摘 要
本次设计是结合近年来国内外机床行业发展的新趋势, 针对柴油机汽缸盖两侧的小孔钻削的组合机床设计. 组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成的工序集中的高效率机床, 它能够对一种(多种) 零件进行多刀, 多轴, 多面, 多工位加工, 制造的周期短, 投资少, 经济效益高.
关键词:汽缸盖; 毛坯; 定位; 机床夹具; 金属切削; 钻头
ABSTRACT
This design was unified the new tendency of domestic and foreign machine tool’s industry development in the recent years, aimed at the design of assembled machine tool of the two sides’ pore drilling of diesel engine cylinder’s cover. The assembled machine tool is the centralized working procedure and high efficiency machine tool, which is composed by the massive general parts and the few special parts, it can process one kind (or many kinds)of part on the multi-knives, multiple-spindle, multi- surface, multi-locations. Its manufacture cycle is short, the investment is little ,but the economic benefit is high.
Keywords : Cylinder Head；roughCutters ；allocation; jig; metal cutting; drills
目 录
摘 要 ........................................................................... I ABSTRACT ......................................................................... II 前 言 . ............................................................................ 1
第一章 零件的分析 ................................................................ 2
1.1零件的功用 .................................................................. 2
1.2零件的工艺分析 .............................................................. 2
1.3 确定毛坯的制造形式, 加工余量, 工序尺寸及毛坯尺寸 .............................. 3
1.3.2精基准的选择 .......................................................... 5
1.3.3粗基准的选择 .......................................................... 5
1.4 工艺路线的拟订及工艺方案的分析 . ............................................. 5
1.4.1工艺路线的拟订 ........................................................ 5
1.4.2 工艺方案的分析，加工设备的选择及刀具、夹具、量具的选用 ................ 6
第二章 指定工序的夹具设计 ...................................................... 8
2.1 问题的提出 ................................................................. 8
2.1.1 夹具定位元件的设计及定位误差的分析计算 . ............................... 8
2.2夹具设计 ................................................................... 10
2.2.1定位基准的选择 ....................................................... 10
2.2.2切削力与夹紧力的计算 ................................................. 11
2.3支承部件的设计 ............................................................. 12
2.4夹具设计及操作的简要说明 ................................................... 12
第三章 组合机床的设计 ......................................................... 13
3.1组合机床的概述 ............................................................. 13
3.2组合机床方案的制定 ......................................................... 15
3.2.1 工艺路线的确立 . ...................................................... 15
3.2.2 机床配置型式的选择 . .................................................. 15
3.2.3 定位基准的选择 . ...................................................... 16
3.2.4 滑台型式的选择 . ...................................................... 16
3.3 确定切削用量及选择刀具 . .................................................... 16
3.3.1 选择切削用量 . ........................................................ 16
3.3.2计算切削力、切削扭矩及切削功率 ....................................... 17
3.3.3 选择刀具结构 . ........................................................ 17
3.4 组合机床总体设计—三图一卡 . ................................................ 17
3.4.1 被加工零件工序图 . .................................................... 17
3.4.2 加工示意图 . ......................................................... 17
3.4.3 机床尺寸联系总图 . .................................................... 21
3.4.4 机床生产率计算卡 . .................................................... 23
四 组合机床主轴箱设计 . .......................................................... 24
4.1主轴箱的概述 ............................................................... 24
4.2主轴箱的设计步骤和内容 ..................................................... 24
4.2.1 绘制主轴箱原始依据图 . ................................................ 24
4.2.2 主轴结构型式的选择和动力计算 . ........................................ 24
4.2.3 主轴箱传动系统的设计与计算 . ......................................... 25
4.2.4主轴箱坐标计算 ....................................................... 28
4.2.5主轴箱总图设计 ....................................................... 29 总 结 . ........................................................................... 31 参考文献 ......................................................................... 32 致 谢 .......................................................................... 33
前 言
本次设计是对大学生活的一次总结, 上岗之前的最后一次检阅, 是一种考验也是一种综合素质的体现.
本次设计把机械制造专业所学的金属切削原理及刀具，机械制造装备，机床夹具设计，机械制造工艺学及气压传动等专业课程知识有机的结合起来，同时根据人才培养计划中对我们知识和能力的要求对相关专业基础知识和所学内容进行整合，使我们了解科学技术发展前沿的状况.
