【文章內(nèi)容簡介】 切削成形運動中的相 互位置關系不受或者少受各種主觀因素的影響可以穩(wěn)定可靠地保證加工質(zhì)量 2 提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本 提高勞動生產(chǎn)率降低單件時間定額的主要技術措施是增大切削用量和壓縮輔 助時間采用機床夾具既可以提高工件加工時的剛度有利于采用較大的切削用 量又可以省去 劃線找正等工作使安裝工作的輔助工時大大減小因此能顯著地 提高勞動生產(chǎn)率和降低成本 3 改善工人勞動條件 第 6 頁 共 71 頁 某汽車發(fā)動機汽缸蓋機械加工工藝與工裝設計 采用夾具后工件的裝卸顯然比不用夾具方便省力安全使用專用夾具安 裝工件定位方便迅速夾緊可采用增力機動等裝置因此可以減輕工人的勞 動強度還可設計保護裝置確保操作者安全 4 在流水線生產(chǎn)中便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍 工藝工程中當某些工件所需要工序時間特別長時可以采用多工位或高效夾 具等以提高生產(chǎn)效率使生產(chǎn)節(jié)拍能夠比較平衡 1 機床夾具分類 1 專用夾具 專用夾具是針對某一種工件的一定工序而專門設計的因為不需 要考慮通用性所以夾具可以設計得結構緊湊操作方便還可以按需要采用各種 省力機構動力裝置分度裝置等因此此類夾具可以保證較高的加工精度和勞 動生產(chǎn)率但是由于這類夾具的專用性很強并且設計和制造周期較長制造費 用也較高當產(chǎn)品變更時往往因無法 再使用而報廢因此這類夾具主要在產(chǎn)品 固定和工藝穩(wěn)定的較大批量生產(chǎn)中應用 2 可調(diào)式夾具 可調(diào)式夾具的特點是加工完一種零件后通過調(diào)整或更換夾 具中的個別元件即可加工形狀相似尺寸和加工工件相近的多種零件 可調(diào)式夾具又可以分為通用可調(diào)夾具和專用可調(diào)夾具通用可調(diào)夾具如滑柱式 鉆模等使用范圍較大專門化可調(diào)夾具常稱為成組夾具通常配合成組技術用 于裝夾和加工一組結構與工藝相似的工件 因為這類夾具是在專門夾具基礎上少量更換或調(diào)整夾具元件所以只能到達有 限目標的通用化即使這樣也 極大提高了專用夾具在多品種中小批量生產(chǎn)中使 用的經(jīng)濟性 3 專門化拼裝夾具 專門化拼裝夾具是針對其工件的特定工序加工要求由實 現(xiàn)制造好的通用性較強的標準化元件和部件拼裝組成從這個特點來看這類夾具 具有很大的通用性但同時又是為某一種特定工序而專門拼裝的夾具因此這類 夾具又具有專門夾具的優(yōu)點 4 自動化生產(chǎn)用夾具 自動化生產(chǎn)用夾具主要是自動線上所使用的夾具基本 上分為兩類一類是固定式夾具它與一般專用夾具相似一類是隨行夾具它除 了具有一般夾具所擔負的安裝工件任務外還擔負著沿自動線輸 送工件的任務即 隨著工件從一個工位移動到下一個工位故稱為隨行夾具屬于自動化生產(chǎn)夾 第 7 頁 共 71 頁 某汽車發(fā)動機汽缸蓋機械加工工藝與工裝設計 具的還有數(shù)控機床夾具 2 夾具設計的特點和基本要求 A 夾具設計的特點 1 針對性強設計人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況專用夾具是 為某零件的某道工序設計的設計人員必須 全面了解和掌握產(chǎn)品零件的要求工藝 工程的安排以及所使用的機床刀具輔具的具體情況才可能提出合理可行的最佳 方案確定最合理的定位夾緊裝置 2 保證加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率是夾具設計的兩項主要任務而保證加工質(zhì)量又 