发动机箱体结构设计及加工路线拟定毕业设计论文.doc

摘要本设计是汽车变速箱箱体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。汽车变速箱箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以变速箱箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词：变速箱；加工工艺；专用夹具AbstractThe design is about the special-purpose clamping apparatus of the machining technology process and some working procedures of the car gearbox parts. The main machining surface of the car gearbox parts is the plane and a series of hole. Generally speaking, to guarantee the working accuracy of the plane is easier than to guarantee the holes. So the design follows the principle of plane first and hole second. And in order to guarantee the working accuracy of the series of hole, the machining of the hole and the plane is clearly divided into rough machining stage and finish machining stage. The supporting hole of the input bearing and output bearing is as the rough datum. And the top area and two technological holes are as the finish datum. The main process of machining technology is that first, the series of supporting hole fix and machine the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole fix and machine technological hole. In the follow-up working procedure, all working procedures except several special ones fix and machine other series of hole and plane by using the top plane and technological hole. The machining way of the series of supporting hole is to bore hole by coordinate. The combination machine tool and special-purpose clamping apparatus are used in the whole machining process. The clamping way is to clamp by pneumatic and is very helpful. The instruction does not have to lock by itself. So the product efficiency is high. It is applicable for mass working and machining in assembly line. It can meet the design requirements.Key words: Gearbox; Machining technology; Special-purpose clamping apparatus 目 录第一章 绪论 11.1当前发展现状 11.2 论文主要研究内容 2第二章 发动机箱体工艺设计 32.1箱体的分析 32.1.1箱体的功用分析 32.1.2箱体结构和功用的分析 42.1.4箱体的技术分析 52.1.5箱体的材料分析 52.2发动机箱体毛坯的设计 72.2.1确定毛坯种类及加工方法的选择 72.2.2毛坯的工艺分析及要求 82.2.3毛坯余量和公差的确定 92.3工艺路线设计 112.3.1加工方法的选择 