气缸缸盖夹具设计毕业设计范本模板Word格式文档下载.docx

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气缸盖的机械加工工艺技术关键和整体工艺水平正在随着高技术含量内燃机的发展而日趋提高和完善,国外工艺水平已与产品开发水平呈现同步水平，国内工艺水平随着与国际接轨和科技发展将由落后变为逐步接近产品开发水平,解决好加工工艺技术关键是工艺设计的核心和前提。

但是工艺的设计编制，受到诸多因素的影响,如产品的精度高低，产品的工艺性好坏，生产纲领的大小,投资力度的强弱,企业现状等等.因此，合理的最佳的工艺方案不仅需要对某一关键部位或某一关键工序认真论证、合理配置，更必须整线统盘考虑,最终是否取得最佳效果必须经过实践检验.

1。

3本次论文研究的内容和意义

针对机车的气缸缸盖利用三维软件进行建模，2对机车气缸缸盖进行可靠的工艺设计，3通过机车气缸缸盖的三维模型对机车气缸缸盖设计某一步的夹具,夹具设计要求能够快速安装定位夹紧,夹具要求是气动夹。

本次课程设计的主要意义熟悉箱体零件的加工工艺路线，并能正确的设计出机车气缸缸盖的加工路线,夹具设计能够实现快速定位夹紧，能够投入大规模的技术生产，给企业带来效益.

近年来随着发动机的快速发展，使得机车对气缸缸盖的要求也越来越高，气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好,有利于提高压缩比，所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多，本次课题旨在能够完善气缸缸盖的加工工艺，并能更好的提高机车气缸缸盖的夹具设计.

第2章气缸缸盖的工艺设计

2.1机车气缸缸盖的三维建模

利用三维建模软件对机车气缸缸盖建模机车缸盖三维图如（图1-1）所示

图1—1机车气缸缸盖

2.2零件的工艺分析

机车气缸缸盖是机车气缸部件的基础件,机车气缸缸盖主要加工面是平面和孔,气缸缸盖毛坯是铸造出来的，缸盖的接触面作为主轴孔的设计基准，缸盖的接触面与接触面上的两个通孔作为定位基准“一面双销定位"

，上下两面的平行度要求为0.1mm/300mm，箱体腔内的孔不仅本身有较高的尺寸精度要求，而且有较高的位置精度要求，缸盖加工中的定位基准的选择可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面以及孔的加工。

2。

3确定毛坯的铸造形式

基于成本和力学性能方面约综分考虑，扩大铝合金的应用是目前乘用车轻量化，降低油耗的主要手段，如机车气缸缸盖已经实现铝合金化制造。

尽管铝合金缸盖的生产方法有多种,但主流的制造工艺则是金属型铸造和低压铸造，其中欧洲和中国以金属型为主，而日本、美国则更多采用低压铸造 

相对于金属型铸造，低压铸造由于是在压力下充型和结晶凝固，因而具有成形质量好、工艺出品率高等优点，但对于形状复杂、性能要求高的缸盖铸件，则存在着工艺复杂，控制要求高等技术难关。

因此采用了铝合金缸盖的低压铸造技术,用以充分发挥低压铸造工艺的技术，低压铸造工艺技术应用多个浇口即多权分流的形式。

缸盖，具有代表性的两种浇注系统即在燃烧室侧是设置2个或4个浇口，铸造后再进行机械加工。

这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的

4基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则,加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

4.1粗基准的选择

选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。

粗基准选择应当满足以下要求：

粗基准的选择应以加工表面为粗基准。

目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。

如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准.以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。

选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。

例如：

机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。

因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。

这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。

3.应选择加工余量最小的表面作为粗基准。

这样可以保证该面有足够的加工余量。

4.应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。

有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。

5.粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。

多次使用难以保证表面间的位置精度。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置.

但对于一般箱体零件来说，以接触面作为粗基准是完全合理的。

对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则），即综上所述选择加工底面为粗基准。

2.4.2精基准的选择

1.基准重合原则。

即尽可能选择设计基准作为定位基准。

这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。

基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。

基准的统一有利于保证各表面间的位置精度,避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。

轴类零件常用顶针孔作为定位基准.车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。

3.互为基准的原则。

选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。

例如:

对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。

自为基准原则。

有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。

磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。

此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。

此外，还应选择工件上精度高.尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠.并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等.

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，适于作精基准使用。

选择精基准的原则时,考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准.

5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。

在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降

5。

1工艺路线方案一

工序1粗铣气缸缸盖的接触面。

工序2钻扩铰缸盖接触面的两个定位销的孔。

工序3粗精铣气缸缸盖的底面。

工序4加工气缸缸盖底面的孔.

工序5粗精铣气缸缸盖的一个侧面.

工序6粗精铣气缸缸盖的另一个侧面.

工序7粗精铣气缸缸盖的一个端面.

工序8粗精铣气缸缸盖的另一个端面.

工序9精铣气缸缸盖的接触面。

工序10加工气缸缸盖的接触面,加工接触面上一些孔，并且加工气缸缸盖内部的一些孔。

工序11加工气缸缸盖侧面一些孔。

工序12加工气缸缸盖另一侧面的一些孔。

工序13加工气缸缸盖端面的一些孔。

工序14加工气缸缸盖端面的一些孔.

