【文章內(nèi)容簡介】 基準(zhǔn)的表面應(yīng)光滑平整，不允許有砂眼，氣孔、裂紋等缺陷。氣缸蓋毛 肧采用金屬模機器造型，由四塊型芯組成的砂型澆鑄而成。氣缸蓋毛肧加工余量： （ 1）頂面和底面留量為 3— 4mm； （ 2）其它平面留量為 3mm； （ 3）孔加工留量單面為 3— 4mm； 定位基準(zhǔn)的分析 缸蓋加工工藝的特點分析及選擇 缸蓋上的加工表面及孔較多，因此，多為鉆銑加工。缸蓋形狀復(fù)雜，孔穿插在缸蓋的各個位置，技術(shù)要求高等特點，所以應(yīng)該采取相應(yīng)的工藝措施，特點分析如下： 缸蓋形狀復(fù)雜，擁有 6個平面，平面上存在凹凸平面。缸蓋上分布著安裝著定位銷孔、封水套孔以及螺紋孔等。這些孔的加工都需要很高 的精度要求。且缸蓋尺寸較大，經(jīng)過粗、精加工過程，且生產(chǎn)線為流水自動線，因此：在整個加工過程中，特別是粗加工，由于要切除的余量大，所用的機床、刀具及夾具等都要有較高的剛度，采用具有兩邊傳動或中間傳動的剛度高的機床來進行加工，以便減少扭轉(zhuǎn)變形，彎曲變形及振動。在加工中盡量使切削力的作用互相抵消。合理安排工位順序，以減少加工變形。如加工各個孔的安排順序。在工序中穿插清洗和檢驗步驟，以便下一步工序的進行和保證加工精度，減少廢品率。 缸蓋腔體內(nèi)分布著斜孔，且孔軸線不在同一平面內(nèi)；孔軸徑不同，精度要求不同，孔深度及所在 位置也不相同。 缸蓋的技術(shù)要求較高，而且形狀復(fù)雜和加工面、孔較多，生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)數(shù)量大，且屬于流水線自動加工生產(chǎn)。此外，孔加工工序占有很大的比例，如何提高各工序的生產(chǎn)率及提高加工精度也是一個重要問題。 缸蓋機械加工定位基準(zhǔn)的選擇 缸蓋的形狀復(fù)雜，因此加工過程中機床的選取、刀具和工件的相對運動關(guān)系及位置關(guān)系以及加工工序的順序關(guān)系十分重要，因此對于加工過程中工件的定位基準(zhǔn)的選擇就決定著工件最后的加工效果。 缸蓋的主要加工面（孔）有底面、頂面、進氣座孔、排氣座孔、斜油孔、噴油器孔、兩大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 側(cè)面以及前端面 等。由于由于孔面加工較多，可將加工分為孔加工和面加工兩種。分析如下 : (1) 基準(zhǔn)選擇原則 : ① 粗基準(zhǔn)原則： A 盡可能用精度要求高的主要表面作粗基準(zhǔn)； B 用不加工面作粗基準(zhǔn)，且該面與要加工面有一定的位置精度要求； C 余量均勻原則； D 作粗基準(zhǔn)的表面要盡量光整、光潔、有一定的面積 —— 便于裝夾； E 不能重復(fù)使用原則。 ② 精基準(zhǔn)選擇原則： A 基準(zhǔn)重合原則 —— 盡可能使設(shè)計基準(zhǔn)和原始基準(zhǔn)重合； B 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 —— 盡可能選擇同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的加工表面，以保證個加工表面之間的位置關(guān)系； C 互為基準(zhǔn)原則 —— 采用兩個表面互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的方法； D 自為基準(zhǔn)原則 —— 要求余量小而均勻時，采用互為基準(zhǔn)原則； (2) 具體分析 ① 面加工的定位基準(zhǔn) 缸蓋的 6個平面都需要進行加工，底、頂平面面積相對較大，剛度好，適合作為面加工過程中的定位基準(zhǔn)面。且由于底面的技術(shù)要求最高，因此選定底面為精基準(zhǔn)加工平面。 