112.3.2箱体的材料及热处理 122.3.3阶段的划分 122.3.4工序的集中与分散 132.3.5基准的选择 142.3.6 拟定发动机箱体的工艺路线 142.4 加工设备及工艺装备的选择 162.5 加工工序设计 18第三章 钻床专用夹具设计 233.1夹具的设计内容 233.1.1定位基准的选择 233.1.2工件的夹紧及夹紧装置 233.1.3夹具材料的选择 243.1.4夹具精度分析 243.2削边销 273.3支承板 273.4 压板 273.5 夹具体中间支架 283.6齿轮齿条偏心轮部分的设计 293.7 键的选取 30第四章 基于UG软件进行的建模及装配 324.1 UG软件建模与装配概述 324.2 运用UG软件进行零件设计 324.3运用UG软件进行零件装配 35第五章 结 论 37参考文献 38致谢 39沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论第一章绪论1.1当前发展现状机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要方式，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，提高经济效益的技术保证。在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、尺寸、形状和技术要求等不同，针对某一零件，通常不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成对它的加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产和经济效益来看，可能其中有更加合理且切实可行的方案。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。在整个加工过程中，夹具不仅是为了夹紧、固定被加工零件的，设计合理的夹具，还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率。各种专用夹具的设计质量，将直接影响被加工零件的精度要求，在机械加工工艺过程中起到重要的作用。机械制造业历来是应用科学技术的主要领域，是应用最新科技推动社会经济发展的主导产业。制造离不了机床，机床自然离不了夹具。夹具是组合机床的重要组成部分，它用于实现被加工零件的准确定位，夹压，刀具的导向以及装卸工件时的限位等等作用的。本次设计计算量中等，但是制图量比较大。需要查阅大量的书籍充分运用所学知识。2沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论1.2 论文主要研究内容本次论文的主要内容有：（1）确定生产类型，对零件进行工艺分析（2）选择毛坯种类及制造方法，绘制零件-毛坯综合图（3）拟订零件的机械加工工艺规程，选择各工序的加工设备和工艺装备，确定各工序切削用量和工序尺寸。 （4）填写工艺文件：工艺过程卡片（或工艺卡片）、工序卡片（可视工作量大小只填部分主要工序的工序卡片）。 （5）设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。（6）撰写毕业设计说明书。在教师指导下，独立完成设计任务书，培养较强创新意识和学习能力，获得机械工程的基本训练。使整个设计上是先进的，在经济上是合理的，在生产上时可行的。工艺规程设计应满足加工质量、生产率、经济性要求，机床夹具设计方案应合理，有一定的特色和见解。计算步骤清晰，计算结果正确；设计制图符合国家标准；使用计算机进行设计、计算和绘图；撰写说明书时要文字通顺、语言简练、图示清晰。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 发动机箱体工艺设计第二章发动机箱体工艺设计2.1箱体的分析2.1.1箱体的功用分析箱体是构造发动机的骨架，是发动机各结构和系统的安装的基础。它内、外安装着发动机的主要零件和部件，承受各种载荷及冲击。因此，发动机的箱体必须具有一定的强度和刚度。机体主要由气缸体、曲轴箱、气缸垫和气缸盖等零件组成。其中气缸体是发动机机体最重要的组成部分。气缸体和上曲轴箱一般都铸成一体，称为气缸体曲轴箱。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形的空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔是曲轴运动的空间。现在汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1升以下的发动机常用三缸，12.5升一般为四缸发动机，3升左右的发动机一般为6缸，4升左右为8缸，5.5升以上用12缸发动机。