典型零件(EM170A-01001)工艺过程及工装设计

毕业设计（论文）

摘要

本次设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的，这是我们在进行毕业之前，对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。

本人的毕业设计是对典型零件的工艺过程和工装进行设计，其典型零件是EM170A-01001型内燃机机体。在设计中主要是进行零件的毛坯尺寸的计算、工艺过程的设计、切削用量的计算和专用夹具的设计。

机体类零件在整个机器中的作用是：承载曲轴及其内部传动装备，并使其保持交好的相对位置。零件的下底面与机座相配合，其他平面与汽缸盖、端盖等配合，孔系主要与曲轴轴承和汽缸等配合。根据以上的作用来设计机体的加工过程和顺序将得到较好的工艺要求。

关键词：设计,典型零件,机体,工艺

ABSTRACT

This design is finished in our study based on all university courses, technical and professional course in basic subjects after the It is carrying out before graduating, on the school curriculum an in-depth comprehensive review of the total. it is also a theory with practical training.

I graduated from the design of the components of the typical process for the design and the fixtures, A typical parts of EM170A - 01001-Engine Block. In the design of the main components is the size of the rough calculation, the design process, Cutting the amount of calculation and special fixture design.

Body parts in the entire apparatus of the role is : internal bearing crankshaft and transmission equipment. and enabling it to maintain a relatively good position pay. Under bottom parts and machine matched with the other plane cylinder hoods, etc. Cover with, Holes and crankshaft main bearings and cylinder and other tie. According to the above effect to the body of the design process and the processing sequence will be better technological requirements.

Keywords:Design, the typical parts, the body, crafts

毕业设计（论文）

目录

中文摘要 (Ⅰ)

英文摘要 (Ⅱ)

第1章生产纲领及生产类型 (1)

第2章零件的分析 (2)

第3章工艺规程的设计 (3)

3.1 确定毛坯的制造形成 (3)

3.2 基准的选择 (3)

3.2.1粗基准的选择 (3)

3.2.2精基准的选择 (3)

3.3制订工艺路线 (3)

3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (8)

3.5确定切削用量及基本工时 (11)

第4章专用夹具的设计 (37)

4.1问题的指出 (37)

4.2夹具设计 (37)

4.2.1定位基准的选择 (37)

4.2.2切削力及夹紧力的计算 (37)

参考文献 (40)

致谢 (41)

附录A：组合铣床示意图 (42)

第一章 生产纲领及生产类型

产品的生产纲领是指包括备品和废品在内的该产品的年产量。零件的生产纲领可按下式计算：

()%%1βα++=Qn N (1—1)

式中 N ——零件的生产纲领（件/年）；

Q ——机器产品的年产量（台/年）； n ——每台产品中该零件的数量（件/台）

； %α——备品百分率；

%β——废品百分率。 则零件的生产纲领为：

()%2%211100000++??=N

104000=（件/年）

根据生产 、产品复杂程度和重量的不同，可分为单件生产、成批生产（又可分为小批、中批和大批）和大量生产三种生产类型，见下表：

表1—1 生产类型和生产纲领的关系

由上表可知，当年生产量大于50000件/年时，生产类型应为大量生产。

第二章零件的分析

第二章零件的分析

2.1零件的作用

题目所给定的零件是峨柴牌柴油机机体。主要作用是承载曲轴及其内部传动装备，并使其保持交好的相对位置。零件的下底面与机座相配合，其他平面与汽缸盖、端盖等配合，孔系主要与曲轴轴承和汽缸等配合。

此外，机体还起到箱体的储油作用，对里面的传动装置进行润滑。

2.2 零件的工艺分析

机体零件有两组加工表面，他们相互之间有一定的位置要求，现分析如下：

1)以下底面为中心的加工表面。这一组加工表面包括：上、下两平面，基准面P、G，基准面C和与其相平行的端面，还有在这些面上的孔和螺纹孔。其中主要加工面为下底面和基准面P、G、C。

2)以φ106H7—φ66孔系为中心的加工表面。这一组加工表面包括：φ106H7—φ66孔系，φ52J7、φ47两孔，φ16H8孔，φ86H11—φ81H7孔系。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求，只要是：

