柴油机汽缸盖的工艺规程及夹具设计说明书

柴油机汽缸盖的工艺规程及夹具设计说明书内容摘要：

三个视图，可以看清零 件的结构，表达直观、清楚。 经检查零件无差错。 零件示意图如下图所示： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 9 图 1 零件示意图 schematic of body 柴油机 汽缸盖从立体来说有 4 组加工面： （ 1）汽缸盖上下面 汽缸盖上下面有较高的平面度要求，对主轴孔有较高的平行度要求，除此之外，还有一些孔的加工。 （ 2）汽缸盖前后面 汽缸盖前后面 有凸轮轴孔、主轴孔、两通孔以及一些螺纹孔，还有 一调速器安装面。 （ 3）汽缸盖两侧面 汽缸盖两侧面有两水管安装面、两窗口面、油泵平面、油泵孔以及一些螺纹孔。 （ 4）缸套孔 缸套孔的中心线对主轴孔的中心线有较高的垂直度要求。 零件工艺结构比较复杂，但是零件的刚性比较好，所以零件的工艺加工过程偏向于工序集中，这样可以使总的工序数目减少，夹具的数目和工件安装次数也相应减少，这样有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率的机床，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。 2 结构工艺性 分析 由 柴油机 汽缸盖零件图可以看出，此零件结构复杂，并根据零件的用途，故选用牌号为 HT2040 的铸铁为零件的毛坯材料，并采用铸件，这样有利于提高零件制造精度和减振性 [4]。 在机械加工过程中，因为技术要求都较高，所以在满足各种性能指标下，也应该兼顾加工的经济性。 其主要面加工方法如下： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 10 （ 1）汽缸盖上下面 上表面的平面度为 ，与主轴孔中心线的平行度为 ；下表面的平面度为。 用双面铣进行加工。 （ 2）汽缸盖前后面 两表面的平面度为 ，与主轴孔中心线的平行度为 100：，也用卧式 双面铣进行加工。 （ 3）汽缸盖两侧面 两侧面有五个不同的面，其中加工要求较高的是油泵平面，要求与缸套孔中心线的平行度为 ，用五头铣同时加工。 （ 4）缸套孔 缸套孔有许多的精度要求，在这里采用粗镗，半精镗，精镗对它进行加工，以满足精度要求。 除上述主要尺寸外，还有一些重要的尺寸精度要求比较高，在制定工艺过程中还要考虑它们的形位公差等。 这些尺寸有： 主轴孔前后孔的同轴度为Φ ； 前轴承座孔圆柱度为 ，其端面与主轴中心线的垂直度为 100： ； 顶面各螺纹孔中心线与顶面的垂直度为 100：Φ ； 前端面内凹面凸轮轴孔上面的两孔的凸台表面与前端面平行度为 100： ； 综上所述，零件的结构工艺性要求较高，制造精度较高。 3 工艺路线的拟定 拟定工艺路线的出发点 ,应当使零件的尺寸精度及位置精度等技术要求能够得到妥善的保证 .在生产纲领中 ,已经确定该零件为大批量生产的条件下 ,可以考虑选用万能性设备和专用设备共同形成流水线的生产方式 ,配以专用夹具 ,并尽可能的使工序集中来提高生产效率 .除此之外 ,还应当考虑经济效果 ,以便使生产成本下降 . 该零件为大批生产 ,因此应采用高效率的自动化程 度高的机床 ,专用夹具和刀具 .采用自动加工生产线来进行生产 ,这样可以大大提高产品的制造精度 .生产中 ,采用自动线和流水线相结合的方式 ,其中以自动线加工为主 . 1 基准的选择 基准是指机器零件上用来确定各有关表面相互位置的几何元素 .合理的选择定位基准 ,尽量使基准重合 ,可以在加工过程中减少加工误差 ,提高加工精度 . 