西南科技大学城市学院
毕业论文（设计）
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1.××××××××（宋体小4号） (1)
1.1××××××××……………………………………（页码）
1.1.1×××××××………………………………………
1.1.2×××××××………………………………………
1.1.3×××××××…………………………………………
1.2×××××××…………………………………………
1.2.1×××××××…………………………………………
1.2.2×××××××………………………………………
2.×××××××
（字间距为标准字间距，行间距为多倍行距设置值1.1）
西南科技大学城市学院毕业论文
S195型柴油发动机缸盖试制工艺编制及X工序夹具设计
内容摘要：在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的状态发生变化的过程叫工艺过程。如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序所使用机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。
关键词：工序，工位，工步，加工余量，定位方案
Abstract: Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
Keyword: The process, worker one, worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength
绪论
1 绪论
1．1 S195柴油发动机的发展简史
中国自主研发的柴油发动机的“代表”作品当属从七十年代辉煌至今的S195柴油机，而该产品从诞生到成长发展的历史，就像一首歌，激昂中挥洒出创业的奔放，流畅中跌宕着发展的起伏，如歌的旋律，奏出了中国民族品牌辉煌的乐章。
时光到流到上世纪六十年代初。为加快我国农业经济的发展步伐，党中央和毛主席发出了“农业的根本出路在机械化”的号召，当时以制造各种型号内燃机为主线，来加快农业机械化的进程。1966年，在以手扶拖拉机为农村机械化象征的年代里，国家向各个大型工厂提出课题，为东风12型新手扶拖拉机制造心脏，要将195B柴油机的重量从185公斤降至为120公斤，功率从8马力提高到12马力。几经设计试制，研究人员开发出X195型柴油机，但到田间试验中发现振动要比195B大，为了减少振动，利于农民操作，技术人员通过潜心研究，提出了一个大胆的设想，就是改单轴平衡为双轴平衡，并为之对传动系统重新进行了设计攻关。经过大量的查阅资料和无数次地评审论证，一个单排为六个齿轮的传动系统最佳设计方案在技术人员的手中诞生。在1967年春天一个月朗星稀的傍晚，中国第一台自行设计制造的S195柴油机终于起动成功，随后，以此为动力的东风12型手扶拖拉机也一举试制成功。
中国人民用自己的智慧和双手创造出了S195柴油机，并在计划经济年代里显现出突出的经济效益，企业自身也依托这一适销对路、广受农民欢迎的新颖动力产品而加速了发展。年产量大幅跃升，带动经济效益连年上台阶。
伴随着S195柴油机生产的发展，一时间中国大地上制造195柴油机的生产厂家如雨后春笋般建立起来，当时的第八机械工业部就明确规定，S195柴油机生产图纸需要统一，每年统图，各大厂家为此而无偿提供着自己的设计和制造技术。到七十年代中期，全国各地上马的小缸径柴油机厂都按统一标准的产品图纸进行了大规模的生产，由此S195成为了市场上覆盖率最广、产量最大的产品，这一辉煌状况并一直延续到了八十年代中期。在全国各地区，由于S195柴油机与东风12型手扶拖拉机的配套效应，“农字当头滚雪球”的作法又带动了一批配套企业、特别是乡镇企业的蓬勃发展。S195不仅给生产企业带来了数不清的荣誉和可观的经济效益，而且更重要的是它加快了我国农业机械化的发展步伐。到了八十年代后期，随着农机运输业的发展，农用车又进入了大发展时期，而作为单缸机配套动力的S195已显然不能满足马力的需求，因此在195基础上又促使了S1100、S1105等大马力柴油机的发展。
被称为中国农机工业产品的明珠--S195柴油机，从艰辛研制到盛销不衰是历史的必然，是几代工程师呕心沥血劳动创造的结晶，这个产品见证了中国连续三十多年的蒸蒸日上，也促使了柴油机产品一轮又一轮的更新换代，在单缸多缸并举，增加技术含量满足市场新需求的当今社会中，S195柴油机仍将在众多产品大家族中占有一席之地，并且已成为中华人民共和国工业产品名录中永远的经典。
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1．2 柴油发动机的工作行程
柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。
柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达 3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。
普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。
共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元（ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面：（1）喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。
（2）可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。
（3）能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。
相比起汽油机，柴油机具有燃油消耗率低（平均比汽油机低30％），而且柴油价格较低，所以燃油经济性较好；同时柴油机的转速一般比汽油机来得低，扭距要比汽油机大，但其质量大、工作时噪音大，制造和维护费用高，同时排放也比汽油机差。但随着现代技术的发展，柴油机的这些缺点正逐渐的被克服，现在的不是高级轿车都已经开始使用柴油发动机了。
2概述
缸盖是柴油发动机中的关键部件之一，它是燃烧室的组成部分也是进气、排气的通道，连接着许多配气供油装置。缸盖必须保证这些装置保持正确的相对位置，并且能够协调的工作。因此缸盖的质量直接影响到整机的使用性能和寿命，技术要求高，加工工艺过程复杂。
由于柴油机的结构特点和上缸盖在柴油机中的功用，柴油机上缸盖的特点是：结构形状复杂，箱壁薄而不均匀，内部呈腔型；有若干精度要求较高的平面和孔，还有较多的紧固螺纹孔等。
柴油机上缸盖的毛坯通常采用铸铁件。因为灰铸铁具有较好的耐磨性，减震性以及
绪论
良好的铸造性能和切削性能，价格也比较便宜.有时为了减轻重量，用有色金属合金铸造箱体毛坯。在单件小批生产中，为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯。
毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸。在单件小批生产中，多采用木模手工造型；在大批量生产中广泛采用金属模机器造型，毛坯的精度较高。箱体上大于30—50mm的孔，一般都铸造出顶孔，以减少加工余量。
3生产类型
由于本零件的生产纲领为1N=500件/年,是小批量生产,它的主要工艺特征是广泛采用通用机床,通用的量具以及夹具,机床数量较少，所雇佣的工人数量也少，为了提高生产效率，应尽量集中工序内容，减少装夹次数.
