发动机机体加工工艺及其夹具设计（含全套CAD图纸）.doc

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1、发动机机体加工工艺及其夹具设计 要全套设计请联系QQ174320523 各专业都有摘 要： 本课题概要的介绍国内外机械制造行业的发展趋势，从而提出发动机机体加工工艺研究的重要性。对影响机体机械加工质量的因素和主要对策的分析、研究，关键工序的加工进行分析，选择合适的刀具，选择合理定位基准和可靠定位基准以及设计可靠的夹紧来保证其加工质量和加工精度，提出相应的对策提高发动机的良品率和满足客户的要求。同时粗铣顶底面、精镗缸套孔专用夹具和一套工艺规程的合理设计更使得加工工艺有所创新。关键词： 发动机机； 加工工艺；夹具； 因素 The Design of Engine Block Processing

2、Technology and Jig Author: GUO YingTutor: CHEN Zhi-liang(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: Brief introduction of this topic at home and abroad and the development trend of machinery manufacturing industry, and then puts forward the engine

3、 block the importance of processing technology research. The influence of mechanical processing factors on the quality of the main countermeasures and analysis, research, the key working procedure of processing analysis, choose proper tool, select the reasonable positioning base and reliable positio

4、n datum and the design of clamping reliable to ensure the process quality and machining precision, and put forward the corresponding countermeasures to improve the engines rate and meet the demand of the customers. At the same time the bottom and fine rough milling boring cylinder liner hole special

5、 jig and a set of technical process the reasonable design of more make processing technology has innovation.Keywords: Engine Block; Processing technology; Jig; Factors1 前言1.1 机械行业在世界上的发展趋势世界机械制造行业包含了矿山设备、工厂设备和建筑机械及汽车零部件、家用电器等诸多领域，其年产值高达1万亿美元。据行业专家分析，机械制造业在未来的发展中，有四种重要趋势将对其产生重大影响。（1）机械制造行业的融合在机械制造的许多

6、领域，电子控制和软件技术变得同机械工程同等重要。德国第巴赫机械制造公司是世界最大的大型玻璃制造厂生产玻璃制造厂生产玻璃处理系统的公司，目前该公司的软件控制装置、电子机械装置占据了其产值的1/3。（2）机械制造行业服务性思维在从电梯到工厂设备等的各个领域，生产厂家的利润增加已不再是因为按固定规格生产产品，而是要求制造厂家能按用户的要求生产产品，以满足的个性化特殊的需求。此外，企业也通过维修或售后服务以增加产值，并带动生产型服务业的发展。（3）机械制造业全球产品开发企业的产品开发，不是在自禁的闭门造车，而是在面向开放的公共平台和社会资源。如美国最大的家用电器制造商惠而浦公司，对由2000名工程师组

7、成的全球产品开发小组进行改组，以集思广益开发新产品，缩短某些产品的开发时间。1.2 机械行业在中国的发展趋势 改革开放以来，我国机械制造业实现了持续的高速增长，但从去年开始这一态势发生了较大变化，主要表现是增速出现了较大回落。尽管如此，去年中国机械制造业的总产值仍比2010年增长了25.06%，实现了利润比上年增长了21.14%，但是上述增速分别比2010年回落了8个百分点和30多个百分点。2011年以来中国机械制造业增速出现了明显回落，说明中国经济总量高速增长时期已逐渐过去，今后机械制造业必须适应市场需求由重“量”到重“质”的转变趋势。但是总体来说，我国工业化和城市化在不断提高，未来建设任务

8、仍然巨大，对工程机械产品需求的增加也将直接推动工程机械行业的快速发展1。依靠我国机械行业50年形成的物质技术基础和发展经验，通过加快与国际经济的融合与接轨，有利于更多地获得发展所需的各种资源，加快机械行业技术进步和产业升级；有利于面向国内外两个市场，进一步扩大机械产品出口；有利于学习国内外先进的管理经验，加快企业经济运行机制和管理体制的转换。随着经济全球化步伐加快，国内市场日趋国际化，世界著名跨国公司对我国机电产品市场的进入战略正在由过去推销产品为主转变为以产品、资本、技术、服务等更多种手段的全面市场输入，一些体现国力和技术水平的重要机械产品（如汽车、电力设备、数控机床、自动化控制设备等）市场

