厂典型零件工艺分析

厂典型零件工艺分析1 汽车发动机缸体加工工艺分析1.1 汽车发动机缸体结构特点及其要紧技术要求发动机是汽车最要紧的组成部分，它的性能好坏直截了当决定汽车的行驶性能，故有汽车心脏之称。

而发动机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、进气门、排气门、进气歧管、排气歧管、气门弹簧，气门导管、挺杆、挺柱、摇臂、摇臂支座、正时齿轮)以及供油、润滑、冷却等机构联接成一个整体。

它的加工质量会直截了当阻碍发动机的性能。

1.1.1缸体的结构特点由于缸体的功用决定了其形状复杂、壁薄、呈箱形。

其上部有若干个经机械加的穴座，供安装气缸套用。

其下部与曲轴箱体上部做成一体，因此空腔较多，但受力严峻，因此它应有较高的刚性，同时也要减少铸件壁厚，从而减轻其重量，而气缸体内部除有复杂的水套外，还有许多油道。

1.1.2缸体的技术要求由于缸体是发动机的基础件，它的许多平面均作为其它零件的装配基准，这些零件之间的相对位置差不多上是由缸体来保证的。

缸体上的专门多螺栓孔、油孔、出砂孔、气孔以及各种安装孔都能直截了当阻碍发动机的装配质量和使用性能，因此对缸体的技术要求相当严格。

现将我国目前生产的几种缸体的技术要求归纳如下：1）主轴承孔的尺寸精度一样为IT5～IT7，表面粗糙度为Ral6—0.8μm，圆柱度为0.007~0.02mm，各孔对两端的同轴度公差值为￠0.025～0.04mm。

2）气缸孔尺寸精度为IT5～IT7，表面粗糙度为Ral.6～0.8μm，有止口时其深度公差为0.03～0.05mm，其各缸孔轴线对主轴承孔轴线的垂直度为0.05mm。

3）各凸轮轴轴承孔的尺寸精度为IT6～IT7，表面粗糙度为Ra3.2～0.8μm，各孔的同轴度公差值为0.03～0.04mm。

4）各凸轮轴轴承孔对各主轴承孔的平行度公差值为0.05～0.1mm。

5）挺杆尺寸精度为ITO~IT7，表面粗糙度为Ral.6~0.4m,且对凸轮轴轴线的垂直度为0.04～0.06mm。

6）以上各孔的位置公差为0.06～0.15mm。

7）顶面(缸盖的安装基面)及底面的平面度为0.05～0.10mm，顶面的表面粗糙度为Ral.6～0.8μm，且对主轴承中心线的尺寸公差为0.1~0.15mm。

8）后端面(离合器壳安装面)粗糙度为Ra3.2～1.6μm，且与主轴承孔轴线垂直度为0.05～0.08mm9）主轴承座接合面粗糙度为Ra3.2～1.6μm，锁口的宽度公差为0.025～0.05mm。

1.2 缸体的材料和毛坯制造1.2.1缸体的材料依照发动机的原理能够明白缸体的受力情形专门复杂，需要有足够的强度、刚度，耐磨性及抗振性，因此对缸体材料有较高的要求。

缸体的材料有一般铸铁、合金铸铁及铝合金等。

我国发动机缸体采纳HT200、HT250灰铸铁、合金铸铁和铝合金。

灰铸铁具有足够的韧性和良好的耐磨性，多用于不镶缸套的整体缸体。

由于价格较低，切削性能较好，故应用较广。

近年来随着发动机转速和功率的提高，为了提高缸体的耐磨性，国内、外都努力推行铸铁的合金化，即在原有的基础上增加了碳、硅、锰、铬、镍、铜等元素的比例，严格操纵硫和磷的含量，其结果不仅提高了缸体的耐磨性和抗拉强度，而且改善了铸造性能。

