1、II摘 要缸體結構是在柴油機整體設計中一種重要機械受力的部件，屬于機械箱體結構類機械受力的構件，特別適合進行大規(guī)模的機械化裝配生產，本次設計中主要教學設計需要運用相關系列課程教材分別有:機械制圖、機械原理、機械設計、以及機械制造工藝學等。首先要應對汽缸零件，進行毛坯零件結構的初步分析，然后再逐步進行毛坯材料的設計確定，根據毛坯尺寸，cad繪制出完整的裝配圖，其次再進行對毛坯零件加工工序范圍的初步設定和計算，以及逐步確定各種工具用量范圍和確定毛坯零件加工所有的具體工序，最后進行指定各工序所用的各類工裝夾具設計，利用ug三維建模出箱體零件，通過有限元分析確定粗鏜軸承孔的夾具是否符合再施加載荷作用下

2、相關參數(shù)的要求。關鍵詞:工裝夾具;毛坯圖;零件分析;切削用量;AbstractAirframe is important component in diesel , belongs to box body kind structure. In society procedure of production belong to give birth to a child in large scale.The part , being to be in progress first to the cylinder mainly analyses the diesel collective mach

3、ine work handicraft and their combination machine tool borehole grip design designing being composing originally time; And then, the blank being in progress ascertains , draws up according to the dimension blank picture; Again, the queen carries out setting up processing working procedures and ascer

4、tains the working hour cutting dosages and processing; Carry out the grip design allocating working procedures finally.Keywords:Components analysis; Semifinished materials chart; Cutting specifications; Jig目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc103978019 摘 要 PAGEREF _Toc103978019 h I HYPERLINK l _Toc10

5、3978020 Abstract PAGEREF _Toc103978020 h II HYPERLINK l _Toc103978021 第1章 緒論 PAGEREF _Toc103978021 h 1 HYPERLINK l _Toc103978022 1.1 課題研究目的及意義 PAGEREF _Toc103978022 h 1 HYPERLINK l _Toc103978023 1.2 國內外發(fā)展狀況 PAGEREF _Toc103978023 h 2 HYPERLINK l _Toc103978024 1.3 研究內容 PAGEREF _Toc103978024 h 4 HYPERL

6、INK l _Toc103978025 第2章 零件分析 PAGEREF _Toc103978025 h 5 HYPERLINK l _Toc103978026 2.1 機體的主要作用 PAGEREF _Toc103978026 h 6 HYPERLINK l _Toc103978027 2.2 主要技術條件分析 PAGEREF _Toc103978027 h 6 HYPERLINK l _Toc103978028 2.3 主要尺寸公差及分析 PAGEREF _Toc103978028 h 7 HYPERLINK l _Toc103978029 2.4 表面粗糙度要求 PAGEREF _Toc

7、103978029 h 8 HYPERLINK l _Toc103978030 2.5 毛坯的確定 PAGEREF _Toc103978030 h 8 HYPERLINK l _Toc103978031 2.5.1 毛坯材料及形式的確定 PAGEREF _Toc103978031 h 8 HYPERLINK l _Toc103978032 2.5.2 鑄造的加工余量及尺寸公差確定 PAGEREF _Toc103978032 h 8 HYPERLINK l _Toc103978033 2.6 本章小結 PAGEREF _Toc103978033 h 9 HYPERLINK l _Toc10397

8、8034 第3章 工藝規(guī)程的設計 PAGEREF _Toc103978034 h 10 HYPERLINK l _Toc103978035 3.1 定位基準選擇 PAGEREF _Toc103978035 h 10 HYPERLINK l _Toc103978036 3.1.1 粗基準的選擇 PAGEREF _Toc103978036 h 10 HYPERLINK l _Toc103978037 3.1.2 精基準的選擇 PAGEREF _Toc103978037 h 10 HYPERLINK l _Toc103978038 3.2 制定加工工藝路線 PAGEREF _Toc103978038

9、 h 11 HYPERLINK l _Toc103978039 3.2.1 確定面的加工方式 PAGEREF _Toc103978039 h 11 HYPERLINK l _Toc103978040 3.2.2 初步確定工序 PAGEREF _Toc103978040 h 11 HYPERLINK l _Toc103978041 3.2.3 最終工序 PAGEREF _Toc103978041 h 12 HYPERLINK l _Toc103978042 3.3 工藝裝備的選擇 PAGEREF _Toc103978042 h 13 HYPERLINK l _Toc103978043 3.4 切

10、削用量及加工工時的確定 PAGEREF _Toc103978043 h 15 HYPERLINK l _Toc103978044 3.5 本章小結 PAGEREF _Toc103978044 h 28 HYPERLINK l _Toc103978045 第4章 夾具設計 PAGEREF _Toc103978045 h 29 HYPERLINK l _Toc103978046 4.1 機床夾具的作用 PAGEREF _Toc103978046 h 29 HYPERLINK l _Toc103978047 4.2 機床夾具的組成 PAGEREF _Toc103978047 h 30 HYPERLI

11、NK l _Toc103978048 4.3 夾具設計 PAGEREF _Toc103978048 h 30 HYPERLINK l _Toc103978049 4.3.1 定位的選取 PAGEREF _Toc103978049 h 30 HYPERLINK l _Toc103978050 4.3.2 彈簧的計算及選取 PAGEREF _Toc103978050 h 31 HYPERLINK l _Toc103978051 4.3.3 夾緊力計算 PAGEREF _Toc103978051 h 32 HYPERLINK l _Toc103978052 4.3.4 汽缸的選擇 PAGEREF _

