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发动机
支座
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工装
设计
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发动机前支座工艺工装设计,发动机,支座,工艺,工装,设计
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目录引言3第一章零件的分析41.1零件的作用41.2零件的工艺分析4第二章确定毛坯，画毛坯图5第三章工艺规程设计73.1定位基准的选择73.2加工工艺路线73.3选择加工设备及刀具、夹具、量具83.4加工工序设计9第四章夹具设计114.1第10道工序的夹具设计114.1.1确定设计方案114.1.2定位精度分析124.1.3操作说明124.2第20道工序的夹具设计124.2.1确定设计方案124.2.2定位精度分析134.2.3操作说明13结论14致谢14参考文献151发动机前支座工艺工装设计专业班级：机制04学生姓名：黄春荣指导教师：徐志慧教师职称：副教授摘要：现代机械加工行业正在发生着深刻的结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为企业生存和发展的必要条件，工艺工装的设计与改良将直接影响着各种机械行业的发展前途。机械加工行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展。在新经济时代，机械加工行业呈现了新的发展趋势，由此对其各种实用性产品（发动机前支座）质量、性能提出了新的更高的要求。本文首先介绍了发动机前支座的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计，最后对第10道工序和第20道工序进行了夹具设计关键词：发动机前支座工艺分析工艺规程设计夹具设计ProcessEquipmentDesignofEngineSupportAbstractThemodernmachine-finishingprofessionishavingtheprofoundconstitutivechange,thecraftworkclothesdesignandtheimprovementhasbecometheenterprisesurvivalandthedevelopmentessentialcondition.ThedesignandimprovementofthetechnicalfrockdirectlyaffectthequalityandperformanceoftheValverockersupport.Themachine-finishingprofessionwhichistraditionalandvividhasmuchdevelopedinrecenttenyears.Inneweconomytimes,Themachine-finishingprofessionpresentsanewdevelopingtrend.Sotheseproducts(theairvalverockshaftabutment)needanewandbetterrequirementtoitsqualityandperformance.ThispaperintroducestheeffectandtechnicalanalyseoftheValverocker2supportatfirst,thenmakessuretheroughssize,planningthetechnicalrules,atlastdesignsthemodularforthe50thand70thworkingprocedure.KeywordsEngineSupporttechnicalanalysethetechnicalrulesplanmodulardesign引言机械工业是国民经济的基础工业，而工艺工装是机械工业的基础工作。加强工艺工装管理，提高工艺水平，是机械产品提高质量，降低消耗的根本措施。三年的专业知识的学习和操作实践的提高，为更全面的考核我们的综合应用能力，以及为我们今后走上工作岗位，承担独立设计打下了一个扎实的基础，我校在校系领导的组织下，一年一度的大学生毕业设计拉开帷幕。本次设计本着独立思考，独立设计的原则，着重以培养学生的综合应用能力。首先要对自己所掌握的课题作深入细致地分析，其次在指导老师的指导下，利用自身的理论知识加上在校实践活动，有针对性的去进行一系列的调查和研究工作。