一般汽油機(jī)箱體的工藝分析

張帥 韓斌

摘要：對(duì)零件結(jié)構(gòu)、毛坯結(jié)構(gòu)、加工基準(zhǔn)和工藝裝備及切削用量的分析，是優(yōu)化最佳的工藝路線的一般過(guò)程。本文主要對(duì)一般汽油機(jī)箱體的加工工藝，做些簡(jiǎn)要闡述和分析。

Abstract： The analysis of part structure， rough structure， machining benchmark， process equipment and cutting parameters is the general process of optimizing the best process route. This article mainly discusses and analyzes the processing technology of the general gasoline case body.

關(guān)鍵詞：汽油機(jī)箱體;切削用量;加工工藝

Key words： gasoline case body;cutting parameters;processing technology

中圖分類號(hào)：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）01-0087-02

0? 引言

機(jī)械制造工藝始終朝著三個(gè)方向發(fā)展：第一，提高產(chǎn)品的本身質(zhì)量;第二，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率;第三，更好的降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。所以，良好的制造工藝，可以避免產(chǎn)品在生產(chǎn)中出現(xiàn)浪費(fèi)或不合理的現(xiàn)象，是提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，確保產(chǎn)品性能可靠的有效保證。對(duì)制造業(yè)起到了推波助瀾的作用，使得機(jī)械加工工藝穩(wěn)健的邁出前進(jìn)的步伐。

1? 零件圖分析

1.1 零件的功用

汽油機(jī)箱體，一般采用低壓鑄造成型。它把氣缸和曲軸連接在一塊，是搭載活塞、曲軸等零件的母體。

1.2 確定生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型

汽油機(jī)箱體是輕型零件，一般為大批量生產(chǎn)（《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1-3）。

1.3 零件的工藝分析

汽油機(jī)箱體零件材質(zhì)為鋁合金，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。加工表面有兩個(gè)，分別是上基準(zhǔn)面和下基準(zhǔn)面。在實(shí)際的加工生產(chǎn)中，必須選用合理的夾具、刀具、量具以及加工設(shè)備，才能滿足公差誤差和粗糙度等加工要求。

2? 毛坯的確定

2.1 毛坯的選擇

毛坯選擇是否合理，這是個(gè)值得討論的問(wèn)題，對(duì)于工藝技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，尤其應(yīng)當(dāng)格外重視。因?yàn)椋饔檬裁礃拥牟牧希庸び檬裁礃拥姆绞剑圃爝^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多大的誤差，這些因素皆對(duì)零件的加工余量產(chǎn)生密切的影響。值得注意的是，毛坯種類的不同，安排的熱處理亦不盡相同，制造成本理所當(dāng)然更有些波動(dòng)。汽油機(jī)箱體零件形狀復(fù)雜，尺寸不大，且批量生產(chǎn)，故零件毛坯一般采用低壓鑄造。

2.2 確定毛坯余量及鑄件公差

大批量生產(chǎn)時(shí)，采用低壓鑄造的鋁合金尺寸公差等級(jí)可以達(dá)到CT6-8級(jí)公差（《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-6）。根據(jù)零件尺寸，鑄件等級(jí)，選定機(jī)械加工余量（《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-8）。

3? 基準(zhǔn)的選擇

對(duì)于汽油機(jī)箱體來(lái)說(shuō)，定位基準(zhǔn)的選擇，相當(dāng)于定位基準(zhǔn)面的選擇。

零件的加工，粗基準(zhǔn)最好選擇不加工的表面，但是不加工的表面往往有多個(gè)，那就得看其中哪個(gè)與加工表面相對(duì)位置精度最高，而這個(gè)不加工表面就為粗基準(zhǔn)。

3.1 粗基準(zhǔn)的選擇

①不加工表面原則;②最小加工余量原則;③重要表面原則;④不重復(fù)使用原則;⑤裝夾方便原則。對(duì)于汽油機(jī)箱體零件而言，利用不加工表面，即工藝搭子表面為粗基準(zhǔn)，即可滿足上基準(zhǔn)面的粗銑和精銑加工。而在同一道工序中，有銷孔的加工，為了裝夾方便，需要以油封孔為定位粗基準(zhǔn)。

