毕业设计（论文）任务书
题目名称 进气歧管工艺编制与典型工序夹具设计
一、设计（论文）目的、意义
微型及普及型汽车在我国有很大市场，从0.9L到1.6L，价格适合我国国情,适合正在发展的中国的现况。进气歧管是
发动机重要零件之一，随着现在设计加工制造技术的发展，进气歧管的材料及加工手段等也在不断发展，确定加工工艺与装
夹方案及设计，从而达到对进气歧管加工工艺进一步更深了解。
该毕业设计可以加强常用工具AutoCAD和国内外流行三维PRO/E软件的使用与掌握；加快了解汽车企业生产工艺设计、
制造及应用的过程。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
结合实物及简图对进气歧管的进行三维建模，进行零件的常规工艺分析与确定加工艺方案；通过工艺方案的确定后进
行、根据现有条件或当今流行加工机床技术进行机床选择、制定加工方法、基准确定（包括粗基准、精加工基准等）和加工
路线进行三维实体的工艺规程编制，同时根据国内外先进加工技术进行对自己所编制的工艺进行改进分析、典型加工夹具的
定位夹紧方案选择及设计装配图。
技术要求：
1、分析零件图，运用工艺知识选择加工基准据实际生产条件确定工艺方案及相应加工方法(如:定位,夹紧,毛坯基准,孔
径等)；
2、通过分析拟定必要的保证加工精度的方法：有必要的粗加工，半精加工,精加工等重要加工路线图；
3、通过分析设计符合实际的完整的工艺规程，如：封面、加工工序目录、工装目录、工序图；
4、通过分析选择要有重要尺寸的加工方法及相应的加工参数的工序图及工序图要突出加工部位；
5、通过分析选择至少一道重要工序的夹具的二维和三维装配图；
6、要有相关重要尺寸链换算和要有必要先进工艺加工改进；
7、图纸和说明书要符合规范、标准化、清晰；
三、设计（论文）完成后应提交的成果
1、有相应的工艺方案(规程)1套；
2、进气歧管的零件三维视图；
3、至少1道工序典型夹具二维与三维各1套；
4、夹具的必要零件图4张以上；
5、设计说明书1份(1.5万字以上)；
6、所有设计资料的电子文稿；
四、设计（论文）进度安排
1、熟悉设计任务书，并了解相关材料(网上查阅)，准备资料，填写开题报告：第1~3周（2月28日~3月23日）
2、熟悉零件图纸(提出相应问题)，熟练掌握CAD2007以上版本及工艺学、PR0/E：第4~5周（3月24日~4月6日）
3、据自已所学知识及实习工厂或其它修配厂提出改进加工方法，编制整体工艺路线（粗基准、精加工基准、相关余量选择
）、改进工艺方案及工序目录，有改进加工方法的简单工序图(说明问题)，输助工具excel或word要有一定使用能力：第6~7
周（4月7日~4月20日）
4、设计重要工序装夹方案，进气歧管的二维和三维图的设计及中期检查：第8~9周（4月21日~5月3日）
5、重要工序夹具装配图，进气歧管的二维和部件零件图的设计：第10~11周（5月4日~5月18日）
6、重要工序夹具装配图三维图的设计与分解零件图：第12~14周（5月19日~6月8日）
7、总结毕业设计及编写说明书、后期检查审核及修改不足：第15~16周（6月9日~6月22日）
8、毕业设计准备答辩及答辩：第17周 （6月23日~6月29日）
五、主要参考资料
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[10]岳陆游,胡天策,储亚峰.基于Pro/E三维夹具设计研究[J].机械工程师,2006.03
摘 要
汽车发动机属于汽车的核心部件，而进气歧管又属于发动机的主要部件，影响着汽车性能参数中的功率、耗油量、转
矩等。因此，进气歧管性能质量的好坏，直接关系到发动机乃至整车性能，正因为这样，进气歧管质量的提高，对发动机和
汽车整体质量的提高有着积极的意义。
本文设计研究了进气歧管的建模及夹具设计，其目的主要是基于对工艺分析、工艺规程设计、工艺路线设计、夹具设
计、机械设计、AutoCAD、ProE等知识的熟练运用和掌握，同时运用材料力学、金属切削等学科知识，对进气歧管夹具进行
设计，并利用ProE建立进气歧管及夹具的三维模型，使用AutoCAD绘制装配图和零件图等内容。首先，本文将概述进气歧管
的现状和发展趋势，介绍进气歧管领域的最新发展状况。其次，对进气歧管的建模的目的及意义做了简要的阐述。再次，对
进气歧管的加工工序的加工做了详细的设计及计算。最后，本文将阐述进气歧管夹具的设计过程。
关键词：进气歧管；三维建模；夹具；工艺规程；设计
ABSTRACT
Automobile engine belongs to the core components of automobile , however, the intake manifold belongs
to the major part of engine, it can affect the automobile performance parameters such as the power, fuel
consumption, torque and so on. Therefore, the intake manifold performance quality is good or bad,it relates
directly to the engine and vehicle performance, and because of that improving the quality of the intake
manifold has a positive meaning to the engine and automobile performance parameters.
