基于proe平台的柴油机机体工艺及三面精镗夹具设计—毕业设计

基于proe平台的柴油机机体工艺及三面精镗夹具设计—毕业设计内容摘要：

精度和减小表面粗糙度。 确定工序集中及分散 工序集中原则 按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，将许多工序组成一个集中工序，最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件所有表面的加工。 传统的流水线、自动线生产基本是按工序分散原则组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难。 工序分散原则 按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些，最大 采用数控机床、加 工中心按工序集中原则组织工艺过程，生产适应性反而好，转产相对容易，虽然设备的一次性投资较高，但由于有足够的柔性，仍然受到愈来愈多的重视。 加工顺序的安排 先加工主要表面，后加工次要表面 先安排粗加工工序，后安排精加工工序 先加工平面，后加工孔 热处理工序的安排 热处理工序及表面处理工序的安排 为改善工件材料切削性能安排的热处理工序， 为消除工件内应力安排的热处理工序，例如，人工时效、退火等，最好安排在粗加工阶段之后进行。 为了减少 运输工作量，对于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前进行。 对于机床床身、立柱等结构较为复杂的铸件，在粗加工前后都要进行时效处理 (人工时效或自然时效 )，使材料组织稳定，日后不再有较大的变形产生。 为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行。 其它工序的安排 为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序： 1)粗加工全部结束之后； 2)送往外车间加工的前后； 3)工时较长和重要工序的前后；4)最终加 工之后。 除了安排几何尺寸检验工序之外，有的零件还要安排探伤、密封、称重、平衡等检验工序。 零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。 零件在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。 工件内孔、箱体内腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，要注意清洗。 在用磁力夹紧工件的工序之后，要安排去磁工序，不让带有剩磁的工件进入装配线。 机床设备与工艺装备的选择 所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应，精度等级应与本工序加工要求相适应，电机功 率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。 工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。 在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备 (包括夹具、刀具、量具和辅具 )；在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。 制定工艺过程： 粗铣水箱面及油底面； 粗铣主轴支承面及齿轮室； 粗铣气缸盖面及后 盖板面； 錾缸面水道孔； 精铣水箱面及油底壳面； 去除水箱面及油底壳面上的毛刺； 精铣主轴承面及齿轮室盖面； 去除主轴承盖面及齿轮室盖上的毛刺； 精铣缸顶面急后盖面； 去除气缸盖面及后盖板面上的毛刺； 1三面粗镗； 1錾油道孔； 1半精镗； 1精镗； 1钻定位孔； 1铰定位孔； 1钻水箱面各孔； 1钻油底壳面后盖面各孔； 1割锁圈槽； 攻丝； 2钻、扩铰挺杆孔； 2钻主轴承面上下平衡轴盖板孔； 2钻气缸盖面水箱孔； 2钻 气缸盖面水箱面孔； 2攻水箱面 4xM106H 螺纹； 2钻孔； 2攻丝； 2扩铰； 2钻后面孔； 扩铰； 3攻丝； 3终检； 3清洗、吹气、入库。 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。 除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 见工序卡 、工序尺 寸及公差的确定 工序 01：粗铣缸盖结合面及底面 工件材料： HT250,σ b = HB=170~241,铸造。 加工要求：表面粗糙度达到 ，加工长度 l= 机床： 15KW 双端面组合铣床 刀具： W18Cr4V硬质合金钢机夹铣刀盘 ,牌号 YG6。 铣削宽度 ae=180,深度 ap=4,齿数 z=10,故据参考文献取刀具直径 do=250mm。 选择刀具前角γ o＝＋ 5176。 后角α o＝ 8176。 ，副后角α o’=8176。 ，刀齿斜角λ s=－ 10176。 ,主刃 Kr=60176。 ,过渡刃 Krε =30176。 ,副刃 Kr’ =5176。 过渡刃宽 bε =1mm。 切削用量 因为切削量较小，故可以选择 ap=4，一次走刀即可完成所需长度。 按参考文献为： V c= 0q vz vv v vvvx y pmp f wd kTzc   (31) 式 0d 为铣刀直径等于 250， T 为刀具耐用度 T=14400s， ap 为背吃 刀量 ap=4, Af每齿为进给量 af=Kv为相关系数， * * * * *v m v T v sv t v v ovk k k k k k k = mvk 与工件材料相关的系数， mvk = Tvk 与铣刀切削部分材料相关的系数， Tvk =1 svk 与毛坯性质相关的系数， svk =1 tvk 与铣刀材料相关的系数， tvk = vk与加工性质相关的系数， vk = ovk 与冷却相关的系数， ovk = 算得 Vc＝ 60m/min， 1000vnsd=63r/min 据双面铣床参数，选择 nc=100r/min,则实际切削速度 V c=, 参考文献 Pcc=,而机床参为 Pcm=15kwPcc。 