一種柴油機箱體加工工藝及夾具設計說明書(已修改)

　

【正文】 1 一種 柴油機箱 體加工工藝及夾具設計 摘 要 ： 本設計的內容包括了柴油箱 機體的機械加工工藝過程及其中工序的夾具設計。本設計中加工工序內容主要有銑端面、鏜孔和鉆孔等。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位 和該工序需要的工步，加工設備和工藝設備的選擇。然后進行夾具設計 ，首先應考慮工件的定位與夾緊。選擇合適的定位元件和夾緊元件可以節約工時、提高工作效率。其次是引導裝置。在選擇元件時，應盡量選擇標準件。 關鍵詞 ： 工序；定位；夾緊； 夾具設計 ； The Design About Processing Technics of Diesel Engine Block and Jig abstract:The design inc ludes the machine process of the engine block and jig design in working procedure. In the design, the main contents of machine operations are milling surface, boring and drilling the hole and so on. In making process, we must determine the position of the working procedure and the labor step of the one needed, selection of the processing equipment and process equipment. Then for jig design, we should first consider the position and clamping of workpiece. Select the appropriate positioning ponents and clamping device can save hours of work, improve work efficiency. Second is 2 the guiding device. In the choice of ponents, should try to choose the standard one. keywords:the process。the localization。clamps。jig design 1 前言 我國柴油機產業自 20 世紀 80 年代以來有了較快的發展， 隨著一批先進機型和技術的引進，我國柴油機總體技術水平已經達到國外 80 年代末 90 年代初水平， 一些國外柴油機近幾年開始采用 的排放控制技術在少數國產柴油機上也有應用。 最新開發投產的柴油機產品的排放水平已經達到歐 1 排放限值要求，一些甚至可以達到歐 2 排放限值要求。 但我國柴油機產業的整體發展仍然面臨著許多問題。 現代的調整高性能柴油機由于熱效率比汽油機高、污染物排放比汽油機少 ， 作為汽車動力應用日益廣泛。西歐國家不但載貨汽車和客車使用柴油發動機， 而且轎車采用柴油機的比例也相當大。最近， 美國聯邦政府能源部和以美國三大汽車公司為代表的美國汽車研究所理事會正在開發新一代經濟型轎車同樣將柴油機作為動力配置。 經過多年的研究、大量新技術的應用，柴油機最大的問題煙度和噪聲取得重大突破，達到了汽油機的水平。 箱體是機器和部件的基礎零件，它將機器和部件中所有零件連接成一個整體，并使之保持正確的相互位置，完成必需的運動。因此，箱體的加工質量直接影響著機器的性能，精度和壽命。箱體類零件盡管形狀 各異，尺寸不一，但是它們均有空腔，結構復雜，壁厚不均等共同特點，在箱壁上既有許多精度較高的軸承支撐孔和平面需要加工，又有許多精度較低的緊固孔需要加工。因此，箱體不僅需要加工的部位多，而且加工的難度也較大 [1]。 夾具是機械加工不可缺少的部件， 夾具工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修，調整，易操作。夾具設計符合大批大量生產要求。 在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環保方向發展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發展。 組合夾具可以縮短生產準備周期，保證產品質量和提高經濟效益，非 常適合多品種，小批量的生產類型。隨著近年來柔性化設備和加工系統的迅速發展，具有元件全部標準化的高柔性組合夾具已成為制造系統的必備輔助工具。 此次畢業設計的主要任務是發動機機體加工工藝規程的編制、影響 箱 體的加工質量的因素及主要對策、粗銑 箱 體上下表面夾具和精鏜汽缸孔夾具的設計。運用大學四年所學的專業知識結合實踐經驗，進一步研究了發動機機體的構造以及有值得改進的地方。這有利于對所學知識的鞏固和知識面的擴展 ,通過畢業設計進一步提高調查研究、設計計算、理論分析、查閱資料及繪制圖樣等各方面的基本技能。