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1、大连交通大学信息工程学院毕 业 设 计 (论 文)题 目 柴油机缸盖加工工艺及钻攻两端面孔夹具设计学生姓名 专业班级 06-4班指导教师 职 称副教授所在单位 信息工程学院 教学部主任 完成日期 2010年7月2日摘 要缸盖是内燃机零件中结构较为复杂的箱体零件，其精度要求高，加工工艺复杂，且加工质量直接影响发动机整体性能。随着科学技术和经济的发展，汽车制造商们对发动机缸盖的机械加工工艺越来越重视，缸盖的机械加工工艺技术也在不断地进步。本设计中的汽车缸盖与缸体合成球形燃烧室，缸盖上有同轴的凸轮轴孔，进、排气阀座，导杆孔和火花塞孔等,它们的尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度以及各表面质量均影响发
2、动机的性能与工作寿命。为保证缸盖的加工精度要求，需要拟定合理的机械加工工艺路线。工艺路线决定了各表面的加工方法、工序数目和各工序所用的基准，之后再具体编排各工序的顺序，包括机械加工工序、热处理、表面处理、检验，以及各种辅助性工序。工艺路线的安排必须合理，符合客观规律。机床夹具是机床上用来装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。工件装夹实质是在机床上对工件进行定位和夹紧，其目的是通过定位和夹紧使工件在加工过程中始终保持正确的加工位置，以保证该工序所规定的加工技术要求。关键词：缸盖 工艺 夹具ABSTRACTThe cylinder co
3、ver is in the internal combustion engine components the structure more complex box body components, its precision requests high, the processing craft is complex, also the processing quality directly affects the engine overall performance, regarding internal combustion engine cylinder cover or cap ma
4、nufacture. Along with the technical development, the automobile manufacturers more and more take to the engine cylinder cover machining, the cylinder cover machine-finishing craft technology also in unceasingly progresses. This cylinder cover and the cylinder body synthesis spherical combustion cham
5、ber, on the cylinder cover has the coaxial cam shaft hole, enters, the exhaust valve seat and the guide rod hole, the spark plug hole and so on makes its size precision, the set shape precision and the mutual position precision, as well as various surface quality affects the engine the performance a
6、nd the working life.To ensure that the treating accuracy that the jar covers up with demands a handicraft , needs to design rational machine work. The handicraft route has decided criterion used by every surface job operation , including machine work working procedure , heat treatment , surface trea