12、Toc103978052 h 33 HYPERLINK l _Toc103978053 4.3.5 副件的選用 PAGEREF _Toc103978053 h 33 HYPERLINK l _Toc103978054 4.4 夾具標準件的選擇 PAGEREF _Toc103978054 h 35 HYPERLINK l _Toc103978055 4.5 本章小結 PAGEREF _Toc103978055 h 36 HYPERLINK l _Toc103978056 第5章 箱體關鍵件的有限元分析 PAGEREF _Toc103978056 h 37 HYPERLINK l _Toc1039

13、78057 5.1 有限元分析理論及ANASYS軟件概述 PAGEREF _Toc103978057 h 37 HYPERLINK l _Toc103978058 5.1.1 有限單元法的基本理論 PAGEREF _Toc103978058 h 37 HYPERLINK l _Toc103978059 5.1.2 ANASYS軟件概述 PAGEREF _Toc103978059 h 37 HYPERLINK l _Toc103978060 5.2 箱體的模型建立 PAGEREF _Toc103978060 h 38 HYPERLINK l _Toc103978061 5.2.1 箱體模型的特點

14、 PAGEREF _Toc103978061 h 38 HYPERLINK l _Toc103978062 5.2.2 箱體幾何模型的建立 PAGEREF _Toc103978062 h 38 HYPERLINK l _Toc103978063 5.2.3 單元格類型選擇及網絡劃分 PAGEREF _Toc103978063 h 39 HYPERLINK l _Toc103978064 5.2.4 材料屬性的選擇及施加約束 PAGEREF _Toc103978064 h 41 HYPERLINK l _Toc103978065 5.3 靜力學結果分析 PAGEREF _Toc103978065

15、 h 42 HYPERLINK l _Toc103978066 5.4 本章小結 PAGEREF _Toc103978066 h 43 HYPERLINK l _Toc103978067 結 論 PAGEREF _Toc103978067 h 45 HYPERLINK l _Toc103978068 參考文獻 PAGEREF _Toc103978068 h 46 HYPERLINK l _Toc103978069 致 謝 PAGEREF _Toc103978069 h 48第1章 緒論1.1 課題研究目的及意義箱體類機構是一類機器裝置或某些部件裝配的主要基礎零件，它用以將構成機器系統(tǒng)或機械部件

16、之間的其它一些像軸、套、軸承座和行星齒輪軸承等各種有關結構零件分別裝配固定起來，大學的生活已經到了最后的階段，本次畢業(yè)設計是對我所學習知識的鞏固強化，小型柴油機缸體機械的加工成型工藝原理及工裝夾具的設計可以進一步使原來我在校所學掌握的有關工藝理論基礎知識和技術實踐運用知識得以在實踐操作的成型工藝、夾具和設計領域中更加綜合具體地加以綜合應用，為在以后更進一步搞好科研設計應用和實踐從事實際工作方面奠定打下了一定技術基礎，通過對本次設計我可以得到很多方面的鍛煉1。在機床夾具的設計及研制生產工程實踐的過程中，制定總結出了175型柴油機汽缸體的加工與制造設計工藝規(guī)程及缸體前端面上的8個螺紋槽孔系的設計組

17、合用于機床夾具的制造設計。柴油機汽缸軸屬于軸承箱體零件,其重要構造特點之一即是:形狀比較復雜、具有相似形狀的軸承內腔，箱壁尺寸上一般多規(guī)定為可用于固定或安裝軸承箱體的軸承，如孔軸承系列或其他特殊固定和用途的安裝用的如孔軸承，箱體零件中的零件主要被加工處理的加工面相對也就較多，主要采用的主要加工處理面的零件類型都是面和面的孔型系，屬于一種整體式結構的大機體結構，即僅由主汽缸體蓋和主曲軸箱蓋制成這樣一個大的整體零件，這種大結構機體最主要突出的生產工藝特性和主要特征是其箱體結構尺寸相對緊湊,剛性要求較好，加工裝配及設計制造均較為繁雜困難。技術參數(shù)可以說自己能做到有比較熟練并且有效的學習和運用了一些計

18、算機的輔助和繪制設計的圖紙的能力，回顧了以前的大學階段所學習涉及到的關于這些方面基礎性技術知識上的一些相關的東西，把這其中的一些基礎的設計理論知識用到現(xiàn)在的設計中一些機械加工制造上，通過對一個小型的柴油機缸體機械部件的加工與制作進行工藝產品的設計及各種工裝夾具產品的設計，可以說這樣進一步大大地的提高了對各種汽車結構加工材料及各種生產控制設備等，進一步認識及了解，結構優(yōu)化設計分析人的機械分析綜合能力等自然的也會將得到有所程度的提高增強，進一步大大的地提高增強了汽車機械優(yōu)化計算知識與分析設計水平和計算機輔助制圖綜合能力，學到更多現(xiàn)實中的東西，在生產期間讓制件的構造、規(guī)格以及位置與性能發(fā)生改變，這個

19、生產過程即為工藝過程,若制件的構造要求一樣，可以設置幾種不同的工藝流程，但是這些流程中會有一種工藝過程時最符合該零件設計要求的，才能生產出符合圖紙要求的產品，另外合理設計生產工藝，可以讓生產的效率提高，生產費用減小，操作者的工作量減小，產品的品質更高2。在科技快速發(fā)展的今天，制造行業(yè)的發(fā)展有了質的變化，同時市場的需求也在不斷變化，早期的生產方式已經無法滿足當前市場的要求?，F(xiàn)在產品更新?lián)Q代的速度不斷加快，新型產品的研發(fā)時間越來越短，想要讓生產有更高的效率，生產中就需要用到一種工藝裝備，也就是夾具。在現(xiàn)在的機床生產中，通常會使用切削工藝，該工藝的生產速度很快，想要讓零件在切削生產期間保持合理的位置

