小轿车发动机缸体制造工艺(精)
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发动机缸体材料是什么铸铁发动机缸体材料缸体材料缸体材料发动机是由汽缸体和汽缸盖两大部分组成,通过螺栓相互连接起来。
缸体材料应具有足够的强度、良好的浇铸性和切削性,且价格要低,因此常用的缸体材料是铸铁、合金铸铁。
铸铁有着很多先天的不足,例如重量大、散热性差、摩擦系数高等等。
所以发动机厂商都在寻找更适合的材料,例如密度比铁小的铝。
现在铝合金的缸体使用越来越普遍,因为铝合金缸体重量轻,导热性良好,冷却液的容量可减少。
启动后,缸体很快达到工作温度,并且和铝活塞热膨胀系数完全一样,受热后间隙变化小,可减少冲击噪声和机油消耗。
而且和铝合金缸盖热膨胀相同,工作可减少冷热冲击所产生的热应力。
同样铝也存在着缺点,就是容易和燃烧时产生的水发生化学反应,耐腐性不及铸铁缸体。
汽缸与汽缸套水冷式式发动机汽缸有三种结构型式:无缸套、干式缸套、湿式缸套。
无缸套汽缸:汽缸筒与缸体制成一体,与活塞接触的内表面没有镶套,多数铸铁缸体汽油机采用这种型式,它结构简单,加工面少,汽缸刚度也较好。
篇二:请问汽车的缸体材料到底是铁的好,还是铝的好?现在,我们在选择汽车的时候,经常会考虑发动机的材料。
我们也经常会在许多厂商的推广宣传上看到“全铝发动机”这个耀眼的字眼。
为何厂商要炫耀他的全铝发动机,那不是“全铝”的发动机材料是什么?全铝发动机有什么好处呢?还有哪些新型的材料被用来制造发动机部件?这篇文章,我们就来一起讨论这个话题。
传统的发动机无论是缸体还是缸盖都是采用铸铁的,但是铸铁有着许多先天的不足,例如重量大、散热性差、摩擦系数高等等,所以,许多发动机厂商都在寻找更适合的材料制造发动机的构成部件。
轻量化材料:首先我们从材料的轻量化来讨论新型发动机材料的优势。
1、全铝缸盖和缸体我们日常所说的全铝发动机是指缸盖和缸体都是铝合金制造的发动机。
而缸盖是铝合金,缸体是铸铁的发动机,一般我们还是称作铸铁发动机。
现在,全铝发动机已经在大量的车型上被采用,在国外,罗孚的k系列发动机,宝马的M52直列六缸发动机,日产的VQ发动机,捷豹的-AJ-V8发动机、奔驰的V6和V8发动机、通用的LS1和北极星V8发动机、标致的2升四缸发动机和通用的新型直列四缸发动机等等都是采用铝合金制造。
高压铸造发动机缸体的工艺优化与性能研究摘要:本论文主要针对高压铸造,对其进行系统的设计与性能分析。
并提出了通过改变工艺参数,提高产品综合质量的方法。
在此基础上,开展发动机缸体整体力学性能实验,揭示各工艺参数对其工作特性的影响规律,开展发动机缸体综合性能提升与综合性能评估方法研究。
通过本项目的实施,为发展高效、廉价、稳定的铸造方法奠定基础。
关键词:高压铸造发动机缸体工艺优化性能研究在国内,随着汽车工业的迅速发展,发动机缸体的制造得到了广泛的应用。
在这些工艺中,高压铸造工艺直接影响到产品的成型及应用。
因此,选择合适的铸造工艺方案和综合评价具有重要的现实意义。
通过试验研究,阐明各因素对缸体质量及其使用性能的影响机制,提出合理的工艺设计方案,为提高铸造成型质量及产品使用性能提供理论依据。
一、高压铸造工艺优化1.1工艺参数对缸体质量的影响介绍了一种发动机缸体的高压铸造工艺方法。
通过对气缸体的铸造方案及参数合理设计和优化,可以提高气缸盖的整体致密度,减少铸件的缺陷,改善其力学性能。
首先,铸造压力是一个非常关键的工艺,提高铸造压力能提高产品的品质,并能气孔、疏松等问题。
增大铸造压力能使模腔充满,降低残余气体。
但是,铸造压力的选取也有其限制,如铸造压力太大,容易进浇速度过高,进浇口位置产生卷气和模具冲蚀,所以,需要同时考虑内部质量稳定性和工装寿命的质量。
其次,浇注温度是决定铝液凝固重要因素。
选用合适浇注温度,可以对铝液的凝固速率及凝固组织形态进行调控,从而对缸体的机械特性产生一定的作用。
