【正文】 介紹 分重要工序工序尺寸 16 削用量及基本時(shí)間 17 第3章 夾具設(shè)計(jì) 28 31機(jī)床夾具的分類基本組成及功能 28 31 1機(jī)床夾具的分類 28 具的基本組成 28 用夾具的主要功能 28 用夾具設(shè)計(jì)的基本要求 29 32 12V180C 系列柴油機(jī)連桿銑剖分面夾具設(shè)計(jì) 指出 29 夾具設(shè)計(jì) 30 33 12V180C系列柴油機(jī)連桿鏜大小頭孔夾具設(shè)計(jì)29 問題的指出 夾具設(shè)計(jì) 32 結(jié)論 34 參考文獻(xiàn) 35 致謝 36 附件1 37 附件2 62第1章 緒論 11機(jī)車柴油機(jī)簡介 柴油機(jī)概述柴油機(jī)是一種動(dòng)力機(jī)械它以柴油為燃料將柴油燃燒而產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能柴油機(jī)廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)交通運(yùn)輸國防及人民日常生活中柴油機(jī)的型式很多一般可按下述幾種方式分類①按工作方式二沖程四沖程 ②按汽缸數(shù)單缸多缸③按汽缸直徑95105135 mm 等柴油的特點(diǎn)是自燃溫度低所以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無需要火花塞之類的點(diǎn)火裝置它采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度使空氣溫度超過柴油的自燃測試這時(shí)再噴入柴油柴油噴霧和空氣混合的同時(shí)自己點(diǎn)火燃燒從性能上說國內(nèi)傳統(tǒng)柴油機(jī)一直給人以體積笨重振動(dòng)噪聲大以及排放污染嚴(yán)重的印象因此國產(chǎn)轎車基本都采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)然而近年來國外知名車商開始將一些最新的柴油機(jī)技術(shù)引入到中國大大改善了國人對柴油機(jī)的偏見譬如一汽大眾剛剛推出寶來TDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)其環(huán)保性動(dòng)力性以及平順性都不遜于汽油機(jī)同時(shí)又具有柴油機(jī)特有的巨大扭力和超低油耗市場前景十分看好2柴油機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)柴油機(jī)由燃燒室組件動(dòng)力傳遞組件機(jī)體和主軸承配氣機(jī)構(gòu)燃油系統(tǒng)和調(diào)速器潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)起動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成工作原理柴油機(jī)工作時(shí)一般分為吸氣壓縮爆發(fā)排氣等步驟開始時(shí)活塞從上止點(diǎn)下行到下止點(diǎn)將新鮮空氣吸入氣缸然后從下止點(diǎn)上行到上止點(diǎn)將吸入的氣體壓縮使其壓力及溫度升高當(dāng)接近上止點(diǎn)時(shí)氣體溫度已超過柴油燃點(diǎn)此時(shí)由噴油嘴將柴油噴入迅速燃燒高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞下行做功之后活塞再次從下止點(diǎn)上行將廢氣排出氣缸完成一個(gè)循環(huán)活塞往復(fù)不停地工作帶動(dòng)連桿使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)就從曲軸上把動(dòng)能傳輸出來1機(jī)車柴油機(jī)概述機(jī)車柴油機(jī)lootive diesel engine是指用于內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)燃車組或內(nèi)燃動(dòng)車的柴油機(jī)機(jī)車柴油機(jī)具有高功率強(qiáng)化柴油機(jī)的典型特征一般為四沖程V型機(jī)以12缸16缸最為普遍也有直列式6810缸的柴油機(jī)的寬度和高度受鐵路機(jī)車車輛限界標(biāo)準(zhǔn)的限制機(jī)車的允許軸重對柴油機(jī)重量也有一定的限制現(xiàn)代機(jī)車柴油機(jī)不斷提高增壓度見內(nèi)燃機(jī)增壓同時(shí)加大氣缸排量大功率柴油機(jī)的單機(jī)功率已達(dá)5000千瓦平均有效壓力為13～20兆帕燃料消耗率為200～225克千瓦178。