This article studied the intake manifold design modeling and fixture design, its purpose is mainly
based on process analysis, Process planning design ,process route planning,fixture design,autocad, proe and
so on using and mastering, and use the mechanics of materials, metal cutting discipline knowledge designed
the intake manifold fixture, and use proe establishing intake manifold and fixture 3d model, autocad
software drawing assembling drawings and parts drawings, etc. First, this article will outline the intake
manifold current situation and trend of development , introduces the latest development. Secondly, the
modeling of the intake manifold of purpose and meaning makes some brief elaboration. Again, for the intake
manifold processes of processing do a detailed design and calculation. Finally, this article describes the
intake manifold fixture design process.
Key words: The intake manifold; 3d modeling; Fixture; Technical schedule ; Design;
目 录
摘要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1进气歧管的概述1
1.2进气歧管材料研究状况、发展趋势及成果1
1.3进气歧管工艺编制与夹具设计目的和意义2
1.4进气歧管工艺编制与夹具设计的内容2
第2章 零件的分析和工艺编制3
2.1零件的生产纲领及类型3
2.2 零件的功能3
2.3 零件的工艺性分析3
2.4 确定毛坯制造形式4
2.5 基准面的选择4
2.2.1粗基准的选择4
2.2.2精基准的选择5
2.6 制定工艺路线5
2.7典型工序机械加工余量确定6
2.8 选择加工设备7
2.9 典型工序的切削用量和工时的确定8
2.9.1 工序10,30切削用量和工时8
2.9.2 工序50，60切削用量和工时11
2.9.3 工序20切削用量和工时12
2.9.4 工序70切削用量和工时13
2.9.5 工序100 切削用量和工时14
2.10 本章小结18
第3章 二维夹具体的设计19
3.1 机床夹具及其设计理论19
3.1.1 机床夹具19
3.1.2 夹具设计的基础理论19
3.1.3 定位原理19
3.1.4 夹紧原理20
3.2 铣削零件上平面的夹具设计21
3.2.1 问题的提出及定位方案的确定21
3.2.2 夹具体的组成21
3.2.3 夹紧力的确定22
3.2.4 定位误差分析22
3.2.5 绘制夹具体23
3.3 钻削顶孔的夹具设计23
3.3.1 问题的提出及定位方案的确定23
3.3.2 夹具体的组成23
3.3.3 夹具力的确定24
3.3.4 定位误差分析24
3.3.5 绘制夹具体24
3.4 本章小结24
第4章 三维ProE进气歧管及夹具体设计25
4.1 ProE的优势及特点25
4.2 进气歧管三维建模26
4.3 进气歧管夹具的三维建模27