随着浇注温度的升高,铝业的流动性得到了改善,冷却间隔的缩短,这对改善机体的致密性是有利的。
但是,过高的浇注温度会导致摸具材料铝液材料成分烧损,模具冲蚀、老化龟裂,从而降低压铸模具的寿命。
为此,必须采用试验与计算机仿真相结合的方法,找到铸造过程中的优化浇注温度区间。
此外,模具温度和模具冷却速度对产品成型也有一定的影响。
研究发现,在适当的工艺参数下,产品的内部质量和性能等都有了明显的改善,使铸件成型外观良好,从而降低了铸造中的缺陷。
汽车发动机缸体的热处理技术与性能提升汽车发动机作为汽车的核心部件,其性能的优劣直接影响着汽车的整体表现。
而发动机缸体作为发动机的重要组成部分,其质量和性能更是至关重要。
在汽车发动机缸体的制造过程中,热处理技术扮演着不可或缺的角色。
通过合理的热处理工艺,可以显著提升发动机缸体的性能,延长其使用寿命,提高发动机的可靠性和稳定性。
一、汽车发动机缸体的材料选择发动机缸体通常采用铸铁或铝合金材料制造。
铸铁缸体具有良好的耐磨性、耐热性和机械强度,但其重量较大,散热性能相对较差。
铝合金缸体则具有重量轻、散热性能好的优点,但在耐磨性和机械强度方面相对较弱。
在选择缸体材料时,需要综合考虑发动机的性能要求、成本和制造工艺等因素。
对于高性能发动机或重载车辆的发动机,通常会选择铸铁缸体,以满足其对强度和耐磨性的要求。
而对于普通乘用车的发动机,为了降低车辆的整体重量和提高燃油经济性,铝合金缸体则更为常见。
二、热处理技术在汽车发动机缸体中的作用1、改善材料的组织结构通过热处理,可以改变缸体材料的内部组织结构,使其达到理想的性能状态。
例如,对于铸铁缸体,经过适当的热处理可以消除铸造过程中产生的内应力,细化晶粒,提高材料的强度和韧性。
对于铝合金缸体,热处理可以优化其相组成,提高材料的硬度和强度。
2、提高材料的机械性能热处理可以显著提高缸体材料的机械性能,如强度、硬度、耐磨性和疲劳强度等。
这有助于提高发动机的可靠性和耐久性,减少故障的发生。
3、改善材料的加工性能在缸体的制造过程中,热处理可以改善材料的加工性能,使其更容易进行切削、钻孔和磨削等加工操作,提高生产效率和产品质量。
三、常见的汽车发动机缸体热处理技术1、退火处理退火是将缸体加热到一定温度,保温一段时间后缓慢冷却的过程。
退火可以消除缸体材料的内应力,降低硬度,改善材料的切削加工性能。
对于铸铁缸体,退火还可以细化晶粒,提高材料的韧性。
2、正火处理正火是将缸体加热到较高温度,保温后在空气中冷却的过程。
发动机缸体有限元分析及优化设计摘要:发动机缸体结构复杂,壁厚差大,容易出现应力集中现象,因此在设计阶段对缸体结构进行优化设计具有重要意义。
本文论述了发动机缸体有限元分析及其优化设计。
关键词:发动机缸体;有限元分析;优化设计发动机是汽车的动力装置,其性能直接影响汽车的使用性能。
根据发动机的发展,对发动机的设计提出了两个要求:即油品的适应性强及尽可能降低缸体振动。
因此,有必要运用理论分析方法对发动机缸体进行分析计算,为设计制造出更稳定、体积更小的的发动机缸体做出基础性研究。
一、发动机缸体简介发动机是一种能把其它形式的能转化为机械能的机器,它既适用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器。
发动机最早诞生在英国,所以,发动机的概念也源于英语,它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。
而缸体是发动机的五大部件之一,是发动机安装所有零件的基础。
发动机通过缸体将发动机的曲柄连杆机构和配气机构,以及供油、润滑、冷却等机构联接为一个整体。
此外,发动机缸体的材质一般为灰铁。
因缸体工作环境潮湿,且高温、高载荷、摩擦剧烈,所以要求缸体具有高强度、高硬度、高耐磨性及良好的散热性,而灰铁能满足高强度和硬度及高耐磨性等要求,而且工艺性能、减振性、切削加工性能优良,同时成本较低,缺点是重量较大。
