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1、 第一章 绪论一、设计目的毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们在进行工作之前对所学各课程的一次深入的综合性的实践与复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。通过本次毕业设计，应该得到下述各方面的锻炼1、能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2、提高结构设计的能力。通过夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具能力。3、绘制加工示意图，掌
2、握表达工艺加工方案的方法。4、了解机床专用部件的总体结构，结合加工示意图与零件工序图绘制机床联系尺寸图。5、学会使用手册及图表数据。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计数据、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。
3、但在我们小组成员的共同努力下，我们通过请教老师和咨询同学，翻阅数据、查工具书，解决设计过程中的一个又一个问题。在这个过程中，使我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作的能力。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不断提高自己。二、设计内容本次设计的题目是“汽缸盖工艺规程及工艺装备设计”，通过实体零件汽缸盖来设计出生产工艺过程卡，生产率计算卡，指定工序的夹具图，机床联系尺寸图以及主轴箱装配图，并以说明书的形式说明。其具体内容如下：（一）、规定生产规模，生产纲领，并对零件进行工艺分析；（二）、选择毛坯的种类及制造方法，并对毛坯材料及其力学性能进
4、行进一步分析； （三）、拟定零件的机械加工工艺路线及加工工艺过程，选择各工序加工设备工艺装备，确定各工序的切削用量及工序尺寸的加工余量等相关内容；（四）、填写工艺文件及卡片，加工工序的工艺过程卡，工序卡，以及相对应的生产率计算过程卡； （五）、制定工序的专用夹具，并绘制装配总图和主要零件的零件图； （六）、设计与指定夹具相配合的单工字节合机床，并画出其加工示意图，机床联系尺寸图，机床生产率计算卡，并配以主轴箱装配图； （七）、撰写设计说明书。三、设计步骤 在设计过程中首先要对所加工零件尽心一个比较全面的分析，研究，并对零件的图样，生产纲领，零件材料等进行分析，经研究确定后，按任务书的计划内容依
5、次按步骤进行设计即可。（一）分析零件图 1、对设计零件的零件图进行综合的研究，分析，了解零件的用途，性能，工作条件，材料及各方面性能和各部件在整个零件中所起的作用。2、了解零件的材料及其力学性能，以便合理选择毛坯种类和制造方法，以此来确定加工余量及切削量。3、分析零件图上各技术要求及注意事项，确定主要加工面，并正确运用加工原则及方法。4分析零件结构的工艺性，选材的合理性，以及要严格要求所需尺寸，和技术要求，加工的合理性，难易程度，在此基础上考虑生产率的高低。（二）拟定工艺路线在拟定工艺路线时要对零件分析出几个方案，分析比较后，从中选优而定：1,、定位基准的选择根据被加工零件的特点，技术要求及毛
6、坯的制造形式等具体情况，按照粗加工、精加工的选择原则来确定各工序合理的定位基准。主要对保证加工精度、确定加工顺序及工序数量的多少。零件上的定位基准、夹紧部位和加工面，三者之间要相互协调。2、选择基准后，要严格划分加工阶段。根据表面的加工要求，选择最终加工方法，然后由此向前确定各准备工序的加工方法。3、合理考虑工序的集中与分散，待各加工表面的方法确定后应考虑哪些是要分步进行的。4、拟定加工工艺路线，根据以上的分析研究，经合格检验过程，即可以拟定工艺路线，之后再进一步将其合理化。机加工顺序应为：先粗后精、先面后孔、先主后次、基面先行，并适当在其中安排热处理。5、填写工艺卡片（三）确定加工工序设计1
7、、确定加工余量，工序的加工余量一般按计算法，查表法或经验估算法来确定，视具体情况具体对待。2、确定工序尺寸及公差，计算工序尺寸和公差是制定工艺规程的一项极其重要的工作，工序尺寸一般按经济加工精度来确定。3、确定工艺规程、填写工序卡片，在填写工序卡片时要注意以下内容： （1）简图可按比例缩小，用尽量少的视图表示。 （2）被加工表面用粗实线表示，其余均为细实线。 （3）应按照本工序的工序尺寸，公差以及粗糙度要求。 （4）标明夹紧、定位面，并用规定符号标明。（四） 绘制夹具图，加工示意图，机床联系尺寸图 根据加工的工件设计出专用夹具，根据加工工艺计算并绘制出加工示意图，根据加工示意图绘制机床尺寸联系
8、图。（五） 组合机床多轴箱设计组合机床有如下特点：（一）主要用于棱体类零件和杂件的孔面加工。（二）生产率高。因为工序集中，可多面、多任务位、多轴、多刀同时自动加工。（三）加工精度稳定。因为工序固定。（四）研制周期短，便于设计、制造和使用维护、成本低。（五）自动化程度高，劳动强度低。（六）配置灵活。 绘制主轴箱装配图时，先初步估算各传动轴的直径及各齿轮的模数，计算齿轮的分度圆直径以及各传动轴之间的中心距等，然后进行主轴箱展开图的具体结构设计。 第二章 汽缸盖工艺规程设计一、 零件分析（一） 零件的作用 本次毕业设计，设计的是汽缸盖，而汽缸盖是柴油机的固定件和燃烧室的组成部分。汽缸盖上安装着喷油器
