【正文】 的平行度誤差，會(huì)影響齒輪的嚙合質(zhì)量。 (3) 孔和平面的位置精度 一般都要規(guī)定主要孔和主軸箱安裝基面的平行度要求，它們決定了主軸和床身導(dǎo)軌的相互位置關(guān)系。為了減少刮研工作量，一般都要規(guī)定主軸軸線對(duì)安裝基面的平行度公差。 (4) 主要平面的精度 裝配基面的平面度影響發(fā)動(dòng)機(jī)箱體語車身聯(lián)接時(shí)的接觸剛度，加工過程中作為定位基面則會(huì)影響主要孔的加工精度。頂面的平面度要求是為了保證箱蓋的密封性，防止工作時(shí)潤滑油泄出。 (5) 表面粗糙度 重要孔和主要平面的粗糙度會(huì)影響聯(lián)接面的配合性質(zhì)或接觸剛度，其具體要求一般用 Ra 值來評(píng)價(jià)。 4 二、零件的工藝性分析 此次摩托車殼體零件的主要技術(shù)條件可以歸納為下列三組平面以及平面上各個(gè)孔的加工，制定這些技術(shù)條件的依據(jù)是保證摩托車上曲軸裝配的精度以及和其他部件的相互位置精度及傳動(dòng)的平穩(wěn)性。 A 面及 A面上的輔助孔 (1) A 面是本零件的一個(gè)裝配基面，在加工時(shí)也作為定位的基準(zhǔn)面，他的加工質(zhì)量會(huì)直接影響其他表面及孔的加工，所以對(duì)它的粗 糙度和平面度要求都比較高， A面的粗糙度要求為 ，平面度公差為 。 2) ，粗糙度要求為 。 72mm連接孔， H8 級(jí)，倒角為 145176。 68mm。 13mm孔，粗糙度要求為 . C 面及 C 面上的輔助孔 （ 1） C 面的粗糙度要求為 。 75mm 孔： H7 級(jí)，倒角為 145176。 74mm，要求同 216。 2） 216。 30mm。 的連接孔，粗糙度要求為 ，小孔直徑 216。 4） 4M87H 螺紋孔，深 16mm，底孔深 19mm。 6） 216。 D 面加工 孔 (1) 216。 5 (2) M14 的螺紋孔 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)殼體零件圖 、 、 、 、 所示 。為了多快好省地把所設(shè)計(jì)的零件 加工出來，就必須對(duì)零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行詳細(xì)的分析。 有利于達(dá)到所要求的加工質(zhì)量； 有利于減少加工勞動(dòng)量； 有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 經(jīng)過對(duì)零件結(jié)構(gòu)的工藝性審查，本零件符合結(jié)構(gòu)工藝性的要求，滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要，可以進(jìn)行工藝規(guī)程的編制。由于箱體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)剛性較好 ， 一般不會(huì)出現(xiàn)平面度超差問題。 夾緊變形 首先是由于毛坯三點(diǎn)定位位置選擇不當(dāng)引起的夾緊變形 ， 即毛坯平面基準(zhǔn)選擇不當(dāng)。另外 ， 當(dāng)以毛坯面定位時(shí) ,毛坯三點(diǎn)定位支承高度調(diào)整不到位也是引起平面度超差的重要原因。夾具設(shè)計(jì)的壓緊點(diǎn)位置應(yīng)保證支承可靠。 毛坯本身結(jié)構(gòu)剛性差 由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)有些工件 (特別是箱體 )本身結(jié)構(gòu)剛性較差 ,加工時(shí)由于切削力的作用使工件變形 ,從而產(chǎn)生平面度較差 ,而且這種情況下常常伴隨著粗糙度問題。 二、粗糙度問 題 發(fā)動(dòng)機(jī)的箱體、箱蓋平面有一個(gè)重要作用就是密封。除上述原因產(chǎn)生粗糙度問題外 ,影響加工粗糙度最直接的原因一般是刀具的幾何參數(shù)特別是刀具后角以及加工工藝參數(shù)不合理。一般使用 YG 類硬質(zhì)合金刀片加工壓鑄鋁 ； 9 合金箱體時(shí) ， 銑削速度為 400~500m/min， 進(jìn)給量在 mm/r 左右 ， 精加工余量為 mm左右。當(dāng)然 ,毛坯材質(zhì)也會(huì)影響加工后的粗糙度 ， 尤其是毛坯中雜質(zhì)鐵的含量會(huì)增大工件的脆性 ， 影響加工后的粗 糙度。 工藝系統(tǒng)許多因素都會(huì)影響位置尺寸精度。