汽车发动机缸盖加工工艺
毕业设计(论文)某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计
摘要机械的制造工艺过程通常可分为热加工工艺过程（包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等）及冷加工工艺过程。
它们都是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为产品或半产品的过程。
伴随着机械制造工艺的发展，机床夹具正向着标准化、精密化、高效化和柔性化等方向发展。
夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。
工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工质量。
本次设计，结合近年来国内外内燃机行业加工的发展的新趋势，以CS492Q汽缸盖为参考对象，对它的机械加工工艺进行了分析和计算，分析了和设计了汽缸盖机械加工生产线工序、关键工艺技术和设备、工艺应用状况及主要优缺点。
设计了汽缸盖某一道典型加工工序（钻上底面面和下底面面孔）的夹具。
本设计首先分析了汽缸盖零件的作用和加工工艺性，然后进行工艺规程设计，最后是夹具设计。
合理安排工艺路线，是保证加工质量和经济性的关键。
合理的夹具可以缩短辅助时间，提高劳动生产率，保证加工精度，稳定加工质量，降低对工人的技术要求，扩大机床工艺范围。
本文还对所设计的专用夹具进行了精度校核和定位误差分析，对夹具的设计质量也进行了评估。
关键词：汽缸盖；工艺分析；工艺规程设计；夹具设计AbstractThe machining process can generally be divided into the process of hot working(including casting, plastic forming,welding,heat treatment,surface modification,etc.)and the process of cold working.They are all the processes of changing the shape,si-ze,relative position and property of production objects for making them into products or semi-products.With the development of machining process,machine fixture is dev-eloping toward the direction of standardization,precision,high efficiency and flexibilit-y etc.The main function of the fixture is to clamp the work piece.The quality of cla-mping work piece will directly affect the manufacturing quality of the work piece.In this design,combined with internal combustion engines development of processing industry at home and abroad in recent years,a new trend to CS492Q cylinder head as a reference object,and its machining process has been analyzed and calculated,analyzed and designed a production line of cylinder head machining process,Key technology and equipment,process and application status and main advantages and disadvantages.Road cylinder head design of a typical machining operations(drilling,under the bottom surface and bottom faces)of the fixture.First,the design of the cylinder head part of the role and processing technology,and then proceed to process planning and finally the fixture design.Route rationalization process,to ensure processing