气缸体加工工艺及粗铣平面夹具设计模板.doc
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1、题 目 气缸体加工工艺及粗铣平面夹具设计 学生姓名 宁瑞琳 学号 所在学院 机 械 工 程 学 院 专业班级 机自1205 指导老师 王瑾 完成地点 陕西理工学院 完成时间 6月13日 气缸体加工工艺及粗铣平面夹具设计 作者:宁瑞琳(陕西理工学院机械工程学院,机械设计制造及其自动化专业1205班,陕西 汉中 723000) 指导老师:王瑾摘要:作气缸体是发动机基础零件和骨架,同时又是发动机总装配时基准零件,气缸体把发动机曲柄连杆机构和配气机构连接到一起并把供油、润滑、冷却等机构连接成整体。本课题中我是对4125a型柴油机气缸体加工工艺和夹具设计进行研究。我关键对气缸体关键加工表面、气缸体顶面、
2、主轴承座侧面、气缸孔、主轴承孔及凸轮轴承孔等工艺规程进行了具体分析,填写了工艺过程卡片及工序卡片,设计了粗铣气缸体平面专用机床夹具。在对此气缸体工艺设计中为降低箱体在加工过程中误差,我考虑基准重合标准,统一标准,互为基准标准和粗基准选择标准,为使定位稳定夹紧可靠,要求所选择粗基准尽可能不反复使用标准。依据发动机结构复杂、刚度小等特点,定位夹紧方案选择对缸体加工精度、加工方法和加工过程全部有很大影响,所以设计合理机床夹具以确保加工精度,尤其是确保被加工工件加工面和定位面之间位置精度,是设计中首先要考虑问题。夹紧是经过气动夹紧,以两个压块实现夹紧,这么能很好预防夹紧力作用下工件产生形变。因为被加工
3、零件体积、重量较大,故采取支承板支承。另外经过夹具误差设计分析,能够很好地确保加工精度。关键词:气缸体;加工工艺规程;工序卡;专用机床夹具设计Mechanical Processing Technology and Fixture Design of Engine Cylinder BlockAuthor: Ning Rui lin(Grade 12,Class 1205,Major Mechanical Design and Manufacture Automation , Mechanical Engineering Dept. , Shaanxi University of Techno
4、logy,Hanzhong 723000,Shaanxi)Tutor: Wang JinAbstract: The cylinder block is the basic part and skeleton of the engine.,Which links mechanism and gas distribution organizations together, and put the oil, lubricating, cooling etc connection into a whole. This topic is for 4125 diesel engine cylinder b
5、lock process design and fixture design. The main processing of the cylinder block surface, the cylinder block end face, Lord side, cylinder bearing holes, the main bearing hole and CAM bearing hole and techniques procedure are analyzed in detail, and fill out the process card and process card, desig
6、n the rough milling cylinder block plane special machine tool fixtures. This cylinder block in the process design to reduce the error in the process, we consider the benchmark superposition principle, unified principle, thus the principles and the benchmark crude benchmark the choosing principle, po
7、sitioning for stable clamping reliable, request chooses not to repeat the benchmark crude as far as possible, use the principle. The fixture design ensure the parts processing precision, While improving production efficiency and reduce the labor intensity of the workers. According to engine structur
