【正文】 用現(xiàn)有設(shè)備的同時應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑煲源龠M(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展 構(gòu)和功用的分析 發(fā)動機(jī)約占整車質(zhì)量的 1515～ 20 氣缸體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度根據(jù)氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同通常把氣缸體分為以下三種形式 1 一般式氣缸體其特點(diǎn)是油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度這種氣缸體的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體高度小重量輕結(jié)構(gòu)緊湊便于加工曲軸拆裝方便但其缺點(diǎn)是剛度和強(qiáng)度較差 2 龍門式氣缸體其特點(diǎn)是油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度都好能承受較大的機(jī)械負(fù)荷但其缺點(diǎn)是工藝性較差結(jié)構(gòu)笨重加工較困難 3 隧道 式氣缸體這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式采用滾動軸承主軸承孔較大曲軸從氣缸體后部裝入其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊剛度和強(qiáng)度好但其缺點(diǎn)是加工精度要求高工藝性較差曲軸拆裝不方便 綜合比較三種形式氣缸體的優(yōu)缺點(diǎn)在本次設(shè)計(jì)中選用龍門式結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代汽車上基本都采用水冷多缸發(fā)動機(jī)對于多缸發(fā)動機(jī)氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動機(jī)外型尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對發(fā)動機(jī)機(jī)體的剛度和強(qiáng)度也有影響并關(guān)系到汽車的總體布置按照氣缸的排列方式不同氣缸體還可以分成單列式 V 型和對置式三種 1 直列式 發(fā)動機(jī)的各個氣缸排成一列一般是垂直布置的單列式氣缸體結(jié)構(gòu)簡單加 工容易但發(fā)動機(jī)長度和高度較大一般六缸以下發(fā)動機(jī)多采用單列式有的汽車為了降低發(fā)動機(jī)的高度把發(fā)動機(jī)傾斜一個角度 2 V 型 氣缸排成兩列左右兩列氣缸中心線的夾角γ＜ 180176。稱為 V 型發(fā)動機(jī) V 型發(fā)動機(jī)與直列發(fā)動機(jī)相比縮短了機(jī)體長度和高度增加了氣缸體的剛度減輕了發(fā)動機(jī)的重量但加大了發(fā)動機(jī)的寬度且形狀較復(fù)雜加工困難一般用于 8 缸以上的發(fā)動機(jī) 6 缸發(fā)動機(jī)也有采用這種形式的氣缸體 3 對置式 氣缸排成兩列左右兩列氣缸在同一水平面上即左右兩列氣缸中心線的夾角 γ＝ 180176。 去毛刺銳角倒鈍 同一加工平面上允許有直徑不大于 3mm 深度不大于 15mm 總數(shù)不超過 5 個孔眼兩空之間不小于 30mm 涂漆按 NJ22631 執(zhí)行 二毛坯加工方法鑄造的選擇 鑄造方法分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類 ① 砂型鑄造 砂型鑄造根據(jù)造型的不同可分為手工造型一般機(jī)器造型和高壓造型三類其類別特點(diǎn)應(yīng)用范圍以及鑄造類別詳見《機(jī)械加工工藝手冊》相關(guān)的內(nèi)容介紹也可根據(jù)砂型類別的不同分為干型濕型自硬性型其特點(diǎn)和應(yīng)用范圍詳見《機(jī)械加工工藝手冊》相關(guān)章節(jié) ② 特種鑄造 特種鑄造是指與普通砂型鑄造有顯著區(qū)別的一些方法如壓力鑄造熔模鑄造金屬型鑄造低壓鑄造離心鑄造陶瓷鑄造實(shí)型鑄造磁型鑄造等等每種特種鑄造方法均有其優(yōu)越之處和應(yīng)用場合近年來特種鑄造在我國得到了飛速發(fā)展其地位和作用日益提高特種 鑄造方法的類別特點(diǎn)和應(yīng)用范圍見《機(jī)械加工工藝手冊》相關(guān)章節(jié) 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性 鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性與零件尺寸形狀以及選擇的鑄造方法有關(guān)其關(guān)系詳見《機(jī)械加工工藝手冊》15′～ 3176?！?10176。