摘 要
发动机作为汽车的心脏，其制造质量直接影响着汽车的使用性能。缸体作发动机各机构及各系统的装配基础零件，其制造精度对发动机的整体性能有着重要的影响。要提高发动机的使用性能，就必须控制发动机制造过程中关键零件的加工精度与加工质量。
随着我国经济的发展，国内对汽车的需求迅速增长，如何提高汽车产品零部件的生产效率和加工质量，对汽车行业的发展至关重要。发动机缸体是汽车五大部件之一，其生产效率和加工质量直接关系到汽车的生产效率和性能。发动机缸体传统的提高生产效率和加工质量的途径是尽量缩短辅助时间和采用刚性生产线，这种途径在今天已经越来越不适应生产的发展。因此，在汽车行业中，如何提高发动机缸体生产效率和加工质量是一项重要的研究课题。 本论文主要针对发动机下缸体及加工工艺OP10进行了研究，对本工序设计工艺方案进行了分析，发动机缸体属于箱体类零件，结构复杂，加工易变形，因此加工精度要求高，以缸体缸孔壁、曲轴孔等毛坯基准点为定位基准，对缸体进行精确定位。由于缸体各个结合面面积较大，且有较高的位置精度和粗糙度的要求；缸体的加工部位多、加工要求较高、工艺路线长、工件输送较难处理、使生产管理上较繁杂，对缸体进行加工时采用卧式加工中心进行加工，采用卧式数控加工中心不仅能够改善加工质量而且能够极大提高加工效率。论文主要对OP10工序加工中心加工时刀具进行了合理选择，夹具进行了设计并对夹紧力进行了计算。
关键词 发动机缸体；定位基准；加工精度；加工中心
Abstract
The quality of the engine’s manufacturing influenced the performance of the car, as the engine is the important relationship with the overall performance, because the engine block is the fundamental part in the system of the engine. We China, efficiency and processing quality of auto parts, is crucial to the development of automobile industry. Engine cylinder block is one of the five major parts, and its production efficiency and processing quality are directly related to production efficiency and performance of the car. The traditional method to improve production efficiency and processing quality is trying to shorten the auxiliary time and adopt the way of a rigid line, which is already out of date in the current production. Therefore, and processing quality is an important research, and the WD615 engine used in equipment, ships and other ideal power of engine, its cylinder processing design this paper, we focus on the first step of the process and made research on the process. The engine block belongs to the block pieces, which is complicated in structure and easy to be deformed. We could adopt crankshaft bore as the positioning datum to ensure the accuracy. As the junction surface the machining tools and calculation on the fixtures.
Keyword: Engine cylinder Positioning reference Machining accuracy Machining center
目录
摘 要 ................................................................................................................................................ I Abstract ........................................................................................................................................... II 第一章 绪论 .................................................................................................................................... 1
1.2 汽车发动机加工工艺概述 .............................................................................................. 2
1.2.1 发动机缸体加工工艺流程 ................................................................................... 2 1.2.2 缸体加工特点 ....................................................................................................... 2 1.3 汽车发动机缸体国内外发展现状 .................................................................................. 3
1.3.1 柔性加工的特点 ................................................................................................... 3 1.3.2 高速柔性加工的优点 ........................................................................................... 4 1.3.3 高速柔性加工存在的一些缺点 ........................................................................... 4 1.4 本次设计的主要内容 ...................................................................................................... 5
1.4.1 定位基准选择 ......................................................................................................... 5 1.4.2 夹具的设计方案选取 ........................................................................................... 5 1.4.3 刀具的选取 ........................................................................................................... 5 1.4.4 设备选取 ............................................................................................................... 6 1.4.5 设备工艺布置设计 ............................................................................................... 6 1.5 本次设计的目的及要求 .................................................................................................. 6
1.5.1 本次设计的目的 ................................................................................................... 6 1.5.2 本次设计的要求 ................................................................................................... 6
第二章 加工设备的选取............................................................................................................... 8
2.1 加工中心的基本概念和分类 ............................................................................................ 8
2.1.1 加工中心的基本概念 ............................................................................................. 8 2.1.2 加工中心的分类 ................................................................................................... 8 2.2 加工中心的结构和工作原理 ............................................................................................ 8