是第一位的因此設計時應重點把住定位方案的確定和精度分析這兩道關對于 制造精度要求不高的零件其夾具設計應該重點保證提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條 件 3 夾緊機構對整個夾具結構起決定性作用夾緊裝置的結構形式和種類很多 選用的靈活性很大特別是夾緊裝置中力源及傳動機構的設計對夾具結 構的影響最 大因此在同樣能保證工序要求的情況下每個人設計的結構可能大不相同而 不同復雜程度的夾具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟效果也不一樣設計人員必須 使自己的設計和生產(chǎn)規(guī)模相適應不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟性 4 夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)因此設計時應考慮采用組合加工修配和調(diào) 整等措施來保證夾具的制造精度盡可能地考慮設置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)而不能完全 依靠用完全互換的辦法保證制造精度 5 設計周期短一般不進行強度剛度計算夾具設計是直接為產(chǎn)品生產(chǎn)服務的 生產(chǎn)技術準備工作其設計周期 要求短因此設計時多采用參照法或是憑經(jīng)驗確定 的辦法來保證受力件的強度和剛度通常不進行詳細計算有時采用簡便公式或用 圖表作為設計參考要注意的是在設計一些具有較高精度的夾具時應該對定位精 度夾緊力等進行必要的計算和分析 B 設計的基本要求 夾具設計的原則是經(jīng)濟和實用它可以概括為好用好造好修這六個字 其中好用是主要的但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場的實際制造和維修水平為前提 具體要求為 1 夾具的結構應與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應正確處理好質(zhì)量效率方便性 第 8 頁 共 71 頁 某汽車發(fā)動機汽缸蓋機械加工工藝與工裝設計 與經(jīng)濟性四者的關系 2 保證工件精度 3 保證使用方便要便于裝卸便于夾緊便于測量便于觀察便于排屑排 液便于安裝運輸保證安全第一 4 注意結構工藝性對加工裝配檢驗和維修等問題應全面考慮以降低制 造成本 第 9 頁 共 71 頁 某汽車發(fā)動機汽缸蓋機械加工工藝與工裝設計 2 汽缸蓋零件分析 2 汽缸蓋零件分析 22 汽汽缸缸蓋蓋零零件件分分析析 21 汽缸蓋的功用 21 汽缸蓋的功用 2211 汽汽缸缸蓋蓋的的功功用用 汽缸蓋是汽油機主要固件之一他安 裝在汽缸體上端并通過汽缸蓋螺栓與汽缸體固 定在一起密封汽缸形成燃燒室汽缸蓋頂面裝有進排氣門噴油嘴氣動閥等部件并布 置進排氣到汽缸以控制空氣充分與燃料進入汽缸燃燒其中很大一部分熱量由經(jīng)過汽缸蓋 的冷卻介質(zhì)水帶走汽缸蓋受很高的燃壓和溫度及汽缸蓋螺栓的預緊力其熱應力和 機械應力均很大所以設計要求有 1 具有足夠的強度和剛度以保證在氣體壓力和熱應力下可靠工作并保持 良好的密封 2 更具混合氣的形成和燃燒凡是正確設計燃燒室的型式合理布置氣門和氣道 3 保證高 壓部分能得到較強的冷卻使汽缸蓋的溫度分布均勻盡可能的減少 熱應力避免出現(xiàn)熱疲勞裂紋 22 零件的主要技術要求的分析 22 零件的主要技術要求的分析 2222 零零件件的的主主要要技技術術要要求求的的分分析析 零件的技術要求 未鑄造圓角未 R3 拔模斜度角 2176。 應仔細清除型砂骨架鐵絲燒焦的型芯參與部分等 進氣和排氣腔道應光滑平整 淬及時效應處理 HB 80100 水套要在 2939179。 