一般来说，在同等缸径下，缸数越多，排量越大，且功率越大；同等排量下，缸数越多，缸径越小，转速越高，从而获得较大的提升功率。本次毕业设计的任务是设计3缸发动机箱体的工艺路线及规程。如图2-1图2-1 三缸发动机气缸体示意图2.1.2箱体结构和功用的分析发动机约占全车质量的15%，是机器的核心部件之一，它为机器的运行提供了动力。发动机箱体类零件也是机器或者部件的基本，它把机器或部件中的轴、齿轮、套等相关零件组在一起，并让它们保持相对正确的位置，按照一定的传动关系传递动力。发动机根据气缸数目的不同，分为单缸发动机和多缸发动机，有两个以上气缸的发动机都称为多缸发动机。又因为多缸发动机气缸排列的方式不同，分为单列式和双列式。箱体结构形式虽然种类繁多，但仍有共同的特点：形状复杂、壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部分多难度大，既有精度要求较高的孔隙和平面，也有精度要求较低的紧固孔。所以，一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品的15%20%。按照气缸的排列形式不同，气缸体还可以分为单列式，V型和对置式三种。(1) 直列式发动机的各气缸排成一列，一般都是垂直分布。单列式气缸体结构简单，但发动机高度和长度较大。一般情况下六缸以下发动机多采用单列式。有的汽车为了降低发动机高度，会把发动机倾斜一定的角度。(2) V型V型发动机气缸排成两列，左右两列气缸中心线的夹角180，V型发动机与直列式发动机相比，机体长度和高度缩短了，而且增加了气缸体的强度，减轻了机体的重量，但增大了宽度，且形状较复杂，加工较困难，一般用于8缸以上的发动机。(3) 对置式气缸排列成两列，且两列气缸在同一水平面上，即左右两列气缸中心线的夹角为180，称为对置式。它的特点是高度低，总体布置简便明了，有利于风冷。这种气缸应用较少。综合考虑三种排列形式的气缸体，在本次设计中采用直列式。2.1.4箱体的技术分析箱体的加工质量会直接影响机器的性能、精度和寿命，所以箱体零件的加工精度对于机器的加工精度很重要。箱体零件的技术要求主要归纳如下：(1) 主要平面的形状精度及表面粗糙度箱体的主要平面是装配基准，并且大都是加工时的定位基准，所以，应有较大的平面度和较小的粗糙度，不然，会影响箱体加工时的定位精度。一般箱体的主要平面的平面度在0.10.03mm之间，表面粗糙度Ra2.50.63，各主要平面对装配基准面垂直度为0.1/300。(2) 孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度箱体上的轴承支撑孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度要求都较高，不然，会影响轴承与箱体孔的配合精度，降低轴的回转精度。一般箱体的主轴支撑孔的尺寸精度为IT6，圆度、圆柱度公差不超过孔径公差的一半，表面粗糙度值为Ra0.630.32。其余尺寸精度为IT7IT6，表面粗糙度为Ra2.50.63。(3) 主要孔和平面的相互位置精度同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支撑孔之间也应有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，不然装配会有困难，使轴的运转状况变恶劣，温度升高，从而加剧轴承的磨损，使齿轮啮合度下降，降低齿轮寿命。支撑孔之间的孔距公差为0.120.05mm，平行度公差应该小于孔距公差，一般在全长取0.10.04mm。同一轴线上主要平面间及主要平面之间垂直度公差为0.10.04mm。2.1.5箱体的材料分析一、选材的一般原则：1.材料的机械性能在设计零件并进行选材时，应根据零件的工作条件和损坏形式找出所选材料的主要机械性能指标，这是零件经久耐用的首要条件。2.材料的工艺性能金属材料的基本加工方式有铸造、锻压、冲压、焊接、切削加工和热处理等。各种加工工艺均有其工艺性能要求。材料工艺性能的好坏对零件加工生产有着直接影响。依据所设计的零件的制造方法，应选用其工艺性能优良的材料，以减少制造成本，降低废品的产生。3.材料的经济性能在满足使用性能的前提下，选用零件还应注意降低零件的成本。一般来说，应优先选用价格低廉的材料。如尽可能选用碳素钢和灰铸铁，在难以满足要求时再选用高价格的其它材料。二、零件材料的选择由于零件的工作状态，工作条件的要求，因此零件的材料必须具有综合机械性能，耐高温、抗氧化性和组织稳定性等。根据查阅相关资料，箱体材料通常选用铸铁，其详细介绍如下：灰铸铁的显微镜组织由金属机体和片状石墨所组成，相当于在纯铁或钢的基础上嵌入了大量石墨片。因其中的碳主要从游离石墨形式存在，并成片段状，断口为灰色。由于片状石墨的存在破坏了基本的连续性，石墨尖端容易造成应力集中，所以灰铸铁的抗拉强度低，塑性和韧性差，属于脆性材料，不能锻造和冲压，并且焊接性能材料很差，不过其抗压强度受石墨的影响较小，但是灰铸铁铸造性能和切削性能优良。