毕业设计（论文）-175型柴油机缸体机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计

1、目 录 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 主要技术条件分析 PAGEREF _Toc

2、168850417 h 7 HYPERLINK l _Toc168850418 PAGEREF _Toc168850418 h 8 HYPERLINK l _Toc168850419 第二章 毛坯确实定 PAGEREF _Toc168850419 h 9 HYPERLINK l _Toc168850420 PAGEREF _Toc168850420 h 9 HYPERLINK l _Toc168850421 PAGEREF _Toc168850421 h 9 HYPERLINK l _Toc168850423 第三章 工艺规程的设计 PAGEREF _Toc168850423 h 10 HYP

3、ERLINK l _Toc168850426 3.1附主视图一张 PAGEREF _Toc168850426 h 10 HYPERLINK l _Toc168850426 PAGEREF _Toc168850426 h 10 HYPERLINK l _Toc168850427 3.2.1粗基准的选择： PAGEREF _Toc168850427 h 10 HYPERLINK l _Toc168850429 3.2.2精基准的选择： PAGEREF _Toc168850429 h 11 HYPERLINK l _Toc168850430 3.3 制定加工工艺路线 PAGEREF _Toc1688

4、50430 h 11 HYPERLINK l _Toc168850431 3.3.1确定面的加工方式： PAGEREF _Toc168850431 h 11 HYPERLINK l _Toc168850434 3.3.2初步确定工序： PAGEREF _Toc168850434 h 12 HYPERLINK l _Toc168850437 3.3.3最终工序： PAGEREF _Toc168850437 h 13 HYPERLINK l _Toc168850440 3.4刀具、量具、夹具及设备的选择 PAGEREF _Toc168850440 h 14 HYPERLINK l _Toc1688

5、50441 PAGEREF _Toc168850441 h 16 HYPERLINK l _Toc168850442 四章 夹具设计 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 参 考 文 献 PAGEREF _Toc168850462 h 40 HYPERLINK l _Toc168850465 致 谢 PAGEREF _Toc168850465 h 41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

9、计做的是“柴油机汽缸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 全套图纸，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?、?机械制造工艺学?等。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“175型柴油机汽缸机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计，175型柴油机汽缸属于比拟复杂的箱体零件，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拟高

13、，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根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，有效地稳固所学知识，为即将面临的工作和进一步深造打下坚实的根底。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。第一章 零件分析箱体类是机器或部件的根底零件，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

14、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175型柴油机汽缸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。柴油机汽缸属于箱体零件，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

15、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。机体的主要作用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，保证各零件工作时必要的冷却与润滑；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。主要技术条件分析 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

16、A-A剖视图，如下：表1-1 主要技术条件分析误差要求标注位置及分析FH平行度要求公差0.06mm，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、FH40的孔的轴线对于52、20的孔的轴线垂直度误差为0.08，保证喷油泵位置FH52的孔的轴线相对于两个孔公共轴线的同轴度要求52的孔的圆柱度要求公差0.08，7级精度FH52的孔的右端面相对于52、FH20轴线相对于52、20的公共轴线同轴度要求为0.015，7级精度AB70的孔左端面相对于30、R30的孔相对于轴线的跳动误差为0.015，7级精度30的孔的圆柱度误差为0.010，8级精度105孔的圆柱度误差为0.010，

17、7级精度AB105孔的的轴线相对于30、MQ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0.025，且必须符合最大实体原那么后盖螺孔的位置度公差为0.4，且必须符合最大实体原那么机体100AB机体前面对30、机体100AB机体后面对30、机体后面的螺纹孔4M86H的位置公差为0.04，且必须符合最大实体原那么从零件图尺寸标注分析，尺寸要求较高的有52，30，20，40H8等孔，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。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，局部孔的圆柱面要求为R