并且要利用各种设计手册、资料以及文献，在对课题反复研究的基础上，拿出和制定设计方案，制定设计计划，编制工艺工序，绘制图纸，并经指导老师审核后进行图纸的改进，绘制正式图纸。本次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（发动机前支座）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，为未来从事的工作打下良好的基础。本次毕业设计中，掌握了许多课堂上没有的知识，提高了独立思考、分析和解决问题能力。但毕竟由于能力有限，经验不足，设计中许多不足之处，请各位老师多多指教。3第一章零件的分析1.1零件的作用该零件是发动机前支座,用于连接发动机与底座,支撑精度保证。1.2零件的工艺分析该零件的主要技术要求包括：批量生产。手动或机动操作，要求方便、安全、可靠。尽量采用通用设备。保证加工质量。该零件材料为HT200灰口铸铁，零件的抗拉强度虽然比碳钢低，却具有良好的吸震性能、小的缺口敏感性和良好的自润滑作用及贮油结构。因此，适用于承受不大的冲击载荷，要求减震、耐磨的零件。该零件上的主要加工面为B、C、D、E面和2-12和10H7，110的孔。2-12孔的尺寸精度，两孔距尺寸精度2900.4。由参考文献（1）中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的零件的结构工艺性也是可行的4R67孔心与底面距离850.2,所以在加工时最好采用工序集中的原则，考虑到粗精加工分开，以避免加工误差的影响,减少加工热变形对尺寸精度的不良影响。由参考文献机械加工工艺人员设计手册中有关方面孔的经济度和机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的工艺性也是可行的。第二章确定毛坯，画毛坯图根据零件材料确定毛坯为铸造件。又由于本零件的设计要求，零件的生产纲领为批量生产，所以毛坯的制造方式为砂型机器造型，孔110mm要铸出,所以应放置型芯。此外有为消除发动机前支座的残余应力，因此铸造后安排了人工时效处理。参考文献1表2.3-6，该种铸件的尺寸公差等级CT为级，加工余量等级为MA固取CT为10级。铸件的分型面选择通过基准孔R67的轴线，且于下底面垂直的面，冒口位置分别位于底面。参考文献1表2.3-5，由金属机械加工工艺人员手册查表法确定各表面的总余量如表1所示：表1各加工表面的总余量加工表面基本尺寸(mm)加工余量等级加工余量数值(mm)A36G4H85G2B40G2D36H4圆E面134F6孔12mm12H1孔110mm110H4由参考文献1表2.3-9可得铸件主要尺寸的公差如表2所示：表2主要毛坯尺寸及公差（mm）主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差等级A面轮廓尺寸8528712.5R67面轮廓尺寸6737012.5512mm两端面364403.2110两端面404443.2孔110mm110411412.5零件毛坯图如下：第三章工艺规程设计3.1定位基准的选择考虑个加工工序中定位精度的选择，对精基准包括以下方面：1.符合基准重合原则2.基准统一原则3.自为基准原则4.互为基准原则5.保证工件定位准确，加紧可靠，操作方便原则对于粗基准的选择要求应能保证加工面与不加工面之间的位置要求，以及分配个加工的余量，同时要为后续工序提供精基准，在零件气门摇臂轴支座的工艺路线安排过程中遵循以下的原则：61.为了保证加工面与不加工面的位置要求应选不加工面为粗基准。2.合理分配个加工面的余量3.粗基准避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只使用一次。4.选择粗基准的表面应平整光洁。精基准的选择：工件H面与孔110mm既是装配基准又是设计基准，用它们作精基准，能够使加工遵循“基准重合”的原则，其余面和孔的加工用此面作为定位基准，是工艺路线符合“基准统一”的原则。此外，工件的EF面为不重要面，保证了加工面与被加工面的位置要求，同时也保证了各加工面有足够的加工余量。此外，所选择的面平整光洁，避开了锻造飞边的缺陷。保证了定位准确，夹紧安全、稳定、可靠。粗基准的选择：1）在保证各加工表面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；2）装入轴支座的零件与孔内壁有足够的间隙；3）考虑到保证定位准确、夹紧可靠。鉴于以上几点选择D面为粗基准。3.2加工工艺路线根据先面后孔，先主要面和后次要面以及先粗加工后精加工的原则，拟定工艺路线如下：表3加工工艺路线序号工序内容铸造时效10粗铣下底面H面20钻,绞孔2-12mm30粗铣前后面40粗铣Q面50粗铣D面60粗车110孔70精铣H面80半精车-精车孔110mm,并倒角110mm（245）90检验入库73.3选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床的传送均由人工完成。