一種柴油機箱體加工工藝及夾具設計說明書(更新版)

　　

【正文】 條件等項因素。這些作用在刀具上的合力就是總切削力 F[11]。鏜模是一種精密夾 具，它主要用來加工箱體類零件上的精密孔系。 設液壓鋼兩有效面積為 A1和 A2， 且 A1=2A2,即 d=。過程中，為追求作為設計人員的嚴謹性，從 小的公式計算到大的零件選擇，都查閱了大量設計手冊并進行了精確的理論計算。 參考文獻 [1] 王先逵 .機械制造工藝 學 [M].北京：機械工業出版社， 2020. [2] 徐學林 .互換性與測量技術 [M].長沙：湖南大學出版社， 2020. [3] 趙如福 .金屬機械加工工藝人員手冊 [M].上海：上海科學技術出版公司， 2020. [4] 孫本緒，熊萬武 .機械加工余量手冊 [M].北京：國防工業出版社， . [5] 吳拓，孫英達 .機床夾具設計 [M].北京：機械工業出版社， 2020. [6] 戴 曙 .金屬切削機床設計 [M].北京：機械工業出版社， 2020. [7] 陳宏鈞 .實用加工工藝手冊 [M].北京：機械工業出版社， 1996. [8] 王棟 .機械制造工藝學課程設計指導書 [M].北京：機械工業出版社 ,2020. [9] 美國可切削性數據中心 .機械加工切削數據手冊 [M].機械工業出版社， 1989。 25 12 結論 此次畢業設計從選題到中期檢查，到最后答辯、定稿，歷 時將近 6 個 月。采用鏜模后，鏜孔的精度可不受機床精度的影響。因此，它垂直于基面，是切削力中最大的一個切削分力。 粗銑機體上下面夾具設計 機體的頂、底面粗銑加工 是機體加工的重要工序之一，且為第一道工序。3cos2 ??rmf dl ? 1l —— 切出量，單位為 mm/min， ? ? 。鉆頭直徑 d0=，根據表 550，進給量 f取值范圍為 ～ 。t a 22020 rpw aaddl ???????? ??? 2l —— 切出行程長度，單位為 mm/min； f? —— 工作臺每分鐘進給量，單位為 mm/min。 粗加工時，應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般優先選擇盡可能大的背吃刀量，其次選擇較大的進給量，最后根據刀具耐用度要求，確定合適的切削速度。一般地說，截面積相等時，空心截形比 實心截形的剛度高，封閉的截形又比開口的截形好，在適當部位增添加強肋也有良好的效果。這就說明在這類高速度、高性能、高精度的機床的技術性能、可靠性與國外還有較大差距（特別是歐美），而中低端 產品在部分使用進口元件條件下，還是完全可以替代進口的。 定位誤差的來源主要有兩方面：①由于工件的定位表面或夾具上的定位元件制作不準確引起的定位誤差，稱為基準位置誤差。 X? 的定位：采用平面定位的方法來限制此方向。查《 機械加工工藝手冊 》，選用單刃鏜刀（夾持在鏜桿上用）。 3） 鉆攻頂面 Φ 油孔、 頂面 4M1頂面 2M10，機床采用搖臂鉆床。 1 φ 62 凸輪軸孔 精鏜 粗鏜 毛坯 1 4 IT7(+ 0 ) IT12(+ 0 ) Φ 62+ Φ 61 + 0 Φ 57177。 油泵安裝面 粗銑 毛坯 5 IT11(+ 0 ) 284 289177。 確定 工藝路線如下： 表 2 方案 Table 2 Scheme 工序序號 工序名稱 工序序號 工序名稱 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 粗銑頂底面 粗銑兩側面 精銑頂面 鉆頂面螺紋孔 精銑前后端面 鉆攻兩側面螺紋孔 清理鐵屑、清洗機體 水道、油道、回油道泄漏檢查 粗鏜主軸孔、凸輪軸 孔 壓入氣缸套 涂漆 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 粗銑前后端面 退火處理 加工 頂面油孔 粗鏜缸孔 鉆攻 前后端面 螺紋 孔 加工底面各孔 半精鏜、精鏜缸孔 精鏜主軸孔、凸輪軸孔 壓碗型塞 去毛刺、最終清洗 6 加工余量的確定 根據 確定的零件鑄造等級并結合 零件圖上的標注尺寸 ， 查閱《金屬機械加工工藝人員手冊》第 三章鑄件的機械加工余量、第四章工序間的加工 余量 ， 再根據所制定的工藝規程，結合實際經驗，參考《機械加工余量手冊》，可確定工序間的加工余 量 和公差等級，并確定零件總 的加工余量。 （ 3） 便于及時發現毛胚缺陷。從設計和工藝兩方面看基準，可把基準分為兩大類，即設計基準和工藝基準。 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。 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。因此，機械加工工藝規程設計是一項重要而又嚴肅的工作。完全符合零件圖紙加工要求。一是發動機 箱 體的加工工藝規程編制。