ZH1105W柴油机气缸盖工艺及工装设计

盐城工学院毕业设计说明书2008柴油机气缸盖工艺及工装设计及夹具设计PAGEiiZH1105W柴油机气缸盖工艺及工装设计摘要：本课题的主要任务就是设计ZH1105W柴油机气缸盖的机械加工工艺规程和某道工序的专用机床夹具。该设计尽量保证以最低的加工成本达到符合零件图要求的加工精度；夹具设计要求定位合理，夹紧可靠，结构简单，操作简便，提高生产效率。气缸盖是柴油机的重要零部件之一，属于典型的箱体类零件。他的结构比较复杂，其加工质量的好坏将直接影响到柴油机的整体性能。在夹具设计部分，主要思路是定位原理和定位方案的选定，以及夹紧系统的设计，夹紧力的估算，定位误差的分析，气缸的选用等，最终完成夹具设计。本设计具有提高生产效率，满足工件的加工精度，降低了工人的劳动强度的优点，较好的实现了设计的要求。关键词：工艺；钻，扩；夹具本设计来自：完美毕业设计网登陆网站联系客服远程截图或者远程控观看完整全套论文图纸设计客服QQ：8191040ThedesignandtoolingofZH1105WDieselenginecylinderheadAbstract:TodesignZH1105Wdieselenginecylinderheadmachineandproceduresofajigformachinatoolisthemaintaskofthesubjiect.Thedesignmeettherequirementsoftheprocessingmapaccuracyofthelowestcost.Clampingreliable,simple,easytooperateandincreasingtheproductionsfficiencyistherequestofthedecision.Cylinderheadisanimportantpartofthedieselengine.It'satypicallboxpart.Itsmorestructure.Thequalityofprocessingwillaffecttheperformanceofthedieselengine.Designedsomeinthejig,mainlytheselectionofsurenessoforientingtheprincipleandlocalizationschemethatwasoriginallydesignedandadopted,clampdesignofsystem,clampestimationofstrength,thepositionerroranalysis,hydrauliccylinderSelectionetc.,finishdesignofjigfinally.Theadvantagesareproductionefficiency,highprecisionofprocessing,reducinglaborintensityoftheworkers.Keywords：Technology;drilling,reaming;jig目录TOC\o"1-3"\h\z0前言 10.1本课题的意义 10.2国内（外）发展概况及现状 10.3课题由来及基本条件 21气缸盖加工工艺设计 31.1工艺流程设计 31.1.1气缸盖的编制要求 31.1.2工艺方案的拟定 31.1.3方案论证 51.2详细计算 61.2.1刀具选择 61.2.2切削用量选择及切削速度基本时间计算 62夹具设计 112.1夹具设计的基本要求和步骤 112.1.1夹具设计的基本要求 112.1.2夹具设计的步骤 112.2定位方案的确定 122.2.1零件工艺分析 122.2.2定位方案论证 122.2.3误差分析 132.2.4校核加工精度 152.3导向装置设计 152.4夹紧方案确定 172.4.1夹紧装置确定 172.4.2夹紧方案论证 182.4.3夹紧力的确定 182.5夹具体设计 203结论 21参考文献 22致谢 24附录 250前言0.1本课题的意义工艺流程设计包括钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工精度稳定。因此，在现代化大生产中，要使零件加工具有高的生产效率，良好的加工精度、精度稳定性，好的经济性，工艺就成为了关键，机床夹具设计则是重中之重，这正是本课题需要解决的问题。