K24-四冲程汽车发动机箱体零件的工艺与夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 宁学 毕业设计 (论文 ) 四冲程汽车发动机箱体 零件的工艺与夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 3 摘 要 本文是对 四冲程汽车发动机箱体 零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对四冲程汽车发动机箱体 零件的两道工序的加工设计了专用夹具 . 机床夹具 的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本 论文夹具 设计的主要内容是设计 两套气动夹具 。 关键词： 四冲程汽车发动机箱体 ， 加工工艺 ，加工方法，工艺文件， 夹具购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 is of of of In to of a in a it to to In of of 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 5 目 录 摘 要 . 3 . 4 目 录 . 5 第 1 章 绪论 . 12 械加工工艺概述 . 12 械加工工艺流程 . 12 具概述 . 13 床夹具的功能 . 13 床夹具的发展趋势 . 14 床夹具的现状 . 14 代机床夹具的发展方向 . 15 第 2 章 零件的分析 . 16 件的作用 . 16 件的工艺分析 . 17 第 3 章 工艺规程设计 . 17 坯的制造形式 . 17 准面的选择 . 17 基准的选择 . 17 基准的选择 . 18 订工艺路线 . 18 艺线路方案一 . 18 艺路线方案二 . 18 艺方案的比较与分析 . 19 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 21 定切削用量及基本工时 . 21 序：铣削底面 . 22 工序：粗车左右端面和倒角 . 23 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 工序：铣顶面 . 26 序 钻扩底面各孔。 . 26 工序：精铣 E、 F 端面 . 27 工序 钻 E、 F 面孔 . 28 序：精、粗、细镗 . 30 第 6 章 钻孔夹具设计 . 32 题的指出 . 38 具设计 . 38 位基准的选择 . 38 削力及夹紧力的计算 . 38 夹具的夹紧装置和定位装置 1 2 . 38 位误差的分析 . 40 位元件设计 . 40 位误差分析 . 42 套、衬套、钻模板及夹具体设计 . 42 具精度分析 . 44 具设计及操作的简要说明 . 45 总结 . 47 参 考 文 献 . 48 致谢 . 49 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 7 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 9 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 11 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 第 1 章 绪论 械加工工艺概述 机械加工工艺 是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使 其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 装配 包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等 等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 13 4) 拟订工艺路线。 5) 确 定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具 。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新 材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期 以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （ 1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配 合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 要求。 （ 2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （ 1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻 削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约 4 年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实 际磨损量仅为 15%左右。特别是近年来，数控机床（ 加工中心（ 成组技术（ 柔性制造系统（ 新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 15 代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要 表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 m 内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为 2600r/而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： 214891以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利 于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 第 2 章 零件的分析 件的作用 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 17 题目所给定的零件是 四冲程汽车发动机箱体 （附图 1），其主要作用是保证对箱体起 固定箱体各零部件 作用。 件的工艺分析 四冲程汽车发动 机箱体 的零件图中规定了一系列技术要求： （查表 械制造工艺设计简明手册） 1、底面 2、顶面 3、 左端面 4、右端面 5、上下凸台面 6、各面孔系 第 3 章 工艺规程设计 坯的制造形式 零件材料为 虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本 ,保证零件工作的可靠 ,采用铸造。由于年产量为 成批大量 ，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。 准面的选择 基面的选择是工艺规程设 计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工 艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 基准的选择 对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。） 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 基准的选择 按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则） ，对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法： 当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于 2锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。 采用锥堵或锥套心轴。 精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。 