發(fā)動(dòng)機(jī)箱體機(jī)械加工工藝及孔夾具設(shè)計(jì)

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1、青島理工大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 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) 學(xué)生姓名： 楊小豬 學(xué)生學(xué)號(hào)： 2009891xx 院系名稱(chēng)： 機(jī)電工程系 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 機(jī)電 094 指導(dǎo)教師： 李陽(yáng) 2012 年 5 月 12 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 專(zhuān)業(yè) 機(jī)電一體化 班級(jí) 機(jī)電 094 姓名 楊小豬（2009891xx）下發(fā)日期 20011-4-4 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(zhuān)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(zhuān)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(lèi)型，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 （2）選擇毛坯種類(lèi)及制造方法，繪制零件-毛坯綜合圖 （

2、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(xiě)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(zhuān)用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。 （6）撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 要求：在教師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，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(mǎn)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(shū)不少于 2萬(wàn)字，查閱

3、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 2張 A0。 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 2011.04.04-2011.04.14： 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。 2011.04.14-2011.04.21：分析、抄畫(huà)零件圖，繪制零件 毛坯綜合圖。 2011.04.21-2011.05.03： 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。 2011.05.03-2011.05

4、.23： 設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，繪制夾具總裝圖及主要零件圖。 2011.05.26-2011.05.30： 技術(shù)文件編制，編寫(xiě)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，打印圖紙，上交 說(shuō)明書(shū)和圖紙。 2011.06.02-2011.06.15： 請(qǐng)老師審閱畢業(yè)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯。 系主任簽字 日 期 教研室主任簽字 日 期 指導(dǎo)教師簽字 日 期 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語(yǔ) 指導(dǎo)教師: 年 月 日 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱意見(jiàn)表 設(shè)計(jì)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) 評(píng) 分評(píng)價(jià) 項(xiàng)目 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（ A級(jí)） 滿(mǎn)分 A B C D E 10 9 8 7 6文獻(xiàn)資料 利用 能力 能獨(dú)立地利用多種方式查閱中外文 獻(xiàn)；能正確翻譯外文資料

5、；能正確 有效地利用各種規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等。 10 1920 1718 1516 1314 12 綜合 運(yùn)用 能力 研究方案設(shè)計(jì)合理；設(shè)計(jì)方法科學(xué)； 技術(shù)線路先進(jìn)可行；理論分析和計(jì) 算正確；動(dòng)手能力強(qiáng)；能獨(dú)立完成 設(shè)計(jì)；能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)和 解決實(shí)際問(wèn)題；研究結(jié)果客觀真實(shí)。 20 37-40 32-36 28-31 25-27 24設(shè)計(jì) 質(zhì)量 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；邏輯性強(qiáng)；語(yǔ)言文 字表準(zhǔn)確流暢；格式、圖、表規(guī)范； 有一定的學(xué)術(shù)水平或?qū)嶋H價(jià)值 40 15 13-14 11-12 10 9創(chuàng)新 能力 有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)；所做工作有較 大突破；設(shè)計(jì)有獨(dú)到見(jiàn)解 15 15 13-14 11-12 10 9工

6、作 量 工作量飽滿(mǎn)；圓滿(mǎn)完成了任務(wù)書(shū)所 規(guī)定的各項(xiàng)任務(wù)。 15 總分 是否同意將該設(shè)計(jì)（論文）提交答辯：是（ ） 否（ ) 具體評(píng)閱及修改意見(jiàn)： 評(píng)閱人： 年 月 日 注：1.請(qǐng)按照 A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)出設(shè)計(jì)各項(xiàng)目的具體得分，并填寫(xiě)在相應(yīng)項(xiàng)目的評(píng)分欄中； 2.計(jì)算出總分。若總分60 分，“設(shè)計(jì)質(zhì)量”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)

7、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(chē) 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(lèi) 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

8、 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(chēng) 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(lèi) 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(lèi) 零 件 的 結(jié) 構(gòu)

9、 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 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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

10、， 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(lèi) 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 ，

11、 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(mén) 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 ，

12、 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(mén) 式 結(jié) 構(gòu) 。 現(xiàn) 代 汽 車(chē) 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 ，

