柴油机机体机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计

×××× 学 院毕 业 设 计（论 文）说 明 书题 目 柴油机机体机械加工工艺及 其组合机床钻孔夹具设计 学 生 系 别 机 电 工 程 系 专 业 班 级 机械设计制造及其自动化（机械制造2003级2班） 学 号 指 导 教 师 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 AbstractAirframe is important component in diesel , belongs to box body kind structure. In society procedure of production belong to give birth to a child in large 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 the dimension blank picture; Again, the queen carries out setting up processing working procedure's and ascertains the working hour cutting dosages and processing; Carry out the grip design allocating working procedure's finally.Keywords：Airframe、Components analysis、Semifinished materials chart、Cutting specifications 、Jig目 录摘 要IAbstractII前 言1第一章 零件分析2汽缸的主要作用是：2主要技术条件分析：2主要尺寸公差及分析：3第二章 毛坯的确定5毛坯材料及形式的确定5铸造的加工余量及尺寸公差的确定5第三章 工艺规程的设计63.1附主视图一张：6定位基准选择6粗基准的选择：6精基准的选择：63.3 制定加工工艺路线7确定面的加工方式：7初步确定工序：7最终工序：8刀具、量具、夹具及设备的选择9切削用量及加工工时的确定10四章 夹具设计31机床夹具的作用：31机床夹具的组成31夹具设计31定位的选取31弹簧的计算及选取32夹紧力计算34汽缸的选择35连接板的选用35上底板36下底板36支撑杆的选用37钻模的选取37定位误差分析37夹具的使用及维护39夹具标准件的选择39支撑杆螺母的选择39连接板上螺钉选择39管接式法兰汽缸套件的选择39参 考 文 献41致 谢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“EM165柴油机汽缸机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计”，EM165型柴油机汽缸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。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EM165柴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。机体的主要作用是：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。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，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0.010，7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则后盖螺孔的位置度公差为0.4，且必须符合最大实体原则机体AB机体前面对30、机体AB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则1.3主要尺寸公差及分析：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，部分孔的圆柱面要求为R1.6um，而平面上粗糙度的最高要求为3.2，组合机床完全能达到此精度要求。 图1-1第二章 毛坯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（ MP）及抗拉应力；摩擦面间的单位面积压力MP；要求保持高气密性。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） 根据机械加工工艺手册表，查得个加工余量及公差如下表所示：表2-2 加工余量及公差基本尺寸加工余量 公差高度方向205mm单边余量宽度方向158mm单边余量长度方向153mm单边余量52 46 40孔66 70 80孔双侧加工，单边余量为3.0 mmmmmm105孔单边余量双侧加工3.5 mm其他尺寸公差数值为：表2-2 其他尺寸公差数值基本尺寸公差基本尺寸 公差1625 mm1.7 mm63100 mm3.2 mm2540 mm1.8 mm100160 mm2.5 mm4063 mm2.0 mm160250 mm2.8 mm2、根据以上尺寸画出毛坯图第三章 工艺规程的设计： 图3-13.2定位基准选择3.2.1粗基准的选择： 是要能加工