18、1.6um，而平面上粗糙度的最高要求为3.2，组合机床完全能到达此精度要求。 图1-1第二章 毛坯确实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HT300灰铸铁，硬度为170-240HBS，因为它强度较高、耐磨、耐热性能好，但需人工时效处理，适用于承受较大应力2942N/cm，摩擦面间单位压力大于49N/cm和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200HBS，d812mm时，,由于孔深为12mm。故 按机床选取故机床实际切削速度： 切削工时： 因为有四个孔需加工，所以切削工时应

19、为： 工序7：粗铣前后面方法同工序4故销铣时间应为： 工序8：粗铣上端面 按?机械加工工艺手册?查得，粗加工后，精铣余量为1.5mm，所以ap=1.0mm。B面：加工条件：铣削尺寸为60mm的底面，即铣削宽度，确定进给量，查?机械加工工艺手册?表2.4-73： 确定切削速度，查?机械加工工艺手册?表2.4-73： 确定主轴转速： 查机床使用手册，取相近转速。故机床实际铣削速度为： 计算切削时间： C面：方法同上 取 故： 计算切削时间： 工序9：粗铣F面机床：选用X53K立式铣床刀具：YG6，镶齿套式面铣刀 D=160mm,L=45,d=50,z=16. 按零件图可得F面的外表粗糙度为R为12

20、.5，毛坯余量为3.5mm,进给量取0.2mm每齿。 参考?简明机械制造工艺手册?所知，由于铣右侧面属于粗铣，应选择切削用量为:每齿进给量0.1mm/z，=3.5mm。切削速度：v=80m/min确定主轴转速=235r/min那么得：工序10：粗镗孔52mm 、46mm、70mm、80mm和105mm镗46mm的孔确定进给量：参考?机械加工工艺手册?表2.4-66可得： 切削速度v：参考?机械加工工艺手册?表2.4-9，可得。修正数： 那么： 这样可以求出切削速度： 求出主轴转速： 参考，查得相近转速，在此取950r/min。故求出实际切削速度应为： 切削时间： 其中： 那么： 工序11：粗镗

21、孔66H7mm、40mm加工余量确实定 组合机床加工上外表两孔，采用镗削加工，其工序余量如下半径余量： 根本尺寸：66mm 40mm 加工余量： 4按?机械加工工艺手册?查得镗削所能到达的尺寸精度为IT13，所以按加工方法的经济精度，并按“入体原那么确定各孔的工序尺寸公差，查?机械制造技术根底?，标准公差数值为： 两孔的垂直度由基准面底面保证。切削用量的选择与确定，查?机械加工工艺手册?表2.4-66。方法同工序10单件时间定额为： 工序12钻前面8-M6螺纹孔，30，20，及后面8-M6螺纹孔和20加工余量确实定：组合机床加工，其工序余量如下：半径余量根本尺寸： M8螺纹底孔 20 30加工

22、余量： 2.5mm mm 5mm所选钻削所能到达的尺寸精度为IT11IT12，所以按加工方法的经济精度，并按“入体原那么确定各孔的尺寸公差为： M8螺纹底孔 20 30 各螺纹孔的位置均由钻模板保证切削用量的选择与确定：根据?机械加工工艺手册?： 查?机械加工工艺手册?表2.4-41，刀具选用高速钢刀具钻铸铁： 上述选择是在尽量使工件切削同步以抵消其切削力的原那么下选取的，可以确定其主轴转速为： 时间定额的计算： 单件机动时间 故单件时间定额： 工序13：钻上面6M8螺纹底孔， 10孔， 222H7， 10孔，加工余量确实定：组合机床加工，其工序余量如下：半径余量根本尺寸： M8螺纹底孔 10

23、 22H7加工余量： 2.4mm 2mm mm所选钻削所能到达的尺寸精度为IT11IT12，所以按加工方法的经济精度，并按“入体原那么确定各孔的尺寸公差为： M8螺纹底孔 10 22H7 各螺纹孔的位置均由钻模板保证。切削用量的选择与确定：方法与工序12相同确定其主轴转速为： 时间定额的计算：同理，单件时间定额为： 工序14：精铣前后面加工余量： 进给量： 切削速度： 故机床转速可以确定为： 机床机加工时间为：单件时间定额： 工序15：精铣B、C面B面：D=80mm L=36mm d=27mm z=10mmC面：D=100mm L=40mm d=32mm z=10mm进给量： 切削速度： 故机