13、 并 關(guān) 系 到 汽 車(chē) 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(chē) 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

14、 兩 列 ， 左 右 兩 列 氣 缸 中 心 線 的 夾 角 180， 稱(chēng) 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 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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

15、 同 一 水 平 面 上 ， 即 左 右 兩 列 氣 缸 中 心 線 的 夾 角 180， 稱(chēng) 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

16、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

17、， 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

18、 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

19、 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

20、及 主 要 平 面 之 間 垂 直 度 公 差 為 0.1 0.04mm。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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

21、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(mǎn) 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

22、 能 選 用 碳 素 鋼 和 灰 鑄 鐵 ， 在 難 以 滿(mǎn) 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

23、（ 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

24、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 ） 。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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

25、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

26、 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 （ Mpabc ） 抗 切 強(qiáng) 度 （ MPab ） 彈 性 模 量 E(MPa) 疲 勞 極 限 （ MPa1 ） 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

27、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)

28、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(chēng) 球 鐵 ） 是 將 接 近 灰 鑄 鐵 成 分 （ 也 可 包 括 某 些 合 金 元 素 ） 的 鐵 水 ，

29、 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 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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

30、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(chēng) 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

31、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(chē) 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

32、倍 。 （ 5） 蠕 墨 鑄 鐵 蠕 蟲(chóng) 狀 石 墨 鑄 鐵 的 石 墨 形 似 蠕 蟲(chóng) ， 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(chēng) 為 稀 土 鑄 鐵 或 稀 土 高 強(qiáng) 度 鑄 鐵 ， 現(xiàn) 稱(chēng) 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

33、 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(chēng) ，

34、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 。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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

35、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 K48 52 0 200 11.5 12.0線 脹 系 數(shù) a l （ 10 / ）60 500 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(lèi)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)

36、， 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(lèi) 型 為 大 量 生 產(chǎn) 。 一 、 確 定 毛 坯 種 類(lèi) 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(lèi) 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

37、。 合 理 的 選 擇 毛 坯 種 類(lèi) 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(lèi) 。 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 ， 青島理工

38、大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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 0.545。 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

39、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(lèi) 。 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(lèi) ， 其 類(lèi) 別 、 特 點(diǎn) 、 應(yīng) 用 范 圍 以 及 鑄 造 類(lèi) 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(lèi) 別

40、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

41、， 其 地 位 和 作 用 日 益 提 高 。 特 種 鑄 造 方 法 的 類(lèi) 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

42、產(chǎn) 批 量 、 合 金 的 品 種 記 憶 鑄 造 條 件 等 具 體 情 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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

43、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

44、 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)

45、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

46、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。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(lèi) 而 異 外 ， 海 域 鑄 件

47、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

48、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 砂 型 鑄 造 （ 采 用 手 工 造 型 或 機(jī) 器 造 型 ） 所 生 產(chǎn) 的 灰 鑄 鐵 、 球 墨 鑄 鐵 、 耐 熱 鑄 鐵 和 耐 蝕 鑄 鐵 等 鑄 件 的 加 工 余 量 見(jiàn) 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) ， 表 3.1-26 和 表 3.1-27。 鑄 鐵 件 的 加 工 余 量 共 分 9 個(gè) 等 級(jí) 5 13 級(jí) 。 又 按 零 件

49、 圖 的 基 本 尺 寸 大 小 分 為 10 個(gè) 尺 寸 組 。 由 于 機(jī) 械 加 工 和 鑄 造 工 藝 上 的 要 求 ， 允 許 挑 選 其 它 等 級(jí) 的 加 工 余 量 ， 但 是 應(yīng) 在 有 關(guān) 圖 樣 和 技 術(shù) 文 件 上 注 明 。 鑄 孔 的 機(jī) 械 加 工 余 量 一 般 按 澆 鑄 時(shí) 的 位 置 處 于 頂 面 的 機(jī) 械 加 工 余 量 選 擇 。 對(duì) 成 批 和 大 量 生 產(chǎn) 的 鑄 件 的 加 工 余 量 由 工 藝 人 員 手 冊(cè) 查 得 ， 各 表 面 的 余 量 見(jiàn) 表 2-5。 表 2-5 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 箱 體 各 表 面 總 加 工 余 量 /mm

