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【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 1 目 录 摘 要 . 1 前 言 . 5 第一章 零件分析 . 6 缸的主要作用 . 6 要技术条件分析 . 7 要尺寸公差及分析 . 8 第二章 毛坯的确定 . 9 坯材料及形式的确定 . 9 造的加工余量及尺寸公差的确定 . 9 第三章 工艺 规程的设计 . 10 主视图一张 . 10 位基准选择 . 10 基准的选择： . 10 基准的选择： . 11 定加工工艺路线 . 11 定面的加工方式： . 11 步确定工序： . 12 终工序： . 13 具、量具、夹具及设备的选择 . 14 削用量及加工工时的确定 . 16 四章 夹具设计 . 29 床夹具的作用 . 29 床夹具的组成 . 30 具设计 . 30 位的选取 . 30 簧的计算及选取 . 31 紧力计算 . 32 缸的选择 . 33 接板的选用 . 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 底板 . 34 底板 . 34 撑杆的选用 . 34 模的选取 . 35 位误差分析 . 35 具的使用及维护 . 36 具 标准件的选择 . 37 撑杆螺母的选择 . 37 接板上螺钉选择 . 37 接式法兰汽缸套件的选择 . 37 参 考 文 献 . 38 致 谢 . 39 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 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 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 is in to In of to to a in to be in to in up to up s s 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 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 和进一步深造 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 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 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。 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 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 如下： 表 1 主要技术条件分析 误差要求 标注位置及分析 H 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 H 40 的孔的轴线对于 52、 20 的孔的轴线垂直度误差为 证喷油泵位置 H 52 的孔的轴线相对于两个孔公共轴线的同轴度要求 公差为 52的孔的圆柱度要求公差 7级精度 H 52 的孔的右端面相对于 52、 20 的公共轴线的跳动公差为 H 20 轴线相对于 52、 20 的公共轴线同轴度要求为 7级精度 B 70的孔左端面相对于 30、 105 孔公共轴线的圆跳动误差为 30的孔相对于轴线的跳动误差为 7级精度 30的孔的圆柱度误差为 8级精度 105孔 的 圆柱度误差为 7级精度 B 105 孔的的轴线相对于 30、 105 的公共轴线的同轴度公差为 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 必须符合最大 实体原则 后盖螺孔的位置度公差为 必须符合最大实体原则 机体 前面的平面度为 00： B 机体 前面对 30、 105孔的公共轴线在 100范围内的公差是 机体 后面的平面度为 00： B 机体 后面对 30、 105孔的公共轴线在 100范围内的公差是 机体 后面的螺纹孔 4 6H 必须符合最大实体原则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 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 ，40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。 面粗糙度要求 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 平面上粗糙度的最高要求为 合机床完全能达到此精度要求 。 图 1文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第二章 毛坯的确定 坯材料及形式的确定 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 铸铁） ，硬度为 170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（ W 200d8 12，由于孔深为 12 故 表 m m i rD vn s 按机床选取 2 5 0 0 / m i 机械加工工艺手册表 机床实际切削速度： 1 0 2 5 0 0 7 8 . 5 / m i 0 0 1 0 0 0 切削工时： 12 1 2 3 0 0 . 2 m i 0 0 0 . 3 0wj wl l 因为有四个孔需加工，所以切削工时应为： 4 4 0 . 2 0 . 8 m i 工序 7：粗铣前后面 方法同工序 4 故销铣时间应为： 2 0 . 0 5 0 . 1 m i 总买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 工序 8：粗铣上端面 按机械加工工艺手册 表 ，粗加工后，精铣余量为 以 加工条件：铣削尺寸为 60铣削宽度 0，确定进给量，查机械加工工艺手册表 定切削速度，查机械加工工艺手册表 m 38.2 m i 确定主轴转速： m i 000 rD vn s 查机床使用手册，取相近转速 。 故机床实际铣削速度为： m i 751251000 计算切削时间： m i 8 fm 方法同上 m m i 000 rD vn s 取 故： m i 751001000 实计算切削时间： m i 52381 4 0212 fm m t 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 工序 9：粗铣 机床：选用 式铣床 刀具： 齿套式面铣刀 D=160=45,d=50,z=16. 按零件图可得 F 面的表面粗糙度为 坯余量为 给量取 。 参考简明机械制造工艺手册所知，由于铣右侧面属于粗铣，故选择切削用量为 :每齿进给量 z， 切削速度： v=80m/定主轴转速 m rd 查阅机械加工工艺手册表 n =235r/ m i n/0 6 81 0 0 02 3 51 6 01 0 0 0 粗切削时间定额：查阅表 ： 0：粗镗孔 52 46 70 8005 46确定进给量：参考机械加工工艺手册表 切削速度 v：参考机械加工工艺手册表 得 。 修正数： 0.1 k m i 求出主轴转速： m i 2461 2 6 0 0 01 0 0 0 rd 参考 机械加工工艺手册表 得相近转速，在此取 950r/ 故求出实际切削速度应为： 4 6 9 5 0 1 3 7 . 