S195 柴油机箱体工艺规程、数控编程与组合夹具设计.doc
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1、摘要二十一世纪的制造业面临着顾客需求驱动、不可预测、快速多变和来自全球不断增加的市场竞争,而且竞争不断加剧。市场的不断变化要求制造系统加工的产品品种能够快速变换以满足市场需求。在柴油机制造行业的技术改造中,除了要选好产品,增强自主开发能力外,还要根据市场的变化在工艺的制定上建立与市场需求相适应的生产线,建立以加工中心为主、以组合机床为辅的机体、缸盖等箱体类零件的综合生产线,使之能根据产品的变化批量生产并占领市场。根据 S195 柴油机机体的具体情况和生产纲领要求,本文较详细地设计了 S195 柴油机机体加工工艺方案的设计原则和工艺路线,在工艺方案的设计研究过程中,选择了加工中心与组合机床、专用
2、机床结合的方式,首先利用组合机床进行顶底面、两端面的粗铣、两侧面的粗铣,然后进行下底面、两端面、两侧面的精铣。然后利用加工中心进行基孔、主轴承孔的粗加工、半精加工、精加工,最后进行攻丝。通过论证分析,体现了所选方案设计的合理性、可行性。另外,选择合理的切削用量,对提高产品加工的质量、生产率、成本、设备利用率等指标有重要作用。作为制造系统重要组成部分的夹具设计和机床设计部分,制造系统对其提出了较高的要求。本文从提高柴油机制造技术出发,详细地阐述了夹具设计和机床概念设计中的设计原则、设计步骤、注意点等,针对加工中心设计出了一套专用夹具,以满足箱体加工精度高的生产要求。总之,本文是本人通过工艺设计、
3、设备选型到工艺试制等一系列过程的亲身体验所完成的,是一篇理论结合实际的文章。关键词: S195 柴油机;加工工艺;夹具;加工中心;概念设计AbstractThe 21st century manufacturing industries face the customer demand actuation, cannot forecast, fast is changeable the market competition which and the from around the globe increases unceasingly, moreover competes intensifi
4、es unceasingly. The market unceasing change request manufacture system processing product variety can fast transform by satisfies the market demand. In the diesel engine manufacture profession technological transformations, except must choose the product, outside the enhancement independent developm
5、ent ability, but also must act according to the market the change the production line which the establishment and the market demand adapts in the craft formulation, establishes take the aggregate machine-tool primarily, by processes the center as auxiliary box body class components the and so on the
6、 organism, cylinder cover comprehensive production line, enables it and seizes the market according to the product change volume production.According to the S195 diesel engine organism special details and the production guiding principle request, this article in detail has designed the S195 diesel e
7、ngine organism processing craft plan principle of design and the craft route, in the craft plan design research process, has chosen the way which the processing center and the aggregate machine-tool unifies, first carries on using the aggregate machine-tool goes against, the bottom surface, then car
8、ries on the bottom surface, two end surfaces, two sides fine mill. Then carries on the basic hole, the main bearing hole rough machining, half precision work, the precision work using the processing center.Finally carries on attacks the silk. Through the proof analysis, manifested has chosen the pla
9、n design the rationality, the feasibility. Moreover, chooses the reasonable cutting specifications, to enhances product target and so on processing quality, productivity, cost, equipment utilization rate has the vital role. As the manufacture system important constituent jig design and the engine be
10、d design part, the manufacture system set the high request to it. This paper makes technology since raising diesel engine to leave , has elaborated notice a little etc., design stage and the design principle in the design of clamping apparatus and the concept design of machine tool in detail , has d
11、evised a set of built up fixture according to machining center in order to satisfy the production requirement of high casing processing precision.In brief, this article is myself through the technological design, and so on a series of processes by oneself experience completes the equipment shaping,