1 粗基准 虽然气缸盖有五个外表面需要加工 ,但各表面的技术要求不尽相同 ,其中要求最高的是下底面 ,最好使其余量均匀 ,故选底面为粗基准来加工顶面 ,然后再以加工后的顶面为基准加工底 面 ,这样可以保证底面的加工要求 .另外 ,粗加工时 ,由于加工余量较大 ,切削力较大 .各表面中 ,只有底面面积较大 ,且较平整 ,才能保证装夹时的稳定与可靠 . 2 精基准 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 11 选择精基准 ,主要从保证工件的位置精度和装夹方便 ,即尽可能使基准重合、统一来考虑 .本设计采用气缸盖底面及底面上的两个直径为 14 的工艺孔作为精基准 ,即 一面两销 定位 .这样做的好处有 : (1)各加工表面基本上都是以一面两销作为精基准 ,减少了由于基准转换而引起的定位误差 ,且两孔位于底面两边 ,距离长 ,定位精度高 . (2)底面轮廓尺寸大 ,时 的工件安装稳定可靠 . (3)大部分工序夹具结构相同 ,且夹紧方便 .夹具设计、制造及维修简单 ,缩短了生产准备周期 ,降低了成本 . (4)便于实现自动化定位 ,有同时加工多个工作面 ,提高了生产效率 . 2加工方法的选择 加工方法的选择应该符合产品的质量、产量及经济性的要求 .达到同样的精度要求采用的加工方法是多种多样的 .问题的关键在于如何通过分析、比较 ,在这些方法中选择出一种能在满足零件的技术条件和完成生产批量的前提下 ,最简单、生产效率最高、消耗原料最少、动力最少、成本最低的加工方法来 . 3加工阶段的划分与工序路线的确定 由《机械制造工艺学》可知，加工阶段的划分可分为：（ 1）粗加工阶段。 在粗加工阶段，主要是以高生产率去除加工面多余的金属，使其在尺寸形状上接近零件成品。 （ 2）半精加工阶段。 在半精加工阶段减少粗加工中留下的误差，使加工表面达到一定的精度，并留有适当的加工余量，为后续精加工做好准备。 （ 3）精加工阶段 [1]。 在精加工阶段，应确保尺寸、形状和位置精度达到图纸上规定的精度要求以及表面粗糙度要求。 加工工序路线方案的确定 : 表 .1 方案 1 Scheme 1 工序序号 工序名称 工序序号 工序名称 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 12 10 30 50 70 90 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 钻铰底面各孔 粗镗主轴孔、凸轮轴孔 粗铣前后面 精铣上下面 铣两窗口面 半精镗缸套孔 精镗缸套孔及止口 钻汽缸体顶面各孔 汽缸体顶面各孔扩孔 汽缸体顶面各孔攻丝 钻前、后面各孔 钻前后面连接孔 钻起动手柄螺纹底孔 缸套孔倒角 钻回油孔 底面各孔攻丝 刻线及去毛刺 20 40 60 80 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 粗铣上下面 精镗主轴孔及凸轮轴孔 精铣前后面 铣两水管安装面 铣油泵平面 粗镗缸套孔 铣调速器安装面 清理铁屑 清理铁屑 清理铁屑 钻两侧孔 镗油泵孔 钻前后面各孔 前、后面及回油孔倒角 前后面各孔攻丝 两侧面螺纹孔攻丝 表 .2 方案 2 Scheme 2 工序序号 工序名称 工序序号 工序名称 10 30 50 70 90 110 粗铣汽缸盖顶、底端面 退火处理 铣两水管 安装平面、两窗口面及油泵平面 精铣汽缸盖顶、底端面 钻、扩、铰汽缸盖底面各孔 粗镗主轴孔、凸轮轴孔 20 40 60 80 100 120 粗铣汽缸体前、后端面 粗铣汽缸盖两侧面 铣调速器安装面 精铣汽缸盖前、后端面和钻各孔 钻、铰汽缸盖顶面各孔 镗油泵孔 续表 2 工序序号 工序名称 工序序号 工序名称 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 