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畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 機(jī)械 051 姓名 XXX 下發(fā)日期 2009 3 20 題目 發(fā)動(dòng)機(jī)箱體機(jī)械加工工藝及孔夾具設(shè)計(jì) 專題 發(fā)動(dòng)機(jī)箱體機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆削 6 mm 孔專用夾具設(shè)計(jì)12 主 要 內(nèi) 容 及 要 求 主要內(nèi)容 1 確定生產(chǎn)類型 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 2 選擇毛坯種類及制造方法 繪制零件 毛坯綜合圖 3 擬訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 選擇各工序的加工設(shè)備和工藝裝備 確定各 工序切削用量和工序尺寸 計(jì)算某一代表工序的工時(shí)定額 4 填寫工藝文件 工藝過(guò)程卡片 或工藝卡片 工序卡片 可視工作量大小只 填部分主要工序的工序卡片 5 設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具 繪制裝配總圖和主要零件圖 6 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 要求 在教師指導(dǎo)下 獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)書 培養(yǎng)較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)能力 獲得機(jī) 械工程的基本訓(xùn)練 使整個(gè)設(shè)計(jì)上是先進(jìn)的 在經(jīng)濟(jì)上是合理的 在生產(chǎn)上時(shí)可行的 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)應(yīng)滿足加工質(zhì)量 生產(chǎn)率 經(jīng)濟(jì)性要求 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方案應(yīng)合理 有 一定的特色和見(jiàn)解 設(shè)計(jì)說(shuō)明書不少于 2 萬(wàn)字 查閱文獻(xiàn) 15 篇以上 翻譯與課題有關(guān) 的英文資料 2 篇 繪制圖紙折合總量不少于 7 張 A1 主要技 術(shù)參數(shù) 該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 5000 臺(tái) 設(shè)其備品率為 16 機(jī)械加工廢品率為 2 發(fā)動(dòng)機(jī)箱 體的年產(chǎn)量為 5900 件 年 進(jìn) 度 及 完 成 日 期 3 月 23 日 4 月 5 日 布置課題 理解熟悉設(shè)計(jì)任務(wù) 借閱資料 翻譯英文文獻(xiàn) 制訂 設(shè)計(jì)計(jì)劃 4 月 6 日 4 月 12 日 分析 抄畫零件圖 繪制零件 毛坯綜合圖 4 月 13 日 5 月 10 日 選擇加工方案 確定工藝路線和工藝尺寸 編制機(jī)械加工工藝 規(guī)程 5 月 11 日 5 月 31 日 設(shè)計(jì)專用夾具 繪制夾具總裝圖及主要零件圖 6 月 1 日 6 月 14 日 技術(shù)文件編制 編寫完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 打印圖紙 上交說(shuō)明 書和圖紙 6 月 15 日 6 月 21 日 請(qǐng)老師審閱畢業(yè)設(shè)計(jì) 準(zhǔn)備答辯 教學(xué)院長(zhǎng)簽字 日 期 教研室主任簽字 日 期 指導(dǎo)教師簽字 日 期 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 I 摘要 我的畢業(yè)論文的題目是發(fā)動(dòng)機(jī)箱體的機(jī)械加工工藝規(guī)程和專用夾具設(shè)計(jì) 發(fā)動(dòng)機(jī) 箱體是機(jī)器的基本零件 它將機(jī)器和發(fā)動(dòng)機(jī)中的軸 套 齒輪等有關(guān)零件連接成為一 個(gè)整體 并使之保證正確的位置以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來(lái)完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)箱 體的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的性能 精度和壽命 本設(shè)計(jì)說(shuō)明書是根據(jù)機(jī)械制造工藝專業(yè)教學(xué)委員會(huì)所制定的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱 結(jié)合所學(xué)專業(yè)的理論和實(shí)踐知識(shí) 編寫設(shè)計(jì)處一套機(jī)械加工工藝規(guī)程和工裝夾具 本 此設(shè)計(jì)有工作量大 專業(yè)知識(shí)范圍廣 要求高等特點(diǎn) 不同于前面所做的課程設(shè)計(jì) 對(duì)我們畢業(yè)生來(lái)講 是對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次重大考驗(yàn) 也是對(duì)我們參加工作之 前的很好的歷練 既提高了我們的專業(yè)要求 又培養(yǎng)了我們的實(shí)際設(shè)計(jì)意識(shí) 說(shuō)明書對(duì)零件的功用分析 零件的加工工藝過(guò)程 夾具工藝設(shè)計(jì)作了比較系統(tǒng) 完整的分析和論證 對(duì)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的說(shuō)明 并制定了合理的加工工藝路 線 對(duì)關(guān)鍵工序的加工余量 工序尺寸 工序公差 切削用量進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析 保證 整個(gè)工藝過(guò)程的完整 最后 對(duì)夾具精度也進(jìn)行了校核計(jì)算 關(guān)鍵詞 發(fā)動(dòng)機(jī)箱體 機(jī)械加工工藝 夾具 工序 加工余量 工序尺寸 切削用量 夾具精度 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 II Abstract The topic of my thesis is the design of machining technics regulatious and appropriative clamp of the box body of engine The box of engine is the basic spare of machine it conecs the staik set wheel gear etc of engine to the whole And accurate position to transfer torque or complete prescriptive movement The machining quality of the box body of engine will influence the performance precision an life of machine According to the plan and didactical brief made by machine manufacturing craft profession committee this design have mainly compiled and designed teachining technics regulations and appropriative clamp using professional theory and practical knowledge This design is not only a great chanllenge but also a good exercise for our graduate It has enhanced our lever of speciality at the same time it also has cultived our team sprint The design mainly introduces the spare parts craft process tongs technological design to make