某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计.doc

某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计某汽车发动机汽缸盖机 械加工工艺与工装设计摘要机械的制造工艺过程通常可分为热加工工艺过程（包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等）及冷加工工艺过程。它们都是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为产品或半产品的过程。伴随着机械制造工艺的发展，机床夹具正向着标准化、精密化、高效化和柔性化等方向发展。夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工质量。本次设计，结合近年来国内外内燃机行业加工的发展的新趋势，以 CS492Q 汽缸盖为参考对象，对它的机械加工工艺进行了分析和计算，分析了和设计了汽缸盖机械加工生产线工序、关键工艺技术和设备、工艺应用状况及主要优缺点。设计了汽缸盖某一道典型加工工序（钻上底面面和下底面面孔）的夹具。本设计首先分析了汽缸盖零件的作用和加工工艺性，然后进行工艺规程设计，最后是夹具设计。合理安排工艺路线，是保证加工质量和经济性的关键。合理的夹具可以缩短辅助时间，提高劳动生产率，保证加工精度，稳定加工质量，降低对工人的技术要求，扩大机床工艺范围。本文还对所设计的专用夹具进行了精度校核和定位误差分析，对夹具的设计质量也进行了评估。关键词：汽缸盖；工艺分析；工艺规程设计；夹具设计某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计The machiining process and ffixtture design of the Cylinder-headAbstractThe machining process can generally be divided into the process of hot working (including casting,plastic forming, welding, heat treatment, surface modification, etc.) and the process of cold working. They areall the processes of changing the shape, si-ze, relative position and property of production objects for makingthem into products or semi-products. With the development of machining process, machine fixture is dev-eloping toward the direction of standardization, precision, high efficiency and flexibilit-y etc.The mainfunction of the fixture is to clamp the work piece. The quality of cla-mping work piece will directly affect themanufacturing quality of the work piece.In this design, combined with internal combustion engines development of processing industry at homeand abroad in recent years, a new trend to CS492Q cylinder head as a reference object, and its machiningprocess has been analyzed and calculated, analyzed and designed a production line of cylinder headmachining process, Key technology and equipment, process and application status and main advantages anddisadvantages. Road cylinder head design of a typical machining operations (drilling, under the bottomsurface and bottom faces) of the fixture.First, the design of the cylinder head part of the role and processing technology, and then proceed toprocess planning and finally the fixture design. Route rationalization process, to ensure processing quality andeconomy of the key. Reasonable auxiliary fixture can reduce