1)粗铣H面，选择X52K立式铣床，选用200可转位面铣刀，专用夹具和游标卡尺。2)钻孔12mm，采用Z3025摇臂钻床，选用12直柄麻花钻，专用钻夹具和游标卡尺。3)粗铣前后两端面，采用X52K立式铣床，选用可转位立铣刀，专用铣夹具及游标卡尺。4)粗铣Q面，选择X62W卧式铣床，选用可转位面铣刀，专用铣夹具和游标卡尺。5)粗铣D面，选择X52K立式铣床，选用200可转位面铣刀，专用夹具和游标卡尺6)粗车孔110mm，采用立式车床，专用夹具、车刀和游标卡尺。7)精铣H面，选择X52K立式铣床，选用50可转位面铣刀，专用夹具和游标卡尺。8)半精车精车孔110mm，并倒角16mm（145），采用立式车床，专用夹具、车刀,锥柄机用铰刀和游标卡尺。3.4加工工序设计（1）工序10：粗铣H面。工序70：半精铣H面查文献1表2.3-59平面加工余量，得粗加工余量为1.5mm、半精加工余量为1.5mm已知H、D面总余量为3mm，故粗加工余量为X（AF）=3-1.5=2.5mm、X(A半精)=4-1=3mm。粗铣H面工序39mm、粗铣A面工序37mm。查文献1表2.6-6得粗加工8公差等级为IT11IT14，取IT=12，其公差为0.3mm，半精加工公差等级为IT8IT10，取IT=9，其公差为0.3mm，所以X（FA粗）=390.15mm,X(A半精)=370.15mm。参考文献1表2.4-73，取粗铣H、D面的每齿进给量2mm/z，吃刀深度3.5mm，半精铣A面的每齿进给量0.5mm/z，吃刀深度3.5mm。参考文献1表3.1-74，取粗铣F面主轴转速为118r/min，取半精铣H面主轴转速为300r/min，又因选定铣刀直径200mm，故相应的切削速度为v(AF粗)=Dn/1000=3.14200118/1000=74.1m/minv(A半精)=Dn/1000=3.14200300/1000=188.4m/min（2）工序20：钻、铰孔12mm查文献表13-19，12mm孔：Z（钻）=0.4mm，Z（绞）=0.1mm表4各工步余量和工序尺寸及公差加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差12mm孔钻孔0.4mmIT1212+0.4/0mm12mm孔铰孔0.1mmIT1212+0.1/0mm参考文献12.4-69，取走刀量0.5mm，吃刀深度3.5mm，得钻孔12mm孔的切削速度为21.8m/min，根据n=1000v/min,按机床实际转速取n=630r/min,取v（实）=3.14126301000=23r/min。参考文献12.4-58，取走刀量2.2mm，吃刀深度0.9mm参考文献1表2.4-38，并参考Z3025机床说明书，取钻12mm孔的进给量f=0.4mm/r参考文献1表2.4-41，用插入法求得钻10.5mm孔的切削速度v=25.7m/min由此算出转速n=744r/min1000vD100025.73.1411故机床实际转速取n=1000r/min则实际切削速度：9v=13.8r/min3.141110001000参考文献1表2.4-69得:Ff=9.8142.7d0f0.8KF（N）M=9.810.021d02f0.8Km（Nm）Ff=9.8142.7110.40.81=2304NM=9.810.0211120.40.81=12.5Nm其Ff7840N，M196Nm，故机床刚度足够。（3）工序30：粗铣前后两端面,工序40：粗铣Q面及工序50：粗铣D面。查文献1表2.3-59平面加工余量，得粗加工余量为2.5mm查文献1表2.6-6得粗加工公差等级为IT11IT14，取IT=12，其公差为0.18mm.参考文献1表2.4-73，取粗铣的每齿进给量fZ=0.2mm/z，粗铣走刀一次ap=2.5mm由文献1表3.1-74，取粗铣的主轴转速为95r/min，前面选定铣刀直径D=28mm，故切削速度：v=8.4m/minDn10003.1428951000校核机床功率：参考文献1表2.4-96，得切削功率Pm为：Pm=167.910-5ap0.9fz0.74aeZnKpm取Z=10个齿，n=1.58r/s，ae=168mm，6095ap=2.5mm，fz=0.2mm/z，Kpm=1代入得：Pm=167.910-52.50.90.20.74168101.581=3.1kw又由参考文献1表3.1-73得机床功率为3.125kw若去效率为0.8，则13.1250.8=10.5kw3.1kw10故机床功率足够。