工序15清洗。

工序16去毛刺。

2.5.2工艺方案二

工序1粗铣气缸缸盖的接触面

工序2钻扩铰缸盖接触面的两个定位销的孔

工序3粗精铣气缸缸盖的底面

工序4加工气缸缸盖底面的孔

工序5精铣气缸缸盖的一个侧面。

工序6粗精铣气缸缸盖的另一个侧面

工序7粗精铣气缸缸盖的一个端面.

工序8粗精铣气缸缸盖的另一个端面

工序9加工气缸缸盖的接触面，加工接触面上一些孔，并且加工气缸缸盖内部的一些孔

工序10精铣气缸缸盖的接触面。

工序11加工气缸缸盖侧面一些孔.

工序12加工气缸缸盖端面的一些孔。

工序13加工气缸缸盖端面的一些孔

工序14加工气缸缸盖端面的一些孔.

工序15清洗

工序16去毛刺

3.工艺方案的比较与分析

在大批大量生产中，毛坯的质量较高,各个孔的镗孔的余量较小,为使镗孔的余量均匀，最好是粗镗半精镗精镗和金刚镗都统一采用精加工过的精基准面定位一次进行,这就要在粗镗空之前安排精加工基准面.这种违反先粗后精原则的工序安排有一个前提条件，箱体毛坯制造质量较高

综上所述我选择第一种的工艺安排作为加工工艺，以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片"

。

6机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“机车气缸缸盖”零件材料为铝制合金，硬度200HB，生产类型为大批生产,采用铸造毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：

参照《机械加工工艺手册》表2。

3—6查得压力铸造及壳型的尺寸公差等级ZJ1.

2.选用压力铸造查《机械加工工艺手册》得，在实际生产中,有的工厂根据工厂的生产技术条件和生产经验来确定铸件的加工余量,在这里初步定铸件的加工单边的加工余量为1.

3。

精铣的单边余量为0。

2

4.粗铣的单边余量为1-0.8=0。

7确定切削用量及基本工时

2.7.1粗铣气缸缸盖的接触面

1.粗铣气缸缸盖的接触面

（1）刀具选择

根据《机械加工工艺手册》表4.4—5及铣刀样本手册，选普通直柄立铣刀，直径50mm，，L=0。

8mm，Z=10

（2）切削用量

=L=0。

8mm

（3）由《机械加工工艺手册》表2。

4-79

=15采用硬质合金材料加工铝合金取

=0。

1～0.2mm/r,取

=0.2mm/r

（4）确定切削速度Vc

由《机械加工工艺手册》表2.4-90，当取V=6m/s

n查=

=（1000x6）/3，14x50=38r/s（1—1）

根据机床说明书（见《机械加工工艺手册》表。

取主轴转速n机=38r/s则实际切削速度为V=10m/s

当n=38r/s时,工作台为每分钟进给量是进给速度V=fm=fz×

z×

n机=0.2X10X38=76mm/s

（5）计算基本工时

L=645L2=5

T=

=（645+5）/76=9s（1-2）

即横向每次走刀是9s。

2.7。

2钻扩铰两个定位销孔

1.钻两个定位销孔

（1）刀具选择：

查《机械制造工艺设计简明手册》选用15。

75高速钢直柄标准麻花钻。

（2）切削用量选择：

查《机械加工工艺手册》得:

f=0.31mm/r～0。

37mm/r，根据所选机床定f=0.35mm/r查《机械加工工艺手册》取V=1。

25m/s

由公式（1—1）n=1000V/3。

14xD=1000×

25/3.14×

15。

75=25r/s

按机床选取n=1000r/min

（3）计算基本工时

由公式（1—2）T=

=（91+11+0）/（0.76×

322）=0。

42min。

扩16.75孔

选用16高速钢直柄扩孔钻。

（2）确定切削用量:

查《机械制造工艺手册》得：

f=0。

90~1.1mm/r，再由所选的机床确定进给量取f=0.9mm/r.扩孔时的切削速度，由《机械制造工艺手册》得公式：

V=0.4m/s

由公式（1-1）n=1000V/3.14xD=1000×

0.4/（3.14×

16）=8r/s=480r/min

按机床选取n=480r/min机床扩孔时的切削速度为0.4m/s

（3）计算基本工时：

=（91+14+2）/（0。

92×

136）=0。

86min.

