具 这类家具是针对某一工件的某一工序而专门设计的，因其用途专一而得名，专用 夹具主要用于批量生产中。 3.33.3 夹具的设计内容夹具的设计内容 3.3.1 定位基准的选择定位基准的选择 定位基准在最初的工序中时铸造、锻造或轧制等得到的表面，这种未加工的

27、基准 称为粗基准。用粗基准定位加工出来光洁表面后，就应该用加工过的表面做以后工序 的定位表面，此便为精基准。 上面的工序已将发动机缸盖的几个表面的平面加工完毕，并且达到了较高精度。 按照基准选择原则，选择缸盖的上下表面作为主要定位基准，且限制其中三个自由度， 利用定位轴以及底部的定位销等定位元件实现准确定位。 3.3.2 工件的夹紧及夹紧装置工件的夹紧及夹紧装置 在机械加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力等力的作用，为了保证在 这些外力作用下，工件仍在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置，而不发生震 动或位移。因此，一般夹具结构都必须设置一定的夹紧装置将工件可靠固定。 一、 夹紧装置的

28、组成 1 力源装置 力源装置时产生夹紧作用力的装置，来自人力的，称为手动夹紧； 来自自动力装置的，如气动、液压、电动等，称之为自动夹紧。 2 夹紧机构 用来接收和传递作用力，使之变为夹紧力并执行夹紧任务。 37 二、 对夹紧装置的基本要求 夹紧装置的设计或合理选用是否正确合理，直接影响到加工质量与生产率。因此， 对夹紧装置提出如下基本要求： 1. 夹紧装置在对工件夹紧时，不应该破坏工件的定位，为此，必须正确选择夹紧 力的方向及着力点。 2. 夹紧力的大小应该可靠、适当，要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损 伤不致超过允许范围。 3. 夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速、操作方便、省力、安全

29、。 4. 夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。 三、 夹紧装置设计的一般步骤 1. 根据工序图绘制夹紧力示意图，在图中表明夹紧力的作用点及应考力的作用 2. 计算所需夹紧力 3. 确定夹紧元件结构 4. 确定夹紧装置所产生的夹紧力。 3.3.3 夹紧结构简介夹紧结构简介 1. 螺旋夹紧机构 利用螺旋副夹紧工件的机构。实质上螺旋为绕在圆柱体上的斜楔，因此其作用原 理与斜楔相同。由于结构简单、夹紧可靠等优点，很适合与手动夹紧，它的主要特点 是夹紧动作比较慢，所以在机动夹紧结构中应用较少。 2. 螺旋压板夹紧结构 在螺旋机构中，螺旋压板夹紧机构是应用最多的复合夹紧机构，在设计时根据杠 杆原

30、理改变力臂的关系，可使操作省力、方便。 3. 联动夹紧机构 在即系加工中，根据工件的特点和生产率的要求，要求对一个工具爱你上的几个 点或多个工件的同时夹紧，此时减少工件装夹时间，简化机构，常采用联动夹紧机构。 根据发动机缸盖的形状、尺寸大小以及生产规模，结合对夹具设计的要求，并考 虑以上相关夹紧机构的特点，确定选用液动螺旋机构。 38 3.3.4 夹紧力要素的确定夹紧力要素的确定 夹紧力包括力的大小、方向和作用点三个要素，他们的确定是夹紧机构设计中首 要解决的问题。 （1） 夹紧方向的选择一般遵循一下原则： 夹紧力方向应该垂直于工件的主要表面，以保证工件的定位精度。根据加工要求 保证孔与下表面

31、的垂直度，所以下表面为主要基准面，因此夹紧力的方向应垂直于下 底面，这样能保证定位可靠，满足加工要求； 夹紧力的作用方向应尽量与工具爱你刚度最大方向一致，以减小变形； 夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工作重力方向一致，以减小所需夹紧力。 由此可知，夹紧力的作用方向应向下，垂直于表面，且满足工件刚度的要求。 （2） 夹紧力作用点的选择 夹紧力作用点的选择一般注意以下几点： 夹紧力作用点应正对支撑元件或位于支撑元件所形成的支撑平面内，保证工件已 获得的定位不变； 夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。 夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减小切削力对工件所造成的翻转力