20、、固定不變就需要通過夾具來對其進行裝夾，這樣才能讓切削生產更順利進行。夾具應用于機械生產中，不僅可以確保制件的生產精度，讓生產效率提高，同時可以讓設備的生產范圍更廣，減小生產的費用與操作者的工作量。1.2 國內外發(fā)展狀況從中國當今及國際經濟水平上比較情況來看中國俄國、法國等國家是組合夾具產品出口的前三甲主要供應商的重要生產基地。當前中國在國際經濟合作上投入生產用的各種組合夾具企業(yè)的大多數(shù)成員均是為支持本國的中小企業(yè)，專用的組合夾具、可調整式組合夾具目前也只是主要是在我國接受東南亞各國本地區(qū)產品進口合同和少量接受日本國內出口企業(yè)的訂貨，而其中一些功能通用性又更強了些的中小企業(yè)專用的組合夾具品種則

21、目前已是被正在逐步發(fā)展地走向成熟或轉化為了現(xiàn)代國際貿易工具行業(yè)中最為常用的工具品種。有關機床夾具工業(yè)和機床組合機床夾具行業(yè)相關的各項工業(yè)產值數(shù)據和對外技術貿易額資料至今也尚屬空白缺乏任何有關技術統(tǒng)計資料，但在目前在歐美國際市場上有一套主要是用于加工中心使用的機床夾具，通常其市場價均為普通加工機床價格中的約在1110元-1115萬元而作為機床夾具和所用加工的各種大型精密金屬基礎件價格是顯得相當昂貴。由于我國當前以及我國電子工業(yè)自身在組合式電子夾具技術及開發(fā)制造上仍是有著其工業(yè)歷史文化積累的經驗為基礎的，其整體性能價格比相對穩(wěn)定的一些相對成本優(yōu)勢。隨著我國經濟即將迎來加入世界貿易組織WTO后世界制

22、造業(yè)全球化發(fā)展電子商務一體化日益加速形成的發(fā)展的趨勢，特別引人注目的是當前全球電子商務產業(yè)一體化發(fā)展的總體形勢正在日益的迅速，其中也同樣地蘊藏了對我國國際商機影響很大，具有可持續(xù)地穩(wěn)定擴大促進其出口需求的長期良好經濟前景。國際生產研究協(xié)會的相關資料統(tǒng)計表明，現(xiàn)代大規(guī)模工業(yè)化流水線生產體系已足夠要求制造企業(yè)能使它們所負責加工所制造工件種類的全部各部分產品品種數(shù)能夠得到有效更新擴充或調整，以確保充分能夠適應于各種市場日新月異變化發(fā)展的產品市場需求形勢中與國內外企業(yè)競爭。然而，一般大型機械制造加工裝備企業(yè)生產中大部分或多或少仍是在采用著這種傳統(tǒng)上的工裝夾具，一般僅僅是在中國那些尚具有著規(guī)?；蛑械葦?shù)量

23、的生產能力設備落后的一些小微型工廠作坊企業(yè)里,就會就擁有生產了大約數(shù)千萬套甚至是超過近萬套這種機床的工裝夾具產品，然而從另一方面，在從事這些機床夾具與生產加工制造大中型機械加工企業(yè)在生產活動中，每隔了一個3年或4年就要生產出個50到80%左右的機床專用夾具，而對這種專用夾具的實際加工磨損量則也僅是約為個10到20%左右2。特別可貴的一點是隨著我國近年來，數(shù)控機床、加工設計研究實驗中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)及其自動化控制系統(tǒng)(FMS)設計等國內一些先進新材料產品制造加工研發(fā)中心技術成果的廣泛應用3。國外知名的大型柴油機企業(yè)現(xiàn)在生產柴油機中通常也已是采取缸內共軌催化燃燒系統(tǒng)新技術、四氣門噴射技術

24、應用措施和直噴技術增壓系統(tǒng)及缸內中油冷新技術等應用系統(tǒng)相結合，使柴油機在動力經濟性能綜合評價全面滿足歐洲排放標準的限位值體系方面已能逐步取得好的成效，能基本上同時地滿足歐洲排放標準限值法規(guī)要求。四氣門蓋結構的設計優(yōu)點(二進氣二排氣)不僅主要在于其能夠較大幅度上提升其缸內燃油充氣與循環(huán)燃燒效率更為關鍵是因為缸內噴油嘴系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)缸內居中式供油部署使，發(fā)動機缸內的多孔噴油束得以更加均勻有序分布，可為同時保證汽缸燃油順利供給缸內和燃燒室內空氣動力獲得充分供應而創(chuàng)造發(fā)明的條件，同時能夠充分做到了在貫穿每個發(fā)動機四氣門蓋的缸蓋結構上，將進油氣道的設計分隔成了至少有兩個可獨立的結構，以很方便地實現(xiàn)缸內

