【正文】 夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率的作用。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1~2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。 (2) 高 效 為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達177。5μm。 (1)高 精 隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢，隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊藏著很大的商機，具有進一步擴大出口良好前景。當(dāng)前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。當(dāng)前我國每年尚需進口不少NC機床、加工中心，而由國外配套孔系夾具，價格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。在當(dāng)時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。缸體敏捷柔性自動線具有柔性好、投資效益好和設(shè)備利用率高等優(yōu)點，因而得到廣泛應(yīng)用。如德國 成本”的新生產(chǎn)方式來適應(yīng)市場的能力，因而在汽車工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。20 世紀 90 年代初，由于技術(shù)的進步，出現(xiàn)了高速加工中心等先進機床，產(chǎn)生了敏捷柔性自動線。 國內(nèi)外研究狀況 汽車發(fā)動機缸體加工的現(xiàn)狀與趨勢 汽車發(fā)動機缸體加工的現(xiàn)狀 從國內(nèi)外的資料來看，目前，汽車發(fā)動機缸體的生產(chǎn)大致有以下幾種形式： (1).以傳統(tǒng)的組合機床自動線為基礎(chǔ)的柔性化改造 這種以提高傳統(tǒng)的組合機床自動化程度的技術(shù)改造已取得了相當(dāng)?shù)倪M展，傳統(tǒng)的組合機床在移植了計算機數(shù)控技術(shù)之后，組合機床的柔性化程度得到很大提高； (2).以加工中心為主體的準柔性生產(chǎn)線 這里提出的是一種以加工中心為主體，以普通機床和組合機為輔的“準柔性生產(chǎn)線”方案； (3).適用于多品種、大批量生產(chǎn)的柔性傳輸生產(chǎn)線(FTL)和柔性制造系統(tǒng)(FMS)。驗證、加深、鞏固和擴大已學(xué)過的專業(yè)基礎(chǔ)理論和部分專業(yè)知識，了解和掌握本專業(yè)的實際生產(chǎn)知識，為以后的工作打下基礎(chǔ)。因此，在汽車行業(yè)中，如何提高發(fā)動機缸體生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量是一項重要的研究課題。1 緒論 課題背景及目的隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)對汽車的需求迅速增長，如何提高汽車產(chǎn)品零部件的生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，對汽車行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。發(fā)動機缸體是汽車五大部件之一，其生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量直接關(guān)系到汽車的生產(chǎn)效率和性能。通過對汽車發(fā)動機缸體機械加工工藝規(guī)程和機械加工工藝裝備設(shè)計，掌握機械工程產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)?？疾煜冗M制造技術(shù)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，掌握本專業(yè)的發(fā)展動態(tài)。 汽車發(fā)動機缸體加工的趨勢國外發(fā)動機缸體的加工技術(shù)經(jīng)歷了由剛性自動化到數(shù)控或加工中心加工，再發(fā)展到柔性制造生產(chǎn)線、柔性制造系統(tǒng)和敏捷柔性生產(chǎn)線制造。這種敏捷柔性自動線大大增強了汽車發(fā)動機生產(chǎn)廠推行的“中品種、大批量、低、投資適度等優(yōu)點，各工業(yè)發(fā)達國家廣泛應(yīng)用于汽車五大零部件的生產(chǎn)中。敏捷柔性自動線具有適應(yīng)市場能力強HUELLERHILLE 機床公司提供的加工 VV8 和 V10 型發(fā)動機鑄鐵缸體的敏捷柔性自動線，其生產(chǎn)節(jié)拍為 90 秒。 夾具的現(xiàn)狀與趨勢 國內(nèi)夾具行業(yè)的現(xiàn)狀我國國內(nèi)的夾具始于20世紀60年代，當(dāng)時建立了面向機械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠，以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。