175型柴油机缸体机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计(有cad图+文献翻译)

目录摘要 (1)前言 (5)第一章零件分析 (6)1.1汽缸的主要作用 (6)1.2主要技术条件分析 (7)1.3主要尺寸公差及分析 (8)第二章毛坯的确定 (9)2.1毛坯材料及形式的确定 (9)2.2铸造的加工余量及尺寸公差的确定 (9)第三章工艺规程的设计 (10)3.1附主视图一张 (10)3.2定位基准选择 (10)3.2.1粗基准的选择： (10)3.2.2精基准的选择： (11)3.3 制定加工工艺路线 (11)3.3.1确定面的加工方式： (11)3.3.2初步确定工序： (12)3.3.3最终工序： (13)3.4刀具、量具、夹具及设备的选择 (14)3.5切削用量及加工工时的确定 (16)四章夹具设计 (29)4.1机床夹具的作用 (29)4.2机床夹具的组成 (30)4.3夹具设计 (30)4.3.1定位的选取 (30)4.3.2弹簧的计算及选取 (31)4.3.3夹紧力计算 (33)4.3.4汽缸的选择 (34)4.3.5连接板的选用 (34)4.3.6上底板 (34)4.3.7下底板 (35)4.3.8支撑杆的选用 (35)4.3.9钻模的选取 (35)4.3.10定位误差分析 (36)4.4夹具的使用及维护 (38)4.5夹具标准件的选择 (38)4.5.1支撑杆螺母的选择 (38)4.5.2连接板上螺钉选择 (38)4.5.3管接式法兰汽缸套件的选择 (38)参考文献 (40)致谢 (41)摘要机体是柴油机中的重要部件，属于箱体类构件。

属于大规模生产。

本次设计做的是“柴油机汽缸机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计”，主要是先对汽缸进行零件分析；然后进行毛坯确定，根据尺寸画出毛坯图；再后进行加工工序的设定以及确定削用量和加工工时；最后进行指定工序的夹具设计。

关键词：机体；零件分析；毛坯图；切削用量；夹具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 machine 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 procedure's and ascertains the working hour cutting dosages and processing; Carry out the grip design allocating working procedure's finally.Key words：Airframe；Components analysis；Semifinished materials chart；Cutting specifications；Jig前言本次毕业设计是大学四年对所学课程进行的一次综合性的复习和总结，是四年学业完成的最后环节，是对大学所学知识的一次综合运用，主要运用到的课程有：《机械制图》、《机械原理》、《机械设计》、《机械制造工艺学》等。

其目的是通过设计来将大学所学课程联系起来，用于设计，提高我们的设计能力，是对我们大学生活的最后考验。

本次毕业设计的题目是“175型柴油机汽缸机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计”，175型柴油机汽缸属于比较复杂的箱体零件，其形状复杂，精度要求高的壳体，其加工工艺复杂，涉及到许多零件，例如：螺纹，曲轴孔，曲面，支架等等，这些零件要求的精度要求比较高，这对工艺规程设计更加有难度。

本次毕业设计的内容包括了零件的工艺路线的制定及其指定工序的夹具设计，涉及到所学的多方面知识，培养我们综合运用机械制造专业知识的基本理论和思想独立地分析和解决实际生产中问题的能力，并能独立地分析生产工艺，有效地巩固所学知识，为即将面临的工作和进一步深造打下坚实的基础。

但是，在设计中由于本人能力有限以及实践经验的缺乏，所以此中错误之处在所难免，诚望老师不吝指教。

第一章零件分析箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件的一些轴、套、轴承和齿轮等有关零件装配起来，使其保持正确的相互位置关系，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。

因此，箱体的加工质量对机器的工作精度、使用性能和寿命都有直接的影响。

箱体零件虽然结构多种多样，但有共同的特点：多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大。

既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固件。

箱体类零件上面的孔与孔之间有较高的位置精度（孔与孔的平行度、孔的轴线与面有垂直度要求），其加工质量的好坏直接影响柴油机的精度和使用性能，因此柴油机汽缸的加工质量至关重要。

箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%～20%。

本次设计是制定175型柴油机汽缸的加工工艺及钻前后两端面的12个螺纹孔的组合机床夹具设计。

柴油机汽缸属于箱体零件，其特点是：形状复杂、具有形状复杂的内腔，箱壁多用于安装轴承的轴承孔或其他用途的孔系。

箱体的加工面较多，主要加工的是面和孔系，属于整体式机体结构，即汽缸体和曲轴箱制成一个整体零件，这种整体式机体的特点是结构紧凑，刚性好，加工制造困难。

1.1机体的主要作用1、连接柴油机的一些运动部件，使它们在工作时保持相互准确的位置关系；2、在机体上加工有水道和油道，保证各零件工作时必要的冷却与润滑；3、安装柴油机各辅助系统部件；4、作为柴油机使用安装时的支承，将柴油机固定在底盘或支架上。