25、的可變渦流。這些原因如果互相地協(xié)調使用或相互配合，可幫助提升混合氣團的形成能力和空氣質量效率(品質)的指數(shù),有效地的降低了碳煙顆粒、HC氣體和NOX等氣體的排放量，并能夠大幅度的提升了發(fā)熱的效率15。高壓電控脈沖噴射裝置發(fā)動機和電控脈沖噴射系統(tǒng)認為是替代目前現(xiàn)在盛行國外名牌柴油機以及降低進口國產品牌柴油機廢氣綜合碳排放的最直接關鍵的技術方法途徑之一，高壓電磁脈沖噴射系統(tǒng)柴油機和采用高效率電控的脈沖噴射柴油機的技術方法得到科學有效綜合采取，可使全氣缸燃油充分實現(xiàn)充足穩(wěn)定地噴射霧化，各系統(tǒng)主進缸燃油噴射性能和各汽缸空氣燃油噴射霧化混合的能力可達成最好4。采取渦輪直接噴射的增壓噴射方式來增加燃燒柴油

26、機空氣量，提升燃燒增壓系統(tǒng)的過量排放空氣因數(shù)這是又一個能降低發(fā)動機大循環(huán)負荷的工況柴油機進排氣煙的煙度、PM的排放量和增加發(fā)動機燃油經濟循環(huán)消耗的最有效的控制燃燒方法,可使柴油機渦輪直噴增壓燃燒系統(tǒng)空氣溫度逐漸緩慢下降到50以下,工作循環(huán)后空氣溫度逐漸緩慢地下降有利于實現(xiàn)發(fā)動機NOX廢氣的中低度排放氣量和工業(yè)廢氣PM含量大幅度下降，故在我國現(xiàn)在引進的重型柴油機全部系統(tǒng)中普遍選擇也是中渦輪冷增壓型或中渦冷型，不僅是更有利于發(fā)動機實現(xiàn)最低度二氧化碳排放，而且發(fā)動機燃油經濟性相對也更加良好。另外渦輪前排氣旁通閥裝置的開發(fā)應用，不僅意味著是能顯著大大的降低了廢氣中PM和工業(yè)廢氣CO等的超標排放，還可能

27、意味著其能夠幫助進一步大幅度改善了渦輪機械增壓效率和改善柴油機瞬態(tài)性能和增大發(fā)動機低速扭矩5。中國型柴油機產業(yè)技術水平自引進中國于20世紀初期的80年代中末期，即開始有了一個長足較快的得發(fā)展，伴隨著了又一批新的新機型試制生產和技術人才的大量引進，中國型系列柴油機總體技術水平也都已經在逐步的接近同期國外同類柴油機，在80年代末后期末水平及接近90年代初水平。中國命名的中國柴油機產業(yè)整體水平及其發(fā)展規(guī)劃中仍然或多或少地面臨或者其他方面很多問題。中國計劃的重型商用車和中型柴油車產量盡管也是在今后逐年得到大幅地增加中型、輕型車廠的汽車柴油化升級改造工程步伐也盡管同時也是仍是在逐漸得到加緊,但目前僅集中

28、在重低速中微型汽車、轎車領域，柴油車產品的所售約所占總份額百分比卻目前仍是近幾為于零。而柴油機在其次，目前國產中國牌系列中型以下柴油機市場形勢是供大于求，輕型以上柴油機市場形勢雖然目前也是在初步趨向為基本市場，但還有部分骨干企業(yè)也仍然正在大量投入柴油機生產且我國多數(shù)進口柴油機產品目前只從經濟與技術角度進行考慮而已相對應也是一種被淘汰型柴油機產品,發(fā)展空間市場潛力不大。柴油機行業(yè)技術研究創(chuàng)新及投入需求持續(xù)增加，嚴重制約或影響制發(fā)動機其設計生產裝備的先進工藝水平、規(guī)模與集約化方向發(fā)展良好的產品和基礎零部件領域自主知識產權研制能力平持續(xù)提升?，F(xiàn)在，國產柴油機技術基礎優(yōu)勢相對微弱，整體技術水平發(fā)展已落

29、后于目前同行業(yè)國際技術水平最先進的先進柴油機水平已達約10倍多，也已經遠端落后于歐洲柴油機中國型的車用汽油機業(yè)技術水平發(fā)展,還尚不具形成含有完整系統(tǒng)的全新技術概念柴油機研制開發(fā)能力。1.3 研究內容對各種工藝規(guī)程的設計方法和對夾具的制作有關的設計與流程進行深入了解，查閱國內外相關文件資料并完成相關夾具說明書文件的編寫定，對各類機械結構制圖文件的設計相關的標準文件進行閱讀了解，選擇設計的定位元件、夾緊裝置夾具體零件以及其他輔助元件并結合具體設計工作要求來確定夾具毛坯圖的基本類型，并逐步完成夾具毛坯圖的基本繪制準備工作，對設計各個制造工序中的夾具余量類型進行分析確定，并詳細了解夾具余量類型的確定方

30、法，選擇適合各加工工序特點的最合理經濟的刀具切削材料用量，計算夾具的合理性，了解切削用量的確定方法，并實際分析與計算，完成工藝卡片的設計，及用有限元對零件進行靜力學仿真分析。在繪制機械零件圖、毛坯圖時一些需要格外注意到的重要問題:1.對零件圖進行分析，通過確定的毛坯，繪制出毛坯圖，對圖中的構造與相關要求進行了解。2.結合零件圖與確定的毛坯,將毛坯的規(guī)格與構造確定,完成工藝規(guī)程的設計3.將每一個生產表面的生產方法確定，對表面構造的要求進行分析，將工藝路線設計的方案確定，設計期間，需要了解制件的需求量、生產設備以及使用性能。4.設計專用夾具，在工藝方案確定之后，為某一特定的生產工序需要的專用夾具進