time, improve productivity and ensure precision,stability, processing quality and reduce the technical requirements for workers, expanding the scope ofmachine tool technology. This article is also designed special fixtures for precision positioning error checkingand analysis, fixture design quality were evaluated.Key words:Cylinder-head; process analysis; process plain design; fixture design某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计目录1.绪论.11.1 本文研究的目的和意义.1.2 课题背景知识.1.2.1 零件的作用.1.2.2 机械制造工艺相关知识.1.2.3 机床夹具设计基础知识.122262汽缸盖零件分析.102.12.22.32.4汽缸盖的功用. 10零件的主要技术要求的分析. 102.2.1 零件的技术要求. 102.2.2 零件的材料及毛坯成型方法. 112.2.3 零件的生产要求. 12零件加工工艺性分析. 13产纲领要求. 143零件的机械加工工艺规程设计.163.13.23.33.43.5缸盖的锻造毛坯简图. 16零件表面加工的加工余量及加工方案确定. 16工艺路线和加工余量的初步拟定. 203.3.1 工艺路线方案 1. 203.3.2 工艺路线方案 2. 23工序的集中与分散的选择. 26基准的选择. 263.5.1 原始的基准的选择. 263.5.2 定位基准的选择. 273.5.3 定位基准的确定. 273.63.73.83.9某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计加工阶段的划分. 28方案分析比较. 29工艺装备的选择和设计. 293.8.1 机床选择. 303.8.2 辅助工具的选择. 313.8.3 刀具的选择. 313.8.4 工艺装备选择表：. 32切削用量选择及计算. 353.10工时定额的计算. 404夹具的设计.544.14.24.34.44.54.64.74.8专用夹具方案设计. 55定位销的设计. 56定位误差分析及计算. 57夹具的夹紧方案设计. 584.4.1 夹紧力的计算. 59加紧机构的设计. 604.5.1 楔形夹紧机构的设计. 614.5.2 楔形加紧力计算：. 624.5.2 夹紧装置的油缸选取. 62刀具的选择和设计. 63导向套筒的设计. 64左右钻模板设计. 66总结.68参考文献.致 谢.7071某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计1.绪论1.1 本文研究的目的和意义本次设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术课程以及全部专业课之后进行的 。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关绘图软件的一次深入的综合性复习，也是使我们综合运用所学过的基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。我们在完成毕业设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料、国家标准、有关手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下了坚实的基础。本次设计的目的在于：（1）（2）（3）（4）（5）（6）培养综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力，拓宽和深化所学知识。培养树立正确的设计思想、设计思维，掌握工程设计的一般程序、规范和方法的能力。培养正确地使用技术知识、国家标准、有关手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件等方面的工作能力。培养自己进行调查研究、面向实际、面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度、工作作风和工作方法。熟悉汽车发动机缸盖加工工艺过程和掌握夹具设计的方法步骤，为以后从事相关的技术性工作打下坚实的基础。通过对缸盖零件的机械加工工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面得到一次综合性训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件工艺规程的能力。第 1 页 共 71 页（7）（8）某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具机构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。通过零件图、装配图的绘制，使我们进一步熟练绘图软件的使用。熟悉和掌握我国相关的制图标准和要求。