设计中的一些观点, 方案是在和指导老师商量后才确定的, 虽然如此, 设计中也一定存在着许多不足之处, 希望读者批评指教, 以待改进.
设计能够顺利的完成是和指导老师张老师的悉心指导, 以及共同设计的同学一起探讨不可分的, 在此, 向指导过我们的老师帮助过我们的同学一并致谢并希望在今后的学习和工作中能够继续的到你们支持.
第一章 零件的分析
1.1零件的功用
气缸盖密封气缸并形成燃烧室顶面; 气缸盖根据不同情况安装有进、排气门, 喷油嘴(或火花塞), 启动阀等零部件, 并且布置进、排气道, 以控制新鲜充量与燃料进入气缸燃烧; 很大一部分热量由气缸盖传递给冷却介质, 水冷内燃机的缸盖中布置有冷却水腔. 本次加工的气缸盖是EM —165型, 属于水冷式.
1.2零件的工艺分析
由气缸盖零件图可知, 其材料为HT250, 该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及其适于较大应力. 该零件形状不规则, 尺寸精度, 形状位置精度要求均较高. 对零件图上的主要技术要求分析如下:
1. 2⨯φ10. 5mm 两个定位孔, 应该保证孔的实际轮廓必须位于直径为最小实体实效尺寸φ10. 7mm, 且与基准A 、B-C 、D 位置关联的最小实体实效边界内. 位置度公差值为φ0. 2mm 是该孔处于最大实体尺寸φ10. 5mm 时给定的, 表面粗糙度Ra 12. 5μm .
+0. 022. 2⨯φ110排气门的H 7mm 与底面有垂直度要求, 其值为φ0. 1/100mm . 以保证进、
纵向移动精度. 圆柱度为0. 006mm ; 表面粗糙度值为Ra 1. 6μm , 以保证进、排气门的运动精度.
+0. 021+0. 023. φ270H 7mm 与2⨯φ110H 7mm 有同轴度要求, 尺寸精度为7级, 同轴度要求
为φ0. 04mm , 以保证排气门的位置精度.
+0. 021+0. 024. φ290H 7mm 与2⨯φ110H 7mm 有同轴度要求, 同轴度要求为φ0. 04mm , 以
保证进气门的位置精度.
5. 进、排气孔的沉孔面要求圆跳动不大于0. 08mm , 以保证进、排气门与进、排气孔的配合精度.
6. 进、排气孔的出口圆度要求为0. 009mm , 以保证进、排气门的圆周面与孔口的配合精度.
+0. 0217. φ260H 7mm 的圆度要求为0. 009mm , 尺寸精度为7级, 以保证镶块的装配精
度.
+0. 0438 φ180H 9mm 的粗糙度要求为Ra 6. 3μm ; 孔底面的粗糙度要求为Ra 3. 2μm ; 孔底
面的圆跳动要求为0. 07mm , 以保证喷油器的装配精度.
9. 2-M 8⨯6Hmm 的位置度公差为φ0. 5mm , 应该保证螺纹的最小实体尺寸为φ8. 5mm , 且与基准F 位置关系的最小实体实效边界内. 以保证喷油器的位置和装配精度.
1.3 确定毛坯的制造形式, 加工余量, 工序尺寸及毛坯尺寸
由零件图知, 零件材料为HT250, 其铸造性能有切削性能均佳, 该件属于大批量生产, 查>表6-68知采用砂型机器造型, 低压铸造. 又由于箱体零件的内腔(排、进气孔) 及SR 10mm 的球形孔, 穿配气机构顶杆孔需铸出, 故还应该安放型芯. 此外, 为了消除残余应力, 铸造后还应该安排人工时效.
根据(>李洪主编) 表2.3-6, 该种零件的尺寸公差等级CT 为7-9级; 加工余量等级MA 为F 级, 故取CT 为9级, MA 为F 级.
根据(>李洪主编) 表2.3-5, 用查表法确定各表面的总余量如表1-1所示:
根据(>李洪主编) 表2.3-9，可得铸件主要尺寸的公差，如表1-2所示：
表1-2 主要毛坯尺寸公差 单位：mm
毛坯加工余量理论图：图一所示
图一
各加工面如图二所示：
图二
1.3.1基准的选择
基准的选择应该根据被加工零件的技术要求，在保证产品质量的前提下，有较高的生产率，有较好的经济效果，应该先选择精基准，获得最主要的技术要求；在保证精基准可靠的前提下选择粗基准。
摘 要
本次设计是结合近年来国内外机床行业发展的新趋势, 针对柴油机汽缸盖两侧的小孔钻削的组合机床设计. 组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成的工序集中的高效率机床, 它能够对一种(多种) 零件进行多刀, 多轴, 多面, 多工位加工, 制造的周期短, 投资少, 经济效益高.
