缸体加工工艺概述 PPT
33张图详解发动机缸体加工的33道工序
33张图详解发动机缸体加⼯的33道⼯序☞这是⾦属加⼯（mw1950pub）发布的第12110篇⽂章编者按汽车主要零部件组成中，汽缸盖、汽缸体、曲轴等部分形位复杂，加⼯难度最⼤。
今天我们来看下缸体加⼯有哪些难点，以及如何解决的。
汽缸体主要加⼯⾯1.曲轴孔半圆⾯粗加⼯（铸铁件）2.曲轴孔半精加⼯镗削（铝合⾦件）3.曲轴孔精镗（铸铁件）4.曲轴孔精镗·确定轴向宽度加⼯（铸铁件）5.决定轴颈部位宽度的两侧边铣削（铸铁件）6. 决定轴颈部位宽度的两侧边铣削（铝合⾦件）7. 决定轴颈部位宽度的两侧⾯加⼯⽤铣⼑（铸铁件）8.第3轴承⾯精镗（铸铁件）9. 第3轴承⾯精加⼯（铸铁件）10.轴承⾯油槽加⼯（铸铁件）11.轴承⾯油槽加⼯（铸铁件）12.缸孔粗镗13.缸孔粗镗14.缸孔精镗15.缸孔精镗16.缸孔内倒⾓加⼯（铝合⾦件）17.上下⾯粗铣（铝合⾦件）18.上下⾯粗铣（铝合⾦件）19.上下⾯精铣（铝合⾦件）20.上下⾯精铣（铝合⾦件）21.前后⾯精铣（铝合⾦件）22.前后⾯精铣（铝合⾦件）23.搬送⽤基准⾯铣削（铝合⾦件）24.轴承盖座粗铣（铸铁件）25.轴承盖座精铣（铸铁件）26.上下⾯粗铣（铸铁件）27.上下⾯精铣（铸铁件）28.下⾯精铣（铸铁件）29.前后⾯粗铣（铸铁件）30.前后⾯精铣（铸铁件）31.前后⾯精铣（铸铁件）32.搬送⽤基准⾯铣削（铸铁件）33.各种孔加⼯看了上⾯这些⼯艺，下⾯⼩编给您介绍⼀下⼯艺的创新点：1. 合理利⽤复合⼑具组合式镗⼑被应⽤于主轴承孔中，阶梯形钻头和钻扩复合⼑具分别⽤于结合⾯螺栓孔以及定位销孔的加⼯当中，在⼑具⼀次⼯作以及⼯件⼀次装夹整个流程中，由于使⽤了复合⼑具，因此能够⼀次性实现多道⼯序的⽣产加⼯，在重复定位⼑具和⼯件时，⼆者之间的误差能够被消除，促使精度有效提升，在这⼀过程中所消耗的辅助时间相对较少，整个测量过程得到了简化，因此加⼯效率极⾼。
2. ⼑具在线监测与补偿要想顺利进⾏⾦属切削加⼯，就必须严密监视⼑具状态，在实际加⼯中综合应⽤多传感器监测系统，能够促使⼑具在加⼯过程中的状态得到在线监测和补偿，在对⼑具运⾏中产⽣的⼏何参量进⾏读取的基础上，可以⾼效测量⼑形轮廓和⼑具预调初始点，从⽽对不同接触点实施补偿。
《发动机缸体缸盖》课件
合理设计气道形状和尺寸，确保进排 气顺畅。
冷却水道设计
优化冷却水道的位置和尺寸，提高冷 却效率。
缸盖气道设计
进气道设计
根据发动机需求，设计进气道的形状和尺寸，确保足够的进气量。
排气道设计
优化排气道的形状和尺寸，降低废气残留和涡流现象。
缸盖强度与刚度分析
有限元分析
利用有限元分析方法，对缸盖进行强 度和刚度分析，确保其满足工作要求 。
根据结构的不同，发动机缸盖可以分为整体式缸盖和分体式缸盖。整体式缸盖的 结构较为简单，制造成本较低；分体式缸盖的结构较为复杂，但易于维修和更换 零件。
02
发动机缸体设计
缸体材料选择
01
02
03
铝合金
具有轻量化、耐腐蚀、导 热性好等优点，广泛用于 汽车发动机。
铸铁
具有高强度、耐磨性好、 成本较低等优点，多用于 重型机械和柴油发动机。
合理设计润滑油道的位置 和大小，以确保润滑油能 够均匀地覆盖气缸内壁， 降低摩擦和磨损。
缸体冷却系统设计
冷却水道设计
根据发动机的工作温度和散热需 求，设计合理的冷却水道位置和 大小，以确保发动机的正常运行
温度。
散热器设计
根据冷却水道的流量和散热需求， 设计合理的散热器结构和尺寸，以 提高散热效率。