本次设计的主要内容为：首先认真分析汽缸盖，明确相关技术要求和加工质量要求，在读懂图纸的基础上，利用 Solidworks 绘制该输出缸盖的三维模型；然后根据图纸上相关要求等确定该零件的生产类型，经分析本次设计的零件的生产纲领。其次，对零件进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，缸盖的材料为铝合金钢。拟采用以压力锻造的形式进行毛坯的制造，然后设计两套不同的工艺路线方案，分析两套方案的优劣并根据实际生产条件和相关要求确定最终完成机械加工工序设计，进行必要地经济分析。最后，对某道加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计，对夹具进行精度校核并对其设计质量进行评估。1 .2 课题背景知识1.2.1零件的作用汽缸盖是汽油机主要固件之一，它安装在汽缸体上端，并通过汽缸盖螺栓与汽缸体固定在一起密封汽缸形成燃烧室。汽缸盖顶面装有进排气门，喷油嘴，气动阀等部件，并布置进排气到汽缸以控制空气充分与燃料进入汽缸燃烧。其中很大一部分热量由经过汽缸盖的冷却介质水带走。1.2.2机械制造工艺相关知识1.基本概念（1）生产过程是指从原材料到产品出厂的全部劳动过程。（2）机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分，是对零件采用机械加工的方第 2 页 共 71 页某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计法直接改变毛坯的形状、尺寸、和表面质量等，使之成为合格零件的过程。（3）工序 一个（或一组）工人在一个工作地对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。（4）安装 如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那一部分内容称为一个安装。（5）工位 在工件的一次装夹后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。（6）工步 在加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为工步。（7）走刀 切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。（8）生产纲领是在计划期内生产的产品产量和进度计划。（9）生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化的程度分类。一般分为单件生产、成批生产和大批量生产三种类型。2.机械加工工艺规程（1）机械加工工艺规程有：机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片、标准零件或典型零件工艺过程卡片、单轴自动车床调整卡片、多轴自动车床调整卡片、机械加工工序操作指导卡片、检验卡片等。（2）制定工艺规程的基本要求是：在保证产品质量的前提下，能尽量提高生产率和降低成本，并充分利用现有生产条件，保证工人具有良好而安全的劳动条件。（3）制定工艺规程的步骤：收集和熟悉制定工艺规程的有关资料图样，进行零件的结构工艺性分析；确定毛坯的类型及制造方法；选择定位基准；拟 定工艺路线；确定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；确定各工序的设备、刀具、夹具、量具和辅助工具；确定各工序的切削用量及时间定额；确定主要工序的技术要求及检验方法；进行技术经济分析；编制工艺文件。3. 机械加工工艺规程制定中应注意的问题（1）选择零件毛坯时，主要考虑下列因素：零件的材料（包括牌号及标准号）及其机械性能、零件的结构形状及外形尺寸、生产纲领、生产条件、积极推广应用新工艺、新技术和新材料。（2）基准是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。第 3 页 共 71 页某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计从设计和工艺两个方面看可分为设计基准和工艺基准两大类。工艺基准又可进一步分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。定位基准又有粗基准和精基准之分。（3）粗基准的选择原则有：保证相互位置要求的原则、保证加工表面加工余量合理分配的原则、粗基准不重复使用的原则、便于工件装夹的原则。（4）精基准的选择原则有：基准重合原则、基准统一原则、自为基准原则、互为基准原则、便于装夹的原则。（5）加工经济精度是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间），所能保证的加工精度和表面粗糙度。（6）选择加工方法时考虑的主要因素：工件的加工精度、表面粗糙度和其他技术要求，工件材料的性质，工件的形状和尺寸，生产类型、生产率和经济性，本厂设备、人员情况等。（7）根据精度要求的不同，整个工艺过程可划分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段、超精密加工阶段。划分加工阶段的原因主要有：保证加工质量；合理使用机床设备；便于及时发现毛坯缺陷，避免精加工表面损伤；便于安排热处理工序，使冷、热加工配合协调。