9、、起动空气阀、安全阀和示功阀等。筒状活塞式柴油机缸盖上装有排气阀。此外，气缸内部有各种气道和冷却水空间。其结构复杂，孔道较多，壁厚不均匀。因此，柴油机汽缸盖工作条件十分恶劣，容易产生高温、高压、腐蚀、机械应力合热应力集中。所以汽缸盖容易产生裂纹的根本原因是有热应力和机械应力周期作用产生的热疲劳、机械疲劳后高温疲劳引起的。在柴油机工作时，汽缸盖底面高温区的高度可达400480,在热膨胀变形受到限制时，产生高的压应力。铸铁材料在温度超过350，抗蠕变性能下降，因蠕变发生塑性变形，导致压应力逐渐下降。停车后，受热面温度未降到室温，压应力就完全消失，停车后，受热温度未降到室温，压应力就完全消失。降到室
10、温，表面则出现了拉应力。柴油机的启动、运行、停车、经过若十次加热和冷却，拉应力逐渐增加，最终出现裂纹。气缸盖触火面裂纹主要是这种低频热应力引起的疲劳破坏。所以加入必要的检验工序是十分必要的。（二） 零件的工艺分析气缸盖的加工面有两组，现分析如下：1. 上平面和P平面要求加工到80和80mm，并且上平面钻孔；417mm；P平面钻孔：215mm、216mm、217mm、218mm2. 加工量侧面保证宽度尺寸为159mm3. 以上平面为加工面，钻铰25的孔及螺纹底孔，钻排气法兰面螺纹底面孔46 mm及上面28 mm及倒角4. 加工上平面的螺纹和法兰面的螺纹5. 必要的检验的工序（三） 确定毛坯的制造
11、形式气缸盖的材料是铸铁，考虑到在汽车中的受力情况，所以采用铸造的形式。（四） 基准面的选择基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1. 粗基准的选择。在铣上平面的时候以P面为粗基准，铣P面的时候以上平面为粗基准。2. 精基准的选择。根据基准重合和互为基准原则，选用设计基准作为精基准，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。3. 精基准的选择。根据基准重合和互为基准原则，选用设计基准作为精基准，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算
12、。（五） 制定工艺路线1. 制定工艺规程的原则汽缸盖属于箱体类零件，所以应遵守箱体类加工原则：（1） 加工顺序为先面后孔 箱体类零件的加工顺序为先加工面，已加工好的平面定位，再来加工孔。因为箱体孔精度要求高，加工难度大先以孔基准加工好平面，再以平面为精基准加工孔，这样既能为孔的加工提供稳定可靠的精基准，同时可以使孔的加工余量均匀。由于箱体上的孔一般是分布在外壁和中间隔壁的平面上的，先加工平面，可切去铸造表面的凹凸不平及夹砂等缺陷，这不仅有利于以后工序孔的加工看，也有利于保护刀具，对刀和调整。（2） 加工阶段粗，精分开 箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高。故箱体主要表面都要划
13、分粗，精加工两个阶段。单件小批量生产的箱体加工，如果从工序上也安排粗精分开。则机床，夹具数量要增加工件运转也费时费力，所以实际生产中将粗精加工在一道工序内完成。但从工序上讲，精加工还是分开的。如粗加工后将工件松开一点，然后再用较小的夹紧力加紧工件，但工件因夹紧力而产生的弹性变形在精加工前得以恢复。（3） 工序间安排时效处理 箱体毛坯比较复杂，铸造内应力较大。为了消除内应力减小变形，保证精度的稳定铸造之后要安排人工时效处理（加热500550,加热速度50120/h，保温46 h，冷却速度30/h，出炉温度200）。普通精度的箱体，一般在铸造之后安排一次人工时效处理。对一些高精度的箱体的形状特别复
14、杂的箱体，在粗加工之后还要安排一次人工时效处理，以消除粗加工所造成的残余应力。有些精度要求不高的箱体毛坯，有时不安排时效处理，而利用粗，精加工之间的停放和运输时间，使之进行自然时效。箱体人工时效的方法，除了加工保温方法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。(4)一般都用箱体上的重要孔作粗基准 箱体零件的粗基准一般都用它上面的重要孔来做。2 划分加工阶段的原因（1）保证加工质量的需要。零件在粗加工时，由于要切除大量的金属，因而会产生较大的切削力和切削热，同时也需要较大的夹紧力，在这些力和热的作用下，零件会产生较大的变形。而且经过粗加工后零件的内应力重新分布，也会使零件发生变形。如果不划分
15、加工阶段而 连续加工，就无法避免和修正上述原因所引起的加工误差，经过半精加工和精加工可以得到修正，并逐步提高零件的加工精度和表面质量，保证了零件的加工要求。（2）合理使用机床设备的需要。粗加工一般要求功率大、刚性好、生产率高而精度不高的机床设备，而精加工须采用精度高的机床设备，划分加工阶段后就可以充分发挥醋精加工设备各自性能的特点，避免以粗干精，做到合理使用设备。这样不但可以提高粗加工的生产效率，而且也有利于保持精加工设备的精度和使用寿命。（3）及时发现毛坯缺陷。毛坯上的各种缺陷（如气孔、砂眼、夹渣或加工余量不足等），在粗加工后即可被发现，便于及时修补和报废，以免继续加工后造成工时和加工费用的浪费。（4）便于安排热处理。热处理工序使加工过程划分成几个阶段，如精密主轴在粗加工后进行去除应力的人工时效处理，半精加工后进行淬火，经加工后进行低温回火和冰冷处理，最后进行光整加工。这几次热处理就把整个加工过程划分为粗加工精加工整加工阶段。在零件工艺路线拟定时，一般应遵守划分加工阶段这一原则，但具体应运时还要根据零件的情况灵活处理，例如对于精度和表面质量要求较低而工件刚性足够