故校验合格。 最终确定 ap=4mm， nc=100r/min,， V c=， f z=。 工序 05：精铣水箱面及油壳底面 加工条件 加工要求：表面粗糙度达到 ，加工长度 l=189 切削用量 pa = 计算切削速度参考文献查表取 zmmfz  VC 245 vq vx vy vu vp 0 m 根据 m i 250245 mkzafaT dCV vpuwyzxpm qoV vwvv v   (32) 0 rd vn   m i 18180   nflv lt f 工序 10：三面粗镗 查参考文献 v =3560 minm rmmf  取 v = minm rmmf  m i 0 rd vn   m i 30  nflvlt f 半精镗 ,精镗同上步骤 工序 15：钻定位孔 钻定位孔 2 5 至  ,深 6 钻孔深 6，加工计算长度 l=10，加工余量即为孔径 d=, 背吃刀量 ap=d/2= 查参考文献 确定进给量 f=查参考文献 确定 VC vz vx 0 vy m kv= Tv mv svk k k= 式中： Tvk 与刀具耐用度相关的系数； mvk 与工件材料相关的系数； svk 与工件材料状态相关的系数； 根据 m i mkfaT dCV vyzxpm zV vv v   (33) m i rd vn   切削工时 m 10  nflt 16:铰定位孔 2  5，深 5 刀具 硬质合金锥柄机铰刀，加工余量 pa =  查参考文献表 取 f=查参考文献表 取 T=20min 查参考文献表 VC 109 vz vx 0 vy m 根据 m i 5109 mkfaT dCV vyzxpm zV vv v   (34) m i rd vn   3110  nflt 工序 20:攻丝 攻水箱面 M126 通 选用细柄机用丝锥 查参考文献表 f=p= rmm 查参考文献表 T=250min VC 140 0vz vx vy m 根据 m i 12140 00 mkpT dCV vym zV vv  (35) 查参考文献表 V 取 12 minm m i 1210001000 rd vn   通孔 m i )319 1319 1( )11( 11  nnpllt 攻 M86H，深 14 V同上 m i 1210001000 rd vn   非通孔 m i )47814781( 2228)11( 11  nnp llt 工序 21：扩孔 扩 φ 至 φ 查参考文献表 f 取 rmm mmdDa p  走刀长度 l=410mm 查参考文献表 T=30min 查参考文献表 VC vz vx vy m 根据 m i mkfaT dCV vyzxpm zV vv v   m i rd vn   m 10  nflt 3 夹具设计 3． 1 夹具设计的基本要求和步骤 夹具设计的基本要求 a)能稳定保证工件的加工精度； b)能提高机械加工的劳动生产率，降低工件的制造成本； c)结构简单，操作方便，省力和安全； d)便于排屑； e)有良好的结构工艺性，便于夹具的制造、装配、检验、调整和维修。 设计时，应在保证加工精度的前提下，综合考虑生产率、经济性和劳动 条件等项因素。 夹具设计的步骤 夹具设计一般按以下的步骤设计进行： a)研究原始资料，明确设计任务； b)确定夹具的结构方案，绘制结构草图； c)绘制夹具总装配图； d)绘制夹具零件图。 3． 2 定位机构设计及夹紧装方案确定 定位元件设计 工件在夹具中的定位应符合定位原理。 被加工零件为机体，零件形状较为复杂，左右后三面均为加工面。 根据工序加工要求，工件在夹具定位有两种方案可供选择。 方案一：如图 31所示 图 31 三面定位示意图 以底平面为主要定位基准，以支承板来限制 3个自由度；右面以一个定位块，限制2个自由度；后面以一个支承钉限制 1 个自由度 ，从而完全定位。 方案二：如图 32所示 图 32 一面两孔定位示意图 以底面为定位基准，以两孔两销共限制 6个自由度。 两方案都是按基准重合的原则确定的。 这样的优点有：不存在基准不重合误差，有利于保证加工精度；夹紧点靠近切削点，夹紧力方向与切削力方向相反，可以抵消一部分切削力，有利于提高工件被夹紧时的刚性。 方案一的优点：三面定位较为均布，三面的定位元件所分担的载荷较小，箱体也不易在加工时变形；支撑块接触面积大，磨损较小，使用寿命长；装卸工件简单，简化了夹具结构；易于保证加工精度。 缺点是：所有定位块安装时需配磨，以保证 所有定位块等高，安装调试较为复杂；也在一定程度上提高了成本。 方案二的优点：底面的两销承受了大部分的载荷，因此易于磨损；箱体底面没有预留定位孔，加工定位孔还需考虑被加工零件的要求，复杂了加工程序，复杂了夹具结构，延长了装卸的辅助时间和过程，同时也相应的提高了加工成本；安装调试较为费时。 零件的形状结构较为复杂，所需夹具相应地也很复杂。 从夹具的加工，安装，调试，拆卸的可行性和易行性考虑；从加工时的易于操作性和精度保证的容易程度上来考虑；加之考虑两个方案的优缺点，及加工的具体情况，方案一为佳，故选择方案一。 确定加紧方案 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置，在加工过程中不因受重力、惯性力以及切削力等外力作用而产生位移，同时防止或减小振动。 它通常是一种机构，包括夹紧元件、增力及传动装置以及动力装置等。 主夹紧机构主要通过夹紧油缸，连板，钩形螺栓，垫片，螺钉实现夹紧。 夹紧机构采用联动夹紧机构，因为如果刚性压板，则工件所受的夹紧力就有可能不一致，甚至没有夹到，这样就会影响加工精度。 因此为了均匀的夹紧工件，夹紧元件必须做成浮动的或者能自动调节。 本夹紧元件采用球面垫片和锥面垫片使其能自动调 节，从而使夹紧力能够均匀。 并且在钩形螺栓上开了槽，使其能够上下运动时，能使钩形螺栓转动，从而方便工件安装，提高工作效率。 左辅助夹紧机构主要通过夹紧油缸、推板来实现夹紧。 左夹紧机构夹紧油缸活塞应和推杆在同一轴线上，这样可以防止推杠在加紧过程中卡死，从而损坏机床。