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1、摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。柴油机气缸盖及其铳端面是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：切削用量，夹
2、紧，定位，误差。AbstractThisdesigninvolvesthemechanicalmanufacturingprocessandmachinetoolfixturedesign,metalcuttingmachinetools,toleranceandmeasurementofvariousaspectsofknowledge.Thecylinderheadofdieselengineanditsmillingendanddrillingarethreeparts,includingprocessdesign,processdesignandspecialfixturedesign
3、.Intheprocessdesign,thepartsareanalyzedfirst,theprocessofthepartsisredesignedandthestructureoftheblankisredesigned.Theprocessdatumofthepartsisselectedandtheprocessrouteofthepartisdesigned.Thenthesizecalculationoftheworkingprocedureofthepartsiscalculated,thekeyistodeterminetheprocessequipmentandthecu
4、ttingamountofthevariousworkingorder;then,thekeyistodeterminetheamountoftheprocessequipmentandthecuttingamount.Thedesignofthespecialfixtureiscarriedout,andthecomponentsofthefixturearedesigned,suchasthepositioningelement,theclampingelement,theguidingelement,theconnectingpartswiththemachinetoolandtheot
5、herparts.Thepositioningerroriscalculatedwhenthefixtureispositioned,andtherationalityandinadequaciesofthefixturestructureareanalyzed,andthedesignisinjectedinthefuture.Itisintendedtobeimproved.Keywords:cuttingamountclampingpositioningerror.1 序言11.1 前言11.2 夹具设计中的特点11.3 夹具设计需保证的条件11.4 夹具的发展趋势12零件的分析31.1
6、 零件的作用32. 2零件的工艺分析33工艺规程设计42.1 确定毛坯的制造形式42.2 基面的选择42.3 制定工艺路线53. 4确定各工序的加工余量63. 5确定切削用量及基本工时94铳床夹具设计454.1问题提出454. 2定位基准的选择454. 3定位元件的设计454. 4定位误差分析454. 5切削力的计算与夹紧力分析464. 6夹具设计及操作简要说明46结束语47谢辞48参考文献491序言1.1前言制定柴油机气缸盖的加工工艺，设计铳4-50和钻2-M10螺纹孔的铳床夹具,运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺
7、路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。L2夹具设计中的特点L夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。2 .专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3 .“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。L3夹具设
8、计需保证的条件1 .夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。2 ,保证工件的精度。3 保证使用方便与安全。4 .正确处理作用力的平衡问题。5 .注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。L4夹具的发展趋势L发展通用夹具的新品种，由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。2 .发展调整式夹具。3 .推广和发展组合夹具及拼拆夹具。4 .加强专用夹具的标准化和规范化。5 .大力推广和使用机械化及自动化夹具。6 .采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。2零件的分析2. 1零件的作用题目所
9、给的零件是柴油机气缸盖：用来封闭气缸并构成燃烧室。侧置气门式发动机气缸盖、铸有水套、进水孔、出水孔、火花塞孔、螺栓孔、燃烧室等。顶置气门式发动机气缸盖，除了冷却水套外，还有气门装置、进气和排气通道等。缸盖在内燃机属于配气机构,主要是用来封闭汽缸上部,构成燃烧室.并做为凸轮轴和摇臂轴还有进排气管的支撑.主要是把空气吸到汽缸内部,火花塞把可燃混合气体点燃,带动活塞做功,废气从排气管排出。3. 2零件的工艺分析柴油机气缸盖共有二组加工表面，其相互有一定关联要求，具体分析如下：1、以基准A为中心的一组加工表面这一组加工表面有：基准A面、底面、4-50顶面、35顶面、160外圆、170槽、4-29孔等。
10、2、以尺寸105为中心的一组加工表面这一组加工表面包括：14.6孔；25.5孔、26孔、70孔；26.5孔、顶面2-M10螺纹、5.8孔、25孔;M121.25螺纹、顶面2-28孔、顶面2-M39l.5螺纹、前端面2-28孔、前端面2-M391.5螺纹、后端面2-28孔、后端面2-M39l.5螺纹、M18l.5螺纹、32孔、8-14孔、16孔、左边中28端面、左边628孔、左边2-M8螺纹、4孔等这两组加工表面有一定的关联要求、即第二组尺寸和第一组尺寸相关联要求。由上面分析可知，加工时应先加工第一组面，再以第一组加工孔和端面为基准加工另外一组加工面3工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式零件材
11、料为HT250灰口铸铁，铸件有多种分类方法：按其所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等；按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件，多是压铸件。3.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生
12、产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。一、粗基准的选择原则1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。二、精基准选择的原则选择精基准时要
13、考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：1）用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2）当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统”，以免生产基准转换误差。3）当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4）为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5）有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的
14、表面作为精基准。3. 3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。最终工艺方案如下：工序01：金属性浇铸工序02：时效处理以消除内应力工序03：粗车基准A面、底面工序04：铳4-50顶面、35顶面工序05：半精车基准A面、底面工序06：精车基准A面工序07：粗车、半精车中160外圆；倒角工序08：粗车、半精车锥孔工序09：车中170槽工序10：钻4-中29孔、倒角工序11：钻、钱中14.6孔
15、；一平丁25.5孔、26孔、70孔；扩26.5孔;倒角工序12：钻、攻顶面2-M8螺纹工序13：钻、钱5.8孔；钩平寺10.75孔、25孔；攻M12xl.25螺纹工序14：钻顶面2-28孔、一平丁37.5孔;攻2-M39xl.5螺纹工序15：钻前端面2-28孔、锐平中37.5孔；攻2-M39xl.5螺纹工序16：钻后端面2-28孔、锐平37.5孔；攻2-M39xl.5螺纹工序17：钻、攻M18xl.5螺纹、钱平32孔；倒角工序18：钻8-14孔、专忽平寺16孔；倒角工序19：铳左边中28端面工序20：钻左边中28孔工序21：钻、攻左边2-M8螺纹工序22：钻4孔工序23：去毛刺工序24：检验至图纸要求并入库3. 4确定各工序的加工余量1 .基准A面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,得铸件的单边加工余量Z=3.Omrn,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为1.6。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,三步车削（即粗车、半精车、精车）方可满足其精度要求。粗车单边余量Z=2.5mm半精车单边余量Z=0.4mm精车单边余量Z=0.Imm2 .底面的加工余量