9、的竞争将更加激烈2。1.3 论文背景及主要任务本课题中加工零件为发动机机体，它是发动机的主体，是安装其他零部件和附件的支承骨架，其结构复杂，有较高的精度要求，因此，在机械制造加工工艺中具有一定的代表性，本课题来源于生产实际现场，具有较强的实际应用价值。由于现在机械工业的迅猛发展，发动机的需求量和发动机的技术含量的一步步提高，发动机机体的生产成本的控制有利于发动机的成本控制，所以研究发动机机体的加工工艺及夹具设计是非常必要的。发动机机体的生产纲领是成批大量生产，此类生产类型要求有细致和严密的组织工作，因此要求有比较详细的机械加工工艺规程和合理的专用夹具。机械加工工艺规程的合理编制有利于降底生产成

10、本，使充分利用现有的生产条件，做到少花钱，多办事；还可以减少工人的劳动强度，保障生产安全，创造良好、文明的劳动条件。发动机机体的加工精度要求很高，所以要加工过程中需要专用的夹具来保证加工精度。机床夹具的首要任务就是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面和定位面之间及被加工表面相互之间的位置精度。它还能提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要地位。此次毕业设计的主要任务是发动机机体加工工艺规程的编制、粗铣机体上下表面夹具和精镗缸套孔专用夹具的设计、及对影响发动机机体加工的典型工序的加工质量的因素及主要对策加以分析和研究。运用大学四年所学的专

11、业知识结合实践经验，进一步研究了发动机机体的构造以及有值得改进的地方。这有利于对所学知识的巩固和知识面的扩展,通过毕业设计进一步提高调查研究、设计计算、理论分析、查阅资料及绘制图样等各方面的基本技能。本课题来源于实际生产现场，根据湖南农业大学东方科技学院毕业设计任务书中所规定的内容，本次设计包括三个主要内容。一是发动机机体的加工工艺规程编制。制定一套合理的工艺规程，有利于在生产过程中作到优质、高效、底消耗、安全生产和改善劳动条件，使得机械加工循序渐进的进行。其主要内容包括：研究零件图分析其合理性，在得到允许的情况下改正其中的不足之处，分析零件的工艺性、零件毛坯图、工序路线、加工余量的确定。主要

12、工序的定位方案、定位误差分析、主要工序的单件机动工时计算等。再根据以上内容，查阅相关资料，确定合适的加工设备及主要参数和规格。其次是粗铣机体上下表面夹具和精镗汽缸孔夹具的设计。经过多种方案对比选择，确定更为合理的定位方式、夹紧方式、刀具的对刀引导方式、夹具整体结构和夹紧力。再次是对影响发动机机体加工的典型工序的加工质量的因素及主要对策加以分析和研究。使得所设计的夹具结构简单、定位精确、夹紧可靠。完全符合零件图纸加工要求。然后绘制夹具总装图，最后整理设计完成设计过程。2 设计分析2.1 设计任务此次设计的主要内容为发动机机体的加工工艺规程的编制，粗铣顶底面夹具设计、精镗缸套孔夹具设计，对影响发动

13、机机体加工的典型工序的加工质量的因素及主要对策加以分析和研究。加工工艺规程的制订要符合生产情况，生产纲领为成批大量生产。夹具的设计要满足加工技术要求，操作方便、安全。2.2 工艺规程的制定机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件2。 规模的大小、工艺水平的高底以及解决各种工艺题的方法和手段都是要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程设计是一项重要又严肃的工作。它要求设计者必须具备丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。机械产品生产过程是指从原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程。它既包括：毛坯的制造、机械加工、热处理、装配、检验、油漆等主要

14、劳动过程，还包括：包装、储存和运输等辅助劳动过程。机械产品复杂程度不同，其生产过程可以由一个车间或一个工厂来完成，也可以由多个工厂联合完成。机械加工工艺过程是机械产品生产的一部分。是对机械产品中的零件采用各种加工方法直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。2.3 零件结构工艺性分析所谓零件的结构工艺性是指在满足使用要求的前提下制造该零件的可行性和经济性1。功能相同有零件，其结构工艺性可以有很大的差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。2.3.1 零件图的分析在进行工艺规程制定之前，要仔细研究所加工零件的零件

