【正文】 36 附錄1 36 附錄2 46 36 1. 緒論畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們理工科學(xué)生的一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),也是最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。本文從提高柴油機(jī)制造技術(shù)出發(fā),詳細(xì)地闡述了夾具設(shè)計(jì)和機(jī)床概念設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)步驟、注意點(diǎn)等,針對(duì)加工中心設(shè)計(jì)出了一套專(zhuān)用夾具,以滿(mǎn)足箱體加工精度高的生產(chǎn)要求。另外,選擇合理的切削用量,對(duì)提高產(chǎn)品加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率、成本、設(shè)備利用率等指標(biāo)有重要作用。然后利用加工中心進(jìn)行基孔、主軸承孔的粗加工、半精加工、精加工，最后進(jìn)行攻絲。在柴油機(jī)制造行業(yè)的技術(shù)改造中,除了要選好產(chǎn)品,增強(qiáng)自主開(kāi)發(fā)能力外,還要根據(jù)市場(chǎng)的變化在工藝的制定上建立與市場(chǎng)需求相適應(yīng)的生產(chǎn)線(xiàn),建立以加工中心為主、以組合機(jī)床為輔的機(jī)體、缸蓋等箱體類(lèi)零件的綜合生產(chǎn)線(xiàn),使之能根據(jù)產(chǎn)品的變化批量生產(chǎn)并占領(lǐng)市場(chǎng)。徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)摘要二十一世紀(jì)的制造業(yè)面臨著顧客需求驅(qū)動(dòng)、不可預(yù)測(cè)、快速多變和來(lái)自全球不斷增加的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),而且競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇。市場(chǎng)的不斷變化要求制造系統(tǒng)加工的產(chǎn)品品種能夠快速變換以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。根據(jù) S195 柴油機(jī)機(jī)體的具體情況和生產(chǎn)綱領(lǐng)要求,本文較詳細(xì)地設(shè)計(jì)了 S195 柴油機(jī)機(jī)體加工工藝方案的設(shè)計(jì)原則和工藝路線(xiàn),在工藝方案的設(shè)計(jì)研究過(guò)程中,選擇了加工中心與組合機(jī)床、專(zhuān)用機(jī)床結(jié)合的方式,首先利用組合機(jī)床進(jìn)行頂?shù)酌?、兩端面的粗銑、兩?cè)面的粗銑,然后進(jìn)行下底面、兩端面、兩側(cè)面的精銑。通過(guò)論證分析,體現(xiàn)了所選方案設(shè)計(jì)的合理性、可行性。作為制造系統(tǒng)重要組成部分的夾具設(shè)計(jì)和機(jī)床設(shè)計(jì)部分,制造系統(tǒng)對(duì)其提出了較高的要求?？傊?本文是本人通過(guò)工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型到工藝試制等一系列過(guò)程的親身體驗(yàn)所完成的,是一篇理論結(jié)合實(shí)際的文章。它是在我們學(xué)完了全部基礎(chǔ)課程及專(zhuān)業(yè)課程以后,并在一些課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,通過(guò)搜集豐富的資料和到工廠(chǎng)參觀(guān)實(shí)習(xí)以后,進(jìn)行的一次全面的、系統(tǒng)的基本知識(shí)和基本技能的訓(xùn)練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),進(jìn)一步鞏固、擴(kuò)大和深化我們所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能,提高我們?cè)O(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖、編寫(xiě)技術(shù)文件以及正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)等工具書(shū)的獨(dú)立工作能力。