3.2 精基準(zhǔn)的選擇

①遵循基準(zhǔn)重合;②基準(zhǔn)統(tǒng)一原則;③自為基準(zhǔn)原則;④互為基準(zhǔn)原則;⑤裝夾方便原則。銑基準(zhǔn)面時(shí)應(yīng)遵循基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。所以，銑箱體底面時(shí)，精基準(zhǔn)面應(yīng)選箱體的上表面。當(dāng)然，仍要考慮后續(xù)孔的加工，而孔的加工必須得合理，而且滿足裝夾方便原則的定位基準(zhǔn)。最后，決定以箱體上表面和銷孔組合的“一面兩銷”式的定位最好。而零件中有些孔之間有相互位置度要求，則應(yīng)遵循互為基準(zhǔn)的原則。

4? 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

4.1 工藝規(guī)程分析

汽油機(jī)箱體上下基準(zhǔn)面有平面度和粗糙度要求，先采用先粗后精的加工方式，后以互為基準(zhǔn)的原則加工另一平面。銷孔有位置度、粗糙度要求，應(yīng)當(dāng)先鉆底孔，后用鉸刀。油封孔、軸承孔有粗糙度要求，而軸承孔還有垂直度要求，因此采用粗鏜和精鏜。凸輪軸孔、齒輪軸孔有粗糙度、位置度和垂直度要求，所以，同樣采用粗鏜和精鏜。螺栓孔有位置度要求，采用鉆削。螺紋孔有粗糙度要求，并且有精度等級(jí)，故先鉆底孔，后銑螺紋。

4.2 制定工藝路線

4.2.1 加工順序安排

①切削加工的安排原則：1）基準(zhǔn)先行;2）先粗后精;3）先面后孔;4）熱處理工序的安排。②預(yù)備熱處理，為最終熱處理做好準(zhǔn)備。③為了改善工件的強(qiáng)度、硬度、耐磨性等力學(xué)性能，需要進(jìn)行表面處理，例如調(diào)質(zhì)、淬火、回火等。像汽油機(jī)箱體材料為鋁合金，應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理，改善其綜合性能。④輔助工序的安排。清潔去毛刺，防銹檢驗(yàn)等。

4.2.2 工藝路線

工序一：銑上基準(zhǔn)面，鉆，鉸銷孔。工序二：鏜油封孔和軸承孔。工序三：鏜凸輪軸孔、齒輪軸孔和鉆螺栓孔。工序四：鉆、銑螺紋孔。工序五：銑下基準(zhǔn)面。工序六：鉆螺紋螺栓孔，銑螺紋螺栓孔。工序七：鉆螺紋進(jìn)油孔，銑螺紋進(jìn)油孔。工序八：終檢。

4.3 選擇加工設(shè)備和刀具、夾具以及量具

大批量生產(chǎn)的工件宜用通用設(shè)備，專用的夾具，盡量避免專用機(jī)床。

4.3.1 加工設(shè)備及刀具的選用

①平面的加工。選擇立式加工中心，合適的端銑刀，進(jìn)行粗銑和精銑。②孔的加工。選擇立式加工中心，選擇合適直徑的鉆頭或鏜刀，直接鉆鏜即可。③螺紋的加工。選擇立式加工中心，打好底孔，螺紋銑刀銑螺紋。

4.3.2 夾具的選擇

專用夾具更適合形狀復(fù)雜，批量生產(chǎn)的零件，而且經(jīng)濟(jì)。

4.3.3 量具的選擇

計(jì)量器具的選擇有以下兩種原則（《公差配合與技術(shù)測(cè)量》）：① 計(jì)量器具要適合被測(cè)零件的尺寸大小、位置和外形。②計(jì)量器具應(yīng)考慮零件的尺寸公差。

4.4 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)

4.4.1 計(jì)算切削用量和工時(shí)

