小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝精

1、小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝（精）小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝-1 -小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝缸體是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)乃至汽車中的最重要的零件之一，它的加工質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng) 機(jī)的質(zhì)量，進(jìn)而影響到汽車整體的質(zhì)量，因此發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的制造加工長期以來一 直受到國內(nèi)外汽車生產(chǎn)企業(yè)的高度重視。1缸體的簡(jiǎn)單介紹：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)零件和骨架，同時(shí)又是發(fā)動(dòng)機(jī)總裝配時(shí)的基礎(chǔ)零件。 缸體的作用是支承和保證活塞、連桿、曲軸等運(yùn)動(dòng)部件工作時(shí)的準(zhǔn)確位置；保證 發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣、冷卻和潤滑；提供各種輔助系統(tǒng)、部件及發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為缸體 一一曲軸箱。缸體上部的圓 柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸

2、的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間。在 缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋，冷卻水套和潤滑油道等。根據(jù)缸體與油底殼安裝平面 的位置不同，通常把缸體分為以下三種形式。（1）一般式缸體：具特點(diǎn)是油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。這種缸體的 優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體高度小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便；但其缺點(diǎn)是 剛度和強(qiáng)度較差（2）龍門式缸體：具特點(diǎn)是油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和 剛度較好，能承受較大的機(jī)械負(fù)荷；但其缺點(diǎn)是工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工較 困難。（3）隧道式缸體：這種形式的缸體曲軸的主軸承孔為整體式，采用滾動(dòng)軸承，主軸承 孔較大，曲軸從缸體后部裝入。具優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和

3、強(qiáng)度好，但其缺點(diǎn)是 加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。為了能夠使缸體內(nèi)表面在高溫 下正常工作，必須對(duì)缸體和缸蓋進(jìn)行適當(dāng)?shù)乩鋮s。冷卻方法有兩種，一種是水冷 ,另一種是風(fēng)冷。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體周圍和缸蓋中都加工有冷卻水套，并且缸體 和缸蓋冷卻水套相通，冷卻水在水套內(nèi)不斷循環(huán)，帶走部分熱量，對(duì)缸體和缸蓋 起冷卻作用。現(xiàn)代汽車上基本都采用水冷多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸的 排列形式?jīng)Q定了發(fā)動(dòng)機(jī)外型尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的剛度和強(qiáng)度也有影 響，并關(guān)系到汽車的總體布置。按照氣缸的排列方式不同，缸體還可以分成單列 式、V型和對(duì)置式三種。第-1 -頁共7頁小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝-2 -2缸

4、體的工作條件：缸體通常工作在高溫、高載荷、磨損劇烈的條件下，承受較大的壓力，受力復(fù)雜 ,同時(shí)工作在汽油的沉浸下，工作環(huán)境潮濕。3缸體的使用性能要求：缸體的工作條件決定了缸體必須具有高強(qiáng)度、高剛度、高硬度、高耐磨性以及良 好的散熱性，同時(shí)要有很好的密封性、防漏性、減振性等。4缸體毛坯材料的選擇：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體采用的材料一般是灰鑄鐵 HT150、HT200、HT250 ,也有采用鑄鋁或 鑄鋼的。采用灰鑄鐵可以滿足高強(qiáng)度、高剛度以及高耐磨性的要求，而且工藝性 能、減振性、切削加工性能優(yōu)良，同時(shí)成本較低，但是會(huì)增加缸體的重量，增加 發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān)；采用鑄鋼材料，可以使缸體承受更大的沖擊載荷；采用鋁合金材 料

5、最大的好處是可以減輕缸體的重量，順應(yīng)了汽車輕量化的趨勢(shì)，因此最近采用 鑄鋁材料的缸體越來越多。每種材料都有自身的特點(diǎn)，優(yōu)劣共存，我們需要根據(jù) 不同缸體產(chǎn)品的不同質(zhì)量要求來確定相應(yīng)的生產(chǎn)材料。5毛坯制造方法的選擇：鑄造、鍛壓、焊接、粉末冶金和非金屬材料成形等方法都可以作為機(jī)械零件毛坯 的制造方法，但它們的制造成本、生產(chǎn)條件等都有差異，再加上實(shí)際生產(chǎn)中零件 毛坯生產(chǎn)批量的不同，我們對(duì)制造方法的選擇必然也會(huì)不同，正確的方法是：結(jié) 合生產(chǎn)實(shí)際，綜合考慮毛坯的使用要求、生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性要求，同時(shí)兼顧環(huán)境保護(hù)， 最終達(dá)到制造方法與實(shí)際生產(chǎn)條件相適應(yīng)。對(duì)于缸體這種形狀復(fù)雜、尺寸較大、有不規(guī)則的外形和內(nèi)腔、壁厚不均