制造業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)中一個(gè)關(guān)鍵性的工業(yè)部門(mén),它在建設(shè)國(guó)家強(qiáng)大的社會(huì)物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)中起著十分重要的作用。因此,每個(gè)工業(yè)化國(guó)家都給予制造業(yè)以足夠的重視,把制造同科學(xué)與技術(shù)并列為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展確保的三大研究主題。在制造業(yè)信息化環(huán)境中,工藝設(shè)計(jì)是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的第一步,工藝規(guī)程是進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)制造和決定零件加工方法與加工路線(xiàn)的主要依據(jù),它對(duì)組織生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、縮短生產(chǎn)周期及改善勞動(dòng)條件等都有直接的影響,是生產(chǎn)中的關(guān)鍵工作。夾具的快速設(shè)計(jì)與制造,己經(jīng)成為產(chǎn)品快速變換和制造系統(tǒng)新建成或重構(gòu)后運(yùn)行的瓶頸,嚴(yán)重地影響制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)建造周期、系統(tǒng)生產(chǎn)率、質(zhì)量和成本。專(zhuān)用夾具的使用,一方面縮短了工序時(shí)間,降低了加工成本。組合機(jī)床是專(zhuān)用機(jī)床的一種重要類(lèi)型,是由大量通用部件及少量專(zhuān)用部件組合起來(lái)的高效專(zhuān)用機(jī)床,它既具有專(zhuān)用機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度較高的特點(diǎn)。當(dāng)前,社會(huì)經(jīng)濟(jì)正經(jīng)歷著從工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識(shí)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變的過(guò)程,知識(shí)正在成為生產(chǎn)力要素中最活躍、最重要的部分。該柴油機(jī)采用常柴Ⅱ型渦流燃燒室、平板型鑲塊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷起動(dòng)性能好；應(yīng)用稀土球墨鑄鐵曲軸、凸輪軸，加工容易，耐磨性好；采用雙軸平衡結(jié)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小。其外形如下圖2—1 圖2—1箱體外形. S195柴油機(jī)箱體的作用S195 柴油機(jī)是往復(fù)式活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng),它是把燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒,并使它產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種機(jī)器。活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),通用連桿作用,帶動(dòng)曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),反之,曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí),也可使活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng),曲軸旋轉(zhuǎn)一周往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次,活塞往復(fù)四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)過(guò)程,曲軸旋轉(zhuǎn) 720176。氣缸體軸箱中,用來(lái)安裝活塞的部位稱(chēng)氣缸,氣缸體是氣缸的本體,曲軸箱分為上、下兩部分,上部用來(lái)支承曲軸,下部用來(lái)儲(chǔ)存機(jī)油。. S195 柴油機(jī)箱體的技術(shù)分析機(jī)體底面及側(cè)面是主要的安裝基面,曲拐軸帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn),飛輪起到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,便于啟動(dòng)和能量轉(zhuǎn)換作用。