15、图和充分了解此零件所用的场合。这样才能合理的设计工艺规程，因为零件图是工程设计人员与机械加工人员进行交流的一种技术性文件，它被称为工程语言3。由已知的零件图，机械设计人员可以制定出相应的工艺规程，有利于零件的后续加工。在分析零件图时应注意的问题有：检查零件图的完整性和正确性。在所给的零件图中，具有三个视图，可以看清零件的结构，表达直观、清楚。经检查零件无差错。零件示意图如下图所示：图1 零件示意图Fig.1 schematic of body发动机机体从立体来说有4组加工面：（1）机体上下面 机体上下面有较高的平面度要求，对主轴孔有较高的平行度要求，除此之外，还有一些孔的加工。 （2）机体前后

16、面 机体前后面有凸轮轴孔、主轴孔、两通孔以及一些螺纹孔，还有一调速器安装面。（3）机体两侧面 机体两侧面有两水管安装面、两窗口面、油泵平面、油泵孔以及一些螺纹孔。（4）缸套孔 缸套孔的中心线对主轴孔的中心线有较高的垂直度要求。零件工艺结构比较复杂，但是零件的刚性比较好，所以零件的工艺加工过程偏向于工序集中，这样可以使总的工序数目减少，夹具的数目和工件安装次数也相应减少，这样有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率的机床，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。2.3.2 结构工艺性分析由发动机机体零件图可以看出，此零件结构复杂，并根据零件的用途，故选用牌号为HT20-40的铸

17、铁为零件的毛坯材料，并采用铸件，这样有利于提高零件制造精度和减振性4。在机械加工过程中，因为技术要求都较高，所以在满足各种性能指标下，也应该兼顾加工的经济性。其主要面加工方法如下：（1）机体上下面 上表面的平面度为0.05，与主轴孔中心线的平行度为0.10；下表面的平面度为0.2。用双面铣进行加工。（2）机体前后面 两表面的平面度为0.06，与主轴孔中心线的平行度为100：0.05，也用卧式双面铣进行加工。（3）机体两侧面 两侧面有五个不同的面，其中加工要求较高的是油泵平面，要求与缸套孔中心线的平行度为0.25，用五头铣同时加工。（4）缸套孔 缸套孔有许多的精度要求，在这里采用粗镗，半精镗，精

18、镗对它进行加工，以满足精度要求。除上述主要尺寸外，还有一些重要的尺寸精度要求比较高，在制定工艺过程中还要考虑它们的形位公差等。这些尺寸有：主轴孔前后孔的同轴度为0.015；前轴承座孔圆柱度为0.012，其端面与主轴中心线的垂直度为100：0.06；顶面各螺纹孔中心线与顶面的垂直度为100：0.2；前端面内凹面凸轮轴孔上面的两孔的凸台表面与前端面平行度为100：0.1；综上所述，零件的结构工艺性要求较高，制造精度较高。3 零件毛坯3.1 零件毛坯材料的选择发动机机体是发动机的主体结构，是安装其他零部件和附件支撑骨架，承受极为复杂的载荷；该零件的工作条件恶劣，要求有足够的刚度和强度，需要具有良好的

19、机械性能，它直接影响到发动机的性能。故在材料选择上采用牌号为HT20-40的灰铸铁作为零件的材料。由机械加工工艺手册表1-9查得HT20-40具中等强度，耐磨性和耐热性，良好的减振性，较好的铸造性，用于制造负荷中等，受磨损的零件和大尺寸零件，如汽缸，齿轮，活塞等5。3.2 零件毛坯的种类选择由于发动机机体形状复杂，由机械加工工艺设计手册表2-35各种铸造方法的经济特性，在大批生产的情况下，所以毛坯为铸造件3。这样有利于零件的大批量生产，并且坯件精度高，可以大量减少后继工序加工费用，提高生产效率、降底生产成本。铸件采用砂模铸造的方法，查金属机械加工工艺人员手册有在大批、中批生产的铸件精度等级为2

20、级，为消除内应力，开箱后进行退火处理，最后清理完后再进行喷丸处理5。3.3 零件毛坯质量根据计算铸件毛坯质量为43kg5。3.4 零件的毛坯图及尺寸的确定机械加工中毛坯尺寸与完成加工后的零件尺寸之差，称为毛坯的加工余量（零件的表面如无需机械加工，则该表面上即无加工余量）。加工余量的大小。取决于加工过程中各个工步应切除的金属层的总和，以及毛坯尺寸与规定的公称尺寸之间的偏差数值。所以在确定毛坯尺寸时应根据各工步的加工余量来确定6（各工步的加工余量见表2）。由于发动机机体结构较复杂，故毛坯图不予画出。4 工件定位基准的确定基准是机械制造中应用十分广泛的一个概念，是用来确定生产对象上几何要素之间的几何

