缸体缸盖加工工艺与夹具设计(附件)【字数：7299】
日期 2020 年4月 在我国飞速发展的社会进程下，制造业生产操作质量及效率作为目前的热点话题。本文以缸体缸盖的加工工艺和夹具设计展开研究，主要提出全新的工艺设计方案，铣进排气侧面，扩、铣碗型塞片孔，该工艺设计不仅能够对设备引进成本投入有效减少，还可以对整体生产精准度及效率有效提升。介绍了零件结构，设计了缸体缸盖加工工艺规程，包括毛坯、定位基准、拟定工艺路线和加工余量、工序与毛坯尺寸。之后对夹具设计中所要解决的关键问题，包括计算定位基准、切削力和夹紧力，并分析误差与夹具装配图。旨在能够缩减加工成本的同时有效提升加工效率及经济效益，也为类似工艺设计提供可借鉴指导意义。
目录
引言 1
一.零件的分析 2
（一）缸体缸盖的零件图 2
（二）缸体缸盖的技术要求 2
（三）缸体缸盖的工艺要求及工艺分析 3
二.工艺规程设计 3
（一）选择毛坯 3
（二）确定定位基准 4
1.粗基准的选择 4
2.精基准的选择 4
（三）工艺路线的拟定 4
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5
三.夹具设计 5
（一）专用夹具简介 5
（二）夹具的设计 6
1.定位基准的选择 6
2.切削力及夹紧力的计算 6
（三）误差分析 7
总 结 11
参考文献 11
谢辞 12
引言
缸体缸盖加工工艺与夹具设计在机械领域中占有举足轻重的地位。传统的机床使得这一设计存在加工工作强度大， 而且操作维护也不方便， 这给生产带来很大的困难，若缸体缸盖加工工艺及夹具设计不够紧凑的情况下，生产的产品品质就大打折扣，这会使得生产的成本增加了很多，生产效率也会降低很多，所以着手设计全新的缸体缸盖加工工艺及夹具设计装置势在必行[13]。本文提出一种全新的缸体缸盖加工工艺及夹具设计设计，本文设计的缸体缸盖加工工艺及夹具设计结构简单、工作性能十分可靠，更有效降低了工人的工作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
强度，所以缸体缸盖加工工艺及夹具设计设计与制造将会产生很大的市场效益，具有十分良好的经济效益和可行性。
一.零件的分析
（一）缸体缸盖的零件图
本文设计的此种全新缸体缸盖加工工艺及夹具设计（见图11）。
图11 缸体缸盖零件示意图
（二）缸体缸盖的技术要求
在缸体上面安装缸盖，与上部密封气缸共同构成燃烧室，与高温高压燃烧气体经常接触，因此要求能够满足热负荷、机械负荷的承受技术要求[4]。发动机缸盖对于发动机来讲作为不可或缺的关键组件，对缸盖的工艺技术要求精度极高，且缸盖的加工工艺尤为复杂，最终加工质量会对发动机质量性能产生直接影响，因此发动机缸盖加工也同样关键。
（三）缸体缸盖的工艺要求及工艺分析
发动机缸体缸盖有着复杂的工艺结构，且以六面体为主作为多孔薄壁垒组件，仅仅达到3.5mm左右的最薄工艺规格，可达100个加工孔壁总量[5]。
缸盖对工艺刚强度要求较高，只有确保达标才可以保证与燃气体接触时，仍然可以在热力、压力作用力下保持较高的运行稳定性。一般对于缸体缸盖的加工工艺材料以灰铸铁、铝合金和蠕墨铸铁类为主，本文选用HT200灰铸铁作为缸体缸盖的加工工艺材料。根据缸盖的内部结构情况，可以发现以大平面为主，譬如近气面、排气面、顶面、底面等，对于平面和表面的粗糙精度要求始终较高，所以对机床的加工工艺，要求可以拥有高精准度的刀具调整精度以及集合精度，来实现高精度加工需求[6]。