32、矩。 （3） 切削力及扭矩的计算 查阅机械加工工艺手册表 10.4-13.可得群钻时轴向力及扭矩的计算公式： 轴向力： f = f k （3-1） 0fm 式中： f 在理想条件下求得的轴向力 0 k 加工材料改变时的修正系数（k=k） fmfmmm 并且有： f =c df （3-2） 0f f z 0 f y f n 根据加工材料查表知： c =365.9， z =0.0661, y =1.217， n =0.361 ffff 39 由前面所述的知：f=0.3mm/r，=30m/min，故由公式 2-1 得： f = c df （3-3） f f z 0 f y f n =365.911.

33、70.330 661 . 0 217 . 1 361 . 0 =1467.02 n 根据加工条件选修正系数 k=1.1，可求实际产生的轴向力为： fm 扭矩： m=m k （3-4） 0mm 其中， m =c d 0f m z 0 f m y m n 根据加工材料查表 10.4-3 知： c =0.281，z=1.788，y=1.048，n=0.077 fmmm 又可知：=0.3mm/r，=30m/min，故有公式（3-4）得f m = c d 0f m z 0 f m y m n =0.28111.70.330 78 . 1 048 . 1 077 . 0 =8.402 n m 根据加工条件

34、选修正系数 k=1.1，进而由公式（3-3）可求实际产生的扭矩为 fm m= m k=8.4021.1=9.242 n m 0mm （5）夹紧力大小的计算 计算夹紧力时，根据工件所受的切削力 p、夹紧力 w 以及摩擦力 f,对大工件还 应该考虑重力 g，运动的工件还应考虑惯性力等。然后根据精力平衡条件，计算出理 论夹紧力 wf，再乘以安全系数 k，得出实际夹紧力 w0 在不考虑重力和其他伴生力的条件下，夹紧力的大小既与切削力的大小有关也与 切削力对支撑的作用方向有关。 下列为几种典型加工情况下所需的夹紧力 钻削 （3-5）)/( 2 2 1 1 r f r f ff kmw 40 式中 k-安

35、全系数，可按下式计算 （3-6） kkkk k 4321 m-切削力矩 -夹紧元件、定位元件各自与工件接触表面的摩擦系数，表面光滑的 ff 、 21 情况下一般取 0.160.25，这里我们取 0.2 -夹紧元件、定位元件与各自工件接触面间的摩擦距半径 rf 2f1r k1-一般安全系数 一般取 1.52；这里取 2 k2-加工性质系数粗加工取 1.2，精加工取 1； k3-刀具钝化系数，考虑刀具磨钝后，切削力增大，一般取 1.11.3 这里我们 取 1.2 k4-断续切割系数。断续切割时，取 1.2，连续切割时取 1 所以粗加工时 k=k1k2k3k4=2.88 以钻孔为例算钻削所用夹紧力2

36、6 =)/( 2 2 1 1 r f r f ff kmwn1663)05 . 0 2 . 003 . 0 2 . 0/(24 . 9 88 . 2 理论上讲，夹紧力应与工件加工过程中所受的切削力、离心力、惯性力、冲击力 等相平衡。但是在不同条件下，上述作用力在平衡系中对工件所起的作用是不同的。 根据本夹具设计的结构，在钻孔过程中，主要产生的是切削力和扭矩。其中轴向力的 方向与夹紧方向相同，有利于工件的定位和夹紧，工件只要满足夹紧方向的刚度要求 不至于加工时发生变形即可；加工过程产生的扭矩主要由夹具和工件间的摩擦力矩以 及定位轴和定位销来平衡。 由此看来此夹具设计安全、可靠。 3.3.5 夹具