50、 加 工 表 面 基 本 尺 寸 加 工 余 量 等 級(jí) 加 工 余 量 數(shù) 值 上 表 面 330 10 6 下 表 面 330 10 6 兩 側(cè) 面 305.6 10 6 兩 側(cè) 面 330 10 6 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 缸 孔 3- 89.489.4 9 3.5 主 軸 孔 69 69 9 3.5 凸 輪 軸 孔 49 49 10 2.75 鑄 造 工 藝 余 量 鑄 造 工 藝 余 量 是 為 了 確 保 鑄 件 質(zhì) 量 ， 滿(mǎn) 足 鑄 造 工 藝 和 機(jī) 械 加 工 工 藝 要 求 而 多 架 在 鑄 造 毛 坯 上 的 金 屬 。 在 零 件 加 工 完 畢 時(shí) 應(yīng) 將 它

51、 去 除 掉 。 如 果 不 影 響 零 件 的 使 用 性 能 ， 又 經(jīng) 設(shè) 計(jì) 部 分 允 許 ， 也 可 保 留 在 零 件 上 。 鑄 造 工 藝 余 量 的 大 小 、 形 狀 及 位 置 取 決 于 工 藝 需 要 及 零 件 結(jié) 構(gòu) ， 它 在 鑄 件 圖 上 的 表 示 方 法 與 加 工 余 量 相 同 ， 常 見(jiàn) 的 工 藝 余 量 形 式 有 工 藝 凸 臺(tái) 、 增 強(qiáng) 剛 度 的 支 撐 、 補(bǔ) 縮 余 量 、 工 藝 肋 等 。 （ 2） 毛 坯 的 尺 寸 公 差 鑄 件 的 尺 寸 公 差 代 號(hào) 為 IT， 公 差 等 級(jí) 為 16 級(jí) ， 各 級(jí) 公 差 值

52、 列 于 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 表 3.1-21 和 表 3.1-22。 壁 厚 尺 寸 公 差 可 以 比 一 般 尺 寸 的 公 差 降 一 級(jí) ， 例 如 ： 圖 樣 上 規(guī) 定 一 般 的 公 差 為 IT10， 則 壁 厚 尺 寸 公 差 為 IT11。 公 差 帶 應(yīng) 對(duì) 稱(chēng) 于 鑄 件 基 本 尺 寸 設(shè) 置 ， 有 特 殊 要 求 時(shí) ， 可 采 用 非 對(duì) 稱(chēng) 設(shè) 置 ， 但 應(yīng) 在 圖 樣 上 說(shuō) 明 。 鑄 件 基 本 尺 寸 是 鑄 件 圖 樣 上 給 定 的 尺 寸 ， 包 括 機(jī) 械 加 工 余 量 。 成 批 和 大 量 生 產(chǎn) 公 差 等 級(jí) 見(jiàn) 機(jī)

53、械 加 工 工 藝 手 冊(cè) ， 對(duì) 于 成 批 和 大 量 生 產(chǎn) 的 鑄 件 ， 可 以 通 過(guò) 對(duì) 設(shè) 備 和 工 裝 的 改 進(jìn) 、 調(diào) 整 和 維 修 ， 嚴(yán) 格 控 制 型 芯 位 置 ， 獲 得 比 表 3.1-24 所 列 更 高 的 等 級(jí) 。 一 種 鑄 造 方 法 鑄 造 尺 寸 的 精 度 取 決 于 生 產(chǎn) 過(guò) 程 的 各 種 因 素 ， 其 中 包 括 ： 鑄 件 結(jié) 構(gòu) 的 復(fù) 雜 性 ； 模 型 和 壓 型 的 精 度 ； 鑄 造 金 屬 及 合 金 種 類(lèi) ； 鑄 造 廠 的 操 作 水 平 。 小 批 量 和 單 件 生 產(chǎn) 公 差 等 級(jí) 見(jiàn) 機(jī) 械 加 工