企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期间内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领。零件的年生产纲领通常按下式计算：
N=Qn(1+α%+β%) （2-1）
式中 N ——零件的年生产纲领（件/年）；
Q ——产品的年产量（台/年）；
n——每台产品中，该零件的数量（件/台）；
α%——备品率；
β%——废品率。
由于我所设计的零件年生产量为500件，所以其生产类型为小批生产。
下表为各种生产类型的规范
4 零件的工艺性分析
零件加工的工艺性就是一系列不同工序的综合.由于生产规模和具体情况的不同对同一零件的加工工序综合可能有多种的方案.应当根据具体条件采用其中最完善和最经济的一种方案.工艺规程选择要考虑的基本因素如下:
（1）生产规模是决定生产类型的主要因素。
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（2）制造零件所用的坯料或型材的形状,尺寸和精度。
（3）零件材料性质。
（4）零件制造精度,包括尺寸公差,形位公差以及零件图上所指定的要求。
（5）表面粗糙度。
（6）特殊限制条件,如:工厂设备和用具条件。
（7）编制的加工规程要在生产规模与生产条件下达到最经济与最安全的效果。
4.1确定毛坯的制造形式
由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，本缸盖零件的材料选用铸铁，其牌号选用HT250，由于零件年生产量500件，为小批量生产的水平，通常采用木模手工造型，毛坯加工余量可适当增加。
4.2 零件加工要点分析
柴油机缸盖的形状结构相对复杂，需要加工的表面较多，要求较高，机械加工量大，因此结构工艺性有以下几个方面值得注意：
4.2.1 由于上下平面的表面积相对较大，所以在铣削上下平面时应尽量选用密齿刀盘一类的刀具，以提高加工效率。
4.2.2 由于所涉及到孔的加工很多，所以应尽量减少工件的装夹次数，以此保证各个孔之间的相对距离，便于安装。
4.2.3 为了减少换刀次数，紧固孔的规格应保持一致。
4.2.4 （……..平面的表面粗糙度要求高，可达……..，因此需要安排一次磨削加工）
5 拟订缸盖加工工艺路线
5.1 定位基准的选择
定位基准分为精基准和粗基准。
5.1.1 粗基准的选择原则
（1）加工表面为粗基准，尤其应选与加工表面有位置精度要求的不加工表面，这样可保证加工表面与不加工表面间的位置精度。
（2）选重要表面为粗基准。这样可保证重要表面的加工余量均匀，加工精度高。
（3）选加工余量较小的表面为粗基准，可保证各加工表面都有足够的加工余量。
（4）选平整，无飞边和浇冒口等缺陷的表面为粗基准，可使工件定位可靠，夹紧方便。（5）粗基准只能用一次，应避免重复使用。这样可避免产生较大的定位误差，避免使加工表面间出现较大的位置误差。
5.1.2 精基准的选择原则
（1）尽可能选加工表面的设计基准为精基准，即“基准重合”原则，目的是避免产生基准不重合误差。
（2）应尽可能在多数工序采用同一组精基准定位，即“基准统一”原则，目的是减
绪论
少设计和制造费用，并减少基准交换所带来的定位误差。
（3）有些精加工工序，可选加工表面本身为定位基准，即“自为基准”原则，目的是可保证加工表面的加工余量少而均匀。
（4）对位置精度要求高的表面，可采用“互为基准”，反复加工，目的是保证高的位置精度。
（5）选定位准确，稳定，夹紧简单的表面为精基准，目的是便于工件的安装和加工。本缸盖成品的尺寸为198x157x80，上下表面的面积相对较大，为了方便加工，初步选定下平面为精基准，待上下平面钻完定位销孔后，则可以采用一面两销定位（即底面和两个定位销孔），这种定位方式限制了工件的六个自由度，定位稳定可靠。在一次安装下，这种定位方式可以加工到除定位面的其他所有的平面和平面的孔。也可以作为大部分工序的定位基准，实现基准不变原则。此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。
5.2 基准的选择
因为上下平面的表面积相对较大，适宜定位，所以需要加工的第一个平面是缸盖的下平面，以便于以后精基准的选用。下平面加工完毕后，以后大多数工序就基本用下平面作为定位，来加工其他的表面或孔。
5.3 加工路线的拟订
制定工艺路线的出发点是使零件的几何形状，尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到保证。工艺路线的制定一般需要两个方面的工作：一是根据生产纲领确定加工工序和工艺内容，依据工序的集中和分散程度来划分工艺；二是选择工艺基准，即主要选择定位基准和检验基准。
在生产纲领已确定为批量生产的条件下，应该尽量考虑使用通用机床，并尽量采用工序分散的原则，通过在每台机床上一次加工尽可能多的工步来提高生产率。除此之外，还应尽量考虑经济精度以便使生产成本尽量下降。
加工方法的选择准则
（1）首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加工方案。这里的主要问题是，所选择零件表面的加工方案，必须能稳定而可靠地保证零件达到图纸要求，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。
（2）具体加工方法时要考虑加工材料的性质。如：淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难，一般用金刚镗或精密车削的方法进行精加工。
（3）选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。在小批量生产中可采用通用机床。
（4）选择加工方法还要考虑本厂（或本车间）的现有设备情况及技术条件。应该充分利用现有设备，挖掘企业潜力，发挥工人群众的积极性和创造性。有时虽有该项设备，但因负荷的平衡问题，还得该用其他的加工方法。
此外，选择加工方法还应该考虑一些其他因素，例如，工件的形状和质量以及加工方法所能达到的表面物理机械性能等。
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本缸盖的加工，主要设计有以下几个加工点：
上下平面及两侧面的平面铣削加工
上平面的磨削加工
进排气门的加工
上表面各个孔的钻,铰,其中上平面有A定位孔4个,B压紧孔2个,C闷头孔3个,D销孔1个,E进排气孔各一个,F侧面喷油孔一个.如下图所示:
图1
在制定工艺过程中，为便于组织生产、安排计划和均衡机床的负荷，常将工艺过程划分为若干个工序。划分工序时有两个不同的原则，即工序的集中和工序的分散。
工序集中：将若干个工步集中在一个工序内完成。最大限度的集中是在一个工序内完成工件所有表面的加工。
工序分散：工序的数目多，工艺路线长，每个工序所包括的工步少，最大限度的分散是在一个工序内只包括一个简单的工步。工序分散可以是所需要的设备和工艺装备结构简单、调整容易、操作简单，但专用性强。
在确定工序集中或分散的问题上，主要根据生产规模、零件的结构特点、技术要求和设备等具体生产条件综合考虑后确定。例如在单件小批生产中，一般采用通用设备和工艺装备，尽可能在一台机床上完成较多的表面加工，尤其是对重型零件的加工，为减少装夹和往返搬运的次数，多采用工序集中的原则。在大批、大量生产中，常采用高效率的设备和工艺装备，如多刀自动机床、组合机床及专用机床等，使工序集中，以便提高生产率和保证加工质量。在成批生产中，尽可能采用效率高的通用机床（如六角机床）和专用机床，使工序集中。
绪论
工件各表面的加工顺序，一般按照下述原则安排：先粗加工后精加工；先基准面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。
根据上述原则，作为精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工。精基准面加工好后，接着对精度要求高的主要表面进行粗加工和半精加工，并穿插进行一些次要表面的加工，然后进行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行，这样可避免已加工表面在运输过程中碰伤，有利于保证加工精度。有时也可将次要的较小的表面安排在最后加工，如紧固螺钉孔等。
5.4 初步比较几条工艺路线
本着提高生产效率，便于组织生产的原则，特设计以下几条工艺路线：
表一：S195型柴油发动机缸盖工艺路线之一
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表二：S195型柴油发动机缸盖工艺路线之二：
绪论