灰鑄鐵的線收縮率設(shè)為 10 量和公差的確定 1 確定毛坯的余量 毛坯余量的確定根據(jù)機(jī)械加工去除量從后往前推同時考慮毛坯制造過程中存在的氧化皮層裂紋雜質(zhì)等各種缺陷并也根據(jù)工人的操作水平按直徑 10～12mm 厚度 11mm 平均每面在 5mm 左右 ① 機(jī)械加工余量 砂型鑄造采用手工造型或機(jī)器造型所生產(chǎn)的灰鑄鐵球墨鑄鐵耐熱鑄鐵和耐蝕鑄鐵等鑄件的加工余量見《機(jī)械加工工藝手冊》表 3126 和表 3127 鑄鐵件的加工余量共分 9 個等級 5～ 13 級又按零件圖的基本尺寸大小分為10 個尺寸組由于機(jī)械加工和鑄造工藝上的要求允許挑選其它等級的加工余量但是應(yīng)在有關(guān)圖樣和技術(shù)文件上注明鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆鑄時的位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇 對成批和大量生產(chǎn)的鑄件的加工余量由《工藝人員手冊》查得各表面的余量見表 5 表 5 發(fā)動機(jī)箱體各表面 總加工余量 mm 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 上表面 330 6 下表面 330 6 兩側(cè)面 3056 6 兩側(cè)面 330 6 缸孔3894 894 35 主軸孔 69 69 35 凸輪軸孔 49 49 275 ② 鑄造工藝余量 鑄造工藝余量是為了確保鑄件質(zhì)量滿足鑄造工藝和機(jī)械加工工藝要求而多架在鑄造毛坯上的金屬在零件加工完畢時應(yīng)將它去除掉如果不影響零件的使用性能又經(jīng)設(shè)計(jì)部分允許也可保留在零件上 鑄造工藝余量的大小形狀及位置取決于工藝需要及零件結(jié)構(gòu)它在鑄件圖上的表示 方法與加工余量相同常見的工藝余量形式有工藝凸臺增強(qiáng)剛度的支撐補(bǔ)縮余量工藝?yán)叩? 2 毛坯的尺寸公差 鑄件的尺寸公差代號為 IT 公差等級為 16 級各級公差值列于《機(jī)械加工工藝手冊》表 3121 和表 3122 壁厚尺寸公差可以比一般尺寸的公差降一級例如圖樣上規(guī)定一般的公差為 IT10則壁厚尺寸公差為 IT11公差帶應(yīng)對稱于鑄件基本尺寸設(shè)置有特殊要求時可采用非對稱設(shè)置但應(yīng)在圖樣上說明鑄件基本尺寸是鑄件圖樣上給定的尺寸包括機(jī)械加工余量 ① 成批和大量生產(chǎn) 公差等級見《機(jī)械加工工藝手冊》對于成批和大量生產(chǎn)的鑄件可 以通過對設(shè)備和工裝的改進(jìn)調(diào)整和維修嚴(yán)格控制型芯位置獲得比表 3124 所列更高的等級一種鑄造方法鑄造尺寸的精度取決于生產(chǎn)過程的各種因素其中包括鑄件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性模型和壓型的精度鑄造金屬及合金種類鑄造廠的操作水平 ② 小批量和單件生產(chǎn) 公差等級見《機(jī)械加工工藝手冊》對小批量和單件生產(chǎn)的鑄件不適當(dāng)采用過高的工藝要求來提高公差等級通常是不合理的 由于鑄件大量生產(chǎn)毛坯制造方法采用砂型機(jī)器造型由表 3124 鑄件尺寸公差等級為 IT10 級表 3123 選取錯箱值為 10mm 又見表 3127得鑄鐵件加工余量等級為 7級表 3126選加工余量為 6mm所以可確定主要加工面的總余量見下表 表 主要表面的及公差 mm 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差 上表面 330 66 342 0046 下表面 330 66 342 0052 兩側(cè)面 3056 66 3176 0052 兩端面 330 66 342 0052 缸孔 3894 894 3535 824 0011 主軸孔 69 69 3535 62 0022 凸輪軸孔 49 49 275275 445 0025 23 工藝路線設(shè)計(jì) 的工藝分析工藝路線設(shè)計(jì)的一般思路 在設(shè)計(jì)工藝路線時首先要選擇各表面的加工方法各表面由于價格精度的要求一般不能只用一種價格紛紛一次加工就能達(dá)到要求對于主要面來講往往需要幾次加工由粗到精逐步達(dá)到要求擬訂箱體類零件工藝過程時一般遵循以下原則 ① 先面后孔的原則先加工平面后加工孔是箱體零件加工的一般規(guī)律這是因?yàn)樽鳛榫娴钠矫嬖谧畛醯墓ば蛑袘?yīng)該首先加工出來而且平面加工出來以后由于切除了毛坯表面的凹凸不平和表面夾砂等缺陷使平面上的支撐孔的加工更方便鉆孔時可減少鉆頭的偏斜擴(kuò)孔和鉸孔時可防止刀具崩刃 有些精度要求較低的螺紋孔可根據(jù)加工的方便及工序時間的平 