所以，柴油机汽缸的结构较为复杂，部件结构尺寸精度较高，受到高频的变载荷及振动是柴油机的主要部件。

1.2主要技术条件分析由于机体上要安装一些重要部件，所以，安装主要部件的结构都有精度要求，参考图A-A剖视图，如下：表1-1 主要技术条件分析1.3主要尺寸公差及分析从零件图尺寸标注分析，尺寸要求较高的有Φ5203.0015.0+-，Φ30012.0009.0+-，Φ2002.0+，Φ40H8029.0+等孔，可由刀具及机床的精度保证；Φ52孔系与Φ105孔系的Y向中心距尺寸为3005.005.0+-，5705.005.0+-等，可由夹具保证。

1.4表面粗糙度要求本产品属于大批量生产，年产10万件以上，应以组合机床为主要的加工设备，根据图纸要求，部分孔的圆柱面要求为R a1.6um，而平面上粗糙度的最高要求为aR 3.2，组合机床完全能达到此精度要求。

图1-1第二章毛坯的确定2.1毛坯材料及形式的确定由于箱体类零件形状复杂，有腔形，故一般需要铸造成型。

机体结构复杂，部件结构尺寸精度较高，受到高频的变载荷及振动，故零件材料可选用HT300（灰铸铁），硬度为170-240HBS，因为它强度较高、耐磨、耐热性能好，但需人工时效处理，适用于承受σ<2942N/cm2），摩擦面间单位压力大于49N/cm2和要求一定的气密性的零较大应力（W件，适用于汽缸体等。

其工作条件：承受高弯曲应力（<0.49 MPa）及抗拉应力；摩擦面间的单位面积压力≥1.96MPa；要求保持高气密性。

根据以上要求，由于零件结构复杂、形状材料方面的要求，批量较大，毛坯确定为砂型机器造型。

（《机械加工工艺手册》第一卷）2.2铸造的加工余量及尺寸公差的确定根据《机械加工工艺手册》表2.3-1，2.3-3，2.3-4，2.3-5，2.3-9，查得加工余量及公差如下表所示：表2-1 加工余量及公差表2-2 其他尺寸公差数值2、根据以上尺寸画出毛坯图第三章工艺规程的设计3.1附主视图一张图3-13.2定位基准选择3.2.1粗基准的选择粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面是主要的。

选择粗基准的原则是：（1）应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准；（2）要保证工件上某重要表面的余量时，则应选择该表面作为定位粗基准；（3）当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为粗基准，以保证该表面有足够的加工余量。

因此，对于底面的加工，选择工件的前面作为加工基准面，应该尽量使底面的切削深度均匀，以提高其精度。

3.2.2精基准的选择：精基准的选择应该以保证零件的加工精度出发，同时考虑装夹方便，夹具结构简单，应遵循以下原则：尽量选择零件的设计基准作为精基准，可以避免基准不重合引起的定位误差，即“基准重合”原则；（1）尽可能的使工件各主要表面的加工采用统一的定位基准，即“基准统一”原则；（2）当零件主要表面的相互位置精度要求很高时，应采用互为基准，反复加工的原则；（3）选择加工表面本身作为定位基准，这是自为基准；（4）选择的定位精基准应该保证工件定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便的原则。

即底面加工后，应该以底面作为精基准，因为底面是设计基准，符合“基准重合”原则。

根据不同的加工表面加工方式不同，定位方式应该主要以一面两孔定位，这是箱体零件加工的典型加工定位方式，并根据加工要求不一样也可以选择用两面组合定位及其它定位方式。

3.3 制定加工工艺路线3.3.1确定面的加工方式根据各表面的加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法：表3-1 零件面的加工方式3.3.2初步确定工序根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则初步拟定加工路线如下：表3-2 初步工序以上确定的加工方式是根据其尺寸及形位公差的精度，参照《互换性与测量技术基础》上公差等级和《简明机械制造工艺手册》上所述各种加工方式的经济加工精度确定的。

但是，某些工序内容存在一定问题，如15工序中，半精镗Φ70孔，其切削时间应该与镗Φ105H7孔相适应，以减小其切削力，可以改为精镗。

17工序应该分开，因为其为阶梯孔。

3.3.3最终工序：上述工序没有考虑到零件图上的技术要求。