润滑系统对于发动机的正常运转至关重要。车主应定期 更换机油和机油滤清器，并确保润滑油的清洁度，以减 少缸体缸盖的磨损。
冷却系统对于防止发动机过热至关重要。车主应定期检 查冷却液的清洁度和浓度，并更换冷却液和相关部件， 以确保冷却系统的正常运转。
维修注意事项
在进行维修前，应先关闭发动机 并等待一段时间，以降低温度和
缸体是发动机的主要结构件之一，通常由铸铁或铝合金制成，内部有润滑油道和冷 却水道，外部有用于安装各种附件的螺纹孔和安装孔。
汽车发动机缸体缸孔加工工艺
在研究过程中，仅对激光珩缸工艺进行 了简要介绍和实验验证，未涉及具体工 艺参数对加工质量的影响规律及优化方
法。
在未来研究中，可以进一步探讨激光珩 缸工艺的优化方案，降低设备成本，提 高加工质量和生产效率，为汽车工业的 发展提供更加高效、环保的加工方法。
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动或手动设备。
根据加工精度选择设备
02
高精度加工要求选用精度高的数控机床或加工中心，低精度加
工可选用普通机床。
根据生产成本选择设备
03
在满足加工要求的前提下，应选用性价比高的设备。
刀具的种类和特性
刀具的种类
包括钻头、铣刀、车刀、丝锥等。
刀具的特性
刀具的硬度、耐磨性、耐热性等特性对加工效率和质量有重要影响。
数控机床、深加工→精加工→孔径及位置精度控制→表面处理
关键技术
深孔钻削、孔径及位置精度控制、表面光洁度控制
某公司缸孔加工工艺改进实践
加工设备：数控机床、内孔珩磨机、抛光机等
改进点：采用内孔珩磨工艺代替传统抛光工艺，提高孔 径及位置精度，降低表面粗糙度
加工材料：铝合金
刀具的磨损和破损
1 2
刀具磨损原因
刀具在切削过程中会受到切削力、切削热等因素 的影响，导致磨损。
刀具破损形式
刀具破损主要包括崩刃、碎裂、脱落等形式。
3
刀具磨损对加工的影响
刀具磨损会影响加工精度、表面粗糙度、生产效 率等。
04
加工工艺流程
粗加工工艺
定位基准的选择
选择粗基准，以减少装夹 次数，提高加工效率。
采用补偿技术
通过优化加工工艺参数，如切削速度、进 给速度等，控制加工过程中的热变形和振 动，从而提高加工精度。
油缸加工工艺知识培训PPT课件
液压油缸的部件——生产设备（主要）
六、外圆磨床
磨削的工艺特点： 1.主要粗、精磨活塞杆杆体外圆 2.磨削的精度IT6-IT5,粗糙度Ra0.8～0.2， 3.加工一些难以加工的材料，如淬火钢、高 速钢以及毛坯的清理 4.淬火前外圆粗磨，为了降低Ra 防止工件 表面会有开裂现象 5.淬火后外圆粗磨，主要是看淬火后工件表 面有无裂纹 6.电镀前需精磨，保证图纸要求的公差
十二、卧式加工中心
卧式加工中心的特点：
1.主轴为水平状态
2.有3～5个运动坐标（X、Y、Z轴直线 运动轴、回转运动轴）
3.主要加工箱体类零件
4.有自动分度的工作台，可360°回转 ，一次装夹可完成除底面和顶面以外的 四个面加工
主要加工活塞/导向套端面上 的安装孔、螺孔、槽等；活塞 杆杆头的端面、内孔等
φ 400 φ 130 φ 550 φ 300 820 2500
液压油缸的部件——生产设备（主要）
十三、日本大隈 五轴车削中心MULTUSB750
设备参数
主卡盘夹持重量（KG）
1400
主卡盘最大夹持加工长度（mm） 2500
主卡盘 主卡盘最大夹持外径（mm） 主卡盘最小夹持外径（mm） 主卡盘最大夹持内径（mm） 主卡盘最小夹持内径（mm） 副卡盘夹持重量（KG） 副卡盘最大夹持加工长度（mm）