用铝合金制造缸体，不但重量轻、油耗少，而且导热性、抗磁性、抗蚀性和机械加工性均比铸铁好。

但由于铝缸体需镶嵌铸铁缸套或在缸孔工作表面上加以镀层，原材料价格较贵等缘故，因此其使用受到一定程度的限制。

1.2.2缸体的毛坯制造由于缸体内部有专门多复杂的型腔，其壁较薄(最薄达3～5mm)，有专门多加强筋，因此缸体的毛坯采纳铸造方法生产。

而铸造过程中需用专门多型芯，因此不论是造型过程依旧浇注过程，都有专门严格的要求。

铸造缸体毛坯的要紧方法有，砂型铸造（多触点高压有箱造型），金属型铸造、压力铸造、低压铸造等。

缸体的浇注形式为卧式浇注，仅用两个砂箱，其型芯定位较为困难，因此容易引起毛坯尺寸及位置的偏移。

在机械加工往常，需经时效处理以排除铸件的内应力及改善材料的机械性能。

我国大多数汽车制造工厂还要求在铸造车间对缸体进行初次的水套水压试验1～3min，不得有渗漏现象。

关于缸体铸造毛坯的质量和外观，各厂都有自己的标准。

例如对非加工面不承诺有裂纹，缩孔、缩松及冷隔，缺肉、夹渣，粘砂、外来夹杂物及其它降低缸体强度和阻碍产品外观的铸造缺陷，专门是缸孔与缸套配合面，主轴承螺孔内表面、顶面、主轴承装轴瓦表面不承诺有任何缺陷。

缸体毛坯的质量对机械加工有专门大的阻碍，归纳起来表现在以下三个方面：1）加工余量过大，不但造成了原材料利用率降低及白费机加工时，而且还增加了机床的负荷，阻碍机床和刀具的寿命，甚至要增加生产面积和机床台数，使企业投资大为增加。

2）飞边过大会造成与加工余量过大的同样后果。

由于飞边表面硬度较高，将导致刀具耐用度降低。

3）由于冷热加工定位基准不统一，毛坯各部分相互间酌偏移会造成机械加工时余量不平均，甚至报废。

1.3 缸体的结构工艺性分析1.3.1缸体的要紧加工表面1）缸体属于薄壁型的壳体零件，在夹紧时容易变形，故不但要选择合理的夹紧点，而且还要操纵切削力的大小。

2）由于孔系的位置精度较高，故在加工时需采纳相对的工序集中方法，如此就需要高效多工位的专用机床。

3）因缸体是发动机的基础零件，紧固孔、安装孔专门多，需要用多面组合的组合钻床和组合攻丝机床来加工。

4）一些关键部位的孔系尺寸精度较高，其中有相当一部分孔须经周密加工，这在大量生产条件下生产率和生产节拍也是一个专门关键的咨询题，因此要安排成多道工序的加工。

5）缸体上有各个方向的深油道孔，加工时会造成排屑困难、刀具易折断、孔中心线歪斜、生产节拍较长等咨询题。

因此对深孔应采纳分段加工，对交叉油道应先加工大孔后加工小孔，也可采纳枪钻进行加工。

6）斜面和斜孔的加工要采纳较专门的安装方法或采纳专门的设备。

7）由于缸体各个接合面面积较大，且有较高的位置精度和粗糙度的要求，一次加工不可能满足要求，因此要划分成几个加工时期。

8）由于缸体的加工部位多、工艺路线长、工件输送又较难处理、使生产治理上较纷杂，因而导致了生产面积和投资的增大。

9）缸体加工过程中还穿插着必要的装配瓦盖和飞轮壳工序，这在大批量生产中应该合理地安排。

10）由于缸体加工部位较多，加工要求较高，因此检验工作比较复杂。

11）由于缸体形状复杂，螺孔专门多，油道多面深且交叉贯穿，因此清洗咨询题要予以足够的重视。

12）缸体各部分尺寸的设计基准不可能完全一致，故在加工时要充分考虑因基准不重合而造成的误差，必要时可考虑变更定位基准。

1.3.2缸体加工工艺过程应遵循的原则缸体形状复杂且有厚度不同的壁和筋，加工精度又比较高，因此，必须充分注意加工过程中由于内应力而引起的变形。

在安排工艺过程时应遵循以下原则；1）第一从大表面上切去余外的加工层，以便保证精加工后变形量专门小。

2）容易发觉零件内部缺陷的工序应安排在前面。

3）把各个深油孔尽可能安排在较前面的工序，以免因较大的内应力而阻碍后续的精加工工序。

1.4 定位基准的选择1.4.1粗基准的选择缸体属于箱体类零件，形状比较复杂、加工部位较多，因此选择粗基准时应满足两个差不多要求，即使加工的各要紧表面(包括主轴承孔、凸轮轴孔、气缸孔、前后端面和顶、底面等)余量平均和保证装入缸体的运动件(如曲轴、连杆等)与缸体不加工的内壁间有足够的间隙。

