气缸盖螺钉孔加工专机.pdf

1 YD480 气缸盖螺钉孔加工专机说明书 产品结构的分析 YD480 柴油机由下列机构和系统组成 机体和气缸盖 曲柄连杆机构 供给系 配气机构 点火系 冷却系 润滑系 起动装置 气缸盖是柴油机重要大件之一 装在气缸体上部 用于密封气缸的上平面 它与 活塞顶共同形成燃烧室空间 气缸盖上通常装有喷油器 进 排气门 进 排气管和 摇臂轴总成等 以及进 排气道 冷却水套和油道布置在上面 气缸盖的作用是密封气缸 与活塞顶部一起组成燃烧室 因此承受很大的机械 负荷和热负荷 气缸盖中有进 排气门及其气道 火花塞或喷油器 对于非直喷柴油 机来说还有涡流室或预燃室 对顶置凸轮内燃机来说还有凸轮轴及其轴承等 为了保 证燃烧室的可靠密封 气缸盖上螺栓孔的位置的布置应合理 螺栓孔的加工精度要求 应高 否则无法密封气缸 气缸表面尚未工作就发生很大的变形 这样 活塞环不能 很好地工作 漏气增加 气缸磨损加剧 机油消耗大增 气缸盖受到燃气的加热和气体的作用 会产生较大的热应力和弯曲应力 如刚度 不足或使用不当 就会产生变形甚至于开裂 引起漏气和冲破气缸垫的故障 气缸盖与机体的连接是通过气缸盖螺栓孔用气缸盖螺栓连接的 气缸盖螺栓孔总 共有 10 个 其中有两个孔兼作位孔定 两个定位孔在加工中心加工 另八个孔在此专 机上加工 组合机床方案的制定 1 根据被加工零件的 精度要求 加工工序内容 由于所加工的孔直径 15 深 90 属于深长孔 组合机床采用卧式 左右主轴箱先 后从两面加工 采用钻削就可以达到所需要求 八个孔在一次钻削中完成 这样符合 工序集中原则 2 根据被加工零件的特点 根据被加工零件的形状 结构特点 以及近代机械加工主要发展方向中工序集中 的原则 考虑设计组合机床 运用多刀 相同或不同刀具 集中在一台机床上同时完成 8 个孔的加工 从而提高生产率 而且 提高了工序集中程度 减少机床台数 占地面 积 节省人力 取得理想的效益 本机床属于同类型工序集中 简化了循环和结构这 8 个孔间有相对位置要求 工序集中 以获得较高的位置精度 便于装配 3 根据零件的生产批量 确定机床的复杂程度 通用化程度 零件的结构工艺性 加工精度 机床调整的可能性及经济性对配置都有不同的影响 为使工件在流水线上 运输方便 采用侧面朝下的安装方法 手动插销 液压夹紧工件的固定式夹具型式 2 不仅缩短安装时间 而且提高了定位精度 这样机床就选用卧式 夹具设计相对容易 切屑易排出 不影响加工精度 根据经验及类比 将刀具导向靠近工件 减少刀具与 导向的间隙 提高主轴与导向的同轴度 能达到产品图纸及工艺文件提出的工艺要求 4 确定组合机床的配置型式 在确定机床配置型式时首先要考虑如何稳定地保证零件的加工精度 影响加工精 度的因素有夹具误差和加工误差两方面 夹具误差 一般精加工的夹具公差为零件公差的 1 3 1 5 粗加工时 夹具精度 可略低 但不能太低 夹具型式也有影响 由于 YD480 气缸盖的连接螺孔的加工属于深孔加工 存在以下主要问题 1 排屑困难 因切屑易阻塞使扭矩增大 造成个别钻头经常折断 2 刀具冷却困难 冷却液不易进入加工空间 钻头严重发热 使用寿命降低 3 3 钻孔轴线歪斜面 由于钻头细长 刚性差 特别是刃磨不对称时 钻孔更易偏 斜 针对 YD480 气缸盖的连接螺孔的具体情况 可采取从两边加工 既提高了效率 又解决了深长孔的加工问题 但存在加工直线性的误差 解决此误差的办法是将夹具 体导向孔的中心距公差提高到 0 008mm 同时工件定位孔之间公差达到 0 04 在钻 套 衬套加工时严格控制内孔与外圆的同轴度 并之工件加工达到公差要求 通过比较 确定选用卧式双面加工的组合机床 选 HY50A 液压滑台 多轴箱功率 P P切削 P空转 P损失 P 空 转 空转功率 按 组合机床设计筒明手册 中表 4 6 选取 P空 转 8 0 045KW 0 36KW P损失 与负荷成正比的功率损失 一般可取传递功率的 1 P损失 1 P切削 1 2 536 0 025KW P P切削 P空转 P损失 2 536 0 36 0 025 2 921KW 故选 YD50AY 动力头 电动机型号 Y132M2 6 电动机功率 5 5KW 电动机转速 n 960r min 输出轴转速 n 480r m 此 处省 去此 处省 去 NNNNN 需 要 更多 更完整 的图 纸和 说明书 请联 系需 要 更多 更完整 的图 纸和 说明书 请联 系 秋秋 3053703061 5 切削用量的确定 由气缸盖零件图可知 材料 HT200 HB 170 240HBS 或 HT250 HB 187 255HBS 加工孔径 D 15 采用高速钢钻头进行加工 根据高速钢钻头切削用量表可选取 切削速度 v 13m s f 0 22mm r 根据组合机床切削力 切削转矩 切削转矩的计算公式 可计算每根主轴的切削力 F 切削转矩 T 及切削功率 P F 26Df0 8HB0 6 公式中 HB HBmax 1 3 HBmax HBmin 255 1 3 255 187 