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1、1由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系发动机机体加工工艺及其夹具设计摘 要： 本课题概要的介绍国内外机械制造行业的发展趋势，从而提出发动机机体加工工艺研究的重要性。对影响机体机械加工质量的因素和主要对策的分析、研究，关键工序的加工进行分析，选择合适的刀具，选择合理定位基准和可靠定位基准以及设计可靠的夹紧来保证其加工质量和加工精度，提出相应的对策提高发动机的良品率和满足客户的要求。同时粗铣顶底面、精镗缸套孔专用夹具和一套工艺规程的合理设计更使得加工工艺有所创新。关键词： 发动机机； 加工工艺；夹具； 因素 The Design of Engine Block Pro
2、cessing Technology and Jig (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha )Abstract: Brief introduction of this topic at home and abroad and the development trend of machinery manufacturing industry, and then puts forward the engine block the importance of processing
3、 technology research. The influence of mechanical processing factors on the quality of the main countermeasures and analysis, research, the key working procedure of processing analysis, choose proper tool, select the reasonable positioning base and reliable position datum and the design of clamping
4、reliable to ensure the process quality and machining precision, and put forward the corresponding countermeasures to improve the engines rate and meet the demand of the customers. At the same time the 2bottom and fine rough milling boring cylinder liner hole special jig and a set of technical proces
5、s the reasonable design of more make processing technology has innovation.Keywords: Engine Block; Processing technology; Jig; Factors1 前言1.1 机械行业在世界上的发展趋势世界机械制造行业包含了矿山设备、工厂设备和建筑机械及汽车零部件、家用电器等诸多领域，其年产值高达 1 万亿美元。据行业专家分析，机械制造业在未来的发展中，有四种重要趋势将对其产生重大影响。（1）机械制造行业的融合在机械制造的许多领域，电子控制和软件技术变得同机械工程同等重要。德国第巴赫机械制
6、造公司是世界最大的大型玻璃制造厂生产玻璃制造厂生产玻璃处理系统的公司，目前该公司的软件控制装置、电子机械装置占据了其产值的 1/3。（2）机械制造行业服务性思维在从电梯到工厂设备等的各个领域，生产厂家的利润增加已不再是因为按固定规格生产产品，而是要求制造厂家能按用户的要求生产产品，以满足的个性化特殊的需求。此外，企业也通过维修或售后服务以增加产值，并带动生产型服务业的发展。（3）机械制造业全球产品开发企业的产品开发，不是在自禁的闭门造车，而是在面向开放的公共平台和社会资源。如美国最大的家用电器制造商惠而浦公司，对由2000 名工程师组成的全球产品开发小组进行改组，以集思广益开发新产品，缩短某些
7、产品的开发时间。1.2 机械行业在中国的发展趋势改革开放以来，我国机械制造业实现了持续的高速增长，但从去年开始这一态势发生了较大变化，主要表现是增速出现了较大回落。尽管如此，去年中国机械制造业的总产值仍比 2010 年增长了 25.06%，实现了利润比上年增长了 21.14%，但是上述增速分别比 2010 年回落了 8 个百分点和 30 多个百分点。2011 年以来中国机械制造业增速出现了明显回落，说明中国经济总量高速增长时期已逐渐过去，今后机械制造业必须适应市场需求由重“量”到重“质”的转变趋势。但是总体来说，我国工业化和城市化在不断提高，未来建设任务仍然巨大，对工程机械产品需求的增加也将直
8、接推动工程机械行业的快速发展 1。3依靠我国机械行业 50 年形成的物质技术基础和发展经验，通过加快与国际经济的融合与接轨，有利于更多地获得发展所需的各种资源，加快机械行业技术进步和产业升级；有利于面向国内外两个市场，进一步扩大机械产品出口；有利于学习国内外先进的管理经验，加快企业经济运行机制和管理体制的转换。随着经济全球化步伐加快，国内市场日趋国际化，世界著名跨国公司对我国机电产品市场的进入战略正在由过去推销产品为主转变为以产品、资本、技术、服务等更多种手段的全面市场输入，一些体现国力和技术水平的重要机械产品（如汽车、电力设备、数控机床、自动化控制设备等）市场的竞争将更加激烈 2。1.3 论
9、文背景及主要任务本课题中加工零件为发动机机体，它是发动机的主体，是安装其他零部件和附件的支承骨架，其结构复杂，有较高的精度要求，因此，在机械制造加工工艺中具有一定的代表性，本课题来源于生产实际现场，具有较强的实际应用价值。由于现在机械工业的迅猛发展，发动机的需求量和发动机的技术含量的一步步提高，发动机机体的生产成本的控制有利于发动机的成本控制，所以研究发动机机体的加工工艺及夹具设计是非常必要的。发动机机体的生产纲领是成批大量生产，此类生产类型要求有细致和严密的组织工作，因此要求有比较详细的机械加工工艺规程和合理的专用夹具。机械加工工艺规程的合理编制有利于降底生产成本，使充分利用现有的生产条件，