54、 工 藝 手 冊(cè) ， 對(duì) 小 批 量 和 單 件 生 產(chǎn) 的 鑄 件 ， 不 適 當(dāng) 采 用 過(guò) 高 的 工 藝 要 求 來(lái) 提 高 公 差 等 級(jí) ， 通 常 是 不 合 理 的 。 由 于 鑄 件 大 量 生 產(chǎn) ， 毛 坯 制 造 方 法 采 用 砂 型 機(jī) 器 造 型 ， 由 表 3.1-24， 鑄 件 尺 寸 公 差 等 級(jí) 為 IT10 級(jí) ， 表 3.1-23 選 取 錯(cuò) 箱 值 為 1.0mm。 又 見(jiàn) 表 3.1-27， 得 鑄 鐵 件 加 工 余 量 等 級(jí) 為 7 級(jí) ， 表 3.1-26 選 加 工 余 量 為 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 6mm， 所 以 可 確 定

55、主 要 加 工 面 的 總 余 量 見(jiàn) 下 表 2-6。 表 2-6 主 要 表 面 的 毛 坯 尺 寸 及 公 差 /mm 主 要 面 尺 寸 零 件 尺 寸 總 余 量 毛 坯 尺 寸 公 差 上 表 面 330 6+6 342 0.046 下 表 面 330 6+6 342 0.052 兩 側(cè) 面 305.6 6+6 317.6 0.052 兩 端 面 330 6+6 342 0.052 缸 孔 3- 89.489.4 3.5+3.5 82.4 0.011 主 軸 孔 69 69 3.5+3.5 62 0.022 凸 輪 軸 孔 49 49 2.75+2.75 44.5 0.025 2.

56、3 工藝路線設(shè)計(jì) 2.3.1 零件圖的工藝分析 2.3.1.1 工 藝 路 線 設(shè) 計(jì) 的 一 般 思 路 在 設(shè) 計(jì) 工 藝 路 線 時(shí) ， 首 先 要 選 擇 各 表 面 的 加 工 方 法 。 各 表 面 由 于 價(jià) 格 精 度 的 要 求 ， 一 般 不 能 只 用 一 種 價(jià) 格 紛 紛 ， 一 次 加 工 就 能 達(dá) 到 要 求 ， 對(duì) 于 主 要 面 來(lái) 講 ， 往 往 需 要 幾 次 加 工 ， 由 粗 到 精 逐 步 達(dá) 到 要 求 。 擬 訂 箱 體 類(lèi) 零 件 工 藝 過(guò) 程 時(shí) 一 般 遵 循 以 下 原 則 ： “先 面 后 孔 ”的 原 則 。 先 加 工 平 面

57、， 后 加 工 孔 ， 是 箱 體 零 件 加 工 的 一 般 規(guī) 律 。 這 是 因 為 作 為 精 基 面 的 平 面 在 最 初 的 工 序 中 應(yīng) 該 首 先 加 工 出 來(lái) 。 而 且 平 面 加 工 出 來(lái) 以 后 ， 由 于 切 除 了 毛 坯 表 面 的 凹 凸 不 平 和 表 面 夾 砂 等 缺 陷 ， 使 平 面 上 的 支 撐 孔 的 加 工 更 方 便 ， 鉆 孔 時(shí) 可 減 少 鉆 頭 的 偏 斜 ， 擴(kuò) 孔 和 鉸 孔 時(shí) 可 防 止 刀 具 崩 刃 。 有 些 精 度 要 求 較 低 的 螺 紋 孔 ， 可 根 據(jù) 加 工 的 方 便 及 工 序 時(shí) 間 的 平

58、衡 ， 安 排 其 工 序 的 次 序 。 但 是 由 于 保 證 箱 體 部 件 裝 配 關(guān) 系 的 螺 紋 孔 、 銷(xiāo) 孔 以 及 與 軸 承 孔 相 交 的 潤(rùn) 滑 油 孔 ， 則 必 須 在 軸 孔 精 加 工 后 鉸 鉆 。 前 者 是 因 為 要 以 軸 孔 為 定 位 基 準(zhǔn) ， 而 后 者 會(huì) 影 響 孔 精 細(xì) 鏜 時(shí) 的 加 工 質(zhì) 量 。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 “粗 精 分 開(kāi) ， 先 粗 后 細(xì) ”的 原 則 。 由 于 箱 體 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 主 要 表 面 的 精 度 要 求 較 高 ， 為 減 少 或 消 除 粗 加 工 時(shí) 產(chǎn) 生 的 切 削 力 、