所以现在越来越多缸体采用铝合金材料,因其能减轻缸体的重量。
二、有限元法概述有限元法也称为有限单元法或有限元素法,基本思想是将求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互连接在一起的单元组合体,寻求物理场的数值解。
它是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。
传统的产品生产过程首先有专家依据经验初步设计出产品,然后据此做出模型,再做出成品。
成品完成后,再进行试验,对设计上的问题进行修改。
进行重新设计、制造、试验分析。
这不但耗费大量的时间,还耗费了大量的人力及物力。
计算机的发展和广泛应用改变了这种状况,提高了产品开发、设计、分析和制造的效率及产品性能。
缸体的概念什么是缸体?缸体是指内燃机中容纳活塞和气缸套的部分。
它是发动机的重要组成部分,起着密封气缸、支撑活塞和承受燃烧压力的作用。
缸体通常由铸铁或铝合金制造而成,具有良好的强度和刚性。
缸体的结构和特点缸体一般由缸体本体、缸套、爆震传递板等组成。
缸体本体是承载活塞和承受燃烧压力的主体部分,它采用浇注铸造的方式制成。
缸套则是放置在缸体中,与活塞形成狭小的燃烧室,起到密封气缸和导向活塞运动的作用。
爆震传递板通过螺栓紧固在缸体上,用来传递活塞上的爆震冲击力,使其转移到发动机的其他部件上。
缸体具有以下特点: 1. 刚性强:缸体需要承受来自活塞的冲击和燃烧压力,因此需要具有足够的刚性和强度来保证发动机的正常运行。
2. 密封性好:缸体与活塞和缸盖之间需要保持良好的密封性,以防止燃烧气体泄漏,同时防止发动机内外润滑油混合。
3. 散热性能好:缸体需要具有良好的散热性能,以将燃烧产生的热量迅速散发出去,防止过热对发动机的损害。
4. 加工精度高:缸体的加工精度对发动机的性能和寿命有直接影响,因此需要保证加工工艺的精细和准确。
缸体的分类根据材料和结构的不同,缸体可以分为铸铁缸体和铝合金缸体。
铸铁缸体铸铁缸体通常采用球墨铸铁材料制成,具有良好的刚性和耐磨性,适用于较大功率的发动机。
铸铁缸体具有以下特点: - 强度高:铸铁缸体具有较高的强度和抗拉强度,可以承受较大的燃烧压力和冲击力。
- 导热性能差:铸铁的导热性能相对较差,导致散热性能较差,容易引起发动机过热。
- 重量较重:相比铝合金缸体,铸铁缸体的密度较大,重量较重。
铝合金缸体铝合金缸体采用高强度铝合金材料制成,具有优异的散热性能和轻质化特点,适用于轻型和中小型发动机。
铝合金缸体具有以下特点: - 导热性能好:铝合金具有良好的导热性能,能够迅速将燃烧产生的热量散发出去,提高发动机的散热效果。
- 重量轻:相比铸铁缸体,铝合金缸体密度较小,重量较轻,可以减轻整车重量,提高燃油经济性。
第1篇一、引言汽车制造工艺是指将汽车零部件通过一系列的加工、装配、检验等过程,最终形成一辆完整汽车的过程。
随着科技的不断发展,汽车制造工艺也在不断创新和优化,以提高汽车的质量、性能和安全性。
本文将从汽车制造工艺的概述、主要工艺流程、关键技术及发展趋势等方面进行详细阐述。
二、汽车制造工艺概述1. 汽车制造工艺的分类根据汽车制造过程的特点,汽车制造工艺可以分为以下几类:(1)铸造工艺:用于生产发动机缸体、缸盖、曲轴等铸铁件。
(2)锻造工艺:用于生产发动机曲轴、凸轮轴等高强度钢件。
(3)冲压工艺:用于生产车身、底盘等金属结构件。
(4)焊接工艺:用于连接车身、底盘等金属结构件。
(5)涂装工艺:用于涂覆车身表面,提高汽车防腐性能。
(6)装配工艺:将各个零部件装配成整车。
2. 汽车制造工艺的特点(1)自动化程度高:现代汽车制造工艺广泛应用自动化设备,提高生产效率。
(2)精度要求高:汽车零部件的精度直接影响整车的性能和安全性。