當(dāng)以一面兩銷定位加工箱體、箱蓋兩面孔時(shí) ,常常要求保證兩面孔位置精度。解決辦法與上面第一種情況相同。由于位移量小不易察覺 ， 但所造成的孔位置精度問題卻不能忽視。同時(shí) ,工藝加工順序要遵循“先面后孔、先粗后精”原則。由于切削參數(shù)不當(dāng)或刀具本身問題也會(huì)產(chǎn)生較大切削力 ,這就需要及時(shí)調(diào)整切削參數(shù)或更換刀具。因?yàn)樽鳛檠b配尺寸鏈中的一環(huán) ,如果超差將造成嚴(yán)重的后果 ,甚至無法裝配。 五、孔的形狀誤差 10 因?yàn)槟ν熊嚢l(fā)動(dòng)機(jī)箱體為壓鑄鋁合金件，屬于易加工材料，一般不會(huì)出現(xiàn)孔的形狀誤差超差。這時(shí)需改進(jìn)毛坯或改用銑、鏜加工。 第二節(jié) 零件材料的選擇 一、選材原則 考慮零件的 使用性能 零件在使用時(shí)主要考慮的機(jī)械性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊抗力及疲勞強(qiáng)度等。 滿足生產(chǎn)工藝對(duì)材料工藝性能的要求 任何零件都是由不同的工程材料通過一定的加工工藝制造出來的。 與使用性能的要求相比，工藝性能處于次要地位；但在某些情況下，工藝性能也可成為主要考慮的因素。 力求使零件生產(chǎn)的總成本最低 除了 使用性能與工藝性能外，經(jīng)濟(jì)性也是選材必須考慮的重要問題。 考慮產(chǎn)品的實(shí)用性和市場(chǎng)需求 某項(xiàng)產(chǎn)品或某種機(jī)械零件的優(yōu)劣，不僅僅要求能符合工作條件的使用要求。這 就要求在選材時(shí)，應(yīng)突破傳統(tǒng)觀點(diǎn)的束縛，盡量采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)成果，作到在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面有創(chuàng)新，有特色。 考慮 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代生產(chǎn)組織的可能性 一個(gè)產(chǎn)品或一個(gè)零件的制造，是采用手工操作還是機(jī)器操作，是采用單件生產(chǎn)還是采用機(jī)械化自動(dòng)流水作業(yè)，這些因素都對(duì)產(chǎn)品的成本和質(zhì)量起著重要的作用。 二、零件技術(shù)要求分析 坯件的人工時(shí)效熱處理為 T1： 175177。f/6h 空冷。其目的是改善切削加工性能 , 提高表面光潔度。 硬度： HB85， 5/250/30。延伸率： L=50， δ=1% 三、毛坯材料的確定 根據(jù)零件的技術(shù)要求，選用合金牌號(hào)為 ZALZn11Si7，合金代號(hào)為 ZL401 的鋁鋅合金。cm3 (2) 熔化溫度范圍： 545～ 575/℃ (3) 20～ 100℃ 時(shí)平均線膨 脹系數(shù) K)1 (4) 100℃ 時(shí)比熱容 с879/JK)1 熱處理方法 人工時(shí)效；合金狀態(tài) T1 ；抗拉強(qiáng)度 245σb/Mpa ；伸長率 δ5 布氏硬度(HBS)90(5/250/30)。 綜上所述，所選材料符合毛坯的技術(shù)要求。毛坯 的選擇，對(duì)機(jī)械制造質(zhì)量、成本、使用性能和產(chǎn)品形象有重要的影響，是機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。 發(fā)動(dòng)機(jī)殼體形狀復(fù)雜，薄壁容易變形， 有精度要求較高的孔和平面 零件，要求切削余量較少，并且材料選擇了鋁合金，流動(dòng)性和鑄造性能都很好，因此適合使用鑄造方法進(jìn)行毛坯生產(chǎn)。 因?yàn)檫x用材料為鋁合金，所以考慮金屬型鑄造、低壓鑄造和壓力鑄造三種適合鋁合金加工的鑄造方法進(jìn)行比較。金屬型既可采用重力鑄造，也可采用壓力鑄造。金屬型的鑄件不但尺寸精度好，表面光潔，而且在澆注相同金屬液的情況下，其鑄件強(qiáng)度要比砂型的更高，更不容易損壞。 金屬型鑄造也有一些不足之處：因?yàn)槟蜔岷辖痄摵驮谒厦孀龀鲋锌招颓坏募庸ざ急容^昂貴，所以金屬型的模具費(fèi)用不菲，不過總體和壓鑄模具費(fèi)用比起來則便宜多 14 了。又因?yàn)榻饘傩偷哪＞呤苣＞卟牧铣叽绾托颓患庸ぴO(shè)備、鑄造設(shè)備能力的限制，所以金屬型不適合于特別大的鑄件生產(chǎn)。