21、关系所依据的那些点、线或面。从设计和工艺两方面看基准，可把基准分为两大类，即设计基准和工艺基准。其中定位基准又可以分为粗基准、精基准和辅助基准1。在发动机机体的加工过程中，上下、前后两面同时加工，由于采用双面铣的方法，以机体主轴中心线为定位基准，对于机体加工精基准的选择，应考虑以下几点：主要定位基准应有足够大的表面，使定位可靠；以设计基准作为定位基准，使基准重合，避免基准不重合误差，但是由于工件结构上不方便，故基准不重合，因为此处是粗加工，所以基准不重合影响不大；使大部分表面能用同一基准来进行加工（基准统一），以保证位置精度，操作方便。 在加工发动机机体的时，最先铣出它的顶底面和前后面作为后面

22、工序的精基准，以后采用基准统一原则，避免基准不重合误差。5 加工阶段的划分与工序路线的确定由机械制造工艺学可知，加工阶段的划分可分为：（1）粗加工阶段。在粗加工阶段，主要是以高生产率去除加工面多余的金属，使其在尺寸形状上接近零件成品。（2）半精加工阶段。在半精加工阶段减少粗加工中留下的误差，使加工表面达到一定的精度，并留有适当的加工余量，为后续精加工做好准备。（3）精加工阶段1。在精加工阶段，应确保尺寸、形状和位置精度达到图纸上规定的精度要求以及表面粗糙度要求。加工工序路线方案的确定:表.1方案1Table.1 Scheme 1工序序号工序名称工序序号工序名称10305070901201401

23、60180200220240260280300320340钻铰底面各孔粗镗主轴孔、凸轮轴孔粗铣前后面精铣上下面铣两窗口面半精镗缸套孔精镗缸套孔及止口钻汽缸体顶面各孔汽缸体顶面各孔扩孔汽缸体顶面各孔攻丝钻前、后面各孔钻前后面连接孔钻起动手柄螺纹底孔缸套孔倒角钻回油孔底面各孔攻丝刻线及去毛刺20406080110130150170190210230250270290310330粗铣上下面精镗主轴孔及凸轮轴孔精铣前后面铣两水管安装面铣油泵平面粗镗缸套孔铣调速器安装面清理铁屑清理铁屑清理铁屑钻两侧孔镗油泵孔钻前后面各孔前、后面及回油孔倒角前后面各孔攻丝两侧面螺纹孔攻丝表.2方案2Table.2 Sch

24、eme 2工序序号工序名称工序序号工序名称1030507090110粗铣机体顶、底端面退火处理铣两水管安装平面、两窗口面及油泵平面精铣机体顶、底端面钻、扩、铰机体底面各孔粗镗主轴孔、凸轮轴孔20406080100120粗铣汽缸体前、后端面粗铣机体两侧面铣调速器安装面精铣机体前、后端面和钻各孔钻、铰机体顶面各孔镗油泵孔 续表 2工序序号工序名称工序序号工序名称150170190210230250270290310粗镗缸套孔及止口精镗缸套孔及止口钻主油道孔并各孔倒角机体底面各孔攻丝精铣机体两侧面和钻各孔钻起动手柄螺纹底孔及缸套孔倒角清理铁屑刻线及去毛刺水道、油道密封检测清洗机体1401601802

25、00220240260280300320半精镗缸套孔及止口半精、精镗主轴孔及凸轮轴孔尺寸偏差检测前、后面各螺纹孔攻丝两侧面各螺纹孔攻丝顶面各螺纹孔攻丝压碗型塞检测缸套孔尺寸，分组作标记压入成品汽缸套整理、终检以上二种方案比较：方案二较方案一更为合理、全面。方案二的工序集中，工艺安排基本符合先加工基准面再加工其它表面；先加工平面，后加工孔；先安排粗加工工序，后安排精加工工序的这几条原则。其次，方案二的热处理工序安排恰当，一开始便进行退火处理，消除内应力，便于机械加工，加工完后还进行各种检验，提高加工质量。而方案一工序分散，对于刚性较好的发动机机体，工序集中为好，否则浪费加工成本，加工效率底，浪费