订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批 生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 艺线路方案一 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 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 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 19 130 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 艺路线方案二 05 铸造 铸坯、清理、喷丸。消除内应力、涂漆 10 镗 粗镗缸孔及主轴孔 20 镗 粗镗缸孔及凸轮轴孔 30 铣 粗铣上、下表面 40 铣 粗铣两侧面 50 铣 粗铣两端面 60 铣 精铣上、下面 70 铣 精铣两侧面 80 铣 精铣两端面 90 镗 粗镗缸孔及主轴孔 100 镗 粗镗缸孔及凸轮轴孔 110 钻 钻后端面及上、下面各孔 120 钻 斜油孔引窝 130 钻 钻缸盖及两侧面各孔 140 镗 半精镗缸孔及凸轮轴孔 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 150 镗 镗平衡轴止推槽 160 钻 钻斜油孔 170 镗 精镗缸孔及凸轮轴孔 180 钻 钻主轴承盖结合面三孔，扩缸盖六孔 190 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 艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工 12孔后精加工外圆面和方案二是使用车削方式加工两端面， 12 孔的加工放在最后。两相比较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，应车削端面，在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。 这样由于钻孔属于粗加工，其 精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工艺路线确定如下： 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 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 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 21 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 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片”。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 四冲程汽车发动机箱体 ”零件材料为 度为 41，毛坯质量约为 25产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。 根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 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 又见 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 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 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 定切削用量及基本工时 序： 粗铣两端面面及 60 精铣两端面面 本工序采用计算法确定切削用量 加工条件 工件材料： 造。 加工要求： 粗铣两端面面及 60 精铣两端面面 表面粗糙度值 为 机床： 床 。 刀具：刀片材料为 计算切削用量 确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为 3 毛坯长度方向的最大加工余量为 两次加工 ,。长度加工方向取 定进给量 f:根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册表 刀杆 16 故机床进给系统可正常工作。 切削工时： t=1 式中： L=105 4 0 所以 t= ( m 10 5 （ 2） 粗车 200 外圆 实际切削速度 V=1000 m 0 0 653 0514.3 m计算切削工时： 按 表 L=17 3 0mm t= m 1721 （ 2） 粗车 75 外圆 取 05r/际切削速度 V=1000 m 0 0 753 0514.3 m购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 计算切削工时： 按 表 L=83 3 0mm t= m 8321 工序：铣 顶 面 铣床： 刀：选用立铣刀 d=10L=115齿数 Z=4 切削速度：参照有关手册，确定 v=15m/ 10 1510001000 ws d 用 据机床使用说明书（见工艺手册表 取 75r/实际切削速度为： m 0 0 475101 0 0 0 当 75 时，工作台的每分钟进给量m 5 04 7 5408.0 查机床说明书，刚好有 50 故直接选用该值。 计算切削工时 L=（ 60=30mm m 30 倒角 1用 90锪钻 序 钻扩 底面 各 孔。 钻孔 f=r （见切削手册 表 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 27 r=见切削手册表 5 类加工性考虑） m (1 3 018 0 01 0 0 0 rd 按机床选取： 36r/工艺手册表 所以实际切削速度 m 36251000 切削工时 计算 ： 5 ， 1l =10 2l =4mm = m 1065 工序： 精铣 E、 F 端面 铣 1） 精 铣 端面 Z=p 计算切削速度：按切削手册表 削速度的计算公式为（寿命选 T=90 m ( cv 式中 158 ,15.0 15.0m 修正系数削手册表 以 m i n/58 cv m 0 2 380 2 5 71 0 0 01 0 0 0 rd 按机床说明书（见工艺手册表 1023r/果选 995r/速度损失较大。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 所以实际切削速度 m 011000 801200 计算切削工时 按工艺手册表 580 ， 1 ， 2 ， 0： 21= m 工序 钻 E、 F 面 孔 （ 1） 钻 6f=r V=17mm/以 n= V=401(r/按机床选取： 00 rn w 所以实际切削速度为： m 切削工时 1 ， 2 ， 5 则： 21 = m 534 t=6t=6 2） 钻 2 12 底孔 8.5 f=r v=13m/以 n= v=487r/买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 29 按机床选取 00 rn w 实际切削速度 m 切削工时 5 ， 1 ， 2 则： 21 = m 50 0 1534 m （ 3） 4 10 深 20，孔深 24，底孔 8.5 f=r v=13m/以 n= v=487r/机床选取 00 rn w 实际切削速度 m 切削工时 4 ， 1 ， 2 则： 21 = m 2404 m 3 （ 3） 攻螺纹孔 2 10 r=s=12m/以 82 按机床选取 15 rn w 则 实际切削速度 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 m 0 0 315101 0 0 0 计算工时 5 ， 1 ， 2 则： 21 = m 3315 m 4 （ 4） 攻螺纹 4r=s=12m/以 82 按机床选取 15 rn w 则 实际切削速度 m 0 0 315101 0 0 0 计算工时 0 ， 1 ， 2 则： 21 = m 320 m 5 序：精、粗、细镗 缸孔及主轴孔 （ 1） 粗镗孔 2Z=Z=m 8560 3510001000 rd vn w 查有关资料，确定金刚镗床的切削速度为 v=35m/f=于 刚镗主轴转数为无级调数，故以上转数可以作为加 工时使用的转数。 8 ， 1 ， 2 则： 21 = m 0378 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 31 （ 2） 精镗孔 2Z= Z=f=r v=80m/m 010001000 rd vn w 计算切削工时 8 ， 1 ， 2 则： 21 = m 0378 （ 3） 细镗孔至 由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。 p f=r 25r/=80m/买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 第