基于solidworks发动机箱体结构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 我的毕业论文的题目是基于 动机箱体工艺路线拟定及钻床夹具设计发动机箱体是机器的基本零件，它将机器和发动机中的轴、套、齿轮等有关零件连接成为一个整体 结合所学专业的理论和实践知识，编写设计处一套机械加工工艺规程和工装夹具。本此设计有工作量大、专业知识范围广、要求高等特点，不同于前面所做的课程设计。对我们毕业生来讲，是对我们所学专业知识的一次重大考验，也是对我们参加工作之前的很好的历练。 说明书对零件功用分析、零件的加工工艺过程、夹具工艺设计作了比较系统、完整的分析和论证。对工艺规程的 设计作了详细的说明，并制定了合理的加工工艺路线。对关键工序的加工余量、工序尺寸、工序公差、切削用量进行了设计分析，保证整个工艺过程的完整。最后，对夹具精度也进行了校核计算。 关键词： 加工质量； 加工工艺； 夹具； 工序； 加工剩余数量； 测量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of my is of of of of is of it of to to or of of an of to by is a a of at it to to of of of of in I a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 to of of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章 绪论 . 1 题研究的意义及现状 . 1 动机的工作原理 . 1 动机的结构 . 1 题研究的现状及展望 . 2 文主要研究内容 . 2 第二章 发动机箱体工艺设计 . 3 体的分析 . 3 体的功用分析 . 3 算生产纲领 确定生产类型 . 3 体结构和功用的分析 . 4 体的技术分析 . 4 体的材料分析 . 5 动机箱体毛坯的设计 . 6 定毛坯种类及加工方法的选择 . 6 坯的工艺分析及要求 . 7 坯余量和公差的确定 . 9 艺路线设计 . 9 件图的工艺分析 . 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工方法的选择 . 11 体的材料及热处理 . 11 段的划分 . 12 序的集中与分散 . 12 准的选择 . 13 定发动机箱体的工艺路线 . 13 工设备及工艺装备的选择 . 15 工工序设计 . 16 第三章 钻床专用夹具设计 . 24 题的提出 . 24 床夹具的分类 . 24 用夹具 . 24 用夹具 . 24 具的设计内容 . 24 位基准的选择 . 24 件的夹紧及夹紧装置 . 25 紧结构简介 . 25 紧力要素的确定 . 26 具材料的选择 . 28 具误差分析 . 28 床夹具的设计 . 30 床夹具的性能要求 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 床夹具的特点 . 30 套与工件间的距离 . 31 定式钻模特点 . 31 套与被加工的尺寸关系 . 31 具的对刀 . 31 具体的设计 . 31 结 论 . 33 参考文献 . 34 致谢 . 35 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 绪论 题研究的意义及现状 本次毕业论文是设计发动机箱体的机械加工工艺规程和专用夹具。 发动机 约占整车质量的 15%， 汽缸体 是发动机里最重的零件 ， 其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却 水 套 ，润滑油 道等。 动机的工作原理 发动机将汽油 等 的能量转化为动能来驱动汽车，最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。 图 1缸发动机示意图 动机的结构 发动机基本由以下 机构和系统组成：曲柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系、点火系以及起动系。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 图 1动机示意图 文主要研究内容 本次论文的主要内容有： （ 1） 确定生产类型对零件进行工艺分析 （ 2） 选择了毛坯种类及制造方法，绘制零件 （ 3） 拟订零件机械加工工艺规程，选择各工序的加工设备和工艺装备，确定各工序切削用量和工序尺寸，计算某一代表工序的工时定额。 （ 4）填写工艺文件：工艺过程卡片（或工艺卡片）、工序卡片（可视工作量大小只填部分主要工序的工序卡片）。 （ 5）设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。 （ 6）撰写毕业设计说明书。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第二章 发动机箱体工艺设计 体的分析 气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体 曲轴箱，也可称为气缸体 ，气缸体上部圆柱形空腔称为气缸，下半 部为支承曲轴的曲轴箱 。 