工件加工的第一道工序要用粗基準(zhǔn)。在柴油機缸蓋的加工過程中，第一道工序為粗銑底面。考慮到使工件加工表面相對于不加工表面具有一定的位置精度，及便于裝夾，余量均勻等條件，考慮到頂面面積較大，剛度性能好等特點 ，選擇相對面頂面為粗基準(zhǔn)。 ② 孔加工的定位基準(zhǔn) 孔的加工主要是鉆削加工。因缸蓋毛坯鑄件上有成孔，可以利用其定位。為了保證各個加工孔與底面的尺寸及位置精度，以底面為基準(zhǔn)加工表面。也就是典型的一面兩銷定位方法。同時，采用這種定位，既可加工頂面、兩側(cè)面、前端面及后端面孔，也可以對底面上的孔進行鉆削加工，不影響加工方法及加工質(zhì)量。 此外，孔加工可以穿插在面加工工序中，或者孔加工與面加工同時進行，這樣，以底面為基準(zhǔn)平面，體現(xiàn)了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。 工藝路線的擬定 氣缸蓋的機械加工工藝技術(shù)關(guān)鍵和整體工藝水平 正在隨著高技術(shù)含量內(nèi)燃機的發(fā)展而日趨提高和完善 ,國外工藝水平已與產(chǎn)品開發(fā)水平呈現(xiàn)同步水平 ,國內(nèi)工藝水平隨大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 著與國際接軌和科技發(fā)展將由落后變?yōu)橹鸩浇咏a(chǎn)品開發(fā)水平 ,解決好加工工藝技術(shù)關(guān)鍵是工藝設(shè)計的核心和前提。但是工藝的設(shè)計編制 ,受到諸多因素的影響 ,如產(chǎn)品的精度高低 ,產(chǎn)品的工藝性好壞 ,生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 ,投資力度的強弱 ,企業(yè)現(xiàn)狀等等。因此 ,合理的最佳的工藝方案不僅需要對某一關(guān)鍵部位或某一關(guān)鍵工序認(rèn)真論證、合理配置 ,更必須整線統(tǒng)盤考慮 ,最終是否取得最佳效果必須經(jīng)過實踐檢驗。 (1) 工藝路線分析 ① 機加工工序的安排 原則 : A 先基準(zhǔn)后其它 。 B 先粗后精 。 C 先面后孔 。 D 先主后次 。 ② 基本加工工藝路線 : A 粗、半精銑頂?shù)酌妫? B 粗、精銑缸蓋進、排氣歧管結(jié)合面； C 粗、精銑缸蓋兩端面； D 打印生產(chǎn)編號； E 加工定位銷孔； F 加工缸蓋上、下兩面上的各孔； G 加工噴油器套孔及螺紋孔； H 加工缸蓋兩端面各螺紋孔； I 加工缸蓋進、排氣歧管結(jié)合面鉆螺紋底孔并攻絲； J 精銑缸蓋頂面； K 精銑缸蓋頂面； L 精銑缸蓋下平面（ A 面）； M 加工進、排氣門座和進、排氣門導(dǎo)管； N 檢查； O 清洗； P 翻 轉(zhuǎn)控水； ③ 設(shè)計擬定的最終工藝路線（方案一） 粗銑缸蓋上平面（ B面） 水平回轉(zhuǎn) 180176。，缸蓋后端面朝前 粗銑缸蓋下平面（ A面） 水平回轉(zhuǎn) 180176。，缸蓋前端面朝前 精銑缸蓋上平面（ B面） 水平回轉(zhuǎn) 180176。，缸蓋后端面朝前 大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 精銑缸蓋下平面（ A面） 垂直翻轉(zhuǎn)缸蓋 90176。，缸蓋下平面（ A面）向下 粗、精銑缸蓋進、排氣歧管結(jié)合面（ C、 D面） 水平回轉(zhuǎn) 180176。，缸蓋前端面朝前 1粗、精銑缸蓋兩端面，打印生產(chǎn)編號 1在缸蓋下平面（ A面）鉆、擴、鉸定位銷孔 1中間檢查 1鏜、锪、鉆、擴、鉸缸蓋上、下兩平面的各孔 1鉆缸蓋上、下兩平面上各螺栓孔 1 鏜、锪、鉆、擴、鉸、攻絲缸蓋上、下兩面上的各孔 1在缸蓋下平面（ A 面）鉆、擴、鉸各孔 1在缸蓋下平面（ A 面）鉆進、排氣門推桿孔 1中間檢查 中間試漏 2水平回轉(zhuǎn) 180176。