6、的箱體類 零件，通常采用鑄造（砂型鑄造）的方法，采用鑄造的方法不但可以滿足缸體的 使用性能要求，而且生產(chǎn)成本較低。砂型鑄造流程：準(zhǔn)備爐料一熔煉金屬一澆注一凝固冷卻一落砂清理一檢驗(yàn)一合格 鑄件缸體毛坯的技術(shù)要求：對(duì)非加工面不允許有裂紋、冷隔、疏松、氣孔、砂眼等鑄造缺陷。缸體毛坯質(zhì)量對(duì)加工的影響：加工余量過大，會(huì)增加機(jī)床的負(fù)荷，影響機(jī)床和刀 具的使用壽命，成本變高；飛邊過大，直接影響刀具使用壽命；由于冷熱加工基 準(zhǔn)不統(tǒng)一，毛坯各部分相互間的偏移會(huì)造成機(jī)械加工時(shí)余量不均勻。6缸體零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（部分）：第-2 -頁共7頁小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝*4口殖耳向 隧匕75 士01。第-3 -頁共7頁小轎車發(fā)

7、動(dòng)機(jī)缸體制造工藝-4 -rrm J rddi.fl儼i第-4 -頁共7頁14-UB-IHnona眄55 1時(shí)二小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝4-W1Q-7HJjO.lQp naizc123_ 12。!s-g，制 92目如ar Jjwjl7缸體制造工藝：7.1 工藝特點(diǎn)如圖所示，此缸體為一整體鑄造結(jié)構(gòu)，其上部有 4個(gè)缸套安裝孔；缸體的水平隔 板將缸體分成上下兩個(gè)部分；缸體的前端面從前到后排列有三個(gè)同軸線的凸輪軸 安裝孔和惰輪軸孔。缸體的工藝特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜；加工的平面、孔多； 壁厚不均；加工精度要求高，屬于典型的箱體類加工零件。加工平面一般采第-5 -頁共7頁小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝-6 -用刨

8、、銃削等方法加工，加工孔主要采用鏈削，加工小孔多用鉆削。由于缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此如何保證各表面的相對(duì)位置精度是加工中的一個(gè)重要問題。7.2 工藝基準(zhǔn)選擇合理的加工工藝基準(zhǔn)，直接關(guān)系到能否保證零件的加工質(zhì)量。一般來說，工 藝基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。（1）粗基準(zhǔn)對(duì)于上線的毛坯，其粗基準(zhǔn)的選擇尤為重要，粗基準(zhǔn)選擇不合理會(huì)造成加工余量 分布不均勻，加工面偏移，產(chǎn)生廢品。在缸體的生產(chǎn)中，我們一般采用側(cè)面為粗 基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體這種箱體零件來說，一般采用"面兩銷”為全線的統(tǒng)一基準(zhǔn)。對(duì)于較長的自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)，由于定位銷孔在使用過程中的磨損造成定位不準(zhǔn)確， 因此，將定位銷孔分為23段使

9、用。在缸體定位銷孔的加工中，我們采用以側(cè)面 、底面和主軸孔定位，在加工中心上加工。7. 3加工階段的劃分缸體需要加工的表面許多，不同表面的加工精度也不同。因此，在擬定工藝順序 時(shí)，要抓住加工精度高的表面”這個(gè)主要矛盾，合理安排工序。安排工藝順序的 原則是：先粗后精，先面后孔，先基準(zhǔn)后其它。1）粗加工階段在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的機(jī)械加工過程中，安排粗加工工序，對(duì)毛坯全面進(jìn)行粗加工，切去大部分余量，以保證生產(chǎn)效率。2）半精加工階段在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的機(jī)械加工中，為了保證一些重要表面的加工精度，安排一些半精 加工工序，將精度和表面粗糙度要求中等的一些表面加工完成，而對(duì)要求較高的 表面進(jìn)行半精加工，為以后的精加工做準(zhǔn)