comparison system analysis and argumen integrity Design craft regulations to make expation and establishment reasonable of process craft route In this design I have analysed and calculated some key working proces which include the remaining quantity of process the measure of working procedure procedure the tolerance of working procedure techics cards Whatmore in the end I have designed a appropriative clamp and proof tested its precision to ensure the quality of workpiece Keyword machining quality the techics of machining clamp working procedure the remaining quantity of maching the measure of working procedure precision 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 III 目錄 摘要 I ABSTRACT II 目錄 III 第 1 章 緒論 1 1 1 課題研究的意義及現(xiàn)狀 1 1 1 1 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理 1 1 1 2 發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 2 1 1 2 課題研究的現(xiàn)狀及展望 4 1 2 論文主要研究?jī)?nèi)容 4 第 2 章 發(fā)動(dòng)機(jī)箱體工藝設(shè)計(jì) 6 2 1 箱 體 的 分 析 6 2 1 1 箱 體 的 功 用 分 析 6 2 1 2 計(jì) 算 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 確 定 生 產(chǎn) 類 型 7 2 1 3 箱 體 結(jié) 構(gòu) 和 功 用 的 分 析 7 2 1 4 箱 體 的 技 術(shù) 分 析 9 2 1 5 箱 體 的 材 料 分 析 10 2 2 發(fā)動(dòng)機(jī)箱 體 毛 坯 的 設(shè) 計(jì) 13 2 2 1 確定毛坯種類及加工方法的選擇 13 2 2 2 毛 坯 的 工 藝 分 析 及 要 求 15 2 2 3 毛 坯 余 量 和 公 差 的 確 定 16 2 3 工藝路線設(shè)計(jì) 18 2 3 1 零件圖的工藝分析 18 2 3 2 加工方法的選擇 21 2 3 3 箱體的材料及熱處理 22 2 3 4 階段的劃分 22 2 3 5 工序的集中與分散 23 2 3 6 基準(zhǔn)的選擇 24 2 3 7 擬 定 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 箱 體 的 工 藝 路 線 27 2 4 加 工 設(shè) 備 及 工 藝 裝 備 的 選 擇 28 2 5 加工工序設(shè)計(jì) 30 第 3 章 鉆床專用夾具設(shè)計(jì) 38 3 1 問(wèn)題的提出 38 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 IV 3 2 機(jī)床夾具的分類 38 3 2 1 通用夾具 38 3 2 2 專用夾具 38 3 3 夾具的設(shè)計(jì)內(nèi)容 39 3 3 1 定位基準(zhǔn)的選擇 39 3 3 2 工件的夾緊及夾緊裝置 39 3 3 3 夾緊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 40 3 3 4 夾緊力要素的確定 40 3 3 5 夾具材料的選擇 43 3 3 6 夾具誤差分析 44 3 4 鉆床夾具的設(shè)計(jì) 46 3 4 1 鉆床夾具的性能要求 46 3 4 2 鉆床夾具的特點(diǎn) 47 3 5 鉆套與工件間的距離 47 3 5 1 固定式鉆模特點(diǎn) 47 3 5 2 鉆套與被加工的尺寸關(guān)系 47 3 6 夾具的對(duì)刀 47 3 7 夾具體的設(shè)計(jì) 48 結(jié) 論 49 致謝 50 參考文獻(xiàn) 51 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 1 第 1 章 緒論 1 1 課題研究的意義及現(xiàn)狀 本次畢業(yè)論文是設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)箱體的機(jī)械加工工藝規(guī)程和專用夾具 發(fā)動(dòng)機(jī)約占整車質(zhì)量的 15 汽缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)里最重的零件 水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體 體和上曲軸箱常鑄成一體 稱為氣缸體 曲軸箱 也可稱為氣缸體 氣缸體一般用 灰鑄鐵鑄成 氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸 下半部為支承曲軸的曲軸箱 其內(nèi) 腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間 在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋 冷卻水套和潤(rùn)滑油道等 1 1 1 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理 曲柄連桿機(jī)構(gòu)在作功行程中把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 對(duì)外輸出動(dòng)力 而在其他三個(gè)行程中 即進(jìn)氣 壓縮 排氣行程中又把曲 軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 總的來(lái)說(shuō)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)借以產(chǎn)生 并傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu) 通過(guò)它把燃料燃燒后發(fā)出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能 發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油等的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車 最簡(jiǎn)單的辦法是通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi) 部燃燒汽油來(lái)獲得動(dòng)能 因此 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī) 燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生 有兩點(diǎn)需注意 1 內(nèi)燃機(jī)也有其他種類 比如柴油機(jī) 燃?xì)廨啓C(jī) 各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 2 同樣也有外燃機(jī) 在早期的火車和輪船上用的蒸汽機(jī)就是典型的外燃機(jī) 燃 料 煤 木頭 油 在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒產(chǎn)生蒸氣 然后蒸氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部來(lái)產(chǎn)生動(dòng) 力 內(nèi)燃機(jī)的效率比外燃機(jī)高不少 也比相同動(dòng)力的外燃機(jī)小很多 所以 現(xiàn)代汽車 不用蒸汽機(jī) 相比之下 內(nèi)燃機(jī)比外燃機(jī)的效率高 比燃?xì)廨啓C(jī)的價(jià)格便宜 比電動(dòng) 汽車容易添加燃料 這些優(yōu)點(diǎn)使得大部分現(xiàn)代汽車都使用往復(fù)式的內(nèi)燃機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用四沖程 四沖程分別是 進(jìn)氣 