在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等 。 图 2缸发动机气缸体示意图 定生产类型 该产品年产量为 5000 台，设其备品率为 16%，机械加工废品率为 2%，故 N = 1+a%+b%） （ 2 N = 50001 （ 16%+2%） （ 2 = 5900 件 /年 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 表 2按年产量划分生产类型 生产类型 年生产量 单件生产 1 10 小批量生产 10 150 中批量生产 150 500 大批量生产 500 5000 大量生产 5000 气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为三种形式。 综合比较三种形式气缸体的优缺点，在本次设计中选用龙门式结构。 综合考虑三种排列形式的气缸体，在本次设计中采用直列式。 图 2动机示意图 (1) 主要平面的形状精度和表面粗糙度 一般箱体的主要平面的平面度在 面粗糙度 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 m，各主要平面装配基准面垂直度为 00. (2) 孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度 一般箱体的主轴支撑孔的尺寸精度为 表面粗糙度值 m。其余精度为 面粗糙度为 m。 比重见下表 2 例）。 表 2铸铁 主要化学成分及所占比重（ %） C n P S 各元素对灰铸铁性能都有着重要的影响，详见机械加工工艺手册 灰铸铁的牌号有 6 种 灰铸铁的机 械性能与铸件壁厚有关，同一牌号灰铸铁因铸件壁厚不同具有不同的抗拉强度。各种牌号不同壁厚的灰铸铁性能达到强度参考值见机械加工工艺手册。机械性能见下表 2 例）。 表 2灰铸铁 各种机械性能 牌号 抗拉强度 抗切强度 b （ 弹性模量 E(疲劳极限 1 （ 硬度 85 981 277 108 127 98 127 143 269 灰铸铁的物理性能详见下表 2灰铸铁中由于加入少量合金元素，而且在珠光体内的铁素体的数量中固溶数量的合金元素，石墨也一定程度的细化。由于上述组织的特点，显著地提高了铸铁的强度和硬 度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 表 2灰铸铁 物理性能 密度 （ g/ 热容 c J/g 0 200 1000 点熔点 化潜热 （ J/g） 209 230 热导率 W/m K 48 52 线胀系数 106 / ） 0 200 500 阻率 （ 65 75 动机 箱体毛坯的设计 在 经计算过生产纲领，发动机箱体的年产量为 5900 件 /年。确定该箱体的生产类型为大量生产。 确定毛坯种类 材料方面，选用 定毛坯为铸件 毛坯加工方法选择 铸造方法分为砂型铸造和特种铸造 两大类。 毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。未来减少毛坯制造时产生的残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇注厚应安排时效或者退火工序。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 确定毛坯的余量 毛坯余量的确定：根据机械加工去除量，从后往前推。同时考虑毛坯制造过程中存在的氧化皮层裂纹、杂质等各种缺陷，并也根据工人的操作水平按直径 10 12度 11均每面在 5右。 机械加工余量 铸铁件的加工余量共分 5 13 级。又按零件图的基本尺寸大小分为 10 个尺寸组。允许挑选其它等级的加工余量，但是应在有关图样和技术文件上注明。铸孔的机械加工余量一般按浇铸时的位置处于顶面的机械加工余量选择。 由工艺人员手册查得，各表面的余量见表 2 表 2发动机箱体各表面总加工余量 /工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 上表面 330 10 6 下表面 330 10 6 两侧面 0 6 两侧面 330 10 6 缸孔 3- 轴孔 69 69 9 轮轴孔 49 49 10 铸造工艺余量 铸造工艺余量是为了确保铸件质量，满足铸造工艺和机械加工工艺要求而多架在铸造毛坯上的金属。在零件加工完毕时应将它去除掉。如果不影响零件的使用性能，又经设计部分允许，也可保留在零件上。 （ 2）毛坯的尺寸公差 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 由于铸件大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，由表 件尺寸公差等级为 ，表 取错箱值为 见表 铸铁件加工余量等级为 7 级，表 加工余量为6以可确定主要加工面的总余量见下表 2 表 2主要表面的毛坯尺寸及公差 /要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 上表面 330 6+6 342 表面 330 6+6 342 侧面 +6 端面 330 6+6 342 孔 3- 轴孔 69 69 2 轮轴孔 49 49 艺路线设计 工艺路线设计的一般思路 “ 粗精分开，先粗后细 ” 的原则。 