105 Pa 的壓力下進行水壓試驗經(jīng) 5 分鐘不得 有滲漏現(xiàn)象 缸蓋除了上下平面及其他安裝表面出其余噴耐高分銀色油漆 允許緊配合 M8M10 螺絲充孔上絲扭緊力矩 15N178。 m 第 10 頁 共 71 頁 某汽車發(fā)動機汽缸蓋機械加工工藝與工裝設計 燃燒室容積在 8488 CM 相互差為 3 CM 3 3 在圖中標記尺寸在確保燃燒室容積情況下由工藝處理確定 其 他的技術要求見 QFB CS492Q1A 汽油機汽缸蓋技術條件 零件的材料及毛坯成型方法 材料鑄造用鋁合金 用金屬鑄造成形工藝直接獲得零件的鋁合金鋁合金鑄件該類合金的合金元素含量 一般多于相應的變形鋁合金的含量據(jù)主要合金元素差異有四類鑄造鋁合金 1 鋁硅系合金也叫硅鋁明或矽鋁明有良好鑄造性能和耐磨性能熱脹系 數(shù)小在鑄造鋁合金中品種最多用量最大的合金含硅量在 10％～ 25％有時添加 02 ％～ 06％鎂的硅鋁合金廣泛用于結構件如殼體缸體箱體和框 架等有時添加適 量的銅和鎂能提高合金的力學性能和耐熱性此類合金廣泛用于制造活塞等部件 2 鋁銅合金含銅 45％～ 53％合金強化效果最佳適當加入錳和鈦能顯著提高 室溫高溫強度和鑄造性能主要用于制作承受大的動靜載荷和形狀不復雜的砂型鑄件 3 鋁鎂合金密度最小 255gcm3 強度最高 355MPa 左右 的鑄造鋁合金含鎂 12 ％強化效果最佳合金在大氣和海水中的抗腐蝕性能好室溫下有良好的綜合力學性能 和可切削性可用于作雷達底座飛機的發(fā)動機機匣螺旋槳起落架等零件也可作裝 飾材料 4 鋁鋅系合金為改善性能常加入硅鎂元素常稱為鋅硅鋁明在鑄造條件下 該合金有淬火作用即自行淬火不經(jīng)熱處理就可使用以變質(zhì)熱處理后鑄件有較 高的強度經(jīng)穩(wěn)定化處理后尺寸穩(wěn)定常用于制作模型型板及設備支架等 鑄造鋁合金具有與變形鋁合金相同的合金體系具有與變形鋁合金相同的強化機理 （除應變強化外）他們主要的差別在于鑄造鋁合金中合金化元素硅的最大含量超過多 數(shù)變形鋁合金中的硅含量鑄造鋁合金除含有強化元素之外還必須含有足夠量的共晶型 元素（通常是硅）以使合金有相當?shù)牧?動性易與填充鑄造時鑄件的收縮縫目前基本 的合金只有以下 6 類 ① AICu 合金 ② AICuSi 合金 ③ AISi 合金 ④ AIMg 合金 ⑤ AIZnMg 合金 ⑥ AISn 合金 綜上所訴 本缸蓋采用型號為 ZAlSi5Zn1Mg 的鑄造鋁合金 第 11 頁 共 71 頁 某汽車發(fā)動機汽缸蓋機械加工工藝與工裝設計 成型方法 壓力鑄造 大量生產(chǎn)則用金屬模一般為為鋁?？梢垣@得較高的尺寸精度和光滑的表面機械加 工前一般經(jīng)人工時效以清除逐漸內(nèi)應力和改善毛坯的機械性能與灰鑄鐵相比灰鑄 鐵一般用砂型鑄造單幾貼內(nèi)部有很多復雜的型腔其汽缸壁較薄并有很多加強筋鑄 造時要用型芯所以對鑄件質(zhì)量和造型急速有嚴格要求且會灰鐵鑄造還有以下問題加 工余量過大毛刺過大冷熱加工定位基準不統(tǒng)一鋁合金汽缸蓋具有良好的導熱性重 量輕成本較低適用于輕型高速汽油機 零件的生產(chǎn)要求 所設計的加工內(nèi)容為 由毛坯開始完成缸蓋和缸蓋總成所有加工去毛刺工序間自動輸送工序間檢 驗等生產(chǎn)任務 1 生產(chǎn)類型中大批量生產(chǎn) 加工過程大部分在組合機床采用專用夾具加工少部分生產(chǎn)如火花塞空和進排氣門等 精度要求高的用聯(lián)合機床加工或?qū)Ｓ脵C床上加工 2 零件工況高溫高壓變載荷潤滑條件尚可密封性要求高的情況下工作 3 材料鋁合金高強度最小壁厚 5mm＞ 12 mm 用壓力鑄造比較合適 4 尺寸精度形狀精度表面粗糙度要求