【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 企業(yè)對(duì)供應(yīng)商控制得不大好。 AVL 可以提出用哪些供應(yīng)商的零件，但到底用不用這些供應(yīng)商、這些零件是怎樣生產(chǎn)的， AVL 控制不了。 ”這有時(shí)就讓AVL 陷入了困境，有些客戶拿到的零件是劣質(zhì)的， AVL 的設(shè)計(jì)技術(shù)就算太高明，也 難免不會(huì)出問(wèn)題。 作為一家技術(shù)咨詢公司， AVL 很重視技術(shù)創(chuàng)新。據(jù)了解， AVL 在中國(guó)每年的銷售收入從 1995 年的 400 萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2021 年的近 6000 萬(wàn)美元，而公司總部每年銷售收入的 10%左右要確保用于新技術(shù)的研發(fā)。連世康認(rèn)為， AVL 要始終保持比客戶了解更多更新的技術(shù)，才能更好地為客戶服務(wù)。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 7 目前， AVL 總部的研究部門里正在使用著 48 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)室，其中有整車噪聲試驗(yàn)室， 14 個(gè)排放試驗(yàn)室等，都在應(yīng)用 AVL 自己生產(chǎn)的排放儀和轉(zhuǎn)鼓。 AVL 在市場(chǎng)上推出的每一個(gè)新產(chǎn)品都是經(jīng)過(guò) AVL 產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門苛刻的試驗(yàn) 。 連世康稱， AVL5 年之前在中國(guó)的絕大多數(shù)業(yè)務(wù)是測(cè)試設(shè)備，現(xiàn)在設(shè)計(jì)研發(fā)的項(xiàng)目越來(lái)越多。隨著大批外國(guó)公司在中國(guó)開始建立技術(shù)中心，他們?cè)跍y(cè)試設(shè)備方面的需求量很大。未來(lái)幾年，設(shè)計(jì)研發(fā)業(yè)務(wù)將以中國(guó)公司為主，測(cè)試設(shè)備業(yè)務(wù)以外國(guó)公司為主。 而且，隨著 AVL 在中國(guó)的業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)大，人員增多，到年底 AVL 將遷往三元橋附近的佳程廣場(chǎng)辦公； 2021 年， AVL 將成立廣州辦事處。連世康稱，廣州、重慶、上海、北京等地是中國(guó)汽車發(fā)展集中的地方， AVL 將擴(kuò)大在這些地方的投資，以擴(kuò)大AVL 在中國(guó)的業(yè)務(wù)。未來(lái) 3—5 年內(nèi)，將使中國(guó) 發(fā)展成為 AVL 的第二大戰(zhàn)略市場(chǎng)。目前，德國(guó)、美國(guó)是 AVL 的前兩大戰(zhàn)略市場(chǎng)，中國(guó)排在第三位。 機(jī)械加工工藝規(guī)程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的文件，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝規(guī)程來(lái)體現(xiàn)。因此，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)師一項(xiàng)重要而又嚴(yán)肅的工作，它要求設(shè)計(jì)者必須具備豐富的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和廣泛的機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)。設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟一般為： 1）閱讀裝配圖和零件圖 2）工藝審查 3）熟悉和確定毛坯 4）擬定加工工藝路線 5）確定滿足各工序要求的工藝裝備（包括機(jī)床、夾具、刀具、和量具等） 6)確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法 7）確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差 8）確定切削用量 9）確定時(shí)間定額 10）填寫工藝文件 一個(gè)機(jī)床的機(jī)械工藝制造系統(tǒng)由機(jī)床、工件、刀具和夾具組成。機(jī)床夾具是用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)機(jī)床或刀具有一個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。