毕业设计(论文)柴油机气缸套工艺规程设计及精镗内孔夹具设计(全套图纸).doc
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1、摘 要气缸体是发动机的主体,它将各个气缸和曲轴箱连成一体,是安装活塞、曲轴以及其他零件和附件的支承骨架。气缸体的工作条件十分恶劣。它要承受燃烧过程中压力和温度的急剧变化以及活塞运动的强烈摩擦。 气缸套是柴油机的重要零件,内孔加工是气缸套生产过程中的一道重要工序,突破内孔加工夹具的传统设计思想,采用新型的内孔加工夹具,阐明该夹具的设计原理和方法。本设计以柴油机汽缸套为例,对汽缸套的夹紧定位及其工艺过程和夹具的设计。在对汽缸套的工艺规程采用两销一面对其进行定位以限制其六个自由度。为减少汽缸套在加工过程中的误差,我考虑基准的重合原则,统一原则,互为基准原则以及粗基准的选择原则,为使定位夹紧可靠,要求
2、所用的粗基准尽可能不重复使用原则。详细阐述了汽缸套的加工工艺过程,对加工过程中进行的各道工序进行了详尽的说明,并附有零件图,加工工艺过程卡等资料加以说明,使汽缸套的加工过程一目了然。关键词:汽缸套 工艺规程 夹具全套CAD图纸,加153893706AbstractAn is foundation spare parts that machine that keeping with parts, it machine with have the spare parts conjunction in the parts a the whole, and make right mutually po
3、sition, complete the essential sport.Therefore, the a processes the quantity to affect the function of the machine directly, accuracy with life span.A spare parts though each of shape, the size is different, but they all have the cavity, the construction is complicated, thick not on an equal footing
4、 common characteristics in wall, on a wall the higher bearings in current and many accuracy props up the peaceful in bore demand processes, having again the lower and tight in a lot of accuracy bore demand process.Therefore, the difficulty that a not only need the part that process many, but also pr
5、ocess is bigger too.This design controls with the CK6142 number the lather principal axis a number for example, detailedly expatiating a controls to process the craft process, in the process to process the each work preface that proceed proceeded in details of elucidation, and fish-eye spare parts d
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7、g a box of process the process to is clear at a glance.Keywords: Cylinder,Process planning,Fixture目 录摘 要iAbstractii1 绪论12 零件的分析22.1 零件简介22.2 零件的工艺分析23 确定毛坯33.1 确定毛坯种类33.2 选取毛坯33.3 有多次加工表面的加工余量34 工艺规程设计54.1 定位基准的选择54.1.1 粗基准的选择54.1.2 精基准的选择54.2 表面加工方法选择54.2.1 加工阶段的划分64.2.2 工序的集中与分散74.2.3 加工顺序的安排84.3
8、机床设备及工艺装备的选择94.3.1 汽缸套加工机床94.4 制定工艺路线及数据量计算124.4.1 重点加工表面数据计算145 夹具设计215.1 夹具概述215.2 定位支承系统概述225.3问题及方案的提出245.4夹具设计245.4.1定位基准的选择245.4.2确定设计方案245.4.3本夹具使用的液压回路示意图255.4.4相关计算27结论28致谢29参考文献301 绪 论机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分,是直接生产过程。它-是用金属切削刀具或者磨料工具加工零件,使零件达到要求的形状、尺寸和表面粗糙度。一个零件往往有多个面要加工,如果没有合理的工艺规程和专用夹具加工,通常要一
9、个面一个面的加工,生产效率低,同时,各加工孔的形状和位置公差以及尺寸精度都难以保证,工人劳动强度大,特别是大批大批量生产的工艺,更是大大地增加了生产周期,而且成本也很高。在编制工艺规程的时候要在保证质量的前提下,尽可能的降低成本。因此,好的工艺规程应该是质量、生产率和经济性的统一表现。为了克服多面零件加工效率低不利的一面,行之有效的方案就是设计合理的工艺规程和专用夹具。2 零件的分析2.1 零件简介题目所给的是柴油机汽缸套。汽缸套是柴油机重要零件。它与汽缸盖以及活塞形成气体压缩、燃烧和膨胀的空间,以实现柴油机工作循环过程。汽缸套的内圆面是它的工作表面,是汽缸套的重点表面,汽缸套是一种薄壁零件,
10、容易因夹紧力和切削力而变形,因而保证其形状精度比较困难。汽缸套的磨损包括正常磨损、腐蚀磨损、磨料磨损和熔着磨损。为了提高汽缸套的耐磨性,进一步改进材料还有很大的潜力。对气缸和缸套表面进行高周波表面淬火,可使它的耐磨料磨损性能比不淬硬的铸铁提高12倍,但淬硬时缸套易变形、裂纹,镗钢困难,加工成本高。气缸表面镀铬可以使耐磨材料磨损性能大为提高,但其工艺复杂,成本很高。汽缸套分两种,干式汽缸套和湿式汽缸套2.2 零件的工艺分析零件的材料为38CrMoAlA,38CrMoAlA是一种专用氮化钢,经氮化处理处硬度相当高,硬度在HV800以上, 硬度、耐磨性比45号钢要好,但价格也比45号钢高。以下是汽缸
11、套零件图的分析。1 小端面直径115mm2 大端面直径135mm3 内孔直径 圆柱度要求0.03由以上分析可知,可先粗车内孔,然后以此为粗基准进行加工,并且保证位置精度。由于此缸套零件没有复杂的加工曲面,所以上述的技术要求采用常规加工工艺均可保证。3 确定毛坯3.1 确定毛坯种类由于汽缸套结构简单,可以使用管材作为毛坯,材料为38CrMoAlA合金结构钢。汽缸套在柴油机中所受冲击较大,零件机械性能要求较高,生产类型为大批量生产。 3.2 选取毛坯 按经验选取管材,152mm,壁厚38mm,长度为217mm3.3 有多次加工表面的加工余量用材料去除法制造机器零件时,一般都要从毛坯切除一层层材料之