37、材料的选择夹具材料的选择 夹具材料的选择应根据其强度、硬度、韧性、耐磨性、脆性、可加工性来确定。 铸铁通常用于制造夹具体，中、低碳钢一般用于结构件、压板、螺杆和螺母等； 高碳钢则用于易磨损件，如定位元件、对刀引元件等；工具钢用于需要高强度和耐磨 性的夹具元件；铝材加工性好，木材、塑料、橡胶、环氧树脂等在多种小批量具生产 中也可以用作夹具材料。 41 结合本夹具的特点和结构，夹具主要部分材料为： 夹具体、导向架、左右力臂、上盖选为 ht200 压板、定位轴、上垫铁选为 45 钢 定位销、菱形定位销、套选为 20cr 3.3.6 夹具误差分析夹具误差分析 1.定位误差的概念 定位误差是由于工件在夹

38、具上（或机床上）定位不准确而引起的加工误差。变化 量（加工误差）是由于工件的定位引起的，故称为定位误差 定位误差的主要来源有两个方面：由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制 作不准确引起的定位误差，称为基准位置误差，通常用 jw.由于工件的弓箭基准与 定为基准不重合而引起的定位误差，称为基准不重合误差，常用 jb表示。 采用加工调整法加工时，工件的定位误差实质就是工序基准在技工尺寸方向上的 最大变动量。因此，计算定位误差首先要找出工序尺寸的基准，然后求其在加工尺寸 方向上的最大变动量即可。 2.用几何方法计算定位误差 采用几何方法计算定位误差通常要画出定位简图，并在图中挂账的画出工件变动 的极

39、限位置，然后运用三角几何知识，求出工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量， 即为定位误差 下面以钻缸孔为例分析定位误差 首先，由于工序基准与定为基准一致不存在基准不重合误差。由于定位孔与侧 面接触则 dw=d+d+xmin=0.039+0.016+0.009=0.064mm 故 d=b+y=0+0.064=0.064mm1/3k 因此精度足够 3.4.2 钻床夹具的特点钻床夹具的特点 钻床夹具在结构上是有下列全部或部分元件和部件组成：定位元件、加紧原件、 导向装置钻套及其模板、辅助装置（如分度转台） 、夹具体。 42 钻床夹具在性能上的主要特点： （1）钻床夹具（指钻模）利用其导向装置不仅能引导

40、和确定刀具定位，还能增强 刀具的刚性，提高工件的加工精度，所以使用钻模时。被加工孔的精度主要与导向装 置的精度有关，与机床的精度关系不大。 （2）钻床夹具（指部分通用夹具）能扩大钻床类机床的使用范围（如分度转台、 多轴头能扩大单轴立式钻床的使用范围） （3）钻床夹具在使用时，所受的轴向力一般是向下的，所以当钻削扭矩不大时， 钻床夹具往往不必固紧在机床工作台上（如翻转式钻模和部分倒角夹具等） 。 3.5 钻套与工件间的距离钻套与工件间的距离 3.5.1 固定式钻模特点固定式钻模特点 （1）在使用的整个过程中（包括装卸工件的过程） ，工件相对机床的位置固定不 变 （2）在摇臂钻床、镗床和多轴机床上

41、可以用来加工孔 （3）钻床直径大于 10mm 的孔时可用固定式钻模 3.5.2 钻套与被加工的尺寸关系钻套与被加工的尺寸关系 钻套长度（）和钻套至工件断面的距离（）与钻孔直径（d）和钻孔长度的尺 1 l 2 l 寸（ ）的关系，见机械加工工艺手册第二卷表 10.32 表 10.33 图 10.343.l l=（2-4）d 钻钢：（1-1.5）d 钻铸铁d 2 l 3.6 夹具的对刀夹具的对刀 夹具的对定： 夹具与机床的连接方式和有关元件。 夹具与机床的连接方式可分为两大类：一是通过连接元件安装在机床工作台上， 如铣床、刨床、镗床上；另一类是夹具安装在机床的回转上，如车床、内圆磨床。前 者一般通