，缸蓋前端超前 2在缸蓋上平面（ B 面）加工噴油器套孔及螺紋孔 2在缸蓋上平面（ B 面）鉆、擴、鉸、攻絲噴油器套孔 2垂直翻轉(zhuǎn)缸蓋 90176。，缸蓋下平面（ A 面）向下 2缸蓋水平回轉(zhuǎn) 90176。，缸蓋前端面朝前 2鉆、攻缸蓋兩端 面各螺紋孔 2缸蓋水平回轉(zhuǎn) 90176。，缸蓋前端面朝前 2在缸蓋進、排氣歧管結(jié)合面鉆螺紋底孔并攻絲 2中間清理、清洗 中間檢查 3裝噴油器套 3裝壓 5Φ 26 碗形塞片 3垂直翻轉(zhuǎn)缸蓋 180176。，缸蓋下平面（ A面）向上 3裝壓 5Φ 22 碗形塞片 3裝配噴水管總成 3垂直翻轉(zhuǎn)缸蓋 180176。，缸蓋上平面（ B面）向上 3精銑缸蓋頂面 3垂直翻轉(zhuǎn)缸蓋 90176。，使缸蓋進氣歧管結(jié)合面（ C面）向下 3水平回轉(zhuǎn) 180176。，缸蓋后端面超前 最終試漏 4精銑缸蓋下平面（ A面） 大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 4裝壓進、排氣門導(dǎo)管 4垂直翻轉(zhuǎn)缸蓋 90176。，使缸蓋進氣歧管結(jié)合面（ C面）向下 4锪、車、鉸進、排氣門座和進、排氣門導(dǎo)管 4終端清理 4最終清洗 4最終檢查 4翻轉(zhuǎn)控水 ④ 方案比較（方案二） 下面列舉方案而與方案一的不同之處，并分析最終選取一的原因。 A 粗銑底面 分析：本工序是將方案一中的第一與第二道工序交換。 優(yōu)點：對基準(zhǔn)面先加工。 缺點：當(dāng)?shù)谝徊紴榇帚姷酌鏁r，即意味著頂面為選定的粗基準(zhǔn)。而精基準(zhǔn)選擇的是底面，顯然這違背了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。 由比較來看，選擇了方案一的安排。 B 粗锪定位孔 分析：去掉這一布的粗锪定位孔，而直接加工第十步：鉆定位銷孔。 優(yōu)點：減少工布，減少加工時間，提高產(chǎn)量；使加工提前進入一面兩銷的定位。 缺點：如此去掉該道工序，定位銷孔的加工不精確，因為加工定位銷孔時選定的基準(zhǔn)沒有經(jīng)過精加工；定位銷孔的精確程度關(guān)系到以后每一步以 “ 一面兩銷 ” 定位工序的加工精度。這里以粗定位孔作為過渡基準(zhǔn)，之后再加工基準(zhǔn)定位孔。因此，應(yīng)體現(xiàn)互為基準(zhǔn)原則和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，保留此步粗锪定位孔工序。 綜上所述，最后確定方案一為最終方案。 從上面可以看出，缸蓋的面、孔加工有時是分開的，但體現(xiàn)的 是先面后孔的原則。例如面的加工不是粗銑、半精銑、精銑、精細(xì)銑連續(xù)在一起，一次加工出符合精度要求的加工表面，而是在其中穿插著其他各種不同性質(zhì)的工序。因為粗加工后工件會產(chǎn)生變形，影響加工精度，因此要粗精分開。這樣就可以在保證先粗后精的原則前提下，制定合理的加工工藝路線。 頂?shù)變擅娴募庸ぞ容^高，需要經(jīng)過粗銑、半精銑、精銑以及精細(xì)銑。在多次加工中，加工余量越來越少，切削力也逐漸降低。同時，由于粗精分開，后面的工序可以消除前次工序的誤差，最終獲得很高的精度和光潔度。 ⑤ 其它工序的安排 這些工序應(yīng)穿插在主要加工工序 之間，體現(xiàn)先主后次的原則。雖是次要工序，但卻是不可或缺的，主要包括檢查和清理清洗等。 