壓縮 燃燒 排氣 完成 這四個(gè)過(guò)程 發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)周期 2 圈 理解四沖程活塞 它由一個(gè)活塞桿和曲軸 相聯(lián) 過(guò)程如下 1 活塞在頂部開(kāi)始 進(jìn)氣閥打開(kāi) 活塞往下運(yùn)動(dòng) 吸入油氣混合氣 2 活塞往頂部運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮油氣混合氣 使得爆炸更有威力 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 2 3 當(dāng)活塞到達(dá)頂部時(shí) 火花塞放出火花來(lái)點(diǎn)燃油氣混合氣 爆炸使得活塞再次向 下運(yùn)動(dòng) 4 活塞到達(dá)底部 排氣閥打開(kāi) 活塞往上運(yùn)動(dòng) 尾氣從汽缸由排氣管排出 圖 1 1 四缸發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖 注意 內(nèi)燃機(jī)最終產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)的 活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)最終由曲軸轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng) 這樣才能驅(qū)動(dòng)汽車輪胎 1 1 2 發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 機(jī) 體 是 構(gòu) 成 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 骨 架 是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 各 機(jī) 構(gòu) 和 各 系 統(tǒng) 的 安 裝 基 礎(chǔ) 其 內(nèi) 外 安 裝 著 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 所 有 主 要 零 件 和 附 件 承 受 各 種 載 荷 因 此 機(jī) 體 必 須 要 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 機(jī) 體 組 主 要 由 氣 缸 體 曲 軸 箱 氣 缸 蓋 和 氣 缸 墊 等 零 件 組 成 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 總 體 構(gòu) 造 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 基 本 由 以 下 機(jī) 構(gòu) 和 系 統(tǒng) 組 成 曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 配 氣 機(jī) 構(gòu) 供 給 系 潤(rùn) 滑 系 冷 卻 系 點(diǎn) 火 系 和 起 動(dòng) 系 1 曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 它 的 功 用 是 將 燃 料 燃 燒 時(shí) 產(chǎn) 生 的 熱 量 轉(zhuǎn) 變 為 活 塞 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 的 機(jī) 械 能 再 通 過(guò) 連 桿 將 活 塞 的 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 變 為 曲 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 而 對(duì) 外 輸 出 動(dòng) 力 2 配 氣 機(jī) 構(gòu) 它 的 功 用 是 使 可 燃 混 合 氣 及 時(shí) 充 人 氣 缸 并 及 時(shí) 從 氣 缸 排 出 廢 氣 3 供 給 系 它 的 功 用 是 把 汽 油 和 空 氣 混 合 成 合 適 的 可 燃 混 合 氣 供 人 氣 缸 以 供 燃 燒 并 將 燃 燒 生 成 的 廢 氣 排 出 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 4 潤(rùn) 滑 系 它 的 功 用 是 將 潤(rùn) 滑 油 供 給 作 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 的 零 件 以 減 少 它 們 之 間 的 摩 擦 阻 力 減 輕 機(jī) 件 的 磨 損 并 部 分 地 冷 卻 摩 擦 零 件 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 3 5 冷 卻 系 它 的 功 用 是 把 受 熱 機(jī) 件 的 熱 量 散 到 大 氣 中 去 以 保 證 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 正 常 工 作 6 點(diǎn) 火 系 它 的 功 用 是 保 證 按 規(guī) 定 時(shí) 刻 及 時(shí) 點(diǎn) 燃 氣 缸 中 被 壓 縮 的 混 合 氣 7 起 動(dòng) 系 它 的 功 用 是 用 以 使 靜 止 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 起 動(dòng) 并 轉(zhuǎn) 入 自 行 運(yùn) 轉(zhuǎn) 汽 油 機(jī) 一 般 都 由 上 述 兩 個(gè) 機(jī) 構(gòu) 和 五 個(gè) 系 統(tǒng) 組 成 對(duì) 于 汽 車 用 柴 油 機(jī) 由 于 其 混 合 氣 是 自 行 著 火 燃 燒 的 所 以 柴 油 機(jī) 沒(méi) 有 點(diǎn) 火 系 因 此 柴 油 機(jī) 由 兩 個(gè) 機(jī) 構(gòu) 和 四 個(gè) 系 統(tǒng) 組 成 現(xiàn)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用缸數(shù)有 3 4 5 6 8 10 12 缸 排量 1 升以下的發(fā)動(dòng)機(jī) 常用三缸 1 2 5 升一般為四缸發(fā)動(dòng)機(jī) 3 升左右的發(fā)動(dòng)機(jī)一般為 6 缸 4 升左右為 8 缸 5 5 升以上用 12 缸發(fā)動(dòng)機(jī) 一般來(lái)說(shuō) 在同等缸徑下 缸數(shù)越多 排量越大 功 率越高 在同等排量下 缸數(shù)越多 缸徑越小 轉(zhuǎn)速可以提高 從而獲得較大的提升 功率 發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件是汽缸 活塞在汽缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng) 上面所描述的是單汽 缸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 而實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)動(dòng)機(jī)都是有多個(gè)汽缸的 4 缸 6 缸 8 缸比較常見(jiàn) 我們通常通過(guò)汽缸的排列方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)分類 直列 V 或水平對(duì)置 當(dāng)然現(xiàn)在還有大 眾集團(tuán)的 W 型 實(shí)際上是兩個(gè) V 組成 不同的排列方式使得發(fā)動(dòng)機(jī)在順滑性 制造 費(fèi)用和外型上有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 配備在相應(yīng)的汽車上 圖 1 2 三缸一蓋發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖 1 氣缸蓋螺栓 2 氣缸蓋 3 氣缸墊 發(fā)動(dòng)機(jī)的其他部分 凸輪軸 控制進(jìn)氣閥和排氣閥的開(kāi)閉 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 4 火花塞 火花塞放出火花點(diǎn)燃油氣混合氣 使得爆炸發(fā)生 火花必須在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候 放出 閥門 進(jìn)氣 出氣閥分別在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候打開(kāi)來(lái)吸入油氣混合氣和排出尾氣 