发动机加工的工艺设计.doc

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1、发动机加工的工艺设计“提高品质，降低成本”为汽车企业在未来的竞争中提供了基本保证。对于发动机制造所采用的生产装备，其投资费用和寿命计算并非是件简单的事情。首先，企业要考虑在前期投入大量的资金购置生产设备；其次，在后期的使用过程中还要考虑加工过程中的使用成本和维护费用。因此，规划过程中合理的工艺设计是非常重要的。因为发动机制造选用的生产装备及工艺方法与加工的产品在规划周期内的改型有着密切的关系，所以生产线为了适应这些设计上的差异，在规划时就应考虑生产设备的适应性、工艺的合理性，以及设备对日常消耗品的运营成本。1机床的设计机床的选型对规划来

2、讲至关重要，将直接影响到后续生产线的利用率和新产品的适应能力。目前，对于发动机机械加工设备的选型主要是在专机和加工中心之间进行。1.1专机将加工内容按工序分配给不同的单独工位顺序完成，毛坯（或半成品）从生产线的一端上料，半成品（或成品）从另一端下线，各工位间的传输由一条刚性的输送带连接起来。这种生产设备适合于生产线柔性要求不高、设计变化较小的系列零件的生产，而对于设计变化较大的零件则由于要适应新产品改造其采用按序加工的专机费用较高。因此，对于生产预期变化很少或设计变化不频繁的零件，专机是最佳的选择。专机的特点：加工内容简单、质量可靠，加

3、工效率高，加工精度和稳定性高。对于专机的设计，一般是根据产量纲领一次性投资到位。目前，发动机厂设计的机械加工线经常是关键工序采用专机，以保证加工效率和加工精度。如发动机气缸盖气门阀座／导管及凸轮轴孔的精加工工序在气缸盖加工中属于非常关键的工序，对这些工序的加工其使用的设备往往是专机。8学海无涯1.2加工中心加工中心的特点是柔性好，产品发生变化时只需要更换夹具、刀具，调整和编制新的加工程序即可满足新产品的生产。加工中心适用于复杂、工序多、精度要求高、需用多种类型普通机床和种类较多且复杂的刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的具有适当

4、批量的零件。其主要加工对象是箱体类零件，如汽车的发动机气缸体、气缸盖等。箱体类零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成普通机床60％95％的工序内容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时可缩短生产周期，降低成本。对于加工工位较多且工作台需多次旋转角度才能完成的零件，一般选用卧式加工中心；当加工的工位较少且跨距不大时，可选立式加工中心。目前，规划的发动机气缸体、气缸盖生产线，由于其加工内容较多，加工中需要多次旋转，各发动机厂优先选择卧式高速加工中心进行组线。考虑到设备的运行成本和维护费用，在使用设备的类型确定以后，购买设备时还要注意以下几点

5、。a.要使用统一的规范进行设备招标。统一的设备规范可以使公司在不同的项目中购买的设备具有很高的相似性，便于生产管理、人员培训及日后生产线的改造或重新安排。b.设备的选择要以其可靠性作为主要依据，要注意尽量避免使用供应商的专利技术或新开发的技术。c.机床所有的辅助设备和维修窗口尽可能地安排在机床后部，以便缩短机床彼此之间的间距，从而减少操作工的行走时间，缩短生产线的长度。2刀具的设计当确定好机床后，就要着手进行刀具的设计。为了达到效率与节拍平衡，保证充分发挥这些设备的效率，就需要考虑合适的刀具与之匹配。刀具选用的合理与否将直接影响工件质量

6、和加工效率，因此刀具的设计应从以下几方面进行。2.1加工设备首先是了解加工设备的性能，只有了解设备的性能才能选用合适的刀具来匹配，若设备与刀具不匹配，其效率都不能发挥出来。近年来的相关资料表明，一把价值几万元的刀具有可能影响一台价值几百万元的设备发挥效率，规划过程中对刀具的设计和安排在很大程度上决定了生产阶段的制造成本和刀具费用。8学海无涯2.2刀具材质制造技术的高速发展，对切削刀具的要求越来越高。为适应高速切削度的要求，新材料刀具已经被广泛使用，因此切削效率大大提高。高钴、高钒、高性能高速钢刀具的耐用度可比普通高速钢刀具提高1.53倍

7、；粉末冶金高速钢刀具的强度可提高20%30%，韧性提高1.52倍，并且其可靠性比普通高速钢刀具明显提高；而CBN（立方晶氮化硼）、PCD（聚晶金刚石）刀具和陶瓷刀具等代表当今技术发展水平的超硬刀具，其切削速度可比硬质合金刀具提高数倍，大大提高了加工效率。随着切削速度的提高，主轴与刀柄的连接在离心力的作用下发生很大变化，直接影响工件的加工精度和表面粗糙度。适应数控机床和高速加工需要的刀具夹持及刀柄与机床的连接件如HSK刀柄、热套刀柄、液压刀柄等，以及其他新型刀柄都被广泛应用。2.3刀具结构为提高生产效率和缩短换刀时间，在汽车零部件的加工中

8、越来越多地使用了各种复合刀具，如钻镗复合、钻铰复合、钻孔和螺纹加工复合等各类复合刀具。结构复杂的展开式刀具满足了很多特殊的加工要求，有些刀具甚至已发展成机、电、液一体化的装置，已远远超越了传统刀具的概念。由