31、行設計，設計夾具的方案，除了需要完成原理方案設計之外，還需要完成結構方案的設計。原理方案的設計，即夾具的定為方案的設計，設計時要確定定位零件，分析精加工期間工序的要求，完成定位的誤差的分析，結合裝配圖的設計要求，完成夾具裝配圖的設計。第2章 零件分析箱體類機構是一類機器裝置或某些部件裝配的主要基礎零件，它用以將構成機器系統(tǒng)或機械部件之間的其它一些像軸、套、軸承座和行星齒輪軸承等各種有關結構零件分別裝配聯(lián)系起來，從而能夠在一定的時間內維持一定的空間互相定位，從而實現(xiàn)大扭矩的傳輸，或者通過變化支座的旋轉等來快速地實現(xiàn)預定的旋轉，所以機械的零部件的加工質量，將會對整個機床的工作質量、使用性能、使用年

32、限等產生最大的綜合效應。箱體的零件雖然其外部表面結構形態(tài)特征多種多樣，但其內均有如下許多所共同或突出的重要性能特點:多件均為半整體鑄造件，結構形態(tài)比較復雜，壁薄粗糙且加工磨損區(qū)不達一定深度均勻，內部腔一般僅呈半圓腔形，加工的缺陷部位種類比較多，加工處理技術難度相當大。既有用來加工一些精度要求的一般精度較高的零件上的孔系和平面,也有來加工一般許多零件精度要求一般均相對較低的零件上的緊固件。箱體這一類的柴油機缸零件其汽缸蓋上面的中心線位置孔處與汽缸軸線位置孔處之間也需要保持位置精度與軸線精度公差(孔與孔的平行度、孔的軸線與面有垂直度要求)等，其對于零件的加工處理后對質量狀況的判斷掌握得好壞也直接上

33、會嚴重影響到柴油機零部件后的安全性能，因此要保證著柴油機汽缸件后的機械零件的高精度質量也是個至關至重的。箱體類零件后的整個機械切削加工總勞動量約應占到其整個機械產品后的切削加工總量總和值約為15%20%。柴油機汽缸鉆軸承屬于復雜箱體零件，其外形設計一般特點都應是:形狀構造相對比較復雜、具有形狀復雜的密封內腔，箱壁表面上也多均附有用于密封安裝的軸承零件的軸承螺紋孔系。技術參數(shù)箱體零件中的零件主要被加工到的加工面數(shù)目也是較多，主要采用的被加工零件結構基本類型分別是面結構和孔系，屬于是一種有機整體式結構，即主要由主汽缸體蓋面和主汽缸曲軸箱面共同所制成為的一個有機結構整體零件，這種有機整體式的結構中的

34、其中一個顯著特點則主要是要求箱體結構要相對緊湊，剛性較好，加工起來容易，如圖2-1所示。圖2-1 變速箱體零件圖2.1 機體的主要作用1、連接柴油機內部的每一些重要運動機械部件，使其它們間在一起工作進行時始終保持其相互獨立準確的幾何位置關系;2、在整個機體零件上分別加工冷卻水道和出油道，保證發(fā)動機各系統(tǒng)零件工作過程時充分冷卻保護與良好潤滑效果;3、安裝好柴油機和各主要輔助傳動系統(tǒng)部件;4、作為保持柴油機的正常運行使用條件及在安裝柴油機支架時比較常用到的最后一種液壓支承，將與整個柴油機系統(tǒng)固定和連接固定在同一底盤支架中或支架上，柴油機汽缸部件系統(tǒng)的三個基本的結構及組成條件較為復雜，部件結構尺寸精

35、度也都是比較高，受到極低高頻沖擊時變載荷及振動的負荷也是主要影響到柴油機動力系統(tǒng)的這三個最主要的驅動部件6。2.2 主要技術條件分析因為經常要在機身的中軸線上同時安裝其它的一些受力構件，因此，在主承重構件上的支撐構件也有一定的精確性，如表2-1所示。表2-1 主要技術條件分析誤差要求標注位置及分析f0.06FH平行度要求公差0.06mm，機體上部平面，此平面為安裝噴油泵的平面，8級精度，即汽缸上平面對52、20孔軸線的平行度誤差為0.06mmb0.08FH40的孔的軸線對于52、20的孔的軸線垂直度誤差為0.08，保證噴油泵位置r0.025FH52的孔的軸線相對于兩個孔公共軸線的同軸度要求公差

36、為0.025g0.0852的孔的圓柱度要求公差0.08，7級精度h0.025FH52的孔的右端面相對于52、20的公共軸線的公差為0.025r0.015FH20軸線相對于52、20的公共軸線同軸度要求為0.015，7級精度h0.03AB70的孔左端面相對于30、105孔公共軸線的圓跳動誤差為0.03h0.015R30的孔相對于軸線的跳動誤差為0.015，7級精度g0.01030的孔的圓柱度誤差為0.010，8級精度g0.010105孔的圓柱度誤差為0.010，7級精度r0.015AB105孔的的軸線相對于30、105的公共軸線的同軸度公差為0.015j0.025MQ機體上部平面用于安裝噴油泵的

37、螺紋孔，相對于40的圓心的位置度誤差為0.025，且必須符合最大實體原則j0.4M后蓋螺孔的位置度公差為0.4，且必須符合最大實體原則c0.07機體前面的平面度為0.07b100：0.05AB機體前面對30、105孔的公共軸線在100范圍內的公差是0.05c0.06機體后面的平面度為0.06b100：0.05AB機體后面對30、105孔的公共軸線在100范圍內的公差是0.05j0.04M機體后面的螺紋孔4M86H的位置公差為0.04，且必須符合最大實體原則2.3 主要尺寸公差及分析從零件圖尺寸標注分析，尺寸要求較高的有52-0.015+0.03，30-0.009+0.012，200+0.02，

