基于solidworks发动机箱体结构设计学士学位论文.doc
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1、 摘要我的毕业论文的题目是基于solidworks发动机箱体工艺路线拟定及钻床夹具设计发动机箱体是机器的基本零件,它将机器和发动机中的轴、套、齿轮等有关零件连接成为一个整体结合所学专业的理论和实践知识,编写设计处一套机械加工工艺规程和工装夹具。本此设计有工作量大、专业知识范围广、要求高等特点,不同于前面所做的课程设计。对我们毕业生来讲,是对我们所学专业知识的一次重大考验,也是对我们参加工作之前的很好的历练。说明书对零件功用分析、零件的加工工艺过程、夹具工艺设计作了比较系统、完整的分析和论证。对工艺规程的设计作了详细的说明,并制定了合理的加工工艺路线。对关键工序的加工余量、工序尺寸、工序公差、切
2、削用量进行了设计分析,保证整个工艺过程的完整。最后,对夹具精度也进行了校核计算。关键词: 加工质量; 加工工艺; 夹具; 工序; 加工剩余数量; 测量AbstractThe topic of my thesis is the design of machining technics regulatious and appropriative clamp of the box body of engine .The box of engine is the basic spare of machine,it conecs the staik,set,wheel gearetc of engine
3、 to the whole.And accurate position to transfer torque or complete prescriptive movement.The machining quality of the box body of engine will influence the performance,precision an life of machine.According to the plan and didactical brief made by machine manufacturing craft profession committee,thi
4、s design have mainly compiled and designed teachining technics regulations and appropriative clamp using professional theory and practical knowledge.This design is not only a great chanllenge,but also a good exercise for our graduate.It has enhanced our lever of speciality,at the same time,it also h
5、as cultived our team sprint.The design mainly introduces the spare parts craft process,tongs technological design to make comparison system,analysis and argumen integrity.Design craft regulations to make expation,and establishment reasonable of process craft route.In this design,I have analysed and
6、calculated some key working proces,which include the remaining quantity of process,the measure of working procedure procedure the tolerance of working procedure techics cards.Whatmore in the end ,I have designed a appropriative clamp proof-tested its precision to ensure the quality of workpiece.Key
7、word: machining quality; the techics of machining; clamp; working procedure; the remaining quantity of maching; the measure of working procedure目 录 第一章 绪论 1 1.1 课题研究的意义及现状 1 1.1.1 发动机的工作原理1 1.1.2 发动机的结构 1 1.1.2 课题研究的现状及展望 2 1.2 论文主要研究内容 2 第二章 发动机箱体工艺设计 3 2.1箱体的分析 3 2.1.1箱体的功用分析 3 2.1.2计算生产纲领 确定生产类型
8、3 2.1.3箱体结构和功用的分析 4 2.1.4箱体的技术分析 4 2.1.5箱体的材料分析 5 2.2发动机箱体毛坯的设计 6 2.2.1确定毛坯种类及加工方法的选择 6 2.2.2毛坯的工艺分析及要求 7 2.2.3毛坯余量和公差的确定 9 2.3工艺路线设计 9 2.3.1零件图的工艺分析 11 2.3.2加工方法的选择 11 2.3.3箱体的材料及热处理 11 2.3.4阶段的划分 12 2.3.5工序的集中与分散 12 2.3.6基准的选择 13 2.3.7 拟定发动机箱体的工艺路线 13 2.4 加工设备及工艺装备的选择 15 2.5 加工工序设计 16 第三章 钻床专用夹具设计
9、 24 3.1问题的提出 24 3.2机床夹具的分类 24 3.2.1通用夹具 24 3.2.2专用夹具 24 3.3夹具的设计内容 24 3.3.1定位基准的选择 24 3.3.2工件的夹紧及夹紧装置 25 3.3.3夹紧结构简介 25 3.3.4夹紧力要素的确定 26 3.3.5夹具材料的选择 28 3.3.6夹具误差分析 28 3.4钻床夹具的设计 30 3.4.1钻床夹具的性能要求 30 3.4.2钻床夹具的特点 30 3.5钻套与工件间的距离 31 3.5.1固定式钻模特点 31 3.5.2钻套与被加工的尺寸关系 31 3.6夹具的对刀 31 3.7夹具体的设计 31 结 论 33