在壓縮 和燃燒時(shí) 這兩個(gè)閥都是關(guān)閉的 來(lái)保證燃燒室的密封 活塞環(huán) 在氣缸壁和活塞中提出密封 1 防止在壓縮和燃燒時(shí)油氣混合氣和尾氣泄漏進(jìn)潤(rùn)滑油箱 2 防止?jié)櫥瓦M(jìn)入汽缸內(nèi)燃燒 大多 燒機(jī)油 的汽車就是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)太舊 活塞環(huán)不再密封引起的 尾氣管冒 青煙 活塞桿 連接活塞環(huán)和曲軸 使得活塞和曲軸維持各自的運(yùn)動(dòng) 潤(rùn)滑油槽 包圍著曲軸 里面有相當(dāng)數(shù)量的油 1 1 2 課題研究的現(xiàn)狀及展望 過(guò)去 氣缸體幾乎無(wú)一例外地都是采用灰鑄鐵制造的 即使在今天 灰鑄鐵仍然 在氣缸體中占有很高的比例 灰鑄鐵特別適合于用作氣缸體的材料 但其密度高達(dá) 7 2g cm3 因此 灰鑄鐵在發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化方面的競(jìng)爭(zhēng)能力十分有限 鋁合金當(dāng)前從 總體性能來(lái)說(shuō)都為輕金屬氣缸體提供了最優(yōu)越的條件 它相對(duì)于灰鑄鐵來(lái)說(shuō)減輕質(zhì)量 的潛力高達(dá) 50 左右 在汽油機(jī)領(lǐng)域內(nèi)用鋁合金代替灰鑄鐵的趨勢(shì)已經(jīng)相當(dāng)普遍 1 2 論文主要研究?jī)?nèi)容 本次論文的主要內(nèi)容有 1 確定生產(chǎn)類型 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 2 選擇毛坯種類及制造方法 繪制零件 毛坯綜合圖 3 擬訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 選擇各工序的加工設(shè)備和工藝裝備 確定各 工序切削用量和工序尺寸 計(jì)算某一代表工序的工時(shí)定額 4 填寫工藝文件 工藝過(guò)程卡片 或工藝卡片 工序卡片 可視工作量大小只 填部分主要工序的工序卡片 5 設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具 繪制裝配總圖和主要零件圖 6 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 5 在教師指導(dǎo)下 獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)書 培養(yǎng)較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)能力 獲得機(jī)械 工程的基本訓(xùn)練 使整個(gè)設(shè)計(jì)上是先進(jìn)的 在經(jīng)濟(jì)上是合理的 在生產(chǎn)上時(shí)可行的 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)應(yīng)滿足加工質(zhì)量 生產(chǎn)率 經(jīng)濟(jì)性要求 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方案應(yīng)合理 有 一定的特色和見(jiàn)解 計(jì)算步驟清晰 計(jì)算結(jié)果正確 設(shè)計(jì)制圖符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 使用計(jì) 算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì) 計(jì)算和繪圖 撰寫說(shuō)明書時(shí)要文字通順 語(yǔ)言簡(jiǎn)練 圖示清晰 翻譯與本課題相關(guān)的英文資料 要注意語(yǔ)句的通順和語(yǔ)言的簡(jiǎn)練 譯文要意思明 確 翻譯準(zhǔn)確 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 6 第 2 章 發(fā)動(dòng)機(jī)箱體工藝設(shè)計(jì) 2 1 箱 體 的 分 析 2 1 1 箱 體 的 功 用 分 析 箱 體 是 構(gòu) 成 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 骨 架 是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 各 機(jī) 構(gòu) 和 各 系 統(tǒng) 的 安 裝 和 裝 配 的 基 礎(chǔ) 其 內(nèi) 外 安 裝 著 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 所 有 主 要 零 件 和 附 件 承 受 各 種 載 荷 及 沖 擊 因 此 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 機(jī) 體 必 須 具 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 機(jī) 體 主 要 由 氣 缸 體 曲 軸 箱 氣 缸 蓋 和 氣 缸 墊 等 零 件 組 成 其 中 氣 缸 體 是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 機(jī) 體 的 最 主 要 的 組 成 部 分 氣 缸 體 和 上 曲 軸 箱 常 鑄 成 一 體 稱 為 氣 缸 體 曲 軸 箱 也 可 稱 為 氣 缸 體 氣 缸 體 一 般 用 灰 鑄 鐵 鑄 成 氣 缸 體 上 部 的 圓 柱 形 空 腔 稱 為 氣 缸 下 半 部 為 支 承 曲 軸 的 曲 軸 箱 其 內(nèi) 腔 為 曲 軸 運(yùn) 動(dòng) 的 空 間 在 氣 缸 體 內(nèi) 部 鑄 有 許 多 加 強(qiáng) 筋 冷 卻 水 套 和 潤(rùn) 滑 油 道 等 現(xiàn) 在 汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 常 用 缸 數(shù) 有 3 4 5 6 8 10 12 缸 排 量 1 升 以 下 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 常 用 三 缸 1 2 5 升 一 般 為 四 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 3 升 左 右 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 一 般 為 6 缸 4 升 左 右 為 8 缸 5 5 升 以 上 用 12 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 一 般 來(lái) 說(shuō) 在 同 等 缸 徑 下 缸 數(shù) 越 多 排 量 越 大 功 率 越 高 在 同 等 排 量 下 缸 數(shù) 越 多 缸 徑 越 小 轉(zhuǎn) 速 可 以 提 高 從 而 獲 得 較 大 的 提 升 功 率 本 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 的 任 務(wù) 是 設(shè) 計(jì) 3 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 箱 體 的 工 藝 路 線 及 規(guī) 程 圖 2 1 四 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 氣 缸 體 示 意 圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 7 2 1 2 計(jì) 算 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 確 定 生 產(chǎn) 類 型 該 產(chǎn) 品 年 產(chǎn) 量 為 5000 臺(tái) 設(shè) 其 備 品 率 為 16 機(jī) 械 加 工 廢 品 率 為 2 故 N Q 1 a b 2 1 n N 5000 1 16 2 2 2 5900 件 年 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 箱 體 的 年 生 產(chǎn) 量 為 5900 件 根 據(jù) 表 1 1 年 生 產(chǎn) 量 與 生 產(chǎn) 類 型 的 關(guān) 系 可 確 定 生 產(chǎn) 類 型 為 大 量 生 產(chǎn) 表 2 1 按 年 產(chǎn) 量 劃 分 生 產(chǎn) 類 型 生 產(chǎn) 類 型 年 生 產(chǎn) 量 單 件 生 產(chǎn) 1 10 小 批 量 生 產(chǎn) 10 150 中 批 量 生 