方案一：由于采用工序集中原则，将若干个工步集中在一个工序内完成（如上平面的钻孔），减少了装夹次数，有利于保证各个表面之间的相互位置精度。在方案一中，第一步是以上平面作为粗基准，继而加工下平面→上平面→两侧面，由于后续工序中缸盖的装夹多数采用支承板的结构设计，即底面用二个支承板（限制Y转动，X转动，Z 移动），侧面用二支承钉（限制Z转动，X移动），另一侧面用一支承钉（限制Y移动），共限制六个自由度，满足六点定位原理。方案一没有磨削下平面，是因为考虑到下平面密封时要采用密封胶圈，节省一道工序，降低成本。
方案二：采用工序分散原则，基本在每道工序内只包含一个工步，工序分散使得加工所需要的设备和工艺装备结构简单，有利于工人操作，但是所需机床数量大，不利于小工厂小批量生产。
由于本设计要求是小批量生产，所以选用方案一最为合适。
6机械加工余量，工序尺寸和毛坯尺寸的确定
完成某一工序所需要切除的金属层称为该工序的加工余量，简称工序余量。从毛坯到成品的整个工艺过程中所需要切除的全部金属层称为总余量。机械加工时应保证切除上工序留下的缺陷的前提下，尽量减少加工余量，来提高生产效率，根据上述原始资料
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()b
a a a a
b t R T Z ερ?±+++≥
2
()b
a a a a
b t R T Z ερ?±+++≥及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下：
6．1毛坯的外轮廓
确定加工余量的方法 （1）计算法
对称表面（双边，如孔或轴）的基本余量为：
非对称表面（单边，如平面）的基本余量为：
上述两个公式，实际应用时可根据具体加工条件简化。用计算法可确定出最合理的加工余量，既节省金属，又保证了加工质量。但必须要有可靠的实验数据资料，且费时间，因此此法适用于大量生产。
（2）查表法
工厂中广泛应用这种方法，表格是以工厂的生产实践和试验研究所积累的数据为基础，并结合具体加工情况加以修正后制定的，如《金属机械加工工艺人员手册》。
（3）经验法
主要用于单件小批生产，靠经验确定加工余量，因此不够准确。为保证不出废品，余量往往偏大。
考虑其加工外轮廓尺寸为198x157x80，上表面粗糙度要求为Ra0.8um ，下表面粗糙度要求为Ra1.6um ，两侧面粗糙度要求为Ra6.3，根据《机械加工工艺手册》中《各种铸造方法的经济合理性选择》一章，柴油机缸盖属于较复杂类型，故选用砂型铸造更为合理。手工造型（木模），根据铸铁件机械加工余量等级选择JB2845-80，选定加工余量等级为8级，顶面和侧面的加工余量为7.0mm 。底面的加工余量为5.0mm 。 毛坯长 198mm;
毛坯宽 157+2x7.0=171mm 毛坯高 80+7.0+5.0=92mm
6．2 主要平面加工的工序尺寸及加工余量
为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时工序1的铣削深度ap=3mm ，工序2的铣削深度为ap=5mm,剩余1.5mm 作为精铣余量，还有0.5mm 作为磨削余量，工序3的铣削深度ap=7mm 。
6．3主要孔洞加工的工序尺寸及加工余量
本工件需要加工的孔主要是集中在上平面的孔以及上下平面的通孔。
绪论
图2 缸盖上表面：剖视图
图3
图4
A为4个定位孔，其中的1，2孔为阶梯孔。要求达到孔径精度为IT8，表面粗糙度Ra 为1.6um。
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（1）钻铰2- Φ16mm 孔
钻孔：Φ15mm，a p=80mm
铰孔：Φ16mm，a p=80mm，IT8
（2）钻铰2- Φ18mm 孔
钻孔：Φ16mm，a p=80mm
铰孔：Φ18mm，a p=80mm，IT8
（3）钻扩3-Φ24mm 孔
钻孔：Φ22mm，a p=20mm
扩孔：Φ24mm，a p=20mm，IT10 （孔深自定）
（4）钻铰Φ5mm 孔
钻孔：Φ4mm，a p=9mm
铰孔：Φ5mm，a p=9mm，IT8
（5）钻攻2-Φ10mm 孔
钻孔：Φ10mm，a p=22mm
攻丝
（6）钻铰2-Φ17mm 孔
钻孔：Φ16mm，a p=38mm
铰孔：Φ17mm，a p=38mm，IT8 （孔深自定）
（7）钻攻侧面4-Φ8mm 孔
钻孔：4-Φ8mm，a p=18mm
攻丝
7 确定切削用量和加工状况
根据工厂的设备条件和所需加工零件的外型尺寸，精度要求，批量大小，来确定切削量的大小以及其他各个参数。小批量生产，不需要过于复杂的机械设备，仅用最常见的通用机床和刀具，就可以达到目的。
7．1主要加工装备介绍
机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制订的机床型号编制方法，机床共分为11大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其它机床。在每一类机床中，又按工艺范围、布局型式和结构性能分为若干组，每一组又分为若干个系列。
按照万能性程度，机床可分为：通用机床、专门化机床、装用机床。
按照机床的工作精度，可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。
按照重量和和尺寸，可分为仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量大于10t）、重型机床（质量在30t以上）和超重型机床（质量在100t以上）。
按照机床主要器官的数目，可分为单轴、多轴、单刀、多刀机床等。
按照自动化程度不同，可分为普通、半自动和自动机床。
绪论
7.1.1立式铣床X53K
主要技术参数如下
X53K主要技术参数工作台面尺寸400×1600mm主轴马达 11KW 主轴孔锥度7：24主轴转速 18级；30-1500rpm工作台转速种数:18级电气设备总容量:14.125KVA 随机附件１．铣床心轴５．扳
手工具２．端铣刀心轴６．机油油枪３．端
铣刀心轴扳手７．地脚螺丝４．铣床拉紧
螺丝８．机床垫铁说明：该机床适合于使
用各种棒形铣刀,圆形铣刀,角度铣刀来铣
削平面、斜面、沟槽等。机床具有足够的
刚性和功率，拥有强大的加工能力,能进行
高速和承受重负荷的切削工作，齿轮加工。
适合模具特殊钢加工、矿山设备、产业设
备等重型大型机械加工。
7.1.2立式钻床Z3040x12
主要技术参数如下
最大钻孔直径 40 mm
主轴轴心线至立柱母线距离（最大/最小）1200 / 300 mm
主轴箱水平移动距离 900 mm
主轴端面至底座工作台面距离（最大/最小） 1200 / 260 mm
主轴圆锥孔（莫氏） Morse No.4
主轴最大行程 280 mm
主轴变速级数 6 steps
主轴变速范围 78-1250 r.p.m
进刀量级数 3
进刀量范围 0.1-0.32 mm/rev
主电动机功率 3 kW 机床净重（约） 2100 kg
机床最大外形尺寸（长×宽×高） 1860×870×2340 mm
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7.1.3卧式镗床T618
主要技术参数如下
最大镗孔直径 220mm 主轴直径 85mm
主轴孔锥度莫氏5号主轴最大行程 500mm 主轴轴线至工作台距离0~800mm 主轴转速级 18级
主轴转速范围8~1000r/min
工作台长x宽
1000x900
7.2工序一：下平面铣削
7.2.1 加工条件：
工件材料：灰铸铁HT250
加工要求：铣缸盖下平面，粗加工后达到IT11
绪论
机床：立式铣床X53K
刀具：采用高速钢镶齿套式面铣刀（GB1129-85） 量具：游标卡尺
刀具具体尺寸：D=80
D 1=70 d=27 L=36 L 1=30 齿数10
7.2.2计算铣削用量
已知毛坯被加工表面的厚度为92mm ，最大加工余量为5mm ，由于后续步骤还有精铣，所以本工序只切除3mm 深度。切削深度ap=3mm 。 确定进给量f ：
选定机床为X53K ，选用铣刀为镶齿面铣刀，通过查表得f=2mm/r 参考有关手册，确定V=2mm/s ，即120mm/min
1000v
1000120ns 170(r/m in)dw
3.14225
π?=
=
=?
7.3工序二：上平面铣削
7.3.1加工条件：
工件材料：灰铸铁HT250
加工要求：铣缸盖上平面，粗加工后达到IT11 机床：立式铣床X53K
刀具：采用高速钢镶齿套式面铣刀（GB1129-85） 刀具型号规格同上 量具：游标卡尺，检验样块
已知毛坯被加工表面的厚度为87mm ，最大加工余量为7mm ，可分2次铣削，每次铣削2.5mm ，由于后续步骤还有精铣和磨削，所以留2mm 加工余量，切削深度ap=5mm 。 确定进给量f ：
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选定机床为X53K ，选用铣刀为镶齿面铣刀，通过查表得f=2mm/r 参考有关手册，确定V=2mm/s ，即120mm/min
1000v
1000120ns 170(r/m in)dw
3.14225
π?=
=
=?