機(jī)體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,屬薄壁件,內(nèi)部采用隧道式加強(qiáng)筋,剛性較好,尺寸精度、形狀公差要求高,工序多,表面質(zhì)量要求較高。S195 柴油機(jī)機(jī)體上分布著一些大小不一的孔,這些孔對(duì)位置尺寸精度要求都較高,所以平面是后面加工孔的基準(zhǔn),銑平面時(shí)要注意保證平面的精度,包括平行度、平面度、垂直度、表面粗糙度,都要達(dá)到很高的要求,為孔加工做準(zhǔn)備。同軸線(xiàn)的孔較多,對(duì)同軸度要求較高。機(jī)體的底面及側(cè)面和油底殼相連,應(yīng)有很高的平面度和較細(xì)的表面粗糙度。采用數(shù)控加工中心進(jìn)行箱體加工，憑借加工中心自身的精度和加工效率高、剛度好和自動(dòng)換刀的特點(diǎn)。由于加工中心裝夾受到表面加工的限制，所以采用在組合機(jī)床上加工需要銑的平面，然后再加工中心上加工其余各孔，為了便于編程，我采用了逐面加工的路線(xiàn)，這樣編程簡(jiǎn)單，明了。在選擇精基準(zhǔn)時(shí)，首先要遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，即使具有相互位置精度要求的加工表面的大部分工序，盡可能用同一組基準(zhǔn)定位。. 粗基準(zhǔn)的選擇加工精基準(zhǔn)時(shí)定位用的粗基準(zhǔn)，應(yīng)能保證重要加工表面（主軸支承孔）的加工余量均勻；應(yīng)保證裝入箱體中的軸、齒輪等零件與箱體內(nèi)壁各表面間有足夠的間隙；應(yīng)保證加工后的外平面與不加工的內(nèi)壁之間壁厚均勻以及定位、夾緊牢固可靠。若鑄造時(shí)各軸孔和內(nèi)腔泥芯是整體的，且毛坯精度較高，則以上各項(xiàng)要求一般均可滿(mǎn)足。自然時(shí)效比人工時(shí)效了，目前仍用于精密機(jī)床鑄件，一般都在毛坯鑄造后立即時(shí)效。對(duì)于精密機(jī)床的主軸箱體，應(yīng)為粗加工后甚至半精加工之后再安排一次時(shí)效處理。（2）箱體加工工藝的原則 擬訂箱體類(lèi)零件工藝過(guò)程時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則： “先面后孔”的原則。這是因?yàn)樽鳛榫娴钠矫嬖谧畛醯墓ば蛑袘?yīng)該首先加工出來(lái)。有些精度要求較低的螺釘孔，可根據(jù)加工的方便及工序時(shí)間的平衡，安排其工序的次序。前者是因?yàn)橐暂S孔為定位基準(zhǔn)，而后者會(huì)影響軸孔精細(xì)鏜時(shí)的加工質(zhì)量。由于箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要表面的精度要求高，為減少或消除粗加工時(shí)產(chǎn)生的切削力、夾緊力和切削熱對(duì)加工精度的影響，一般應(yīng)盡可能把粗精加工分開(kāi)，并分別在不同機(jī)床上進(jìn)行。（3）主要表面加工方法的選擇 箱體的主要加工表面為平面和軸承支孔。銑削的生產(chǎn)率一般比刨削高，在成批和大量生產(chǎn)中，多采用銑削。箱體平面的精加工，在單件小批生產(chǎn)時(shí)，除一些高精度的箱體仍需手工刮研以外，一般多以精刨代刮；當(dāng)生產(chǎn)批量大而精度要求又高時(shí)，多采用磨削。. 制定工藝方案應(yīng)注意的其他問(wèn)題加工中心具有自動(dòng)換刀裝置，能在工件一次裝夾自動(dòng)完成銑、鉆、鏜、鉸、攻螺紋等工序，具有高生產(chǎn)力和質(zhì)量穩(wěn)定性的特點(diǎn)。粗銑平面時(shí)，加工余量較大，工件會(huì)產(chǎn)生較大的熱變形，應(yīng)將粗、精銑分開(kāi)，使零件能夠充分冷卻。鑒于鉆孔后還要攻絲，因此，可將各孔位置編成子程序，采用M98指令呼叫到主程序中，即可方便的重復(fù)使用，又可減少編成時(shí)坐標(biāo)的錯(cuò)誤。精鏜孔時(shí)，由于一般使用單刃鏜刀，編成時(shí)還應(yīng)注意幾個(gè)問(wèn)題：一是當(dāng)手工在主軸位置裝刀時(shí)，應(yīng)先用M19指令時(shí)主軸遞給，然后讓刀尖朝內(nèi)（即背對(duì)操作者）進(jìn)行安裝；二是采用G76指令編成時(shí)，應(yīng)設(shè)定相應(yīng)Q值，鏜孔完成后，主軸會(huì)向刀尖相反的方向移動(dòng)以定位值（Q）值，退刀時(shí)，避免刀具劃傷孔表面。