4.3.1 铣削平面三维夹具设计27
4.3.2 钻削顶孔三维夹具设计27
4.4 本章小结28
结论29
参考文献30
致谢31
附录32
第1章 绪 论
1.1 进气歧管的概述
进气歧管位于节气门与引擎进气门之间，之所以称为歧管，是因为空气进入节气门后，经过歧管缓冲后，空气流道就
在此分歧了，对应引擎汽缸的数量，如四缸引擎就有四道，五缸引擎则有五道，将空气分别导入各汽缸中。进气歧管是发动
机进气系统最重要的部件，进气系统决定着发动机的进气效率和各缸充气均匀性，对整机性能均有非常大的影响。进气歧管
是形状复杂的中空制品。它承受气缸盖燃烧室燃料燃烧传递的热和振动。进气歧管的设计也是大有学问的，为了引擎每一汽
缸的燃烧状况相同，每一缸的歧管长度和弯曲度都要尽可能的相同。由于引擎是由四个行程来完成运转程序，所以引擎每一
缸会以脉冲方式进气，依据经验，较长的歧管适合低转速运转，而较短的歧管则适合高转速运转。所以有些车型会采用可变
长度进气歧管，或连续可变长度进气歧管，使引擎在各转速域都能发挥较佳的性能。
1.2 进气歧管材料研究状况、发展趋势及成果
由于进气歧管性能质量的好坏，直接关系到发动机乃至整车性能，正因为这样，进气歧管质量的提高，对发动机和汽
车整体质量的提高有着积极的意义。同时汽车的价格竞争很激烈，物美价量的汽车更能够满足用户的要求。为了达到这些多
元化的要求，发动机系统零部件的小型、轻量化、低成本就势在必行。
目前，大量应用于进气歧管的轻质材料主要为铝﹑镁，其加工方法和工艺也比较成熟。而近年来，在轻量化技术的发
展过程中，塑料也越来越受青睐，其用于进气歧管已经成为当今研究的热点，并将成为未来的发展趋势。国外在上个世纪80
年代就已经开始应用塑料制造进气歧管，因此在这方面的技术十分成熟，并早已大量使用塑料进气歧管取代传统的合金进气
歧管。国内仅有少数公司虽在研制塑料进气歧管，但到目前为止尚不能进行大批量的生产，远远不能满足国内汽车生产厂的
需要，因此国内目前仍大量使用铝﹑镁合金进气歧管，并不断对其生产加工工艺不断进行技术改进。国内目前对进气歧管工
艺的研究多为它的铸造工艺，对进气歧管的机械加工工艺少有研究。
1.3 进气歧管工艺编制与夹具设计的目的和意义
由于发动机进气歧管的工艺编制与夹具设计的不透明性，所以本设计要依据车辆上其他相似零件的工艺规程，选择相
似的夹具对其进行改进，计算相关参数，确定夹紧装置﹑夹紧力。
微型及普及型汽车在我国有很大市场，从0.9L到1.6L，价格适合我国国情,适合正在发展的中国的现况。进气歧管是
发动机重要零件之一，随着现在设计加工制造技术的发展，进气歧管的材料及加工手段等也在不断发展，确定加工工艺与装
夹方案及设计，从而设计专门的夹具，提高定位准确度从而达到对进气歧管加工工艺进一步更深了解。
该毕业设计可以加强常用工具AutoCAD和国内外流行三维PRO/E软件的使用与掌握；加快了解汽车企业生产工艺设计、
制造及应用的过程。
1.4 进气歧管工艺编制与夹具设计的内容
结合实物及简图对进气歧管的进行三维建模，进行零件的常规工艺分析与确定加工艺方案；通过工艺方案的确定后进
行、根据现有条件或当今流行加工机床技术进行机床选择、制定加工方法、基准确定（包括粗基准、精加工基准等）和加工
路线进行三维实体的工艺规程编制，同时根据国内外先进加工技术进行对自己所编制的工艺进行改进分析、典型加工夹具的
定位夹紧方案选择及设计装配图。
第2章 零件的分析和工艺编制
2.1 零件的生产纲领及生产类型
生产纲领是指企业在计划期内应当生产的汽车产品的产量和进度计划。汽车产品和汽车零件的生产类型划分为：单件
生产、成批生产和大量生产三种。汽车零件因零件结构特征、质量及年产量不同，具有不同的生产类型。进气歧管生产类型
为大量生产，所以在制度工艺路线的时候应充分考虑其生产特点，制度合理的工业路线，选择合理的机床，刀具，量具，检
具，以提高生产率，降低成本。
2.2 零件的功用
进气歧管是发动机进气系统最重要的部件，进气系统决定着发动机的进气效率和各缸充气均匀性，对整机性能均有非
常大的影响。空气进入节气门后，经过进气歧管缓冲后进入发动机。它承受气缸盖燃烧室燃料燃烧传递的热和振动。