26、时间，而且方案二的安排符合工艺顺序的安排原则：一、先加工基准面，再加工其他表面；二、先加工平面，后加工孔；三、先加工主要平面，后加工次要平面；四、先安排粗加工工序，后安排精加工工序。其次，对于热处理的安排上，为了消除内应力而进行的热处理工序（如人工时效、退火、正火等），最好安排在粗加工之后，故方案二在粗铣上下面、前后面之后在进行退火处理1。6 加工余量的确定根据零件图上的标注尺寸查阅金属机械加工工艺人员手册第五章加工余量表5-48、表5-49、表5-53、表5-56、表5-59、表5-72、表5-843再根据所制定的工艺规程，结合实际经验，参考机械加工余量手册5，可确定工序间的加工余和公差等级

27、，并确定零件总的加工余量（以毛坯的加工余量2-4mm作为总余量）。毛坯的机械加工余量如表5所示:表.3机械加工余量Table.3 Process Remaining Definition加工表面工序名称加工余量公差等级公 差公差尺寸上下表面前后表面底面4-M12底面8孔与底面8同轴7深孔底面M20X1.5两水管安装面两窗口面185主轴孔90主轴孔毛 坯粗 铣精 铣毛 坯粗 铣精 铣毛 坯钻 孔铰 孔攻 丝毛 坯钻 孔铰 孔毛 坯钻 孔毛 坯钻 孔攻 丝毛 坯粗 铣毛 坯粗 铣毛 坯粗 镗精 镗毛 坯粗 镗精 镗60.754110.22.81.87.88717.42.6661.40.61.40.

28、6IT11IT7IT11IT7IT10IT7IT10IT7IT10IT10IT11IT11IT12IT7IT12IT70.400.060.200.120.0270.600.0450.460.0254941.5488+0.2 -0.2 487.25 +0.050.012361.5232-0.63 -0.43231+0.18 010.213+0.027 0M127.88+0.016 0717.4M20278127229012841831184.4+0.2 -0.4185+0.045 088189.4+0.20 -0.2690-0.005 -0.030 续表 3加工表面工序名称加工余量公差等级公 差

29、公差尺寸80主轴孔62凸轮轴孔105缸套孔107缸套孔缸套孔止口顶面18孔顶面2-M10顶面4-M14毛 坯粗 镗精 镗毛 坯粗 镗精 镗毛 坯粗 镗半精镗精 镗毛 坯粗 镗半精镗精 镗毛 坯粗 镗 精 镗毛 坯钻 孔扩 孔扩 孔毛 坯 钻 孔攻 丝毛 坯钻 孔扩 孔扩 孔1.40.61.40.62.510.52.51.10.42.50.51715.58.51.5120.52.5IT12IT7IT12IT7IT12IT11IT7IT12IT11IT7IT12IT7IT11IT9IT9IT9IT10IT9IT90.40.030.40.020.450.10.0350.460.10.0350.230

30、.2478179.40.280+0.03 060161.40.262-0.005 -0.0251011103.5+0.45 0104.5+0.1 0105+0.035 01031105.5+0.46 0106.6+0.1 0107+0.035 01091111.5+0.23 0112+0.70 +0.046171822.58.5M101212.514.5 续表 3加工表面工序名称加工余量公差等级公 差公差尺寸缸体前面9-M8前面4-M12前面4-16连接孔缸体后面11-M8后面8定连接孔后面11定连接孔缸体后面30通孔与11H8同孔的8深孔后面凸轮轴孔上12凸台孔后面25凸台孔M20攻 丝毛

31、坯钻 孔攻 丝毛 坯钻 孔攻 丝毛 坯扩 孔铰 孔毛 坯钻 孔攻 丝毛 坯钻 孔铰 孔毛 坯钻 孔铰 孔毛 坯钻 孔毛 坯钻 孔毛 坯钻 孔铰 孔毛 坯钻 孔1.56.71.310.21.85.30.56.71.37.50.510.50.530811.70.318.5IT10IT10IT9IT8IT10IT10IT7IT10IT8IT10IT10IT10IT7IT100.016M146.7M810.2M1210.215.5166.7M87.58H7 10.511H830811.712+0.019 018.5 续表 3加工表面工序名称加工余量公差等级公 差公差尺寸主轴孔下14凸台孔与14孔同轴1