关键词:汽缸盖; 毛坯; 定位; 机床夹具; 金属切削; 钻头
ABSTRACT
This design was unified the new tendency of domestic and foreign machine tool’s industry development in the recent years, aimed at the design of assembled machine tool of the two sides’ pore drilling of diesel engine cylinder’s cover. The assembled machine tool is the centralized working procedure and high efficiency machine tool, which is composed by the massive general parts and the few special parts, it can process one kind (or many kinds)of part on the multi-knives, multiple-spindle, multi- surface, multi-locations. Its manufacture cycle is short, the investment is little ,but the economic benefit is high.
Keywords : Cylinder Head；roughCutters ；allocation; jig; metal cutting; drills
目 录
摘 要 ........................................................................... I ABSTRACT ......................................................................... II 前 言 . ............................................................................ 1
第一章 零件的分析 ................................................................ 2
1.1零件的功用 .................................................................. 2
1.2零件的工艺分析 .............................................................. 2
1.3 确定毛坯的制造形式, 加工余量, 工序尺寸及毛坯尺寸 .............................. 3
1.3.2精基准的选择 .......................................................... 5
1.3.3粗基准的选择 .......................................................... 5
1.4 工艺路线的拟订及工艺方案的分析 . ............................................. 5
1.4.1工艺路线的拟订 ........................................................ 5
1.4.2 工艺方案的分析，加工设备的选择及刀具、夹具、量具的选用 ................ 6
第二章 指定工序的夹具设计 ...................................................... 8
2.1 问题的提出 ................................................................. 8
2.1.1 夹具定位元件的设计及定位误差的分析计算 . ............................... 8
2.2夹具设计 ................................................................... 10
2.2.1定位基准的选择 ....................................................... 10
2.2.2切削力与夹紧力的计算 ................................................. 11
2.3支承部件的设计 ............................................................. 12
2.4夹具设计及操作的简要说明 ................................................... 12
第三章 组合机床的设计 ......................................................... 13
3.1组合机床的概述 ............................................................. 13
3.2组合机床方案的制定 ......................................................... 15
3.2.1 工艺路线的确立 . ...................................................... 15
3.2.2 机床配置型式的选择 . .................................................. 15
3.2.3 定位基准的选择 . ...................................................... 16
3.2.4 滑台型式的选择 . ...................................................... 16
3.3 确定切削用量及选择刀具 . .................................................... 16
3.3.1 选择切削用量 . ........................................................ 16
3.3.2计算切削力、切削扭矩及切削功率 ....................................... 17
3.3.3 选择刀具结构 . ........................................................ 17
3.4 组合机床总体设计—三图一卡 . ................................................ 17
3.4.1 被加工零件工序图 . .................................................... 17
3.4.2 加工示意图 . ......................................................... 17
3.4.3 机床尺寸联系总图 . .................................................... 21
3.4.4 机床生产率计算卡 . .................................................... 23
四 组合机床主轴箱设计 . .......................................................... 24
4.1主轴箱的概述 ............................................................... 24
4.2主轴箱的设计步骤和内容 ..................................................... 24
4.2.1 绘制主轴箱原始依据图 . ................................................ 24
4.2.2 主轴结构型式的选择和动力计算 . ........................................ 24
4.2.3 主轴箱传动系统的设计与计算 . ......................................... 25
4.2.4主轴箱坐标计算 ....................................................... 28
4.2.5主轴箱总图设计 ....................................................... 29 总 结 . ........................................................................... 31 参考文献 ......................................................................... 32 致 谢 .......................................................................... 33
前 言
本次设计是对大学生活的一次总结, 上岗之前的最后一次检阅, 是一种考验也是一种综合素质的体现.
本次设计把机械制造专业所学的金属切削原理及刀具，机械制造装备，机床夹具设计，机械制造工艺学及气压传动等专业课程知识有机的结合起来，同时根据人才培养计划中对我们知识和能力的要求对相关专业基础知识和所学内容进行整合，使我们了解科学技术发展前沿的状况.