59、夾 緊 力 和 切 削 熱 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 ， 一 般 應(yīng) 盡 可 能 吧 粗 精 加 工 分 開(kāi) ， 并 分 別 在 不 同 機(jī) 床 上 進(jìn) 行 。 至 于 要 求 不 高 的 平 面 ， 則 可 將 粗 精 兩 次 走 刀 安 排 在 一 個(gè) 工 序 內(nèi) 完 成 ， 以 縮 短 工 藝 過(guò) 程 ， 提 高 工 效 。 2.3.1.2 零 件 的 技 術(shù) 分 析 零 件 圖 式 制 造 零 件 的 主 要 依 據(jù) 。 在 設(shè) 計(jì) 工 藝 路 線 之 前 ， 首 先 需 要 仔 細(xì) 地 進(jìn) 行 工 藝 分 析 ， 了 解 零 件 的 功 用 和 工 作 條 件 ， 分 析 精

60、度 和 其 它 技 術(shù) 要 求 ， 以 便 更 好 地 掌 握 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 和 工 藝 關(guān) 鍵 。 制 定 工 藝 路 線 的 出 發(fā) 點(diǎn) ， 應(yīng) 該 是 應(yīng) 當(dāng) 使 零 件 的 幾 何 形 狀 、 尺 寸 精 度 及 位 置 精 度 等 技 術(shù) 要 求 能 得 到 合 理 的 保 證 。 選 用 適 當(dāng) 的 機(jī) 床 ， 既 保 證 生 產(chǎn) 進(jìn) 度 ， 又 要 考 慮 經(jīng) 濟(jì) 效 果 ， 降 低 生 產(chǎn) 成 本 。 零 件 的 技 術(shù) 要 求 分 析 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 主 要 加 工 表 面 的 形 狀 精 度 主 要 加 工 表 面 之 間 的 相 互 位 置 關(guān) 系

61、各 加 工 表 面 粗 糙 度 以 及 表 面 質(zhì) 量 的 其 他 要 求 熱 處 理 要 求 及 它 技 術(shù) 要 求 （ 如 動(dòng) 平 衡 ） 零 件 的 視 圖 、 技 術(shù) 要 求 是 否 齊 全 主 要 技 術(shù) 和 加 工 關(guān) 鍵 零 件 圖 所 規(guī) 定 的 加 工 要 求 是 否 合 理 零 件 的 選 擇 是 否 恰 當(dāng) ， 熱 處 理 要 求 是 否 合 理 2.3.1.3 零 件 結(jié) 構(gòu) （ 1） 結(jié) 構(gòu) 組 成 平 面 、 內(nèi) 外 圓 柱 面 、 成 形 面 、 螺 旋 面 （ 2） 機(jī) 構(gòu) 組 合 軸 類(lèi) 、 套 筒 類(lèi) 、 箱 體 類(lèi) 、 盤(pán) 環(huán) 類(lèi) （ 3） 結(jié) 構(gòu) 工 藝

62、 性 保 證 使 用 要 求 的 前 提 下 ， 能 否 以 高 效 率 和 低 成 本 制 造 箱 體 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 一 般 是 結(jié) 構(gòu) 組 成 比 較 復(fù) 雜 ， 壁 薄 且 壁 厚 不 均 勻 ， 加 工 部 位 多 ， 加 工 表 面 有 數(shù) 個(gè) 平 面 與 孔 系 ， 加 工 難 度 大 。 2.3.1.4 零件主要表面的要求及保證方法 （ 一 ） 零 件 的 主 要 表 面 的 要 求 在 設(shè) 計(jì) 工 藝 路 線 時(shí) ， 首 先 要 選 擇 各 表 面 的 加 工 方 法 、 各 表 面 由 于 加 工 精 度 的 要 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 求 ， 一 般 均 不 能