2.2.1 加工中心的结构 ..................................................................................................... 8 2.2.2 加工中心的工作原理 ............................................................................................. 9 2.3 加工中心工艺特点分析 .................................................................................................. 10 2.4 加工中心的合理选择 ...................................................................................................... 10 第三章 刀具的选取 ...................................................................................................................... 13
3.1 刀具的材料要求及特点 .................................................................................................. 13
3.1.1 刀具的材料及其要求 ........................................................................................... 13 3.1.2 加工中心常用道具的特点 ................................................................................... 13 3.2 加工中心刀具的选用 ...................................................................................................... 14 第四章 定位基准的选择............................................................................................................... 16
4.1 基准的概念...................................................................................................................... 16 4.2 基准的分类...................................................................................................................... 16 4.3 基准的分析...................................................................................................................... 17 4.4 定位基准的选用 .............................................................................................................. 17 第五章 夹具的设计 .................................................................................................................... 23
5.1 夹具的概述...................................................................................................................... 23
5.1.1 夹具的功能 ........................................................................................................... 23 5.1.2 夹具的分类 ........................................................................................................... 23 5.1.3 夹具的组成 ......................................................................................................... 24 5.2 定位精度的分析 ............................................................................................................ 24 5.3 工件夹紧装置的要求和选择 ........................................................................................ 24
5.3.1 工件夹紧装置的要求 ......................................................................................... 24 5.3.2 夹紧力的确定 ..................................................................................................... 25 5.3.3 夹紧装置动力方案选择 ..................................................................................... 25 5.3.4 夹紧机构的选择 ................................................................................................. 27 5.4 切削力和夹紧力的计算 ................................................................................................ 28 第六章 全文总结 ........................................................................................................................ 31
6.1 本次设计的内容 .............................................................................................................. 31 6.2 进一步设计和研究 .......................................................................................................... 31 参考文献 ........................................................................................................................................ 32 致谢 ................................................................................................................................................ 33
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
汽车工业是国民经济中的支柱性产业。汽车生产制造水平直接体现国家汽车
工业发展程度，是显示一个国家工业发达水平的重要标志，同时能够带动和促进其他产业和社会经济的发展。
2009 年我国汽车累计产销突破 1300 万辆，同比增长创历年最高，我国一跃成为世界第一汽车生产和消费国。2010 年我国汽车工业延续了 2009 年的发展态势，汽车产销量双双超过 1800 万辆，创全国历史新高，再次蝉联全球第一，汽车产量占世界汽车总产量的 20％以上。虽然我国已经成为世界第一大汽车生产国和消费国。但是，我国的汽车工业仍处于发展阶段，与欧美日等汽车工业强国相比，我国技术水平还相差很大的距离。
目前，我国汽车制造业以中外合资为主，其核心技术一直掌握在欧美日等国手中，尤其是汽车发动机的研发与制造，我国的汽车发动机生产技术主要来源于美国、德国、意大利、日本等发达国家。国内发动机生产厂商，以中外合资企业为主，如上海通用、上海大众、一汽大众、东风雪铁龙、东风日产、长安福特、北汽福田、广州丰田、广州本田、上汽通用五菱等。
虽然我国在汽车发动机基础理论及相关技术研究方面取得较大的进步，但是生产设备基本靠进口，工艺标准依赖国外企业标准，以合资为主。合资企业发动机制造技术依然依赖国外技术引进，从根本上并没有形成我国自主的制造技术，国外企业仍然占据着技术的领导地位。汽车发动机制造是我国汽车工业发展的一个重要环节，为了提高我国汽车制造能力，相关理论研究和技术改进亟待开展。 发动机是汽车最主要的组成部分，它的性能好坏直接决定汽车的行驶性能，故有汽车心脏之称。而发动机缸体是汽车发动机的基础零件，通过它把发动机的曲轴连杆机构和配气机构以及供油、润滑、冷却等机构联接成一个整体。发动机缸体的加工质量会直接影响发动机的性能。
发动机缸体属于箱体类零件，结构复杂，壁薄多孔，加工易变形，因此加工
精度要求高。发动机缸体结构特征复杂，加工精度要求高，因此对发动机缸体的加工要从生产线的每一个环节进行控制。发动机缸体每道加工工序精度控制对缸体加工质量有着重要的影响，如缸体加工过程中发生加工变形，直接影响到缸体的加工精度和加工质量，最终影响整个发动机的使用性能，因此对发动
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