〔大学论文〕ZS1105柴油机箱体制造工艺规程及专用夹具设计(铣)(含word文档) .pdf
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1、摘要 本课题进行 ZS1105 柴油机箱体零件精铣端面专用夹具设计,主要内容分为: 首先是对箱体零件工艺设计,在分析了 ZS1105 柴油机箱体的具体结构及技术要求的 基础上,详细制定了两种箱体加工整体加工工艺路线,并比较其优劣选择最优的方案进行 加工。根据各道工序的技术要求,选定各道工序的背吃刀量、进给量、切削速度以及所采 用的机床、刀具、夹具等,确定各道工序的时间定额,从而绘制工艺过程卡片。 然后对精铣前后端面专用夹具体进行设计,根据被加工零件的结构特点、加工内容的 尺寸和精度要求,确定组合铣床的配置方案,对专机进行总体设计三图一卡即为零件工 序图、加工示意图、机床联系尺寸图和机床生产率计
2、算卡的设计。其次绘制其装配图和相 关的零件图。 关键词关键词 工艺过程;组合机床;铣床夹具 AbstractAbstractAbstractAbstract This topic carries on design with the combined milling machine in the ZS1105 diesel oil engineer case body, the main content divided into: First, about box body parts process planning, at the base of analyzing the ZS1105
3、diesel oil engineer case bodys concrete structure and the technological specification. I formulated two kind of box body processing process route in detail, and compared them to choose the most superior process route to carry on the processing. I designated the penetration of a cutting tool, the fee
4、d quantity, the cutting velocity as well as, the cutting tool, the jig and so on, which determine the time quota, and make the process card. Second, about modular machine-tool design, according to the unique feature of the components, the processing content size and the accuracy requirement, I deter
5、mined that combined milling machines disposition plan, carried on a system design - three drawings and one card namely the components working procedure chart, the processing schematic drawing, the tool relation dimensional drawing and the tool productivity computation card design. Third, I drawled t
6、he assembly drawings of hydraulic slider and detail drawings. KeyKeyKeyKey words:words:words:words: Technological processModular machine-toolSpecial milling fixture 目目目目录录录录 1 绪论.1 2ZS1105 柴油机简介2 2.1 概述.2 2.2 ZS1105 柴油机箱体的作用2 2.3 ZS1105 柴油机箱体的技术分析2 3 箱体工艺分析与设计.4 3.1 箱体工艺的分析4 3.2 工艺规程设计7 3.2.1 确定零件生产