7、tment , checkout, and various auxiliary working procedure , arrange the handicraft route to must rational , accord with objective law.The machine tool clamp is to be used to pretend to grip one kind of device of workpiece on the machine tool , whose effect is to make workpiece have a correct locatio
8、n relative to the machine tool or the knife , location is invariable and in keeping this in processing process. That workpiece holds lined purpose with is by the fact that fixing position and clamping makes workpiece keep correct treating location in the process of treating all the time, to swear to
9、 owe processing technology stipulated by working procedure a request.Key words: Cylinder cover Craft Clamp目 录1 前 言12 柴油机工作原理简介22.1 柴油机发展概况22.2 柴油机工作原理21.2.1 柴油机参数选择21.2.2 工作原理23 设计参数与技术要求63.1 柴油机参数说明63.2 缸盖的结构特点及其作用63.3缸盖的技术要求64 柴油机缸盖工艺规程制定84.1年产量和批量的确定84.1.1 生产纲领52020台/每年 柴油机83.1.2 批量的确定及生产间隔期：84.2
10、 毛坯的选择94.3 定位基准的分析94.3.1 缸盖加工工艺的特点分析及选择94.3.2 缸盖机械加工定位基准的选择94.3.3 工艺路线的拟定104.3.3 重点工序加工方法说明144.3.4 工艺卡的填写175 夹具设计225.1 夹具的整体设计225.1.1 夹具设计分析225.2 定位、夹紧方案的确定225.2.2 夹具的具体设计235.2.2 夹紧力的确定245.2.3 夹具的经济性分析25结 论27谢 辞29参考文献301 前 言以大连机床厂2007年度设计生产的CA6110型柴油机缸盖为设计原型，在大连机床厂生产调研的基础上，经过三个月的学习和钻研，在曲宝章老师的耐心指导下，对
11、CA6110型柴油机用缸盖的机械加工工艺方案的分析和设计。该说明书的设计共分三部分。在前一部分，主要进行工艺卡的填写。首先，初步了解柴油机的工作原理，然后针对缸盖，了解其功用及其各项技术，从而进行毛坯材料的选择和工艺纲领的制订；然后，参考大连柴油机厂的现行生产工艺路线，结合所学相关知识，最终拟定了所设计的加工工艺路线；最后，进行工艺装备的选择和确定以及工时定额的计算，使之与缸盖的生产纲领、加工精度相匹配。第二阶段，进行夹具设计。纵观整条工艺路线，结合难易程度和夹具本身的特色，选定半精铣底面工序进行夹具的总体装配和夹具体的设计。首先，结合零件在该工序中需要达到的各项技术要求，初步拟定工件的定位、
12、夹紧方案；然后，根据夹具设计原则以及夹紧力和夹紧点的确定原则进行局部零部件和夹具体的设计；最后校核该夹具的精度。2 柴油机工作原理简介2.1 柴油机发展概况如果用最简单的方式看待历史，那么组成历史的仅仅包括年代、人名、故事三个要素。虽然时间跨度冲淡他们的年代和故事，但至少让他们感到欣慰的是他们的名字得以流传。一个永远不会被忘却的名字鲁道夫-狄塞尔博士，柴油机的创始人。内燃机的发明，至今已有100多年的历史。如果把蒸汽机的发明认为是第一次动力革命,那么内燃机的问世当之无愧是第二次动力革命。内燃机以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世。一百多年以来，内燃机的巨大生命力经久不衰
13、。内燃机的每一个进步都是人类生产实践经验的概括和总结。最早出现的内燃机是法国发明家莱诺发明的以煤气为燃料的内燃机，之后几十年，德国人奥托制成了第一台四冲程往复活塞式内燃机。到19世纪下半叶，用石油产品取代煤气作燃料已成为必然的趋势，戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油机。德国狄塞尔博士于1892年获得压缩点火压缩机的技术专利，靠压缩空气发热，喷入燃料后自燃做功，这种方式完全区别于吸入燃气混合气点燃做功的方式，制成了第一台压缩点火的“狄塞尔”内燃机（又称压缩式内燃机），即柴油机。柴油机应用广泛，农业拖拉机、联合收割机、各种大型运输车辆、移动式动力装置、筑路机械、矿山机械、工程建筑机械等；内
