内燃机制造工艺

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1、内燃机工艺1. 生产过程：由原材料到成品之间各个相互联系的劳动过程的总和，包括生产工艺、加工计划和管理工作等，应作为一个“系统”来科学全面安排。工艺过程：生产过程中，占主导地位的，直接改变工件的形状、尺寸及其材料物理性能而最终成为零件及将零部件装配成内燃机的部分生产过程称为工艺过程，包括：铸造、锻造、焊接、冲压、机加、热处理表面处理及装配工艺过程等。工艺规程：既定生产条件下，最合适的，并用文件形式确定下来的工艺过程。工序：工件在一台机床或工作地上连续完成的工艺过程部分。划分工序的依据4个因素：工人、工作地、工件、连续作业。划分目的：不可能在一台机床上全部加工。工步：加工表面、切削刀具、切削转速

2、及进给量的保持不变的情况下完成的工序工作的一部分。切削3要素：转速、进给量、切削深度，工步中切削深度可以变化。划分目的：严格工艺程序、严密组织工艺装备，详细计算工时、利于组织流水线。走刀：加工余量大，需要同一把刀具及同一切削用量对同一表面进行多次切削，每次走刀为一工步。工艺规程：按工艺过程的各项内容编写成的指导生产的重要文件，也是组织和管理生产的基本依据。安装与工位：工件在加工前，先要把工件放准，工序中必不可少辅助过程，包括定位与夹紧两个过程。工位：工件不动而工作台移动，以减少多次安装产生的误差和时间损失。原则：安装次数应尽量少，工位用于区分复杂工序的不同工作位置。生产类型：单件：新品研制，技

3、术要求高，通用机床。大量生产：产量大，使用流水线，技术要求低，专用机床与夹具。成批生产：品种多，产量不大，技术要求较低，采用成组技术通用柔性机床通用夹具。大批量定制：定制生产，每批数量较大，生产特点类似大量生产，生产管理要求高。工件安装：直接找正安装；画线找正安装；专用夹具安装。基准：用来确定生产对象上，几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。工艺基准：在工艺过程中所采用的基准称为工艺基准，由其作用不同可以分为：工序基准定位基准度量基准装配基准。基准的选择：粗基准（用未加工过的毛培面作为第一道工序的定位基准面）原则：保证各加工面有足够的余量并提供后续工序精基准，选择与加工面相互位置精度要求

4、高的不加工表面，选择加工余量最小的表面作为粗基准，选择零件的重要表面为粗基准，保证加工余量均匀，表面组织性能一致，只能用作一次定位，避免重复使用，表面尽量平整，逛街利于定位夹紧。精基准的选择：（用已加工的表面作为定位基准面）保证加工精度，装夹准确，可靠，家具简单，遵照基准重合原则，基准统一原则，互为基准原则。2. 精度与误差的关系：误差小，精度高；误差不可避免，精度能够达到；提高精度的途径减少误差。确定精度要求原则：满足使用要求的情况下，最经济的公差值。获取加工精度的加工方法（机加）：试切法；调整法（对刀）:夹具保证定位；定尺寸刀具法：如钻头、拉刀等；自动控制法：数控机床。研究加工精度的方法：

5、a单因素分析法，研究某一确定因素对加工精度的影响，一般不考虑其他因素的同时作用，通过分析计算或实验测试，得出加工误差与该因素的相互关系。b统计分析法：在生产现场中，对一批工件进行测试，将其结果运用数理统计的方法进行处理，从中找出规律。一般先用统计分忻法找出误差主要形式初步推断产生误差的原因，然后运用单因素法进行分析，试验，找出影响加工精度原因。加工原理误差：精确的理论方法不会产生误差。产生原因：近似的加工方法、近似的刀具、近似的传动方式等。特点：在一定加工方式下（即刀具和机床运动方式不变），加工原理误差大小不变，每个工件均会出现。工件安装误差。误差分类：a夹紧误差：工件、夹具的弹性变形；b定位