選用通用機(jī)床：加工中心。確定刀具、切削用量和工時(shí)：根據(jù)銑削寬度，選擇刀具直徑（《切削手冊(cè)第三版》表3.1）。根據(jù)銑削深度，選擇刀具長(zhǎng)度，確定齒數(shù)，最后選硬質(zhì)合金端銑刀。

決定銑削深度ap：根據(jù)低壓鑄造毛坯的總余量范圍（《簡(jiǎn)明工藝手冊(cè)》表1-22），可決定粗銑和精銑余量。

決定每齒進(jìn)給量fz：根據(jù)硬質(zhì)合金端銑刀的直徑和銑床功率，選擇粗銑及精銑的每齒進(jìn)給量fz（《切削手冊(cè)第三版》表3.5）。

確定刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)、壽命：銑刀刀齒后刀面最大磨損量可查表《切削手冊(cè)第三版》表3.7。根據(jù)銑刀直徑，查刀具壽命t（表3.8）。

確定切削速度vc和進(jìn)給速度vf：根據(jù)硬質(zhì)合金端銑刀刀徑和齒數(shù)，銑削深度ap，粗銑進(jìn)給速度vf，得出粗銑切削速度vc;精銑進(jìn)給速度vf，得出精銑切削速度vc（《切削手冊(cè)第三版》表3.16和3.5）。

計(jì)算基本工時(shí)：tm=L/vf。

式中，L=l+y+⊿，查表3.25，入切量及超切量y+⊿，得出L，故得到：粗銑工時(shí)tm和精銑工時(shí)tm。

終檢。

4.4.2 計(jì)算驗(yàn)證生產(chǎn)綱領(lǐng)

遵循工序集中，是填寫工序卡的基本準(zhǔn)則。而實(shí)際生產(chǎn)，工廠一般是每道工序安排一臺(tái)機(jī)床，這樣才能提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)。因此，生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算，實(shí)際上，就相當(dāng)于通過(guò)工時(shí)最長(zhǎng)的那道工序來(lái)計(jì)算。然后，通過(guò)這道工序用時(shí)，得出一小時(shí)產(chǎn)量;以8小時(shí)為一天，得出每天產(chǎn)量;以30天為一月，得出每月產(chǎn)量;以12個(gè)月為一年，得出年產(chǎn)量。最后以數(shù)據(jù)對(duì)比，確定年產(chǎn)量是否滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求。但是此數(shù)據(jù)排除了許多影響生產(chǎn)的因素，比如法定節(jié)假日等。而機(jī)床也有可能損壞還檢修，從而影響生產(chǎn)。所以要考慮這些不利于生產(chǎn)因素，最終再次確定年產(chǎn)量是否滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求。

4.5 填寫過(guò)程卡和工序卡

根據(jù)設(shè)計(jì)要求規(guī)范完成工藝過(guò)程卡、工序卡的制作。

5? 工藝總結(jié)

工藝設(shè)計(jì)中，每一道工序都應(yīng)在滿足制造要求的前提下設(shè)計(jì)。在本次工序卡設(shè)計(jì)中，平面的加工用銑削的方法實(shí)現(xiàn)，據(jù)工藝手冊(cè)表1-5來(lái)看，銑削方法的加工精度可以達(dá)到IT8-IT11。表面粗糙度可以達(dá)到Ra1.6-Ra12.5。而對(duì)于本零件孔加工，精度要求不同，加工方法亦不同。現(xiàn)分述如下：鉆削的加工精度可以達(dá)到IT9-IT13，表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.8-Ra12.5。鉸達(dá)到的加工精度可以達(dá)到IT6-IT10，表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.2-Ra12.5。鏜可以達(dá)到IT7-IT11，表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.2-Ra12.5。由于表面粗糙度受公差等級(jí)和基本尺寸的影響，所以在實(shí)際加工中，加工的方式可以搭配使用。例如本零件銷孔加工，即用先鉆后鉸的方法制造，最后滿足加工精度要求。

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