夾具設計符合大批大量生產要求。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。在選擇元件時，應盡量選擇標準件。本設計中加工工序內容主要有銑端面、鏜孔和鉆孔等。clamps。 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。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。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。 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 。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 通過讀零件圖，對零件進行 形位誤差分析 如表 1。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。為使所選 定的定位基準能保證整個機械加工工藝過程順利進行，通常應先考慮如何選擇精基準來加工各個表面，然后考慮如何選擇粗基準把作為精基準的表面先加工出來。 （ 3） 精加工階段 7 使各主要表面達到圖樣規定的質量要求 （ 4） 光整加工階段 對于質量要求很高的的表面，需進行光整加工，以進一步提高尺寸精度和減小表面粗糙度。加工余量又有總余量和工序余量之分。 1 φ 105H7 缸套孔 精鏜 半精鏜 粗鏜 4 IT7(+ 0 ) IT11(+ 0 ) IT12(+ 0 ) Φ 105+ 0 Φ + 0 Φ 103+ 0 9 毛坯 Φ 99177。在保證加工質量、操作方便、滿足高效的前提下，亦可部分采用通用夾具。參數 為 ： d=,L=151mm,l=101mm,d1= d=,L=169mm,l=114mm,d1=， 攻絲用 M14 型號絲錐 ； 鉆攻頂面 2M10，鉆孔用 Φ 高速鋼錐柄麻花鉆 ，攻絲用 M10 型號絲錐； 4） 鉆攻底面 4M1 Φ 8 孔、底面 M20 ，機床采用搖臂鉆床。參數： 型號 1： B H=12 12,L=50～ 70,f=2 型號 2： B H=20 20,L=50～ 70,f=4 8 主要工序定位方案及定位誤差分析計算 由于零件結構較復雜，工序較多，工件較大，定位情況也就隨之繁雜，但總歸離不開幾種基本定位情況而 已，大體上工件采用一面兩銷對工件進行定位。 如圖 2： 14 圖 2 定位方案圖 Fig 2 Locating scheme 精鏜機體缸套孔 由上面缸套孔及止口的加工要求有，對機體工件加工需要限制六個自由度，機體結構復雜，用側面和前后面定位比較困難，所以只能對其底面采用一面兩銷進行定位，這樣可以限制機體的六個自由度，夾緊采用液壓夾緊，這樣夾緊可靠，有利于機體的加工。下面計算基準位置誤差。 重復定位精度 177。 17 采用輔助支撐 例如在精鏜汽缸孔工序中，為提高工藝系統的整體剛性，除主夾緊力作用外，在機體 兩側面還布置液壓輔助支承裝置，使機體受到左右對稱，分布均勻的輔助作用力影響，可有效增加工件剛性，減少機體在加工過程 中的變形，見圖 6： 圖 6 精鏜汽缸孔示意圖 Fig 6 Schematic of Fine boring cylinder bore 采用合理的裝夾和加工方式 在機體毛坯加工工序中，特別是去除主要余量的銑削加工，考慮到毛坯件在表面材料去除后應力釋放而產生較大的變形，提出了對壓緊力進行高低壓分級 程序控制，荒加工時采用較大的壓緊力，加工完成后短暫撤消壓緊力，使工件內應力釋放，再以較小的壓緊力作用下對工件進行半精加工。已知銑削寬度 aw=203mm，銑削背吃刀量 ap=3mm。 工序 120 加工底面各孔 本工序主要為鉆 4 M12 螺紋底孔φ ，所用機床為 Z3025 搖臂鉆床。綜上得進給量 f的取值范圍為 f=（ ～ ） =～ 。機床 夾 具的基本組成部分，主要有 ： 定位元件或裝置 ； 刀具導向元件或裝置 ； 夾緊元件或裝置 ； 聯接元件 ； 夾具體 ；其他元件或裝置 。 夾緊機構示意圖如圖 7： 圖 7 夾緊機構示意圖 Fig 7 Schematic of clamping 22 夾具操作說明 工件通過 定位元件定位后， 擰緊螺母 ， 由于力的作用使鉤形壓板 2 繞銷軸 1 轉動并壓緊工件 上端面，同時鉤形壓板 2 帶動連桿 3 上移 ，通過與銷軸 5構成的鉸鏈聯接，使壓板 4 繞銷軸 6 轉動壓緊工件側面。每根銑刀桿上都裝有兩把 D=250mm 的高速鋼鑲齒套式面銑刀 。杠桿夾緊機構以液壓為動力源，輔以輔助支承夾緊工件。從資料收集，到方案的比較、分析與確定，再到每道工序的分析與計算，直至整個設計內容的完成，傾注了我大量心血，是我職業人生中一次重要的經歷與寶貴的財富 ，為此我感到有些許自