13 150 170 190 210 230 250 270 290 310 粗镗缸套孔及止口 精镗缸套孔及止口 钻主油道孔并各孔倒角 汽缸盖底面各孔攻丝 精铣汽缸盖两 侧面和钻各孔 钻起动手柄螺纹底孔及 缸套孔倒角 清理铁屑 刻线及去毛刺 水道、油道密封检测 清洗汽缸盖 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 半精镗缸套孔及止口 半精、精镗主轴孔及凸轮轴孔 尺寸偏差检测 前、后面各螺纹孔攻丝 两侧面各螺纹孔攻丝 顶面各螺纹孔攻丝 压碗型塞 检测缸套孔尺寸，分组作标记 压入成品汽缸套 整理、终检 以上二种方案比较：方案二较方案一更为合理、全面。 方案二的工序集中，工艺安排基本符合先加工基准面再加工其它表面；先加工平面，后加工孔； 先安排粗加工工序，后安排精加工工序的这几条原则。 其次，方案二的热处理工序安排恰当，一开始便进行退火处理，消除内应力，便于机械加工，加工完后还进行各种检验，提高加工质量。 而方案一工序分散，对于刚性较好的 柴油机 汽缸盖，工序集中为好，否则浪费加工成本，加工效率底，浪费时间，而且方案二的安排符合工艺顺序的安排原则：一、先加工基准面，再加工其他表面；二、先加工平面，后加工孔；三、先加工主要平面，后加工次要平面；四、先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 其次，对于热处理的安排上，为了消除内应力而进行的热处理工序（如人工 时效、退火、正火等），最好安排在粗加工之后，故方案二在粗铣上下面、前后面之后在进行退火处理 [1]。 4 加工余量的确定 根据零件图上的标注尺寸查阅《金属机械加工工艺人员手册》第五章加工余量表54表 54表 55表 55表 55表 57表 584[3]再根据所制定的工艺规程，结合实际经验，参考《机械加工余量手册》 [5]，可确定工序间的加工余和公差等级，并确定零件总的加工余量（以毛坯的加工余量 24mm 作为总余量）。 毛坯的机械加工余量如表 5 所示 : 表 .3 机械加工余量 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 14 Process Remaining Definition 加工表面 工序名称 加工余量 公差等级 公 差 公差尺寸 上下表面 前后表面 底面 4M12 底面Φ 8 孔 与底面Φ 8 同轴Φ 7 深孔 底面 两水管安装面 两窗口面 Φ 185 主轴孔 Φ 90 主轴孔 毛 坯 粗 铣 精 铣 毛 坯 粗 铣 精 铣 毛 坯 钻 孔 铰 孔 攻 丝 毛 坯 钻 孔 铰 孔 毛 坯 钻 孔 毛 坯 钻 孔 攻 丝 毛 坯 粗 铣 毛 坯 粗 铣 毛 坯 粗 镗 精 镗 毛 坯 粗 镗 精 镗 6 4 1 8 7 6 6 IT11 IT7 IT11 IT7 IT10 IT7 IT10 IT7 IT10 IT10 IT11 IT11 IT12 IT7 IT12 IT7 494177。 488+ +– 236177。 231+ 0 Φ Ф 13+ 0 M12 ф ф 8+ 0 ф 7 ф M20 278177。 1 272 290177。 1 284 Φ 183177。 1 Φ + Φ 185+ 0 Φ 88177。 1 Φ + Φ 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 15 续表 3 加工表面 工序名称 加工余量 公差等级 公 差 公差尺寸 Φ 80 主轴孔 Φ 62 凸轮轴孔 Φ 105 缸套孔 Φ 107 缸套孔 缸套孔止口 顶面Φ 18 孔 顶面 2M10 顶面 4。