14、河、海上航行的船舶；军用舰艇、坦克等。柴油机的高压缩比带来众多的优点：（1）可以省去化油器和点火装置，提高了热效率. (2)柴油机压缩比大,最大功率点、单位功率的油耗低. (3)柴油机压缩比高,发动机结实,故经久耐用、寿命长。但于此同时高压缩比也带来了很多缺点:（1）柴油机的结构笨重.(2)柴油机把燃料直接喷入气缸,不能充分利用空气,相应功率输出低.近百年来,柴油机的热效率提高近80%,比功率提高几十倍,空气利用率达90%。当今柴油机的技术水平表现为:优良的燃烧系统；采用4气门技术；超高压喷射；增压和增压中冷；可控废气再循环和氧化催化器；降低噪声的双弹簧喷油器；全电子发动机管理等,集中体现在以
15、采用电控共轨式燃油喷射系统为特征的新一代柴油机上。2.2 柴油机工作原理1.2.1 柴油机参数选择喷油压力：1015MPA压缩比：16-22压缩终了空气压力：3.54.5MPA 发火后6-9MPa温度：750-1000K 发火后：2000-2500K1.2.2 工作原理 图1-1 四行程柴油机示意图柴油机和汽油机一样，每个工作循环也经历进气、压缩、做功和排气四个过程。但由于柴油粘度比汽油大，不易蒸发，但自燃温度却低于汽油，故柴油机可燃混合气的形成和燃烧方式与汽油机不同。图1-1为四行程柴油机示意图。柴油机在进气冲程吸入的是纯空气，在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通
16、过喷油器以雾状喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。因此，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的。 由于柴油机的压缩比高，所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.54.5MPa，温度高达7501000K，大大超过柴油的自燃温度，故柴油喷人气缸后，在很短的时间内即自行着火燃烧，燃气压力急剧上升到69MPa，温度升高到20002500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转做功。废气同样经排气门、排气管等处排入大气。柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。(1)
17、 进气冲程第一冲程进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。如图1.2中，当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。图1.1 图1-2
18、 四行程柴油机循环示意图(2) 压缩冲程第二冲程压缩。如图1-2中，压缩时活塞从下止点向上止点运动，这个冲程的功用有二个特点：一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备；二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc48MPa,Tc750950K。柴油的自燃温度约为543563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物理化学变化之后才发火，这段时
19、间大约有0.0010.005秒，称为发火延迟期。因此，要在曲柄转至上止点前1035曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄在上止点后510时，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动。(3) 燃烧膨胀冲程第三冲程燃烧膨胀。如图1.2中，在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。所以这一冲程又叫作功或工作冲程。 随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。(4) 排气冲程第四冲程排气。如图1.2中，排气冲程的功用
