【正文】 Key words: process planning, process equipment, fixture design III 目 錄 錯誤 !未找到引用源。本次的設計的夾具是鏜孔夾具，通過與老師同學間的交流和查閱資料，確定了本次夾具的定位方案，選擇了相應的導向元件，夾緊元件，繪制了夾具圖。查閱資料并對零件分析，提出兩條零件的工藝路線，經(jīng)過比較，選出較好的方案，完成零件的工藝路線。 通過缸蓋零件圖，對零件進行工藝分析，確定了需要加工的表面及這些面的精度。 大學本科學生畢業(yè)設計（論文） 某摩托車發(fā)動機缸蓋零件工藝規(guī)程及 工藝裝備的設計 Design of process planning and process equipment for Motorcycle cylinder head part Undergraduate:XXX Supervisor: Prof. XX Major: Mechanical Design,Manufacturing and Automation College of Mechanical Engineering XX University XX Ⅰ 摘 要 本次畢業(yè)設計是為某摩托車發(fā)動機缸蓋零件設計工藝規(guī)程和工藝裝備。本次設計包括了對該零件的工藝分析，毛坯的選擇，擬定零件的工藝路線，零件的詳細計算，夾具和量具的設計。根據(jù)零件的結構，用途等，查閱許多相關資料，最終選擇適當?shù)牟牧献鳛槊鞑牧?，并繪制了毛坯圖。參考相 關資料，確定機床及其他工藝裝備，用查表法對零件進行詳細計算，確定加工余量，工序尺寸，切削用量，計算出時間定額。最后對該孔的尺寸公差進行計算，根據(jù)計算選擇了合適的量具。 1 1 緒論 制造工藝的概述 我國是世界上 使用與發(fā)展機械最早的國家之一。解放以來，我國機械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)中門類比較齊全、具有相當規(guī)模和一定技術基礎的部門之一。但與世界先進水平相比，我國的機械制造業(yè)的產(chǎn)品在功能、質(zhì)量等方面還有較大的差距。 課題的內(nèi)容和任務 本次設計的任 務是通過所學知識和查閱資料，對某摩托車發(fā)動機缸蓋零件進行工藝規(guī)程及工藝裝備的設計。 夾具的設計 機床夾具能實現(xiàn)工件的定位和夾緊，工件加工時相對機床、刀具偶正確的位置，保證工件的加工精度達到設計要求。 制造工藝的發(fā)展趨勢 目前，隨著電子、信息等高新技術的 不斷發(fā)展及市場需求個性化與多樣化，世界各國都把機械制造技術的研究和開發(fā)作為國家的關鍵技術進行優(yōu)先發(fā)展，將其他學科的高技術成果引入機械制造業(yè)中?？v觀現(xiàn)代機械制造技術的新發(fā)展，其重要特征主要體現(xiàn)在它的綠色制造、計算機集成制造、柔性制造、虛擬制造、智能制造、并行工程等方面。 缸蓋的 主要 功用 是封閉汽缸上部并與 汽缸和活塞頂部共同構成燃燒室。所以缸蓋與缸體的結合面的密封性一定要好，加工精度要高。其中缸蓋與缸體結合面的平面度精度要求不小于 ， ?34孔與結合面的垂直精度要求不小于 。氣缸蓋的內(nèi)表面承受高溫高壓燃氣；外表面則受冷空氣的吹刷，幫助散發(fā)熱量，避免發(fā)動機過熱。 通常氣缸蓋用的材料是灰鑄鐵 200 或硅鋁合金。前者的優(yōu)點是強度高，抗拉強度為 160220N/mm2，剛度好， HBS為 129192，不易變形，缺點是質(zhì)量重，導熱性能差。由 于摩托車需要速度快，所以選擇質(zhì)量輕且散熱性好的硅鋁合金作為缸蓋的材料。 由于缸蓋需要良好的力學性能，散熱性和氣密性，且要求具有一定的抗腐蝕性和良好的工藝性能。 