42、过定位键，连接形式见手册表 6.41，后者见表 6.44. 43 （1）对刀装置：主要用于铣床夹具。包括对刀块、塞尺、和其他对刀元件 （2）刀具引导元件：多用于钻床和镗床，前者称钻模套筒，简称钻套；后者称镗 模套筒，简称镗套。两者又统称导套。导套分为不懂适合回转式两大类。不动式导套 又分为固定、可换、快换三种。一般导套已有标准化结构及尺寸，可直接查阅 gb2262-80，gb2267-80 3.7 夹具体的设计夹具体的设计 在专用夹具中，夹具体的形状和尺寸往往是非标准的，涉及注意以下问题： （1）应有足够的刚度和强度,铸造夹具壁厚一般是 15-30mm，焊接夹具体壁厚 8- 15mm （2）力

43、求结构简单，装卸方便；在保证刚度和强度的前提下，尽可能体积小，质 量轻，方便操作。 （3）尺寸要稳定：夹具体的制造应进行必要的热处理，以防其变形 （4）要有良好的结构工艺性：夹具体结构应便于加工夹具体的安装基面、安装定 位元件的表面和安装对刀或导轨装置的表面，并有利于实现这些表面的加工精度要求。 夹具体上的表面与工件之间应留有 14-15mm。 （5）清除切屑要方便：切屑不多时可加大定位元件与夹具体之间的距离或增设容 屑沟。加工时产生大量切屑是，则应设置排屑口，还应考虑能否排除切削液。 （6）在夹具体上安装要稳定、可靠、安全。 夹具体毛坯可用铸造（大多采用 ht150 或 ht200 灰铸铁，

44、也可采用铸钢或铸铝） 、 焊铸造或采用标准的零部件装配的方法获得 44 结论结论 经过三个月的努力，在李长河老师的悉心指导下，我的毕业设计终于告一段落 了，这是我大学期间也是我整个学生生涯的最后一份作业，我希望也有信心将它做好。 这次毕业设计中我主要完成了发动机缸盖从毛坯到成品的机械加工工艺过程，其 中包括加工工序的制定，加工方法的选择，在加工工序中机床、刀具的选择，加工精 度的控制以及机床专用夹具的设计，同时也完成了缸盖毛坯图、零件图、专用夹具等 图纸的绘制。基本完成了毕业课题要求的各项内容。 在这最后的三个月的毕业设计中我经历了很多，我学会了如何围绕着设计题目我 通过各种渠道寻中资料，查找

45、各类工具书，而这些能力无疑是我在以后的工作和学习 中必须具备的，这次毕业设计无疑是将我们在大学中所学到的专业知识的一个整合， 是一个学以致用的过程，让我在自己的设计中感到学习的重要性，我会为找出一个参 数、画标准一个零件而感到高兴，也会为当时没有好好学习，好好听课而感到深深地 懊悔。时间飞逝，转眼四年过去了，我不可能再回到过去，做我当时没有做好的事情， 但是通过这个的毕业设计，我会尽量弥补大学期间我所落下的东西，希望在不久的将 来在自己的工作岗位上能学以致用有所作为，当我回顾我的大学时能不为自己留下遗 憾。 45 参考文献参考文献 1 王先奎.机械加工工艺手册（第 2 版）,北京:机械工业出版

46、社,2007. 2 王先奎.机械制造工艺学（第 2 版） ，北京：机械工业出版社，2006. 3 倪森涛.机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书,北京:化学工业出版社,2003. 4 李益民.机械制造工艺设计简明手册,北京:机械工业出版社,1993. 5 陈红钧.实用机械加工工艺手册,北京:机械工业出版社,1997. 6 张龙勋.机械制造工艺学课程设计及习题,北京:机械工业出版社,2004. 7 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导,北京:冶金工业出版社,2002. 8 廖念钊.互换性与技术测量,北京:中国计量出版社（第四版）,2000. 9 袁哲俊.金属切削刀具,上海:科学技术出版社,1