20、是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。为了减少排气时活塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净，排气阀在上止点以后才关闭。排气冲程结束之后，又开始了进气冲程，于是整个工作循环就依照上述过程重复进行。由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程即曲轴旋转两转完成的，故称四冲程柴油机。在四冲程柴油机的四个
21、冲程中，只有第三冲程即工作冲强才产生动力对外作功，而其余三个冲程都是消耗功的准备过程。为此在单缸柴油机上必须安装飞轮，利用飞轮的转动惯性，使曲轴在四个冲程中连续而均匀地运转。3 设计参数与技术要求3.1 柴油机参数说明表2-1 柴油机功能参数表气缸数: 6缸径：110mm行程: 130mm总排量：1.88L12小时功率:22HP12小时功率转速：6m/s最大扭矩：11.86kg.m12小时平均有效压力：7Kg/cm12小时燃烧消耗率:85g/HP.h3.2 缸盖的结构特点及其作用CA6110型柴油机为多缸式缸盖，六个气缸共用一个气缸盖。在每个燃烧室上面都各有一个进气孔和排气孔，分别通过气缸盖内
22、的进、排气缸盖内进、排气通道与气缸盖两侧面上的进、排气管相通。气缸底面进、排气孔处镶有气门座，它采用过盈配合固定。两个直径较大的为进气门座，两个直径较小的为排气门座。在气门座上部装有气门导管。喷油器安装在每个燃烧室中央的一喷油器座内。进、排气通道和喷油器安装座孔周围铸有冷却水腔，各气缸间的冷却水腔相互连通。冷却水是由气缸体上的串水管，通过气缸盖下部串水孔，进入气缸盖冷却水腔内，从气缸盖后端出水管接流回散热水箱。气缸盖是一个箱型固定件，压在气缸套上凸缘平面上，用气缸盖螺栓紧固在气缸体上。它的主要功用是：(1) 密封气缸，与气缸套、活塞构成燃烧室空间；(2) 构成柴油机的进、排气通道；(3) 柴油
23、机很多部件安装在气缸盖上，如进气门、气门摇臂、喷油器、取气阀、启动阀等。3.3 缸盖的技术要求技术要求如下：(1)低合金铜、钼铸铁，铸件需经时效处理。化学成分C：3.1%，Mn：0.6-0.8%，Cu:0.4-0.6%,Si:2.0-2.4,Mo:0.4-0.6%,S0.12%,P0.2%; (2)气缸盖不应有裂纹、蜂窝孔、缺肉、部分疏松、多针孔、浮渣及其他机械加工时不能除去的缺陷;(3)缸盖水套内腔表面及未加工面应彻底清理干净：未加工面上允许有单个的气孔及凹陷，其最大尺寸不大于2，深度不大于1.5，数量不多于10个;缸盖的加工面上允许有单个气孔，总数不多于15个缸盖下表面上最大尺寸不大于3，
24、深度不大于1，螺钉孔及气门导管孔内最大尺寸不大于2，深度不大于1，其余加工面上最大尺寸不大于4，深度不大于1.5;(4)气门座表面和喷油嘴附近不允许有气孔，硬度HB179-255;(5)进、排气道内壁要求光滑，粗糙度如气道样品；进、排气道位置偏差不大0.75;(6)全部螺孔倒角为120，倒至螺纹根部;(7)粗加工完后进行水压测试，压力为294.210392.310Pa，历时3分钟无渗漏现象，缸盖总成装完后再做一次复验;(8)气门座圈装配时，先放入液氮中冷却到-150以下，然后装入座孔内，周边四处铆牢;(9)喷油嘴套装配前，先在25端面处涂以密封胶后，再套上橡胶圈装入缸盖内，装好后在12.8端面
25、处铆牢;(10)喷水管装入缸盖前先在16圆柱面上涂以密封胶，并且将端面上的短线对准缸盖的前端，然后再压入缸盖孔内;(11)在气门弹簧力作用下用煤油检查气门密封性历时5分钟不得有渗漏气门与气门座研磨密封带宽度为1.21.5整圈无断痕;4 柴油机缸盖工艺规程制定4.1 年产量和批量的确定4.1.1 生产纲领52020台/每年 柴油机年产量 Q生产纲领每台件数（1+备品率）（1+废品率）Q500001（1+2）（1+2）52020月产量 Q/12=4335Days=（365-52-14）/12=25天日产量（一天3班）月产量/Days=4335/25=174(1) 生产量类型的确定:查工艺人员手册，
26、轻型（100公斤以内）零件的生产性质：中批5005000 大批500050000CA6110型曲轴的生产性质：大批(2) 年时基数，三班制为：第一班2392小时，第二班2392小时，第三班1794小时。在女同志占25%以下：第一班 1914小时， 第二班1914小时，第三班1435小时 。总共小时数为5086小时。(3) 平均流水线节拍流水线实际平时基数60（1-y）/零件年产量其中，y损失系数：工作时间内设备修理方面损失y;工人缺勤和自然需要方面损失y;清理设备时的损失y;工人休息方面的损失y;yyyyy15考虑到保证产品按时定量完成，生产该产品的每一道工序的单件核算时间必须小于生产节拍（工