φ106H7和φ66孔的同轴度公差为φ0.015；

φ52J7和φ16H8孔的同轴度公差为φ0.025；

φ86H11—φ81H7孔系中的φ82H7孔汽缸的同轴度为φ0.02。

由以上分析可知，对与这两组加工表面而言，都是以下底面为定位面进行的加工，也就是说先加工下底面，然后借助于专用夹具加工其他表面，并且保证它们之间的位置精度要求。

图2—1

第三章工艺规程的设计

第三章工艺规程的设计

3.1 确定毛坯的制造形成

零件材料为HT200。考虑到零件运转中主要是支撑内部部件的运转，经常承受冲击性载荷，因此应该选用铸件。

由于零件年产量为104000件，已达到大量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸中等，形状较为复杂，所以采用金属模机械砂型铸造。这对提高生产效率、保证加工质量也是有利的。

3.2 基准的选择

3.2.1 粗基准的选择

对于一般的箱体类零件来说，以外平面为粗基准是优先采用的，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准）。

但是，由于零件形状较为复杂，不加工表面较多，且与加工表面均无位置精度要求，所以，为了使加工方便，专用夹具的简单化，现选取未加工的P面和底面四角的上表面为粗基准，利用一平面和两个挡块作主要定位面，再用一个挡板挡在未加工的C面上达到完全定位。

3.2.2 精基准的选择

精基准的选择主要应该考虑基准的重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

现选取下底面和底面四角上的孔为精基准，这样设计基准与工序基准就能得到重合。

3.3 制订工艺路线

由于生产类型是大批生产，所以采用组合机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应降底生产成本。

1)工艺路线方案一

工序10 铣上、下两底面

工序20 钻下底面四角上的孔

工序30 粗铣基准面P、G

工序40 精铣基准面P、G

工序50 粗铣基准面C和与其平行的端面

工序60 精铣基准面C和与其平行的端面

毕业设计（论文）

工序70 粗镗φ106H7—φ66孔系

粗镗φ52J7、φ47两孔

粗镗φ86H11—φ81H7孔系、φ36H8

工序80 精镗φ106H7—φ66孔系

精镗φ52J7、φ47两孔

精镗φ86H11—φ81H7孔系、φ36H8

工序90 钻、铰φ10H8

锪沉头孔φ20

倒角

工序100 钻、铰φ16H8

工序110 P面方向、G面和上底面：钻M6mm底孔φ5

钻M8mm底孔φ7

工序120 锪沉头孔φ14

工序130 P面方向、G面和上底面：φ5和φ7孔倒角

工序140 C面方向、与C面平行的端面：钻M8mm底孔φ7

钻M10mm底孔φ8

钻2—φ11

工序150 钻4—φ10.4深2mm

工序160 C面方向、与C面平行的端面：φ7和φ8孔倒角

工序170 P面方向、G面和上底面：攻螺纹M6mm、M8mm

工序180 C面方向、与C面平行的端面：攻螺纹M8mm、M10mm 工序190 钻、铰2—φ12H8

工序200 终检

2)工艺路线方案二

工序10 铣上、下两底面

工序20 钻下底面四角上的孔

工序30 粗铣基准面P、G

工序40 粗铣基准面C和与其平行的端面

工序50 粗镗φ106H7—φ66孔系

粗镗φ52J7、φ47两孔

粗镗φ86H11—φ81H7孔系、φ36H8

第三章工艺规程的设计

工序60 精铣基准面P、G

工序70 精铣基准面C和与其平行的端面

工序80 精镗φ106H7—φ66孔系

精镗φ52J7、φ47两孔

精镗φ86H11—φ81H7孔系、φ36H8

工序90 钻、铰φ10H8

锪沉头孔φ20

倒角

工序100 钻、铰φ16H8

工序110 P面方向、G面和上底面：钻M6mm底孔φ5

钻M8mm底孔φ7

工序120 C面方向、与C面平行的端面：钻M8mm底孔φ7

钻M10mm底孔φ8

钻2—φ11

工序130 P面方向、G面和上底面：φ5和φ7孔倒角

锪沉头孔φ14

工序140 C面方向、与C面平行的端面：φ7和φ8孔倒角

钻4—φ10.4深2mm

工序150 P面方向、G面和上底面：攻螺纹M6mm、M8mm

工序160 C面方向、与C面平行的端面：攻螺纹M8mm、M10mm

工序170 钻、铰2—φ12H8

工序180 终检

3)工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于：方案一是粗加工后马上进行精加工；而方案二则与其相反，把粗加工的工序和精加工的工序分开来加工。