47、984. 10 邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程,北京:机械工业出版社,2001. 11 周开勤.机械零件设计手册（第四版）,北京:高等教育出版社,1994. 12 杨月英,张琳.autocad2006 绘制机械图,北京:中国建材工业出版社,2006. 13 王小华.机床夹具图册,北京:机械工业出版社,1995. 14 吴拓.机械制造工艺与机床夹具课程设计指导,北京:机械工业出版社,2006. 15 nano-scale scratching in chemicalmechanical polishing n. saka, t. eusner, j.- h. chun (1) labor

48、atory for manufacturing and productivity, massachusetts institute of technology, cambridge, ma, usa 16 dressing process model for vitrified bonded grinding wheelsb. linkewzl, laboratory for machine tools and production engineering, aachen university, steinbachstr. 19, 52074 aachen, nrw, germanysubmi

49、tted by f. klocke (1) 46 致谢 本论文的工作是在我的指导教师李长河的悉心指导下完成的，李长 河的严谨的治学态度和科学的工作方法给我的极大的帮助和影响。在此衷 心感谢这学期李老师对我的关心和指导。 李老师悉心指导我们完成了毕业设计的各项准备工作和写作过程中的 研究工作，对我的工作和设计都提出了许多宝贵的意见，在此表示衷心的 感谢。 在撰写论文期间，同组的各位同学对我设计中的工作给予了热情帮助， 在此向他们表达我的感激之情。 47 附件附件 外文资料翻译外文资料翻译 玻璃化颗粒砂轮的修整过程模型 1 .导言 磨削加工的性能一般定义为磨具的配制。除了需要砂轮修整过程中的参数，

50、还必 须调整适当的工具参数。砂轮参数影响工件表面粗糙度和表面层的质量和运动过程的 形状和磨料层的磨损性。换刀过程应适合磨削工艺的一致性，尽可能考虑到砂轮磨损。 尽管对磨削过程和结果有很大的影响的敷料进程的安装往往是做实证或忽视。积 极改进玻璃化颗粒砂轮用金刚石工具的磨料填补过程的不是单一的。方法之一是诱导 磨料磨粒进入裂缝，其分裂和解体，往往使切割的磨料磨具的更大和更难填补裂缝 。 第二个方法就是使 predomi - nantly 磨料磨粒的裂缝之后，断裂粘接。以上方法说明磨 具上的材料去除后材料填补使裂缝的力使裂缝颗粒断裂。磨粒砂砾形态的变化，由于 更新过程，正如马尔金所说，形态变化造成砂

51、砾分裂和塑性变形。伊利埃斯库等认为 它承受裂纹诱导的磨料。肖解释说，刚形成的网络的磨粒微裂纹下面浅层软化了砂砾 材料。这些有争议的意见和分析表明，还需要进一步调查和敷料的整体模型。 2 .敷料进程性能 2.1 敷料作为摩擦学系统 下面的颗粒进程理解为一个摩擦学系统的润滑，固体机构之间的摩擦磨损过程。 相互作用的部件受到一个复杂的负载集合的碰撞，压力，摩擦过程和磨损温度。摩擦 48 学系统填补进程有利因素的是界定砂轮的参数，经过改编的有效峰值谷高度，磨削工 具磨损发生的损失因素。负载集体在颗粒更新过程模型的运动学因素分析显示如下。 此外，产生砂轮外形的因素推测出了 8 ，在数值模拟的有限元模拟和

