發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工工藝設(shè)計(jì)-中文翻譯
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1加工工藝設(shè)計(jì)缸體是零件中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的箱體零件,其精度要求高,加工工藝復(fù)雜,并且加工加工質(zhì)量的好壞直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)機(jī)構(gòu)的性能,因此,它成為各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家所關(guān)注的重點(diǎn)零件之一。1.缸體的工藝特點(diǎn)缸體為一整體鑄造結(jié)構(gòu),其上部有 4 個(gè)缸套安裝孔;缸體的水平隔板將缸體分成上下兩部分;缸體的前端面從到后排列有三個(gè)同軸線的凸輪軸安裝孔和惰輪軸孔。缸體的工藝特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜;加工的平面和孔比較多;壁厚不均,剛度低;加工精度要求高,屬于典型的箱體類加工零件。缸體的主要加工表面有頂面、主軸承側(cè)面、缸孔、主軸承孔及凸輪軸孔等,它們的加工精度將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配精度和工作性能,主要依靠設(shè)備進(jìn)度、工夾具的可靠性和加工工藝的合理性來(lái)保證。2. 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體工藝方案設(shè)計(jì)原則和依據(jù)設(shè)計(jì)工藝方案應(yīng)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),充分考慮生產(chǎn)周期、成本和環(huán)境保護(hù);根據(jù)本企業(yè)能力,積極采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的工藝技術(shù)和裝備,不斷提高企業(yè)工藝水平。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本原則:(1)加工設(shè)備選型原則 加工設(shè)備選型采用剛?cè)峤Y(jié)合的原則,加工設(shè)備以臥式加工中心為主,少量采用立式加工中心,關(guān)鍵工序—曲軸孔、缸孔、平衡軸孔加工采用高精度高速臥式加工中心,非關(guān)鍵工序—上下前后四個(gè)平面的粗銑采用高效并有一定調(diào)整范圍的專用機(jī)床加工;(2)集中工序原則 關(guān)鍵工序—曲軸孔、缸孔、平衡軸孔的精加工缸蓋結(jié)合面的精銑,采用在集中在一道工序一次裝夾完成全部加工內(nèi)容方案,以確保產(chǎn)品精度滿足缸體關(guān)鍵品質(zhì)的工藝性能和有關(guān)技術(shù)要求。根據(jù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的工藝特點(diǎn)和生產(chǎn)任務(wù)要求,發(fā)動(dòng)機(jī)缸體機(jī)械加工自動(dòng)生產(chǎn)線由臥式加工中心 CWK500 和 CWK500D 加工中心、專用銑/鏜床、立式加工中心 matec-30L 等設(shè)備組成。(1)頂?shù)酌婕巴呱w止口面粗銑組合機(jī)床 本機(jī)床為雙面臥式專用銑床,采用移動(dòng)工作臺(tái)帶動(dòng)工件,機(jī)床采用進(jìn)口西門子 S7-200PLC 系統(tǒng)控制,機(jī)床設(shè)獨(dú)立電控柜,切削過(guò)程自動(dòng)化完成,有自動(dòng)和調(diào)整兩種狀態(tài);(2)高速臥式加工中心 CWK500 該加工中心可實(shí)現(xiàn)最大流量的濕加工,但由于設(shè)備自動(dòng)排屑處理系統(tǒng)是通過(guò)位于托盤下的內(nèi)置寬式排屑器而完成,該加工中心可以進(jìn)行干加工;機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 6000r/min,快速進(jìn)給速度 38m/min;(3)前后端面粗銑組合機(jī)床 機(jī)床采用液壓傳動(dòng);控制系統(tǒng)采用進(jìn)口西門子 S7-200PLC 系統(tǒng)控制,機(jī)床具有一定的柔性;(4)采用機(jī)床 TXK1500 本機(jī)床有立式加工中心改造而成形,具備立式加工中心的特點(diǎn)及性能,該機(jī)床具有高精度、高強(qiáng)度、高耐磨度、高穩(wěn)定性、高配置等優(yōu)點(diǎn);2(5)高速立式加工中心 matec-30L 該加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速 9000 r/min。