27、艺卡填写过程考虑到客观随机因素的影响，将节拍乘80%后与单件核算时间比较），若大于生产节拍，就会造成完不成年产量，因此应改用多台机床加工。3.1.2 批量的确定及生产间隔期：在一个零件的总加工时间，及最长工序时间确定的情况下，批量和生产间隔期越长，生产率高，但是资金周转慢，批量越大，生产间隔期短，资金周转快，但是生产率低，所以要同时兼顾两者。生产周期批量的确定：除了考虑生产间隔期外，还要考虑车间毛坯仓库面积的限制，考虑毛坯贮存期，最小批量大于半个班，选批量为174件，已知一个零件总的加工时间为177分（各道工序定额时间之和），最长工序时间为18.3分钟，所以：生产周期=2.53天4.2 毛坯的
28、选择由于铸铁浇注性能好，价格低廉，且吸振性和耐磨性也比较好。因此，CA6110发动机气缸盖毛肧采用低合金铜钼铸铁，187255HB，铸铁中添加合金元素，是为了提高铸铁强度。气缸盖毛肧是一个复杂的铸件，且对其铸造要求也较高，如做粗基准的表面应光滑平整，不允许有砂眼，气孔、裂纹等缺陷。气缸盖毛肧采用金属模机器造型，由四块型芯组成的砂型浇铸而成。气缸盖毛肧加工余量：（1）顶面和底面留量为34mm；（2）其它平面留量为3mm；（3）孔加工留量单面为34mm；4.3 定位基准的分析4.3.1 缸盖加工工艺的特点分析及选择缸盖上的加工表面及孔较多，因此，多为钻铣加工。缸盖形状复杂，孔穿插在缸盖的各个位置，
29、技术要求高等特点，所以应该采取相应的工艺措施，特点分析如下：缸盖形状复杂，拥有6个平面，平面上存在凹凸平面。缸盖上分布着安装着定位销孔、封水套孔以及螺纹孔等。这些孔的加工都需要很高的精度要求。且缸盖尺寸较大，经过粗、精加工过程，且生产线为流水自动线，因此：在整个加工过程中，特别是粗加工，由于要切除的余量大，所用的机床、刀具及夹具等都要有较高的刚度，采用具有两边传动或中间传动的刚度高的机床来进行加工，以便减少扭转变形，弯曲变形及振动。在加工中尽量使切削力的作用互相抵消。合理安排工位顺序，以减少加工变形。如加工各个孔的安排顺序。在工序中穿插清洗和检验步骤，以便下一步工序的进行和保证加工精度，减少废
30、品率。缸盖腔体内分布着斜孔，且孔轴线不在同一平面内；孔轴径不同，精度要求不同，孔深度及所在位置也不相同。缸盖的技术要求较高，而且形状复杂和加工面、孔较多，生产工序多，生产数量大，且属于流水线自动加工生产。此外，孔加工工序占有很大的比例，如何提高各工序的生产率及提高加工精度也是一个重要问题。4.3.2 缸盖机械加工定位基准的选择缸盖的形状复杂，因此加工过程中机床的选取、刀具和工件的相对运动关系及位置关系以及加工工序的顺序关系十分重要，因此对于加工过程中工件的定位基准的选择就决定着工件最后的加工效果。缸盖的主要加工面（孔）有底面、顶面、进气座孔、排气座孔、斜油孔、喷油器孔、两侧面以及前端面等。由于
31、由于孔面加工较多，可将加工分为孔加工和面加工两种。分析如下:(1) 基准选择原则: 粗基准原则：A 尽可能用精度要求高的主要表面作粗基准；B 用不加工面作粗基准，且该面与要加工面有一定的位置精度要求；C 余量均匀原则；D 作粗基准的表面要尽量光整、光洁、有一定的面积便于装夹；E 不能重复使用原则。 精基准选择原则：A 基准重合原则尽可能使设计基准和原始基准重合；B 统一基准原则尽可能选择同一组精基准加工工件上尽可能多的加工表面，以保证个加工表面之间的位置关系；C 互为基准原则采用两个表面互为基准，反复加工的方法；D 自为基准原则要求余量小而均匀时，采用互为基准原则；(2) 具体分析 面加工的定
32、位基准缸盖的6个平面都需要进行加工，底、顶平面面积相对较大，刚度好，适合作为面加工过程中的定位基准面。且由于底面的技术要求最高，因此选定底面为精基准加工平面。工件加工的第一道工序要用粗基准。在柴油机缸盖的加工过程中，第一道工序为粗铣底面。考虑到使工件加工表面相对于不加工表面具有一定的位置精度，及便于装夹，余量均匀等条件，考虑到顶面面积较大，刚度性能好等特点，选择相对面顶面为粗基准。 孔加工的定位基准孔的加工主要是钻削加工。因缸盖毛坯铸件上有成孔，可以利用其定位。为了保证各个加工孔与底面的尺寸及位置精度，以底面为基准加工表面。也就是典型的一面两销定位方法。同时，采用这种定位，既可加工顶面、两侧面