quality and economy of the key.Reasonable auxiliary fixture can reduce time,improve productivity and ensure precision, stability,processing quality and reduce the technical requirements for workers,expanding the scope of machine tool technology.This article is also designed special fixtures for precision positioning error checking and analysis,fixture design quality were evaluated.Key words:Cylinder-head;process analysis;process plain design;fixture design1.绪论 (1)1.1本文研究的目的和意义 (1)1.2课题背景知识 (2)1.2.1零件的作用 (2)1.2.2机械制造工艺相关知识 (2)1.2.3机床夹具设计基础知识 (6)2汽缸盖零件分析 (10)2.1汽缸盖的功用 (10)2.2零件的主要技术要求的分析 (10)2.2.1零件的技术要求 (10)2.2.2零件的材料及毛坯成型方法 (11)2.2.3零件的生产要求 (12)2.3零件加工工艺性分析 (13)2.4产纲领要求 (14)3零件的机械加工工艺规程设计 (16)3.1缸盖的锻造毛坯简图 (16)3.2零件表面加工的加工余量及加工方案确定 (16)3.3工艺路线和加工余量的初步拟定 (20)3.3.1工艺路线方案1 (20)3.3.2工艺路线方案2 (23)3.4工序的集中与分散的选择 (26)3.5基准的选择 (26)3.5.1原始的基准的选择 (26)3.5.2定位基准的选择 (27)3.5.3定位基准的确定 (27)3.6加工阶段的划分 (28)3.7方案分析比较 (29)3.8工艺装备的选择和设计 (29)3.8.1机床选择 (30)3.8.2辅助工具的选择 (31)3.8.3刀具的选择 (31)3.8.4工艺装备选择表： (32)3.9切削用量选择及计算 (35)3.10工时定额的计算 (40)4夹具的设计 (54)4.1专用夹具方案设计 (55)4.2定位销的设计 (56)4.3定位误差分析及计算 (57)4.4夹具的夹紧方案设计 (58)4.4.1夹紧力的计算 (59)4.5加紧机构的设计 (60)4.5.1楔形夹紧机构的设计 (61)4.5.2楔形加紧力计算： (62)4.5.2夹紧装置的油缸选取 (62)4.6刀具的选择和设计 (63)4.7导向套筒的设计 (64)4.8左右钻模板设计 (66)总结 (68)参考文献 (70)致谢 (71)1.1.绪绪论1.1本文研究的目的和意义本次设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术课程以及全部专业课之后进行的。
发动机缸盖加工新工艺分析
发动机缸盖加工新工艺分析摘要：本文主要从以下几个方面对发动机缸盖加工新工艺进行了分析，笔者依据自身经验通过对比的方法验证了新工艺是否具有可行性，供以借鉴。
关键词：发动机缸盖；新工艺；分析引言从传统产品的角度出发可以看到，汽油发动机阀座锥在接触导管中心的跳动一般保持在≤0.05mm的范围，然而从当前的发展形势来看某些汽油机产品可以允许至0.1mm，有的时候一些厂家已经通过产品的优化设计，省去了导管与阀座锥面加工的步骤，这样就会起到节约资金的作用，同时也对提升产品综合实力有着积极的作用。
基于此，本文主要从以下几个方面进行分析，并提出自己的一些看法，供以借鉴。
1试论缸盖关键产品公差1.1分析产品结构的主要特征由于气缸盖在内燃机中占有着不可或缺的位置，同时它的加工精细度会对发动机的整体性能带来直接的影响。
这样就需要气门导管要具备良好的密封性、自润滑性等。
对于气门上端部来说，主要的作用是对润滑机油进入导管内的量进行控制，因此气门导管外面不能缺少气门油封，只有这样才能达到密封机油的效果。
而某些进气导管的气门是处于暴露的状态，这样就会导致进气的时候气流速度不高，但是气体在流动的过程中不会对部件形成的吸力大小带来不利影响。
1.2探析产品关键公差分析依据汽油机的结构来看，排气门一般使用45°的锥面角。
就30°锥面角而言，在气门升程处于稳定的状态下，这个时候就能够较45°锥面增大气流通过截面（具体内容请看图1所示），其目的是避免进气阻力，并且气门锥面从原来的45°转换成30°，这样就能够减少一定的压力，但是椎角不大，气门边缘也不厚，这样就会致使气门没有较好的密封性，所以进气一般都使用30°锥面角。
就气门座圈的椎角而言，依据相关原理来看要比气门密封锥面多出大概0.5°～1°的范围（具体内容请看图2所示），这样做的目的是为了形成相应的座合面密封带，优化热传导性能，但是这样做不能保证受力均衡，并且在气门与座圈接触的最下端压力最大，顺着椎面方向慢慢变小。