鋁合金的型號、性能及用途 [1] 表 牌號 主要特性 運用舉例 ZL101 具有優(yōu)良的鑄造工藝性能，適于各種鑄造方法，鑄件氣密性良好，可熱處理強化，此外也具有良好的耐腐蝕性與焊接性能 航空與其他工業(yè)部門運用最廣泛的鑄鋁材料之一，適于制作承力不大、工作溫度不超過 180℃的薄壁、形狀復雜的飛機和發(fā)動機零件，如支臂、支架、液壓與氣壓附件殼體等 ZL101A 是 ZL101合金的改進型，使合金具有更高的力學性能，其他性能與 ZL101大致相同 可用于飛機、發(fā)動機各種機匣、泵體、殼體等零件 ZL102 具 有優(yōu)良鑄造性能，并有較高氣密性，但切削加工性能較差，也不能作熱處理強化，力學性能低 常用壓力鑄造制造形狀復雜的薄壁非承力件或要求氣密的零件，如儀表殼體、飛機附件等 5 ZL104 具有優(yōu)良的綜合鑄造工藝性、力學性能與氣密性，強度高于 ZL10 ZL102合金，但吸氣性較強，易生成細小針孔 用于承受一定載荷、大型復雜且要求氣密的零件，如壓氣機進氣機匣、汽缸體、支架、汽缸蓋等 ZL105 具有優(yōu)良鑄造性能與較高氣密性，高溫力學性能與切削加工性能高于ZL104合金，但抗蝕性與塑性則稍低 可制造工作溫度在 150250℃下大型復雜且要求氣密的零件，如氣缸頭、壓氣機機匣、油泵殼體、支座等 毛坯的制造方法 毛坯的制造方法通常有鑄件、鍛件、焊接件、型材等。常用的鑄件、鍛件、焊接件、型材的加工方法的主要特點及其應用如表 ，本次設計根據(jù)鑄件的結構特點最終選用低壓鑄造。 效率低； 適應性強。 鐵 有色金屬 金屬模 砂型 機械造型 1. 壁厚≥ 3mm； 2. 精度一般，尺寸公差12mm。 重量≤ 250kg； 大批量生產(chǎn)； 結構形狀復雜的零件。 機 械 性能較好。 鋼、鐵 有色金屬 離心 澆鑄 1. 壁厚≤ 5mm； 2. 精度高， IT1113； 3. 表面質(zhì)量好。 重量≤ 200kg； 大批量生產(chǎn)； 空心旋轉體零件。 工 藝 過程復雜，生產(chǎn)周期長，費用高。 合金材料 鋼、鐵 6 壓力 澆鑄 1. 精度高，尺寸偏差； 2. 表面粗糙度 ； 3. 壁厚≥ ； 生產(chǎn)率高；設 備 費用高。 有色金屬及其 合金 低壓 鑄造 ≥ IT10IT6 ，取決于鑄型 生產(chǎn)率高； 成 本 低但壓鑄機、鑄型成本高 大批量的大、中型有色合金鑄件，可生產(chǎn)形狀復雜的薄壁鑄件 有色金屬合金為主 鍛 件 自由鍛 1. 精度低，尺寸偏差 ； 。 重量不限； 單件或小批量生產(chǎn)； 形狀較簡單零件。 生產(chǎn)率低； 成本高； 纖 維 組織好 ， 強度高。 精鍛 1. 壁厚≥ ； 2. 精度高，尺寸偏差； 3. 表面粗糙度 。 型材 熱軋 棒料精度 IT1516 斷 面 有圓形、方形六角 形 和異形等 一般零件 板料 管料 棒料 冷拉 棒料精度 IT912 六角車床或自動機床加工 焊接件 1. 加工余量大； 2. 壁厚≥ 1mm； 制造簡單，生 產(chǎn) 周期短 抗震性差，變形大。 型材 沖壓件 1. 精 度 高 ， 尺 寸 偏 差； 2. 表面粗糙度 。 板料 冷擠壓件 1. 精度高 IT67； 2. 表面粗糙度 。 有色金屬、碳鋼低合金鋼 7 確定毛坯的尺寸公差 查閱參考文獻 [1]表 和 可知，鑄件的尺寸公差等級為 CT7，加工余量等級按 CT7MAE級。缸蓋與缸體結合面的尺寸公差為 ， ?34H8 孔的尺寸公差為 ， ?23 孔的尺寸公差為 ， ?18H8 孔的尺寸公差為 。 缸蓋毛坯尺寸與公差 表 零件尺寸（ mm） 單面加工余量（ mm） 公差尺寸（ mm） 鑄件尺寸 (mm) 缸蓋與缸體結合面 :75 77177。 1 ?22端面： 11 13177。 ?23錯誤 !未指定書簽。錯誤 !未指定書簽。 20177。 ?18 H8 15177。選擇的原則具體如下 : 1) 應盡可能使全部或大部分鑄件，或者加工基準面與重要加工面處于同一半型內(nèi) 8 以避免因合型不準產(chǎn)生錯型，保證鑄件尺寸精度。 3) 分型面應盡量選用平面。 圖 零件的分型面 根據(jù)分型面的選取原則，結合缸蓋低壓鑄造的實際情況，由于低壓鑄造是由下而上的充填鑄型型腔，所以本次設計選擇缸蓋與缸體的結合面（ A面）為分型面。 