12、which is a theory union actual article which to the craft trial manufacturing.Keywords: S195 diesel engine Process technology Clamping apparatus Machining center Conceptual design目 录1. 绪论- 1 -2. S195柴油机简介- 3 -2.1. 概述- 3 -2.2. S195柴油机箱体的作用- 3 -2.3. S195 柴油机箱体的技术分析- 4 -3. S195柴油机箱体加工工艺编制- 5 -3.1. 概述-
13、5 -3.2. 工艺方案制定的基本原则及注意问题- 5 -3.2.1. 精基准的选择- 5 -3.2.3. 工艺过程的拟定- 5 -3.2.4. 制定工艺方案应注意的其他问题- 6 -3.3. S195柴油机的加工工艺路线编制- 7 -3.3.1. 工艺路线的确定- 8 -3.4. S195 箱体切削用量、加工余量、工时等计算- 11 -3.4.1. 铣平面- 11 -3.4.2 加工中心各工序和时间定额- 13 -4.加工中心的数控编程- 18 -5 组合夹具的设计- 27 -5.1 组合夹具及其应用特点- 27 -5.2 工件在夹具中的定位- 27 -5.2.1 定位与基准的概念- 27
14、-5.2.2 定位元件的选用及误差计算- 28 -5.3 工件的夹紧- 29 -结论- 33 -致谢- 34 -参考文献- 35 -附录- 36 -附录1- 36 -附录2- 46 -1. 绪论毕业设计是培养我们理工科学生的一个实践性教学环节,也是最后一个教学环节。它是在我们学完了全部基础课程及专业课程以后,并在一些课程设计的基础上,通过搜集丰富的资料和到工厂参观实习以后,进行的一次全面的、系统的基本知识和基本技能的训练。通过设计,主要培养我们综合运用所学基础知识和基本技能去分析和解决专业范围内的一般工程技术问题的能力,培养我们建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序、规范和方法,培养我们搜
15、集、查阅、运用资料的能力。通过毕业设计,进一步巩固、扩大和深化我们所学的基础理论、基本知识和基本技能,提高我们设计、计算、绘图、编写技术文件以及正确使用技术资料、标准手册等工具书的独立工作能力。通过毕业设计,也能够培养我们严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风,树立正确的生产观、经济观和全局观,从而进一步强化了我们向工程技术人员过渡的进程。制造业是国家经济中一个关键性的工业部门,它在建设国家强大的社会物质技术基础中起着十分重要的作用。国家实力的增强和经济的繁荣同制造业所能提供的产品和服务的竞争力密切相关。因此,每个工业化国家都给予制造业以足够的重视,把制造同科学与技术并列为国家经济发展确保的三
16、大研究主题。这次我毕业设计的课题就是制造业中的箱体加工工艺及专用组合机床概念设计和专用夹具设计。在制造业信息化环境中,工艺设计是生产技术准备工作的第一步,工艺规程是进行工装设计制造和决定零件加工方法与加工路线的主要依据,它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接的影响,是生产中的关键工作。工艺知识是制造企业中重要的知识资源之一,是使产品设计变为成品的整个制造过程中的基础资源,它对保证产品质量以及提高企业经济技术效益具有十分重要的作用。夹具的快速设计与制造,己经成为产品快速变换和制造系统新建成或重构后运行的瓶颈,严重地影响制造系统的设计建造周期、系
17、统生产率、质量和成本。目前国内外使用的专用夹具是伴随着大批大量生产的发展而发展出现的,特别是和汽车工业的发展密切相关。专用夹具的使用,一方面缩短了工序时间,降低了加工成本;另一方面,夹具本身的设计制造工时,材料消耗等又增加了工件的成本.因此,在何种生产条件下使用哪种类型的夹具才是经济合理的,也就是夹具的经济性,一直都是夹具结构发展和设计的一个主要问题。组合机床是专用机床的一种重要类型,是由大量通用部件及少量专用部件组合起来的高效专用机床,它既具有专用机床结构简单、生产率和自动化程度较高的特点;又具有一定的重新调整能力,以适应工件变化的多种要求,因此,设计经济合理的机床对工件的加工具有重要意义。
18、当前,社会经济正经历着从工业经济向知识经济转变的过程,知识正在成为生产力要素中最活跃、最重要的部分。相信通过这次设计,使我的知识积累达到了一个新的层面!2. S195柴油机简介2.1. 概述S195 柴油机具有结构紧凑、功率足、耗能省,适用性强、可靠性好、经久耐用,使用维修简便,价格合理等特点。该柴油机采用常柴型涡流燃烧室、平板型镶块,结构简单,冷起动性能好;应用稀土球墨铸铁曲轴、凸轮轴,加工容易,耐磨性好;采用双轴平衡结构,运转平稳,振动小。本产品适用于手扶拖拉机、小四轮拖拉机配套,并可用于小型排灌、农副业加工及小型发电机、空压机、内河船舶、运输车辆之动力。其外形如下图21 图21箱体外形2
19、.2. S195柴油机箱体的作用S195 柴油机是往复式活塞内燃发动,它是把燃料在发动机气缸内部进行燃烧,并使它产生的热能转化为机械能的一种机器。为单缸、卧式、四行程、水冷、通用式柴油机,S是双平衡轴机构的拼音字头。活塞在气缸内做往复运动时,通用连杆作用,带动曲轴产生旋转运动,反之,曲轴旋转时,也可使活塞在气缸内做往复运动,曲轴旋转一周往复运动一次,活塞往复四个行程完成一个工作循环过程,曲轴旋转 720。发动机在工作时,机体零件受到各种力的作用,因此机体零件的刚度要求要比强度要求高,有了足够的刚度,才能使其在工作中受力变形小,保持各部件的配合中心不致引起运动件的磨损、漏气、漏水、漏油,确保发动
20、机各部分能长期正常工作。气缸体轴箱中,用来安装活塞的部位称气缸,气缸体是气缸的本体,曲轴箱分为上、下两部分,上部用来支承曲轴,下部用来储存机油。水冷发动机的气缸体和上曲轴箱铸成一体,合成发动机机体。2.3. S195 柴油机箱体的技术分析机体底面及侧面是主要的安装基面,曲拐轴带动飞轮旋转,飞轮起到稳定转速,便于启动和能量转换作用。机体上共有主轴承孔、凸轮洲孔、调速轴孔、启动轴孔、平衡轴孔等。机体结构复杂,属薄壁件,内部采用隧道式加强筋,刚性较好,尺寸精度、形状公差要求高,工序多,表面质量要求较高。主轴承孔采用滑动轴承,内孔要求较高,不允许有退刀痕迹。S195 柴油机机体上分布着一些大小不一的孔
21、,这些孔对位置尺寸精度要求都较高,所以平面是后面加工孔的基准,铣平面时要注意保证平面的精度,包括平行度、平面度、垂直度、表面粗糙度,都要达到很高的要求,为孔加工做准备。平面上的孔在柴油机箱体装配及现实工作中具有举足轻重的作用,它要求有很高的几何形状精度和位置精度及较高的表面粗糙度,机体外部齿轮室有相互啮合齿轮,对相邻孔的孔距尺寸精度和平行度要求较高。同轴线的孔较多,对同轴度要求较高。主轴孔的轴心线对端面的垂直度要求较高,同时对气缸孔轴线的垂直度要求也很高。机体的底面及侧面和油底壳相连,应有很高的平面度和较细的表面粗糙度。3. S195柴油机箱体加工工艺编制3.1. 概述箱体类工件具有以下几个特
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