7、类型7 3.2.2 确定零件毛坯的种类和制造方法8 3.2.3 工艺路线的制定原则.8 3.2.4 工艺路线的分析12 3.3 切削用量和时间定额的确定13 3.3.1 切削用量的选择原则.13 3.3.2 切削用量和时间定额14 4 组合机床总体设计.27 4.1 组合机床概述27 4.2 制定组合机床工艺方案注意事项.27 4.2.1 组合机床设计应满足的基本要求.27 4.2.2 针对零件特点设计组合机床28 4.3 组合机床设计.29 4.3.1 概述29 4.3.2 组合机床总体设计30 5 专用夹具的设计.33 5.1 机床夹具的作用33 5.2 对夹具的要求33 5.3 箱体类零
8、件定位基准的选择33 5.4 专用夹具的设计步骤.34 5.4.1 研究原始资料34 5.4.2 确定夹具的结构方案34 5.4.3 绘制夹具总装配图35 5.4.4 标注夹具总装配图上各部分尺寸和技术要求:35 5.5 夹具公差配合的制订35 5.5.1 制订夹具公差与技术条件的依据:35 5.5.2 制订夹具公差和技术条件的基本原则:35 5.5.3 夹具公差的制订36 5.6 夹具技术条件的制订36 5.7 夹具整体方案设计36 5.7.1 基准的选择36 5.7.2 夹具元件的选择与设计.36 5.7.3 切削夹紧力的计算37 5.7.4“一面两销”定位方式计算.38 5.8 夹具设计
9、及操作的简要说明.39 结论.40 致谢.41 参考文献.42 附 录.43 1 绪论 毕业设计是培养我们理工科学生的一个实践性教学环节,也是最后一个教学环节。它 是在我们学完了全部基础课程及专业课程以后,并在一些课程设计的基础上,通过搜集丰 富的资料和到工厂参观实习以后, 进行的一次全面的、 系统的基本知识和基本技能的训练。 通过设计,主要培养我们综合运用所学基础知识和基本技能去分析和解决专业范围内 的一般工程技术问题的能力,培养我们建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序、 规范和方法,培养我们搜集、查阅、运用资料的能力。通过毕业设计,进一步巩固、扩大和 深化我们所学的基础理、基本知识和
10、基本技能,提高我们设计、计算、绘图、编写技术文 件以及正确使用技术资料、标准手册等工具书的独立工作能力。通过毕业设计,也能够培 养我们严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风,树立正确的生产观、经济观和全局观, 从而进一步强化了我们向工程技术人员过渡的进程。 制造业是国家经济中一个关键性的工业部门,它在建设国家强大的社会物质技术基础 中起着十分重要的作用。国家实力的增强和经济的繁荣同制造业所能提供的产品和服务的 竞争力密切相关。因此,每个工业化国家都给予制造业以足够的重视,把制造同科学与技 术并列为国家经济发展确保的三大研究主题。这次我毕业设计的课题就是制造业中的箱体 加工工艺及专用组合机床概念
11、设计和专用夹具设计。 在制造业信息化环境中,工艺设计是生产技术准备工作的第一步,工艺规程是进行工 装设计制造和决定零件加工方法与加工路线的主要依据,它对组织生产、保证产品质量、 提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接的影响,是生产中 的关键工作。工艺知识是制造企业中重要的知识资源之一,是使产品设计变为成品的整个 制造过程中的基础资源,它对保证产品质量以及提高企业经济技术效益具有十分重要的作 用。 夹具的快速设计与制造,己经成为产品快速变换和制造系统新建成或重构后运行的瓶 颈,严重地影响制造系统的设计建造周期、系统生产率、质量和成本。目前国内外使用的 专用夹具是伴随着大批
12、大量生产的发展而发展出现的,特别是和汽车工业的发展密切相 关。专用夹具的使用,一方面缩短了工序时间,降低了加工成本;另一方面,夹具本身的设 计制造工时、材料消耗等又增加了工件的成本。因此,在何种生产条件下使用哪种类型的 夹具才是经济合理的,也就是夹具的经济性,一直都是夹具结构发展和设计的一个主要问 题。 组合机床是专用机床的一种重要类型,是由大量通用部件及少量专用部件组合起来的 高效专用机床,它既具有专用机床结构简单、生产率和自动化程度较高的特点;又具有一定 的重新调整能力,以适应工件变化的多种要求,因此,设计经济合理的机床对工件的加工 具有重要意义。 2ZS1105 柴油机简介 2.1 概述