此外，金屬型模具雖然采用了耐熱合金鋼，但耐熱能力仍有限，一般 多用于鋁合金、鋅合金、鎂合金的鑄造，在銅合金鑄造中已較少應(yīng)用，而用于黑色金屬鑄造就更少了。由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。然后解除液面上的 氣體壓力，使開液管中未凝固的金屬液依靠自重流回坩堝中，再開型并取出鑄件，至此，一個(gè)完整的低壓澆鑄工藝完成。 壓鑄三方面的優(yōu)點(diǎn)： (1) 產(chǎn)品質(zhì)量好 鑄件尺寸精度高，一般相當(dāng)于 6~7 級(jí)，甚至可達(dá) 4 級(jí)；表面光潔度好，一般相當(dāng)于 5~8 級(jí)；強(qiáng)度和硬度較高，強(qiáng)度一般比砂型鑄造提高 25~30％，但延伸率降低約70％；尺寸穩(wěn)定，互換性好；可壓鑄薄壁復(fù)雜的鑄件。 (2) 生產(chǎn)效率高 機(jī)器生產(chǎn)率高，例如國產(chǎn) JⅢ 3 型臥式冷空壓鑄機(jī)平均八小時(shí)可壓鑄 600～ 700 次，小型熱室壓鑄機(jī)平均每八小時(shí)可壓鑄 3000~7000 次；壓鑄型壽命長，一 副 壓鑄型，壓鑄鐘合金，壽命可達(dá)幾十萬次，甚至上百萬次；易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。一般不再進(jìn)行機(jī)械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金屬利用率，又減少了大量的加工設(shè)備和工時(shí)； 鑄件價(jià)格便易；可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。 壓鑄雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有一些缺點(diǎn)，尚待解決。 第四節(jié) 毛坯的設(shè)計(jì)及生產(chǎn) 一、 澆注位置選定原則 鑄件澆注的位置 , 對(duì)鑄件質(zhì)量、造型方法、 砂箱尺寸、機(jī)械加工余量等都有著很大的影響。 一般應(yīng)注意下面的 幾個(gè)原則 ： 應(yīng)將鑄件上質(zhì)量要求高的表面或主要的加工面 ， 放在鑄型的下面。 所以應(yīng)將大表面 A 面放在鑄型的最下面。 這樣便于在鑄件的厚壁處放置冒口，造成良好的順序凝固，有利于鑄件補(bǔ)縮。在選擇鑄型分型面時(shí) 盡量把鑄件的大部分或全部放在下型內(nèi) , 這樣可將主要的泥芯放在下型 , 便于泥芯的安放和檢驗(yàn) , 還可使上型的高度減低 , 便于合箱。 應(yīng)使鑄模容易從鑄型中取出 , 并盡量減少活塊模、高大的吊砂和彎曲的分型面等。這樣可以省去制造和安放泥芯的工作 , 也可減少由此造成的誤差及產(chǎn) 生的披縫 , 降低鑄件的制造成本。 鑄型的分型面 , 應(yīng)盡量能與澆注位置一致。因翻箱操 作 是一個(gè)很繁重的工作 , 同時(shí)在翻動(dòng)鑄型時(shí) , 可能使泥芯的位置發(fā)生移動(dòng) , 影響鑄件的精度 或造成缺陷。 三、充填、持壓和開型時(shí)間 充填時(shí)間 自液態(tài)金屬開始進(jìn)入型腔起到充滿型腔止，所需的時(shí)間稱為充填時(shí)間。對(duì)大而簡(jiǎn)單的鑄件，充填時(shí)間要相對(duì)長些，對(duì)復(fù)雜和薄壁鑄件充填時(shí)間要短些。 持壓和開型時(shí)間 從液態(tài)金屬充填型腔到內(nèi)澆口完全凝固時(shí)，繼續(xù)在壓射沖頭作用下的持續(xù)時(shí)間，稱為持壓時(shí)間。 持壓后應(yīng)開型取出鑄件。開型時(shí)間過短，由于合金強(qiáng)度尚低，可能在鑄件頂出和自壓鑄型落下時(shí)引起變形；但開型時(shí)間太長，則鑄件溫度過低，收縮大，對(duì)抽芯和頂出鑄件 的阻力亦大。 四、毛坯的拔模斜度 18 為了便于取模，凡垂直于分型面的立壁，制造模樣是必須留出一定的斜度，此斜度稱為拔模斜度或起模斜度。各種鑄造方法的最小鑄造斜度選取如表 所示： 表 各種鑄造方法的最小鑄造斜度 斜度位置 鑄造方法 砂 型 金屬型 殼 型 壓 鑄 外表面 內(nèi)表面 0176。30′ 0176。15′ 1176。 0176。30′ 因?yàn)槟ν熊嚢l(fā)動(dòng)機(jī)殼體鋁合金鑄造而 成，鋁合金熔點(diǎn)較高和收縮量大，且毛坯形狀復(fù)雜，薄壁，多筋板，加工余量很小，所以 該零件采用一種冷室壓鑄鋁合金無拔模斜度的壓鑄方法，拔模斜度為 0176。 