10、備。3）精加工階段 對(duì)精度和表面粗糙度要求高的表面進(jìn)行加工。4）次要小表面的加工一些表面（如螺紋孔表面）可以在精加工主要表面后進(jìn)行，一方面加工時(shí)對(duì)工件 變形影響不大，同時(shí)廢品率也會(huì)降低；另外，如果表面加工出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，那么這 些小表面也就不必加工了，這樣即避免了人力、物力、資金的浪費(fèi)。但是要注意 的是，如果小表面的加工容易造成主要表面損傷的話，那么就應(yīng)該將小表面加工 放在主要表面的精加工之前。5）妥善安排輔助工序這類工序（如檢驗(yàn)工序）在零件粗加工階段之后、關(guān)鍵工序加工前后、零件全部 加工完畢后，都要適當(dāng)安排。對(duì)加工階段進(jìn)行劃分的優(yōu)點(diǎn)是：一是可以在粗加工之后采取措施消除工件內(nèi)應(yīng)力 ,保證精度；二是

11、將精加工放在后面可以避免在運(yùn)輸過程中損壞工件已加工好的 表面；三是先粗加工各表面可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并及時(shí)處理，以免工時(shí)不必要的浪費(fèi)。需要注意的是，在粗加工和精加工之前應(yīng)分別加上預(yù)備熱處理和最終熱處理的工序。7.4工藝路線安排（熱處理另作闡述）工序00:毛坯上線工序10:粗銃上下平面工序20:粗銃底面、銃安裝面、鉆？11U7孔底孔？10.7、較孔？11U7、鉆 10M10X1.25螺紋底孔？8.7、攻螺紋 10 M10X1.25、鉆 2?16U8 底孔？15.7、2?16U孔口倒角450錢孔 2？16U8工序30:粗銃前后端面工序40:銃缸體瓦槽工序50:半精鏈缸孔、缸孔倒角1X450第-6

12、-頁共7頁小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝-7 -工序60:去毛刺檢驗(yàn)工序70:精銃頂面、鉆18M14X1.5螺紋底孔？12.5/14.5、錢孔2？18、攻螺紋18M14X1.5 （以上工序采用底面 紋 面兩銷誼位）工序80:鉆孔、攻螺紋18M14X1.55H、鉆底孔18？12.5 （采用頂面 面兩 銷是位）工序90:去毛刺、清洗、吹凈工序100:工作臺(tái)轉(zhuǎn)1800粗銃曲軸孔座2？84、粗鏈孔？6162、工作臺(tái)轉(zhuǎn)1800、粗鏈孔？6162、鏈孔？6564.6 半精鏈孔？61.6、工作臺(tái)轉(zhuǎn)1800半精鏈孔？61.6、精鏈孔？65、銃瓦槽、工作臺(tái)轉(zhuǎn)1800銃另一處瓦槽、粗鎮(zhèn)孔？3534.6粗鏈孔？3029.

13、6、轉(zhuǎn)1800精鏈？30、鉆？12孔、鉆2？10孔、鉆6M10螺紋底孔？9、攻螺紋M8工序110:粗銃小平面、精銃小平面、轉(zhuǎn)1800a小平面、精銃缸體一端面、精銃另一端面、按尺寸要求鉆孔及攻螺紋工序120:銃凸平面、精銃凸平面、轉(zhuǎn)向復(fù)合鉆孔、孔加工、轉(zhuǎn)向銃平面工序130:去毛刺、清洗（以上工序采用底面面兩銷 誼位）工序140:底孔加工、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái) 鉆中心孔、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)鉆引導(dǎo)孔、攻螺紋工序150:清洗（以上工序以端面 面兩銷 那位）工序160:精鏈曲軸孔、鉆底孔、較孔工序170:精銃分離面、鉆孔、鉆底孔、鉆螺紋底孔、俊孔、攻螺紋（以上工序 以側(cè)面面兩銷誼位）工序180:空氣吹盡、粗琦

14、氣缸孔、精琦氣缸孔、各面曲軸孔去毛刺工序190:最終清洗、成品檢驗(yàn)分組打印工序200:涂油、成品下線8熱處理8.1 熱處理的作用對(duì)材料進(jìn)行熱處理是改善金屬材料性能的一種常見的方法，它能夠使材料的組織 結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而達(dá)到改善加工工藝性能和強(qiáng)化力學(xué)性能的目的。對(duì)于缸體這 種力學(xué)性能要求較高的零件，合理安排熱處理工序非常重要。8.2 熱處理工序?qū)τ阼T鐵材料的缸體而言，通常的熱處理工藝為：預(yù)備熱處理（去應(yīng)力退火 +正 火+去應(yīng)力退火）一最終熱處理（淬火+高溫回火，又稱調(diào)質(zhì)處理+表面淬火） 預(yù)備熱處理安排在粗加工階段之前，其目的是：消除殘余內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形 、開裂；改善組織，細(xì)化晶粒；調(diào)整硬度，改善切削性能。退火工藝規(guī)范為：加 熱溫度500550C,加熱速度60120c/h,經(jīng)一定時(shí)