（8）机械加工工序的安排原则：基面先行；先粗后精；先主后次；先面后孔。（9）热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件的材料和热处理的目的。预备热处理安排在机械加工之前；去除内应力的热处理安排在粗加工之后，精加工之前；最终热处理安排在精加工前后，变形较大的热处理应安排在精加工之前，变形较小的热处理应安排在精加工之后；表面的装饰性镀层和发蓝工序一般安排在工件精加工后；电镀工序后应进行抛光，耐磨性镀铬则放在粗磨和精磨之间。（10）辅助工序包括检查、检验工序、去毛刺、平衡、清洗工序等，检验工序是主要的辅助工序。除了在每道工序中操作者自检外，还必须在下列情况下安排单独的检验工序 ：粗加工阶段结束后；关键工序前后；零件从一个车间转到另一个车间前后；零件全部加工结束之后。（11）工序组合的原则：大批大量生产、零件结构叫复杂，适于采用工序集中地原则，对一些结构简单的产品，也可采用分散的原则。成批生产宜采用适当集中的原则，单件小批生产适于采用工序集中的原则；产品品种较多，又经常变换，适于采用工序分散第 4 页 共 71 页（1）时间定额T 包括：基本时间T 、辅助时间T 、布置工作地时间T 、休息与生理T T单件和成批生产的单件时间定额 T = T + = T + T + T + T + （1-1）C工艺成本 S = V + 。某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计的原则；零件加工质量、技术要求较高时一般采用工序分散的原则；零件尺寸、质量较大，不易运输和安装的，应采用工序集中地原则。（12）选择设备时应考虑下列问题：机床的精度与工序要求的精度相适应；机床的规格与工件的外形尺寸，本工序的切削用量相适应；机床的生产率与被加工零件或产品的生产类型相适应；选择的设备尽可能与工厂现有条件相适应。（13）加工余量是指加工过程中所切除的金属层厚度。加工余量可分为加工总余量（毛坯余量）和工序余量。加工总余量等于各工序余量之和。影响工序余量的因素有：上工序的各种表面缺陷和误差因素，包括表面粗糙度和缺陷层、尺寸公差和形位公差；本工序加工时的装夹误差。确定加工余量的方法有：分析计算法、查表法、经验估算法。（14）工艺装备的选择包括确定各工序所需的夹具、刀具和计量器具等。夹具主要根据生产类型和加工要求来确定。刀具的选择主要取决于各工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求，生产率和经济性等。计量器具主要根据生产类型和工件的加工精度来选取。4. 时间定额与提高劳动生产率的工艺途径T m a s需要时间 Tr 、准备与终结时间 Te 。n n大批量生产的单件时间定 TT = Tm + Ta + Ts + Tr （1-2）（2）提高劳动生产率的工艺途径有：1 缩短时间定额。缩短基本时间的措施有：提高切削用量和减少切削行程长度；缩短辅助时间的措施有：采用先进夹具、提高机床的自动化程度、采用先进的检测手段等直接缩短辅助时间，使基本时间与辅助时间重合等。2推广应用新工艺和新方法。3 提高机械加工自动化程度。5.工艺过程的技术经济分析（1）工艺成本是指生产成本中与工艺过程有关的那一部分费用。按照与年产量的关系分为可变费用 V 和不变费用 C。（2）若工件的年产量为 N，则工件的全年工艺成本 S（元/年）为 S = VN + C ,单件N第 5 页 共 71 页1.2.3 机床夹具设计基础知识某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计在机械制造的各个加工工艺工程中，必须使工件在工艺系统中处于正确的位置，以保证加工质量，并提高生产效率。把为了使工件处于正确位置上所使用的各种工艺装备称为夹具，如检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。在机床上对工件进行切削加工时，为了保证加工精度，必须正确地安放工件，使工件相对于刀具和机床占有正确的位置，这一过程称为“定位”。为了保证这个正确位置在加工过程中稳定不变，应该对工件施加一定的夹紧力，这个过程称为“夹紧”。这两个过程总称为“安装”。在机床上实现安装过程的工艺装备，就是“机床夹具”。机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广泛的是通用夹具，如车床上用的三爪自定心卡盘和铣床上用的平口虎钳等。这类夹具的规格尺寸已经标准化，由专业厂家进行生产。而用于批量生产，专门为工件某加工工序服务的专用夹具，则必须由各个制造厂自行设计制造。由于专用夹具的设计制造在很大程度上影响加工质量、生产率、劳动条件和生产成本，因此，它是各机械制造厂新产品投资、老产品改进和工艺更新中的一项重要生产技术准备工作，也是每一个从事机械加工工艺的技术人员必须掌握的基础知识。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，所以应用十分广泛。归纳起来有以下几个方面的作用：（1）保证工件的加工精度，稳定产品质量夹具在机械加工中的基本作用就是保证工件的相对位置精度。由于采用了能直接定位的夹具，因此，可以准确地确定工件相对于道具和机床切削成形运动中的相互位置关系，不受或者少受各种主观因素的影响，可以稳定可靠地保证加工质量。（2）提高劳动生产率和降低加工成本提高劳动生产率，降低单件时间定额的主要技术措施是增大切削用量和压缩辅助时间。