產(chǎn) 150 500 大 批 量 生 產(chǎn) 500 5000 大 量 生 產(chǎn) 5000 在 零 件 進(jìn) 行 大 量 生 產(chǎn) 時(shí) 一 般 采 用 高 效 先 進(jìn) 的 方 法 要 有 加 工 流 水 線 基 于 現(xiàn) 場(chǎng) 的 生 產(chǎn) 設(shè) 備 充 分 利 用 現(xiàn) 有 設(shè) 備 的 同 時(shí) 應(yīng) 對(duì) 設(shè) 備 進(jìn) 行 適 當(dāng) 的 改 造 以 促 進(jìn) 生 產(chǎn) 的 發(fā) 展 2 1 3 箱 體 結(jié) 構(gòu) 和 功 用 的 分 析 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 約 占 整 車 質(zhì) 量 的 15 是 一 臺(tái) 機(jī) 器 的 核 心 部 件 之 一 它 為 機(jī) 器 的 正 常 運(yùn) 行 提 供 動(dòng) 力 而 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 箱 體 類 零 件 又 是 機(jī) 器 或 部 件 的 基 礎(chǔ) 它 將 機(jī) 器 或 部 件 中 的 軸 套 齒 輪 等 有 關(guān) 零 件 組 裝 成 一 個(gè) 整 體 使 它 們 之 間 保 持 正 確 的 相 互 位 置 并 按 照 一 定 的 傳 動(dòng) 關(guān) 系 協(xié) 調(diào) 地 傳 遞 運(yùn) 動(dòng) 或 動(dòng) 力 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 按 照 氣 缸 的 數(shù) 目 可 分 為 單 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 和 多 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 有 兩 個(gè) 以 上 氣 缸 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 都 稱 之 為 多 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 同 時(shí) 又 因 為 多 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 氣 缸 排 列 方 式 不 同 可 分 為 單 列 式 和 雙 列 式 單 列 式 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 各 個(gè) 氣 缸 排 成 兩 列 常 見(jiàn) 的 箱 體 類 零 件 有 機(jī) 床 主 軸 箱 機(jī) 床 進(jìn) 給 箱 變 速 箱 體 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 缸 體 和 機(jī) 座 根 據(jù) 箱 體 類 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 不 同 可 分 為 整 體 式 箱 體 和 分 離 式 箱 體 前 者 是 整 體 鑄 造 整 體 加 工 加 工 較 困 難 但 裝 配 精 度 較 高 后 者 可 分 別 制 造 便 于 加 工 和 裝 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 8 配 但 增 加 了 裝 配 的 工 作 量 箱 體 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 雖 然 多 種 多 樣 但 是 仍 有 共 同 的 主 要 特 點(diǎn) 形 狀 復(fù) 雜 壁 薄 且 不 均 勻 內(nèi) 部 呈 腔 形 加 工 部 位 多 加 工 難 度 大 既 有 精 度 要 求 較 高 的 孔 隙 和 平 面 也 有 許 多 精 度 要 求 較 低 的 緊 固 孔 因 此 一 般 中 型 機(jī) 床 制 造 廠 用 于 箱 體 類 零 件 的 機(jī) 械 加 工 勞 動(dòng) 量 約 占 整 個(gè) 產(chǎn) 品 的 15 20 氣 缸 體 應(yīng) 具 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 根 據(jù) 氣 缸 體 與 油 底 殼 安 裝 平 面 的 位 置 不 同 通 常 把 氣 缸 體 分 為 以 下 三 種 形 式 1 一 般 式 氣 缸 體 其 特 點(diǎn) 是 油 底 殼 安 裝 平 面 和 曲 軸 旋 轉(zhuǎn) 中 心 在 同 一 高 度 這 種 氣 缸 體 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 機(jī) 體 高 度 小 重 量 輕 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 便 于 加 工 曲 軸 拆 裝 方 便 但 其 缺 點(diǎn) 是 剛 度 和 強(qiáng) 度 較 差 2 龍 門 式 氣 缸 體 其 特 點(diǎn) 是 油 底 殼 安 裝 平 面 低 于 曲 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 中 心 它 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 強(qiáng) 度 和 剛 度 都 好 能 承 受 較 大 的 機(jī) 械 負(fù) 荷 但 其 缺 點(diǎn) 是 工 藝 性 較 差 結(jié) 構(gòu) 笨 重 加 工 較 困 難 3 隧 道 式 氣 缸 體 這 種 形 式 的 氣 缸 體 曲 軸 的 主 軸 承 孔 為 整 體 式 采 用 滾 動(dòng) 軸 承 主 軸 承 孔 較 大 曲 軸 從 氣 缸 體 后 部 裝 入 其 優(yōu) 點(diǎn) 是 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 剛 度 和 強(qiáng) 度 好 但 其 缺 點(diǎn) 是 加 工 精 度 要 求 高 工 藝 性 較 差 曲 軸 拆 裝 不 方 便 綜 合 比 較 三 種 形 式 氣 缸 體 的 優(yōu) 缺 點(diǎn) 在 本 次 設(shè) 計(jì) 中 選 用 龍 門 式 結(jié) 構(gòu) 現(xiàn) 代 汽 車 上 基 本 都 采 用 水 冷 多 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 對(duì) 于 多 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 氣 缸 的 排 列 形 式 決 定 了 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 外 型 尺 寸 和 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 對(duì) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 機(jī) 體 的 剛 度 和 強(qiáng) 度 也 有 影 響 并 關(guān) 系 到 汽 車 的 總 體 布 置 按 照 氣 缸 的 排 列 方 式 不 同 氣 缸 體 還 可 以 分 成 單 列 式 V 型 和 對(duì) 置 式 三 種 1 直 列 式 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 各 個(gè) 氣 缸 排 成 一 列 一 般 是 垂 直 布 置 的 單 列 式 氣 缸 體 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 加 工 容 易 但 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 長(zhǎng) 度 和 高 度 較 大 一 般 六 缸 以 下 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 多 采 用 單 列 式 有 的 汽 車 為 了 降 低 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 高 度 把 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 傾 斜 一 個(gè) 角 度 2 V 型 氣 缸 排 成 兩 列 左 右 兩 列 氣 缸 中 心 線 的 夾 角 180 稱 為 V 型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) V 型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 