8、e complex, and stiffness small, features, in fixture of design process in the select what of positioning clip tight programmed on cylinder body of processing precision, and processing way and processing process are has is large of effect, therefore design reasonable of machine fixture to guarantee p
9、rocessing precision, especially guarantee is processing work piece of processing surface and positioning surface and is processing surface mutual of location precision, is design in the first to consider of problem., Clamps is through manual clamps, clamps by two clamps realizations, like this can v
10、ery good prevent clamps under the action of force the work piece to have the deformation. Because is processed the components volume, the weight is big, therefore uses the support plate supporting. Moreover designs the analysis through the jig error, can guarantee the processing precision well.Key w
11、ords: Cylinder block; Machining processes; Process card; Dedicated fixture design目 录1引言12 零件分析22.1零件结构分析22.2零件工艺分析22.3零件关键技术要求33 机械加工工艺规程设计33.1计算零件生产纲领,确定生产类型43.1.1 计算生产纲领、确定生产类型43.1.2 分析工艺特点43.2毛坯及机械加工余量确实定43.2.1毛坯制造和选择43.2.2 铸件机械加工余量确定43.3 气缸体工艺规程设计63.3.1定位基准选择63.3.2制订工艺路线63.3.3 工艺路线制订74 专用夹具设计454
12、.1夹具设计概述454.1.1 夹具基础组成454.2粗铣气缸体平面夹具设计454.2.1夹具设计任务454.2.2夹具设计标准454.2.3确定对刀装置464.2.4确定铣床夹具和机床间正确位置464.2.5定位基准分析和定位方案确实定464.2.6夹紧方案和夹紧力计算474.2.7定位精度分析484.2.8夹具设计及操作简明说明49致 谢50参考文件51 1引言机械制造工业是国民经济各部门赖以发展基础,而机床工业是机械制造工业基础,一个国家工业技术水平集中表现在制造业,其很大程度上标志着这个国家工业生产能力和科学技术水平。伴随科学技术迅猛发展,现代制造业中需要精密加工零件越来越多,加工精度
13、和对工件表面复杂程度要求也越来也高。伴随制造技术不停发展和进步,加工工艺不停改善和提升,优异工艺开发、引进和应用,在未来制造和加工技术中,用优异加工工艺替换落后不适应生产要求加工工艺,使现代制造和加工业技术水平处于不停更新和发展,制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平关键标志,也是国际间科技竞争关键。伴随大型工程项目标增多和规模扩大,工程机械有向大型化发展趋势。和其配套柴油机也在向系列化、提升单机功率、降低燃油消耗率和降低排放及噪声污染方面发展。气缸体作为柴油机基础体架,是柴油机关键部件,气缸体内腔复杂,包含气道,水道既油道,外表面安装相关多种配件。工艺是将产品设计图样和技术要求物化为实际产品
14、方法和过程,工艺规程制订标准是优质、高产、低成本。首先,制订多个可能工艺方案进行分析对比论证,选择合理方案;其次,分配切削用量;最终,制订每道工序工序卡片1。在对此气缸体工艺规程采取一面两销对其进行定位以限制其六个自由度。为降低箱体在加工过程中误差,我们考虑基准重合标准,统一标准,互为基准标准和粗基准选择标准,为使定位稳定夹紧可靠,要求所选择粗基准尽可能不反复使用标准。夹具设计是根据某一道工序加工要求,把部分事先制造好标准件和部件进行组装而成夹具,夹具通常由使用单位依据要求自行设计和制造,适适用于产品固定且批量较大生产中2。为了确保加工零件质量、产量和降低成本,首先应该指定合理工艺方案,然后根