52、试验中验证了磨 料更新。在补料过程中进行了检查刀具磨损都在其发展过程中磨损概况 8-10 ，并可在 显微镜下看到形成的单敷料钻石 8-11 。给定的断裂敷料和分裂没有主导磨损的填补。 事实上粘连以及砂砾的氧化或石墨化的发生。当这类高表面压力和 flash 温度积累的组 成部分，砂轮磨具的粘结和熔融和固化 amorphously 。测试颗粒烧结陶瓷刚玉和 cbn 砂轮了相同的结果。广泛的理解磨料填充进程和分析经验的模型来调节玻璃化颗粒的 修整 2.22.2 运动学建模敷料进程运动学建模敷料进程 在 siderations 进行约束下，复杂进程敷料的模型的简化，例如理想化的磨削工具 形状和砂轮规格

53、。砂轮参数与规格，强度和深度的敷料砂砾来约定确定磨损的结果。 brinksmeier 制定了一些碰撞模型德雷瑟杯的计算数量的碰撞磨料砂砾与德雷瑟钻石 12,13 的想法，这一模式用于转移到固定敷料工具。 2.2.1 磨具每秒磨损量的固定值可作为修整砂砾磨损的固定参数。因此用一定深度， 宽度和高度的磨损砂砾来确定。 单砂砾磨损界定的深度削减敷料元，砂轮圆周速度比和接触宽度的 apd 。接触宽 度的 apd 的敷料砂砾小于总敷料层是由于它的轴向进给速度。一个理想化单砂砾磨料 完全进入磨损裂缝内的取决于其切断宽度。 乘以更替砂轮体积密度与砂砾。 磨削砂砾碰撞次数表明的摩擦过程砂砾磨损的频率。随着越来

54、越多的摩擦过程摩 擦热导致了磨损的上升 14 。 这是固定的敷料时间的 td 总数磨料磨粒的砂轮圆周 （理想化的均衡器是砂轮直径和 bs 轮宽度。 固定敷料进程碰撞次数相匹配的重叠率由均衡器提供。碰撞次数预计砂轮表面粗 糙度及其磨削行为。更换分裂的磨料磨粒会影响过程，如果达到一定的冲击能量，更 会影响磨料砂砾的更替，使它拥有更经常的砂砾碎片和更锋利刀尖。一些凸出的砂砾 降低，那么整体砂轮层增加。这样的结果是最小的磨刃面积较大，增大了加工磨削力。 2.2.2 修整砂砾碰撞次数 修整旋转工具不同于固定敷料的变化的相对速度，这是计算矢量减法砂轮和修整 49 辊圆周速度。进一步的分歧是路径和敷料的磨料

55、磨粒正沿。此外不仅是一个单一的钻 石是在稳定的联系，但也有许多钻石旋转，而且进入间歇接触与砂轮。 表格辊钻石有一个理想化的参与路径图所示 3 。它包括两翼的运动学和接触长度 lkd 理想化直道路基础长度丹麦克朗/ jqdj 在此变形的影响伙伴忽视。根据钻石密度和磨损速比不同案件砂砾接触可以定义。 如果参与的领域重叠，砂轮的理论粗糙度将小于深度敷料削减。如果接触距离大于参 与路径长度理论砂轮表面粗糙度达到了深入的敷料削减 15 。 a 区的参与，必须根据计算的发生情况。乘以砂砾参与 a 区的联系与宽度的 apd 1 砂砾接触量的定义。 关于时间的砂砾参与所给磨料砂密度铯，第二卷的价值，敷料砂砾碰

56、撞每秒编号 如下的均衡器。 2.2.3 修整磨损砂轮和工件 磨损力固定敷料以及所描述的是小须的力模型后，金茨勒模式转向过程 16 。旋 转修整工具的新模式以下沃纳的磨削力模型开发。维尔纳假设之间有关联的具体磨削 正常武力，一时芯片横截面积的人数 kinema -光锋利 17 。原则上，这已申请敷料以及。 因此，砂轮被视为一个统一的机构不断密度。毛孔可以考虑的对应因素。这一简化模 型 1 砂轮体积室间隔缺损可以界定这是降低每敷料中风。 假定轴向进给是时尚和砂砾一些 sstatr 穿透砂轮在每一个革命，使车轮体积室间 隔缺损每砂砾是加工每个磨损砂砾。除以量砂砾的运动学长度 lkd 导致意味着敷料芯