與 直 列 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 相 比 縮 短 了 機(jī) 體 長(zhǎng) 度 和 高 度 增 加 了 氣 缸 體 的 剛 度 減 輕 了 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 重 量 但 加 大 了 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 寬 度 且 形 狀 較 復(fù) 雜 加 工 困 難 一 般 用 于 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 9 8 缸 以 上 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 6 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 也 有 采 用 這 種 形 式 的 氣 缸 體 3 對(duì) 置 式 氣 缸 排 成 兩 列 左 右 兩 列 氣 缸 在 同 一 水 平 面 上 即 左 右 兩 列 氣 缸 中 心 線 的 夾 角 180 稱 為 對(duì) 置 式 它 的 特 點(diǎn) 是 高 度 小 總 體 布 置 方 便 有 利 于 風(fēng) 冷 這 種 氣 缸 應(yīng) 用 較 少 綜 合 考 慮 三 種 排 列 形 式 的 氣 缸 體 在 本 次 設(shè) 計(jì) 中 采 用 直 列 式 2 1 4 箱 體 的 技 術(shù) 分 析 由 于 箱 體 的 加 工 質(zhì) 量 將 直 接 影 響 機(jī) 器 或 部 件 的 精 度 性 能 和 壽 命 所 以 箱 體 零 件 的 加 工 精 度 對(duì) 機(jī) 器 加 工 精 度 非 常 重 要 在 箱 體 零 件 各 加 工 表 面 中 通 常 平 面 的 加 工 精 度 比 較 容 易 保 證 而 精 度 要 求 較 高 的 支 撐 孔 的 加 工 精 度 以 及 孔 與 孔 之 間 孔 與 平 面 之 間 的 相 互 位 置 精 度 則 較 難 保 證 箱 體 零 件 的 技 術(shù) 要 求 主 要 可 歸 納 如 下 1 主 要 平 面 的 形 狀 精 度 和 表 面 粗 糙 度 箱 體 的 主 要 平 面 是 裝 配 基 準(zhǔn) 并 且 往 往 是 加 工 時(shí) 的 定 位 基 準(zhǔn) 所 以 應(yīng) 有 較 高 的 平 面 度 和 較 小 的 粗 糙 度 值 否 則 直 接 影 響 箱 體 加 工 時(shí) 的 定 位 精 度 影 響 箱 體 加 工 的 定 位 精 度 影 響 箱 體 與 機(jī) 座 總 裝 時(shí) 的 接 觸 剛 度 和 相 互 位 置 精 度 一 般 箱 體 的 主 要 平 面 的 平 面 度 在 0 1 0 03mm 表 面 粗 糙 度 Ra2 5 0 63 m 各 主 要 平 面 對(duì) 裝 配 基 準(zhǔn) 面 垂 直 度 為 0 1 300 2 孔 的 尺 寸 精 度 幾 何 形 狀 精 度 和 表 面 粗 糙 度 箱 體 上 的 軸 承 支 撐 孔 本 身 的 尺 寸 精 度 形 狀 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 都 較 高 否 則 將 影 響 軸 承 與 箱 體 孔 的 配 合 精 度 使 軸 的 回 轉(zhuǎn) 精 度 下 降 也 使 傳 動(dòng) 件 如 齒 輪 產(chǎn) 生 振 動(dòng) 和 噪 聲 一 般 箱 體 的 主 軸 支 撐 孔 的 尺 寸 精 度 為 IT6 圓 度 圓 柱 度 公 差 不 超 過(guò) 孔 徑 公 差 的 一 半 表 面 粗 糙 度 值 為 Ra0 63 0 32 m 其 余 尺 寸 精 度 為 IT7 IT6 表 面 粗 糙 度 為 Ra2 5 0 63 m 3 主 要 孔 和 平 面 的 相 互 位 置 精 度 同 一 軸 線 的 孔 應(yīng) 有 一 定 的 同 軸 度 要 求 各 支 撐 孔 之 間 也 應(yīng) 有 一 定 的 孔 距 尺 寸 精 度 及 平 行 度 要 求 否 則 不 僅 裝 配 有 困 難 而 且 使 軸 的 運(yùn) 轉(zhuǎn) 情 況 惡 化 溫 度 升 高 軸 承 磨 損 加 劇 齒 輪 嚙 合 精 度 下 降 引 起 振 動(dòng) 和 噪 聲 影 響 齒 輪 壽 命 支 撐 孔 之 間 的 孔 距 公 差 為 0 12 0 05mm 平 行 度 公 差 應(yīng) 小 于 孔 距 公 差 一 般 在 全 長(zhǎng) 取 0 1 0 04mm 同 一 軸 線 上 主 要 平 面 間 及 主 要 平 面 之 間 垂 直 度 公 差 為 0 1 0 04mm 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 10 2 1 5 箱 體 的 材 料 分 析 一 選 材 的 一 般 原 則 1 材 料 的 機(jī) 械 性 能 在 設(shè) 計(jì) 零 件 并 進(jìn) 行 選 材 時(shí) 應(yīng) 根 據(jù) 零 件 的 工 作 條 件 和 損 壞 形 式 找 出 所 選 材 料 的 主 要 機(jī) 械 性 能 指 標(biāo) 這 是 零 件 經(jīng) 久 耐 用 的 先 決 條 件 2 材 料 的 工 藝 性 能 金 屬 材 料 的 基 本 加 工 方 法 有 鑄 造 鍛 壓 沖 壓 焊 接 切 削 加 工 和 熱 處 理 等 各 種 加 工 工 藝 均 有 其 工 藝 性 能 要 求 材 料 的 工 藝 性 能 的 好 壞 對(duì) 零 件 加 工 生 產(chǎn) 有 直 接 的 影 響 一 句 所 設(shè) 計(jì) 的 零 件 的 制 造 方 法 應(yīng) 選 用 其 工 藝 性 能 優(yōu) 良 的 材 料 以 降 低 制 造 成 本 減 少 廢 品 的 產(chǎn) 生 3 材 料 的 經(jīng) 濟(jì) 性 能 在 滿 足 使 用 性 能 的 前 提 下 選 用 零 件 的 還 應(yīng) 注 意 降 低 零 件 的 總 成 本 一 般 來(lái) 說(shuō) 應(yīng) 優(yōu) 先 選 用 價(jià) 格 低 廉 的 材 料 如 盡 可 能 選 用 碳 素 鋼 和 灰 鑄 鐵 在 難 以 滿 足 要 求 時(shí) 再 選 用 合 金 鋼 球 墨 鑄 鐵 鑄 鋼 或 其 它 材 料 二 零 件 材 料 的 選 擇 由 于 零 件 的 工 作 狀 態(tài) 工 作 零 件 條 件 的 要 求 因 此 零 件 的 材 料 必 須 具 有 綜 合 機(jī) 械 性 能 耐 高 溫 抗 氧 化 性 和 組 織 穩(wěn) 定 性 等 根 據(jù) 查 閱 有 關(guān) 資 料 箱 體 材 料 通 常 選 用 鑄 鐵 其 詳 細(xì) 介 紹 如 下 1 灰 鑄 鐵 灰 鑄 鐵 的 顯 微 鏡 組 織 由 金 屬 機(jī) 體 鐵 素 體 和 珠 光 體 和 片 狀 石 墨 所 組 成 相 當(dāng) 于 在 純 鐵 或 鋼 的 基 礎(chǔ) 上 嵌 入 了 大 量 石 墨 片 因 其 中 的 碳 主 要 從 游 離 石 墨 形 式 存 在 并 成 片 段 狀 斷 口 為 灰 色 由 于 片 狀 石 墨 的 存 在 破 壞 了 基 本 的 連 續(xù) 性 石 墨 尖 端 容 易 造 成 應(yīng) 力 集 中 所 以 灰 鑄 鐵 的 抗 拉 強(qiáng) 度 低 塑 性 和 韌 性 差 屬 于 脆 性 材 料 不 能 鍛 造 和 沖 壓 并 且 焊 接 性 能 材 料 很 差 不 過(guò) 其 抗 壓 強(qiáng) 度 受 石 墨 的 影 響 較 小 但 是 灰 鑄 鐵 鑄 造 性 能 和 切 削 性 能 優(yōu) 良 石 墨 的 存 在 使 其 有 如 下 優(yōu) 越 性 能 優(yōu) 良 的 減 震 性 耐 磨 性 好 缺 口 敏 感 性 小 灰 鑄 鐵 的 化 學(xué) 成 分 包 括 C Si Mn P S 以 及 一 些 其 他 合 金 元 素 各 成 分 所 占 比 重 見(jiàn) 下 表 2 2 以 HT250 為 例 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 11 表 2 2 灰 鑄 鐵 HT250 的 主 要 化 學(xué) 成 分 及 所 占 比 重 C Si Mn P S 3 0 3 3 1 4 1 7 0 8 1 0 0 15 0 12 各 元 素 對(duì) 灰 鑄 鐵 性 能 都 有 著 重 要 的 影 響 詳 見(jiàn) 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 灰 鑄 鐵 的 牌 號(hào) 有 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350 等 6 種 牌 號(hào) 右 邊 的 數(shù) 字 表 示 