7．4工序三：两侧面铣削
7.4.1 加工条件：
工件材料：灰铸铁HT250
加工要求：铣缸盖两侧面，达到IT10经济精度 机床：立式铣床X53K
刀具：采用高速钢镶齿套式面铣刀（GB1129-85） 刀具型号规格同上。 量具：游标卡尺，检验样块
已知毛坯被加工表面厚度为171mm ，平均每侧最大加工余量为7mm ，分3次加工完成，工步一切削深度为3mm,工步二切削深度为3mm ，工步三切削深度为1mm ，无后续加工步骤，ap=7mm 。
7.5工序四：下平面精铣
7.5.1 加工条件：
工件材料：灰铸铁HT250
加工要求：铣缸盖下平面，达到IT8经济精度 机床：立式铣床X53K
刀具：采用高速钢镶齿套式面铣刀（GB1129-85） 刀具型号规格同上 量具：游标卡尺，检验样块
毛坯被粗加工后下平面加工余量剩下2mm ，后续无磨削工序安排，因此本工序需要的切削量为2mm 。分2次加工完成，工步一切削深度为1mm ，工步二切削深度为1mm ，均为精铣，ap=2mm 。
7.6工序五：上平面精铣
工件材料：灰铸铁HT250
加工要求：铣缸盖上平面，达到IT8经济精度 机床：立式铣床X53K
刀具：采用高速钢镶齿套式面铣刀（GB1129-85） 刀具型号规格同上 量具：游标卡尺，检验样块
毛坯被粗加工后下平面加工余量剩下2mm ，后续有磨削工序安排，因此本工序需要的切削量为1.5mm 。1次加工完成，切削深度为1.5mm ，ap=1.5mm 。
7.7工序六：钻铰上平面的孔
工件材料：灰铸铁HT250
绪论
7.7.1加工要求：钻铰2- Φ16mm 孔
=80mm
钻孔：Φ15mm，a
p
机床：立式钻床Z5125A
刀具：直柄麻花钻Φ15mm（GB6137-85）
量具：游标卡尺
钻通孔Φ15mm，直径留1mm铰孔的加工余量
7.7.2加工要求：钻铰2- Φ18mm 孔
=80mm
钻孔：Φ15mm，a
p
机床：立式钻床Z5125A
刀具：直柄麻花钻Φ15mm（GB6137-85）钻通孔Φ16mm，直径留2mm铰孔的加工余量
7.7.3加工要求：钻扩3-Φ24mm 孔
钻孔：Φ22mm，a
=20mm
p
机床：立式钻床Z5125A
刀具：直柄麻花钻Φ22mm（GB6137-85）钻盲孔Φ22mm，直径留2mm扩孔的加工余量
7.7.4加工要求：钻铰Φ5mm 孔
钻孔：Φ4mm，a
=9mm
p
机床：立式钻床Z5125A
刀具：直柄麻花钻Φ4mm（GB6137-85）钻盲孔Φ4mm，直径留1mm铰孔的加工余量
7.7.5加工要求：钻攻2-Φ10mm 孔
=22mm
钻孔：Φ10mm，a
p
机床：立式钻床Z5125A
刀具：直柄麻花钻Φ10mm（GB6137-85）钻盲孔Φ10mm
7.7.6加工要求：钻铰2-Φ17mm 进排气门导孔
=38mm
钻孔：Φ16mm，a
p
机床：立式钻床Z5125A
刀具：直柄麻花钻Φ16mm（GB6137-85）7.7.7加工要求：铰2-Φ17mm进排气门导孔
刀具：高速钢Φ17mm铰刀
机床：立式钻床Z5125A
- 37 - 汽车发动机缸盖与发动机的配气和点火等重要性能密不可分。而缸盖作为复杂零件，其表述繁杂，容易使人对其机加工艺摸不着头绪。文章以直列4缸发动机铝合金缸盖为例，明晰了缸盖与相关零件的装配关系、机加工艺核心原则及关键部位加工方法。 1 装配关系 发动机缸盖的各个面及相关位置，如图1和图2所 示。 图1 缸盖的缸体结合面及相关位置 图2 缸盖的罩壳结合面及相关位置 1.1 6个外形面1.1.1 缸体结合面 与缸体结合，此面上有燃烧室。气缸的容积与燃烧室容积的比值称为压缩比，这是发动机性能的重要参数。气缸中被压缩的可燃混合气体在燃烧室内被点火和燃烧，燃烧室容积变小，可能引起爆燃，容积变 大，会导致发动机功率不足。一般缸盖的燃烧室都是 () 摘要：发动机缸盖作为复杂零件，表述繁杂，文章从使用功能角度介绍了缸盖各部位重要程度，分析了缸盖与相关零部件装配关系，指出缸盖机加工艺路线的核心原则，同时阐述了其关键部位的加工方法及注意事项。实践表明，该原则及方法有助于把握缸盖加工关键，灵活编排工艺。 关键词：发动机缸盖；装配关系；工艺分析；加工方法 Machining Technology and Difficulties of Engine Cylinder Head Abstract: As a complex parts, it is difficult to draw a clear picture of engine cylinder head. This paper introduces each part’s importance of engine cylinder head and analyzes the assembling of cylinder head and related parts, pointing out that the core principles of cylinder head’s machining technology as well as the processing methods and some notices. The practice proves that this processing method and principles facilitate the holding on the key points of engine cylinder head machining and a flexible arrangement of technology. Key words: Engine cylinder head; Assembling; Technology analysis; Machining methods 发动机缸盖的机加工艺及加工难点 万方数据 默克精密工具（常州）有限公司陈圣
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 缸体加工工艺 6105T缸体加工工艺 1/ 38
目录一、缸体的结构与功能二、缸体的材料及毛坯三、6105T缸体加工工艺四、缸体加工的工艺分析五、缸体重点工序工艺六、辅助边缘工序
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 一、缸体的结构与功能1、缸体的功能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、冷却等机构连接成一个整体。 3/ 38
一、缸体的结构与功能2、缸体的结构形状复杂、薄壁、显箱体。 3、结构特点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。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 二、缸体的材料及毛坯1、汽缸体的材料6100系列缸体 HT200 6102系列缸体 HT250 491系列缸体 HT250 6105系列缸体 HT250灰口铸铁的优点具有足够的韧性，良好的耐磨性、耐热性、减震性和良好的铸造性能、以及良好可切削性、且价格便宜。 5/ 38
杨涛涛张裕张皓 摘要：发动机缸盖座圈经常与高温高压的燃气相接触，承受着较高的热负荷和机械负荷，这要求座圈有较高的耐磨性和密封性，若发动机缸盖进、排气座圈的环带密封带及对导管孔跳动值不良，将会使气门在工作时发生中心偏移，导致有害的热传导和气门及导管孔的快速磨损，直接影响发动机功率、油耗及性能，故座圈和导管孔的加工精度提出了较高要求。其加工工艺设计也越来越受到重视。 关键词：发动机缸盖工艺设计 近年來，发动机行业作为机械设计的重要方面，在一定范围内取得了实质性的成果。为保证发动机缸盖能够承受很大的热负荷和机械负荷，需要保证缸盖配气的密封性，故在缸盖加工过程，对缸盖进、排气座圈方面的工艺要求也越来越高，如我司生产的LJ465Q-2A缸盖，其座口环带跳动值小于0.05mm，座圈粗糙度小于Ra0.8，环带密封带宽度1.3±0.1。 一、生产工艺流程 发动机缸盖毛坯一般为合金铸铝件，作为发动机上关键零部件之一，加工精度要求较高，加工工艺复杂，而其加工质量直接影响发动机整机性能。通过不断的考察和研究，发动机缸盖加工的生产工艺已经逐渐成熟，基本能满足精度要求。其中对于缸盖关键工序的座圈和导管孔加工工艺，一般采用复合锪座圈底孔及部分导管底孔流程主要是先对缸盖毛坯上线检查——转铰加工导管底孔，座圈底孔——气门导管，气门座圈压装——锪铰气门导管孔，气门座圈——座圈环带试漏——成品下线。整个工艺过程中，在锪铰气门座圈，气门导管孔工序直接关系座圈对导管孔的跳动值的实现。 二、重点工艺 随着现代汽车行业的竞争日益加剧，加工进、排气座圈孔和导管孔的加工已作为衡量发动机缸盖精加工的重要关键工序之一，其形位公差和精度的要求也越来越高，越来越受到各发动机工厂重视。经过较长时间的发展，发动机缸盖进、排气座圈和导管孔的加工工艺已经逐渐成型，一般采用复合锪座圈底孔及枪铰导管底孔，我司缸盖线在工艺规划时吸收了同行的经验和教训，在座圈和导管孔的加工上进行了有效的优化设计。 三、缸盖进、排气座口的工艺改进 在社会经济的推动下，发动机行业在社会发展中的比重有所增加，是现代汽车行业发展必不可少的一部分。发动机缸盖的工艺设计影响着发动机的正常运转，与整个发动机性能之间有着不可分割的联系，因此，对发动机缸盖工艺要求越来越高。 发动机缸盖结构较为复杂，零件表面分布着许多孔特征和槽特征，如排气门座孔、气门导管孔等，作为发动机的重要组成部分，发动机缸盖进、排气座圈加工工艺与发动机整体性能有着不可分割的联系。近年来，发动机缸盖设计工艺虽然缺德了实质性的成果，但也存在一些问题，可以采用对缸盖加工线进行全新设计的方式，对发动机缸盖进、排气座口工艺进行优化改进。