63、只 用 一 種 加 工 方 法 ， 一 次 加 工 就 能 達(dá) 到 要 求 ， 對(duì) 于 主 要 表 面 來(lái) 說(shuō) ， 往 往 需 要 幾 次 加 工 ， 由 粗 到 精 逐 步 達(dá) 到 要 求 。 零 件 的 主 要 表 面 是 指 零 件 和 其 它 表 面 配 合 的 表 面 或 是 參 與 加 工 過(guò) 程 中 表 面 。 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 箱 體 上 ， 主 要 表 面 是 箱 體 上 下 面 、 箱 體 兩 側(cè) 面 及 兩 端 面 ， 以 及 主 軸 孔 、 缸 孔 、 兩 側(cè) 六 孔 的 結(jié) 合 面 。 主 要 的 表 面 的 本 身 要 求 較 高 ， 而 且 零 件 的 構(gòu) 形 精

64、度 以 及 材 料 的 加 工 性 能 等 問(wèn) 題 ， 都 會(huì) 在 主 要 表 面 的 加 工 中 反 應(yīng) 出 來(lái) ， 主 要 表 面 的 加 工 質(zhì) 量 對(duì) 零 件 工 作 時(shí) 的 可 靠 性 與 壽 命 有 很 大 影 響 。 因 此 ， 在 設(shè) 計(jì) 工 藝 路 線 時(shí) ， 首 先 要 考 慮 如 何 保 證 主 要 表 面 的 精 度 要 求 。 （ 二 ） 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 。 箱 體 平 面 的 粗 加 工 和 精 加 工 ， 主 要 采 用 刨 削 和 銑 削 ， 也 可 采 用 車(chē) 削

65、。 銑 削 的 生 差 率 一 般 比 刨 削 高 ， 在 成 批 生 產(chǎn) 和 大 量 生 產(chǎn) 中 ， 多 采 用 銑 削 。 當(dāng) 生 產(chǎn) 批 量 較 大 時(shí) ， 還 可 采 用 各 種 專(zhuān) 用 的 組 合 銑 床 對(duì) 箱 體 各 平 面 進(jìn) 行 多 刀 、 多 面 同 時(shí) 銑 削 ； 對(duì) 于 尺 寸 較 大 的 箱 體 ， 也 可 以 在 龍 門(mén) 銑 床 上 進(jìn) 行 銑 削 ， 以 便 有 效 地 提 高 箱 體 平 面 加 工 的 生 產(chǎn) 效 率 。 箱 體 平 面 的 精 加 工 ， 在 單 件 小 批 量 生 產(chǎn) 時(shí) ， 除 一 些 高 精 度 的 箱 體 仍 需 手 工 刮 研 之

66、外 ， 一 般 多 以 精 刨 代 刮 ； 當(dāng) 生 產(chǎn) 批 量 大 而 且 精 度 要 求 又 高 時(shí) ， 多 采 用 磨 削 。 為 了 提 高 箱 體 平 面 加 工 的 生 產(chǎn) 效 率 和 平 面 間 的 相 互 位 置 精 度 ， 還 可 采 用 專(zhuān) 用 磨 床 進(jìn) 行 組 合 磨 削 。 箱 體 上 精 度 為 IT7 的 軸 承 支 撐 孔 ， 一 般 采 用 鉆 -擴(kuò) -粗 鉸 -精 鉸 或 鏜 -半 精 鏜 -精 鏜 的 工 藝 方 案 進(jìn) 行 加 工 。 前 者 用 于 加 工 直 徑 較 小 的 孔 ， 后 者 用 于 加 工 直 徑 較 大 的 孔 。 當(dāng) 孔 的 精 度 超 過(guò) IT7、 表 面 粗 糙 度 小 于 0.63 m 時(shí) ， 還 應(yīng) 增 加 一 道 最 后 的 精 加 工 或 精 密 加 工 工 序 ， 如 精 細(xì) 鏜 、 研 磨 、 滾 壓 等 。 （ 三 ） 重 要 的 技 術(shù) 要 求 及 保 證 方 法 重 要 的 技 術(shù) 要 求 一 般 指 表 面 的 形 狀 精 度 和 位 置 關(guān) 系 精 度 、 熱 處 理 、 表 面 處 理 、 無(wú) 損