汽车缸体和缸盖加工工艺编制的要点
缸体和缸盖是汽车发动机的基础部件，也是发动机其余零部件的安装基准，是对保证发动机性能起到关键性作用的重要部件。
缸体和缸盖的生产线一直是新建发动机厂必建的两条生产线。
在编制缸体、缸盖加工工艺时，有两件非常重要的事，一件是确定缸体加工工艺的粗基准、过渡基准和精基准；另一件是要对缸体结构进行全面分析。
确定粗基准、过渡基准和精基准:粗基准是对毛坯进行粗加工的加工基准。
国内外发动机公司在设计缸体时，一般会在侧面设计过渡基准平面，这一方法一直沿用至今。
如MR479Q缸体就是在右侧面上下总共设计了4个不连续的非功能性小平面，而粗基准选择底面和缸套毛坯孔来加工过渡基准平面和精镗同侧的2个出沙孔，再以过渡基准平面和出沙孔为过渡基准来加工精基准底平面和2个定位孔。
这样设计的结果是：由于4个不连续的非功能性小平面距缸孔中心的距离不等，导致定位原件调整困难。
4个小平面在运送毛坯时经常会发生磕碰，或着是在铸造时，使缸体铸造产生塌陷，个别小平面无法铣削加工，这样就加工不出过渡基准面，从而无法定位，造成缸体毛坯报废。
而且，过渡基准平面和两个精镗的出沙孔与顶平面无严格的位置度关系，以此定位加工精基准加工底平面和2个定位孔，容易造成精基准底面与顶平面位置误差过大，个别缸体顶平面过度倾斜，加工余量不够，无法进行铣削加工。
通过以上分析可以看出，以上方法结果并不理想。
如果改为用缸体的本身功能面如主轴承盖结合面为粗基准粗铣顶平面，再以粗铣顶平面为过渡基准平面和缸套毛坯孔定位，加工精基准底平面和2个定位孔，这样能够实现精基准底平面与2个定位孔与顶平面更高的位置度，提高后续工序中面和孔的加工等要素的位置精度。
全面分析缸体结构，根据分析编制工艺:对跟那个题结构进行全面分析，尤其要分析缸体顶平面的平面度、缸孔与顶平面的垂直度以及缸孔本身的圆柱度这几个工艺重点，在编制缸体顶平面和缸孔的加工工艺时需要特别留意的地方。
在整个机械加工过程中，为了加工缸体不同的要素，工件输送平面是不断变化的，为了防止顶平面在输送过程中擦伤，保证顶平面的平面度，要在工艺的最后阶段，即缸孔衍磨加工开始前，安排精镗缸孔、精铣顶平面。
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
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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。
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六、缸体工艺分析
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发动机缸盖生产过程知识点总结
缸盖
砂芯
砂芯
砂芯：以硅砂及特殊砂（可以加入再生砂）为原料，加入酚醛树脂、 固化剂等混合成覆膜砂再经过挤压或烧结成型，以做为缸盖成型的模 芯。
再生砂：即重复利用的砂（废砂）通过粗破碎-精破碎-筛砂-烧砂-冷却筛砂分斗（加入原砂混合后筛选出不同粒度的再生砂）；
粒度：按颗粒度大小可分为40-70/50-100/70-140目的三种规格（不同 规格的原砂用在不同的产品模芯上）。
密度（g/cm³） 2.64-2.7 2.66-2.75 2.68-2.78 ≥2.7 2.65-2.75
常用铝的成分
A356
Cu
≤0.15%
Mg
0.4-0.5%
AC4B-1 2.0-4.0% ≤0.50%
AlSi7Cu3Mg 3.0-3.8% 0.30-0.40%
Mn
≤0.10%
Si
6.8-7.4%
固化时间 100±10S
50±10S
70±10S
25±10S
射砂压力 0.4~0.6MPa 0.4~0.6MPa 0.4~0.6MPa 0.4~0.6MPa
射砂时间 3±1S
3-5S
3-5S
3-5S
热芯模具有垂直分型和水平分型两种
热芯模使用的脱模剂是甲基硅油，使用频率在20~30模一次
热芯的检查标准
模具放置不当，型芯壁厚不均、用了 砂芯平放，改善模具结构、用固
固化收缩大的树脂
化率小的树脂
顶杆不平，砂芯嫩
修模具顶杆长度，按工艺要求时 间固化砂芯
备注 冷芯及热芯 冷芯及热芯 冷芯及热芯 冷芯及热芯
5
错位
模具装配不平，模具变形
重新装配模具，修模或重新开模 冷芯及热芯
汽车发动机缸体加工工艺分析
汽车发动机缸体加工工艺分析摘要：随着经济的发展和人民生活水平的提高，我国汽车销量大幅增长。
在汽车工业中，汽车零部件的生产效率和加工质量非常重要。
通常情况下，汽车零部件的生产效率和加工质量对汽车工业的发展起着重要的作用。
在汽车零部件中，发动机缸体是最重要的汽车零部件之一。
汽车发动机气缸的加工质量和生产效率在一定程度上决定了汽车的生产效率和性能。
可见，汽车工业要想取得更大的发展，必须大幅度提高汽车发动机缸体的加工质量和生产效率。