可以看出夾具在機(jī)械 加工中占有很重要的地位，尤其是在中小批量生產(chǎn)時(shí)更是大量采用機(jī)床夾具，它們是機(jī)床和工件之間的連接裝置，使工件相對(duì)機(jī)床或刀具獲得 正確的位置。機(jī)床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。所以，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是裝備設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，是加工過(guò)程中最活躍的因素之一。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 8 第 2 章 180C 柴油機(jī)活塞零件圖的分析 活塞的作用 活塞是曲軸連桿機(jī)構(gòu)中重要零件，又是燃燒室的組成部分；它承受氣缸內(nèi)氣體壓力和慣性力的作用，并將此力通過(guò)活塞銷傳給連桿。 活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 活塞的裝配圖如圖 qtechssemble00 所示。 內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，燃燒瞬時(shí)作用于活塞上的氣體壓力很高，而且作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞組的慣性力將達(dá)到很高的數(shù)值。此 外，活塞還承受在連桿傾斜位置時(shí)側(cè)壓力的周期性沖擊作用，在氣體壓力、往復(fù)慣性力和側(cè)壓力的綜合作用下，活塞的機(jī)械負(fù)荷相當(dāng)嚴(yán)重，活塞頂部承受彎曲應(yīng)力；活塞銷座承受拉伸、壓縮和彎曲應(yīng)力；活塞環(huán)槽承受沖擊力和磨損；活塞裙部承受側(cè)壓力和磨損等。由此可見，對(duì)于在嚴(yán)重機(jī)械負(fù)荷下工作的活塞，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且質(zhì)量要輕。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 9 活塞還承受高溫燃?xì)獾淖饔茫话慊钊敳科骄鶞囟瓤蛇_(dá) 200~400℃左右。柴油機(jī)活塞頂部常做成各種凹坑，使頂部實(shí)際受熱面積加大，熱負(fù)荷更加嚴(yán)重?；钊麥囟冗^(guò)高，會(huì)破壞與鋼壁之間的正常間隙；在高溫下，活塞 內(nèi)部的溫度梯度造成很大的熱應(yīng)力，如果活塞頂部溫度超過(guò) 370～ 400℃時(shí)，則會(huì)引起活塞頂疲勞熱裂現(xiàn)象。因活塞承受著嚴(yán)重的熱負(fù)荷，所以要求活塞應(yīng)具有足夠的耐熱性，并且傳熱要快。 活塞運(yùn)動(dòng)速度和工作溫度高，潤(rùn)滑條件差，因此應(yīng)具有足夠的減摩性或采取特殊的表面處理。 在高溫下，活塞會(huì)產(chǎn)生熱變形而影響配合間隙，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生拉缸現(xiàn)象，因此要求活塞本身熱膨脹小。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)上采取適當(dāng)措施，防止過(guò)大的熱變形。 活塞 的機(jī)械加工難度大，為了保證 活塞 的正常工作，對(duì) 活塞 規(guī)定了嚴(yán)格的技術(shù)要求，包括尺寸精度、形狀精度、位置精度、表 面粗糙度等，還包括 活塞頂面的硬膜氧化處理 、 活塞頭的調(diào)質(zhì)處理 、 活塞裙噴涂二硫化鉬 等。 由于活塞工作時(shí)慣性非常大，所以規(guī)定同一臺(tái)柴油機(jī)上成套活塞的重量允差為 40g,調(diào)整重量可在底口Ф 162 處加工，其最 大極限尺寸為Ф 165。其他技術(shù)要求可見裝配圖。 180C 活塞的工作情況 在柴油機(jī)氣缸內(nèi)，活塞在一部分工作循環(huán)壓縮氣體，而在另一部分工作循環(huán)氣缸青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 10 內(nèi)混合氣體燃燒膨脹使活塞頂面承受高溫（約 569?C）高壓（約 116～ 120Kgf/cm2）氣體的作用，并把壓力通過(guò)活塞銷、連桿傳給曲軸。可見，活塞是在高溫高壓下作長(zhǎng) 時(shí)間連續(xù)變負(fù)荷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 活塞在上述工作條件下，將產(chǎn)生受力變形和熱變形。活塞頂面在氣體壓力作用下將產(chǎn)生如圖 31 中虛線所示的變形。由于金屬分布不均勻，在活塞銷軸線方向的變形量比垂直于該方向的變形量大。