零件的技术分析 零件图式制造零件的主要依据。首先需要仔细地进行工艺分析，了解零件的功用和工作条件，分析精度和其它技术要求，以便更好 地掌握结构特点和工艺关键。 制定工艺路线的出发点，应该是应当使零件的几何尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。选用适当的机床，既保证生产进度，又要考虑经济效果，降低生产成本。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 零件结构 箱体的结构特点一般是结构组成比较复杂，壁薄且壁厚不均匀，加工部位多，加工表面有数个平面与孔系，加工难度大。 零件主要表面的要求及保证方法 零件的主要表面的要求 一般均不能只用一种加工方法，对于主要表面来说，往往需要几次加工，由粗到精逐步达到要求。 主要表面加工方法的选 择 箱体的主要加工表面为平面和轴承支孔。箱体平面的粗加工和精加工，主要采用刨削和铣削，也可采用车削。 重要的技术要求及保证方法 箱体上的主要配合表面的精度为 表 粗糙度是 粗铣 置精度由机床专用夹具保证。而主轴孔及缸孔的要求稍高一点，精度要求为 表 粗糙度为 表 粗镗 精镗即可达到要求，位置精度同样由机床夹具保证。 图 2轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 2动机齿轮图 图 2动机零件示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 由于零件生产类型为大量生产，所以在对发动机箱体各表面加工时采用粗铣 对于一般铸件在铸造后或加工前安排一次时效处理；对精度高、刚度差的零件，在粗车、粗磨、半精磨后安排一次时效处理。在人工时效处理的工艺规范为加热到 530 560 ，保温 6 8h，冷却速度 300/h ，出炉温度200 。 工艺路线按工序的不同 ，一般可分为几个阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。 在设计工艺路线时，当选定了各表面的加工方法和确定了阶段划分后，就可以将同一阶段的各加工表面组合成若干工序。组合时各表面可采用集中和分散的原则。 工序集中的特点 工序数目少，工序内容复杂，因而有： 简化生产组织工作 减少了设备数目，从而节省了车间面积 减少了安装次数，缩短了共建的运输路线，有利于提高劳动生产率和缩短生产周期 有利于采用高效率的设备，特别是数控机 床和加工中心等设备，可提高产品质量和生产率 设备成本费用高，调整时生产准备时间长。 工序分散的特点 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 工序数目多，加工内容简单，因而有 设备和工艺装备简单，调整、维修比较简单； 生产准备工作量小，产品变换简单； 设备数目多，生产面积大，生产组织工作复杂，生产周期长。 影响工序集中于分散的因素 工序的分散和集中程度必须根据生产规模、零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体生产条件综合分析。两种原则各有特点，应结合实际情况适当的集中与分散。 即设计基准和工艺基准。 设计基准 简言之，设计图样所采用的基准就是设计基准。 工艺基准 零件在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。工艺基准可进一步分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。 工序基准 应首先考虑用设计基准作为工序基准 ； 所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查 。 定位基准 在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。定位基准是厚的零件尺寸的直接基准，占有重要地位。 粗基准， 通常选择主轴 孔和主轴孔相距较远的一个轴孔作为粗基准。若铸造时各轴孔和内腔泥芯是整体的，且毛坯精度较高，则以上各项要求一般均可满足。粗基准定位方式与生产类型有关。 精基准 经过机械加工的定位基准称为精基准。精基准的选择对保证箱体类零件的技术条件要求重要。在选择基准时，首先要遵循 “ 基准统一 ” 原则，即使具有相互位置精度要求加工表面的大部分工序尽可能用同一组基准定买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 位，这样就可避免因基准转换带来误差，有利于保证箱体零件各主要表面间相互位置精度。 