（4）工序60：粗车110孔,工序80：半精车-精车孔110mm,并倒角110mm（245）查参考文献表13-19，110mm孔：C（车）=2.5mm，表5各工步余量和工序尺寸及公差加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差110mm孔粗车2.5mmIT12104mm110mm孔不精车0.4mmIT9109mm110mm孔精车0.1mmIT7110mm根据n=1000v/d=511r/min算出转速315r/min，按机床实际转速取n=400r/min，故v(实)=3.1416400/1000=20.1r/min。参考文献12.4-58，取走刀量1.4mm，吃刀深度1mm参考文献1表2.4-60，取切削速度为9.5m/min，根据n=1000v/d=189r/min，按机床实际转速取n=300r/min，取v(实)=3.1416300/1000=15.07r/min。第四章夹具设计机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固的夹紧，以接受加工的工艺设备。机床夹具的作用是：可靠的保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。夹具设计时，除满足工艺设计规定的精度和生产率要求外，还应符合简单、可靠、方便的原则，应易于排屑，夹具本身结构工艺性好。本次设计的夹具为第10道工序和第20道工序,宜采用X62W卧式铣床4.1第10道工序的夹具设计114.1.1确定设计方案本道工序为粗铣下底面H面，零件的表面和孔均未加工，且零件的面既是装配基准又是设计基准，故以它来做精基准，以零件的B面和C面作为粗基准。并用零件的B面和C面定位。对工件的结构形状分析：由于被加工面在于下底面，直接进行加工将不太方便。若将工件顺时针旋转180使下底面朝上，被加工面在上面，用两块固定在夹具体上的夹板对工件进行夹紧，限定五个自由度，考虑到加工表面与零件的相对位置，需添加楔块，从而限定了工件剩下的一个自由度，由此可见对工件全方位定位夹紧，比较容易实现且有利于加工。方案：本工序用于下底面，以未加工面面作为定位基准，限制五个自由度，用长销穿过12孔定位，限制个自由度。本道工序的夹具应选用手动夹紧，使夹具简单，操作方便。4.1.2定位精度分析铣下底面是在一次装夹下完成加工的，位置精度由夹具保证。对定销与导套的配合为H7/g6对定销与夹具体销孔，支撑块销孔的配合为H7/r6此外，夹具还应标注形位公差（详见夹具装配图）4.1.3操作说明该夹具安装在X52K立式铣床上，加工零件底座上。零件必须翻转使被加工孔朝上方便加工，以工件B面和C面为定位面，用两块固定在夹具体上的夹板对工件进行夹紧，考虑到工件的加工面与工件的相对位置，再用一楔块来限定工件的回转，工件全方位夹紧完毕，为保证零件的加工精度，对下底面采用立铣加工即可完成。4.2第20道工序的夹具设计4.2.1确定设计方案本道工序为零件加工的第二道工序，加工零件底座上12mm的通孔。零件的下底面已加工，且零件的H面和主轴孔110mm既是装配基准又是设计基准，故以它们来做精基准，以零件的两端面作为粗基准。并用零件的两端面和主轴12孔110mm定位。对工件的结构形状分析：由于被加工孔存在于下底面垂直面，直接进行加工。若将工件顺时针旋转180使下底面朝上，被加工孔12mm垂直水平面，定位和夹紧都比较稳定，可靠，也容易实现。其定位与第一道工序相同,由此可见对工件全方位定位夹紧，满足加工要求。方案：也与第一道工序相同。本道工序的夹具应选用手动装置，使夹具简单，操作方便。4.2.2定位精度分析加工孔2-12mm是在一次装夹下完成加工的，位置精度由夹具保证。钻孔时取刀具与导套内孔的配合为G7/h6夹具体定位销与工件销孔的配合为H7/r6导套与夹具体的配合为H7/n6此外，夹具还应标注形位公差（详见夹具装配图）4.2.3操作说明夹具使用立式钻床上，加工零件底座上一通孔。为方便起见，亦可采用与上一工序相同的X52K立式铣床，零件必须翻转使被加工孔朝上方便加工，以零件的下底面和主轴孔110mm作为精基准并以此将零件定位在夹具的定位销上。由于是两孔，以工件B面和C面为定位面，用两块固定在夹具体上的夹板对工件进行夹紧，考虑到工件的加工面与工件的相对位置，再用一楔块来限定工件的回转，待第一个孔加工完毕后旋转即可，既方便也保证了零件的加工精度。结论经过两个多月的毕业设计，在设计指导老师徐志慧的指导下，本人顺利地完成了本次毕业设计。13毕业设计是教育环节中重要一环，对检验我们四年来的知识水平是一次卓有成效的检查，是综合提高我们四年所学的专业知识的有效总结。毕业设计之初，我以饱满热情投入到工作中去，积极询问指导老师，虚心向同学请教
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