铰17的孔

17高速钢直柄机用铰刀

（2）确定切削用量：

背吃刀量ap=0。

25。

切削速度与粗铰，故n=200r/min。

由《机械制造工艺手册》f=1.0mm/r，取f=1mm/r

V=dn/1000=17x200/1000=3。

4mm/min（1—3）

（3）计算基本工时:

由公式（1-2）T=

=（91+14+2）/（1。

24x132）=0.65min

其中　　L=91，L1=14，L2=2

3铣气缸缸盖的底面

粗铣气缸缸盖的底面

根据《机械加工工艺手册》及铣刀样本手册，选普通直柄立铣刀,直径50mm，,L=0.8mm，Z=10

（3）由《机械加工工艺手册》

=0.1~0.2mm/r,取

=0.2mm/

（4）确定切削速度V

由《机械加工工艺手册》表2。

4—90,当取V=6m/s

由公式（1-1）n查=

=（1000x6）/3,14x50=38r/s

取主轴转速n机=38r/s则实际切削速度为V=10m/s

当n=38r/s时，工作台为每分钟进给量是进给速度V=fm=fz×

L=610L2=5

=（610+5）/76=8s即横向每次走刀是8s

2.精铣气缸缸盖的底面

根据《机械加工工艺手册》表4。

4-5及铣刀样本手册，选柄立铣刀，外径50mm,,L=0。

2mm，Z=10

=L=0.2mm

（3）由《机械加工工艺手册》表2.4—75，由数控铣床的功率在10KW以上，

1mm/z~0.2mm/z，取

=0.2mm/z

（4）选择铣刀磨钝标准及耐用度

根据《机械加工工艺手册》表2。

4-71，铣刀齿后刀面最大磨损限度为1.5mm，由《机械加工工艺手册》表2.4—72,铣刀直径d0=50mm,则硬质合金铣刀T=200min

（5）确定切削速度V

由《机械加工工艺手册》,当取V=2m/s

由公式（1—1）n查=

=（1000x2）/3.14x50=12r/s　　　

根据数控机床的实际情况，取主轴转速n=500r/min.则实际切削速度为Vc=78。

5r/min

当n机=500r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度Vf=fm=fz×

n机=0.2X10X12=24mm/s

根据数控机床的实际情况取机床的进给速度为24mm/s

（6）计算基本工时

L=610L2=5

=（610+5）/24=26s即机床走刀一次的时间是24s

粗铣气缸缸盖底面1

根据《机械加工工艺手册》表4.4—5及铣刀样本手册，选普通直柄立铣刀，直径50mm,,L=0。

8mm,Z=10

（3）由《机械加工工艺手册》表2.4—79

=0.1~0。

2mm/r，取

由《机械加工工艺手册》表2.4-90，当取Vc=6m/s

根据机床说明书（见《机械加工工艺手册》表.取主轴转速n机=38r/s则实际切削速度为Vc=10m/s

当n=38r/s时，工作台为每分钟进给量是进给速度Vf=fm=fz×

n机=0。

2X10X38=76mm/s

=（507+5）/76=6。

7s即横向每次走刀是6.7s

4。

精铣气缸缸盖的底面1

4-5及铣刀样本手册，选柄立铣刀,外径50mm，L=0.2mm，Z=10

（3）由《机械加工工艺手册》表2.4—75，由数控铣床的功率在10KW以上,

=0.1mm/z～0。

2mm/z,取

2mm/z

根据《机械加工工艺手册》，铣刀齿后刀面最大磨损限度为1.5mm，由《机械加工工艺手册》,铣刀直径d0=50mm，则硬质合金铣刀T=200min

由《机械加工工艺手册》，当取V=2m/s

根据数控机床的实际情况，取主轴转速n=500r/min。

则实际切削速度为Vc=78.5r/min

当n机=500r/min时，工作台为每分钟进给量是进给速度Vf=fm=fz×

=（507+5）/24=22即机床走刀一次的时间是22s

2.7.4钻缸该底面的孔

由于气缸缸盖地面的孔很多在这里不一一说明，每类孔只说明一次，其他详见气缸缸盖的加工工艺卡。

钻18个15。

75通孔

查《机械制造工艺设计简明手册》选用15.75高速钢直柄标准麻花钻。

查《机械加工工艺手册》得：

f=0.31mm/r～0.37mm/r，根据所选机床定f=0。

35mm/r查《机械加工工艺手册》取V=1.25m/s

由公式（3-1）n=1000V/3.14xD=1000×

15.75=25r/s

=（91+11+0）/（0。

76×

322）=0.42min。

T1=18T=18x0.42=7。

56

半精镗16.25的内孔

选用16。

25的镗刀。

f=0.8mm/r～0。

15mm/r，再由所选的机床确定进给量取f=0.9mm/r.镗孔时的切削速度，由《机械制造工艺手册》得0。

5m/s~0.83m/s：

V=0.5m/s

由公式（1-3）n=1000V/3.14xD=1000×

0。

5/（3.14×

16。

25）=10r/s

按机床选取n=600r/min机床扩孔时的切削速度为0。

5m/s

精镗16.75的内孔

75的镗刀

8mm/r~0.15mm/r，再由所选的机床确定进给量取f=0。

8mm/r。

镗孔时的切削速度,为了保证精镗的质量定切削速度V=0。

4mm/s

由公式（1-1）n=1000V/3.14xD=1000×

0.4/（3。

14×

16.25）=8r/s

按机床选取n=480r/min机床扩孔时的切削速度为0.4mm/s

金刚镗17的内孔

选用16.75的镗刀

05mm/r～0.10mm/r，再由所选的机床确定进给量取f=0.08mm/r。

镗孔时的切削速度,为了保证金刚镗的质量定切削速度V=0。

3mm/s

由公式（1-1）n=1000V/3.14x