液压油缸的部件——生产设备（主要）
九、珩磨机
珩磨的特点： 1.主要精磨缸筒内孔 2.珩磨时，磨头随内孔的直线方向运 动，无需引孔基准及定位锥面 3.珩磨后内壁Ra0.05～0.2
缸筒内孔珩磨工序的操作步骤： 1.根据缸筒外径调整中心架高度，夹紧工件 2.选择珩磨头 3.设置合适的加工参数 4.粗、精珩磨内孔 至要求，并用规定目数 砂纸抛光，获得合适的纹路 5.加工后测量尺寸，检测光洁度
缸体的机械加工工艺与设计
缸体的机械加工工艺与设计发动机缸体在发动机零件中属于结构较为复杂的箱体类零件，它精度要求高，加工工艺较复杂，其加工质量的优良影响发动机整体性能，因此，它是发动机生产厂家所需注意的重点零件。
1，发动机缸体的工艺特性发动机缸体为发动机的骨架和基础零件，又是发动机装配时用到的基准零件。
缸体作用:支承活塞、曲轴、连杆等活动部件，保证工作时位置准确:保证发动机冷却、润滑和换气:提供各类辅助系统、组成部件以及发动机安装。
1.1工艺特性缸体是整体铸造结构，其上有四个缸套安装孔，缸体的水平隔板将其分成两部分，缸体的前端面排列有三个同轴线的惰轮轴孔和凸轮轴安装孔。
缸体工艺特点:形状、结构复杂:加工的孔、平面多:壁厚不均匀，刚度较低;加工精度要求较高，是典型的箱体类零件。
缸体主要加工面包括顶面、缸孔、主轴承座侧面、凸轮轴孔及主轴承孔等，它们的加工精度影响发动机的工作性能和装配精度，主要靠设备的精度、工夹具的可靠性及加工工艺的合理性来确保。
2.发动机缸体工艺设计方案的原则与依据工艺设计方案是工艺准备工作的前提，是工艺规程的设计以及工艺装备设计过程中的指导文件。
合理的工艺方案，有利于系统运用新型科学成果与先进的生产经验，从而保证产品质量，有效改善劳动条件，提高了工艺管理水平及工艺技术。
2.1艺的方案设计原则设计工艺方案在保证产品质量的同时，要考虑生产周期、成本与环境保护,根据企业能力，采用国内外先进的工艺装备与技术，提高企业的工艺水平。
发动机缸体的工艺设计应遵循以下准则:(1)加工设备选用原则:采取刚柔结合原则，选用加工设备，加工设备以卧式机床加工为主，少量工序用立式机床加工，关键工序一一用具有高精度的高速卧式加工中心加工缸孔、曲轴孔、平衡轴孔:非关键工序一一使用高效且有一定调动范围的专用机床铣削上下前后四个平面:(2)工序集中原则:关键工序一一精加工发动机缸孔、平衡轴孔、曲轴孔以及精铣缸盖结合面，用工序集中，装夹一次，一道工序就完成全部的加工内容，确保产品精度符合缸体关键性能的工艺能力及相关要求:(3)所有夹具采用美国或德国产的优质可靠液压装置，夹紧元件、液压泵以及液压控制元件:(4)整线均采用湿式加工，使用单机独立排屑，卧式加工中心关键的高精度加工使用恒温冷却并且其精过滤系统附加有高压高精度双回路带旁通，加工中心均带有高压内冷。
缸体加工工艺
六、缸体工艺分析
（一）、面的加工：
大面一般采用刚性铣床，为保证设备的柔性，铣头采用CNC三维控制，小面一般用加工 中心铣削。对于铝合金材料，一般采用高速加工中心。 加工顺序：粗铣---半精铣----精铣 加工特点：余量大，噪音大，刀具损耗快； 加工机床：加工中心、数控铣床、组合机； 加工刀具： 铣刀； 量检具： 粗糙度用粗糙度仪，距离：三坐标
东风汽车有限公司商用车发动机厂
COMMERCIAL VEHICLE ENGINE PLANT, DONGFENG MOTOR CO., LTD.