300馬力最高速度80kmh該機(jī)車基本上是按從匈牙利進(jìn)口的ND1型內(nèi)燃機(jī)車仿造試制的1969年1970年和1977年四方廠戚墅堰廠和資陽內(nèi)燃機(jī)車廠以下簡稱資陽廠先后制造了6臺(tái)4500馬力等級的東方紅4型貨運(yùn)液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車機(jī)車裝用2臺(tái)16V200ZL型柴油機(jī)最高速度100kmh 1970年四方廠開始生產(chǎn)援助坦贊鐵路和越南等國的裝用12V180ZJ型柴油機(jī)的1000馬力的DFH1345型和2000馬力的DFH2型液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車總數(shù)達(dá)163臺(tái)這是最早走出國門的國產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)車本文所研究就是12V180ZJ型柴油機(jī)氣缸蓋的加工工藝過程1999年8月戚墅堰廠和浦鎮(zhèn)車輛廠合作制成了M9T雙M編組的新曙光號電力傳動(dòng)雙層內(nèi)燃車組媒介動(dòng)力車機(jī)車裝用1臺(tái)12V280ZJ型柴油機(jī)車組總功率為2179。9小頭平面銑工藝面94177。斜配重鋼質(zhì)鍛模件的機(jī)械加工余量按JB383585確定根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)由《機(jī)械制造工藝簡明手冊》表2225可查得除孔以外各內(nèi)外表面的加工余量孔的加工余量由《機(jī)械制造工藝簡明手冊》表2224查得表中余量值為單面余量1鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件成品質(zhì)量估算鍛件質(zhì)量為1352kg 2加工精度 零件表面均為精加工和磨削加工精度 3機(jī)械加工余量 用查表法確定機(jī)械加工余量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第一卷 表3225 表3226 表3227平面加工的工序余量mm 平面加工的工序余量mm 單面加工方法 單面余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 表面粗糙度125粗銑 IT12 69125精銑毛坯06 IT10 678 32 08 粗磨 03 IT8 672 16精磨 01 IT7 67 則連桿兩端面總的加工余量為A總A粗銑A精銑A粗磨A精磨2 150603012 mm 2連桿鑄造出來的總的厚度為H 67 72mm 一確定毛坯尺寸公差連桿的鍛件質(zhì)量1352kg形狀復(fù)雜系數(shù)S242CrMoA中合金元素含量大于30按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2211鍛件的材質(zhì)系數(shù)為M2采取平直分模線鍛件為精密精度等級則毛坯的公差可從《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表22142217查得連桿毛坯的尺寸公差如表22毛坯的同軸度誤差允許值為12mm殘留飛邊為12mm 毛坯圖表2連桿鍛件尺寸公差mm 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 偏差Φ137 15 Φ134 1795 425188Φ77Φ66 70 1 721 65分重要工序介紹一連桿兩端面的加工采用粗銑精銑粗磨精磨四道工序并將精磨工序安排在精加工大小頭孔之前以便改善基面的平面度提高孔的加工精度粗磨在轉(zhuǎn)盤磨床上使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削這種方法的生產(chǎn)率較高精磨在M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削這種辦法的生產(chǎn)率低一些但精度較高連桿大小頭孔的加工連桿大小頭孔的加工是連桿機(jī)械加工的重要工序它的加工精度對連桿質(zhì)量有較大的影響小頭孔是定位基面在用作定位基面之前它經(jīng)過了鉆擴(kuò)鉸三道工序鉆時(shí)以小頭孔外形定位這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小小頭孔在鉆擴(kuò)鉸后在金剛鏜床上與大頭孔同時(shí)精鏜達(dá)到IT6級公差等級然后壓入襯套再以襯套內(nèi)孔定位精鏜大頭孔由于襯套的內(nèi)孔與外圓存在同軸度誤差這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差大頭孔經(jīng)過擴(kuò)粗鏜半精鏜精鏜金剛鏜和珩磨達(dá)到IT6級公差等級表面粗糙度Ra 為04μm大頭孔的加工方法是在銑開工序后將連桿與連桿體組合在一起然后進(jìn)行精鏜大頭孔的工序這樣在銑開以后可能產(chǎn)生的變形可以在最后精鏜工序中得到修正以保證孔的形狀精度 連桿螺栓孔的加工連桿的螺栓孔經(jīng)過鉆擴(kuò)鉸工序加工時(shí)以大頭端面小頭孔及大頭一側(cè)面定位 