本課題來源于 3 實際生 產現場，根據《柴油機 箱 體加工工藝及夾具設計任務書》中所規定的內容，本次設計包括二個主要內容。一是發動機 箱 體的加工工藝規程編制。制定一套合理的工藝規程，有利于在生產過程中作到優質、高效、低消耗、安全生產和改善勞動條件，使得機械加工循漸進的進行。其主要內容包括：研究零件圖分析其合理性，在得到允許的情況下改正其中的不足之處，分析零件的工藝性、零件毛坯圖、工序路線、加工余量的確定。主要工序的定位方案、定位誤差分析、主要工序的單件機動工時計算等。再根據以上內容，查閱相關資料，確定合適的加工設備及主要參數和規格。其次是 粗銑機體上下表面夾具和精鏜汽缸孔夾具的設計。經過多種方案對比選擇，確定更為合理的定位方式、夾緊方式、刀具的對刀引導方式、夾具整體結構和夾緊力。使得所設計的夾具結構簡單、定位精確、夾緊可靠。完全符合零件圖紙加工要求。然后繪制夾具總裝圖，最后整理設計完成設計過程。 2 設計分析 設計任務 在柴油機箱體工藝設計中，主要要制定合理的工藝過程，選擇合適的加工機床，選擇合適的切削用量。 設計的主要內容為發動機機體的加工工藝規程的編制、影響機體的加工質量的因素及主要對策 （典型工序加以分析、研究） ， 粗銑頂底面夾具 設計、精鏜缸套孔夾具設計 。加工工藝規程的制訂要符合生產情況，生產綱領為成批大量生產。夾具的設計要滿足加工技術要求，操作方便、安全。 工藝規程的制定 機械加工工藝規程是規定產品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關生產人員都應嚴格執行、認真貫徹的紀律性文件。生產規模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都是要通過機械加工工藝規程來體現 [1]。因此，機械加工工藝規程設計是一項重要而又嚴肅的工作。它要求設計者必須具備豐富的生產實踐經驗和廣博的機械制造工藝基礎理論知識。 根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下 ,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具 ,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 零件圖分析 在進行工藝規程制定之前，要仔細研究所加工零件的零件圖，了解產品的用途、性能和工作條件，熟悉零件在產品中的地位和作用。 4 機體是整個柴油機的骨架和安裝基礎，柴油機上的運動件、其他固定件及輔助設備都安裝在它的內外四周。在機體內腔布置有氣道、油道，以保證柴油機 換氣，冷卻和潤滑的需要。在柴油機機體的六個平面上布置有各種連接孔，另外為檢修、組裝的需要而設置了各種檢查觀察孔。 圖 1 為 柴油機機體 示意 圖 ： 圖 1 柴油機箱 體示意圖 Fig1 Schematic of diesel engine block 結構工藝性分析 所謂零件的結構工藝性是指在滿足使用要求的前提下制造該零件的可行性和經濟性。功能相同有零件，其結構工藝性可以有很大的差異。所謂結構工藝性好，是指在現有工藝條件下既能方便制造，又有較低的制造成本 [2]。 通過讀零件圖，對零件進行 形位誤差分析 如表 1。 表 1 形位誤差分析 Table1 Analysis of form and position errors 誤差要求 標注位置及分析 圓柱度 Φ 62 的孔的圓柱度要求公差 平行度 :100 BC Φ 62 孔的軸線相對于兩個孔的公共軸線的平行度為 :100 5 平面度 下表面的平面度為 圓跳動 DE Φ 112D11 相對于兩孔公共軸線的圓跳動誤差為 平面度 上表面的平面度為 續表 1 誤差要求 標注位置及分析 平行度 BC 上表面對兩孔的公共軸線的平行度為 圓柱度 Φ 107H7 的圓柱度為 垂直度 DE 直徑為Φ 112D11 的圓柱面對兩孔公共軸線的垂直度為 同軸度 Φ D Φ 105H7 的軸線相對于 D 孔軸線的同軸度為Φ 垂直度 Φ :100 BC DE 的公共軸線相對于 BC 的公共軸線的垂直度為 Φ :100 圓柱度 Φ 105H7 的圓柱度為 圓柱度 Φ 90 的圓柱度為 注： 各基準代號見附錄零件圖。 3 零件毛坯 毛坯材料的選擇 考慮氣缸體零件結構復雜 ,采用鑄造成型 ,材料為 HT 硬度為 170240HBS，因為它強度較高、耐磨、耐熱性能好，但需人工時效處理，適用于承受較大應力（σw2942N/cm2），摩擦面間單位壓力大于 49N/cm2和要求一定的氣密性的零件，適用于汽缸體等 [3]。其工作條件：承受高彎曲應力（ ）及抗拉應力；摩擦面間的單位面積壓力 ≥ ；要求保持高氣密性。 柴油機活塞運行過程中所受沖擊較大，零件機械性能要求較高，生產類型為大批大量生產。查《機械制造工藝及設備設計指導手冊》選用鑄件尺寸公差等級 IT8 級。 毛坯的種類選擇 由于發動機機體形狀復雜，由《機械加工工藝設計手冊》表 235各種鑄造方法的經濟特性，在大批生產的情況下，所以毛坯為鑄造件。這樣有利于零件的大批量生產，并且坯件精度高，可以大量減少后繼工序加工費用，提高生產效率、降低生產成本。鑄件采用砂型鑄造中一般機器造型。機器造型不但生產率高，而