232 F 26Df0 8HB0 6 26 15 0 220 8 2320 6 3049N T 10D1 9f0 8HB0 6 10 151 9 0 220 8 2320 6 13352N m P TV 9740 D 13352 13 9740 3 14 15 0 436kw 8 根主轴的总进给力 8F 8 3049 24392N 8 根主轴的切削功率 8P 8 0 436 3 488KW 对功率进行正 P总 0 8 3 488 0 8 4 36 多轴箱 6 动力部件的选用 HY50A 滑台的最大进给力 F 32000N 4 工艺方案的制定 一 被加工零件的分析 根据被加工零件的精度要求 加工部位尺寸 8 15 形状 结构特点 详见气缸 盖零件图 YD480 03101a 材料 HT200 硬度 170 240 或材料 HT250 硬度 187 255 生产批量 大批量 所加工的孔直径 15 深 90 属于深长孔 其位置度为 0 4 表面粗糙度 Ra12 5 一次切削较难加工 也给排屑 带动困难 所以此孔分两个工步分别从两面钻削 使之 接通 二 对机床夹具的本要基求 1 稳定地保证工件的加工精度 2 提高机械加工的劳动生产率 3 结构简单 有良好的结构工艺性和劳动条件 4 应能降低工件的制造成本 本专机用于加工八个气缸盖螺栓连接孔 三 工件的定位方案和夹紧部位选择 工件上的八个孔为通孔 沿孔方向的自由度可不予限制 但实际上以工件底面定位 时 必须限制该方向的自由度 故应按完全定位设计夹具 并力求遵循基准重合原则 以减 少定位误差对加工精度的影响 定位方式着重考虑两种方案 方案一 从考虑定位方便的观点出发 以底面 一侧面 一端面定位 其优点是工件安装 方便 但违背了基准重合和统一原则 不利于保证加工要求 方案二 从遵守基准重合和统一原则的观点出发 以底面 及底面上两孔定位 其优点是 工件定位精度高 符合基准重合和统一原则 有利于保证加工要求 但夹具结构相对 方案一要复杂些 根据 YD480 03101a 气缸盖机械加工工艺过程卡 可知机体气缸盖的加工情况 再 考虑加工工艺基准的一致性 决定工件侧面朝下 以底面 底面上两定位孔为基准 5 夹紧顶面 保证基面与加工部位间的位置关系 使其利于加工精度 且工件不宜变形 气缸盖上有许多孔需要加工 而且有些孔要求有较高的精度 它们分别在不同的 工序中加工 又要在几次安装下进行 因此采用一面双孔定位 采用一面双孔定位具 有以下特点 a 可以简便地消除六个自基准带来的由度 使工件获得稳定可靠的定位 b 有同时加工零件五个表面化的可能性 既能高度集中工序 又有利于提高各表 面的位置精度 c 一面双孔 可做为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准 使零件整个 工艺过程基准统一 从而减少由基准转换带来的累积误差 有利于保证零件的 加工精度 同时 使机床各工序的许多部件 如夹具 实现通用化 有利于缩 短设计制造周期 降低成本 d 易于实现自动化定位 夹紧并有利于防止切屑落于定位基面上 总之 采用一面两孔定位 符合定位基准与设计基准重合原则 这样减少基准不符 的误差 保证加工精度 同时能保证工件稳定定位 采用已加工的大平面作为定位平面尤 为重要 又符合基准统一原则 在各台机床上采用共同的基准面来加工零件不同表面上 的孔 从保证加工要求和夹具的结构复杂程度两方面进行综合分析比较 按方案二设计 夹具比较合理 为了保证加工精度及技术要求 作为定位基准的平面和销孔必须规定相应的尺 寸精度 表面粗糙度及位置精度要求 工件二定位销孔 2 18 12 0 10 0 中心距 400 0 015 定位孔的位置度 0 08 表面粗糙度 Ra1 6 保证规定加工精度实现的条件 1 夹具的有关制造误差 制造 这个误差主要包括夹具制造时的两项误差 确定刀具位置的元件和引导刀具的元 件与定位元件间的位置误差 定位元件与夹具安装到机床上的安装基面间的位置误 差 2 夹具的安装误差 安装 即是夹具在机床上定位误差 3 加工误差 加工 指工件在切削过程中所产生的误差 如机床的工作精度 刀具的磨损和跳动 刀具 相对工件加工位置的调整误差 以及工艺系统在加工过程中的弹性变形 为了保证工件的加工精度 必须使上述所有误差对工件的综合影响 控制在工件所允 许的公差 工范围之内 即 制造 安装 加工 工 为了使 工合理分配到机械加工中产生的各个环节 通常在夹具设计时夹具 上定位元件之间 定位元件与引导元件之间 以及其它相关尺寸和相互位置的公差 6 一般取工件上相应公差的 5 1 2 1 最常用的是 3 1 2 1 因粗加工的 工大 夹具上相应 的公差取小的比例 制造 3 1 工 如图工件采用一面两孔定位 若采用两个圆柱销定位时 常会产生过定位现象 即左销套上工件后右销很难同时套上 为了避免这种定位干涉 应该将两销之一在联 线的垂直方向上削去两边 1 确定圆柱销的定位直径和偏差 定位孔的直径 2 18 12 0 10 0 为了减少工件的移动误差 并考虑到定位销制造时可能