0.2国内（外）发展概况及现状机械加工工艺主要是指用机械加工设备及工具通过改变工件形状、尺寸、性能等手段获得满足要求工件的加工方法。机械加工根据加工时环境的温度高低可分为冷加工和热加工，在接近常温状态下的机械加工统称为冷加工，冷加工基本不改变工件的化学成分或物理组织结构，主要包括切削加工和压力加工等方法．而热加工多指在高于或者低于常温的环境下，用改变工件化学成分或物理结构的方法对工件的性能及形状尺寸进行改变的机械加工方法，热加工主要包括冷热处理、锻造、铸造、焊接等方法。金属切削加工技术是现代加工工艺中所占比重最大，最广和最基本的加工方法，在国民经济中一直处于十分重要的地位。20世纪80年代以来，随着全球化市场竞争日趋激烈，为争取技术优势，各国纷纷开展先进制造技术的研究与开发。伴随着信息技术的不断发展，先进制造技术一方面发展了以数控机床为基础的自动化加工技术，另一方面发展了各种新的加工方法和加工工艺，比较典型的有(超)高速切削、干切削、硬切削、(超)精密切削技术等。微机械(或微型装置)是另一个新型研究领域，其加工技术的开发具有巨大的产业化应用前景。虚拟切削加工技术是在计算机上借助虚拟现实、立体建模和仿真技术，检验产品的设计合理性和可加工性，对产品的加工过程进行模拟与仿真，预测产品的加工质量、制造周期、使用性能等，以便及时修改设计，缩短产品的研制周期，获得最佳产品质量、最低生产成本和最短开发周期。据估计，切削加工约占机械制造工作量的30%～40%，全世界每年约有1亿吨钢料通过刀具切削而成为切屑，全世界每年切削加工耗资约2500亿美元。与世界先进水平相比，目前我国的切削加工技术水平还比较低，努力研究和开发高速切削、硬切削、干切削、精密切削、虚拟切削等先进切削加工技术，对于提高我国机械制造技术水平和机电产品性能、质量及市场竞争力，推动先进制造技术的发展都具有重要意义。0.3课题由来及基本要求本课题来源于江苏江淮动力集团，所涉及的柴油机型号是ZH1105W型，它是卧式，单缸，四冲程型的，主要用于三轮农用运输车。本课题的主要任务就是设计ZH1105W柴油机气缸盖的机械加工工艺规程和某道工序的专用机床夹具，具体进行零件加工工艺设计和夹具设计。该设计应尽量保证以最低的加工成本达到符合零件图要求的加工精度；夹具设计要求定位合理，夹紧可靠，结构简单，操作简便，调试及维修便利，提高生产效率。1气缸盖加工工艺设计1.1工艺流程设计1.1.1气缸盖工艺编制要求气缸盖是柴油机的重要零部件之一，属于典型的箱体类零件。他的结构比较复杂，其加工质量的好坏将直接影响到柴油机的整体性能。

通过对零件图的分析可知：气缸盖的底面、气道孔及底面座孔的技术要求加高，是重要的平面，因此需要精细加工。

由零件的年生产纲领可以确定该零件为大批量生产。毛坯采用HT250的铸铁由机器进行砂模铸造。

粗加工时，选取气缸盖的上下底面互为基准；精加工时，选取加工过的气缸盖底面为基准。以底面及底面上的两个销进行定位，即“一面两销”式定位。1.1.2工艺方案的拟定A.零件分析零件用HT250铸铁、毛坯的生产采用金属模造型，2级铸造精度，精度高技术分析气缸盖的使用条件及对其提出的技术要求。气钙盖的加工主要是平面和孔，平面加工中特别是保证精度的是上，下平面。加工中难免产生切削力不等并且受会引起振动侧面，合口面的加工都是断续切削会引起弹性变形。这两方面的原因都会影响平面度精度。在机床的布置和选择切削用量时都会影响平面度。孔系加工主要是保证各轴线的相互位置精度。对机床和夹具必须提出高的要求。B.初拟工艺方案a.工艺方案制定原则a).编制工艺规程应以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。b).在保证加工质量的基础上，应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。c).应充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到均衡生产。d).尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。e).积极采用先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护要求。