经过比较可见，两个方案都做到了先面后孔、先粗后精的原则，但方案二把粗、精加工分开，则可以避免后面有切削量大的粗加工而造成前面精加工过的表面出现比较严重的变形或划伤，从而影响尺寸精度和位置精度。

在加工过程中有大部分都用下底面和底面四角其中的两孔进行定位的，为了保证加工精度的要求，应对其定位面进行精加工来提高定位精度，所以具体工艺过程如下：工序10 粗铣上、下两底面

毕业设计（论文）

工序20 钻下底面四角上的孔

工序30 粗铣基准面P、G

工序40 粗铣基准面C和与其平行的端面

工序50 粗镗φ106H7—φ66孔系

粗镗φ52J7、φ47两孔

粗镗φ86H11—φ81H7孔系、φ36H8

工序60 精铣上、下两底面

工序70 铰下底面四角上的A、B两孔

工序80 精铣基准面P、G

工序90 精铣基准面C和与其平行的端面

工序100 半精镗φ106H7—φ66孔系

半精镗φ52J7、φ47两孔

半精镗φ86H11—φ81H7孔系、φ36H8

工序110 精镗φ106H7—φ66孔系

精镗φ52J7、φ47两孔

精镗φ86H11—φ81H7孔系、φ36H8

工序120 钻、铰φ10H8

锪沉头孔φ20

倒角

工序130 钻、铰φ16H8

工序140 P面方向、G面和上底面：钻M6mm底孔φ5

钻M8mm底孔φ7

工序150 C面方向、与C面平行的端面：钻M8mm底孔φ7

钻M10mm底孔φ8

钻2—φ11

工序160 P面方向、G面和上底面：φ5和φ7孔倒角

锪沉头孔φ14

工序170 C面方向、与C面平行的端面：φ7和φ8孔倒角

钻4—φ10.4深2mm

工序180 P面方向、G面和上底面：攻螺纹M6mm、M8mm

工序190 C面方向、与C面平行的端面：攻螺纹M8mm、M10mm

第三章工艺规程的设计

工序200 钻、铰2—φ12H8

工序210 终检

以上是加工方案的大致工序，最后的加工路线和具体的工艺工程确定如下：

工序1：粗铣上、下两底面，上底面一步到位，下底面留余量0.5mm，以P面和底面四角的上表面为粗基准，选择组合机床和专用夹具。

工序2：钻下底面四角上的孔，A、B孔φ10mm，其余两孔为φ10.5mm。以G面和右侧不加工表面定位，采用Z3025摇臂钻床和专用夹具。

工序3：粗铣基准面P、G面，单面留余量0.5mm，以下底面和底面上的A、B孔定位，采用组合机床和专用夹具。

工序4：粗铣基准面C和与其平行的端面，单面留余量0.5mm，以下底面和底面上的A、B孔定位，采用组合机床和专用夹具。

工序5：粗镗φ106H7——φ66孔系，φ66mm一步到位，其余单边余量全部为1mm；粗镗φ52J7、φ47两孔，φ52J7单边余量全部为1mm，φ47一步到位；粗镗φ86H11——φ81H7孔系、φ36H8，单面留余量1mm，以下底面和底面上的A、B孔为基准定位，采用组合机床和专用夹具。

工序6：精铣下底面，以P面、上表面和C面为基准，选择组合机床和专用夹具。

工序7：铰下底面四角上的A、B两孔，以G面、P面和C面为基准定位，采用Z3025摇臂钻床和专用夹具。

工序8：精铣基准面P、G，保证尺寸，以下底面和底面上的A、B孔定位，采用组合机床和专用夹具。

工序9：精铣基准面C和与其平行的端面，保证尺寸，以下底面和底面上的A、B 孔定位，采用组合机床和专用夹具。

工序10：半精镗φ106H7——φ66孔系，除φ66mm孔外单边余量全部为0.25mm；半精镗φ52J7，单边余量全部为0.25mm；半精镗φ86H11——φ81H7孔系、φ36H8，单面留余量0.25mm，以下底面和底面上的A、B孔为基准定位，采用组合机床和专用夹具。

工序11：精镗φ106H7——φ66孔系；精镗φ52J7；精镗φ86H11——φ81H7孔系、φ36H8，保证尺寸，以下底面和底面上的A、B孔为基准定位，采用组合机床和专用夹具。

工序12：倒角2—0.5?45°。

工序13：钻、铰φ10H8，锪沉头孔φ20mm深1mm，倒角。以下底面和底面上的A、B孔为基准定位，采用组合机床和专用夹具。