12、后最后才能得到符合图纸规定要求的零件。毛坯上留作加工用的材料层,称为加工余量。加工余量又有总余量和工序余量之分。某一表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总余量,以t表示。该表面加工相邻两工序尺寸之差称为工序余量t1,总余量t与工序余量t1的关系可用下式表示。 式中:n某一表面所经历的工序数。单边余量与双边余量 被包容面加工工序余量及公差 工序余量有单边余量和双边余量之分。对于非对称表面,其加工余量用单边余量zb表示: zbla-lb式中:zb本工序的工序余量;lb本工序的基本尺寸;la上工序的基本尺寸。 对于外圆与内圆这样的对称表面,其加工余量用双边余量2zb表示, 对于外圆表面有:2zbda-
13、db;对于内圆表面有:2zbdbda 由于工序尺寸有偏差,故各工序实际切除的余量值式变化的,因此工序余量有公称余量(简称余量)、最大余量zmax、最小余量zmin之分,对于上图所示被包容面加工情况,本工序加工的公称余量:zbla-lb 公称余量的变动范围:tzzmaxzmintbta式中:tb本工序工序尺寸公差;ta上工序工序尺寸公差。 工序尺寸公差一般按“入体原则”标注。对被包容尺寸(轴径),上偏差为0,其最大尺寸就是基本尺寸;对包容尺寸(孔径、键槽)、下偏差为0,其最小尺寸就是基本尺寸。4 工艺规程设计4.1 定位基准的选择在制定工艺过程时,选择定位基准的主要目的是为了保证加工表面的位置精
14、度。因此选择定位基准的总原则应该是从有较高位置精度要求的表面中进行选择。定位基准的选择包括粗基准和精基准的选择。4.1.1 粗基准的选择1.选择不加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。2.选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。3.
15、应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。4.应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。5.粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。4.1.2 精基准的选择选择精基准的原则时,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。精基准选择的原则是:基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则。应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有
16、利于保证各表面间的位置精度,避免基准转换所带来的误差,并且各工序所采用的夹具比较统一,从而可减少夹具设计和制造工作。例如:轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位,这样不但在一次装夹中能加工大多书表面,而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。互为基准的原则。选择精基准时,有时两个被加工面,可以互为基准反复加工。例如:对淬火后的齿轮磨齿,是以齿面为基准磨内孔,再以孔为基准磨齿面,这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀,可以选择加工表面本身为基准。例如:磨削机床导轨面时,是以导轨面找正定位的。此外,像拉孔在无心磨床上磨外圆等,都是
17、自为基准的例子。此外,还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准,以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。4.2 表面加工方法的选择选择加工方法时,首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件,先选定它的最终工序方法,然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工,但每种加工方法所能获得的加工质量、加工时间和所花费的费用却是各不相同的,工程技术人员的任务,就是要根据具体加工条件(生产类型、设备状况、工人的技术水平等)选用最适当的加工方法,加工出合乎图纸要求的机器零件。具有一定技术要求的加工表面,一般都是只通过一次加工就能达到图纸要
18、求的,对于精密零件的主要表面,往往要通过多次加工才能逐步达到加工质量要求。例如,加工一个精度等级为IT7的螺纹孔,其最终工序选用丝锥攻丝,则其前导工序可分别选为钻孔,扩孔,铰孔。主要表面的加工方案和加工工序选定之后,再选定次要表面的加工方案和加工工序。4.2.1 加工阶段的划分将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是: 1 保证零件加工质量; 2 有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理; 3 有利于合理利用机床设备。此外,将工件加工划分为几个阶段,还有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏。以下是具体的加工阶段1 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属,为以后的精加工创造较好的条件,并为半
19、精加工,精加工提供定位基准,粗加工时能及早发现毛坯的缺陷,予以报废或修补,以免浪费工时。2 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备,保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m3 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤.4 光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工,主要用于改善表面质量,对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差,其精度等级一般为IT5IT6,表
20、面粗糙度为Ra1.250.32m。4.2.2 工序的集中与分散制订工艺路线时,应考虑工序的数目,采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中,就是以较少的工序完成零件的加工,反之为工序分散。1 工序集中的特点工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数和生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准备工作量大。2 工序分散的特点工序内容简单,有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺
21、装备。生产准备工作量少,产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点,必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序适当集中。但由于不采用专用设备,工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现,使得工序集中的优点更为突出,即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量,从而可取的良好的经济效果。4.2.3 加工顺序的安排先加工定位基准面,再加工其它表面先加工
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