13、 ZS1105 柴油机具有结构紧凑、功率足、耗能省,适用性强、可靠性好、经久耐用, 使用维修简便,价格合理等特点。 该柴油机采用常柴型涡流燃烧室、平板型镶块,结构简单,冷起动性能好;应用稀 土球墨铸铁曲轴、凸轮轴,加工容易,耐磨性好;采用双轴平衡结构,运转平稳,振动小。 本产品适用于手扶拖拉机、小四轮拖拉机配套,并可用于小型排灌、农副业加工及小型发 电机、空压机、内河船舶、运输车辆之动力。 2.2 ZS1105 柴油机箱体的作用 ZS1105 柴油机是往复式活塞内燃发动,它是把燃料在发动机气缸内部进行燃烧,并 使它产生的热能转化为机械能的一种机器。为单缸、卧式、四行程、水冷、通用式柴油机。 活
14、塞在气缸内做往复运动时,通过连杆作用,带动曲轴产生旋转运动,反之,曲轴旋 转时,也可使活塞在气缸内做往复运动,曲轴旋转一周连杆往复运动一次,活塞往复四个 行程,完成一个工作循环过程,曲轴旋转 720。 发动机在工作时,机体零件受到各种力的作用,因此机体零件的刚度要求要比强度要 求高,有了足够的刚度,才能使其在工作中受力变形小,保持各部件的配合中心不致引起 运动件的磨损、漏气、漏水、漏油,确保发动机各部分能长期正常工作。 气缸体轴箱中,用来安装活塞的部位称气缸,气缸体是气缸的本体,曲轴箱分为上、 下两部分,上部用来支承曲轴,下部用来储存机油。水冷发动机的气缸体和上曲轴箱铸成 一体,合成发动机机体
15、。 2.3 ZS1105 柴油机箱体的技术分析 机体底面及侧面是主要的安装基面,曲拐轴带动飞轮旋转,飞轮起到稳定转速,便于 启动和能量转换作用。机体上共有主轴承孔、凸轮轴孔、调速轴孔、启动轴孔、平衡轴孔 等。 机体结构复杂,属薄壁件,内部采用隧道式加强筋,刚性较好,尺寸精度、形状公差 要求高,工序多,表面质量要求较高。主轴承孔采用滑动轴承,内孔要求较高,不允许有 退刀痕迹。 ZS1105 柴油机机体上分布着一些大小不一的孔,这些孔对位置尺寸精度要求都较高, 所以平面是后面加工孔的基准,铣平面时要注意保证平面的精度,包括平行度、平面度、 垂直度、表面粗糙度,都要达到很高的要求,为孔加工做准备。平
16、面上的孔在柴油机箱体 装配及现实工作中具有举足轻重的作用,它要求有很高的几何形状精度和位置精度及较高 的表面粗糙度,机体外部齿轮室有相互啮合齿轮,对相邻孔的孔距尺寸精度和平行度要求 较高。同轴线的孔较多,对同轴度要求较高。主轴孔的轴心线对端面的垂直度要求较高, 同时对气缸孔轴线的垂直度要求也很高。机体的底面及侧面和油底壳相连,应有很高的平 面度和较细的表面粗糙度。 3 箱体工艺分析与设计 3.1 箱体工艺的分析 根据 ZS1105 柴油机箱体的相关图纸,得 ZS1105 柴油机箱体技术要求如下: 1)上端面 5070.22mm156mm粗糙度Ra6.3m 2)下端面 435mm156mm粗糙度
17、Ra3.2mm 平面度0.05mm 3)前端面 305mm1790.08mm粗糙度Ra3.2m 平面度0.04mm 垂直度0.05mm 4)后端面 507mm0.22305mm粗糙度Ra3.2m 平面度0.04mm 垂直度0.05mm 5)左端面 305mm174mm粗糙度Ra 1.6m 6)右端面 305mm1790.08mm粗糙度Ra3.2m 7)右端面孔122H7mm粗糙度Ra1.6m 同轴度0.04mm 圆柱度0.018mm 8)右端面孔128H10mm粗糙度Ra6.3m 圆柱度最大实体原则下为 0 9)右端面孔 2M202-5H6H位置度0.20mm 垂直度0.8mm 10)前端面大
18、孔130K7mm粗糙度Ra0.8m 垂直度0.05mm 11)前、后通端面孔 262M7粗糙度Ra1.6m 同轴度最大实体原则下为0 12)前端面孔47H7mm粗糙度Ra1.6m 圆柱度0.07mm 13)前端面孔铰孔 25N7mm 14)后面孔188H7mm粗糙度Ra1.6m 圆柱度最大实体原则下为 0 垂直度0.05mm 15)后面孔35H7mm粗糙度Ra1.6m 同轴度0.05mm 圆柱度0.01mm 16)前端面孔37H7mm粗糙度Ra1.6m 平行度0.05mm 17)其余孔或螺纹孔粗糙度Ra12.5m 位置度0.4mm 根据以上总结的技术要求制定 ZS1105 柴油机箱体技术要求表