24、床转速可以确定为： 机床机加工时间为：其他时间确实定： 工序16：精镗52J7mm，105H7mm，70mm，扩后面20mm孔得：根本尺寸： 52mm 105H7mm 70mm 20mm加工余量： 2mm 2mm 2mm 2mm查?机械加工工艺手册?表2.2-2精镗所能到达的尺寸精度为IT8IT10级，查?机械制造技术根底?表3-3，标准公差数值为： 其余步骤同工序10得：总机动时间： 单件时间定额：工序17：精镗66H7mm，40H8mm孔加工余量： 根本尺寸：66H7mm 40H8mm进给量的选择与确定：查?机械加工工艺手册?表2.1-66 镗削速度： 根据上面可以确定其主轴转速为： 机动

25、时间定额的计算： 单件时间定额： 工序18：扩孔进给量： 切削速度： 由此可以确定主轴转速： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序19：扩孔进给量： 切削速度： 由此可以确定主轴转速： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序20：20H7，30孔查?机械加工工艺手册?表2.3-48，此道加工序余量为0.2mm;查?机械加工工艺实用手册?表15-43，机铰刀铰孔时的进给量，选用高速钢铰刀， 。查?机械加工工艺实用手册?表15-44铰孔时切削速度的计算公式 其中： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序21：倒20H7，105H7，70孔的角20H7，105H7选用车削制订进给量，根

26、据手册及机床选取： 查?切削用量简明手册?表1.8切削速度： 所以机床主轴转速应为： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序22：各面螺纹孔倒角各倒角工序在钻孔时完成。工序23：铰22H7孔查?机械加工工艺实用手册?表15-43机铰刀铰孔时的进给量，选用高速钢铰刀，那么： ?机械加工工艺实用手册?表15-44铰孔时切削速度的计算公式： 其中： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序24：钻25与22H7孔轴线成25的斜孔查?机械加工工艺手册?表2.4-38高速钢钻头钻孔时的进给量，查得： 查?机械加工工艺手册?表2.4-41高速钢钻头钻孔时的切削速度，查得： 那么机床主轴转速为： 查?

27、机械加工工艺手册?表3.1-31，取。机动时间确实定： 单件时间定额： 因为有两孔需要加工，故，T=2Td。工序25：攻前面8M6，2M8螺纹及后面8M8螺纹查?切削手册?表2.7可以确定出进给量：。查?机械加工工艺手册?表2.4-105攻螺纹的切削用量： 由此可以确定出机床转速； 查机床转速，取。查?机械加工工艺手册?表2.5-19续表：攻前面8-M6机动时间：攻前面2-M6机动时间：攻后面8-M6机动时间：综合所述，由相关资料：单件时间定额： 工序26：攻C面4M8，B面2M8螺纹及F面4M8螺纹查?机械加工工艺手册?表2.4，查得查?机械加工工艺手册?2.4-15，攻螺纹的切削速度： 由

28、此可以确定出机床转速； 查机床转速，取。查?机械加工工艺手册?表2.5-19续表：步骤同工序25得：单件时间定额： 工序27：磨削52J7，105H7孔由?机械加工工艺手册?2.4-163，精磨内圆的切削用量： 磨52J7的机动时间由?机械加工工艺手册?表2.5-11查得：其中： 由?机械加工工艺手册?表2.3-49磨孔余量 由?机械加工工艺手册?表2.5-13内圆的修磨系数k磨150H7的机动时间由?机械加工工艺手册?表2.5-11查得： 其中： 由?机械加工工艺手册?表2.3-49磨孔余量 由?机械加工工艺手册?表2.5-13内圆的修磨系数k综合上述： 其他时间确实定： 故单件时间：四章