石墨的存在使其有如下优越性能：优良的减震性，耐磨性好，缺口敏感性小。1.灰铸铁的化学成分包括C、Si、Mn、P、S以及一些其他合金元素，各成分所占比重见下表2-1（以HT250为例）。表2-1 灰铸铁HT250的主要化学成分及所占比重（%）CSiMnPS3.03.31.41.70.81.00.150.122.各元素对灰铸铁的性能都有重要的影响，详见机械加工工艺手册。3.灰铸铁的牌号有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350等6种，牌号右边的数字表示该牌号灰铸铁的抗拉强度最低值。4.灰铸铁的机械性能与铸件壁厚有关，同一牌号的灰铸铁因铸件壁厚不同具有不同的抗拉强度。各种牌号不同壁厚的灰铸铁性能达到强度参考值见机械加工工艺手册。机械性能见下表2-2（以HT250为例）。表2-2 灰铸铁HT250的各种机械性能牌号抗拉强度（Mpa）抗切强度（MPa）弹性模量E(MPa)疲劳极限（MPa）硬度HBHT250785981277108127981271432692.2发动机箱体毛坯的设计2.2.1确定毛坯种类及加工方法的选择一、确定毛坯种类机械加工的加工质量、经济效益和生产效益，在一定程度上取决于所选择的工件毛坯。常用毛坯的种类有型材、铸件、冲压件等。毛坯的选择要从被加工零件的材料、结构形状、几何尺寸、制造精度，以及各方面的生产条件这五个方面来考虑。合理的选择毛坯种类对随后价格中确保产品质量、缩短生产周期与降低成本有重要的影响。材料方面，是选择毛坯所要考虑的首要问题，一般根据零件的工作情况以及工作时所起的作用来选择毛坯的种类。根据箱体在工作中的作用及要求选用材料切削性好、耐腐蚀性好、耐磨性好、减震性好等，选用HT250确定毛坯为铸件，其技术要求如下：1.铸件应消除内力。2.未注明铸造圆角为R3R5，未注明壁厚为5mm。3.铸件表面不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷。4.允许有非聚集的孔眼存在，其直径不大于6mm，深度不大于1.5mm，相距不小于20mm，整个铸件上孔眼数不多于5个。5.未注明倒角为0.545。6.去毛刺，锐角倒钝。7.同一加工平面上允许有直径不大于3mm，深度不大于1.5mm，总数不超过5个孔眼，两空之间不小于30mm。8.涂漆按NJ226-31执行。二、毛坯加工方法（铸造）的选择铸造方法分为砂型铸造和特种铸造两类。 1.砂型铸造砂型铸造可根据造型的不同分为手工造型、高压造型和一般机器造型三类，其类特点、应用范围以及铸造类别详见机械加工工艺手册相关的内容介绍。也可根据砂型类别的不同分为干型、湿型、自硬性型，其特点和应用范围详见机械加工工艺手册相关章节。2.特种铸造特种铸造是指与普通砂型铸造有显著区别的一些方法。如压力铸造、熔模铸造、金属型铸造、低压铸造、离心铸造、等等，每个特种铸造方法都有其优越之处和应用场合。近年来，特种铸造在我国得到了飞速发展，其地位和作用得到提高。特种铸造方法的类别特点和应用范围见机械加工工艺手册相关章节。铸造方法的经济合理性与零件尺寸形状以及选择的铸造方法有关，其关系详见机械加工工艺手册。各种铸造方法均有其优缺点及应用范围，不能认为某种方法最为完善。因此，必须依据铸件的形状、大小、质量要求、成产批量、合金的品种记忆铸造条件等具体情况。结合各铸造方法的特点及适用范围，未来获得较好的机械性能和使用寿命，节约材料和切削加工时，提高生产效率，降低成本，可选用砂型造型。2.2.2毛坯的工艺分析及要求毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。减少毛坯制造时产生的残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇注后应安排时效或者退火工序。一、铸件浇注位置的选择原则1.铸件的重要加工面或者主要工作面一般处于底面或者侧面，避免气孔、砂眼、缩松、缩孔等缺陷出现在工作面上。如果这些加工面难以朝下，应尽量使其位于侧面。当铸件的重要加工面有个数时，则应将大的朝下。2.铸件大平面尽可能朝下或采用倾斜浇注，避免夹砂和夹渣缺陷。3.将逐渐的薄壁部分放在铸型的下部或侧面，以免产生浇注不足、冷隔等。4.对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在铸件的上部或者侧部，以便在铸件厚壁处直接安置冒口，使之实现在上而下的定向凝固。二、分型面的选择原则1.铸件尽可能在一个沙箱内或者加工面和加工基准面放在同一个沙箱内，一保证铸件的尺寸精度。2.尽量减少分型面的数量。3.尽量减少型芯或者活块的数量，并尽量降低沙箱的高度，以便起模和修型。4.把主要的型芯放在下半沙箱中，以利于下芯，合箱和便于检查型腔尺寸。