為了使兩螺栓孔在兩個(gè)互相垂直方向平行度保持在公差范圍內(nèi)在擴(kuò)和鉸兩個(gè)工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向從而達(dá)到所需要的技術(shù)要求粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法這樣銑夾具沒有活動(dòng)部分能保證承受較大的銑削力精銑時(shí)為了保證螺栓孔的兩個(gè)端面與連桿大頭端面垂直使用兩工位夾具連桿在夾具的工位上銑完一個(gè)螺栓孔的兩端面后夾具上的定位板帶著工件旋轉(zhuǎn)1800 銑另一個(gè)螺栓孔的兩端面這樣螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證連桿體與連桿蓋的銑開工序剖分面亦稱結(jié)合面的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對刀精度來保證為了保證銑開后的剖分面的平面度不超過規(guī)定的公差003mm 并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度除夾具本身要保證精度外鋸片的安裝精度的影響也很大如果鋸片的端面圓跳動(dòng)不超過002 mm則銑開的剖分面能達(dá)到圖紙的要求否則可能超差但剖分面本身的平面度粗糙度對連桿蓋連桿體裝配后的結(jié)合強(qiáng)度有較大的影響因此在剖分面銑開以后再經(jīng)過磨削加工大頭側(cè)面的加工以基面及小頭孔定位它用一個(gè)圓銷小頭孔裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸保證對稱此對稱平面為工藝用基準(zhǔn)面確定工序尺寸的一般方法是由加工表面的最后工序往前推算最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)同一表面多次加工的工序尺寸與工序或工步的加工余量有關(guān)當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸應(yīng)用工序尺寸鏈解算 確定各主要面的工序尺寸圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)前面根據(jù)有關(guān)資料已經(jīng)查出本零件各圓柱面的總加工余量毛坯余量應(yīng)將總加工余量分為各工序加工余量然后由后往前計(jì)算工序尺寸中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度確定根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 表229 表234 1大頭孔各工序尺寸及其公差鑄造出來的大頭孔為55 mm 工序名稱 工序基 本余量 工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度1375 16 半精鏜 1137 16 134 134 125精鏜041375136二次粗鏜 2 擴(kuò)孔 136 63 一次粗鏜 2 132 132 2小頭孔各工序尺寸及其公差根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 表229表230 工序名稱 工序基本余量 工序經(jīng)濟(jì) 精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面 粗糙度精鏜02Φ7749 Φ7749 16半精鏜 02Φ7729Φ7729 64Φ68 二次粗鏜 9 Φ68125Φ771 Φ771 125 一次粗鏜 鍛至Φ68 1銑連桿大小頭平面 選用X52K機(jī)床根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表2481選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D 100 mm 切削速度Vf 247 ms 切削寬度 ae 80 mm 銑刀齒數(shù)Z 6 切削深度ap 3 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n 1000vD 475 rmin 根據(jù)表3131 按機(jī)床選取n 500 min 則實(shí)際切削速度V Dn1000179。018179。045 018 min 粗磨大小頭平面 選用M7350磨床根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表24170選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑D 40 mm 磨削速度V 033 ms 切削深度ap 03 mm fr0 0033 mmr Z 8 則主軸轉(zhuǎn)速n 1000vD 1588 rmin 根據(jù)表3148 按機(jī)床選取n 100 rmin 則實(shí)際磨削速度V Dn1000179。1 100179。