32、2.5孔轴孔下M20孔主轴孔内45斜孔机体后面25通孔两侧面20-M8孔起动螺纹M20两侧面4-M12攻 丝毛 坯钻 孔毛 坯钻 孔毛 坯钻 孔攻 丝毛 坯钻 孔毛 坯钻 孔毛 坯钻 孔攻 丝毛 坯钻 孔攻 丝毛 坯钻 孔攻 丝1.51412.518.51.58256.71.318.51.510.21.8IT10IT10IT10IT10IT10IT10IT10IT10M201412.518.5M208256.7M818.5M2010.2M127 选择加工设备和工艺设备此零件加工时的主要方法有铣削加工、镗削加工、钻削加工。工序中的铣削有粗铣和精铣，由于两平面有较高的平面度要求，而且对主轴孔中心线

33、有较高的平行度要求，为了提高加工效率，以主轴孔中心线为基准，采用双面铣，至于两水管面、两窗口面以及油泵平面，位置度要求不是很高，为提高加工效率，采用五头铣。工序中的镗削加工，首先考虑到缸套孔对主轴孔中心线有较高的垂直度要求，两缸套孔有较高的同轴度要求，所以采用立式镗床，对缸套孔进行粗镗、半精镗和精镗，其次镗主轴孔和凸轮轴孔，由于前后的孔径大小不一，工件较大，采用液压双面组合镗。工序中的钻、扩、锪孔、攻丝，所需加工的尺寸繁多，采用摇臂钻床Z3025、双面组合钻以及各种攻丝机。8 主要工序定位方案由于零件结构较复杂，工序较多，工件较大，定位情况也就随之繁杂，但总归离不开几种基本定位情况而已，大体上

34、工件采用一面两销对工件进行定位。故只需重点分析主要工序中的粗铣上下表面和精镗缸套孔的定位方案及定位误差的分析计算。根据工艺规程所选加工装备和夹具可知以下条件：(1)大批量生产，毛坯为铸造件，加工设备为专用机床。(2)粗铣工序采用液压夹紧，夹紧可靠，拆换迅速。(3)精镗工序采用一面两销进行定位，用液压夹紧，夹紧可靠。(4)粗铣顶底面的加工要求，如图2所示。图2 粗铣机体顶底面的加工要求Fig. 2 Requiring of rough milling blocks upper and lower surface(5)精镗缸套孔的加工要求，如图3所示。图 3 精镗缸套孔的加工要求Fig .3 Re

35、quiring of boring organism cylinder hole主要工序的定位方案的确定:（1）粗铣机体上下表面：加工要求：尺寸公差4880.2, 上下表面粗糙度6.3. 本工序采用两根铣刀杆加工，每根铣刀杆上分别装有相距为488mm不重磨硬质合金刀片套式面铣刀6，将刀具安装在双面铣专用机床上可以同时粗铣发动机机体的上下面，提高工作效率。 满足零件图上的加工要求，只需要限制3个方向上的自由度，即、。经过分析，采用的定位方案为： 183：采用菱形销定位，它可以限制。的定位：采用平面定位的方法来限制 方向。的定位：采用两挡块，它可以限制Z轴方向的转动。（2）精镗机体缸套孔由上面缸套

36、孔及止口的加工要求有，对机体工件加工需要限制六个自由度，机体结构复杂，用侧面和前后面定位比较困难，所以只能对其底面采用一面两销进行定位，这样可以限制机体的六个自由度，夹紧采用液压夹紧，这样夹紧可靠，有利于机体的加工。9 影响发动机机体主要工序的机械加工质量的因素及主要对策机体是发动机零件中结构较为复杂的箱体类零件，也是发动机的骨架，是所有零件和附件的装配基体，其精度要求高，加工工艺复杂，且加工质量直接影响发动机的整体性能。同时，在当前发动机开发在排放、油耗、噪声及性能等方面面临更高的要求，机体的工序质量控制也将以一个更高的起点来适应这种变化。目前，随着数控技术和测量技术的发展，机床制造业取得长

37、足的进步，其加工质量和精度的提高使机械加工生产线在规划阶段有了新的工序质量保证手段，全面提升了工序质量保证能力。9.1 设备精度的影响零件的形状精度和相互位置精度最终是靠设备来保证的，因此设备的选择对保证机体零件的加工精度显得尤为关键。近几十年来，汽车工业已经成为了中国机床的消费主体，约消费了全社会40%的机床。同时，汽车工业投资的一半以上又用于购买机床，其中，进口机床额约占80%。统计表明，“十五”期间，汽车工业投资总额突破2000亿元，超过1000亿元用于采购机床，其中约800亿元用于购买进口机床。这一数据表明，国内汽车工业的发展我国机床市场和进口高速增长的主要原因，换个角度也说明我国装备