五、毛坯精度等級(jí)和加工余量選擇 由于零件的年生產(chǎn)量為 10 萬件 /年，屬于大批量生產(chǎn)類型，切采用壓鑄方法制造，毛坯生產(chǎn)采用壓力鑄造，而壓力鑄造的尺寸精度非常高，因此確定毛坯制造精度等級(jí)為 I 級(jí)精度。 表 澆注時(shí)表面機(jī)械加工要求的質(zhì)量 (mm) ▽ 3 ▽ 4▽ 9 頂面加工余量 1 內(nèi)側(cè)加工余量 底面、外側(cè)加工余量 1 壓鑄孔尺寸的選擇 壓 鑄可以鑄造出小而深的的孔，因此加工余量盡量減小。按其作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。粗基準(zhǔn)的選擇是否合理 ，直接影響著各個(gè)加工表面的加工余量的分配，以及加工表面和不加工表面的相互位置精度關(guān)系，因此，必須做出合理選擇。 為了保證非加工表面與加工表面之間的相對(duì)位置精度要求，應(yīng)選擇非加工表面作為粗基準(zhǔn)；如果零件上同時(shí)具有多個(gè)非加工面時(shí)，應(yīng)選擇與加工面位置精 度要求最高的非加工表面作為粗基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次。 選擇粗基準(zhǔn)，應(yīng)使各加工表面余量均勻，特別應(yīng)使重要的孔加工余量均勻。這樣選擇符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，同時(shí)選擇N 面可較好地保證主軸孔與其它支 承孔的加工余量均勻，并且保證各孔與箱體表面之間的位置精度。這樣可以避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。 互為基準(zhǔn)原則：即對(duì)工件上兩個(gè)相互位置精度要求比較高的表面進(jìn)行加工時(shí)，可以利用兩個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。 準(zhǔn)確可靠原則：即 所選基準(zhǔn)應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確、安裝可靠；夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便。所以要遵循基準(zhǔn)重合原則，選用工序基準(zhǔn)作為定位精基準(zhǔn)，以便減少加工誤差。 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)殼體是典型的箱體類零件，其結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，壁薄，外部為了增加其強(qiáng)度加有很多強(qiáng)筋。所以 ， 應(yīng)選用較大的平面作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)。10 孔定位，這種加工方式，加工時(shí)口朝下，夾具剛度好，且定位可靠，有利于保證各孔加工時(shí)的相互位置精度，而且工件裝卸方便，減少了輔助工時(shí)。但是，因?yàn)?C 面不是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合誤差，使得定位的誤差增加。但是一次裝夾加工表面和孔系太少，使得工序增多，工時(shí)定額和累積誤差增大。另外，精基準(zhǔn)的尺寸較大，定位方便、可靠。 第二節(jié) 加工方法的選擇 一、 零件平面加工方法 主要平面的加工，對(duì)于中、小件，一般在牛頭刨床或普通銑床上進(jìn)行。刨削的刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)床成本低，調(diào)整方便，但生產(chǎn)率低；在大批、大量生產(chǎn)時(shí)，多采用銑削；當(dāng)生產(chǎn)批量大且精度又較高時(shí)可采用磨削。當(dāng)生產(chǎn)批量較大或?yàn)楸ＷC平面間的相互位置精度，可采用組合銑削和組合磨削 。一般經(jīng)粗銑、精銑后，尺寸精度可達(dá) lT9~1T7，表面粗糙度可達(dá) ~。 A 面是本零件的一個(gè)裝配基面，在加工時(shí)也作為粗基準(zhǔn)面，它的加工質(zhì)量會(huì)影響到其它表面及孔的加工，所以對(duì)它的粗糙度及平面度要求都比較高， A 面的粗糙度要求為 m，平面度公差為 ，垂直度公差為 。 C 面作為定位的精基準(zhǔn)，會(huì)直接影響其余表面和孔