毛坯的技術要求 1). 毛坯不允許有氣孔、裂紋、飛邊、夾雜等缺陷。不允許有凸凹和皺紋，去毛刺。 3). 毛坯液體噴砂處理。查參考文獻 [1]表 R1R3。查參考文獻 [1]表 30′。 精基準的選擇 精基準的選擇應從整個工藝過程來考慮，如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并使工件裝夾方便可靠，夾具結構簡單。 2) “基準統(tǒng)一”原則 即應選擇個加工表面都能共同 使用的定位基準來作為精基準，這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準轉換所產(chǎn)生的定位誤差。 4) “自為基準”原則 在有些精加工或光整加工工序中，要求余量盡量小而均勻，在加工時可選擇加工表面本身作為基準。綜上所 訴，選擇缸蓋與缸體結合面 (A面 )與零件上 2 個 ?7孔（加工 A面 時一起加工的螺孔 ）作 為本次加工的精基準。 10 圖 零件的精基準 粗基準的選擇 粗基準的選擇應從零件加工的全過程來考慮。 1) 若工件必須首先保證某重要表面加工余量均勻，則應選擇該表面為粗基準 。 3) 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上有不需要加工的表面，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準。 5) 毛坯表面做粗基準一般只使用一次，以后不在重復使用，這主要是因為毛坯表面的精度差、表面粗糙，用以定位誤差大的原因。而本次設計精基準是缸蓋與缸體的結合面 (A面 )，且 A 面自己的粗糙度要求為 ，為了保 證 A面的加工精度，為了保證缸蓋的厚度 75mm 和加工零件精 11 基準的定位孔 ?7，故選擇 K 面和零件上 ?34 孔 作為粗加工基準。 圖 零件的粗基準 零件表面加工方法的選擇 本零件的主要加工面有內(nèi)孔和端面，材料為 ZL104。能到達此標準的加工方法有： 1) 粗車 半精車 精車 2) 粗銑 半精銑 精銑 3) 粗銑 半精銑 半精磨 4) 粗刨 半精刨 精刨 5) 粗拉 精拉 刨削主要用于單件小批量生產(chǎn)，由于本零件要求大批④量生產(chǎn)，故不符排除；由于零件材料為鋁合金，不適合用磨削加工，故排除磨削加工；車削主要用于加工回轉體端面，而此零件不是回轉體，故也排除；本零件是缸蓋，需加工的面是個圓環(huán)，也不適合用拉削加工。 缸蓋上水泵型鍵的端面 此端面的公差等級為 IT7，內(nèi)表面粗糙度為 。 缸蓋零件上的 ?34 H8 孔 這個孔的公差等級為 IT8，孔內(nèi)表面粗糙度為 ，能達到此標準的加工方法有： 1) 鉆 粗鉸 精鉸 2) 鉆 擴 粗鉸 精鉸 3) 粗鏜 半精鏜 精鏜 4) 粗鏜 半精鏜 磨孔 鉆、擴、鉸的孔加工方法一般適用于 d15mm 的有色金屬，由于本孔為 ?34mm，所以排除這個加工方法；由于零件材料為鋁合金，不適合用磨削加工，故排除此加工方法。 其他孔和表面的加工方法 1) ee 視圖上的 ?26 H8 孔：公差 等級為 IT8，內(nèi)表面粗糙度為 ，經(jīng) 粗鏜 半精鏜 精鏜 即可。 3) dd 視圖和 ff視圖上 ?13 H8 孔：公差等級為 IT8,內(nèi)表面粗糙度為 Ra ，經(jīng)鉆 擴 粗鉸 精鉸即可。 5) EE 視圖上的 ?25 H8 孔：公差等級為 IT8，內(nèi)表面粗糙度為 Ra ，經(jīng)粗鏜 半精鏜 精鏜即可。 7) BB 展開圖中 ?22孔：公差等級為 IT8，端面粗糙度為 ，經(jīng)粗銑 半精銑即可。 9) 分別鉆出水泵型鍵及結合面外形上的 4M6螺孔， aa視圖中的 3M6螺孔和 gg旋轉視圖中的 2M5 螺孔。 加工階段的劃分 零件毛坯在加工表面上都留有一定的加工余量，并要求通過加工來獲得設計所要求的 加工精度和表面粗糙度，為此，常將零件的加工過程分階段來進行。所以，擬定工藝路線時，應確定好零件這些部位的粗加工，半精加工和精加