为使砂芯方便从砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模样时必须留有起模斜度，起模斜度的大小取决于与立壁的高度，造型方法，模样的材料等因素，通常为153，为使型砂便于从内腔中脱出，以形成自带型芯，内壁的起模斜度要比外壁大，通常为310。由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸将比行腔尺寸略小，为保证铸件应有的尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该金属的收缩量。铸件的实际线收缩量除随合金的种类而变外，还和铸件的形状，尺寸有关。通常铸铁为0.7%1.0%。结合发动机箱体的结构，形状及尺寸，分型面选在箱体零件图-俯视图零线位置。浇注口位置分别选在位于中间缸孔的两侧，选取起模斜度为3，灰铸铁的线收缩率设为1.0%。2.2.3毛坯余量和公差的确定一、确定毛坯的余量 毛坯余量的确定：根据机械加工去除量，从后往前推。同时考虑毛坯制造时存在的氧化皮层裂纹、杂质等各种缺陷，并也根据工人的操作水平按直径1012mm，厚度11mm，平均每面在5mm左右。1.机械加工余量 砂型铸造（采用手工造型或机器造型）所生产的灰铸铁、球墨铸铁、耐热铸铁和耐蚀铸铁等铸件的加工余量见机械加工工艺手册，表3.1-26和表3.1-27。铸铁件的加工余量共分9个等级513级。又按零件图的基本尺寸量分为10个尺寸组。由于机械加工和铸造工艺上的要求，可以挑选其它等级的加工余量，但是应在有关图样和技术文件上标明。铸孔的机械加工余量一般按浇铸时的位置处于顶面的机械加工余量选择。对成批和大量生产的铸件的加工余量由工艺人员手册查得，各表面的余量见表2-3。表2-3 发动机箱体各表面总加工余量/mm加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值上表面330106下表面330106两侧面305.6106两侧面330106缸孔3-89.489.493.5主轴孔696993.5凸轮轴孔4949102.752.铸造工艺余量 铸造工艺余量是为了确保铸件的质量，满足铸造工艺和机械加工工艺要求而多加在铸造毛坯上的金属。应在零件加工完毕时将其去掉。如果不影响零件的使用性能，并经设计部分的允许，也可保留在零件上。铸造工艺余量的大小、形状及位置取决于工艺需要及零件结构，它在铸件图上的表示方法与加工余量一样，常见的工艺余量形式有工艺凸台、增强刚度的支撑、补缩余量、等。二、毛坯的尺寸公差铸件的尺寸公差代号为IT，公差等级为16级，各级公差值列于机械加工工艺手册表3.1-21和表3.1-22。壁厚尺寸公差可以比一般尺寸的公差低一级，例如：图样上规定一般的公差为IT10，则壁厚尺寸公差为IT11。公差带应对称于铸件基本尺寸设置，有特殊要求时，可采用非对称设置，但要在图样上说明。铸件得基本尺寸是铸件图样上给定的尺寸，包括机械加工余量。由于铸件大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，由表3.1-24，铸件尺寸公差等级为IT10级，表3.1-23选取错箱值为1.0mm。又见表3.1-27，得铸铁件加工余量等级为7级，表3.1-26选加工余量为6mm，所以可确定主要加工面的总余量见下表2-4。表2-4 主要表面的毛坯尺寸及公差/mm主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差上表面3306+63420.046下表面3306+63420.052两侧面305.66+6317.60.052两端面3306+63420.052缸孔3-89.489.43.5+3.582.40.011主轴孔69693.5+3.5620.022凸轮轴孔49492.75+2.7544.50.0252.3工艺路线设计2.3.1加工方法的选择零件表面加工方法的选择，不但影响加工质量，而且还会影响生产效率和制造成本，所以，在选择加工方法前，应先考虑每个加工方法的加工精度；材料的性质和可加工性；工件的结构和尺寸；生产率的要求。零件表面的加工方法，首先取决于加工表面的技术要求。这些技术要求还包括由于基准不重合而提高对某表面的加工要求，首先选择能保证该要求的最终方法，然后确定各工序、工步的加工方法。加工同一类型表面，由于条件不同，有着不同的加工方法。影响表面加工精度的因素有表面的形状、尺寸、粗糙度和精度，及零件的整体的形状、重量、材料和热处理等。结合以上要求，由于零件生产类型为大量生产，所以在对发动机箱体各表面加工时采用粗铣-精铣；对主要孔进行加工时，例如主轴孔及缸孔，采用粗镗-半精镗-精镗，对挺杆孔加工时，采用钻-扩-铰-挤的加工路线；对螺纹孔加工时采用钻-攻。2.3.2箱体的材料及热处理工件材料与热处理对加工方法的选择有着很大的影响。