发动机缸盖生产工艺的研究 第一章发动机缸盖生产线分类的研究 (1) 1.1 刚性生产线 (1) 1.2 柔性生产线 (2) 1.2.1 串行柔性线 (4) 1.2.2 并行柔性线 (4) 1.2.3 专机式柔性线 (5) 1.3 试制线 (5) 1.4 成型线 (5) 第二章发动机缸盖加工工艺的研究 (6) 2.1 加工工艺分析及设备 (6) 2.1.1 工艺流程分析 (7) 2.2 加工工序的研究 (7) 2.2.1 粗基准和精基准的选择 (7) 2.2.2 辅助工序及设备 (9) 2.3 加工方法 (10) 2.3.1 凸轮轴孔系 (10) 2.3.2 阀座导管孔系 (11) 2.3.3 缸体结合面 (11) 2.4 柔性加工工艺设计 (12) 2.4.1 工艺流程设计及优化 (12) 2.4.2 工序划分方法 (12) 2.4.3 工艺设计原则 (13) 2.5 加工精度的研究 (14) 第三章数字化技术在发动机缸盖工艺中的应用 (17) 3.1 数字化工厂介绍 (17) 3.2 数字化工艺规划 (17) 3.3 发动机缸盖工艺规划 (18) 3.3.1 资源库 (18) 3.3.2 工艺知识库 (19) 3.3.3 CAD模型导入 (19) 3.3.4 特征识别(Feature Recognition) (19) 3.3.5 工艺规划中的其它工作 (19) 3.4 发动机缸盖生产线仿真与优化 (20) 3.4.1 柔性制造生产线仿真的建立 (20) 3.4.2 仿真与优化 (22)
第一章发动机缸盖生产线分类的研究 1.1 刚性生产线 刚性生产线是指该生产线只能生产某种或生产工艺相近的某类产品，表现为生产产品的单一性。刚性制造包括组合机床、专用机床、刚性自动化生产线等。 刚性生产线是根据特定的生产任务需要将专用机床组合在一起，以取得最优的效益。在大批量生产中至今还是刚性生产线( 如多工位自动线) 占主导地位。刚性线主要适合于成熟期产品的大批量生产，生产成本相对较低。但要求一次投资达到目标产量。 采用专用机床组成的刚性线加工对象单一，可变性差，不能及时适应生产任务的变化。市场产品设计发生变化时需对主轴箱、夹具、输送系统等重新设计、改造，改造的工作量大、费用高、生产准备周期长。对多品种共线加工兼容性差，一般只适应于同系列产品的共线加工。 刚性自动线生产率高，但柔性较差，当加工工件变化时，需要停机、停线并对机床、夹具、刀具等工装设备进行调整或更换（如更换主轴箱、刀具、夹具等），通常调整工作量大，停产时间较长。整个生产线有统一的节拍，一台机床因故停机，全线工作将被迫中断，因此这种加工线不能太长。对于向发动机缸体、缸盖这种加工工序很长的零件，就要把加工线分成几段，各段之间加上储料装置，一段生产线因故停机，其上下段仍然可继续工作。 刚性自动化生产线是用于工件输送系统将各种刚性自动化加工设备和辅助设备按一定的顺序链接起来，在控制系统的作用下完成单个零件加工的复杂大系统。 在刚性自动线上，被加工零件以一定的生产节拍，顺序通过各个工作位置，自动完成零件预定的全部加工过程和部分检测过程。因此，刚性自动线具有很高的自动化程度，具有统一的控制系统和严格的生产节奏。 除此之外，刚性自动化还具有可以有效缩短生产周期、取消半成品的中间库存、缩短物料流程、减少生产面积、改善劳动条件、便于管理等优点。
小轿车发动机缸体制造工艺 - 1 - 小轿车发动机缸体制造工艺 缸体是汽车发动机乃至汽车中的最重要的零件之一，它的加工质量直接影响发动机的质量，进而影响到汽车整体的质量，因此发动机缸体的制造加工长期以来一直受到国内外汽车生产企业的高度重视。 1缸体的简单介绍： 发动机缸体是发动机的基础零件和骨架，同时又是发动机总装配时的基础零件。缸体的作用是支承和保证活塞、连杆、曲轴等运动部件工作时的准确位置；保证发动机的换气、冷却和润滑；提供各种辅助系统、部件及发动机的安装。 汽车发动机的缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为缸体——曲轴箱。缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。根据缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把缸体分为以下三种形式。(1) 一般式缸体：其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差(2) 龙门式缸体：其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度较好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。 (3) 隧道式缸体：这种形式的缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。为了能够使缸体内表面在高温下正常工作，必须对缸体和缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷。水冷发动机的缸体周围和缸盖中都加工有冷却水套，并且缸体和缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对缸体和缸盖起冷却作用。现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。按照气缸的排列方式不同，缸体还可以分成单列式、V型和对置式三种。 第 - 1 - 页共 7 页 小轿车发动机缸体制造工艺 - 2 - 2缸体的工作条件： 缸体通常工作在高温、高载荷、磨损剧烈的条件下，承受较大的压力，受力复杂，同时工作在汽油的沉浸下，工作环境潮湿。 3缸体的使用性能要求： 缸体的工作条件决定了缸体必须具有高强度、高刚度、高硬度、高耐磨性以及良好的散热性，同时要有很好的密封性、防漏性、减振性等。
发动机缸体
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发动机缸体 [摘要]缸体是汽车发动机乃至汽车中最重要的零件之一，发动机的加工质量直接影响发动机的质量，进而影响到汽车整体的质量，因此发动机缸体的制造加工长期以来一直受到国内外汽车生产企业的重视。[缸体的简单介绍］发动机缸体是发动机的基础零件和骨架,同时又是发动机总装配时的基础零件。缸体的作用是支承和保证活塞、连杆、曲轴等运动部件工作时的准确位置；保证发动机的换气、冷却和润滑;提供各种辅助系统、部件及发动机的安装。汽车发动机的缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为缸体——曲轴箱。缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等。根据缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把缸体分为以下三种形式。（1)一般式缸体：其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种缸体的优点是机体高度小，重量轻,结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便;但其缺点是刚度和强度较差(2）龙门式缸体：其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度较好,能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。(3)隧道式缸体：这种形式的缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。为了能够使缸体内表面在高温下正常工作,必须对缸体和缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷,另一种是风冷。水冷