29、夹具设计机床夹具的作用机床夹具主要用于机床切削加工，起机床与工件，刀具之间的桥梁作用，是工艺系统中的一个重要环节。按国家标准GB4863-85给出的定义：“机床夹具是用以装夹工件和引导刀具的装置。1、保证加工精度采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床，刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。2、提高生产效率，降低本钱 用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少辅助工时；用于装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件，工位装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外采用夹具后，产品质量稳

30、定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产本钱。3、扩大机床的工艺范围 使用专用夹具可以改变机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。4、减轻工人的劳动强度用夹具装夹工件方便，快速，当采用气动，液压等夹紧装置时，可减轻工人劳动强度。5、缩短新产品试制周期由于组合夹具，可调整夹具等多用途夹具，部件的标准化和通用化，从而在新产品试制中可以大大发挥其优势，充分利用组装，更换少数部件，组件和调整方法，来满足大局部工序的要求，使专用夹具的数量减少；从而减缩了夹具设计和制造的工作量，使试制的周期缩短，费用减少。1、定

31、位装置：使工件在夹具中占据正确的位置；2、夹紧装置：将工件压紧夹牢，保证夹具部件在加工过程中受外力作用切削力，作用时不离开已占据的位置；3、夹具体：机床夹具的根底件，通过它将夹具的所有元件连接成整体；4、其他装置或元件：除了定位装置，夹紧装置和夹具体外，各种夹具还根据需要设置一些其他装置或元件，如：分度装置，对刀元件。夹具设计本设计选取加工工序12的钻孔夹具设计。此零件年产10万件以上，故夹具设计适用于流水线作业的车间，采用全自动或半自动夹紧装置。 由于工件的定位实际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，且加工孔中直径最大才，使用组合机床一次性加工完成。那么选取一面两孔的定位原

32、那么来限制工件的六个自由度。如图4-1：图4-1工件在一面两孔中被确定，利用圆柱销与削边销。综上所述，决定此工序选择一面两孔的定位方式，此种定位方式合理，夹具结构简单，定位夹紧方便，此外底面及定位孔都已精加工，所以能保证定位中位置的精确性，但是考虑到大批量生产，零件毛坯的重量尺寸以及流水线生产条件，故把定位销作为伸缩式即上下定位板之间的相对运动。为了完成伸缩式，故定位销是自己生产加工，因为销的长度是要超过板孔的长度，还要能在工件孔中定位，上定位板的支撑用弹簧来完成，当工件在定位板上占有一个正确的位置，那么定位销能在夹紧力的作用下伸入二孔中完成定位，这主要是靠压缩弹簧，使上定位板下移，定位销伸入

33、工件孔中的；当加工完成后，夹紧力撤去，在压缩弹簧的作用下，上定位板上移，定位销从零件孔中下移，那么工件可以移开，从而实现快速的过程、缩短了时间、提高了生产效率、自动化程度，适应于流水线作业。4.弹簧的计算及选取如下列图弹簧在夹具中的作用是实现定位板不同的工件状态下的上下移动，也起支撑作用，在下底板上放上工件不能超出定位板孔的长度。计算出工件的质量约为15KgW=10 x15=150N所以，在下底板上有根弹簧，每根弹簧的受力为，根据弹簧变形量，那么弹簧的刚度弹簧的极限压缩量为15+2.5=17.5mm，所受的最大载荷为弹簧选择分3类压缩弹簧，计算过程如下： 假设弹簧丝直径d 3 4 5 假设弹簧平均直径 20 30 20 旋转绕比 6.67 7.5 4 曲度系数 1.18 弹簧材料拉伸弹度极限 1250 960 950 许用应力 625 480 475 计弹簧直径 2.92 查阅?机械加工工艺手册?选弹簧丝的直径为3mm。弹簧的圈数 得n=6.32圈，查阅?机械加工工艺手册?n=7。因为弹簧的两端要