控制系統(tǒng)采用西門子公司 SINUMERIK840D 控制系統(tǒng)(6)高速臥式加工中心 CWK500D 主軸最高轉(zhuǎn)速 15000 r/min。3. 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,精度要求高,尺寸較大,是薄壁零件,有若干精度要求較高的平面和孔。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體機(jī)械加工的工藝特點(diǎn)是:主要是平面和孔的加工,加工平面一般采用刨、銑削等方法加工,加工孔主要采用鏜削,加工小孔多用鉆削。由于缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此如何保證各表面的相互位置精度是加工中的一個(gè)重要問(wèn)題。3.1 毛坯的選擇發(fā)動(dòng)機(jī)缸體采用的材料一般是灰鑄鐵 HT150、HT200、HT250,也有采用鑄鋁或者鋼板的,此發(fā)動(dòng)機(jī)缸體采用高強(qiáng)度合金鑄鐵。缸體在加工前進(jìn)行時(shí)效處理,以消除鑄件內(nèi)應(yīng)力和改善毛坯的力學(xué)性能。提高毛坯精度,減少加工余量,是提高自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)生產(chǎn)率及加工質(zhì)量的重要措施。由于國(guó)外箱體類零件毛坯質(zhì)量和精度較高,其生產(chǎn)線系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了毛坯直接上線,既省去了毛坯檢查裝置,也節(jié)省了由于毛坯質(zhì)量問(wèn)題而浪費(fèi)的加工工時(shí),提高了綜合效益。因此,精化毛坯是提高生產(chǎn)率最有潛力的出路。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線,可在零件上線前粗銑六個(gè)面,去除大部分余量,便于零件直接上線。3.2 機(jī)械加工工藝基準(zhǔn)的選擇和加工選擇合理的加工工藝基準(zhǔn),直接關(guān)系到能否保證零件的加工質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō),工藝基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。(1)粗基準(zhǔn)對(duì)于上線的毛坯,其粗基準(zhǔn)的選擇尤為重要,如果粗基準(zhǔn)選擇不合理,會(huì)使加工余量分布不均勻,加工面偏移,造成廢品。在缸體生產(chǎn)線中,我們采用側(cè)面作為粗基準(zhǔn);(2)粗基準(zhǔn)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體這種箱體零件來(lái)說(shuō),一般采用“一面兩銷”為全線的統(tǒng)一基準(zhǔn)。對(duì)于較長(zhǎng)的自動(dòng)自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng),由于定位銷孔在使用過(guò)程中的磨損造成定位不準(zhǔn)確,因此,將定位銷孔分為 2-3 段使用。在缸體定位銷孔的加工中,我們采用了以側(cè)面、底面和主軸孔定位,在加工中心上加工。3.3 機(jī)械加工加工階段的劃分和工序的安排一個(gè)零件往往有許多表面需要加工,當(dāng)然表面的加工精度是不同的。加工精度較高的表面,往往要經(jīng)過(guò)多次加工;而對(duì)于加工精度低的表面,只要經(jīng)過(guò)一兩次就行了。因此,擬定工藝順序時(shí),要抓住“加工精度高的表面”這個(gè)矛盾,合理安排工序和合理劃分加工階段。安排工藝順序的原則是:先粗后精,先面后孔,先基準(zhǔn)后其他。在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的機(jī)械加工中同樣應(yīng)遵循這一原則。(1)粗加工階段 在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的機(jī)械加工過(guò)程中,安排粗加工工序,對(duì)毛坯全面進(jìn)行粗加工,切去大部分余量,以保證生產(chǎn)效率; (2)半精加工階段 在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的機(jī)械加工過(guò)程中,為了保證一些重要表面的加工精度,安排一些半精加工工序,將精度和表面粗造度要求中等的一些表面加工完成,3而對(duì)要求高的表面進(jìn)行半精加工,為以后的精加工做準(zhǔn)備;(3)精加工階段 對(duì)精度和表面粗造度要求高的表面進(jìn)行加工;(4)次要小表面的加工 如螺紋孔,可以在精加工主要表面后進(jìn)行,一方面加工時(shí)對(duì)工件變形影響不大,同時(shí)廢品率也降低;另外,如果主要表面出廢品后,這些小表面就不必再加工了,從而避免浪費(fèi)工時(shí)。