2 2m i 0 0 1 0 0 0Dn 实买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 切削时间： 参考机械加工工艺手册表 削机动时间计算 其中： 1 2 3 则： m i 1：粗镗孔 66 40加工余量的确定 组合机床加工上表面两孔，采用镗削加工，其工序余量如下（半径余量）： 基本尺寸： 66 40工余量： 机械加工工艺手册 表 得镗削所能达到的尺寸精度为 以按加工方法的经济精度，并按“入体原则”确定各孔的工序尺寸公差，查机械制造技术基础 表 准公差数值为： 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 方法同工序 10 ： 2钻前面 8 30， 20，及后面 8 20 加工余量的确定： 组合机床加工，其工序余量如下：（半径余量） 基本尺寸： 20 30 加工余量： 5选钻削所能达到的尺寸精度为 以按加工方法的经济精度，并按“入体原则”确定各孔的尺寸公差为： 20 30 切削用量的选择与确定： 根据机械加工工艺手册： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 查机械加工工艺手册表 具选用高速钢刀具钻铸铁 ： m m m 上述选择是在尽量使工件切削同步以抵消其切削力的原则下选取的，可以确定其 主轴转速为： m 586 351 0 001 0 00 rd 时间定额的计算： m 件机动时间） m m m m i 3： 钻上面 6 纹底孔， 10孔， 2 22 10孔， 加工余量的确定： 组合机床加工，其工序余量如下：（半径余量） 基本尺寸： 孔 10 22工余量： 2 选钻削所能达到的尺寸精度为 以按加工方法的经济精度，并按“入体原则”确定各孔的尺寸公差为： 10 22 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： m i 586 351 0 001 0 00 rd 时间定额的计算： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 同理， ： 4：精铣前后面 加工余量： 给量： 齿z 削速度： m 故机床转速可以确定为： m i 001 0 00 rd 机床机加工时间为： m i 218421 j 5：精铣 B、 D=80 L=36 d=27 z=10面： D=100 L=40 d=32 z=10给量： 齿z 削速度： m 故机床转速可以确定为： m i rd 机床机加工时间为： m i j m i 9 2381 4 0212 fm z j m 其他时间的确定： m m 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 m 6：精镗 52 105 70扩后面 20加工余量的确 定，查机械加工工艺手册表 基本尺寸： 52 105 70 20工余量： 2 2 2 2机械加工工艺手册表 镗所能达到的尺寸精度为 ，查机械制造技术基础 表 3准公差数值为： 其余步骤同工序 10 得： 总机动时间： 7：精镗 66 40加工余量： 基本尺寸： 66 40工余量： 进给量的选择与确定：（查机械加工工艺手册表 镗削速度： m m 根据上面可以确定其主轴转速为： m 810001000 rd 机动时间定额的计算： m i 8： 扩 孔 加工余量： 加工余量为 给量： 查机械加工工艺手册表 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 切削速度： m 由此可以确定主轴转速： m i 001 0 00 rd 机动时间定额的计算： m i 0 0 0 0 LT j 9：扩 孔 加工余量： 加工余量为 给量： 查机械 加工工艺手册表 削速度： m 由此可以确定主轴转速： m 001 0 00 rd 机动时间定额的计算： m i 0 0 0 0： 20 30 孔 查机械加工工艺手册表 道加 工序余量为 查机械加工工艺实用手册表 15铰刀铰孔时的进给量，选用高速钢铰刀， 30 。 查机械加工工艺实用手册表 15的计算公式 1060其中： m m i 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 m i 30 机动时间定额的计算： m i LT j 1： 倒 20 105 70 孔的角 20 105用车削制订进给量，根据手册及机床选取： （查切削用量简明手册表 切削速度： m 所以机床主轴转速应为： m 610001000 rd 机动时间定额的计算： m j 2： 各面螺纹孔倒角 各倒角工序在钻孔时完成。 工序 23：铰 22 查机械加工工艺实用手册表 15铰刀铰孔时的进给量，选用高速钢铰刀，则： 机械加工工艺实用手册表 15 1060其中： m m i 22 机动时间定额的计算： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 m i 0 0 022 4：钻 2 5与 225 的斜孔 查机械加工工艺手册表 得： 查机械加工工艺手册表 得： m 则机床主轴转速为： m rd 查机械加工工艺手册表 m 0 0 。 机动时间的确定： m 0 ， T=2 工序 25：攻前面 8 2 查切削手册表 。 查机械加工工艺手册表 m m m m 由此可以确定出机床转速； m i rd m i rd 查机床转速，取 m 。 查机械加工工艺手册表 j 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 攻 前面 8 m i j 攻 前面 2 mi j 攻 后面 8 m i j 综合所述，由相关资料： 6：攻 面 4 查机械加工工艺手册表 得 查机械加工 工艺手册 螺纹的切削速度： m m m m 由此可以确定出机床转速； m rd 查机床转速，取 。 查机械加工工艺手册表 j 21 步骤同工序 25 得： 7：磨削 52 105由机械加工工艺手册 磨内圆的切削用量： m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 m 5 m Bf a 取 磨 52由机械加工工艺手册表 其中： 4.0机械加工工艺手册表 1.1k （由机械加工工艺手册表 k） m 0 150由机械加工工艺手册表 0095.05.0机械加工工艺手册表 1.1k （由机械加工工艺手册表 k） m 9 1822 m m m m i 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 四章 夹具设计 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（ 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，降低成本 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，明显地降低了生产成本。 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，从而在新产品买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 30 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，来满足大部分工序的要求，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。 床夹具的组成 1、 定位装置：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 ： 机床夹具的基础件，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。 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。 位的 选取 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 30 ，使用组合机床一次性加工完成 。 则选取一面两孔的定位原则来限制工件的六个自由度。 如 图 4 图 4文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 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，则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， 则工件可以移开，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。 簧的计算及选取 如下图 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 15=