38、40H80+0.029等孔，可由刀具及機床的精度保證；52孔系與105孔系的Y向中心距尺寸為30-0.05+0.05，57-0.05+0.05等，可由夾具保證。圖2-2 箱體零件圖2.4 表面粗糙度要求本產品屬于大批量生產，年產10萬件以上，應以組合機床為主要的加工設備，根據圖紙要求，部分孔的圓柱面要求為1.6，而平面上粗糙度的最高要求為3.2，組合機床完全能達到此精度要求。2.5 毛坯的確定2.5.1 毛坯材料及形式的確定由于箱體類零件形狀復雜，有腔形，故一般需要鑄造成型。機體結構復雜，部件結構尺寸精度較高，受到高頻的變載荷及振動，故零件材料可選用HT300（灰鑄鐵），硬度為170-240H

39、BS，因為它強度較高、耐磨、耐熱性能好，但需人工時效處理，適用于承受較大應力（W2942N/cm2），摩擦面間單位壓力大于49N/cm2和要求一定的氣密性的零件，適用于汽缸體等。其工作條件：承受高彎曲應力（200HBS，d812mm時，f=0.300.36mm/r,由于孔深為12mm。故 f=0.30mm/r同上表2.4-43可知：v=1.22m/s=7.32m/minns=1000vD=100073.210=2331r/min按機床選取，同上可知：nw=2500r/min故機床實際切削速度：v=dwnw1000=1025001000=78.5m/min切削工時：tj=lw+l1+l2nwf=

40、12+3+025000.30=0.2min工序6：因為有四個孔需加工，所以切削工時應為：t=4tj=40.2=0.8min工序7：粗銑前后面方法同工序4故銷銑時間應為：t總=20.05=0.1min工序8：粗銑上端面同上表2.3-59查得，粗加工后，精銑余量為1.5mm，所以ap=1.0mm。B面：加工條件：銑削尺寸為60mm的底面，即銑削寬度ae=60mm，確定進給量，由文獻可知7：fz=0.18mm/z確定切削速度，由文獻可知7：v=2.38m/s=142.8m/minv=kv=1.032142.8=147.37m/min確定主軸轉速：ns=1000vD=1000147.3780=586.

41、7r/min由文獻可知7，取相近轉速n=600r/min。故機床實際銑削速度為：v=dwnw1000=1253751000=150.72m/min計算切削時間：tj1=lw+l1+l2fmz=53+10.5+21080=0.06minC面：方法同上v=kv=1.032142.8=147.37m/minns=1000vD=1000147.37100=469.33r/min取 n=475r/min故： m/min計算切削時間：tj2=lw+l1+l2fmz=140+38+24750.1810=0.211mint=0.06+0.211=0.217min工序9：粗銑F面機床：選用X53K立式銑床刀具：

42、YG6，鑲齒套式面銑刀D=160mm，L=45，d=50，z=16按零件圖可得F面的表面粗糙度為Ra為12.5，毛坯余量為3.5mm，進給量取0.2mm每齒。由于銑右側面屬于粗銑，故選擇切削用量為:每齒進給量0.1mm/z，ap=3.5mm。切削速度：v=80m/min確定主軸轉速n=1000vd=80000160=159r/min由文獻可知7 (下同)：n=235r/minv粗=Dn1000=1602351000=118.064m/min切削時間定額，同上表2.5-10可知：td=0.28min工序10：粗鏜孔52mm、46mm、70mm、80mm和105mm鏜46mm的孔確定進給量，由文獻

43、可知7：f=0.19mm/r切削速度v，由文獻可知7：v=2.5m/s修正數(shù)：kmv=1.0、ktv=1.15、ksv=1.0、kkrv=0.73k=ktvksvkmvkkrv=0.8395求出切削速度：v=kv=0.83952.5=2.1m/s=126m/min求出主軸轉速：n=1000vd=12600046=872r/min由文獻可知7，查得相近轉速，在此取950r/min。故求出實際切削速度應為：v實=Dn1000=469501000=137.22m/min切削時間：tj=l+l1+l2+l3fn其中：l1=6mm、l2=4mm、l3=0mm故： min工序11：粗鏜孔66H7mm、40

44、mm1、加工余量的確定：組合機床加工上表面兩孔，采用鏜削加工，其工序余量如下（半徑余量）：基本尺寸：66mm，40mm加工余量：4.0mm，2.0mm由文獻可知7，查得鏜削所能達到的尺寸精度為IT13，所以按加工方法的經濟精度，并按“入體原則”確定各孔的工序尺寸公差，由文獻可知7，標準公差數(shù)值為：6400.46mm和3800.39。兩孔的垂直度由基準面底面保證。2、切削用量的選擇與確定，由文獻可知7。方法同工序10Td單件時間定額為：Td=1.60min工序12鉆前面8-M6螺紋孔，30，20，及后面8-M6螺紋孔和201、加工余量的確定：組合機床加工，其工序余量如下（半徑余量）：基本尺寸：M

45、8螺紋底孔、20、30加工余量：2.5mm、3.5mm、5mm所選鉆削所能達到的尺寸精度為IT11-IT12，所以按加工方法的經濟精度，并按“入體原則”確定各孔的尺寸公差為：M8螺紋底孔、20、306.800.10、2000.13、3000.21各螺紋孔的位置均由鉆模板保證2、切削用量的選擇與確定：由文獻可知7（下同）：=0.18mm/r=0.25mm/r=0.30mm/r同上表2.4-41，刀具選用高速鋼刀具鉆鑄鐵：=0.46m/s=27.6m/min=0.67m/s=40.2m/min=0.63m/s=37.8m/min上面所列的方法，是在盡可能地保證加工過程中，盡可能地消除切割的力量，從