該 牌 號(hào) 灰 鑄 鐵 的 抗 拉 強(qiáng) 度 最 低 值 灰 鑄 鐵 的 機(jī) 械 性 能 與 鑄 件 壁 厚 有 關(guān) 同 一 牌 號(hào) 的 灰 鑄 鐵 因 鑄 件 壁 厚 不 同 具 有 不 同 的 抗 拉 強(qiáng) 度 各 種 牌 號(hào) 不 同 壁 厚 的 灰 鑄 鐵 性 能 達(dá) 到 強(qiáng) 度 參 考 值 見(jiàn) 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 機(jī) 械 性 能 見(jiàn) 下 表 2 3 以 HT250 為 例 表 2 3 灰 鑄 鐵 HT250 的 各 種 機(jī) 械 性 能 牌 號(hào) 抗 拉 強(qiáng) 度 Mpa bc 抗 切 強(qiáng) 度 MPab 彈 性 模 量 E MPa 疲 勞 極 限 MPa 1 硬 度 HB HT250 785 981 277 108 127 98 127 143 269 灰 鑄 鐵 的 物 理 性 能 詳 見(jiàn) 下 表 2 4 以 HT250 為 例 2 耐 磨 灰 鑄 鐵 在 灰 鑄 鐵 中 由 于 加 入 少 量 合 金 元 素 可 不 同 程 度 地 減 小 鐵 素 體 的 數(shù) 量 同 時(shí) 珠 光 體 也 相 應(yīng) 的 細(xì) 化 而 且 在 珠 光 體 內(nèi) 的 鐵 素 體 的 數(shù) 量 中 固 溶 數(shù) 量 的 合 金 元 素 石 墨 也 一 定 程 度 的 細(xì) 化 由 于 上 述 組 織 的 特 點(diǎn) 顯 著 地 提 高 了 鑄 鐵 的 強(qiáng) 度 和 硬 度 具 有 很 好 地 保 持 連 續(xù) 油 墨 的 能 力 即 保 持 良 好 的 潤(rùn) 滑 性 能 抵 抗 咬 合 或 擦 傷 在 工 作 溫 度 中 能 保 持 較 高 的 機(jī) 械 性 能 如 機(jī) 床 導(dǎo) 軌 汽 缸 套 油 塞 環(huán) 凸 輪 軸 等 耐 磨 灰 鑄 鐵 的 切 削 加 工 性 能 都 較 好 但 是 刀 具 磨 損 比 一 般 灰 鑄 鐵 高 含 磷 較 高 時(shí) 刨 削 應(yīng) 注 意 邊 緣 處 產(chǎn) 生 崩 裂 現(xiàn) 象 磨 削 時(shí) 工 時(shí) 稍 有 增 加 可 采 用 大 孔 隙 砂 輪 磨 后 表 面 粗 糙 度 變 細(xì) 人 工 刮 研 與 攻 絲 等 較 困 難 3 球 墨 鑄 鐵 球 墨 鑄 鐵 簡(jiǎn) 稱 球 鐵 是 將 接 近 灰 鑄 鐵 成 分 也 可 包 括 某 些 合 金 元 素 的 鐵 水 經(jīng) 鎂 或 鎂 合 金 或 者 其 它 球 化 劑 球 化 處 理 后 而 獲 得 具 有 球 狀 石 墨 的 鑄 鐵 由 于 這 種 鑄 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 12 鐵 中 的 石 墨 呈 球 狀 所 以 大 大 減 輕 了 石 墨 對(duì) 基 體 的 分 割 作 用 和 尖 口 作 用 球 墨 鑄 鐵 具 有 灰 鑄 鐵 的 優(yōu) 良 性 能 又 兼 有 鋼 的 高 強(qiáng) 度 性 能 有 比 鋼 更 好 的 耐 磨 性 抗 氧 化 性 減 震 性 及 小 的 缺 口 敏 感 性 它 可 以 進(jìn) 行 多 種 熱 處 理 以 提 高 強(qiáng) 度 4 可 鍛 鑄 鐵 可 鍛 鑄 鐵 是 將 一 定 成 分 的 白 口 鑄 鐵 經(jīng) 過(guò) 石 墨 化 退 火 或 脫 碳 退 火 處 理 的 一 種 鑄 鐵 也 稱 韌 鐵 或 馬 鐵 石 墨 退 火 時(shí) 把 共 晶 滲 碳 體 和 二 次 滲 碳 體 全 部 分 解 而 共 析 滲 碳 體 則 不 可 分 解 貨 部 分 分 解 貨 全 部 分 解 因 此 按 基 體 組 織 又 可 分 為 鐵 素 體 可 鍛 鑄 鐵 和 珠 光 體 可 鍛 鑄 鐵 可 鍛 鑄 鐵 的 性 能 優(yōu) 于 灰 鑄 鐵 適 用 于 動(dòng) 態(tài) 載 荷 下 要 求 塑 性 和 韌 性 較 高 的 鑄 件 尤 其 是 復(fù) 雜 薄 壁 的 小 件 厚 度 大 的 鑄 件 需 要 采 用 復(fù) 雜 孕 育 處 理 可 鍛 鑄 鐵 的 切 削 性 能 好 車 削 加 工 性 能 優(yōu) 于 易 切 鋼 退 火 時(shí) 產(chǎn) 生 的 表 層 優(yōu) 于 組 織 不 均 勻 對(duì) 可 鍛 鑄 鐵 的 切 削 性 極 為 有 害 可 斷 鑄 鐵 有 較 好 的 減 震 性 能 優(yōu) 于 球 墨 鑄 鐵 低 于 灰 鑄 鐵 適 用 于 承 受 振 動(dòng) 的 零 件 尤 其 是 黑 心 可 鍛 鑄 鐵 的 它 的 減 震 能 力 約 為 鑄 鋼 的 3 倍 球 墨 鑄 鐵 的 2 倍 5 蠕 墨 鑄 鐵 蠕 蟲 狀 石 墨 鑄 鐵 的 石 墨 形 似 蠕 蟲 較 短 而 厚 頭 部 較 圓 蠕 墨 鑄 鐵 國(guó) 內(nèi) 過(guò) 去 將 這 種 鑄 鐵 稱 為 稀 土 鑄 鐵 或 稀 土 高 強(qiáng) 度 鑄 鐵 現(xiàn) 稱 蠕 墨 鑄 鐵 宏 觀 斷 口 呈 暗 墨 色 至 淺 灰 色 蠕 墨 鑄 鐵 的 機(jī) 械 性 能 介 于 基 本 組 織 的 相 同 的 優(yōu) 質(zhì) 灰 鑄 鐵 和 球 墨 鑄 鐵 之 間 優(yōu) 于 石 墨 形 態(tài) 歲 基 體 的 破 壞 小 且 具 有 一 定 的 韌 性 另 一 方 面 又 由 于 石 墨 是 相 互 連 接 的 強(qiáng) 度 和 韌 性 都 不 如 球 墨 鑄 鐵 蠕 墨 鑄 鐵 主 要 用 于 經(jīng) 受 熱 循 環(huán) 載 荷 的 鑄 件 如 鋼 錠 模 玻 璃 模 具 柴 油 機(jī) 缸 蓋 排 氣 歧 管 等 要 組 織 致 密 耐 壓 的 鑄 件 如 齒 輪 泵 體 葉 片 泵 體 換 向 閥 體 等 要 求 強(qiáng) 度 高 形 狀 復(fù) 雜 斷 面 尺 寸 差 別 大 用 球 墨 鑄 鐵 高 牌 號(hào) 合 金 灰 鑄 鐵 都 不 易 澆 成 的 鑄 件 6 特 種 鑄 鐵 特 種 鑄 鐵 是 特 殊 性 能 鑄 鐵 的 簡(jiǎn) 稱 它 是 在 腐 蝕 介 質(zhì) 中 高 溫 條 件 下 或 劇 烈 摩 擦 磨 損 等 場(chǎng) 合 使 用 的 鑄 鐵 與 相 似 條 件 下 使 用 的 合 金 鋼 相 比 熔 煉 簡(jiǎn) 便 成 本 廉 價(jià) 有 很 好 的 使 用 性 能 特 種 鑄 鐵 的 缺 點(diǎn) 是 機(jī) 械 性 能 比 合 金 鋼 低 脆 性 較 大 容 易 破 碎 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 13 根 據(jù) 選 材 的 一 般 原 則 以 及 箱 體 工 作 的 需 要 結(jié) 合 各 種 鑄 鐵 材 料 的 性 能 特 性 及 應(yīng) 用 范 圍 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 箱 體 的 材 料 選 為 灰 鑄 鐵 HT250 表 2 4 灰 鑄 鐵 HT250 的 物 理 性 能 密 度 g cm 3 7 25 7 35 0 200 0 50 0 54 0 1000 0 67 0 71比 熱 容 c J g 常 點(diǎn) 熔 點(diǎn) 0 92 0 96 熔 化 潛 熱 J g 209 230 熱 導(dǎo) 率 W m K 48 52 0 200 11 5 12 0線 脹 系 數(shù) a l 10 6 0 500 13 0 13 5 電 阻 率 cm 65 75 2 2 發(fā)動(dòng)機(jī)箱 體 毛 坯 的 設(shè) 計(jì) 2 2 1 確定毛坯種類及加工方法的選擇 在 2 1 2 已 經(jīng) 計(jì) 算 過(guò) 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 箱 體 的 年 產(chǎn) 量 為 5900 件 年 確 定 該 箱 體 的 生 產(chǎn) 類 型 為 大 量 生 產(chǎn) 一 確 定 毛 坯 種 類 機(jī) 械 加 工 的 加 工 質(zhì) 量 生 產(chǎn) 效 益 和 經(jīng) 濟(jì) 效 益 在 很 大 程 度 上 取 決 于 所 選 的 工 件 毛 坯 常 用 毛 坯 種 類 通 常 有 型 材 鑄 件 沖 壓 件 和 焊 接 件 等 毛 坯 選 擇 通 常 從 被 加 工 零 件 的 材 料 結(jié) 構(gòu) 形 狀 幾 何 尺 寸 和 制 造 精 度 以 及 各 方 面 的 生 產(chǎn) 條 件 五 個(gè) 方 面 取 考 慮 合 理 的 選 擇 毛 坯 種 類 對(duì) 隨 后 價(jià) 格 中 確 保 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 縮 