缸盖的高精度孔包括了凸轮轴孔、气门导管孔和挺杆孔等，且多个高精度孔之间还需要密切配合，因此在加工过程中需要对表面粗糙精度、位置、尺寸等均精准把握。加工过程中同时对缸盖的气门导管、阀座完成加工，力求能够做到一次性加工到位尽可能减少误差问题的发生，还需要确保气门导管、气门阀座加工同轴度。对于气阀座、锥面要求严格密封，且对于跳动、圆度均有高精度要求，还要实现部分气门导管孔和运动组件之间的密切配合，所以同样对加工组件尺寸精准度提出较高工艺要求[7]。
在工艺加工中对气门导管底孔同样要保证尺寸高精准度，在加工时要注意具体的加工精度要求，尽量减少或避免发生误差情况，准确控制精度从而避免对气门导管、缸盖之间的组件配合度造成影响，也进而有力保证了发动机的运行可靠性。缸盖中最长孔以凸轮轴孔的加工工艺要求，虽然对机床设备的工艺要求有所降低，但是仍然无法满足对同轴度加工工艺要求，因此需要保证一次性加工成型。
发动机缸体与缸盖拧紧力矩控制,需要使用扭矩加转角方法来实现。以缸盖等螺栓较多的工件拧紧方法设计上，多以5070N.m左右的力矩预拧紧，再以力矩+转角的方式来拧紧；针对工艺要求较高的发动机类型，需要在终拧紧之前将预紧的螺栓先拧松。即以较小力矩将工件压平的预拧紧措施，来规避螺栓多导致压紧平面大，而导致假力矩及零件变形，即监控力矩。
二.工艺规程设计
（一）选择毛坯
发动机制造业中缸盖毛坯的质量确认非常重要,其内部结构直接 影响到发动机耐久使用性能且形状复杂,质量状态难以确认。具体包括毛坯、此轮毛坯、箱体毛坯。本次设计毛坯的工艺加工尺寸和机械加工余量以灰铸铁材料的砂型铸造方法。以减速器设计为例，主要零件材料和毛坯类型制造均以砂型铸造方法为主。具体零件及其材料和热处理参数分别为窥视孔盖：Q235A,HT150,08钢；箱盖、箱体 HT200,退火消除应力Q235A ；螺栓,螺母：Q235A 弹簧垫圈：65Mn,淬火+中温回火；调整环：Q235A, 08钢；端盖：HT150, Q235A ；齿轮轴、 轴、齿轮45，调质处理；挡油盘：Q235A, 08钢；滚动轴承：GCr15（内外环，滚珠）淬火+低温回火，08钢。
（二）确定定位基准
缸体缸盖是发动机的基础部件，也是发动机其余零部件安装的基准，该部件对保证发动机性能起到关键性的作用。缸体缸盖生产工艺作为发动机厂条生产线的核心，关于缸体、缸盖加工工艺中的粗基准、过渡基准和精基准及其缸体结构的分析，是工艺全面进步的基础。
目录
引言 1
一.零件的分析 2
（一）缸体缸盖的零件图 2
（二）缸体缸盖的技术要求 2
（三）缸体缸盖的工艺要求及工艺分析 3
二.工艺规程设计 3
（一）选择毛坯 3
（二）确定定位基准 4
1.粗基准的选择 4
2.精基准的选择 4
（三）工艺路线的拟定 4
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5
三.夹具设计 5
（一）专用夹具简介 5
（二）夹具的设计 6
1.定位基准的选择 6
2.切削力及夹紧力的计算 6
（三）误差分析 7
总 结 11
参考文献 11
谢辞 12
引言
缸体缸盖加工工艺与夹具设计在机械领域中占有举足轻重的地位。传统的机床使得这一设计存在加工工作强度大， 而且操作维护也不方便， 这给生产带来很大的困难，若缸体缸盖加工工艺及夹具设计不够紧凑的情况下，生产的产品品质就大打折扣，这会使得生产的成本增加了很多，生产效率也会降低很多，所以着手设计全新的缸体缸盖加工工艺及夹具设计装置势在必行[13]。本文提出一种全新的缸体缸盖加工工艺及夹具设计设计，本文设计的缸体缸盖加工工艺及夹具设计结构简单、工作性能十分可靠，更有效降低了工人的工作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
强度，所以缸体缸盖加工工艺及夹具设计设计与制造将会产生很大的市场效益，具有十分良好的经济效益和可行性。
一.零件的分析
（一）缸体缸盖的零件图
本文设计的此种全新缸体缸盖加工工艺及夹具设计（见图11）。