33、、前端面及后端面孔，也可以对底面上的孔进行钻削加工，不影响加工方法及加工质量。此外，孔加工可以穿插在面加工工序中，或者孔加工与面加工同时进行，这样，以底面为基准平面，体现了基准统一的原则。4.3.3 工艺路线的拟定气缸盖的机械加工工艺技术关键和整体工艺水平正在随着高技术含量内燃机的发展而日趋提高和完善,国外工艺水平已与产品开发水平呈现同步水平,国内工艺水平随着与国际接轨和科技发展将由落后变为逐步接近产品开发水平,解决好加工工艺技术关键是工艺设计的核心和前提。但是工艺的设计编制,受到诸多因素的影响,如产品的精度高低,产品的工艺性好坏,生产纲领的大小,投资力度的强弱,企业现状等等。因此,合理的最佳
34、的工艺方案不仅需要对某一关键部位或某一关键工序认真论证、合理配置,更必须整线统盘考虑,最终是否取得最佳效果必须经过实践检验。(1) 工艺路线分析 机加工工序的安排原则:A 先基准后其它;B 先粗后精;C 先面后孔;D 先主后次; 基本加工工艺路线:A 粗、半精铣顶底面；B 粗、精铣缸盖进、排气歧管结合面；C 粗、精铣缸盖两端面；D 打印生产编号；E 加工定位销孔；F 加工缸盖上、下两面上的各孔；G 加工喷油器套孔及螺纹孔；H 加工缸盖两端面各螺纹孔；I 加工缸盖进、排气歧管结合面钻螺纹底孔并攻丝；J 精铣缸盖顶面；K 精铣缸盖顶面；L 精铣缸盖下平面（A面）；M 加工进、排气门座和进、排气门导
35、管；N 检查；O 清洗；P 翻转控水； 设计拟定的最终工艺路线（方案一）1、粗铣缸盖上平面（B面）2、水平回转180，缸盖后端面朝前3、粗铣缸盖下平面（A面）4、水平回转180，缸盖前端面朝前5、精铣缸盖上平面（B面）6、水平回转180，缸盖后端面朝前7、精铣缸盖下平面（A面）8、垂直翻转缸盖90，缸盖下平面（A面）向下9、粗、精铣缸盖进、排气歧管结合面（C、D面）10、水平回转180，缸盖前端面朝前11、粗、精铣缸盖两端面，打印生产编号12、在缸盖下平面（A面）钻、扩、铰定位销孔13、中间检查14、镗、锪、钻、扩、铰缸盖上、下两平面的各孔15、钻缸盖上、下两平面上各螺栓孔16、镗、锪、钻、扩
36、、铰、攻丝缸盖上、下两面上的各孔17、在缸盖下平面（A面）钻、扩、铰各孔18、在缸盖下平面（A面）钻进、排气门推杆孔19、中间检查20、中间试漏21、水平回转180，缸盖前端超前22、在缸盖上平面（B面）加工喷油器套孔及螺纹孔23、在缸盖上平面（B面）钻、扩、铰、攻丝喷油器套孔24、垂直翻转缸盖90，缸盖下平面（A面）向下25、缸盖水平回转90，缸盖前端面朝前26、钻、攻缸盖两端面各螺纹孔27、缸盖水平回转90，缸盖前端面朝前28、在缸盖进、排气歧管结合面钻螺纹底孔并攻丝29、中间清理、清洗30、中间检查31、装喷油器套32、装压5-26碗形塞片33、垂直翻转缸盖180，缸盖下平面（A面）向上
37、34、装压5-22碗形塞片35、装配喷水管总成36、垂直翻转缸盖180，缸盖上平面（B面）向上37、精铣缸盖顶面38、垂直翻转缸盖90，使缸盖进气歧管结合面（C面）向下39、水平回转180，缸盖后端面超前40、最终试漏41、精铣缸盖下平面（A面）42、装压进、排气门导管43、垂直翻转缸盖90，使缸盖进气歧管结合面（C面）向下44、锪、车、铰进、排气门座和进、排气门导管45、终端清理46、最终清洗47、最终检查48、翻转控水 方案比较（方案二）下面列举方案而与方案一的不同之处，并分析最终选取一的原因。A 粗铣底面分析：本工序是将方案一中的第一与第二道工序交换。优点：对基准面先加工。缺点：当第一布
38、为粗铣底面时，即意味着顶面为选定的粗基准。而精基准选择的是底面，显然这违背了基准统一的原则。由比较来看，选择了方案一的安排。B 粗锪定位孔分析：去掉这一布的粗锪定位孔，而直接加工第十步：钻定位销孔。优点：减少工布，减少加工时间，提高产量；使加工提前进入一面两销的定位。缺点：如此去掉该道工序，定位销孔的加工不精确，因为加工定位销孔时选定的基准没有经过精加工；定位销孔的精确程度关系到以后每一步以“一面两销”定位工序的加工精度。这里以粗定位孔作为过渡基准，之后再加工基准定位孔。因此，应体现互为基准原则和基准统一原则，保留此步粗锪定位孔工序。综上所述，最后确定方案一为最终方案。从上面可以看出，缸盖的面
39、、孔加工有时是分开的，但体现的是先面后孔的原则。例如面的加工不是粗铣、半精铣、精铣、精细铣连续在一起，一次加工出符合精度要求的加工表面，而是在其中穿插着其他各种不同性质的工序。因为粗加工后工件会产生变形，影响加工精度，因此要粗精分开。这样就可以在保证先粗后精的原则前提下，制定合理的加工工艺路线。顶底两面的加工精度较高，需要经过粗铣、半精铣、精铣以及精细铣。在多次加工中，加工余量越来越少，切削力也逐渐降低。同时，由于粗精分开，后面的工序可以消除前次工序的误差，最终获得很高的精度和光洁度。 其它工序的安排这些工序应穿插在主要加工工序之间，体现先主后次的原则。虽是次要工序，但却是不可或缺的，主要包括
