【正文】 216。 零件的技術(shù)條件分析 表面粗糙度：氣缸蓋的表面粗糙度一般在 ∽ 。15+ 0 就位置關(guān)系精度而言，座圈底孔相對(duì)于導(dǎo)管孔的同軸度為 216。 零件材料分析 氣缸蓋的材料采用 ZL104 (ZAISi9Mg)， 該金屬主要特點(diǎn)是：鑄工藝性能良好，耐腐蝕性尚可，強(qiáng)度高，焊接性能和切削加工性能尚可，鑄造工藝較復(fù)雜，易生成氣也，補(bǔ)焊性能好，用途是：用于砂型，金屬型和壓力鑄造形狀復(fù)雜的 200℃以下的工作零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體和缸蓋。 還要特別注意重要工序的加 工和檢查，此零件最重要的尺寸是下表面和火花塞孔以及氣門(mén)也，這是氣缸蓋的關(guān)鍵，它直接影響到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。 (2) 零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小 直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的則宜采用鍛件；尺寸較大的毛坯，不宜采用模鍛，壓鑄和精鑄；而宜采用自由鍛造和砂型鑄造；形狀復(fù)雜，力學(xué)性能要求不高的毛坯可采用鑄鋼件；形狀復(fù)雜和薄壁的毛坯不宜采用金屬型鑄造；外形復(fù)雜的小型零件宜采用壓鑄，熔模鑄造等精密鑄造方法，以減少切削加工或不進(jìn)行切削加工。另外，考慮到生產(chǎn)性質(zhì)，零件材料及技術(shù)要求等綜合因數(shù)，選定砂型鑄造。 鑄件的壁厚大小，壁間距離與位置安排與合金成份流動(dòng)性能，鑄件幾何形狀及鑄件冷卻能力等各種因素有關(guān)，它會(huì)直接影響鑄件的質(zhì)量，應(yīng)遵循以下原則： ① 件壁厚不能小于最小壁厚值，砂型鑄造的最小壁厚為 5mm ②鑄件壁厚差力求均勻，以免造成 各部分因溫度差懸殊而引起縮裂、縮孔與裂紋； ⑧壁間最小距離與高度應(yīng)有一定限制，砂型鑄造的壁（或筋）的最小距離為 8mm。 鑄造斜度（拔模斜度） 為便于拔芯和開(kāi)型，在鑄件鑄型發(fā)生切向移動(dòng)的表面上設(shè)計(jì)有斜度，其 大小隨鑄件材料，幾何尺寸與內(nèi)外表面的不同而不同。一般對(duì)于砂型鑄件用 R3~R5 。 ，177。 工藝路線 在對(duì)氣缸蓋的各部分結(jié)構(gòu)、尺寸精度、加工要求進(jìn)行詳細(xì)的分析之再結(jié)合下廠調(diào)研獲取的實(shí)際生產(chǎn)方面經(jīng)驗(yàn)，擬定出合理的工藝路線。6 油孔 工序 75：攻上面 8M6,4． M10 螺紋 工序 80：攻螺紋 Z,和 Z 螺紋 工序 85：攻端面 4M10 螺紋 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 工序 90:鉆、锪火花塞孔及攻絲 工序 95:中間檢驗(yàn) 工序 100:鉆、锪、鉸八孔 工序 105:锪十八平臺(tái) 工序 ：銑空調(diào)車平臺(tái) 工序 115：鉆上面 216。階段中的各加工表面組合成若干工序，組合時(shí)采用集中或分散的原則。大批量生產(chǎn)，有利于采用自動(dòng)機(jī)機(jī)床、專用機(jī)床、加工中心等機(jī)床，可采用工序集中原則 。對(duì)于薄壁筒形件的內(nèi)外表面。有事為了保證某些表面的位 置精度，也可以將有關(guān)的加工表面集中到一道工序中進(jìn)行。 基準(zhǔn)的選擇 在設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)，需要考慮的一個(gè)重要的問(wèn)題是如何安排各個(gè)工序的先后順序總是器主要依據(jù)是零件圖上的各表面間的位置關(guān)系及加工要求。工序基準(zhǔn)是工藝設(shè)計(jì)人員根據(jù)零件零件圖的加工要求，在設(shè)計(jì)工藝過(guò)程時(shí)選定的。工序基準(zhǔn)的選擇原則是： (1)工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，工序基準(zhǔn)選自設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，可以避免尺寸換算而壓縮加工公差 (2)便于作測(cè)量基準(zhǔn)，在一些特殊的工件的最終工序中若工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合則不便于測(cè)量，這時(shí)要用一個(gè)便于作測(cè)量基準(zhǔn)的表面作工序基準(zhǔn)，不過(guò)要做尺寸換算。