20世紀80年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合NC機床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。 國外夾具行業(yè)的現(xiàn)狀 從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場上一套用于加工中心的央具，通常為機床價格的11101115，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。 夾具的趨勢夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。高精度夾具的定位孔距精度高達177。德國demmeler(戴美樂)公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為177。5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復(fù)定位精度高達2~5μm。誠然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。為了縮短在機床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。 (3) 模塊、組合 夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。 (4) 通用、經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。德國demmeler(戴美樂)公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。專家們建議組合夾具行業(yè)加強產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。2 缸體工藝性分析 零件結(jié)構(gòu)分析 發(fā)動機工作原理 汽油發(fā)動機的工作過程是通過汽油在燃燒室(氣缸)中燃燒，將其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成為熱能，使空氣膨脹做功，推動曲柄活塞機構(gòu)把能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的過程。它的工作過程為：進氣→壓縮→點火燃燒→膨脹→排氣→進氣。汽缸體加工的好壞，直接影響發(fā)動機的裝配精度及其工作性能和壽命。CS492Q的缸體采用的是一般的機體結(jié)構(gòu)，但其曲軸軸承座平面比底面略低，從整體上來看是一個典型的箱體類零件，主要由各零部件、附件的安裝面和結(jié)合面以及水、油、氣孔、活塞孔、曲軸孔、凸輪軸孔和螺孔組成。 (2) 頂面是缸蓋的安裝面，與缸蓋構(gòu)成燃燒室，并且缸體的水套通過在頂面的開口與的水套相通。 (3) 后面是飛輪殼的安裝面。 (5) 492Q發(fā)動機采用的是濕式缸套，因此氣缸孔是防止汽缸漏水的重要保證。 (7) 凸輪軸孔是系統(tǒng)的安裝與工作基準，各孔的同軸度決定著各缸的協(xié)調(diào)性。 (9) 頂桿孔作為氣門的活動通道，與頂桿裝配后不能漏氣。 缸體結(jié)構(gòu)特點CS492汽油機缸體結(jié)構(gòu)在如下幾方面特點:(1) 表面平整光潔，能耐一定的沖擊，且有較高的耐壓、防漏要求；(2) 外觀形狀復(fù)雜。有水套、進出氣道、氣門室等空腔及各種加工孔系，如縱橫交錯的油道、螺孔等；(4) 缸體壁薄且不均勻，在受力比較大的地方還設(shè)有加強筋；(5) 加工精度要求高，且多為不易加工的深孔、細長孔。 缸體主要加工面的加工精度(1)；表面粗糙度為Ra=[5]；(2)頂面、后面平面度不大于 ；表面粗糙度為Ra=； 頂面對底面的平行度要求在 100mm內(nèi)不得大于 ；(3)左側(cè)面對曲軸孔軸心線的垂直度要求在 100mm內(nèi)不大于 ； 曲軸軸承座與軸承蓋的結(jié)合平面深度：4177。(5)氣缸孔Φ108與活塞孔Φ100的同軸度要求：； 兩孔對曲軸軸心線的垂直度要求在 100mm內(nèi)不大于 ； 兩孔的圓柱度要求：；表面粗糙度Ra=；(6)(與軸承蓋合鏜)軸線對基準軸線的同軸度要求：； 表面粗糙度Ra=。 表21 凸輪軸上各軸承座的尺寸精度用于整料軸瓦 用于卷料軸瓦ⅠⅡⅢⅣⅤ 以上各軸瓦軸線對曲軸孔軸線的同軸度要求：(8) 分電器孔Φ29對凸輪軸線的垂直度要求：100：；(9)進排氣孔8Φ25對凸輪軸線的垂直度要求：100：； 表面粗糙度Ra= 缸體加工性分析 材料的加工工藝分析汽缸體材料為ZL104，牌號 ZAlSiMg。但與其它材料相比較，鋁硅合金吸氣性較強，易產(chǎn)生氣孔、針眼。 ZL104的強度、硬度較低，故其冷切削加工性好，加工時一般允許采用較大的切削用量，可以不使用冷卻潤滑液，刀具壽命較高。延伸率小，攻絲時容易崩牙。 主要加工面加工工藝性及加工方式 (1)底面、頂面及曲軸軸承座平面和鎖口面加工精度、表面粗糙度要求較高，但加工平面上無凸臺、筋板等非加工面，根據(jù)各種加工方法所能達到的經(jīng)濟加工精度，并考慮到可利用高生產(chǎn)率機床來提高效率的可能性，上述各