57、片 截面新纪元。 随着衍生价值负载集体修整过程可以有资格根据图。在下面的运动学模型，用于 修整过程，并验证了磨损部队，穿衣声发射和敷料温度。 3 应用模式 3.1 速度比的变化 磨损速比用于多数工业过程大于等于 1 的地方，在那里建立了一个大的影响砂轮 表面粗糙度，以及每秒砂砾撞击数。相关的磨损在很大程度上由磨料补充平均量图所 示。他们之间的碰撞和敷料磨粒磨料生产弹性接触，塑性变形，断裂和分裂。经过广 泛的分析，磨损砂砾碰撞的一些有效值声修整过程。 近似于 1 的磨损量，来积极的补充因磨损而粉碎的研磨层，这就可以获得较小的 50 磨损粗糙度和较小的磨损量。 3.2 敷料进给的不同深度的 rms

58、 信号磨损声发射率上升与下降随着深度的敷料减 少，这是已经阐明了稻崎和 meyen 18,19 。这种现象是可以解释所必要的最低限度的 冲击能量诱导分裂由砂砾突破。优势下敷料是一种更高的砂轮影响在磨料磨粒。低于 这一能量只有弹塑性变形的磨层没有发生分裂法或突破的磨粒。在这种情况下，仅仅 发出摩擦过程声发射。最低冲击能量达到上述的深度敷料削减 aed_min = 4 毫米信号的 有效值计算如下趋势直线上升所给予的磨损砂砾碰撞每秒编号。最低冲击能量论文支 持措施，注释的磨损温度在 8 。在此冰山温度反补贴敷料工具测量两色高温计在磨损 的玻璃烧结刚玉砂轮无冷却润滑剂。增加深度敷料削减没有影响最大 磨

59、损的温度，但平均和最低气温下降。此无法解释的敷料砂砾碰撞模型，而是一 个不断变化的积极敷料机制。对于较大的深度敷料减少磨削层粉碎，而小摩擦过程深 度诱导高热量生产。在车轮划痕试验结果表明，高深度的敷料削减导致了较高比例的 车轮磨损机理砂砾突破相比，砂砾断裂 8 。这个意味着更多的裂纹起在粘合定向改变 砂轮地形是一个有益的因素的修整过程。更强的破坏较高深处敷料削减和小敷料重叠 率可核实砂轮划痕试验。在修整过程中，砂轮磨损行为受到辅料的限制 3.3 冲击力 该模型的修整过程中表现出普遍具有良好的相关性与现实，但也有一些方面的模 式，必须扩大。在常规应用陶瓷砂轮磨粒砂砾规模要远远大于深度敷料削减。在

60、磨损 只有少数磨料磨粒一起出现的渗透长度，并击中一小部分上。只有在这一领域的冲击 能量可转移到磨损钻石的磨料砂砾。可以假定，粮食将缓解能源领域内的普及和密切 区裂纹的形成和分裂。在相反的碰撞能量的磨损势力的影响砂轮层在更大的程度。根 据有限元分析 8 磨损正常部队可诱导应力深度几个砂砾层，能够破坏砂轮粘接。进一 步的调查就这一专题正在开展。 4 .摘要 以目标为导向的设置过程，玻璃化颗粒砂轮优化了新的参数。要获得这种参数的 磨料更新进程被视为一个摩擦学系统。其负载集体特别包括碰撞磨刀和磨料磨粒，磨 削力和温度。磨损模型将扩大在进一步调查的冲击能量。 致谢 我们诚挚地感谢国家经济和技术和德国联邦