但是中間工序的工序基準(zhǔn)的選擇對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。在汽缸蓋的加工工藝過(guò)程中，涉及到工序基準(zhǔn)的選擇問(wèn)題很多，具體選擇結(jié)果見(jiàn)后面的工序分析。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循如下原則： ① 以零件上的重要 表面為粗基準(zhǔn)，以保證表面有足夠且較均勻的余量 。 在整個(gè)汽缸蓋的加工工藝過(guò)程中，粗基準(zhǔn)的使用并不多。因此精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循如下原則： ①基準(zhǔn)重合原則 盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差。因此，當(dāng)加工位置公差要求很小的表面時(shí) ，可采用兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)進(jìn)行反復(fù)加工。 輔助工序的安排 輔助工序是指不直接加工，也不改變工件的尺寸和性能的工序，它對(duì)保證加工質(zhì)量起著相當(dāng)重要的作用，在工藝路線中也占有相當(dāng)?shù)谋壤? (2)最終檢驗(yàn)：全部加工完成后，即工藝過(guò)程最后安排最終檢驗(yàn)。在氣缸蓋的工藝過(guò)程中共安排三次清洗、吹風(fēng)工序。在整個(gè)氣缸蓋的加工工藝過(guò)程中 共安排了兩次水套內(nèi)腔氣壓試驗(yàn)工序。有必要做進(jìn)一步的分析，說(shuō)明。 (3) 工序 15 精銑上平面 上平面的表面粗糙度要求值為，平面度要求達(dá) ，所以在工序 05 粗銑的基礎(chǔ)要進(jìn)行精銑。 (5)工需 25 銑左側(cè)面 氣缸蓋的左側(cè)面需安裝其它零 件，所以要保證平面度 0 在本工序中以兩個(gè)工藝孔和下平面定位，保證 27177。 ，而 后端面之間的距離 494177。本工序用了工序集 中原則，工件在一次裝央定位中完成上、下平面多個(gè)孔的加工，這樣不僅提高了生產(chǎn)率而且也很好地保證了各孔之間的位置關(guān)系。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 (10)工序 50 氣壓試驗(yàn) 汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)氣缸蓋的氣密性有嚴(yán)格的要求進(jìn)行壓試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)氣缸蓋的氣密性。 (12)工序 60 鉆前后端面孔 氣缸蓋的前后端面多為螺紋孔，本工序鉆螺紋底孔也是為下一步攻絲做準(zhǔn)備。 (14)工序 70 鉆 6216。由于 216。本工序仍采用兩個(gè)工藝和下平面做定位基準(zhǔn)。 （ 18）工序 90 鉆、锪火花塞孔及攻絲 火花塞發(fā)出電火花，點(diǎn)燃燃燒中的混合氣體。角。 (21)工序 105 锪十八平臺(tái) 八個(gè)氣門(mén)孔在氣缸蓋的上平面需安裝彈簧，為了使彈簧平衡不發(fā)生偏斜，八個(gè)氣門(mén)孔的上端需要锪平，同理十個(gè)螺栓孔的上端也需要锪平。 ，從而間接保證尺寸 110177。6 孔 216。 （ 25）工序 125 鉆空調(diào)機(jī)螺紋底孔 本工序中以上平面和前端面作為定位基準(zhǔn)，在空調(diào)機(jī)平臺(tái)上鉆孔，要求孔直徑 + 0. （ 26）工序 130 攻空調(diào)機(jī)螺紋 上一道工序已經(jīng)鉆出了螺紋底孔，本工序的內(nèi)容是攻螺紋，要求螺紋 M126H，深 15。 (29)工序 1 45 鉆 216。13，深 15+1 0。 。達(dá)到要求的為合格零件，沒(méi)達(dá)到要求就為廢品。 (1)工序 05 粗銑上平面 工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，工序尺寸要通過(guò)尺寸鏈換算得到。 