六、缸体工艺分析
（二）：螺纹孔加工：
螺纹孔大多是和螺栓配合，起紧固作用，故对其形位公差要求较低（位置度 大多在0.4mm左右）但对螺扣要求严格，必须能承受规定的力矩，不能乱扣。 加工特点：数量多，位置度容易保证，刀具比较贵，占节拍较长。 加工顺序：钻底孔---倒角----攻丝 加工机床：高速加工中心或多轴组合机； 加工刀具：钻头、倒角刀、丝锥； 量检具： 螺纹规、三坐标；
优点：柔性好，适用于加工小型缸体 缺点:(1) 刀库容量小，对刀长限制严格;(2)每次只能加工一个孔，加工节拍慢; (3)夹具回转，加工精度相对较低。
2、专用机床：用于加工大面和部分孔
优点(1)刀具大小、长度相对不受限制；(2)可以多个主轴同时加工，节拍快;(3) 刚性好，加 工质量稳定 缺点：柔性差，无法切换加工别的品种。
风神发动机 发动科技的力量
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六、缸体工艺分析
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机械加工工艺基本知识PowerPoint演示文稿.pptx
（三）定位误差的计算
由 因于此定在位计误算差定Δ位D误是差由时基，准先不分重别合算误出差Δ和和基Δ准位，移然误后差将组两合者而组成合的而。
得 （ （ （Δ123）））D。ΔΔΔ组YYY≠=≠合000，时，，Δ可ΔΔB有BB≠=≠如000时 时时下， ，，情Δ Δ况DD==：Δ ΔYB
B
Y
如如 “果果+设”设计、计基“基准—准不”在在的定定判位位别基基方面面法上上为，：：ΔΔDD==ΔΔBB±+ΔΔYY ①分析定位基面尺寸由大变小（或由小变大）时，定位基准的变动 方向； ②当定位基面尺寸作同样变化时，设定位基准不动，分析设计基准 变动方向； ③若两者变动方向相同即“+”，两者变动方向相反即“—”。
由右图可知，若V形块的夹角 α=900，且不计V形块的 误差， 仅考虑工件的外圆尺寸公差δd 的影响，使工件中心沿Z向从O1 移至O2，即在Z向的基准位移量 可由下式计算
O1O2
d 2sin 2
0.707d
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机电教研室
现代数控技术
第八节 定位误差分析
第三章 机械加工工艺基本知识
位移量的大小与外圆柱面直径公差有关，因此对于 较精密的定位，需适当提高外圆的精度。V形块的对中 性好，所以沿其X方向的位移量为零。
βi——δi的方向与加工尺寸方向之间的夹 角（0）。
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现代数控技术
第三章 机械加工工艺基本知识
第八节 定位误差分析
（二）基准位移误差的计算
下面分析几种常见的定位方式产生的基准位移 误差的计算方法：
1.工件以平面定位 工件以平面定位时的基准位移误差计算较方便。
如图4-37所示的工件以平面定位时，定位基面 的位置可以看成是不变动的，因此基准位移误 差为零，即工件以平面定位时
发动机缸盖加工培训ppt课件
目录
➢ 功用 ➢ 结构特点 ➢ 技术要求 ➢ 材料与毛坯制造 ➢ 工艺性分析 ➢ 定位基准的选择 ➢ 加工阶段划分与工艺顺序的安排 ➢ 孔加工 ➢ 检验
功用
气缸盖是发动机的主要零件之一，位于发动机 的上部，其底平面经气缸衬垫用螺栓紧固在汽 缸体顶面上，主要功用如下： 封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成 燃烧室； 作为顶置气门发动机的配气机构，进排气管和出 水管的装配基体； 气缸盖内部有冷却水套，其底面上的冷却水孔与 汽缸体冷却水孔相通，以便利用循环水套冷却 燃烧室等高温部分；
气缸盖一般孔的加工工艺
气缸盖上有很多的紧固孔、油孔、堵盖孔等， 这些孔的精度要求不高，其加工一般采用钻、 扩、铰或攻丝等传统工艺方法。随着技术的进 步和发展，已经超硬刀具和枪钻用于孔的加工 中，虽然一般孔的精度要求不高，但因其加工 数量大，工序集中，多工位复合加工，所以很 难用人来监视刀具的损坏情况，为保证加工系 统的正常运转，及时发现和排除故障，应在自 动线上设置孔深探测装置和刀具自动检测装置；
综上所述，在气缸盖的工艺设计中除注意常规 问题以外，还要注意以下问题：
缸盖属复杂箱体零件，由严格的密封性要求， 毛坯铸件复杂，容易产生铸造缺陷，机械加工 工序多，工艺流程长，所以其工序安排应能及 早发现铸造缺陷，以便及时将废品剔除，使损 失降至最低；