19、,如表 3-1。 表 3-1 ZX1105 柴油机箱体技术要求 加工表面 尺寸及偏差 /mm 公差及精 度要求 表面粗糙度 /m 形位公差/mm备注 上端面5070.22156IT11Ra 6.3 平面度 0.04 垂直度0.05 下端面435156Ra 3.2平面度 0.05 左端面305174Ra 1.6平面度 0.10 右端面3051790.08IT8Ra 3.2平面度 0.10 前端面5070.22305IT11Ra 12.5 平面度 0.10 垂直度 0.05mm 后端面5070.22305IT11Ra 12.5 平面度 0.10 垂直度 0.05mm 右端面孔122H7IT7Ra
20、1.6 圆柱度 0.018 同轴度0.04 右端面螺纹2M202-5H6H 位置度0.20mm 垂直度0.8mm 右端面孔128H10IT10Ra 6.3圆柱度最大实体原则下为0 前端面孔130K7IT7Ra 0.8垂直度 0.05mm 前、后通端面孔262M7IT7Ra 1.6同轴度最大实体原则下为0 续表 3-1 加工表面 尺寸及偏差 /mm 公差及精 度要求 表面粗糙度 /m 形位公差/mm备注 前端面孔47H7IT7Ra1.6圆柱度 0.04 前端面孔铰孔25N7 后面孔188H7IT7Ra1.6 垂直度 0.08mm 圆柱度最大实体原则下为 0 后面孔35H7IT7Ra1.6 圆柱度
21、 0.01 同轴度 0.05 后端面孔37H7IT7Ra1.6平行度0.05 其余孔或螺纹孔Ra12.5位置度0.4mm 根据 ZS1105 柴油机箱体工艺要求,在经济、合理的前提下,为满足以上技术要求, 根据各加工技术要求特选择如下加工方法,见表 3-2。 表 3-2加工方法 待加工面或孔加工方法 前端面粗铣精铣 后端面粗铣精铣 右端面粗铣精铣 左端面粗铣精铣 上端面粗铣精铣 待加工面或孔加工方法 下端面粗铣精铣 前端面 2-5N7钻孔粗铰精铰 前端面大孔粗镗半精镗-精镗 后端面大孔粗镗半精镗-精镗 左端面大孔粗镗半精镗-精镗 螺纹孔钻孔攻丝 其余孔钻孔(铰孔) 3.2 工艺规程设计 3.2
22、.1 确定零件生产类型 零件的生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地等)生产专业化程度的分类, 它对工艺规程的制定有决定性影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产 三种类型,不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产 纲领和产品特征来确定。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。 年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。 零件的年生产纲领 N 可按下式计算: ()()%1%1QNba m +=式(3.1) 式中N零件的生产纲领(件年) ; Q产品的年产量(台、辆年) ; M每台(辆)产品中该零件的数量(台、辆年) ; a%备品
23、率,一般取 2%3%; b%废品率,一般取 0.3%0.7%。 在此取 Q=5000 台 ,a%=2% ,b%=0.5%,则: ()()() ()%5 . 01%2115000%1%1QN+=+= m =5126(台) 根据上式就可计算求得零件的年生产纲领,再通过查表,确定该零件的生产类型为大 量生产。 3.2.2 确定零件毛坯的种类和制造方法 零件的材料在产品设计时已经确定,在制定零件机械加工工艺规程时,毛坯的选择主 要是选定毛坯的制造方法。机械加工中毛坯的中毛坯的种类很多,如铸件、锻件、型材、 挤压件、冲压件及焊接组合见等,同一毛坯可能有不同的制造方法。最长见的毛坯是铸件 和锻件。 提高毛
24、坯的制造质量,可以减少机械加工劳动量,降低机械加工成本,但往往会增加 毛坯的制造成本。一般地,选择毛坯的制造方法应考虑如下几个因素: 1)材料的工艺性能; 2)毛坯的尺寸、形状和精度要求; 3)零件的生产类型; 4)采用新材料、新工艺、新技术的可能性。 由于箱体所采用的材料为 HT200,按照毛坯的制造方法应与材料的制造工艺相适应, 且箱体结构较复杂,故 HT200 材料适合用铸造获得毛坯。又由于毛坯的制造方法应与生产 类型相对应,故本零件为大量生产,故采用金属模铸造。 3.2.3 工艺路线的制定原则 工艺路线的拟定包括:定位基准的选择;各表面加工方法的去顶;加工阶段的划分; 工序集中程度的确
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