46、而可以決定其主軸的旋轉速度：n=1000vd=1000356=1858r/min3、單件機動時間定額的計算：Tj=0.25minTf=0.180.25=0.045minTw=0.050.05+0.25=0.015minTx=0.020.30=0.006min故Td單件時間定額：Td=Tj+Tf+Tw+Tx=0.25+0.045+0.015+0.006=0.316min工序13：鉆上面6M8螺紋底孔，10孔，222H7，10孔1、加工余量的確定：組合機床加工，其工序半徑余量如下：基本尺寸：M8螺紋底孔、10、22H7加工余量：2.4mm、2mm、4.5mm所選鉆削所能達到的尺寸精度為IT11-I

47、T12，所以按加工方法的經濟精度，并按“入體原則”確定各孔的尺寸公差為：M8螺紋底孔、10、22H76.800.10、1000.09、2200.21各螺紋孔的位置均由鉆模板保證。2、切削用量的選擇與確定：方法與工序12相同確定其主軸轉速為：n=1000vd=1000356=1858r/min3、時間定額的計算：同理，Td單件時間定額為：Td=0.316min工序14：精銑前后面加工余量：ap=1.5mm每齒進給量：fz=0.20mm切削速度：v=0.49m/s=149.4m/min故機床轉速可以確定為：n=1000vd=1000149.4125=381r/min機床機加工時間為：minTd單件

48、時間定額：Td=0.265min工序15：精銑B、C面B面：D=80mm、L=36mm、d=27mm、z=10mmC面：D=100mm、L=40mm、d=32mm、z=10mm每齒進給量：fz=0.18mm切削速度：v=2.38m/s=142.8m/min故機床轉速可以確定為：n=1000vd=1000142.880=569r/min機床機加工時間為：tj1=l+l1+l2fmz=53+10.5+25690.1810=0.046mintj2=l+l1+l2fmz=140+38+25690.1810=0.112mintj=tj1+tj2=0.176min其他時間的確定：Tf=0.180.176=

49、0.032minTw=0.050.208=0.011minTx=0.020.208=0.004min工序16：精鏜52J7mm，105H7mm，70mm，擴后面20mm孔加工余量的確定，同上2.3-48可知：基本尺寸：52mm、105H7mm、70mm、20mm，加工余量尺寸均為2mm同上可知，精鏜所能達到的尺寸精度為IT8IT10級，由文獻可知7，標準公差數(shù)值為：52-0.012+0.013、10500.035、7000.046、2000.052其余步驟同工序10總機動時間：Tj=1.961minTd單件時間定額：Td=2.476min工序17：精鏜66H7mm，40H8mm孔1、加工余量均

50、為1mm：基本尺寸：66H7mm、40H8mm2、進給量的選擇與確定：由文獻可知7：f66=0.15mm/rf40=0.10mm/r鏜削速度：v66=0.3m/s=18m/minv40=0.3m/s=18m/min確定其主軸轉速為：n=1000vd=10001840=144r/min機動時間定額：Tj66機=Lfn=20+4+40.10144=1.944minTd單件時間定額：Td=2.455min工序18：擴30-0.009+0.012mm孔加工余量為：1.0mm進給量：f=1.2mm/r切削速度：v=0.23mm/s=13.8m/min主軸轉速：n=1000vd=100013.830=14

51、7r/min機動時間定額的計算：Tj=LD1000vf=20+10+603.1430100013.81.0=0.614minTd單件時間定額：Td=0.776min工序19：擴26mm孔加工余量：1.0mm進給量：f=1.2mm/r切削速度：v=0.22mm/s=13.2m/min確定主軸轉速：n=1000vd=100013.226=162r/min機動時間定額的計算：Tj=LD1000vf=11+603.1426100013.21.0=0.439minTd單件時間定額：Td=0.569min工序20：20H7，30-0.009+0.012孔由文獻可知7，加工序余量為0.2mm;由文獻可知8，

52、機鉸刀鉸孔時的進給量，選用高速鋼鉸刀：f20=1.3mm/rf30=2mm/r同上可知，鉸孔時切削速度的計算公式：（3-2）其中：Cv=15.6、zv=0.2、xv=0.1、yv=0.5、m=0.3=m/s=10.8m/min=m/s=12m/min機動時間定額：Tj30=LD1000vf=67+103.1430100010.82.0=0.336minTd單件時間定額：Td=0.424min工序21：倒20H7，105H7，70-0.1+0.1孔的角20H7，105H7選用車削制訂進給量，根據手冊及機床選取：f=0.08mm/r切削速度：v=16m/min機床主軸轉速：n=1000vd=100

53、01620=255r/min機動時間定額：Tj=Lfn=1+220.08255=0.091minTd單件時間定額：Td=0.114min工序22：各面螺紋孔倒角，各倒角工序在鉆孔時完成。工序23：鉸22H7孔由文獻可知7（下同），機鉸刀鉸孔時的進給量，選用高速鋼鉸刀：f=1.4mm/r同上可知7，鉸孔時切削速度的計算公式：（3-3）其中：Cv=15.6、zv=0.2、xv=0.1、yv=0.5、m=0.3=m/s=11.01m/min機動時間定額：Tj22=LD1000vf=10+103.1422100011.011.4=0.09minTd單件時間定額：Td=0.113min工序24：鉆25與