38、制造业发展还严重滞后后于国际先进水平，汽车工业关键设备仍严重依赖进口。 为了稳定保证生产过程加工质量，工艺人员在工艺规程时，就必须考虑一定的安全系数。国外规定，机械加工的工序能力不大于双侧公差的3/4，对于单向公差，不大于产品的公差的7/8.因此，国外对机床的质量要求非常严格，机械能力CM/CMK=2.0/1.67,即3.4PPM，这意味着一百万个零件中仅有3.4个不合格品，达到了6西格玛的要求。而国内机床质量水平只能达到3-4西格玛，差距比较大。 就金属切削设备而言，以发动机加工为例，在汽车行业普遍流行的做法是，发动机机体、缸盖、曲轴、连杆和凸轮轴这些核心零部件的加工设备选择时，一是采用尽可

39、能柔性、成熟技术、成熟工艺方案为原则；二是在整个工艺方案中重要关键特性加工的设备采用进口设备；一般特性采用国产设备。这就说明在这类高速度、高性能、高精度的机床的技术性能、可靠性与国外还有较大差距（特别是欧美），而中底端产品在部分使用进口元件条件下，还是完全可以替代进口的。 以800台面通用卧式加工中心的定位精度和重复定位精度两项指标为例，通过对国内外机床参数的比较不难发现这一差距，见表4。表 4国内外800台面卧式加工中心精度比较Table. 4 Precision comparing with 800horizontal machining center table at home and

40、abroad机床精度指标国外（欧美）平均水平国内较高水平定位精度重复定位精度9.2 工艺系统的影响提高工艺系统的刚度对保证加工质量尤为关键，主要可采取四个措施：9.2.1 合理设计工艺装备结构在设计工艺装备时，应尽量减少连接面数目，并注意刚度的匹配，防止有局部底刚度环节出现。在设计基础件、支撑件时，应合理选择零件结构和截面而现状。一般地说，截面积相等时。空心截形比实心截形的刚度高，封闭的截形又比开口的截形好，在适当部位增添加强肋也有良好的效果。如在粗镗气缸孔工序中，夹具为U型开放式结构，为提高夹具系统的整体刚性，在夹具的左右端增加了带有铰链的转动横杆，工件上料（上下料方式为通过式）后，转动横杆

41、工作，连接U型口端部，并通过连接销固定，使夹具前后端墙板形成闭式稳固结构，提高夹具刚性，加工机体四侧面夹具，采用地面一面两销定位，主夹紧力在工件的顶面，考虑到在切削加工过程中，切削力将对工件带来较大的变形，为提高工艺系统的整体刚性，抵消切削力的影响，在压紧导柱中间部位设计斜锲内胀机构，在工作时，机构自动撑紧下缸孔部位，抱牢工件，可抵消部分切削力。9.2.2 提高连接表面的接触刚度主要是提高机床部件中零件间接合表面的质量，和给机床部件预加载荷。在设备采购时就充分考虑到接触强度，设备工作台，纵向移动轴，立柱轴和主轴箱配有紧凑型导轨和带预紧滚柱的滚柱导块。9.2.3 采用辅助支撑例如在精镗气缸工序中

42、，为提高工艺系统的整体刚性，除主夹紧力作用外，在机体两侧还布置可调辅助支撑装置，使机体受到左右对称，分布均匀的辅助作用力影响，可有效增加工件刚性，减少机体在加工过程中形变，见下图。图 5 带有辅助支撑的夹具Fig. 5 With auxiliary support jig9.2.4 采用合理的装夹和加工方式在机体毛坯加工工序中，特别是去除主要余量的铣削加工，考虑到毛坯件在表面材料去除后应力释放而产生较大的变形，笔者提出了对压紧力进行高底压分级程序控制，荒加工时采用较大的压紧力，加工完成后短暂撤销压紧力，使工件内应力释放，再以较小的压紧力作用下对工作进行半精加工。这种方法有效地降底了因毛坯内应力产生的变形影响，提高了机体加工过程质量。9.3 温度的影响切削过程中还始终伴随着热的作用，包括切削热，辐