定位方式阐述 工件以平面定位 平面定位的主要 方式是支撑定位 工件以圆柱孔定位 在加工此箱体的时候，我采用一面两孔（或者一面两销）定位。 定发动机箱体的工艺路线 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。查表 定表面的加工方法如下： 表 2发动机箱体各表面的加工要求和加工方法 加工表面 加工精度（ 加工粗糙度 m） 加工方法 上表面 7 铣 两端面 7 铣 两侧面 7 铣 凸轮轴孔 7 镗 精镗 挺杆孔 6 铰 缸孔 6 镗 精镗 内腔小凸台 12 铣 螺纹孔 钻 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，将上下面、两侧面、两端面及缸孔和主轴孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，主轴承盖结合面、后端面以及上下面的螺纹孔放在最后面。 制定工艺路线如下： 05 铸造 铸坯、清理、喷丸。消除内应力、涂漆 10 铣 粗铣上、下表面 20 铣 粗铣两侧面 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 30 铣 粗铣两端面 40 铣 精铣上、下面 50 铣 精铣两侧面 60 铣 精铣两端面 70 镗 粗镗缸孔及主轴孔 80 镗 粗镗缸孔及凸轮轴孔 90 钻 钻后端面及上、下面各孔 95 钻 斜油孔引窝 100 钻 钻缸盖及两侧面各孔 110 镗 半精镗缸孔及凸轮轴孔 120 镗 镗平衡轴止推槽 130 钻 钻斜油孔 140 镗 精镗缸孔及凸轮轴孔 150 钻 钻主轴承盖结合面三孔，扩缸盖六 孔 160 钻 钻、扩、铰、挤挺杆孔 170 攻 攻后端面及上、下面螺孔 180 攻 攻缸盖及两侧面螺孔 190 钻 钻定位销孔、钻水孔 200 铣 铣内腔小凸台平面 210 攻 攻主轴承盖结合面 纹 220 钻 钻孔、攻丝 230 钻 钻斜油孔 240 检查 250 清洗 清洗 工设备及工艺装备的选择 粗铣上下面、两侧面、两端面 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计问题，选择卧式铣床 见表 择刀 具为直径 D=100数买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 Z=10 的两把圆柱形铣刀 。 精铣上下面、两侧面、两端面 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计问题，宜采用卧铣，选择 床，选择与上相同的，齿数 Z=14 刀具 。 粗镗孔 3- 采用卧式组合镗床 其主要参数见表手册 用机体粗镗夹具。 粗镗主轴孔 669H 采用卧式铣镗床 ， 选用型号为 镗凸轮轴孔采用卧式镗床 选 择粗镗专用夹具。 半精镗孔 3- 采用卧式组合镗床 刀具选择与前面工序相同 ， 选择镗通孔的镗刀、专用夹具。 半精镗凸轮轴孔 采用卧式组合镗床 ， 选用专用镗床夹具。 精镗缸孔及凸轮轴孔 所采用的镗床与前面的相同，选择精镗刀、专用 夹 具、游标卡尺、塞规检查孔径。 钻后端面及上下面各孔 选用摇臂钻床 用锥柄麻花钻。 专用钻孔夹具， 选用游标卡尺和塞规检查孔径。 工工序设计 工序 30 粗铣两端面面及 60 精铣两端 面面 查手册表 面加工余量得： 精加工余量 已知两端面总余量 粗加工余量可求： = （ 2 查阅有关手册表 粗铣的没齿进给量 r， 精铣的每转进给量 f z =r， 粗铣刀走刀一次， 铣走刀一次， 取 粗铣的主轴转速为 190r/取精铣的主轴转速为 300r/所选刀具的直径为 100相应的切削速度分别为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 粗加工： 000 1000 = （ 2 精加工： 1000 1000 = 94.2 m/ （ 2 校核功率： 查阅有关资料知： 切削功率计算公式 = 4106 （ 2 式中 ： 切削力 V 切削速度 查有关资料， 表 铣削力可有下面公式求得， = 0（ 2 查机械加工工艺手册表 选铣刀为高速钢， 可得： C F = 294， = = = = 0， = 取 z ; 又 = 查表知 ： 修正系数 = 故有公式（ 2： = 0 4 = （ 2 从而由公式（ 2算出铣削功率为 4106= W （ 2 又从机床 明书（主要技术参数）得机床功率为 机床传动效率一般取 若取m= 则机床电动机所需功率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 = 10 （ 2 故机床功率足够。 