同時(shí)活塞頂面與高溫的燃燒氣體接觸，使活塞的溫度升高，產(chǎn)生熱膨脹。由于圓周上金屬分布不均勻，銷孔軸心線方向的金屬，膨脹量大；而在垂直于軸線的方向上，熱膨脹量小。如果裙部是圓形的，熱膨脹后就變成了橢圓，如圖 32 中的虛線所示。所以無(wú)論是受力變形或熱變形都使原來(lái)的圓柱形的裙部變成橢圓形，橢圓的長(zhǎng)軸在活塞銷孔的軸線方 向。因而在設(shè)計(jì)活塞時(shí)，必須要考慮到預(yù)變形，使其外形在正常工作時(shí)必須脹成圓柱形，使其與缸套能有正確的配合間隙，故其外形線比較復(fù)雜。 圖 21 活塞受力變形示意圖 圖 22 活塞熱變形示意圖 180C 組合活塞結(jié)構(gòu) 12V180C 型柴油機(jī)組合活塞主要由活塞頭（缸頂）、活塞裙（鋁裙）和連接螺釘三部分組合而成的。其結(jié)構(gòu)如圖 23 所示。 可見，活塞頭與普通整體鑄造鋁合金活塞頂部的不同主要有兩點(diǎn)：一是組合活塞的頂部與裙部是兩體的；二是組合活塞的內(nèi)冷卻油路不是鑄造而成的， 而是由加工后的活塞頭冷卻油槽與加工后的活塞裙頂端油槽組裝后而形成的?；钊古c普通整體鑄造鋁合金活塞裙部的主要不同在于頂端要加工出形狀復(fù)雜的冷卻油槽。為保證裝配精度，在活塞頭和活塞裙上都設(shè)有定位圓和支承面。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 11 圖 23 組合活塞剖面 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 12 第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 如圖所示為 180C 柴油機(jī)的活塞。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 100 臺(tái)，設(shè)其備品率為 10%，機(jī)械加工廢品率為 1%，現(xiàn)制定該活塞的機(jī)械加工工藝規(guī)程。 N=Qn(1+α %+β %) =100 (1+10%+1%) =111 件 /年 活塞的年產(chǎn)量為 111 件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于中型機(jī)械，根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類型為中小批量批生產(chǎn)。 審查零件圖樣工藝性 活塞零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。 在活塞頭和活塞裙零件圖中，未注明的公差等級(jí)為 13 級(jí)?；钊^的冷卻油腔和活塞裙的頂部表面比較復(fù)雜，在加工過(guò)程中，有樣板可以作為對(duì)照來(lái)加工。 選擇毛坯 180C 柴油機(jī)活塞屬于組合式活塞，所以活塞裙和活塞頭要分開進(jìn)行加工，最后裝配在一起構(gòu)成一個(gè)完整的活塞。 活塞的工作條件： 活塞頂部承受汽缸中最高燃燒壓力，并通過(guò)活塞銷座、活塞銷傳給連桿；受到活塞組本身慣性力的作用；裙部承受曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的側(cè)壓力；活塞頂部受到由于溫度分布不均而產(chǎn)生的熱應(yīng)力和熱變形。隨著內(nèi)燃機(jī)強(qiáng)化程度的不斷提高，機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷更趨加劇，因而活塞的工作條件愈加惡劣。 活塞頭頂面（特別是燃燒室部分）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受燃?xì)鈮毫?，并能承受足夠高的熱?fù)荷，防止熱裂?；钊^的材料為 42CrMoA，輪廓尺寸不大，又屬于中小批量生產(chǎn)，故毛坯可采用精密模鍛。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 13 活塞裙部分應(yīng)具有合適的造型，防止熱粘著?；钊沟牟牧蠟殍T造鋁，形狀不是很復(fù)雜，屬于中小批量生產(chǎn)。故活塞裙采用金屬型鑄造。 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 定為基準(zhǔn)的選擇 （ 1）活塞頭粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇 活塞頭是一個(gè)典型的盤狀零件，選擇毛坯的外圓為粗基準(zhǔn)，對(duì)底口端面進(jìn)行加工，然后以底口端面和底口作為精基準(zhǔn)加工其他主要表面或端面。這樣能保證基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合，減少加工誤差，提高加工的精度。 （ 2）活塞裙粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇 活塞裙是一個(gè)套筒類零件 ，選擇毛坯的外圓為粗基準(zhǔn)，對(duì)底口和底口端面進(jìn)行加工，然后以底口端面和底口作為精基準(zhǔn)加工其他主要表面或端面。這樣能保證基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合，減少加工誤差，提高加工的精度。至于精仿橢圓裙，要把活塞頭與活塞裙組合后，以活塞頭的外圓為基準(zhǔn)進(jìn)行精仿。 加工階段的劃分與工序順序的安排 活塞頭的主要加工部位是頂部燃燒室、氣環(huán)環(huán)槽和底口端面。次要加工部位是冷卻油腔各種螺紋孔及倒角。除機(jī)械加工外，還有調(diào)質(zhì)處理、劃螺紋孔線、探傷等。另外在機(jī)械加工過(guò)程后還安排了鉗工倒角去毛刺、并對(duì)活塞頭進(jìn)行清洗，為活塞的組裝做好準(zhǔn)備。 活塞裙的主要加工部位是活塞裙頭部表面、活塞裙部橢圓形、銷孔。次要加工部位是底口及底口端面、各種定位連接孔及倒角、油槽。除機(jī)械加工外，還有淬火時(shí)效處理、劃十字線、活塞頭與活塞裙的加工組裝。在機(jī)械加工結(jié)束后，對(duì)活塞進(jìn)行稱重、配重，并在裙部噴涂二硫化鉬，最后要進(jìn)行成品的檢驗(yàn)。 （ 1）加工階段的劃分 1 ).活塞頭機(jī)械加工工藝過(guò)程 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 14 活塞頭的機(jī)械加工工藝過(guò)程大致可以分為：加工基準(zhǔn)面 —— 粗車總長(zhǎng)、外圓及頂部燃燒室 —— 調(diào)質(zhì)處理 —— 半精車基準(zhǔn)面、總長(zhǎng)、外圓及頂部燃燒室 —— 粗割環(huán)槽 —— 精車基準(zhǔn)面并進(jìn)行磨削 —— 鉆、鉸、锪各種孔 —— 精車頂部燃燒室、端面、外圓及環(huán)槽 —— 研磨重要孔的支撐面 —— 鉗工倒角、去毛刺 —— 探傷后鉗工清洗組裝。 活塞頭的頂部燃燒室、外圓、環(huán)槽和底口及底口端面的技術(shù)要求都很嚴(yán)格，所以對(duì)于頂部燃燒室、外圓、環(huán)槽安排了：粗車 —— 半精車 —— 數(shù)控精車。對(duì)于底口極端面則安排了 ：粗車 —— 半精車 —— 精車 —— 精磨。 對(duì)于 180C 柴油機(jī)活塞頭進(jìn)行粗加工時(shí)，以底口及底口端面作為精基準(zhǔn)，所以先粗加工底口及底口端面，然后再加工其他各主要表面。各種孔的加工集中在頂部燃燒室，所以將各種孔加工完之后再精車頂部燃燒室、端面、外圓及環(huán)槽，以保證重 要加工表面不被破壞或劃傷。 (2)活塞裙機(jī)械加工工藝過(guò)程 活塞裙的機(jī)械加工工藝過(guò)程大致可以分為：粗車大體尺寸 —— 粗車基準(zhǔn)面 —— 淬火時(shí)效處理 —— 半精車基準(zhǔn)面 —— 劃線找銷孔中心并粗鏜 —— 精車基準(zhǔn)面 —— 半精車重要表面 —— 劃線找各種油槽孔 —— 精車重要表面、鉆鉸重要孔 —— 鉆鉸各連接孔 —— 加工組裝 —— 精仿橢圓裙 —— 精鏜孔、孔槽 —— 鉗工倒角、去毛刺、清洗組裝 ——滾壓銷孔 —— 車床稱重、配重 —— 裙部噴涂二硫化鉬 —— 成品檢查。 活塞裙的頂部、橢圓裙、銷孔的技術(shù)要求比較嚴(yán)格，所以對(duì)活塞裙頂部安排了：粗車 —— 半精車 —— 精車；對(duì)橢圓 裙安排了：粗車 —— 半精車 —— 精車 —— 精仿；對(duì)銷孔安排了：粗鏜 —— 精鏜 —— 滾壓加工。 對(duì)于活塞裙進(jìn)行粗加工時(shí)，以毛坯外圓作為粗基準(zhǔn)，然后以底口及底口端面作為精基準(zhǔn)，加工其他的重要表面。頂部的孔槽比較集中，可以考慮采用鉆模提高加工精度和效率。精仿橢圓裙要求比較高，要在活塞頭和活塞裙加工組裝后進(jìn)行。 （ 2）工序安排 活塞頭在粗加工后安排了調(diào)質(zhì)處理，這樣提高了活塞頭的綜合機(jī)械性能，提高材料的硬度和耐磨性。 活塞頭的底口及端面是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，所以在加工時(shí)，先加工底口及端面，然后加工青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 15 其他重要的面和進(jìn)行孔槽的加工，這樣保證基 準(zhǔn)統(tǒng)一，加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，提高了加工的精度。 在加工完各種孔槽后對(duì)活塞頭的頂面進(jìn)行精加工，這樣保證了頂面的加工質(zhì)量，不至于在加工孔槽時(shí)將加工好的表面劃傷。 底口內(nèi)圓面和底口端面為配合面，所以在精加工后對(duì)其進(jìn)行精磨，保重連接的準(zhǔn)確性和可靠度。 活塞裙的在粗加工后安排了淬火加人工時(shí)效處理，目的在于得到高強(qiáng)度。 活塞裙的底口及底口端面是很多重要面的加工基準(zhǔn)，所