但是,如果小表面的加工很容易碰傷主要表面時(shí),就應(yīng)該把小表面加工放在主要表面的精加工之前;(5)輔助工序也要妥善安排 如檢驗(yàn)工序,在零件粗加工階段之后,關(guān)鍵工序加工前后,零件全部加工完畢后,都要適當(dāng)安排。對(duì)加工階段進(jìn)行劃分,具有以下好處:首先,可以在粗加工后采取措施消除工作內(nèi)應(yīng)力,保證精度;其次,精加工放在最后面,不至于在運(yùn)輸過(guò)程中損壞工件已加工表面;再次,先粗加工各面,可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并及時(shí)處理,不會(huì)浪費(fèi)工時(shí)。不過(guò)對(duì)于一般小工件就不要分的很細(xì)。3.4 缸體的主要加工表面和輔助工序缸體主要加工表面和輔助工序有:(1)平面加工 目前,銑削是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體平面加工的主要手段,國(guó)內(nèi)銑削進(jìn)給量一般為 300-400mm/min,與國(guó)外銑削進(jìn)給量 2000-4000 mm/min 相比,相差甚遠(yuǎn),有待于提高,因此,提高銑削進(jìn)給量,縮短輔助時(shí)間,是提高生產(chǎn)效率的主要途徑,發(fā)動(dòng)機(jī)缸體精加工一些平面時(shí)的銑削進(jìn)給量達(dá)到 2399mm/min,大大提高了效率;頂面的銑削是缸體加工中的一個(gè)關(guān)鍵工序,其平面度要求為 0.02/145mm,表面粗造度為 Ra1.6um。在缸體的加工中,采用側(cè)面和主軸軸承孔定位,頂面、底面和中間瓦蓋面同時(shí)加工,在加工中采用線外對(duì)刀裝置,能較好地滿足發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工精度要求;(2)一般孔系的加工 一般孔系的加工仍采用傳統(tǒng)的鉆、擴(kuò)、鏜、鉸、攻絲等工藝方法。課題在設(shè)計(jì)具體的工藝方案時(shí),采用涂層刀具、內(nèi)冷卻刀具等先進(jìn)刀具,采用大流量冷卻系統(tǒng),大大提高了切削速度,提高了生產(chǎn)率;(3)深油孔加工 傳統(tǒng)的加工方法是采用麻花鉆進(jìn)行分級(jí)進(jìn)給,其生產(chǎn)效率低,加工質(zhì)量差。在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體深油孔的加工中,采用槍鉆工藝;(4)三軸孔的加工 三軸孔的加工為缸體孔系加工中精度要求高,工時(shí)長(zhǎng)的限制性工序。因此,工序安排、加工方法、刀具等都應(yīng)該特別注意。合蓋前加工,既缸體半圓孔和主軸承蓋得加工,其主要目的是去除毛坯余量、釋放應(yīng)力,為后序加工做準(zhǔn)備;在加工中心上加工曲軸孔時(shí),采用雙面鏜孔,先在曲軸孔一段端鏜孔到 1/2 長(zhǎng)度時(shí),然后工作臺(tái)回轉(zhuǎn) 180 度,從另外一端再鏜另一 1/2 長(zhǎng);(5)缸孔的加工 缸孔的加工時(shí)缸體機(jī)械加工中的關(guān)鍵工序之一,一般情況下,其加工工藝過(guò)程為粗鏜、半精鏜、精鏜和珩磨。為及早發(fā)現(xiàn)缸孔內(nèi)壁的鑄造缺陷,消除應(yīng)力,應(yīng)盡量提前粗鏜缸孔;由于缸孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同,需采用珩磨工藝,以提高缸孔表面質(zhì)量。在大批量生產(chǎn)中,缸孔的珩磨一般采用多軸珩磨機(jī)或珩磨自動(dòng)線。再次我們采用珩磨自動(dòng)線,由粗珩、精珩和檢測(cè)三臺(tái)設(shè)備組成;(6)清洗 清洗分為濕式清洗和干式清洗。缸體機(jī)械加工自動(dòng)生產(chǎn)線采用大流量濕4式清洗;(7)檢測(cè) 檢測(cè)分為在線檢測(cè)和線外檢測(cè)兩種。在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的質(zhì)量檢測(cè)中,根據(jù)實(shí)際情況采用線外檢測(cè),主要采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)缸體進(jìn)行綜合測(cè)量,每 200 件抽查 1-5件,每班抽查一件。4. 小結(jié)通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)進(jìn)行分析,論述了發(fā)動(dòng)機(jī)缸體機(jī)械加工工藝方案的原則和依據(jù)以及切削用量的選擇,并以高速銑削和調(diào)頭鏜孔為例,設(shè)計(jì)、分析了發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的高速銑削和調(diào)頭鏜孔工藝過(guò)程,及在加工中需要注意的問(wèn)題。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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