前面已经分析过，发动机箱体的材料选为HT250，选择砂型铸造。热处理后的变形，特别是热处理厚材料的硬度，对选择加工方法有很大的影响。所以，在制定加工路线时，需合理安排热处理的位置。例如，为了消除箱体铸造内应力，防止加工后变形，使加工精度保证稳定性，要进行时效处理。对于那些尺寸大、结构复杂的铸件，在粗加工前、后各安排一次时效处理；对于一般铸件在铸造后或加工前安排一次时效处理；而对精度高、刚度差的零件，在粗车、粗磨、半精磨后各安排一次时效处理。在人工时效处理的工艺规范为加热到530560，保温68h，冷却速度300/h，出炉温度200。2.3.3阶段的划分工艺路线按工序的不同，可以分为以下几个阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。1、粗加工阶段，此阶段的任务是去除大部分余量，特点是切削用量大，因此切削力、切削热及夹紧力都很大，所以加工精度不高。2、半精加工阶段，该阶段的任务是达到一般的技术要求，且各次要平面要达到最重要求，并且为主要精加工做准备。本阶段的加工特点是加工余量小，加工精度较高。在箱体的加工过程中，半精镗缸孔以及两侧的六孔就属于细加工阶段，为后面的精镗做准备。3、精加工阶段，这个阶段的任务是达到所有表面的技术要求。其特点是加工余量小，加工精度很高。在发动机箱体中，对箱体各面的精铣对缸孔及两侧六孔的精镗都是该加工阶段的内容。这个阶段的主要问题是怎样保证零件的质量。发动机箱体的加工大致也分为粗、半精、精三个阶段，粗加工阶段之后用超声波进行检验。因为超声波探伤存在死区，可在细加工后切削掉。在粗加工之后，精加工之前需要一段存放时间，来消除加工的内应力。2.3.4工序的集中与分散在设计工艺路线时，在选定了各表面的加工方法和阶段划分后，就可以将同一阶段的各加工表面组合成若干工序。组合时各表面可采用集中和分散的原则。工序集中原则是使每个工序包括尽可能多的内容，因而总的工序数目少；工序分散原则与其相反。工序集中与分散将影响工序的数目和工序内容的繁简程度。工序集中的特点，工序数目少，工序内容复杂，因而有：1.简化了生产组织工作；2.减少了设备数目，从而降低了车间面积；3.减少了安装次数，缩短了共建的运输路线，有利于提高劳动生产率和缩短生产周期；4.有利于采用高效率的设备，特别是数控机床和加工中心等设备，可提高产品质量和生产率；5.设备成本高，调整时生产准备时间长。工序分散的特点，工序数目多，加工内容简单，因而有：1.设备和工艺装备简单，维修，和调整比较简单；2.生产准备工作量少，产品变换简单；3.设备数目多，生产面积大，生产工作复杂，生产周期长。2.3.5基准的选择 基准是机械制造中应用得十分广泛的概念，是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的点、线、面。从设计和工艺两方面看基准，可把基准分为两大类，即设计基准和工艺基准。设计基准：在设计零件时，应根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互位置关系，确定抱住尺寸（或角度）的起始位置。这些尺寸（或角度）的起始位置称为设计基准。工艺基准：零件在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。工艺基准可进一步分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。2.3.6 拟定发动机箱体的工艺路线根据各表面的加工要求和加工方法能达到的经济精度。查表4.2-1，确定表面的加工方法如下表2-5：表2-5 发动机箱体各表面的加工要求和加工方法加工表面加工精度（IT） 加工粗糙度Ra（m）加工方法上表面73.2粗铣-精铣两端面73.2粗铣-精铣两侧面73.2粗铣-精铣凸轮轴孔71.6粗镗-半精镗-精镗挺杆孔60.8钻-扩-铰-挤缸孔60.8粗镗-半精镗-精镗内腔小凸台1212.5粗铣螺纹孔钻-攻根据先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将上下面、两端面、两侧面及缸孔和主轴孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，主轴承盖结合面、后端面以及上下面的螺纹孔放在最后面。制定工艺路线见表2-6至2-7。表2-6 发动机箱体各表面的加工工艺过程工序号工序名称工序内容设 备工艺装备05铸造铸坯、清理、喷丸。