10、参考文献 34 致谢 35沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论第一章 绪论1.1 课题研究的意义及现状本次毕业论文是设计发动机箱体的机械加工工艺规程和专用夹具。发动机约占整车质量的15%,汽缸体是发动机里最重的零件,其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套,润滑油道等。1.1.1 发动机的工作原理发动机将汽油等的能量转化为动能来驱动汽车,最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。 图1-1 四缸发动机示意图1.1.2 发动机的结构发动机基本由以下机构和系统组成:曲柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系、点火系以及起动系。1 图 1-2 发动机示意图1
11、.2 论文主要研究内容本次论文的主要内容有:(1)确定生产类型对零件进行工艺分析(2)选择了毛坯种类及制造方法,绘制零件-毛坯综合图(3)拟订零件机械加工工艺规程,选择各工序的加工设备和工艺装备,确定各工序切削用量和工序尺寸,计算某一代表工序的工时定额。 (4)填写工艺文件:工艺过程卡片(或工艺卡片)、工序卡片(可视工作量大小只填部分主要工序的工序卡片)。 (5)设计指定工序的专用夹具,绘制装配总图和主要零件图。(6)撰写毕业设计说明书。2沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 发动机箱体工艺设计 第二章 发动机箱体工艺设计2.1箱体的分析2.1.1箱体的功用分析气缸体和上曲轴箱常铸成一体,
12、称为气缸体曲轴箱,也可称为气缸体,气缸体上部圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等。图2-1 四缸发动机气缸体示意图2.1.2计算生产纲领,确定生产类型该产品年产量为5000台,设其备品率为16%,机械加工废品率为2%,故 N = Q(1+a%+b%) (2-1) N = 50001(16%+2%) (2-2) = 5900件/年 表2-1 按年产量划分生产类型生产类型年生产量单件生产110小批量生产10150中批量生产150500大批量生产5005000大量生产50002.1.3箱体结构和功用的分析气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸
13、体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为三种形式。综合比较三种形式气缸体的优缺点,在本次设计中选用龙门式结构。综合考虑三种排列形式的气缸体,在本次设计中采用直列式。 图 2-2 发动机示意图2.1.4箱体的技术分析 (1) 主要平面的形状精度和表面粗糙度一般箱体的主要平面的平面度在0.10.03mm,表面粗糙度Ra2.50.63m,各主要平面装配基准面垂直度为0.1/300. (2) 孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度一般箱体的主轴支撑孔的尺寸精度为IT6,表面粗糙度值Ra0.630.32m。其余精度为IT7IT6,表面粗糙度为Ra2.50.63m。2.1.5箱体的材料分析比重见下表
14、2-2(以HT250为例)。 表2-2 灰铸铁HT250的主要化学成分及所占比重(%)CSiMnPS3.03.31.41.70.81.00.150.12 各元素对灰铸铁性能都有着重要的影响,详见机械加工工艺手册 灰铸铁的牌号有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350等6种灰铸铁的机械性能与铸件壁厚有关,同一牌号灰铸铁因铸件壁厚不同具有不同的抗拉强度。各种牌号不同壁厚的灰铸铁性能达到强度参考值见机械加工工艺手册。机械性能见下表2-3(以HT250为例)。 表2-3 灰铸铁HT250的各种机械性能牌号抗拉强度(Mpa)抗切强度(MPa)弹性模量E(MPa)疲劳极限(M
15、Pa)硬度HBHT25078598127710812798127143269 灰铸铁的物理性能详见下表2-4在灰铸铁中由于加入少量合金元素,而且在珠光体内的铁素体的数量中固溶数量的合金元素,石墨也一定程度的细化。由于上述组织的特点,显著地提高了铸铁的强度和硬度。 表2-4 灰铸铁HT250的物理性能密度 (g/cm)7.257.35比热容cJ/g02000.500.54010000.670.71常点熔点0.920.96熔化潜热 (J/g)209230热导率 W/mK4852线胀系数a(10/)020011.512.0050013.013.5电阻率 (cm)65752.2发动机箱体毛坯的设计2.
16、2.1确定毛坯种类及加工方法选择 在2.1.2已经计算过生产纲领,发动机箱体的年产量为5900件/年。确定该箱体的生产类型为大量生产。 确定毛坯种类材料方面,选用HT250确定毛坯为铸件 毛坯加工方法选择铸造方法分为砂型铸造和特种铸造两大类。2.2.2毛坯的工艺分析及要求毛坯铸造时,应防止砂眼和气孔的产生。未来减少毛坯制造时产生的残余应力,应使箱体壁厚尽量均匀,箱体浇注厚应安排时效或者退火工序。2.2.3毛坯余量和公差的确定 确定毛坯的余量 毛坯余量的确定:根据机械加工去除量,从后往前推。同时考虑毛坯制造过程中存在的氧化皮层裂纹、杂质等各种缺陷,并也根据工人的操作水平按直径1012mm,厚度1
17、1mm,平均每面在5mm左右。 机械加工余量 铸铁件的加工余量共分513级。又按零件图的基本尺寸大小分为10个尺寸组。允许挑选其它等级的加工余量,但是应在有关图样和技术文件上注明。铸孔的机械加工余量一般按浇铸时的位置处于顶面的机械加工余量选择。 由工艺人员手册查得,各表面的余量见表2-5。 表2-5 发动机箱体各表面总加工余量/mm加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值上表面330106下表面330106两侧面305.6106两侧面330106缸孔3-89.489.493.5主轴孔696993.5凸轮轴孔4949102.75 铸造工艺余量 铸造工艺余量是为了确保铸件质量,满足铸造工艺和机械加
18、工工艺要求而多架在铸造毛坯上的金属。在零件加工完毕时应将它去除掉。如果不影响零件的使用性能,又经设计部分允许,也可保留在零件上。 (2)毛坯的尺寸公差由于铸件大量生产,毛坯制造方法采用砂型机器造型,由表3.1-24,铸件尺寸公差等级为IT10级,表3.1-23选取错箱值为1.0mm。见表3.1-27,得铸铁件加工余量等级为7级,表3.1-26选加工余量为6mm,所以可确定主要加工面的总余量见下表2-6。 表2-6 主要表面的毛坯尺寸及公差/mm主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差上表面3306+63420.046下表面3306+63420.052两侧面305.66+6317.60.052两端面
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