本文介绍了汽车发动机气缸体的加工工艺。
关键词：汽车发动机；缸体加工；工艺0 引言发动机是汽车的关键部件，气缸体是发动机的重要组成部分，加工工艺的精度对发动机质量有着决定性的影响。
随着市场竞争的不断加剧，市场对产品种类的需求越来越多样化，极大地刺激了汽车行业的发展。
汽车发动机作为高新技术产品之一，不断优化，产品功能和性能得到提升，原有的缸体生产模式已不能适应现代企业发展的需要，产品品种多样。
只有可调节、生产成本低的柔性生产工艺模式才能满足市场需求，发展空间更大。
1缸体加工的具体工艺流程(1)气缸的表面处理。
圆柱面加工主要分为平面加工和间隙加工。
面加工主要包括面铣削，如顶面、底面和前后端加工。
间隙加工往往需要镗、珩磨、钻孔、铰孔和攻丝，包括水套孔、安装孔、连接孔、活塞缸孔、油孔等。
(2)气缸加工流程。
气缸加工工序主要分为加工主型材、加工主孔和立柱、清洗检查和加工辅助结构四个步骤，不同的工序负责不同的领域和位置基准。
例：有的程序采用两销完全定位方式，有的程序采用近似参考3-2-1完全定位方式。
另外，不同方法的定位面在底面和端面之间也不同。
在气缸的加工中，气缸底面和端面的加工是一个非常重要的工序。
(3)气缸体加工分为阶段。
筒体加工可分为粗加工和精加工两个模块，每个模块又可分为两部分，整个生产线可分为粗加工设备、半精加工设备和精加工设备三部分。
在每个阶段，都需要根据需要的产品来寻找和合理化生产。
汽车发动机缸体缸盖加工工艺分析
汽车发动机缸体缸盖加工工艺分析作者：马栓来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第07期【摘要】当今时代，车辆的轻量化环保性发展成为了发动机技术发展的主要趋势，而发动机新型材料的研发更是提升发动机各项性能的总要途径，缸体和缸盖作为发动机最为复杂的机体组，其材料性能的发展很大程度地影响发动机整体性能。
本文就车辆发动机缸体与缸盖材料的分析研究讨论其发展趋势。
【关键词】汽车发动机；缸体加工；工艺引言现代科技的发展带动了我国汽车行业的进步，在汽车发动机缸盖加工中，机床是制造业的主要生产设备，数控机床在设备中朝着高复合、高精度和高速度等方面发展和进步。
传统的机床工艺加工生产流程比较长、生产周期长、占用的面积很大和精度不高等缺点，严重影响了专用机床设计质量。
为了提高汽车发动机缸盖加工技术，需要采用现代化专用机床进行设计。
1、GW4D20柴油机概述GW4D20型增压柴油机是长城公司自主开发的一款2.0L的高性能发动机，为直列四缸、强制水冷、ω型燃烧室、16气门、双顶置凸轮轴（DOHC）、进气中冷，并采用了电控高压共轨式供油系统、可变截面涡轮增压（VGT）及电控EGR等先进技术，具有动力性强、经济性好、可靠性高、高低性能俱佳、低温启动迅速等特点，排放达到欧Ⅳ、欧V标准，在升级欧Ⅴ时只需改变ECU控制策略。
2、专用机床的意义高速切削加工技术是一种技术的革命性进步，是在传统的切削加工技术之上发展而来，不仅提高工作人员的生产效率，也降低了切削的生产成本，这种技术被很多国家应用和推广。
高速切削加工技术具备高精度和高效率，成为高速切削和加工的技术先锋。
数控机床在发展中，有很多复合加工的优势，这种优势受到很多机械加工行业的关注，这是复合加工技术在国家机械制造技术、自动化控制技术和材料工程技术等综合技术水平的客观反映。
复合加工机床在主轴箱中是制造技术的核心，也是整个加工工艺的关键，对专用机床技术有一定的技术要求，要保证切削的高效率、加工的高精度和高层度的自动化。
汽车发动机缸盖生产流程
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缸盖形状一般为六面体，系多孔薄壁件，其上有气门座孔、气门导管孔、各种光孔及螺纹孔、凸轮轴孔等。
汽油机缸盖有火花塞孔，柴油机缸盖有喷油器孔。
根据缸盖在一台发动机上的数量可分为整体式缸盖和分体式缸盖等。
只覆盖一个气缸的称为单体气缸盖，覆盖两个以上气缸的称为块状气缸盖（通常为两缸一盖，三缸一盖），覆盖全部气缸的称为整体气缸盖（通常为四缸一盖，六缸一盖）
缸盖的平面加工一般采用机夹密齿铣刀进行铣削加工，孔系一般采用摇臂钻床、组合机、加工中心等设别进行钻、扩、铰方式加工；导管及阀座采用冷冻或常温压装方式进行压装，常温压装过程中一般采用位移-压力控制法对装配过程进行控制。
孔加工是缸体、缸盖的难点所在，孔系加工一般采用钻、扩、铰、镗削、攻丝等加工方式。
孔加工对刀具的要求极高，任何刀具折损，崩刃，孔精度不良等问题都会影响孔加工的加工精度，在这里介绍一款读者提供的采用OSG刀具进行加工的解决方案：
OSG孔加工案例：某发动机厂采用OSG的VP-DC-MT（DIN标）/VP-DC-HT（JIS标）/VO-DC-HT（JIS标内冷）系列刀具，该刀具具有V （TICN）涂层、VP-DC-HT 采用CPM粉末高速钢材质、0°前角式样加大刃部强度、对应高速加工，切削速度达 30 m/min。
用来加工铸铁缸盖的孔系，取得较好的效果。