Cylinder block machining process design Engine parts engine block is a more complex structure of spare parts box, its high precision, com plex process, and the processing quality will affect the overall performance engine, so it has beco me the engine manufacturer's focus parts one. 1.Technical Characteristics of the engine cylinder block Cylinder cast for a whole structure, and its upper part 4 cylinder mounting hole; cylinder standar d cylinder is divided into upper and lower divisions into two parts; cylinder to the rear of the fron t-side arrangement of the previous three coaxial mounting hole of the camshaft and the idler axl e hole. Cylinder process features are: the structure of complex shape; processing plane, more than hole s; uneven wall thickness and stiffness is low; processing of high precision typical of box-type proc essing part. The main processing of the surface of cylinder block top surface, the main bearing sid e, cylinder bore, the main and camshaft bearing bore holes and so on, they will directly affect the machining accuracy of the engine assembly precision and performance, mainly rely on precision equipment, industrial fixtures reliability and processing technology to ensure the reasonableness. 2.Engine block process design principles and the basis for Design Technology program should be to ensure product quality at the same time, give full consi deration to the production cycle, cost and environmental protection; based on the enterprises ab ility to actively adopt advanced process technology and equipment, and constantly enhance their level of technology. Engine block machining process design should follow the following basic prin ciples: (1) The selection of processing equipment ,the principle of selection adopted the principle of sel ection adopted the principle of combining rigid-flexible, processing each horizontal machining ce nter is located mainly small operations with vertical machining center, the key process a crank hol e, cylinder hole, balancer shaft hole High-speed processing of high-precision horizontal machinin g center, an upper and lower non-critical processes before and after the four-dimensional high-ef ficiency rough milling and have a certain adjustment range of special machine processing; (2) foc us on a key process in principle process the body cylinder bore, crankshaft hole, Balance Shaft hol e surface finishing and the combination of precision milling cylinder head, using a process focuse d on a setup program to complet e all processing elements in order to ensure product accuracy Th e key quality processes to meet the cylinder capacity and the relevant technical requirements; According to the technological characteristics o f automobile engine cylinder block and the prod uction mandate, the engine block machinin g automatic production line is composed of horizontal machining center CWK500 and CWK500D machining centers, special milling/boring machine, ver tical machining centers matec-30L and other appliances. (1) top and bottom, and tile covered only the combination of aperture rough milling machine de dicated to this machine to double-sided horizontal milling machine, using moving table driven par ts, machine tools imported Siemens S7-200PLC system control, machine control cabinet set up an independent, cutting automate the process is complet ed and two kinds of automatic and adjust the state; (2) high-speed horizontal machining center machining center can be realized CWK500 the maxi mum flow of wet processing, but because of equipment, automatic BTA treatment system throug
发动机缸盖加工关键工艺研究 发表时间：2019-01-04T11:46:06.083Z 来源：《科技研究》2018年10期作者：魏本堂[导读] 本文简要介绍和分析了发动机缸盖机加工艺的技术难点，发动机缸盖是一种比较复杂的零件，其加工精度和质量会直接影响整个发动机的质量。 （安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心安徽合肥 230000）摘要：本文简要介绍和分析了发动机缸盖机加工艺的技术难点，发动机缸盖是一种比较复杂的零件，其加工精度和质量会直接影响整个发动机的质量。在现场加工的过程中还要把握现场工况、生产情况和设备情况，合理的安排加工工艺，保障缸盖的加工质量。 关键词：发动机；缸盖加工；关键工艺引言 缸盖是发动机燃烧室的组成部分，连接许多配气供油装置，是进气、排气的通道。对于发动机而言，缸盖对于供油装置有直观的影响，对于整机的性能与寿命有关键的影响，而且缸盖的结构性状复杂、内部呈腔型结构，加工难度较高，为了确保发动机的使用效果，需要对缸盖加工过程中的关键工艺进行控制，确保缸盖加工精度。 1 发动机缸盖机加工的概述 缸盖使发动机总成中的主要零件之一，位于发动机上部，通过缸垫、螺栓，和气缸体牢固地作用于一体。它主要的功能包含以下三方面：第一，将气缸的上部封闭，让活塞的顶部与汽缸壁共同作用形成燃烧室；第二，定制发动机的气门等配气机构，也是进排气管和出水管的主要装配基体；第三，在气缸内部有冷却水套，气缸面上的冷却水和内部冷却水相互贯通，运用循环水将内部的高温带走。可见，缸盖的加工工艺极为复杂，并对精度有较高的要求，而精度的优劣对发动机的整体性能及可靠性影响极大。缸盖内部关键的部件是进/排气孔和气门座圈。这两个重要部位对缸盖的燃烧质量具有重要的影响，随之也将影响整个发动机的性能以及品质。 2 发动机缸盖的结构特征 要提高发动机缸盖机加工艺的精度，保障发动机缸盖的加工质量，就必须对发动机缸盖的结构特征进行一定的了解。发动机缸盖具有以下几个结构特征：首先，气缸盖对于刚度和强度有着较高的要求，才能在气体的热应力和压力的作用下正常工作，保障气缸盖不会受到气体热应力和压力的损坏。