8 001 min 按表3140 輔助時(shí)間ta 021 min 銑大頭兩側(cè)面選用銑床X62W 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表2477 88 選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D 50 mm 切削速度V 064 ms 銑刀齒數(shù)Z 3 切削深度ap 4 mm af 010 mmr 則主軸轉(zhuǎn)速n 1000vD 611 rmin 根據(jù)表3174 按機(jī)床選取n 750 rmin 則實(shí)際切削速度V Dn1000179。010179。045 018 min 粗鏜大頭孔 選用鏜床T68 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表2466選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D 135m 切削速度V 016 ms 進(jìn)給量f 030 mmr 切削深度ap 30 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n 000vD 47 rmin 根據(jù)表3141 按機(jī)床選取n 800 rmin 則實(shí)際切削速度V Dn1000179。800 019 min 按表2567 輔助時(shí)間ta 050 min 銑開連桿體和蓋 選用銑床X62W 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表2479 90 選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D 63 mm 切削速度V 034 ms 切削寬度ae 3 mm 銑刀齒數(shù)Z 24 切削深度ap 2 mm af 0015 mmr d 40 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n 1000vD 103 rmin 根據(jù)表3174 按機(jī)床選取n 750 rmin 則實(shí)際切削速度V Dn1000179。提高了生產(chǎn)效率；，夾緊可靠。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過程時(shí)，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。夾具體的總體設(shè)計(jì) 確定定位基準(zhǔn)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用的夾具。方案1：由零件及零件加工工藝可知由大端側(cè)面為和Φ81的孔為定位精基準(zhǔn)，采用一面兩銷的定位方案完全定位，如下圖： 定位方案一方案2：采用一個(gè)長銷定位Φ81的通孔加一個(gè)V形塊在小端定位，在左邊采用活動(dòng)的V形塊夾緊。方案二：采用一個(gè)長銷定位Φ81的通孔加一個(gè)V形塊在小端定位，在左邊采用活動(dòng)的V形塊夾緊。而第一個(gè)方案中采用一面兩銷的定位，既能保證Φ20孔軸的同軸度又能保證槽側(cè)面的平行度，所以第一個(gè)方案是最合理的方案。本工序的定位銷和20孔的配合選用的是H6/h5孔的尺寸為20，查表經(jīng)過計(jì)算得到定位銷尺寸為，由于在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，所選擇的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，不存在不重合定位誤差又由于定位副制造誤差引起的定位誤差Δ=+= 定位誤差小于零件要求的公差的三分之一，所以以上方案可行。根據(jù)文獻(xiàn)[3]：Fz=xFyFuFCFapafawZd0fnqwf此次工序選用的刀具為高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀：d0=160,l=12,Z=24,切削厚度ap=1，銑削寬度ae=40 CF=294, xF=,yF=,uF=,wF=0,qF=, 帶入公式得到Fz= 垂直分力Fv==199N 考慮到安全系數(shù)K=K1K2K3K4,其中K1=，K2=，K3=，K4= 所以 F=KF=397N,所以選用的機(jī)構(gòu)的夾緊力N397N 根據(jù)《夾具設(shè)計(jì)手冊》，使用夾具加工時(shí)，影響被加工零件位置精度的誤差因素主要有；定位誤差工件安裝在夾具上位置不準(zhǔn)確或不一致。加工過程誤差在加工過程中由于工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形、熱變形、磨損以及各種隨機(jī)因素所造成的加工誤差。定位誤差實(shí)質(zhì)上就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。找出以工序基準(zhǔn)為端點(diǎn)的在加工尺寸方向上的某個(gè)基本尺寸，對其進(jìn)行微分，就可以得到定位誤差。該夾具結(jié)構(gòu)簡單,操作方便。提高了生產(chǎn)效率；(3)夾具結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可