10、做到少花钱，多办事；还可以减少工人的劳动强度，保障生产安全，创造良好、文明的劳动条件。发动机机体的加工精度要求很高，所以要加工过程中需要专用的夹具来保证加工精度。机床夹具的首要任务就是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面和定位面之间及被加工表面相互之间的位置精度。它还能提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要地位。此次毕业设计的主要任务是发动机机体加工工艺规程的编制、粗铣机体上下表面夹具和精镗缸套孔专用夹具的设计、及对影响发动机机体加工的典型工序的加工质量的因素及主要对策加以分析和研究。运用大学四年所学的专业知识结合实践经验，进一步研究
11、了发动机机体的构造以及有值得改进的地方。这有利于对所学知识的巩固和知识面的扩展,通过毕业设计进一步提高调查研究、设计计算、理论分析、查阅资料及绘制图样等各方面的基本技能。本课题来源于实际生产现场，根据湖南农业大学东方科技学院毕业设计任务书中所规定的内容，本次设计包括三个主要内容。一是发动机机体的加工工艺规程编制。制定一套合理的工艺规程，有利于在生产过程中作4到优质、高效、底消耗、安全生产和改善劳动条件，使得机械加工循序渐进的进行。其主要内容包括：研究零件图分析其合理性，在得到允许的情况下改正其中的不足之处，分析零件的工艺性、零件毛坯图、工序路线、加工余量的确定。主要工序的定位方案、定位误差分析
12、、主要工序的单件机动工时计算等。再根据以上内容，查阅相关资料，确定合适的加工设备及主要参数和规格。其次是粗铣机体上下表面夹具和精镗汽缸孔夹具的设计。经过多种方案对比选择，确定更为合理的定位方式、夹紧方式、刀具的对刀引导方式、夹具整体结构和夹紧力。再次是对影响发动机机体加工的典型工序的加工质量的因素及主要对策加以分析和研究。使得所设计的夹具结构简单、定位精确、夹紧可靠。完全符合零件图纸加工要求。然后绘制夹具总装图，最后整理设计完成设计过程。2 设计分析2.1 设计任务此次设计的主要内容为发动机机体的加工工艺规程的编制，粗铣顶底面夹具设计、精镗缸套孔夹具设计，对影响发动机机体加工的典型工序的加工质
13、量的因素及主要对策加以分析和研究。加工工艺规程的制订要符合生产情况，生产纲领为成批大量生产。夹具的设计要满足加工技术要求，操作方便、安全。2.2 工艺规程的制定机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件 2。 规模的大小、工艺水平的高底以及解决各种工艺题的方法和手段都是要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程设计是一项重要又严肃的工作。它要求设计者必须具备丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。机械产品生产过程是指从原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程。它既包括：毛坯的制造、机械加工、热处理、装配、检验、油漆等主要劳动过程，还包括：包装、储
14、存和运输等辅助劳动过程。机械产品复杂程度不同，其生产过程可以由一个车间或一个工厂来完成，也可以由多个工厂联合完成。机械加工工艺过程是机械产品生产的一部分。是对机械产品中的零件采用各种加工方法直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。2.3 零件结构工艺性分析所谓零件的结构工艺性是指在满足使用要求的前提下制造该零件的可行性和经济性 1。功能相同有零件，其结构工艺性可以有很大的差异。所谓结构工艺性好，是指5在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。2.3.1 零件图的分析在进行工艺规程制定之前，要仔细研究所加工零件的零件图和充分了解此零件所用
15、的场合。这样才能合理的设计工艺规程，因为零件图是工程设计人员与机械加工人员进行交流的一种技术性文件，它被称为工程语言 3。由已知的零件图，机械设计人员可以制定出相应的工艺规程，有利于零件的后续加工。在分析零件图时应注意的问题有：检查零件图的完整性和正确性。在所给的零件图中，具有三个视图，可以看清零件的结构，表达直观、清楚。经检查零件无差错。零件示意图如下图所示：图 1 零件示意图Fig.1 schematic of body发动机机体从立体来说有 4 组加工面：（1）机体上下面 机体上下面有较高的平面度要求，对主轴孔有较高的平行度要求，除此之外，还有一些孔的加工。 （2）机体前后面 机体前后面
16、有凸轮轴孔、主轴孔、两通孔以及一些螺纹孔，还有一调速器安装面。（3）机体两侧面 机体两侧面有两水管安装面、两窗口面、油泵平面、油泵孔以及一些螺纹孔。6（4）缸套孔 缸套孔的中心线对主轴孔的中心线有较高的垂直度要求。零件工艺结构比较复杂，但是零件的刚性比较好，所以零件的工艺加工过程偏向于工序集中，这样可以使总的工序数目减少，夹具的数目和工件安装次数也相应减少，这样有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率的机床，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。2.3.2 结构工艺性分析由发动机机体零件图可以看出，此零件结构复杂，并根据零件的用途，故选用牌号为 HT20-40 的铸铁为零件的毛坯材料，并采用铸件，这样有利于提高零件制造精度和减振性 4。在机械加工过程中，因为技术要求都较高，所以在满足各种性能指标下，也应该兼顾加工的经济性。其主要面加工方法如下：（1）机体上下面 上表面的平面度为 0.05，与主轴孔中心线的平行度为 0.10；下表面的