40、检查和清理清洗等。A 为了保证零件制造质量，防止产生废品，需要在以下场合安排检验：粗加工全部结束后；工时较长和较重要工序后；最终加工之后；B 零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工后，安排去毛刺；C 零件在进入装配前，安排清洗；4.3.3 重点工序加工方法说明（1） 铣削 底面的铣削底面是整个缸盖加工工艺路线的主要基准平面，在加工过程中有很重要的地位。平面的加工有很多种方法。例如，铣、刨、磨、车等。在流水自动线大量生产中，缸盖平面的加工一般是采用在半自动车床上进行的铣削加工。刨削加工多用在小批量，且加工平面较小的平面加工。且刨削加工对平面的平面度要求很难达到，因此，不予采用；磨削
41、加工多用在需要更高的加工精度和表面粗糙度。根据缸盖零件的技术要求参数，采用铣削加工，平面即可达到所需的要求。况且，磨削加工速度较慢，机床及刀具利用率高，且加工成本高，基于以上原因，故不采用磨削加工平面；车削平面主要用在轴类的端面上，属于小平面加工，因此不予采用。图4-1 底面铣削加工工艺简图缸盖底面的铣削加工包括粗铣、半精铣、精铣以及精细铣。加工工艺简如图4-1所示。底面的铣削加工都是如上图所示的方法进行定位夹紧的。以A面为基准，限制3个自由度，歧管结合面B面限制2个自由度，而两端面限制1 个自由度，这样既达到6点定位。因工件在自动线上加工，因此还需要预定位。A面和歧管结合面B面既是定位面，也
42、是预定位面，而传送带上的运料块也起到了预定位的作用。粗铣、半精铣、精铣以及精细铣工序的定位与夹紧基本相同，不同的是铣刀的尺寸参数及工作参数以及切削用量的变化。如图4-2所示，在加工过程中，粗铣是工件沿着f方向相对于铣刀运动的，而半精铣、精铣以及精细铣是刀具运动，而工件保持相对静止。因为粗铣加工余量大，且多个工件同时加工，使用的通用的圆台工作铣床。而当工件进入自动加工之后，在加工过程中，工件都是与传送带保持相对静止，刀具做与工件的相对运动，这样才能保证流水线上的每个工序都能顺利完成，提高生产效率。图4-2 顶面铣削加工工艺简图顶面的铣削与底面的加工方法相似，如图4-2所示。 两侧面的铣削图4-3
43、 粗铣两侧面加工工艺简图两侧面在缸盖的加工也需要进行精加工。如图4-3所示，两侧面上也属于安装平面。加工两侧面时，也是刀具相对与工件运动，工件保持静止。两侧面的加工过程中，都是以底面为定位基准，采用一面两销定位。同时，底面也是预定位面，传送带的两侧夹板以及运料块都起到了预定位的作用。夹紧时采用压盘，从顶面压向底面。在加工两侧面时，采用2把刀具同时加工。这样，只要对刀具进行调定，就可以保证尺寸精度，提高了生产效率。粗加工与精加工除了切削用量、刀盘参数、切削速度不同外，主要是定位方法的不同。同为一面两销定位，精加工时使用的是定位销孔定位，而不是粗定位孔。这样，既保证了精加工的加工精度，也体现了基准
44、统一原则。（2） 钻孔 定位销孔当顶底面经过精铣之后，便加工底面定位销孔。定位销孔关系到后续工序的定位精度，因此，此步工序十分重要。定位、夹紧如图4-4所示：图4-4 定位销孔加工工艺简图定位销孔的加工属于深孔加工，深孔加工是有一些困难的。首先是排屑不方便，切屑阻塞会使扭矩增大，造成钻头折断，解决这些困难所采用的措施是：A 采用分级进给便于排屑和改善刀具的冷却。钻头每钻一定深度后就退出排屑，再次钻入一定深度后又退出，如此自动循环，直到钻至所需深度为止；B 钻深孔所用机床采用卧式布置，有利于排屑；C 用强力喷嘴把冷却液从钻头与孔壁之间的间隙及钻头的排屑槽注入，加强冷却；D 适当加大钻头螺旋槽和螺旋角，以改善排屑；E 提高钻套的位置精度，缩短钻套与工件表面的距离；因此，加工定位销孔时应注意使用以上措施，以保证加工质量。为了提高生产效率，孔加工机床多为专用机床，且同时加工多个孔。例如，在此步工序中，除了加工定位销孔之外，还对螺纹底孔，定位孔等进行了加工。这样做通过对钻头位置预调，可以提高加工孔的位置精度。在后续的孔加工过程中广泛的使用。 气门座孔气门座孔包括进气座孔和排气座孔（共12个），导管孔一起，关系到柴油机的性能及工作寿命。多年来,如何保证气门座底孔与导管孔底孔的同轴度,一直困扰着众多的内燃机生产厂家。常规方法