。燃燒室的高度為 177。 （ 3） 工序 15 精銑上平面 該工序的工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，但該工序是中間工序所以工序尺寸也也要通過(guò)尺寸鏈換算得到。 （ 4）工序 20 鉆、鉸王藝孔 本工序是工藝孔加工的最終工序，對(duì)于工序尺寸 450177。左側(cè)面到氣門(mén)孔中心的距離為 69177。 (6)工序 30 銑前后端面 該工序是保證氣缸蓋總長(zhǎng)的最終工序，工序基準(zhǔn)也與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所工序尺寸就等于設(shè)計(jì)尺寸。 177。如：工序尺寸 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 下平面到孔中心的距離為 76，下平面的加工余量為 A=76+ = 公差取 IT12 其它一些工序尺寸如 :, 等也是采用同樣的計(jì)算方法。 （ 10）工序 70 鉆 6216。 四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)蓋的工藝規(guī)程編制及銑削夾具設(shè)計(jì) 22 其它一些工序尺寸如 6 9 100、 45 459 也是采用同樣方法得到的。 例如工序尺寸 177。 ， 258177。， 177。 為封閉環(huán) 98=83+A A=9883=15 +=+ EsA EiA=+ =+ EiA EiA= AEsA EiA=15177。 ，所以尺寸鏈為： AEsA EiA 為封閉環(huán) A=9885=13 EsA=+= EiA== AEsA EiA=13177。 ，而空調(diào)機(jī)平臺(tái)到氣門(mén)孔中 心的距離為 110177。 工序尺寸 ： Z 孔到氣門(mén)孔的距離為 53，而氣門(mén)孔到 216。 工序尺寸 ， Z 孔到氣門(mén)孔的距離為 53，而氣門(mén)孔到 216。13 斜孔的最終工序，工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，所以工序尺寸也得通過(guò)尺寸鏈換算求得。 6 有關(guān)機(jī)床、夾具、刀具和量具的選擇 在確定完各工序的工序基準(zhǔn)和工序尺寸后，需考慮如何選擇機(jī)床，夾具、刀具、量具，那么選擇的原則是既滿足加工要求，又很經(jīng)濟(jì)。另外要注意的是央具的精度與被加工工件的精度相適應(yīng)。在汽缸蓋的加工工藝中，由于汽缸蓋的外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜加工面多為孔和螺紋，并且加工這些孔和螺紋時(shí)多采用同一基準(zhǔn)，即下平面和兩個(gè)工藝孔，所以非常合適使用一套專用夾具，這樣不僅提高了生產(chǎn)率，獲得好的經(jīng)濟(jì)效益，而且也很好地保證了各個(gè)加工面的位置尺寸及精度。 在缸蓋的加工工藝中，加工面多為孔和平面，所以使用的刀具也多為鉆頭和銑刀。在單件、小批生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用通用量具，量?jī)x；在大批大量沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 生產(chǎn)中，應(yīng)采用各種量規(guī)和高效的檢查儀器和檢查夾具等。另外，對(duì)一些有特殊加工要求的尺寸的測(cè)量 39。 進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，就需要比較不同方案的生產(chǎn)成本，從而選擇最經(jīng)濟(jì)的方案。 （ 1） 可變費(fèi)用 V 可變費(fèi)用是與年產(chǎn)量有關(guān)的費(fèi)用，它由以下各項(xiàng)費(fèi)用構(gòu)成：材料費(fèi) V 料 、操作工人工資 V 工 、機(jī)床電費(fèi) V 電 ，通用機(jī)床折舊費(fèi) V 通機(jī)折 、通用刀具折舊費(fèi)用 V 通刀折、 刀具維持費(fèi) V刀維費(fèi)， 通用夾具維護(hù)及折舊費(fèi) V 通夾拆 ，它們與可變費(fèi)用的關(guān)系用公式表示為： V =V 材 +V 工 +V 電 +V 通機(jī)折 +V 通刀折 +V 刀維費(fèi) +V 通夾折 （ 2） 