图11 缸体缸盖零件示意图
（二）缸体缸盖的技术要求
在缸体上面安装缸盖，与上部密封气缸共同构成燃烧室，与高温高压燃烧气体经常接触，因此要求能够满足热负荷、机械负荷的承受技术要求[4]。发动机缸盖对于发动机来讲作为不可或缺的关键组件，对缸盖的工艺技术要求精度极高，且缸盖的加工工艺尤为复杂，最终加工质量会对发动机质量性能产生直接影响，因此发动机缸盖加工也同样关键。
（三）缸体缸盖的工艺要求及工艺分析
发动机缸体缸盖有着复杂的工艺结构，且以六面体为主作为多孔薄壁垒组件，仅仅达到3.5mm左右的最薄工艺规格，可达100个加工孔壁总量[5]。
缸盖对工艺刚强度要求较高，只有确保达标才可以保证与燃气体接触时，仍然可以在热力、压力作用力下保持较高的运行稳定性。一般对于缸体缸盖的加工工艺材料以灰铸铁、铝合金和蠕墨铸铁类为主，本文选用HT200灰铸铁作为缸体缸盖的加工工艺材料。根据缸盖的内部结构情况，可以发现以大平面为主，譬如近气面、排气面、顶面、底面等，对于平面和表面的粗糙精度要求始终较高，所以对机床的加工工艺，要求可以拥有高精准度的刀具调整精度以及集合精度，来实现高精度加工需求[6]。
缸盖的高精度孔包括了凸轮轴孔、气门导管孔和挺杆孔等，且多个高精度孔之间还需要密切配合，因此在加工过程中需要对表面粗糙精度、位置、尺寸等均精准把握。加工过程中同时对缸盖的气门导管、阀座完成加工，力求能够做到一次性加工到位尽可能减少误差问题的发生，还需要确保气门导管、气门阀座加工同轴度。对于气阀座、锥面要求严格密封，且对于跳动、圆度均有高精度要求，还要实现部分气门导管孔和运动组件之间的密切配合，所以同样对加工组件尺寸精准度提出较高工艺要求[7]。
在工艺加工中对气门导管底孔同样要保证尺寸高精准度，在加工时要注意具体的加工精度要求，尽量减少或避免发生误差情况，准确控制精度从而避免对气门导管、缸盖之间的组件配合度造成影响，也进而有力保证了发动机的运行可靠性。缸盖中最长孔以凸轮轴孔的加工工艺要求，虽然对机床设备的工艺要求有所降低，但是仍然无法满足对同轴度加工工艺要求，因此需要保证一次性加工成型。
发动机缸体与缸盖拧紧力矩控制,需要使用扭矩加转角方法来实现。以缸盖等螺栓较多的工件拧紧方法设计上，多以5070N.m左右的力矩预拧紧，再以力矩+转角的方式来拧紧；针对工艺要求较高的发动机类型，需要在终拧紧之前将预紧的螺栓先拧松。即以较小力矩将工件压平的预拧紧措施，来规避螺栓多导致压紧平面大，而导致假力矩及零件变形，即监控力矩。
二.工艺规程设计
（一）选择毛坯
发动机制造业中缸盖毛坯的质量确认非常重要,其内部结构直接 影响到发动机耐久使用性能且形状复杂,质量状态难以确认。具体包括毛坯、此轮毛坯、箱体毛坯。本次设计毛坯的工艺加工尺寸和机械加工余量以灰铸铁材料的砂型铸造方法。以减速器设计为例，主要零件材料和毛坯类型制造均以砂型铸造方法为主。具体零件及其材料和热处理参数分别为窥视孔盖：Q235A,HT150,08钢；箱盖、箱体 HT200,退火消除应力Q235A ；螺栓,螺母：Q235A 弹簧垫圈：65Mn,淬火+中温回火；调整环：Q235A, 08钢；端盖：HT150, Q235A ；齿轮轴、 轴、齿轮45，调质处理；挡油盘：Q235A, 08钢；滚动轴承：GCr15（内外环，滚珠）淬火+低温回火，08钢。
（二）确定定位基准
缸体缸盖是发动机的基础部件，也是发动机其余零部件安装的基准，该部件对保证发动机性能起到关键性的作用。缸体缸盖生产工艺作为发动机厂条生产线的核心，关于缸体、缸盖加工工艺中的粗基准、过渡基准和精基准及其缸体结构的分析，是工艺全面进步的基础。
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