2.3 零件的工艺分析
进气歧管的零件图如图2.1所示中规定了一系列技术要求：
1.以进气歧管上下表面，及进气歧管上表面附近的凸台为加工表面。
包括：进气歧管上下表面粗糙度为Ra=3.2,上下表面平面度为0.05，在进气歧管上表面钻孔4-M6深15孔深19，保证位
置度0.4，镗φ35的孔表面粗糙度为Ra=6.3，在进气歧管上表面附近的凸台上钻φ4的通孔，在进气歧管下表面钻通3个φ8.5
的孔5个φ9的孔，在其左右两侧分别攻螺纹分别是M8，和M6 ，在与进气歧管下表面相接的凸台上钻孔并攻螺纹M6。
2.以进气歧管主视图上的凸台为加工表面，加工各个凸台表面对粗糙度有要求的凸台Ra=3.2，在各个凸台上钻孔并攻
螺纹分别为2个M8，2个M6，点的位置度为0.4，一个φ9的孔。
3. 加工进气歧管零件左视图左侧各个凸台，加工各个孔对其中的两个攻螺纹M6，钻一个φ10的孔。
图2.1 进气歧管结构
2.4 确定毛坯制造的形式
零件材料为ZL105，考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，铸件内表面
的粗糙度可达6.3，满足加工要求。由于属于大批生产的水平，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。
2.5 基准面的选择
1、粗基准的选择
粗基准的选择有两个出发点：一是保证各加工表面有足够且均匀的加工余量；二是保证不同加工表面与加工表面间的
相对尺寸和位置符合设计要求。粗基准的选择可按照如下原则进行。
（1）尽可能选用精度要求高的主要表面作粗基准，这样选择粗基准可保证以后加工主要表面时有足够且均匀的加工余
量。
（2）用非加工表面作粗基准，这样选择粗基准可使非加工表面与加工表面间的位置误差最小。
（3）选作为粗基准的表面，应尽量平整光洁，有一定面积，不能有飞边、浇口、冒口或其他的缺陷，以使工件定位可
靠、夹紧方便。
（4）粗基准在同一尺寸方向上应尽量避免重复使用。粗基准是毛坯表面，表面粗糙度值大、尺寸和形位误差大。如
果在同一尺寸方向上重复使用，就不能保证重复装夹时的定位位置一致，定位误差大。因此，粗基准在同一尺寸方向上一般
只允许使用一次。
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。
对于本零件而言，进气歧管下平面是直接与发动机表面相接触的部分，所以在铸造时精度就相对会高于其他表面，由
此以进气歧管底面作为粗基准是完全合理的，符合粗基准的选择原则。
2、精基准的选择
选择精基准时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准确、牢固、方便。其选择的原则有：
（1）基准重合原则：应尽可能选用设计基准或工序基准作为定位基准，这样可避免基准不重合而产生的基准不重合误
差，即应遵循“基准重合”原则。如果加工的是最终工序，所选择的定位基准应与设计基准重合；若是中间工序，应尽可能
采用工序基准作为定位基准。
（2）互为基准原则：对于两个有位置公差要求的表面，可以认为彼此互为设计基准。当加工位置公差要求很小的表面
时，常采用此方法进行反复加工。
（3）基准统一原则：应尽可能采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一的原则。遵循该原则
有利于保证各表面间的位置公差，而且也减少了专用夹具种类。
（4）应保证工件的装夹稳定可靠，使夹具结构简单、操作方便。
在这主要考虑基准重合问题，也要考虑经济性等。对于本零件，由于设计基准是以下表面孔的轴线与下表面的交点为
基准，考虑到本零件所需加工的孔及平面大都分别位于进气歧管左右两侧，而且若以进气歧管下表面为精基准能够使定位夹
紧机构相对变得简单，能够大大的节约成本，所以以进气歧管下表面为精基准能够很好的符合精基准的选择原则。
参考文献
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川公网安备: 51019002004831号