(3)工艺流程复杂:汽车制造涉及多个工艺环节,工艺流程较为复杂。
(4)质量控制严格:汽车制造过程中,质量控制贯穿始终,确保产品质量。
三、汽车制造工艺流程1. 零部件加工(1)铸造:根据零件图纸,选择合适的铸造工艺,生产出合格的铸件。
(2)锻造:根据零件材料,选择合适的锻造工艺,生产出合格的锻件。
(3)冲压:根据零件图纸,选择合适的冲压工艺,生产出合格的冲压件。
2. 零部件检验对加工完成的零部件进行尺寸、形状、表面质量等方面的检验,确保零部件质量符合要求。
3. 零部件装配将检验合格的零部件按照装配图纸和工艺要求进行装配,形成半成品。
4. 车身装配将半成品车身进行装配,包括底盘、车身、电气系统等。
5. 涂装对车身进行表面处理和涂装,提高防腐性能。
6. 装配完成对涂装完成的车身进行检验,合格后进行总装配,形成整车。
四、汽车制造关键技术1. 数控技术:应用于零部件加工,提高加工精度和效率。
2. 激光焊接技术:应用于车身焊接,提高焊接质量和效率。
小轿车发动机缸体制造工艺(精) 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。 4缸体毛坯材料的选择: 发动机缸体采用的材料一般是灰铸铁HT150、HT200、HT250,也有采用铸铝或铸钢的。采用灰铸铁可以满足高强度、高刚度以及高耐磨性的要求,而且工艺性能、减振性、切削加工性能优良,同时成本较低,但是会增加缸体的重量,增加发动机的负担;采用铸钢材料,可以使缸体承受更大的冲击载荷;采用铝合金材料最大的好处是可以减轻缸体的重量,顺应了汽车轻量化的趋势,因此最近采用铸铝材料的缸体越来越多。每种材料都有自身的特点,优劣共存,我们需要根据不同缸体产品的不同质量要求来确定相应的生产材料。 5毛坯制造方法的选择: 铸造、锻压、焊接、粉末冶金和非金属材料成形等方法都可以作为机械零件毛坯的制造方法,但它们的制造成本、生产条件等都有差异,再加上实际生产中零件毛坯生产批量的不同,我们对制造方法的选择必然也会不同,正确的方法是:结合生产实际,综合考虑毛坯的使用要求、生产经济性要求,同时兼顾环境保护,最终达到制造方法与实际生产条件相适应。 对于缸体这种形状复杂、尺寸较大、有不规则的外形和内腔、壁厚不均的箱体类零件,通常采用铸造(砂型铸造)的方法,采用铸造的方法不但可以满足缸体的使用性能要求,而且生产成本较低。 砂型铸造流程:准备炉料→熔炼金属→浇注→凝固冷却→落砂清理→检验→合格铸件 缸体毛坯的技术要求:对非加工面不允许有裂纹、冷隔、疏松、气孔、砂眼等铸造缺陷。 缸体毛坯质量对加工的影响:加工余量过大,会增加机床的负荷,影响机床和刀具的使用寿命,成本变高;飞边过大,直接影响刀具使用寿命;由于冷热加工基准不统一,毛坯各部分相互间的偏移会造成机械加工时余量不均匀。 6缸体零件结构简图(部分): 第 - 2 - 页 共 7 页 小轿车发动机缸体制造工艺 - 3 - 第 - 3 - 页 共 7 页 小轿车发动机缸体制造工艺 - 4 - 第 - 4 - 页 共 7 页 小轿车发动机缸体制造工艺 - 5 -
7缸体制造工艺: 7.1工艺特点 如图所示,此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个部分;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;加工精度要求高,属于典型的箱体类加工零件。加工平面一般采 第 - 5 - 页 共 7 页 小轿车发动机缸体制造工艺 - 6 - 用刨、铣削等方法加工,加工孔主要采用镗削,加工小孔多用钻削。由于缸体结构复杂,因此如何保证各表面的相对位置精度是加工中的一个重要问题。 7.2工艺基准 选择合理的加工工艺基准,直接关系到能否保证零件的加工质量。一般来说,工艺基准可分为粗基准和精基准。 (1)粗基准 对于上线的毛坯,其粗基准的选择尤为重要,粗基准选择不合理会造成加工余量分布不均匀,加工面偏移,产生废品。在缸体的生产中,我们一般采用侧面为粗基准。 (2)精基准 对于发动机缸体这种箱体零件来说,一般采用“一面两销”为全线的统一基准。对于较长的自动生产线系统,由于定位销孔在使用过程中的磨损造成定位不准确,因此,将定位销孔分为2~3段使用。在缸体定位销孔的加工中,我们采用以侧面、底面和主轴孔定位,在加工中心上加工。 7.3加工阶段的划分 缸体需要加工的表面许多,不同表面的加工精度也不同。因此,在拟定工艺顺序时,要抓住“加工精度高的表面”这个主要矛盾,合理安排工序。安排工艺顺序的原则是:先粗后精,先面后孔,先基准后其它。 1)粗加工阶段 在发动机缸体的机械加工过程中,安排粗加工工序,对毛坯全面进行粗加工,切去大部分余量,以保证生产效率。 2)半精加工阶段 在发动机缸体的机械加工中,为了保证一些重要表面的加工精度,安排一些半精加工工序,将精度和表面粗糙度要求中等的一些表面加工完成,而对要求较高的表面进行半精加工,为以后的精加工做准备。 3)精加工阶段 对精度和表面粗糙度要求高的表面进行加工。 4)次要小表面的加工 一些表面(如螺纹孔表面)可以在精加工主要表面后进行,一方面加工时对工件变形影响不大,同时废品率也会降低;另外,如果表面加工出现差错时,那么这些小表面也就不必加工了,这样即避免了人力、物力、资金的浪费。但是要注意的是,如果小表面的加工容易造成主要表面损伤的话,那么就应该将小表面加工放在主要表面的精加工之前。 5)妥善安排辅助工序 这类工序(如检验工序)在零件粗加工阶段之后、关键工序加工前后、零件全部加工完毕后,都要适当安排。 对加工阶段进行划分的优点是:一是可以在粗加工之后采取措施消除工件内应力,保证精度;二是将精加工放在后面可以避免在运输过程中损坏工件已加工好的表面;三是先粗加工各表面可以及时发现毛坯缺陷并及时处理,以免工时不必要 的浪费。需要注意的是,在粗加工和精加工之前应分别加上预备热处理和最终热处理的工序。 7.4工艺路线安排(热处理另作阐述) 工序00: 毛坯上线 工序10:粗铣上下平面 工序20:粗铣底面、铣安装面、钻Ø11U7孔 底孔Ø10.7、铰孔Ø11U7、钻10—M10X1.25 螺纹底孔Ø8.7、攻螺纹10—M10X1.25、钻2—Ø16U8 底孔Ø15.7、2—Ø16U 孔口倒角450 铰孔2—Ø16U8 工序30:粗铣前后端面 工序40:铣缸体瓦槽 工序50:半精镗缸孔、缸孔倒角1X450 第 - 6 - 页 共 7 页 小轿车发动机缸体制造工艺 - 7 - 工序60:去毛刺检验 工序70:精铣顶面、钻18—M14X1.5 螺纹底孔Ø12.5/14.5、铰孔2—Ø18、攻螺纹18—M14X1.5(以上工序采用底面“一面两销“定位) 工序80:钻孔、攻螺纹18—M14X1.5—5H、钻底孔18—Ø12.5(采用顶面“一面两销“定位) 工序90:去毛刺、清洗、吹净 工序100:工作台转1800 粗铣曲轴孔座2—Ø84、粗镗孔Ø61~62、工作台转1800、粗镗孔Ø61~62、镗孔Ø65~64.6、半精镗孔Ø61.6、工作台转1800 半精镗孔Ø61.6、精镗孔Ø65、铣瓦槽、工作台转1800 铣另一处瓦槽、粗镗孔Ø35~34.6 粗镗孔Ø30~29.6、转1800 精镗Ø30、钻Ø12孔、钻2—Ø10孔、钻6—M10螺纹底孔Ø9、攻螺纹M8 工序110:粗铣小平面、精铣小平面、转1800铣小平面、精铣缸体一端面、精铣另一端面、按尺寸要求钻孔及攻螺纹 工序120:铣凸平面、精铣凸平面、转向复合钻孔、孔加工、转向铣平面 工序130:去毛刺、清洗(以上工序采用底面“一面两销“定位) 工序140:底孔加工、逆时针转动工作台 钻中心孔、顺时针转动工作台 钻引导孔、攻螺纹 工序150:清洗(以上工序以端面“一面两销“定位) 工序160:精镗曲轴孔、钻底孔、铰孔