短 生 產(chǎn) 周 期 與 降 低 生 產(chǎn) 成 本 有 著 重 要 影 響 材 料 方 面 往 往 是 選 擇 毛 坯 所 要 考 慮 的 首 要 問(wèn) 題 一 般 根 據(jù) 零 件 的 工 作 情 況 以 及 工 作 中 所 起 的 作 用 來(lái) 選 擇 毛 坯 的 種 類 根 據(jù) 箱 體 在 工 作 中 的 作 用 及 要 求 選 用 材 料 切 削 性 好 耐 腐 蝕 性 好 耐 磨 性 好 減 震 性 好 等 選 用 HT250 確 定 毛 坯 為 鑄 件 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 14 其 技 術(shù) 要 求 如 下 鑄 件 應(yīng) 消 除 內(nèi) 力 未 注 明 鑄 造 圓 角 為 R3 R5 未 注 明 壁 厚 為 5mm 鑄 件 表 面 不 得 有 粘 砂 多 肉 裂 紋 等 缺 陷 允 許 有 非 聚 集 的 孔 眼 存 在 其 直 徑 不 大 于 6mm 深 度 不 大 于 1 5mm 相 距 不 小 于 20mm 整 個(gè) 鑄 件 上 孔 眼 數(shù) 不 多 于 5 個(gè) 未 注 明 倒 角 為 0 5 45 去 毛 刺 銳 角 倒 鈍 同 一 加 工 平 面 上 允 許 有 直 徑 不 大 于 3mm 深 度 不 大 于 1 5mm 總 數(shù) 不 超 過(guò) 5 個(gè) 孔 眼 兩 空 之 間 不 小 于 30mm 涂 漆 按 NJ226 31 執(zhí) 行 二 毛 坯 加 工 方 法 鑄 造 的 選 擇 鑄 造 方 法 分 為 砂 型 鑄 造 和 特 種 鑄 造 兩 大 類 砂 型 鑄 造 砂 型 鑄 造 根 據(jù) 造 型 的 不 同 可 分 為 手 工 造 型 一 般 機(jī) 器 造 型 和 高 壓 造 型 三 類 其 類 別 特 點(diǎn) 應(yīng) 用 范 圍 以 及 鑄 造 類 別 詳 見(jiàn) 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 相 關(guān) 的 內(nèi) 容 介 紹 也 可 根 據(jù) 砂 型 類 別 的 不 同 分 為 干 型 濕 型 自 硬 性 型 其 特 點(diǎn) 和 應(yīng) 用 范 圍 詳 見(jiàn) 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 相 關(guān) 章 節(jié) 特 種 鑄 造 特 種 鑄 造 是 指 與 普 通 砂 型 鑄 造 有 顯 著 區(qū) 別 的 一 些 方 法 如 壓 力 鑄 造 熔 模 鑄 造 金 屬 型 鑄 造 低 壓 鑄 造 離 心 鑄 造 陶 瓷 鑄 造 實(shí) 型 鑄 造 磁 型 鑄 造 等 等 每 種 特 種 鑄 造 方 法 均 有 其 優(yōu) 越 之 處 和 應(yīng) 用 場(chǎng) 合 近 年 來(lái) 特 種 鑄 造 在 我 國(guó) 得 到 了 飛 速 發(fā) 展 其 地 位 和 作 用 日 益 提 高 特 種 鑄 造 方 法 的 類 別 特 點(diǎn) 和 應(yīng) 用 范 圍 見(jiàn) 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 相 關(guān) 章 節(jié) 各 種 鑄 造 方 法 的 經(jīng) 濟(jì) 合 理 性 鑄 造 方 法 的 經(jīng) 濟(jì) 合 理 性 與 零 件 尺 寸 形 狀 以 及 選 擇 的 鑄 造 方 法 有 關(guān) 其 關(guān) 系 詳 見(jiàn) 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 各 種 鑄 造 方 法 均 有 其 優(yōu) 缺 點(diǎn) 及 應(yīng) 用 范 圍 不 能 認(rèn) 為 某 種 方 法 最 為 完 善 因 此 必 須 依 據(jù) 鑄 件 的 形 狀 大 小 質(zhì) 量 要 求 成 產(chǎn) 批 量 合 金 的 品 種 記 憶 鑄 造 條 件 等 具 體 情 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 15 況 進(jìn) 行 全 面 的 比 較 分 析 才 能 得 出 正 確 的 鑄 造 方 法 結(jié) 合 各 鑄 造 方 法 的 特 點(diǎn) 及 適 用 范 圍 未 來(lái) 獲 得 較 好 的 機(jī) 械 性 能 和 使 用 壽 命 節(jié) 約 材 料 和 切 削 加 工 時(shí) 提 高 生 產(chǎn) 效 率 降 低 成 本 可 選 用 砂 型 機(jī) 器 造 型 2 2 2 毛 坯 的 工 藝 分 析 及 要 求 毛 坯 鑄 造 時(shí) 應(yīng) 防 止 砂 眼 和 氣 孔 的 產(chǎn) 生 未 來(lái) 減 少 毛 坯 制 造 時(shí) 產(chǎn) 生 的 殘 余 應(yīng) 力 應(yīng) 使 箱 體 壁 厚 盡 量 均 勻 箱 體 澆 注 厚 應(yīng) 安 排 時(shí) 效 或 者 退 火 工 序 1 鑄 件 澆 注 位 置 的 選 擇 原 則 鑄 件 的 重 要 加 工 面 或 者 主 要 工 作 面 一 般 應(yīng) 處 于 底 面 或 者 側(cè) 面 避 免 氣 孔 砂 眼 縮 松 縮 孔 等 缺 陷 出 現(xiàn) 在 工 作 面 上 如 果 這 些 加 工 面 難 以 朝 下 應(yīng) 盡 力 使 其 位 于 側(cè) 面 當(dāng) 鑄 件 的 重 要 加 工 面 有 個(gè) 數(shù) 時(shí) 則 應(yīng) 將 大 的 朝 下 鑄 件 大 平 面 盡 可 能 朝 下 或 采 用 傾 斜 澆 注 避 免 夾 砂 和 夾 渣 缺 陷 將 逐 漸 的 薄 壁 部 分 放 在 鑄 型 的 下 部 或 側(cè) 面 以 免 產(chǎn) 生 澆 注 不 足 冷 隔 等 對(duì) 于 容 易 產(chǎn) 生 縮 孔 的 鑄 件 應(yīng) 使 厚 的 部 分 放 在 鑄 件 的 上 部 或 者 側(cè) 部 以 便 在 鑄 件 厚 壁 處 直 接 安 置 冒 口 使 之 實(shí) 現(xiàn) 在 上 而 下 的 定 向 凝 固 2 分 型 面 的 選 擇 原 則 鑄 件 盡 可 能 在 一 個(gè) 沙 箱 內(nèi) 或 者 加 工 面 和 加 工 基 準(zhǔn) 面 放 在 同 一 個(gè) 沙 箱 內(nèi) 一 保 證 鑄 件 的 尺 寸 精 度 盡 量 減 少 分 型 面 的 數(shù) 量 盡 量 減 少 型 芯 或 者 活 塊 的 數(shù) 量 并 盡 量 降 低 沙 箱 的 高 度 以 便 起 模 和 修 型 把 主 要 的 型 芯 放 在 下 半 沙 箱 中 以 利 于 下 芯 合 箱 和 便 于 檢 查 型 腔 尺 寸 為 了 使 砂 芯 便 于 從 砂 型 中 取 出 凡 垂 直 于 分 型 面 的 立 壁 在 制 造 模 樣 時(shí) 必 須 留 有 起 模 斜 度 起 模 斜 度 的 大 小 取 決 于 與 立 壁 的 高 度 造 型 方 法 模 樣 材 料 等 因 素 通 常 為 15 3 為 使 型 砂 便 于 從 內(nèi) 腔 中 脫 出 以 形 成 自 帶 型 芯 內(nèi) 壁 的 起 模 斜 度 應(yīng) 比 外 壁 大 通 常 為 3 10 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 說(shuō)明書 16 由 于 合 金 的 線 收 縮 鑄 件 冷 卻 后 的 尺 寸 將 比 行 腔 尺 寸 略 小 為 保 證 鑄 件 應(yīng) 有 的 尺 寸 模 樣 尺 寸 必 須 必 鑄 件 放 大 一 個(gè) 該 金 屬 的 收 縮 量 鑄 件 的 實(shí) 際 線 收 縮 量 除 隨 合 金 的 種 類 而 異 外 海 域 鑄 件 的 形 狀 尺 寸 有 關(guān) 通 常 鑄 鐵 為 0 7 1 0 結(jié) 合 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 箱 體 的 結(jié) 構(gòu) 形 狀 及 尺 寸 分 型 面 選 在 箱 體 零 件 圖 俯 視 圖 零 線 位 置 澆 注 口 位 置 分 別 選 在 位 于 中 間 缸 孔 的 兩 側(cè) 選 取 起 模 斜 度 為 3 灰 鑄 鐵 的 線 收 縮 率 設(shè) 為 1 0 2 2 3 毛 坯 余 量 和 公 差 的 確 定 1 確 定 毛 坯 的 余 量 毛 坯 余 量 的 確 定 根 據(jù) 機(jī) 械 加 工 去 除 量 從 后 往 前 推 同 時(shí) 考 慮 毛 坯 制 造 過(guò) 程 中 存 在 的 氧 化 皮 層 裂 紋 雜 質(zhì) 等 各 種 缺 陷 并 也 根 據(jù) 工 人 的 操 作 水 平 按 直 徑 10 12mm 厚 度 11mm 平 均 每 面 在 5mm 左 右 機(jī) 械 加 工 余 量