其次，气缸盖一般为六面体状，属于一种多孔薄壁件。气缸的6个外形面可以分为缸体结合面和其他面，其中最重要的是缸体结合面，缸体结合面指的是与缸体进行结合的面，上面具有燃烧室。发动机中最重要的性能参数——压缩比指的是燃烧室的容积和气缸之间的比值。可燃混合气体在气缸中被压缩，然后在燃烧室内被点火和燃烧。要求燃烧室具有一定的容积，否则会造成可燃混合气体的燃爆。如果容积过大又会影响发动机的功率。缸体结合面的位置精度具有较高的要求，对于密封有着较高的要求。 3 发动机缸盖的粗加工工艺 发动机缸盖加工工艺中的第一个流程就是粗加工工艺。粗加工工艺要注意以下几个方面：第一，发动机缸盖材料一般为铝合金、灰铸铁、蠕墨铸件。汽油发动机一般采用铝合金，柴油机一般采用灰铸铁或蠕墨铸铁，部分小型柴油发动机或对重量有较高要求的柴油机也采用铝合金缸盖材料。随着发动机排放的不断提升以及对强度要求越来越高，柴油发动机总成在四气门缸盖中很容易出现气门间的裂纹。因此，需要从缸盖产品结构布置、铸造毛坯浇注工艺、机加工加工工艺、新材料应用等方面进行研究。蠕墨铸铁的应用，就是解决以上致命可靠性的方法之一。对三种不同材质的缸盖，需采用不同的刀具种类及切削参数，且铝合金加工效率最高，蠕墨铸铁加工效率最低。假如刀具及切削参数选择不当，蠕墨铸铁加工效率要比灰铸铁加工效率降低30%以上。第二，加工毛坯件。在选择合适的材料之后就要加工毛坯件。缸盖毛坯件的加工技术要求在于毛坯件上面不能有粘砂、砂眼、气孔、疏松，不能存在热浇不足、冷隔和裂纹的现象，并保障毛坯件的粗传送点、夹紧点和定位基面具有良好的光滑性和一致性。 4 发动机缸盖的机加工工艺 4.1 平面加工 从缸盖的内部结构来看，大平面较多，进、排气面和顶面、底面均为大平面，这就要求平面度及表面粗糙度等精度必须保持较高水平，进而要求机床拥有实现高精度加工的能力，能达到较高的刀具调整精度和几何精度。以前，缸盖大平面主要是运用合金刀片加工，现在由于毛坯情况通常较好，因此常用金刚石刀片加工，这种工艺可以优化缸盖平面，提高加工表面的精度。 4.2 加工发动机缸盖的高精度孔 发动机缸盖中的高精度孔包括凸轮轴孔、挺杆孔、导管孔和气门阀座等孔隙，这些孔隙对于表面粗糙度、位置精度和尺寸精度的要求均较高。因此可以说缸盖机加工艺中的核心工艺就是高精度孔的加工，也成为了发动机缸盖机加工艺中的技术难点。发动机气门与缸盖气门导管和缸盖气门阀座必须能够完整地配合，这对同轴度有着较高的要求。气门锥面和气门阀座之间必须能够密封，因此气门阀座具有较高的圆度要求。当前主要的加工工艺是先进行机床主轴快进，然后进行工进，接着启动主轴，对气门阀座的锥面进行加工。进而将主轴停止并后退，然后重新启动主轴，气门导管进行枪铰加工。在完成枪铰加工之后工进退刀，将主轴回推。这种工艺能够进一步减少重复定位误差，做到一次定位，使得气门阀座和气门导管的同轴度得到提高。但是由于气门导管和气门阀座具有不同的材料因此必须选择不同的刀具，这也进一步提高了加工的难度。 4.3 加工气门导管底孔和缸盖挺杆孔 这两方面的加工具有较高的精度要求，在加工的过程中注意尽量减少不必要的误差，提高气门导管底孔和缸盖挺杆孔的加工精度。 4.4 加工缸盖凸轮轴孔 作为缸盖的最长孔，缸盖的凸轮轴孔如果运用分段或调头加工的方式，虽然对机床设备及刀具相对简单，一般也能基本保障凸轮的轴孔加工精度，但是不能满足凸轮轴孔与同轴度的加工要求。因而，加工时应尽量满足一次成型的要求。对于长杆件而言，有效清除有关刀杆自身的重力是机械加工中一项很重要的难题。实际应用中，需要采用带有镗模架的自动专机生产线或者运用刀具的自导向，清除刀杆对整体加工的重力影响因素。
缸盖是内燃机的重要部件，它的加工精度直接影响到发动机的工作性能。发动机工作时，由于可燃气体是在缸盖燃烧室压缩后进行点燃，致使气门阀座承受很高的热负荷和机械负荷。这既要求阀座有很高的耐磨性，还要有很好的密封性。如果阀杆工作时中心发生偏移除了会导致有害的热传导和阀杆及导管孔的很快磨损外，还会造成耗油量的增加。因此，对气门阀座和导管孔的加工精度提出了很高的要求，特别是对气门阀座工作锥面与导管孔的相互间的同轴度规定了很严的公差。 对于汽油发动机，同轴度允差规定为0.015-0.025mm ，而对于柴油机则仅为0.01-0.015mm(在燃烧室中，柴油可燃气体的压缩比要比汽油大2-2.5倍)。在大批量生产中，要稳定的保持这样的公差，除需要优化加工工艺外，定位基准的选择，专用刀具和精镗头的合理结构及其精度均具有重要的意义。 气门阀座和导管孔的加工是缸盖加工的关键技术。长期以来，国内外许多组合机床和刀具制造厂，如大连组合机床研究所、Ex-Cell-O 、Alfing 、Grob 、H üler Hille 、Ernst Krause & Co 等机床厂和Komet 、Plansee 、Beck 、Mapal 等刀具厂都十分重视这类技术设备及专用刀具的开发。近几年来，特别是在专用刀具开发方面取得了长足进步，这对提高加工精度、刀具耐用度和加工效率起着积极作用。 气门阀座和导管孔的底孔加工 气门阀座和导管孔的底孔精度是直接影响气门阀座 和导管孔终加工精度的重要因素。因为底孔的同轴 度误差(一般应低于0.02-0.05mm)会造成气门阀座 和导管孔精加工余量的分配不均，从而影响到终加 工精度。 为保证阀座和导管孔底孔的同轴度公差，许多厂家 采用专用复合刀具，并分钻扩、半精镗、和精镗三道工序进行加工。在精镗时，为增强细长镗杆的刚 性，大多数采用硬质合金镗杆(图1)，但也有采用 背导向支承的方式(图2)。由于硬质合金的弹性模 数(E ＝500000N/mm 2-630000N/mm 2)比钢(E ＝ 200000N/mm 2)约大3倍，因此，选用硬质合金制作 的镗杆可获得较好的刚性(R ＝3EI/L 3)。采用背导向 支承方式，同样也可增强镗杆的刚性，但为确保支 承效果，背导向的支承导套与镗杆中心应保持足够高的同轴度，在结构上也比较复杂。 缸盖的定位 精加工气门阀座工作锥面和导管孔时，多数是以与缸体的接合面和该平面上的两个定位销孔进行定位。这种曾被普遍应用的一面二销的定位方式，由于夹具定位销与阀座、导管孔之间的位置误差以及相邻阀座(和相邻导管孔)之间的位置误差均会造成加工余量的偏移，在最终精加工时，导致刚性差的铰刀也随之产生加工偏移，所以采用这种定位方式并非总能达到规定的精度。 因此，为确保加工精度，必须要减少定位误差以提高加工余量的均匀性，否则阀 图1：装有硬质合金樘杆的专用刀具 图2：精樘气门阀座和导管孔(左)，精加工气门阀座工作锥面和导管孔(右)
发动机缸体加工工艺 发动机缸盖机械加工工艺 给缸盖编号，把缸盖吊上滚道，粗铣上平面 粗铣下平面及钻、扩、铰工艺孔、销孔，钻螺栓孔、水孔 粗铣前端面及左侧面，铣后端面 锪22螺栓孔、凹坑，钻右侧3—?4孔 粗镗凸轮轴半圆孔、台阶孔 加工左、右面孔、上平面油孔 加工上、下面孔 半精镗挺杆孔 半精及精加工上、下面孔 前、后端面钻孔、倒角，凸轮轴第一轴承端面倒角、孔深检 前、后面及上平面攻丝 清洗、吹净 加热气缸盖 冷却进、排气阀座圈、压座圈 压水道闷盖 冷却气缸盖 渗漏检查 精铣下平面 精铣上平面 精铣前端面 精铣左侧面 精镗挺杆孔 压气门导管 精铰喷油嘴阶梯孔 精加工进、排气阀座锥面及导管孔 检查进、排气阀座锥面密封性，导管孔同轴度及导管孔孔径 加工右侧面孔、平面和上平面孔 去毛刺、清理 清洗、吹净 装凸轮轴轴承盖 半精及精镗凸轮轴轴承孔 去毛刺、清理 清洗、吹净 完工检验并编写缸盖总成下线号 发动机481铸铝气缸体机械加工工艺 毛坯上线打号 铣两端面，粗镗曲轴半圆孔，铣轴承座两侧面，钻主油道，钻、绞后端面加工定位销孔 粗铣顶/底面，粗镗缸孔，钻水套冷却孔，加工底面各孔，精铣底面，钻曲轴润滑孔 铣进、排气面和水泵面，加工曲轴通风孔，进、排气面各孔，粗镗水泵孔 加工顶面各孔，底面主轴承安装孔攻丝，主油道孔攻丝，铣锁片槽、止推面，精加工水泵孔
中间清洗 油道、水套试漏 框架装配，螺栓拧紧 加工前后端面各孔，钻、绞6个定位销孔 销孔吹净和定位销装配 精铣两端面，半精、精镗曲轴孔，精铣前后油封面，半精、精镗缸孔，精铣顶面 粗珩、精珩缸孔 最终清洗和高压去毛刺 涂胶，压闷盖，曲轴箱试漏 最终检查并分组打印 外观检查，工件下线 论文，另外论坛里有三菱的汽车加工特殊刀具蛮不错的 汽车发动机缸体加工工艺的讨论 上下气缸体装配 左右侧面孔加工；半精镗镶缸套孔及止口 半精镗主轴承孔及止推面，扩后端面定位套孔 吹气清理 扩铰右侧面孔；精镗镶缸套孔及止口 珩磨镶缸套孔 压缸套 半精镗缸孔 精铣上平面；精镗主轴承孔及止推面；铰后端面定位套孔 精铣前后端面 精铣下体两侧面 精镗缸孔；磨Æ111环面 珩磨缸孔及主轴承孔 检查缸孔表面粗糙度 清洗 压闷盖 缸孔及主轴承孔综合检查并打印分组标记 渗漏检查 铣切工艺搭子 铣两侧圆弧面 清理、清洗 完工检验 （工艺方案有点落后 ） 珩磨汽缸缸套是个复杂的工艺，网文不能太深也不能太浅，峰值要控制好才行，金刚石刀具要选择好，珩磨时候不能一味图加工的快就把气压加的很大这样会导致网文加工过深，发生烧机油的情况并且活塞磨损严重 缸体加工工艺流程 1、毛坯外观检查，上料；