工序 10 粗铣上下面及 40 精铣上下面，工序 30 粗铣两侧面及 60 精铣两侧面 工序 70 粗镗缸孔及主轴孔 查阅有关手册： 粗镗加工余量为 所以粗镗缸孔的直径为 ) = 故缸孔的精镗余量为： 2 = （ 2 查有关手册， 取孔加工等级为 H 级， 即 故有 （ = （ 2 表 2缸孔的镗孔余量、工序尺寸公差 /工表面 加工方 法 余量 精度等级 工序尺寸及公差 3- 镗 10 - 镗 6 镗孔余量为 故 = 查阅有关资料取； s = 36mm/进给量为 = r ,故有， n = d 61000 129 r/ （ 2 精镗缸孔余量为 故 = 查 有 关 资 料 ， 取， c= s = 78 m/ 进 给 量 为r， 故有 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 n = 81000 278 r/ （ 2 查阅有关手册知： 粗镗加工余量为 所以粗镗缸孔的直径为 ) = 故缸孔的精镗余量为 2 （ 2 查有关手册， 取孔加工等级为 H 级， 即 故有 （ = （ 2 表 2缸孔的镗孔余量、工序尺寸公差 /工表面 加工方法 余量 精度等级 工序尺寸及公差 3- 69 粗镗 10 - 69 粗镗 6 69 镗缸孔余量为 故 = 查阅有关资料取； s = 30mm/进给量为 = r ,故有， n = d 01000 139 r/ （ 2 精镗缸孔余量为 故 = 查 有 关 资 料 ， 取， c= s = 72 m/ 进 给 量 为r， 故有 n = 21000 332 r/ （ 2 工序 100 钻缸盖及两侧面各孔 螺纹分别为 查表 孔尺寸有： 11孔因一次钻 出，故其钻削余量分别为： 钻孔 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 Z= （ 2 钻孔 = （ 2 钻孔 11=211= （ 2 表 2孔余量和工序尺寸 加工表面 加工方法 加工余量 工序尺寸 钻孔 钻孔 1 钻孔 11 参考立式钻床 床技术参考表，取钻 11给量为 r、取钻 r、取钻 r. 参考有关资料得钻孔 119 则转速 m 10 00 rd （ 2 按机床实际转速 n=800r/实际切削速度为 m 00 8001314.3 （ 2 同理参考手册得 钻孔 切削 速度为 7 钻孔 切削速度为 5 故转速分别为 钻孔 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 m i n/9881000 rd （ 2 钻孔 ： m i n/11 8810 00 rd （ 2 按机床实际转速取 n=1100r/ 则实际切削速度分别为： 钻孔 实际切削速度为 m 钻孔 实际切削速度为 m 工序 160 钻、扩、铰、挤挺杆孔 6- 12- 12、铰孔余量经查机械加工工艺手册得 挤孔的加工的余量很小，可忽略不计，由此可算出： = （ 2 2各工序余量和精度等级 加工表面 加工方法 余量 精度等级 6- 12 钻孔 - 12 扩孔 12 铰孔 - 12 挤孔 考钻床 关技术参数 取钻孔技术参数进给量为 f =r 由此可以推算出转速为 d 000= m 301000 r（ 2 按机床实际转速取 00 ，则实际扩削速度为 m i n/001214.3 （ 2 扩孔 6- 12文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 参考有关技术参数取钻孔技术参数进给量为 f =r 参考有关手册知：扩孔切削速度为钻孔时的 1/2，故取扩孔切削速度为 2130=15m/ 由此可以推算出转速为 d 000= m 51000 r （ 2 按机床实际转速取 00 ，则实际扩削速度为 m i n/ （ 2 参考有关技术参数取铰孔技术参数进给量为 f =s=18m/f=r，由 此可以推算出转速为 d 000= m 181000 r（ 2 按机床实际转速取 00 ，则实际扩削速度为 m i n/191 00 0 5 001214.3 （ 2 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 （ 2 （ 1 2） （ 2 12l 4，钻盲孔时 02- 12公式（ 1 1 18c 2121 （ 2 由零件图知 25 ，取 由公式可得： m i t j（ 2 参考资料得，扩孔和铰孔的计算公式为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 （ 2 式中： c o +（ 1 2） = （ 2 又知 125l 32故有 mi 2 对于铰孔 6- 12 c o +（ 1 2） = （ 2 所以 mi 2 查相关资料知，扩孔速度 V=2 V=3m/有 1l=3100125= （ 2 总机动时间 i 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 第 3 章 钻床专用夹具设计 本人设计工序 160 钻、铰、挤挺杆孔的钻床专用夹具。本夹具用于摇臂钻床 用材料 为 径选 题的提出 本夹具用于大批量生产，钻、扩、铰、挤挺杆孔位于工序 160，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。 床夹具的分类 车床上的三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖，铣床上常用平口钳、分度头、回转工作台等属于此类。这类家具有很大通用性，一般易将其标准化，并由专门的专业工厂生产，常作为机床标准附件提供给用户。 这类 夹 具是针对某一工件的某一工序而专门设计的，因 用途专一而得名，专用夹具主要用于批