消除内应力、涂漆铣床10粗铣粗铣上、下表面铣床专用夹具，量具，铣刀20粗铣粗铣两侧面铣床专用夹具，量具，铣刀30粗铣粗铣两端面铣床专用夹具，量具，铣刀40精铣精铣上、下面铣床专用夹具，量具，铣刀50精铣精铣两侧面铣床专用夹具，量具，铣刀60精铣精铣两端面铣床专用夹具，量具，铣刀70粗镗孔粗镗缸孔及主轴孔镗床专用夹具，量具，镗刀80粗镗孔粗镗缸孔及凸轮轴孔镗床专用夹具，量具，镗刀90钻孔钻后端面及上、下面各孔钻床钻床夹具，量具，钻头95钻孔斜油孔引窝钻床钻床夹具，量具，钻头100钻孔钻缸盖及两侧面各孔钻床钻床夹具，量具，钻头110半精镗孔半精镗缸孔及凸轮轴孔镗床专用夹具，量具，镗刀120镗孔镗平衡轴止推槽镗床专用夹具，量具，镗刀130钻孔钻斜油孔钻床钻床夹具，量具，钻头表2-7 发动机箱体各表面的加工工艺过程工序号工序名称工序内容设 备工 艺 装 备140精镗孔精镗缸孔及凸轮轴孔镗床专用夹具，量具，镗刀150钻孔钻主轴承盖结合面三孔，扩缸盖六孔钻床专用夹具，量具，钻头160钻孔钻、扩、铰、挤挺杆孔钻床专用夹具，量具，钻头170攻螺纹攻后端面及上、下面螺孔钻床专用夹具，量具，钻头180攻螺纹攻缸盖及两侧面螺孔钻床专用夹具，量具，钻头190钻孔钻定位销孔、钻水孔钻床专用夹具，量具，钻头200铣铣内腔小凸台平面铣床专用夹具，量具，铣刀210钻孔攻主轴承盖结合面M14螺纹钻床专用夹具，量具，钻头220粗镗孔钻孔、攻丝钻床专用夹具，量具，钻头230钻孔钻斜油孔钻床钻床夹具，量具，钻头245检检查250清洗清洗2.4 加工设备及工艺装备的选择由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主。其生产方式为通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水线生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。1、粗铣上下面、两侧面、两端面 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计问题，选择卧式铣床X63.见表9.2-11，选择刀具为直径D=100mm、齿数Z=10的两把圆柱形铣刀（GB1115-85）, 专用机体粗铣夹具和游标卡尺。2、精铣上下面、两侧面、两端面考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计问题，宜采用卧铣，选择X63铣床，选择与上相同的，齿数Z=14的刀具。采用箱体精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。3、粗镗缸孔3-89.4H6 采用卧式组合镗T68，其主要参数见表手册11.1-1.选择镗通孔的镗刀、专用机体粗镗夹具。4、粗镗主轴孔采用卧式铣镗床，选用型号为T68，选择镗通孔的汤刀、专用粗镗夹具。5、粗镗凸轮轴孔采用卧式镗床T68，选择粗镗专用夹具。6、半精镗孔3- 采用卧式组合镗床T68，刀具选择与前面工序相同。选择镗通孔的镗刀、专用夹具。7、半精镗凸轮轴孔采用卧式组合镗床，选用专用镗床夹具。8、精镗缸孔及凸轮轴孔所采用的镗床与前面的相同，选择精镗刀、专用夹具、游标卡尺、塞规检查孔径。9、钻后端面及上下面各孔选用摇臂钻床Z3025BX10选用锥柄麻花钻。专用钻孔夹具，选用游标卡尺和塞规检查孔径。10、钻、铰斜油孔选择台式钻床，表10.2-5，根据孔直径选用直柄麻花钻及锥柄机用铰刀。专用箱体斜油孔夹具、塞规检查孔径。11、钻主轴承盖结合面三孔、扩缸盖六孔选用摇臂钻床Z3132 选择锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻。选用专用钻床夹具、块换夹头、游标卡尺及塞规。12、钻、扩、铰、挤挺杆孔 选用摇臂钻床Z3025.选用锥柄长麻花钻，直径选11.8mm，扩、铰孔时选用材料为YG8的刀具。选用机体挺杆专用夹具、游标卡尺及塞规。13、钻定位销孔、水孔选用摇臂钻加工， 选用直柄麻花钻。采用专用夹具，使用游标卡尺和塞规检查孔径。14、铣内腔孔小凸台面采用立式铣床X53K莫氏锥柄面铣刀、专用铣夹具、专用检具。15、攻螺纹选用摇臂钻Z3025加工。采用机用丝锥、丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规。2.5 加工工序设计确定工序尺寸的一般方法是，有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图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。有基准转换时， 工序尺寸应用工序尺寸链接算。1、工序30粗铣两端面面及60精铣两端面面查手册表3.2-25，平面加工余量表得： 精加工余量1.5mm， 已知两端面总余量5mm，故粗加工余量可求： （2-1） 查阅有关手册表9.4-1，取粗铣的没齿进给量=0.25mm/r，精铣的每转进给量=0.5mm/r，粗铣刀走刀一次，=3.5mm；精铣走刀一次，=1.5mm，取粗铣的主轴转速为190r/min，取精铣的主轴转速为300r/min，所选刀具的直径为100mm，故相应的切削速度分别为：粗加工： （2-2）精加工：