1前言 在刚刚过去的2010年，在世界汽车市场虽然爆发了前所未有的丰田汽车“召回门”，随即引发的各汽车品牌的大大小小的召回事件导致数以百万记的汽车被宣布召回，这些事件在一定程度上减缓了整个车市的增长步伐，但是全球汽车销量却达到了创纪录的8700万辆。中国全年的销量也超过1800万辆，成为全球范围最大的汽车市场。这一销量比上一年增幅高达30%—40%并且还将持续长时间的大幅增长。这些数据充分证明了汽车将会成为了这个时代越来越重要的一种生活用品，成为了人们日常生活不可分割的一部分！而对汽车这一由数万零部件组成的复杂机械体来说，它的心脏——发动机缸体，是发动机零件中结构较为复杂的箱体零件，其制造精度要求较高，加工工艺复杂。随着现代化发动机工厂产能日趋扩张，发动机缸体基本上都采用机械化、自动化流水线式生产方式，其传统加工方法即采用专机为主组成的刚性生产线已经不再能适应时代的要求了[1]。 国内发动机缸体生产以专机为主形成自动线的较为常见。以加工中心和专机相结合组成完整自动线的实例也有，但多为国外厂家整线承包设计建设的生产线。但这些生产线也存在物流工作量大、员工劳动强度高、生产线人员多、产品质量稳定性与先进国家生产线有明显差距、生产线运行成本高等弱点。而以国产设备为主体，部分关键设备依靠进口来自行设计并建造生产专线，这不仅可以带动国内加工中心还可以促进国内相关生产线辅助设备行业的发展，生产线设备的国产化是今后技术改进的方向之一[2]。同时高速加工技术是近几年发展起来的一项先进制造技术，它采用超硬材料刀具和模具，利用高精度、高自动化和高柔性的制造设备实现了高效率、高柔性和高质量的切削加工，被称为是21世纪机械制造业的一场技术革命[1]。如果把这一技术运用到发动机缸体加工中来，势必能够提高加工效率从而降低生产成本。 本文主要是对EA111发动机上缸体的加工工艺的研究。在充分分析和研究该工件结构工艺特征和各项工艺技术要求的基础上，拟定工艺路线，根据现有的生产工艺设备条件，设计制定出一套切实可行的加工方案，合理选择加工设备，以保证发动机缸体加工质量和效率。此外由于缸体加工要求精度较高，所以还需要设计出各工序的专用夹具。
1 绪论 1．1 S195柴油发动机的发展简史 中国自主研发的柴油发动机的“代表”作品当属从七十年代辉煌至今的S195柴油机，而该产品从诞生到成长发展的历史，就像一首歌，激昂中挥洒出创业的奔放，流畅中跌宕着发展的起伏，如歌的旋律，奏出了中国民族品牌辉煌的乐章。 时光到流到上世纪六十年代初。为加快我国农业经济的发展步伐，党中央和毛主席发出了“农业的根本出路在机械化”的号召，当时以制造各种型号内燃机为主线，来加快农业机械化的进程。1966年，在以手扶拖拉机为农村机械化象征的年代里，国家向各个大型工厂提出课题，为东风12型新手扶拖拉机制造心脏，要将195B柴油机的重量从185公斤降至为120公斤，功率从8马力提高到12马力。几经设计试制，研究人员开发出X195型柴油机，但到田间试验中发现振动要比195B大，为了减少振动，利于农民操作，技术人员通过潜心研究，提出了一个大胆的设想，就是改单轴平衡为双轴平衡，并为之对传动系统重新进行了设计攻关。经过大量的查阅资料和无数次地评审论证，一个单排为六个齿轮的传动系统最佳设计方案在技术人员的手中诞生。在1967年春天一个月朗星稀的傍晚，中国第一台自行设计制造的S195柴油机终于起动成功，随后，以此为动力的东风12型手扶拖拉机也一举试制成功。 中国人民用自己的智慧和双手创造出了S195柴油机，并在计划经济年代里显现出突出的经济效益，企业自身也依托这一适销对路、广受农民欢迎的新颖动力产品而加速了发展。年产量大幅跃升，带动经济效益连年上台阶。 伴随着S195柴油机生产的发展，一时间中国大地上制造195柴油机的生产厂家如雨后春笋般建立起来，当时的第八机械工业部就明确规定，S195柴油机生产图纸需要统一，每年统图，各大厂家为此而无偿提供着自己的设计和制造技术。到七十年代中期，全国各地上马的小缸径柴油机厂都按统一标准的产品图纸进行了大规模的生产，由此S195成为了市场上覆盖率最广、产量最大的产品，这一辉煌状况并一直延续到了八十年代中期。在全国各地区，由于S195柴油机与东风12型手扶拖拉机的配套效应，“农字当头滚雪球”的作法又带动了一批配套企业、特别是乡镇企业的蓬勃发展。S195不仅给生产企业带来了数不清的荣誉和可观的经济效益，而且更重要的是它加快了我国农业机械化的发展步伐。到了八十年代后期，随着农机运输业的发展，农用车又进入了大发展时期，而作为单缸机配套动力的S195已显然不能满足马力的需求，因此在195基础上又促使了S1100、S1105等大马力柴油机的发展。 被称为中国农机工业产品的明珠--S195柴油机，从艰辛研制到盛销不衰是历史的必然，是几代工程师呕心沥血劳动创造的结晶，这个产品见证了中国连续三十多年的蒸蒸日上，也促使了柴油机产品一轮又一轮的更新换代，在单缸多缸并举，增加技术含量满足市场新需求的当今社会中，S195柴油机仍将在众多产品大家族中占有一席之地，并且已成为中华人民共和国工业产品名录中永远的经典。
摘要 汽缸盖是发动机的几大关键之一，零件尺寸较小，但结构形状复杂，有若干精度要求较高的平面和孔系。本文主要分析和设计的是汽缸盖零件的加工工艺和、专用夹具等。通过查阅各种相关书籍，分析缸盖的结构及其功能，编写了发动机缸盖零件的加工工艺；经过计算选择其切削用量、选择机床和工艺设备，设计出了专用夹具。 关键词：加工工艺；发动机缸盖；专用夹具
Abstract The cylinder cover is one of several toll-gates to launch the engine keys, the spare parts size is smaller, but the construction shape is complicated, how many the accuracy request the higher flat surface with the bore department. Analyze primarily here with design of is a cylinder cover the spare parts processes the craft, appropriation tongs and so on .Pass to check every kind of related book, analyze construction and its functions of an urn of covers, weave to write a cover spare parts process the craft; Passing by the calculation chooses its slice the dosage of cut, choice machine tools with craft equipments, design appropriation tongs. Key words: processing technic，Engine cylinder cover; special fixture
发动机缸体 发动机缸体是发动机零件中结构较为复杂的箱体零件,其精度要求高,加工工艺复杂,且加工质量的好坏直接影响发动机整机性能,因此,它成为各发动机生产厂家所关注的重点零件之一。 1.发动机缸体的工艺特点 发动机缸体是发动机的基础零件和骨架,同时又是发动机总装配时的基准零 件。缸体的作用是支承和保证活塞、连杆、曲轴等运动部件工作时的准确位置;保证发动机的换气、冷却和润滑;提供各种辅助系统、部件及发动机的安装。 1.1 工艺特点 缸体为一整体铸造结构,其上部有4个缸套安装孔;缸体的水平隔板将缸体分成上下两部分;缸体的前端面从前到后排列有三个同轴线的凸轮轴安装孔和惰轮轴孔。 缸体的工艺特点是:结构、形状复杂;加工的平面、孔多;壁厚不均,刚度低;加工精度要求高,属于典型的箱体类加工零件。缸体的主要加工表面有顶面、主轴承座侧面、缸孔、主轴承孔及凸轮轴孔等,它们的加工精度将直接影响发动机的装配精度和工作性能,主要依靠设备精度、工夹具的可靠性和加工工艺的合理性来保证。 2.发动机缸体工艺方案设计原则和依据 工艺方案是工艺准备工作的总纲,是工艺规程设计和关键工艺装备设计的指导文件。正确的工艺方案设计,有助于系统地运用新的科学技术成果和先进的生产经验,保证产品质量,改善劳动条件,提高工艺技术和工艺管理水平。
2.1 工艺方案设计的原则 设计工艺方案应在保证产品质量的同时,充分考虑生产周期、成本和环境保护;根据本企业能力,积极采用国内外先进的工艺技术和装备,不断提高企业工艺水平。 发动机缸体机械加工工艺设计应遵循以下基本原则: (1) 加工设备选型原则加工设备选型采用刚柔结合的原则,加工设各以卧式加工中心为主,少量工序采用立式加工中心,关键工序一曲轴孔、缸孔、平衡轴孔加工采用高精度高速卧式加工中心,非关键工艺一上下前后四个平面的粗铣采用高效并有一定调整范围的专用机床加工; (2) 集中工序原则关键工序一机体缸孔、曲轴孔、平衡轴孔的精加工及缸盖 结合面的精铣,采用集中在一道工序一次装夹完成全部加工内容的方案,以确保产品精 1 度满足缸体关键品质的工艺能力和有关技术要求; (3) 全部夹具均采用液压夹具,夹紧元件、液压泵及液压控制元件采用德国或美国产优质可靠元器件; (4) 整线全部采用湿式加工,采用单机独立排屑,高精度关键加工工序的卧式 加工中心采用恒温冷却并加装高精度高压双回路带旁通精过滤系统,加工中心全部带有高压内冷。 根据汽车发动机缸体的工艺特点和生产任务要求,发动机缸体机械加工自动生产线由卧式加工中心CWK500和CWK500D加工中心、专用铣/镗床、立式加工中心matec-30L 等设备组成。