缸体加工的粗基准，通常选取两端的主轴承座孔和气缸内孔。

假如毛坯的铸造精度较高，能保证缸体侧面对气缸孔轴线的尺寸精度，也可选用侧面上的几个工艺凸台作为粗基准，如此便于定位和夹紧。

由于缸体毛坯有一定的铸造误差，故表面粗糙不平。

如直截了当用粗基准定位加工面积大的平面，因切削力和夹紧力较大，容易使工件产生变形，同时由于粗基准本身精度低，也容易因振动而使工件产生松动。

通常是采纳面积专门小、相距较远的几个工艺凸台作为过渡基准。

1.4.2精基准的选择在选择精基准时，应考虑如何保证加工精度和安装方便。

大多数缸体的精基准都选择底面及其上的两个工艺孔，其优点是：1）底面轮廓尺寸大，工件安装稳固可靠。

2）缸体的要紧加工表面，大多数都可用以作为基准，符合基准统一原则，减少了由于基准转换而引起的定位误差。

例如主轴承座孔、凸轮轴轴承孔、气缸孔以及主轴承座孔端面等，都可用它作为精基准来保证位置精度。

3）加工主轴承座孔和凸轮轴轴承孔时，便于在夹具上设置镗杆的支承导套，能捉高加工精度并能捉高切削用量。

4）由于多数工序都以此作为基准，各工序的夹具结构大同小异，夹具设计、制造简单，缩短了生产预备周期，降低了成本。

由于采纳单一的定位基准，可幸免加工过程中经常翻转工件，从而减轻了劳动量。

底面作为精基准也有一些缺点：1）用底面定位加工顶面时，必定存在基准不重合产生的定位误差，难以保证顶面至主轴承座孔轴线的距离公差（用来保证压缩比）。

2）加工时不便于观看切削过程。

也有采纳顶面为精基准的，其优缺点大致与上述相反。

主轴承座孔轴线尽管是设计基准，但由于其半圆孔结构和装夹不方便，因此当前国内生产中专门少用作精基准。

近年来国外已开始采纳主轴承座孔作为精基准。

1.5 加工时期的划分和加工顺序的安排1.5.1 加工时期的划分缸体的加工可划分为四个时期：1）粗加工时期该时期要紧是去除各个加工表面的余量并做出精基准，其关键咨询题是如何提高生产率。

2）半精加工时期该时期要紧是为最终保证产品和工艺要求作好预备，关于某些部位也能够由粗加工直截了当进入精加工而不用半精力旺，缸体上的要紧孔系的加工例如主轴承孔、凸轮轴孔、缸孔、挺杆孔等都有半精加工时期。

3）精加工时期该时期要紧是保证缸体的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度，是关键的加工时期。

缸体上大多数加工部位，通过这一加工时期都可完成。

4）精细加工时期当零件上某些加工部位的尺寸、形状要求专门高，表面粗糙度值要求专门低，用一样精加工手段较难达到要求时，则要用精细加工。

由于精细加工的余量专门小，只能提高尺寸精度和形状精度以及表面质量，而对位置精度的提高见效甚微。

缸体上的不镶套缸孔及主轴承座孔常有精细加工的要求。

1.5.2缸体工序顺序的安排由于缸体形状复杂，且有厚度不同的壁和筋在加工过程中由多种缘故造成的内应力易使工件产生变形。

因此，加工时应遵循以下原则：1）第一从大表面切去大部分加工余量，以保证精加工后零件的变形最小。

2）切削力大、夹紧力大以及易发觉零件内部缺陷的工序应安排在前面进行。

3）由于加工深油孔时容易产生内应力，安排时要注意对加工精度的不利阻碍。

4）正确地安排密封试验、衬套和轴承等的压装以及清洗检验等非加工工序。

从表10-1能够看出，缸体加工顺序的安排有下面几个特点：1）用作精基准的表面(底面及两个工艺孔)代先加工，如此使以后的加工都有一个统一的工艺基准，这不但关于简化设备工装及方使运输带来好处，而且为减少工件的定位误差提供了必要条件。