54、22H7孔軸線成25的斜孔由文獻可知7（下同），高速鋼鉆頭鉆孔時的進給量得：f=0.16mm/r同上2.4-41可知，高速鋼鉆頭鉆孔時的切削速度得：v=0.64m/s=38.4m/min機床主軸轉速：n=1000vd=100038.45=2446r/minns=2500r/min機動時間的確定：Tj=Lfn=22+4.50.162500=0.066minTd單件時間定額：Td=0.084min因為有兩孔需要加工，故，T=2Td=20.084=0.17min。工序25：攻前面8M6，2M8螺紋及后面8M8螺紋由文獻可知7，可以確定出進給量：f=0.94mm/r由文獻可知8（下同），攻螺紋的切削用

55、量：=0.115m/s=6.9m/min=0.133m/s=7.98m/min確定機床轉速；=r/min=r/minns=400r/min同上表15可知： （3-4）1.攻前面8-M6機動時間：=min2.攻前面2-M6機動時間：=min3.攻后面8-M6機動時間：=min綜上所述得：Tj=0.22minTd單件時間定額：Td=0.278min工序26：攻C面4M8，B面2M8螺紋及F面4M8螺紋同上表2.4可知：f=0.94mm/r攻螺紋的切削速度：vm6=0.115m/s=6.9m/minvm8=0.133m/s=7.98m/min確定機床轉速；=318r/minns=400r/min同上

56、表2.5-19可知：Tj=L1fn+L2fni步驟同工序25，Td單件時間定額：Td=0.317min工序27：磨削52J7，105H7孔同上可知7，精磨內圓的切削用量：=m/s=m/min=4r/s=240r/min=0.9m/s=54m/min=2.5r/s=150r/min=0.8B=0.810=8mm/r=0.006m/r1.磨52J7的機動時間：同上表2.5-11可知：（3-5）其中：zb=0.4、k=1.1Tj=2LZbknfafrd=2150.41.124080.006=1.13min2.磨150H7的機動時間：同上2.5-11可知：=0.0095其中：zb=0.5、k=1.1T

57、j=2lzbknfafrd=2180.51.115080.0095=1.74min綜上所述：Tj=1.74min其他時間的確定：Tf=0.181.74=0.313minTw=0.051.74+0.313=0.103minTx=0.021.74+0.313=0.041min故Td單件時間：Td=Tj+Tf+Tw+Tx=1.74+0.313+0.103+0.041=2.197min3.5 本章小結本章明確定位基準選擇根據表面和先粗精加工的原則初步擬訂加工路線例如：銑底面時，選擇定位基準為前面，選用X52K，采用組合機床加工，選擇9.8的普通麻花鉆。粗鉸底面孔，選擇d=10mm的錐柄機用絞刀，采用臥

58、式銑床，選用銑刀D=125，鑲齒三面銑刀D=63的套式銑刀加工，D=100的套式面銑刀加工。最后確定切削速度主軸轉速及其他時間，根據其在各個零件圖基礎上對精確度要求標準的差異不同，選用游標卡尺、千分尺、等各種常用量具。第4章 夾具設計4.1 機床夾具的作用機床夾具系統(tǒng)主要是被設計用于驅動各類通用機床夾具進行各種切削運動與裝配加工，起了連接各種機床系統(tǒng)設備與其它各類復雜工件，刀具設備系統(tǒng)之間緊密連接起來的重要橋梁作用，是模具制造與工藝系統(tǒng)流程優(yōu)化中最為至關最重要的環(huán)節(jié)，按目前最新的國家標準(GB4863-85)中所給出的定義，機床夾具是用以裝夾工件的裝置8。1、保證加工精度采用夾具式的安裝，可以

59、做到較方便準確確定出在工件表面上與加工的機床，刀具系統(tǒng)等之間的工件表面的準確或相互接近的幾何位置，工件表面之間接觸的幾何準確的位置精度穩(wěn)定都能由夾具專用系統(tǒng)進行來保證不受各專業(yè)生產工人技術水平等級相對高低來影響，其使得產品的加工的質量要求精度高于幾何尺寸精度。2、提高生產效率,降低成本用夾具固定用來固定裝夾好的工件，無需去找任何校正固定機構便可又能使夾緊該套工件準確和迅速做到自動定位夾具，顯著且大幅度地降低可以顯著減少了人工及輔助夾具操作工時費用，夾用于裝緊被夾緊的切削工件時已經提高考慮到增大了對于該切削工件的自身材料的自動切削的剛性，因此夾具還可通過進一步的加大自動切削的材料用量，并考慮應考

60、慮采用一種更高效的自動夾緊的校正機構，這些上述諸多有利因素的綜合使用均應有利于企業(yè)或提高該企業(yè)的勞動生產率，另外由于采用夾具進行加工處理后，產品質量相對更高穩(wěn)定，廢品率將顯著得到下降可以避免額外安排另一批技術等級層次上較高低水平相近的夾具操作維修工人，明顯地節(jié)約又大幅降低提高了對其生產成本。3、擴大機床的工藝范圍使用機床專用機床夾具就可以隨意改變各種機床結構的各種用途功能和擴大多種機床零件的功能使用功能范圍，實現(xiàn)了一機多能。例如通過研制專用機床夾具還就可用于將臥式車床夾具改為直拉床夾使用，以更加充分的發(fā)揮其通用于機床領域的廣泛作用。4、減輕工人的勞動強度用這種夾具裝置來加工裝夾的各種機械工件都