6、误差：基准不重合误差、位置误差、基准制造误差；误差对精度的影响:尺寸精度;相互位置精度;几何形状精度;加剧其他的误差生成。机床误差：主轴的径向跳动或窜动、角向摆动；导轨的扭曲和磨损。夹具误差：制造误差与磨损；安装误差。对精度的影响：一是影响加工表面的制造精度；二是影响工件表面间的精度。刀具误差：来源刀具的制造精度与使用磨损。量具误差：测量仪器与量具的制造精度；量具的磨损。工艺系统刚度的计算：工艺系统总刚度的倒数等于各个环节的刚度倒数之和。毛坯误差的复映规律：加工后的工件表面上还保留着与毛坯表面类似形状或尺寸误差，称为毛坯误差的复映规律。原因：切削深度一切削力一刚度的变化。重要概念：复映系数K。

7、内应力引起的误差：产生原因：工件在切削加工上和冷压加工上引起的内应力。处理方法：毛坯、初加工的失效处理。误差性质：系统性误差：系统性误差有常值系统性误差和变值规律性误差两种。偶然性误差：对一批工件加工尺寸的影响是没有规律性的误差称为偶然性误差。分布曲线法：工件所得的尺寸分布曲线话与正态分布曲线比较接近。工件足够多，尺寸间隔足够小f尺寸分布曲线图，符合正态分布曲线图特征。加工尺寸统计分布的特点：（1）尺寸分散范围”是该批工件中最大尺寸与最小尺寸之差（2）分布曲线对分散范围的中心（聚集中心）是对称分布的（3）常值系统性误差的大小只影响分布曲线的位置，使整个分布曲线沿横坐标移动，而不影响它的形状和分

8、散范围的大小（4）分布曲线的分散范围和曲线形状受偶然性误差和变值规律性误差的影响。分布曲线分析法的缺陷：难于区分系统变值误差和偶然误差；未考虑工件的加工顺序；全部工件加工完毕后才能统计分析，因而不能在加工过程中随时控制；利用分布曲线所计算出的产品合格率是采用抽样方式近似得到的。点图法：目的用途：用于大批大量生产工厂中实时质量控制的统计分析方法；克服分布曲线法的不足。分类：单值点图法；分组点图法；均值点图法；加工费用与精度近似成反比关系。经济精度：是指在使用完好的设备和工艺装备，具有一定熟练程度的操作技术；标准的时间消耗等正常情况下，完成某工序所能经济地达到的加工精度范围。这个加工精度的范围，就

9、是这种加工方法的经济加工精度，简称经济精度。3. 尺寸链：由相互关系并按一定次序首尾相接排列的一组尺寸组成的封闭尺寸链环。封闭环：最终被间接保证的尺寸精度的尺寸链环。组成环：增环，减环。尺寸链分类：按应用范围：装配尺寸链、工艺尺寸链。按的几何特征和空间位置：直线、角度、平面以及空间尺寸链。尺寸链的特征：封闭性关联性最短路线原则：包含封闭环的最短封闭链图，且封闭环是唯一。绘尺寸链图：确定封闭环，确定组成环，并画出尺寸封闭图形，确定增环和减环封闭环。尺寸=增环尺寸之和一减环尺寸之和。尺寸链基本计算：极值解法：a.各环基本尺寸的计算；b.各环极限尺寸计算；c.各环上下偏差的计算各环公差的计算。d.各

10、环公差的计算:封闭环的公差=所有组成环公差之和（算术和），封闭环公差一定时，减少组成环的数目，可放大组成环公差。e各环误差量计算：封闭环的误差量等于所有组成环误差量之和。f.平均尺寸计算：封闭环的平均尺寸=各增环的平均尺寸之和一各减环的平均尺寸之和，计算得出的公差是对平均尺寸做双向对称分布尺寸链概率解法:完全互换法:用控制零件的制造误差来保证装配精度的方法，所有零件满足精度要求，可随意互换.正计算:已知组成环，求封闭环，用以验证公差、基本尺寸及其偏差的正确性反计算:已知封闭环，要求计算确定各组成环（公差，基本尺寸，偏差），用以产品及工艺设计.计算步骤:作尺寸链图；求基本尺寸：尺寸链方程；确定各