设计中的一些观点, 方案是在和指导老师商量后才确定的, 虽然如此, 设计中也一定存在着许多不足之处, 希望读者批评指教, 以待改进.
设计能够顺利的完成是和指导老师张老师的悉心指导, 以及共同设计的同学一起探讨不可分的, 在此, 向指导过我们的老师帮助过我们的同学一并致谢并希望在今后的学习和工作中能够继续的到你们支持.
第一章 零件的分析
1.1零件的功用
气缸盖密封气缸并形成燃烧室顶面; 气缸盖根据不同情况安装有进、排气门, 喷油嘴(或火花塞), 启动阀等零部件, 并且布置进、排气道, 以控制新鲜充量与燃料进入气缸燃烧; 很大一部分热量由气缸盖传递给冷却介质, 水冷内燃机的缸盖中布置有冷却水腔. 本次加工的气缸盖是EM —165型, 属于水冷式.
1.2零件的工艺分析
由气缸盖零件图可知, 其材料为HT250, 该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及其适于较大应力. 该零件形状不规则, 尺寸精度, 形状位置精度要求均较高. 对零件图上的主要技术要求分析如下:
1. 2⨯φ10. 5mm 两个定位孔, 应该保证孔的实际轮廓必须位于直径为最小实体实效尺寸φ10. 7mm, 且与基准A 、B-C 、D 位置关联的最小实体实效边界内. 位置度公差值为φ0. 2mm 是该孔处于最大实体尺寸φ10. 5mm 时给定的, 表面粗糙度Ra 12. 5μm .
+0. 022. 2⨯φ110排气门的H 7mm 与底面有垂直度要求, 其值为φ0. 1/100mm . 以保证进、
纵向移动精度. 圆柱度为0. 006mm ; 表面粗糙度值为Ra 1. 6μm , 以保证进、排气门的运动精度.
+0. 021+0. 023. φ270H 7mm 与2⨯φ110H 7mm 有同轴度要求, 尺寸精度为7级, 同轴度要求
为φ0. 04mm , 以保证排气门的位置精度.
+0. 021+0. 024. φ290H 7mm 与2⨯φ110H 7mm 有同轴度要求, 同轴度要求为φ0. 04mm , 以
保证进气门的位置精度.
5. 进、排气孔的沉孔面要求圆跳动不大于0. 08mm , 以保证进、排气门与进、排气孔的配合精度.
6. 进、排气孔的出口圆度要求为0. 009mm , 以保证进、排气门的圆周面与孔口的配合精度.
+0. 0217. φ260H 7mm 的圆度要求为0. 009mm , 尺寸精度为7级, 以保证镶块的装配精
度.
+0. 0438 φ180H 9mm 的粗糙度要求为Ra 6. 3μm ; 孔底面的粗糙度要求为Ra 3. 2μm ; 孔底
面的圆跳动要求为0. 07mm , 以保证喷油器的装配精度.
9. 2-M 8⨯6Hmm 的位置度公差为φ0. 5mm , 应该保证螺纹的最小实体尺寸为φ8. 5mm , 且与基准F 位置关系的最小实体实效边界内. 以保证喷油器的位置和装配精度.
1.3 确定毛坯的制造形式, 加工余量, 工序尺寸及毛坯尺寸
由零件图知, 零件材料为HT250, 其铸造性能有切削性能均佳, 该件属于大批量生产, 查>表6-68知采用砂型机器造型, 低压铸造. 又由于箱体零件的内腔(排、进气孔) 及SR 10mm 的球形孔, 穿配气机构顶杆孔需铸出, 故还应该安放型芯. 此外, 为了消除残余应力, 铸造后还应该安排人工时效.
根据(>李洪主编) 表2.3-6, 该种零件的尺寸公差等级CT 为7-9级; 加工余量等级MA 为F 级, 故取CT 为9级, MA 为F 级.
根据(>李洪主编) 表2.3-5, 用查表法确定各表面的总余量如表1-1所示:
根据(>李洪主编) 表2.3-9，可得铸件主要尺寸的公差，如表1-2所示：
表1-2 主要毛坯尺寸公差 单位：mm
毛坯加工余量理论图：图一所示
图一
各加工面如图二所示：
图二
1.3.1基准的选择
基准的选择应该根据被加工零件的技术要求，在保证产品质量的前提下，有较高的生产率，有较好的经济效果，应该先选择精基准，获得最主要的技术要求；在保证精基准可靠的前提下选择粗基准。