A 為了保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需要在以下場合安排檢驗：粗加工全部結(jié)束大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 后；工時較長和較重要工序后；最終加工之后； B 零件表層或內(nèi)腔的毛刺對機器裝配質(zhì)量影響甚大，切削加工后，安排去毛刺； C 零件在進入裝配前，安排清洗； 重點工序加工方法說明 （ 1） 銑削 ① 底面的銑削 底面是整個缸蓋加工工藝路線的主要基準(zhǔn)平面，在加工過程中有很重要的地位。 平面的加工有很多種方法。例如，銑、刨、磨、車等。在流水自動 線大量生產(chǎn)中，缸蓋平面的加工一般是采用在半自動車床上進行的銑削加工。刨削加工多用在小批量，且加工平面較小的平面加工。且刨削加工對平面的平面度要求很難達到，因此，不予采用；磨削加工多用在需要更高的加工精度和表面粗糙度。根據(jù)缸蓋零件的技術(shù)要求參數(shù)，采用銑削加工，平面即可達到所需的要求。況且，磨削加工速度較慢，機床及刀具利用率高，且加工成本高，基于以上原因，故不采用磨削加工平面；車削平面主要用在軸類的端面上，屬于小平面加工，因此不予采用。 圖 41 底面銑削加工工藝簡圖 缸蓋底面的銑削加工包括粗銑、半精銑、精銑以及精細(xì)銑。加工工藝簡如圖 41 所示。底面的銑削加工都是如上圖所示的方法進行定位夾緊的。以 A面為基準(zhǔn)，限制 3 個自由度，歧管結(jié)合面 B 面限制 2 個自由度，而兩端面限制 1 個自由度，這樣既達到 6點定位。因工件在自動線上加工，因此還需要預(yù)定位。 A面和歧管結(jié)合面 B面既是定位面，也是預(yù)定位面，而傳送帶上的運料塊也起到了預(yù)定位的作用。粗銑、半精銑、精銑以及精細(xì)銑工序的定位與夾緊基本相同，不同的是銑刀的尺寸參數(shù)及工作參數(shù)以及切削用量的變化。 如圖 42 所示，在加 工過程中，粗銑是工件沿著 f 方向相對于銑刀運動的，而半精大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 銑、精銑以及精細(xì)銑是刀具運動，而工件保持相對靜止。因為粗銑加工余量大，且多個工件同時加工，使用的通用的圓臺工作銑床。而當(dāng)工件進入自動加工之后，在加工過程中，工件都是與傳送帶保持相對靜止，刀具做與工件的相對運動，這樣才能保證流水線上的每個工序都能順利完成，提高生產(chǎn)效率。 圖 42 頂面銑削加工工藝簡圖 頂面的銑削與底面的加工方法相似，如圖 42所示。 ② 兩側(cè)面的銑削 圖 43 粗銑兩側(cè)面加工工藝簡圖 兩側(cè)面在缸蓋的加工也需要進行精加工。如圖 43所示，兩側(cè)面上也屬于安裝平面。加工兩側(cè)面時，也是刀具相對與工件運動，工件保持靜止。兩側(cè)面的加工過程中，都是以底面為定位基準(zhǔn)，采用一面兩銷定位。同時，底面也是預(yù)定位面，傳送帶的兩側(cè)夾板大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 以及運料塊都起到了預(yù)定位的作用。夾緊時采用壓盤，從頂面壓向底面。 在加工兩側(cè)面時，采用 2把刀具同時加工。這樣，只要對刀具進行調(diào)定，就可以保證尺寸精度，提高了生產(chǎn)效率。 粗加工與精加工除了切削用量、刀盤參數(shù)、切 削速度不同外，主要是定位方法的不同。同為一面兩銷定位，精加工時使用的是定位銷孔定位，而不是粗定位孔。這樣，既保證了精加工的加工精度，也體現(xiàn)了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 （ 2） 鉆孔 ① 定位銷孔 當(dāng)頂?shù)酌娼?jīng)過精銑之后，便加工底面定位銷孔。定位銷孔關(guān)系到后續(xù)工序的定位精度，因此，此步工序十分重要。定位、夾緊如圖 44所示： 圖 44 定位銷孔加工工藝簡圖 定位銷孔的加工屬于深孔加工，深孔加工是有一