11、组成环的公差：等公差值法：将封闭环公差平均分配；等公差级法：尽可能采用同一精度等级；经验法：依据：尺寸段大小，加工难易；留一协调环由计算得出。分组互换法:方法：将零件制造公差放大到经济精度加工（5=nX5）,公差的放大方向必须一致；制成后零件分成n组（每个零件组数和编号应一致）；每组中零件能保证要求的公差范围（5=8/n）；按相对应的组别进行装配，仍能获得需要的装配精度；同一小组零件才能互换。适用场合：组成环很少（2-3个）；封闭环精度要求高，完全互换不可能或不经济；零件产品批量大。调整法:应用条件：（1）封闭环精度要求高（2）完全互换不可能（3）分组互换，环数多，难以实现。应用方法：选取一个

12、组成环作为调整环，放大其他组成环公差（达到经济精度），由调整环来对保证精度进行补偿。解题步骤：1.验算基本尺寸和分配公差（可平均分配）2.选择确定调整环及公差5k（经济精度）（调整环的基本尺寸可分级处理），同时将其他组成环公差放大到经济精度。3.计算补偿范围（除封闭环和调整环外的公差和）4.计算尺寸链本身的补偿能力；5.确定调整件的分级级数（正整数）6.计算出调整件的各级尺寸，根据尺寸链的最大值方程，最小值方程。修配法：装配时，修配或配置某一组成环来保证装配精度的方法。特点：各组成环按经济精度加工，精度要求由修配件补偿；修配件选取：维修性，方便，低成本，易加工，对其他尺寸链无影响；应用于单件、

13、成批生产中，封闭环精度要求高。工艺尺寸链计算夹具作用（一）保证发挥机床的基本性能和加工质量（二）扩大机床的工作范围（三）提高生产率和降低加工成本（四）保证加工精度（五）减轻工人的劳动强度。组成：定位元件：确定工件在央具中的正确位置；夹紧装置：使工件正确定位后，保持在加工过程中不会移动；夹具体：与机床相连接，并通过联接件把定位、夹紧等元件连接成一个整体；其他装置。分类：依据使用特点：1、专用夹具2、通用夹具3、可调夹具。按使用范围：成组夹具、组合夹具等。定位：在夹紧之机确定工件相对于刀具及机床在空间所占的位置。夹紧：工件定位以后，切削过程中的切削力往往会破坏已确定好的位置，所以还需加夹紧力把工件

14、固定，这就是夹紧。安装：工件从定位到夹紧的整个过程，称之为安装，常见的安装方法有直接安装、找正画线安装和夹具安装三种。自由度：在夹具中，自由度应理解为工件位置上的不确定。六点定位原理：要使工件在机床或夹具上的位置完全确定，其充分必要条件：将工件靠在按一定要求布置的六个点上，限制工件的六个自由度。第一自由度：影响加工面尺寸精度或相互位置精度的自由度。第二自由度：不影响加工表面尺寸精度及相互位置精度的自由度。限制自由度的分析方法首先应找出第一种自由度，并给以限制再从承受夹紧力切削力等方面考虑适当限制第二自由度并不是六个自由度都需要限制要对具体情况进行具体分析对于不产生影响的自由度均不加限制完全定位