不變費(fèi)用 F 變費(fèi)用與年產(chǎn)量無(wú)直接關(guān)系，不隨年產(chǎn)量變化而變化，它包括：調(diào)整工人工資 F 工 ，專用機(jī)床維護(hù)折舊費(fèi) F 專機(jī)折 ，專用刀具折舊費(fèi) F 專刀折 ，專用夾具維護(hù)及折舊費(fèi) F 專夾折 ， 它們與不變費(fèi)用的關(guān)系用公式表示為： F=F 工 +F 專機(jī)折 +F 專刀折 +F 專夾折 （ 3） 零件的年度工藝成本與單件工藝成本 年度工藝成本為 C，則 四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)蓋的工藝規(guī)程編制及銑削夾具設(shè)計(jì) 28 C=N*V+F (N 為年產(chǎn)量，件 ) 單件件工藝成本為 Cd，則 Cd=V+ 將兩式用圖形表示如下： 圖 (a)表示年度工藝成本 c 與年產(chǎn)量 N 的關(guān)系。當(dāng) N 增大時(shí)， Cd 逐漸減小，極限值接近可變費(fèi)用。如圖（ ）所示，當(dāng)是量為 N 小于臨界值 NK 時(shí)，方案二優(yōu)于方案一 。臨界值可由方程式 NK*V1+F1=NK*V2+F2 解得，其值為： Nk= 39。 例如采用新夾具的標(biāo)準(zhǔn) 回收期通常規(guī)定為 2~3 年，采用新機(jī)床則規(guī)定為 4~6 年。該材料不僅滿足強(qiáng)度，剛度要求，而且鑄造及切削加工性都比較好，這樣對(duì)加工設(shè)備的損耗小。當(dāng)然這種好的經(jīng)濟(jì)性也不是一成不變的，隨著社會(huì)的發(fā)展，設(shè)備的不斷更新，該工藝方案的經(jīng)濟(jì)性必然會(huì)下降，這時(shí)會(huì)被經(jīng)濟(jì)性更好的工藝方案取而代之。而使工件在機(jī)床上占據(jù)正確位置并將工件夾緊的工藝裝備統(tǒng)稱為機(jī)床央具。該夾具要嚴(yán)格保證產(chǎn)品質(zhì)量，并能提高生產(chǎn)率，同時(shí)夾具本身要求結(jié)構(gòu)緊湊，操律迅速方便。；而、 X、 Y、 Z 影響 四個(gè)火花塞孔的位置精度。 安裝該專用夾具的機(jī)床裝備 本夾具安裝在搖臂鉆床 Z3040*16 上。在該夾具中采用可換鉆套，其特點(diǎn)是適用一下 3 種情況 : （ 1） 當(dāng)工作磨損嚴(yán)重是要及時(shí)更換鉆套； （ 2） 當(dāng)較大直徑的鉆套壓入鉆模板，由于過(guò)盈而可能招致鉆套變形； （ 3） 在鑄鐵材料或薄板上緊固鉆套不可靠時(shí)。對(duì)于一些具體尺寸請(qǐng)見(jiàn)后面說(shuō)明。 在該夾具設(shè)計(jì)當(dāng)中充分考慮以上幾點(diǎn)要求，該夾具 采用的是液壓夾緊裝置，這樣不僅操作省力、方便，而且?jiàn)A緊可靠、安全。然后將換向閥 2的右位接入回路時(shí)，油液進(jìn)入液胍缸 5 的右左腔，推動(dòng)活塞向左、右運(yùn)動(dòng)，工件被松開(kāi)。反之，若缸 7 活塞先到達(dá)行程端點(diǎn)，則行程開(kāi)關(guān) 8 被擋塊壓下電磁鐵 2YA 通電，換向閥 3 右位接入回路，液控單向閥 6 打開(kāi)，缸 5 左腔、與油箱接通，使其活塞能繼續(xù)下行到達(dá)行程端點(diǎn)。該裝置就很好地解覺(jué)了這個(gè)問(wèn)題。所以也很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。但對(duì)該夾具而言，由于工件形狀復(fù)雜，一般標(biāo)準(zhǔn)件不符合夾具設(shè)計(jì)要求，因而有必要設(shè)計(jì)一些非標(biāo)準(zhǔn)件，如以下各圖所示，對(duì)于各非標(biāo)準(zhǔn)件的安裝位置請(qǐng)見(jiàn)夾具圖。 △ 不重合 =0，而△ 移動(dòng)=TD+Td+△，所以： △ 定位 =△ 移動(dòng) +△ 不重合 =TD+Td+△ =++ = （圖 ） 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 45 以上是各個(gè)方向的定位誤差，下面計(jì)算對(duì)刀引導(dǎo)誤差：由公差得 △ 對(duì)刀引導(dǎo) =2（ TL 夾 +△ 2max+T1+X） 式中 TL 夾 鉆模板底孔中心線距離定位表面尺寸公差； △ 2max