衡安排其工序的次序但是由于保證箱體部件裝配關(guān)系的螺紋孔銷孔以及與軸承孔相交的潤滑油孔則必須在軸孔精加工后鉸鉆前者是因?yàn)橐暂S孔為定位基準(zhǔn)而后者會影響孔精細(xì)鏜時的加工質(zhì)量 ②3IT7 的軸承支撐孔一般采用鉆 擴(kuò) 粗鉸 精鉸或鏜 半精鏜 精鏜的工藝方案進(jìn)行加工前者用于加工直徑較小的孔后者用于加工直徑較大的孔當(dāng)孔的精度超過 IT7 表面粗糙度小于 063m 時還應(yīng)增 加一道最后的精加工或精密加工工序如精細(xì)鏜研磨滾壓等 三 重要的技術(shù)要求及保證方法 重要的技術(shù)要求一般指表面的形狀精度和位置關(guān)系精度熱處理表面處理無損傷等重要的技術(shù)要求是影響工藝路線的重要因素之一特別是位置精度要求較高時就會有很大的影響 箱體上的主要配合表面的精度為 IT7 查表 421 得粗糙度是 Ra16 用粗銑 精銑就可達(dá)到要求位置精度由機(jī)床專用夾具保證而主軸孔及缸孔的要求稍高一點(diǎn)精度要求為 IT6 查表 421 得粗糙度為 Ra08 查表 424 得用粗鏜 半精鏜 精鏜即可達(dá)到要求位置精度同樣由機(jī)床夾具保證 箱體上的螺紋孔 可用鉆鉸攻絲可以達(dá)到位置精度和尺寸精度由機(jī)床專用夾具和刀具保證 箱體各表面對基準(zhǔn)面的跳動要求用互為基準(zhǔn)保證粗糙度用加工工序以及合理的使用刀具來保證 對箱體的機(jī)械性能的要求可通過對零件進(jìn)行熱處理工序合理安排來提高材料的機(jī)械性能 對箱體表面的加工要求可用腐蝕檢查證明 無損探傷的安排對工藝路線的設(shè)計(jì)也有著較大的影響無損探傷被檢測對象的前提下探傷其內(nèi)部及外表面的缺陷的現(xiàn)在檢查技術(shù)檢查公交愛你內(nèi)部質(zhì)量的探傷方法有 X 射線超聲波等用于檢查表面缺陷的探傷方法有磁力探傷熒光探傷涂色腐蝕等箱體采用超聲波探傷內(nèi)部質(zhì)量由于超聲波有 3～ 5mm精銑對主要孔進(jìn)行加工時例如主軸孔及缸孔根據(jù)精度要求采用粗鏜 半精鏜 精鏜對挺桿孔加工時采用鉆 擴(kuò) 鉸 擠的加工路線對螺紋孔加工時采用鉆 攻 材料及熱處理 工件材料與熱處理對加工方法的選擇有著很大的影響前面已經(jīng)分析過發(fā)動機(jī)箱體的材料選為 HT250 選擇砂型鑄 造熱處理后的變形特別是熱處理厚材料的硬度對加工方法的選擇有很大的影響因此在制定加工路線時要合理安排熱處理的位置例如箱體為了消除鑄造內(nèi)應(yīng)力防止加工后的變形使加工精度保持長期的穩(wěn)定性要進(jìn)行時效處理對于尺寸大結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件需要在粗加工前后各安排一次時效處理對于一般鑄件在鑄造后或加工前安排一次時效處理對精度高剛度差的零件在粗車粗磨半精磨后安排一次時效處理在人工時效處理的工藝規(guī)范為加熱到 530℃～ 560℃保溫 6～ 8h 冷卻速度≤ 300℃ h 出爐溫度≤ 200℃ 劃分 工藝路線按工序的不同一般可分為幾個階段粗加工階段半 精加工階段精加工階段 1 粗加工階段 該階段的主要任務(wù)是切除大部分余量其特點(diǎn)是切削用量大因此切削力切削熱和夾緊力都很大所以加工精度不高例如對于發(fā)動機(jī)箱體來說剛開始要對箱體的各個面進(jìn)行粗銑加工另外還有對缸孔及主軸孔的粗鏜都屬于粗加工階段 2 半精加工階段 這個階段的任務(wù)是達(dá)到一般的技術(shù)要求及各次要平面達(dá)到最重要求并為主要精加工做準(zhǔn)備本階段的加工特點(diǎn)是加工余量小加工精度有所提高在發(fā)動機(jī)箱體加工過程中半精鏜缸孔以及兩側(cè)的六孔就屬于細(xì)加工階段為后面的精鏜做準(zhǔn)備 33 影響工序集中于分散的因素 工序的分散和集中程度必須根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件綜合分析兩種原則各有特點(diǎn)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)?shù)募信c分散 選擇 基準(zhǔn)是機(jī)械制造中應(yīng)用得十分廣泛的概念是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn)線面從設(shè)計(jì)和工藝 兩方面看基準(zhǔn)可把基準(zhǔn)分為兩大類即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在設(shè)計(jì)零件時應(yīng)根據(jù)零件在裝配結(jié)構(gòu)中的裝配關(guān)系以及零件本身結(jié)構(gòu)要素之間的相互位置關(guān)系確定抱住尺寸或角度的起始位置這些尺寸或角度的起始位置稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)簡言之設(shè)計(jì)圖樣撒謊那個所采用