15、：需要限制工件的全部六个自由度才能确定加工。不完全定位：只需限制部分自由度。欠定位：工件实际应限制的自由度数目没有完全限制，无法保证工序所规定的加工要求。过定位：几个定位支承点重复限制同一个自由度,一般是不允许出现过定位（工件变形，影响精度），如果重复限制相同自由度的定位支承点之间不互相干涉，这种过定位方式是可行的。定位元件：被用来作为一个小面积来代替点接触的零件。常见定位元件:1、平面定位：支撑钉；支撑板。2、外圆柱面定位：V型块。3、工件以圆孔定位：定位销；圆柱心轴。工件的定位精度：尺寸制造误差5ch；定位基准与工序基准不重合误差5bc；位置误差5平面定位误差分析：（1）定位元件和夹具一体

16、，bcwz。工件以平面和定位元件接触，无制造误差。（2）应尽量基准重合（3）洗槽L,定位面N丄K组合定位，5bc=0o孔销定位：1.小孔有制造误差和间歇，则存在5ch；2轴线垂直；3.轴线水平。外圆定位（V型槽）：1.轴心线为工序基准；2上母线为工序基准3.下母线为工序基准。一面两销定位：属于典型多基准定位，应用广泛，由两个平行孔垂直孔的平面构成。定位误差分析：纵向定位误差横向定位误差角度定位误差。4. 工艺规程：1、概念：将工艺过程的各项内容，用表格的形式写成工艺文件，用来指导生产和组织生产；纪律性文件2、用途：建立正常的生产秩序；保证产品质量；指导车间的生产及准备工作3、形式：工艺过程卡片

17、；工序卡；调整卡；检验卡。4、所需原始资料：产品装配图和零件工作图；生产纲领和生产类型；毛坯状况；本厂生产条件与国内外生产技术发展情况5、制定程序：分析装配与零件图；确定毛坯；拟定工艺路线；确定各工序设备；确定各工序加工余量、各工序尺寸公差；确定主要工序技术要求及检验方法；确定切削用量。确定工时定额；填写工艺文件。工艺路线确定：1、考虑着眼点：首先考虑零件最高精度部位（表面）最终工序的方法；然后采用倒推法拟出加工路线。2、加工方法选择：（1）考虑零件的结构、形状和尺寸大小（2）考虑生产类型、产量和经济性（3）考虑生产条件、产品发展方向、先进工艺采用（4）考虑零件装夹方便和零件形位公差要求（5）

18、基准统一，工序集中（6）零件材料及热处理3、加工阶段的划分：（1）粗加工（2）半精加工（3）精加工（4）光整加工。划分原理依据：1）保证加工质量，粗加工：切削量大、力大。应区分开2）零件可自然失效3）可合理使用机床，降低成本4）有利于热处理等非机加工序穿插5）及早发现毛坯缺陷，提高生产效率。加工顺序安排：（一）先加工基准面（二）粗精分开，先粗后精（三）先主后次（四）热处理等非机加工工序的穿插。（五）辅助工序即清洗、去毛刺、平衡等工序的安排（六）检验工序的安排。5. 连秆的工艺特点：外形复杂，不易定位、刚度差，容易变形；尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗精度要求很高。连杆的机械加工主要是大、小

19、头孔的加工。连杆工艺过程的几个阶段：连杆体和连秆盖合并前的分别加工；连杆体和连杆盖合并后的加工；精加工大、小头孔。连杆主要工序：连杆大、小头端面的加工；连杆大小头孔的加工；连杆两螺栓孔的加工。曲轴的工艺过程：曲轴特点：刚度差形状复杂技术要求高。曲轴主要工序：轴颈车削轴颈铣削轴颈磨削轴颈深油孔加工。轴颈的光整加工：抛光；超精加工。机加工艺过程的各个阶段：（1）基准加工、平面加工及主要孔的粗加工；平面往往在粗加工后接着精加工。2）主要孔的精加工：如果为了避免平面在精加工后精度受到影响，不允许把精加工平面敌在租加工孔以前，可采用粗加工平面面粗加工孔精加工平面精加工孔的方案。主要工序：1、平面加工2、机体的镗孔加工。