如果兩側(cè)孔直徑相同，就可以使用一把刀采用直鏜的形式完成兩側(cè)孔的加工，如果兩側(cè)孔徑不同，在編制加工程序時(shí)可以先鏜孔徑大的一頭孔，然后換刀（對(duì)稱(chēng)孔小孔的精鏜刀），工作臺(tái)不換位，利用鏜大孔的 X、Y 坐標(biāo)，通過(guò)設(shè)定適當(dāng)?shù)?Z 坐標(biāo)，使鏜刀從大孔一端直伸過(guò)去，完成另一側(cè)小孔的鏜削。采用這種方法有一個(gè)前提：即兩孔間距不能過(guò)大，否則會(huì)因刀桿過(guò)長(zhǎng)，在加工時(shí)引起振動(dòng)反而影響加工精度。. S195柴油機(jī)的加工工藝路線(xiàn)編制S195柴油機(jī)的箱體簡(jiǎn)圖如下：見(jiàn)圖3—1圖3—1S195柴油機(jī)箱體簡(jiǎn)圖 續(xù)圖3—1S195柴油機(jī)箱體簡(jiǎn)圖 . 工藝路線(xiàn)的確定一、組合機(jī)床上銑面1 粗銑兩端面2 精銑兩端面3 粗銑前后面4 精銑前后面5 粗銑上下面6 精銑上下面7 鉆上下面孔8 攻上下面螺紋孔二、加工中心加工齒輪室蓋面各孔1 粗鏜孔2 半精鏜孔3 粗鏜孔4 粗鏜孔5 粗鏜孔6 粗鏜孔7 孔口倒角145o8 孔口倒角145o9 孔口倒角145o10 精鏜孔11 精鏜孔12 精鏜孔13 精鏜孔14 精鏜孔15 鉆螺紋底孔16 鉆孔17 鉆定位孔18 攻螺紋19 攻螺紋20 鉸定位孔三、加工氣缸蓋各面孔1 粗鏜孔2 粗鏜孔3 半精鏜孔4 粗鏜孔5 半精鏜孔6 精鏜孔7 精鏜孔8 精鏜孔9 鉆螺紋底孔10 攻螺紋四、加工主軸承蓋面各孔1 粗鏜孔2 半精鏜孔3 粗鏜孔4 粗鏜孔5 粗銑內(nèi)凸臺(tái)面6 精銑內(nèi)凸臺(tái)面7 鉆螺紋底孔8 45o9 孔口倒角145o10 內(nèi)凸臺(tái)孔口倒角145o11 螺紋底孔孔口倒角145o12 精鏜孔13 精鏜孔14 精鏜孔15 鉆螺紋底孔16 鉆油孔 深 16（與油孔連通）17 鉆油孔 深 1218 鉆銷(xiāo)孔（內(nèi)凸臺(tái)面）19 攻螺紋20 攻螺紋五、加工后蓋面各孔1 鉆螺紋底孔2 鉆螺紋底孔3 鉆螺紋底孔4 攻螺紋5 攻螺紋6 攻螺紋六、割擋圈槽割擋圈槽七、鉆鉸挺柱孔 擴(kuò)孔 粗鉸挺柱孔 精鉸挺柱孔八、吹凈鐵屑，裝盤(pán)九、按照機(jī)體質(zhì)量檢驗(yàn)卡品中指定的項(xiàng)目檢查. S195 箱體切削用量、加工余量、工時(shí)等計(jì)算. 銑平面：選用雙面組合銑床，夾具選用專(zhuān)用夾具，選用可轉(zhuǎn)位面銑刀，直徑為，齒數(shù)為，查《金屬切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》，以下簡(jiǎn)稱(chēng)《手冊(cè)》，得,查《手冊(cè)》，并計(jì)算：（1）吃刀深度,取為，即，,（2）切削速度 見(jiàn)式（） 式（）查表， 帶入數(shù)字得到：（3） 主軸轉(zhuǎn)速 見(jiàn)式（） 式（） 現(xiàn)在采用X63臥式銑床，根據(jù)《手冊(cè)》，故 （4） 走刀量 根據(jù)，帶入數(shù)字計(jì)算得（5） 機(jī)動(dòng)工時(shí) 見(jiàn)式（） 式（） ，所以,工作地服務(wù)時(shí)間占工序時(shí)間的，所以粗銑其他平面時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速取為，切削速度，走刀量，吃刀深度，走刀次數(shù)均為次。鉆上平面螺紋孔時(shí) 用復(fù)合鉆，查表計(jì)算得鉆螺紋孔時(shí) 用復(fù)合鉆，查表計(jì)算得鉆螺紋孔時(shí) 用復(fù)合鉆，查表計(jì)算得鉆下平面孔時(shí) 用復(fù)合鉆，查表計(jì)算得鉆長(zhǎng)油孔與油孔連通 用長(zhǎng)鉆頭 查表計(jì)算得鉆孔口倒角時(shí) 用復(fù)合鉆 查表計(jì)算上平面攻絲(1)攻螺紋 (2)攻螺紋 (3)攻螺紋 下平面攻絲，攻螺紋 加工中心各工序和時(shí)間定額一、加工齒輪室蓋面1. 鏜孔 確定加工方案對(duì)于基本尺寸為,公差為,查《工藝手冊(cè)》，確定其公差等級(jí)為，根據(jù)“孔加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度”表，確定其加工方案為：粗鏜半精鏜精鏜 確定加工余量對(duì)于大批生產(chǎn)，砂型機(jī)器造型，取尺寸公差等級(jí)為級(jí)，加工余量等級(jí)為級(jí)，這是底側(cè)面加工余量等級(jí)，砂型鑄造孔的余量等級(jí)需降低一級(jí)選用，其加工余量等級(jí)為級(jí)，級(jí)。精鏜余量 半精鏜余量 粗鏜余量 計(jì)算各工