15、据工艺方案要求,确定机床配置型式,选择合理通用部件,设计专用部件和工作循环控制系统。零件加工工艺设计必需根据JB/T9165.21998工艺规程格式要求进行;夹具设计要求定位合理,夹紧可靠,结构简单,操作简便,调试及维修便利,提升 生产效率;应尽可能确保以最低加工成本达成符合零件图要求加工精度。因为水平有限,经验不足,第一次全方面系统设计此次设计难免有很多不妥和错误之处,恳请指导老师和读者批评指正错误,方便立即更正。2 零件分析2.1零件结构分析 该零件是4125A型柴油发动机气缸体,材料为HT150,气缸体为一整体铸造结构,其上部有四个缸套安装孔1,它左侧是八个挺杆安装孔4和经过缸盖冷却水孔
16、5,并加工有21个缸盖紧固螺栓孔2和向缸盖输送润滑油垂直深油孔3。图2.1为4125柴油机气缸体图。 图2.1 4125A柴油机气缸体图气缸体水平隔板将缸体分成上下两部分,上段为缸体水套,下段为曲轴箱。在隔板上四个缸套安装孔壁环形槽内装有橡胶密封圈,预防水套中水漏入曲轴箱,垂直隔板将缸体水套和挺杆室分开。曲轴箱有五个安装曲轴主轴承座和两个定位侧面。气缸体前端面以前到后排列有三个同轴线凸轮轴安装孔和惰轮轴孔。在三个凸轮轴孔下方,沿气缸体全长有一长主油道孔,其两端用螺栓堵住。从主油道到各主轴承、凸轮轴承和惰轮轴承全部有油道相通,使从机油滤清器来压力油能对各轴颈和惰轮等进行润滑。气缸体左侧有工艺孔,
17、加油管安装法兰,减压机构轴孔,机油滤清器安装平面,机油泵出油孔,油标尺座孔和机油泵安装平面。气缸体右上方有铸成分水管,将水泵流出水分流到缸体各缸水套,达成冷却目标。气缸体后端面有飞轮壳安装面。气缸体下平面用以安装油底壳,其内储存润滑油。2.2零件工艺分析 气缸体是发动机基础零件和骨架,同时又是发动机总装配时基准零件。发动机各机构和系统零部件全部安装在它内部或外部3。气缸体作用是支承和确保活塞、连杆、曲轴等各运动部件工作时正确位置;确保发动机换气、冷却和润滑(其上有气道、水道和油道);提供多种辅助系统、部件及发动机安装基面。发动机工作时,气缸体承受着多种大小、方向呈周期性改变气体压力、惯性力及力
18、矩作用,所以要求气缸体含有适宜材料,合理结构、尺寸及重量,足够刚度,加工性能好,使用、安装和维护方便,且密封性、抗震性和抗腐蚀性能良好。它工艺特点是:结构形状复杂;加工平面、孔多,内部成空腔,壁厚不均,刚度低;加工精度要求高,是经典箱体类加工零件。其关键加工表面有气缸体顶面、主轴承座侧面、气缸孔、主轴承孔及凸轮轴孔等,它们加工精度将直接影响发动机装配精度和工作性能3。为此,我们关键靠设备精度、工夹具可靠性和加工工艺正确合理来确保。2.3零件关键技术要求 气缸体加工较复杂,各个部位加工要求不一样,对此箱体零件技术要求关键能够归纳以下5。 1、关键平面形状精度和表面粗糙度 箱体关键平面是装配基准,
19、而且往往是加工定位基准,所以应有较高平面度和较小表面粗糙度值,不然,直接影响箱体加工时定位精度,影响箱体和机座总装时接触刚度和相互位置精度。通常箱体关键表面平面度在0.1mm-0.03mm,表面粗糙度Ra为2.5m-0.63m,各关键平面对装配基准面垂直度为0.02-0.06mm。2、 孔尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度 箱体上轴承支承孔本身尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度全部要求较高,不然,将影响轴承和箱体孔配合精度,使轴回转精度下降,也易使传动件产生振动和噪音。从上面分析可知,对孔径要求是较高。主轴承孔尺寸公差等级为IT6,其它孔为IT6IT7。孔几何形状精度没作要求,通常控制在尺寸公
20、差范围内即可。3、关键孔和平面相互位置精度同一轴线上各孔同轴度误差和孔端面对轴线垂直度误差,会使轴和轴承装配到箱体内出现歪斜,从而造成主轴径向跳动和轴向窜动,也加剧了轴承磨损。孔系之间平行度误差,影响凸轮结合质量。通常同轴上各孔同轴度约为最小孔尺寸公差之半。1)主轴承孔精度为95(+0.03 0),表面质量为Ra=1.6mm。2)主轴承孔圆度为0.02 mm。3)气缸孔精度为144(+0.08 0),底孔表面粗糙度Ra=6.3mm。4)气缸孔中心线对曲轴中心线对称度为0.05 mm。5)第二、三、四主轴承孔对第一、五主轴承孔同轴度为0.02 mm。6)各凸轮轴承孔同轴度为0.03 mm。7)曲
21、轴中心线对凸轮轴中心平行度为0.1 mm。8)顶面表面粗糙度为Ra=3.2mm。3 机械加工工艺规程设计3.1计算零件生产纲领,确定生产类型生产纲领是企业依据市场需求和本身生产能力决定,在计划期内应该生产产品产量和进度计划。生产纲领决定生产类型,依据零件生产纲领大小可分为三种生产类型即单件生产、成批生产、大量生产。 3.1.1 计算生产纲领、确定生产类型设计任务书中已经给定该缸体生产类型为大批大量生产 3.1.2 分析工艺特点大批大量生产类型工艺特点:(1)全部交换,部分高精度配合件可分组选配或配制;(2)广泛采取金属模机器造型、模煅及其它高效方法,毛坯精度高,加工余量小;(3)广泛采取高效专
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