b.初拟方案一工序号工序内容定位基准设备10扩进气门座孔一面两销孔钻床20扩排气门座孔一面两销孔钻床30铣上下面一面两销孔双面铣40铣进气道，闷头孔面顶面（或底面）双面铣50铣进气道，放水开关面顶面（底面）侧面双面铣60钻口面14孔一面两销孔立钻70磨上，下面立磨80钻扩铰各孔一面两销孔气缸盖多孔钻床90粗钻扩喷油咀和进排气门座孔系一面两销孔气缸盖扩孔专机100精钻扩喷油咀和进排气门座孔系一面两销孔气缸盖扩孔专机110铣斜油孔端面一面两销孔车床120铣床槽一面两销孔车床130钻孔三面多孔钻床140钻孔一面两销孔立钻150钻孔一面两销孔立钻160扩孔170攻丝一面两销孔钻床180攻丝一面两销孔钻床190攻丝一面两销孔钻床200入库c.初拟方案二工序号工序内容定位基准设备10扩进气门座孔一面两销孔钻床20铣进气道，闷头孔面顶面（或底面）双面铣30铣上下面一面两销孔双面铣40扩排气门座孔一面两销孔钻床50铣进气道，放水开关面顶面（底面）侧面双面铣60钻口面14孔一面两销孔立钻70去毛90磨上，下面立磨95检验100钻扩铰各孔一面两销孔气缸盖多孔钻床110粗钻扩喷油咀和进排气门座孔系一面两销孔气缸盖扩孔专机120精钻扩喷油咀和进排气门座孔系一面两销孔气缸盖扩孔专机125检验130铣斜油孔端面一面两销孔车床135铣床槽一面两销孔车床140钻孔三面多孔钻床150钻孔一面两销孔立钻160钻孔一面两销孔立钻165检验170扩孔175攻丝一面两销孔钻床180攻丝一面两销孔钻床190攻丝一面两销孔钻床220吹气225检验230压闷头240压铜套250水压试验水压试验机260检查270倒角去毛刺280清洗285检验290入库1.1.3方案论证方案一：a.工艺不够全面，缺少一些步骤，工艺不够完善.b.其中工序的夹紧方案有问提，不能有效的保证加工质量和要达到的各项要求，例如：140号工序，该工序是三面钻削，左面钻一个Φ15.2孔，右面钻四个Φ8.6孔，而后面也要钻两个Φ8.6孔，有一定的精度要求，该工序应该采用左面，右面，后面三面定位的方法，而该方案才用了一面两销的定位方法，不能保证需要达到的要求.c.没有采用统一的基准夹具制造就困难些，它复杂，精度不会提高得很大，夹具的复杂也会给装夹卸工件带来困难，整个过程工人劳动强度大，影响生产率的提高，对机床、夹具制造要求精度高，则意味着成本制造价格高，投产周期长，尽管可行但并不十分完善。方案二：a.第二套方案工序全面，步骤完整。能够保证零件所要求打到的各项要求。b.制造周期缩短成本降低、采用统一基准。缩短了辅助时间，减轻了工人的劳动强盗，提高了生产效率。相对第一套方案来说，技术要求易达到具备了优质高产。低消耗的基本要求，是一较为完善的方案，因此采用第二套方案要好于第一套方案。根据以上方案编制工艺工程卡。1.2详细设计计算1.2.1刀具的选择原则根据工艺的要求及加工精度不同，加工工艺一般有简单刀具（标准刀具）、复合刀具及特种刀具。选择刀具的原则：a）只要条件允许，为使工作可靠，结构简单、刃磨容易，应尽量选择标准刀具和简单刀具。b）为使工序集中或保证加工精度，可采用先后加工或同时加工两个或两个以上表面的复合刀具。c）选择刀具结构时，还须认真分析被加工零件材料特点。1.2.2切削用量选择及其基本时间的计算根据以上选择的工艺工程卡计算以下典型工序A.工序10扩进气门座孔加工条件工件材料：HT250,σb=0.16GPaHB=190~240,铸造。加工要求：表面粗糙度达到Ra6.3机床：钻床刀具：Φ39.6锪钻a)切削用量查文献[1]b.钻头磨钝标准及其耐用度查文献[1]表2.12后刀面最大磨损限度1.4耐用度T=50minc)计算切削速度工件材料为灰铸铁查文献[1]表2.3068.20.150.450.4与工件材料相关的系数，=0.88与铣刀耐用度相关的系数，=1与毛坯性质相关的系数，=1K=0.88x1x1=0.88B.工序30铣上，下面加工条件工件材料：HT250,σb=0.16GPaHB=190~240,铸造。加工要求：表面粗糙度达到Ra3.，加工长度l=218机床：双面铣床刀具：φ250的面铣刀盘,牌号YG8，宽20，齿数20。a)确定背吃刀量因为切削量较小，故可以选择ap=2.6，一次走刀即可完成所需长度。b)确定进给量查文献[1]