尽量提高工序集中程度，提高工序集中程度是
材料和毛坯制造
缸盖材料： 大排量缸盖一般采用灰铸铁，小排量发动机缸 盖目前采用铝合金的比较多； 对缸盖毛坯的技术要求： 不应有裂纹、浇不足、表面疏松、气孔、砂眼、 粘砂等缺陷； 定位基面（粗基准）和夹紧表面应光滑平整；
工艺性分析
虽然气缸盖的品种繁多，但其结构要素和基本 技术要求都基本相同，所以气缸盖的基本工序 也大致相同。这些工序大致可分为平面加工， 一般孔加工，高精度孔加工；
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3、采用刚性较好的多个导向的柱式镗杆， 4、镗杆有准确的角度定位，它是由电机控制
的，保证镗刀头准确定位在最高位置，加 工时，将缸体抬高一个位置镗杆穿入待加 工孔中，并进入导向套。然后工件落入加 工位置完成定位和夹紧后，开始加工，加 工结束后，镗杆自动定位和退出完成工作 循环。
三、缸体的工艺流程
1、缸体工艺工艺安排遵循的原则 a、首先从大表面切除多余的加工层，以 便保证精加工后变形量很小。 b、容易发现内部缺陷的工序应按排在前。 c、把各深孔加工尽量安排在较前面的工
序 以免因较大的内应力，影响后序的精
加工。
缸体工艺过程的拟定
a、先基准后其它：先加工一面两销。 b、先面后孔：先加工平（Φ100）→粗镗（ Φ 103.50.5） →第二次镗（ Φ 106-0.4） →半精 镗（ Φ 107+0.2） →镗下止口（ Φ 110.2+0.5） →精镗（ Φ 108+0.045） → 缸孔分组→压缸套→第一次加工缸套孔→ 缸孔倒角→二次精镗缸套→珩磨缸孔
珩磨工艺：
因表面凸瘤、毛刺及硬质点的作用而引起的钻偏和打 刀现象，提高孔的加工精度。 C、粗、精分开：有利于消除粗加工时产生的热变形和内 应力，提高精加工的精度。有利于及时发现废品，避免工 时和生产成本浪费。
d、工序集中：为了减少工序，减少机加工设备降低成本。 应最大限度的集中在一起加工，提高生产效益和加工精度。 相关孔集中在一台机床上加工还可以减少重复定位产生的 定位误差，尤其是提高位置精度。
• 如：导引铰刀片做成 Ф22.7，枪铰第 1 刀片尺寸也为Ф22.7，第 2 刀片尺寸为 Ф23H7。加工时，首先用导引铰加工出一挡凸轮 轴孔，用此孔做为枪铰的第 1 刀片的支撑导向孔，第 2 刀片进 行切削，以保证加工稳定。枪铰精加工第 2 挡孔时，用加工好的 第 1 挡孔作为枪铰刀体上 3 根金属陶瓷导向条的支撑孔。
• 刀具旋转时，切削液会在导向条与已加工凸轮轴孔之间形成一层 油膜，对刀体起到支撑作用，从而保证切削稳定。以后 3 挡凸轮 轴孔同理。这样，通过刀具自定位的方法，解决了刀具刚性不足 的问题，同时也充分保证了各挡凸轮轴孔之间的同轴度。由于此 法加工精度高， 对工装要求低，可以在柔性加工中心使用，通 用性很高。
缸体加工工艺概述
缸体的功能、结构特点
缸体是发动机的基础零件，通过它把 发动机的曲柄连杆机构（包括活塞、连杆、 曲轴、飞轮等零件）和配气机构（包括缸 盖、凸轮轴等）以及供油、润滑、冷却、 启动、点火等系统连接成一个整体。
形状复杂、薄壁、显箱体。
A、有足够的强度和刚度。 B、底面具有良好的密封性。 C、外型为六面体，多孔薄壁零件。 D、冷却可靠。E、液体流动通畅。
1、定义：珩磨是一种低速磨削法，常用于内 孔表面的光整、精加工。
2、珩磨的三种运动：主轴的旋转运动；主轴 的往复运动；珩磨头的径向进给运动。
3、珩磨网纹的形成：珩磨头在每一往复行程 内的转数是一非整数，因而它在每一行程 的起始位置都与上次错开一个角度，这就 使油石的每颗磨粒在加工表面上的切削轨 迹不致重复。
图片为OP10机床夹具，采用2、5缸孔定位
可保证后期汽缸壁厚度一至
一面两销OP10
一面两销OP40
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
• 加工连接主油道和
。
缸盖之间的油孔。
。
主、凸轴孔加工的工艺特点
1、为了保证加工精度，除刀具在工件两端处 采用支承外主轴承座之间还需采用数量不 同的中间支承，以改变刀杆的刚性，
在专机上用线镗刀加工
在加工中心使用枪铰加工
• 枪铰工艺分为 2 把铰刀加工，一把是导引铰，另一把是枪铰。导 引铰比较短，刚性好，刀体前部一般有一个可调式铰刀片；枪铰 很长，前部有 2 个可调式铰刀片，前后各一个，其中第 1 个刀 片加工直径尺寸与导引铰尺寸一致，第 2 个刀片是成品尺寸，刀 片之后是 3 根金属陶瓷导向条，一直延伸到刀体柄部。