采用机床夹具，既可以提高工件加工时的刚度，有利于采用较大的切削用量，又可以省去划线找正等工作，使安装工作的辅助工时大大减小，因此能显著地提高劳动生产率和降低成本。（3）改善工人劳动条件第 6 页 共 71 页某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计采用夹具后，工件的装卸显然比不用夹具方便、省力、安全。使用专用夹具安装工件，定位方便、迅速，夹紧可采用增力、机动等装置，因此可以减轻工人的劳动强度。还可设计保护装置，确保操作者安全。（4）在流水线生产中，便于平衡生产节拍工艺工程中，当某些工件所需要工序时间特别长时，可以采用多工位或高效夹具等，以提高生产效率，使生产节拍能够比较平衡。1.机床夹具分类（1）专用夹具 专用夹具是针对某一种工件的一定工序而专门设计的。因为不需要考虑通用性，所以夹具可以设计得结构紧凑、操作方便。还可以按需要采用各种省力机构、动力装置、分度装置等。因此，此类夹具可以保证较高的加工精度和劳动生产率。但是，由于这类夹具的专用性很强，并且设计和制造周期较长，制造费用也较高，当产品变更时，往往因无法再使用而报废。因此，这类夹具主要在产品固定和工艺稳定的较大批量生产中应用。（2）可调式夹具 可调式夹具的特点是：加工完一种零件后，通过调整或更换夹具中的个别元件，即可加工形状相似、尺寸和加工工件相近的多种零件。可调式夹具又可以分为通用可调夹具和专用可调夹具。通用可调夹具如滑柱式钻模等，使用范围较大。专门化可调夹具常称为成组夹具，通常配合成组技术，用于装夹和加工一组结构与工艺相似的工件。因为这类夹具是在专门夹具基础上少量更换或调整夹具元件，所以只能到达有限目标的通用化。即使这样，也极大提高了专用夹具在多品种、中小批量生产中使用的经济性。（3）专门化拼装夹具 专门化拼装夹具是针对其工件的特定工序加工要求，由实现制造好的通用性较强的标准化元件和部件拼装组成。从这个特点来看，这类夹具具有很大的通用性，但同时又是为某一种特定工序而专门拼装的夹具。因此，这类夹具又具有专门夹具的优点。（4）自动化生产用夹具 自动化生产用夹具主要是自动线上所使用的夹具。基本上分为两类：一类是固定式夹具，它与一般专用夹具相似；一类是随行夹具，它除了具有一般夹具所担负的安装工件任务外，还担负着沿自动线输送工件的任务，即随着工件从一个工位移动到下一个工位。故称为“随行夹具”。属于自动化生产夹第 7 页 共 71 页具的还有数控机床夹具。2.夹具设计的特点和基本要求A:夹具设计的特点某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计（1）针对性强。设计人员必须全面掌握工艺和生产现场的实际情况。专用夹具 是为某零件的某道工序设计的，设计人员必须全面了解和掌握产品零件的要求，工艺工程的安排以及所使用的机床、刀具，辅具的具体情况才可能提出合理可行的最佳方案，确定最合理的定位、夹紧装置。（2）保证加工质量和劳动生产率是夹具设计的两项主要任务，而保证加工质量 又是第一位的。因此，设计时应重点把住定位方案的确定和精度分析这两道关。对于制造精度要求不高的零件，其夹具设计应该重点保证提高劳动生产率和改善劳动条件。（3）夹紧机构对整个夹具结构起决定性作用。夹紧装置的结构形式和种类很多，选用的灵活性很大，特别是夹紧装置中力源及传动机构的设计对夹具结构的影响最大。因此，在同样能保证工序要求的情况下，每个人设计的结构可能大不相同。而不同复杂程度的夹具在不同的生产规模条件下其经济效果也不一样，设计人员必须使自己的设计和生产规模相适应，不可片面追求高精度而忽视了经济性。（4）夹具的制造多属于单件生产。因此，设计时应考虑采用组合加工，修配和 调整等措施来保证夹具的制造精度，尽可能地考虑设置修配和调整环节，而不能完全依靠用完全互换的办法保证制造精度。（5）设计周期短，一般不进行强度刚度计算。夹具设计是直接为产品生产服务 的生产技术准备工作，其设计周期要求短，因此设计时多采用参照法或是凭经验确定的办法来保证受力件的强度和刚度，通常不进行详细计算，有时采用简便公式或用图表作为设计参考。要注意的是在设计一些具有较高精度的夹具时，应该对定位精度、夹紧力等进行必要的计算和分析。B:设计的基本要求夹具设计的原则是经济和实用，它可以概括为“好用、好造、好修”这六个字，其中好用是主要的，但好用也必须以不脱离生产现场的实际制造和维修水平为前提。具体要求为：（1）夹具的结构应与其用途和生产规模相适应，正确处理好质量、效率、方便 性第 8 页 共 71 页与经济性四者的关系。（2）保证工件精度。某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计（3）保证使用方便，要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观察、便于排屑 排液、便于安装运输，保证安全第一。（4）注意结构工艺性，对加工、装配、检验和维修等问题应全面考虑，以降低 制造成本。第 9 页 共 71 页某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计2汽缸盖零 件分析2.1汽缸盖的功用汽缸盖是汽油机主要固件之一，他安装在汽缸体上端，并通过汽缸盖螺栓与汽缸体固定在一起密封汽缸形成燃烧室。汽缸盖顶面装有进排气门，喷油嘴，气动阀等部件，并布置进排气到汽缸以控制空气充分与燃料进入汽缸燃烧。其中很大一部分热量由经过汽缸盖的冷却介质水带走。汽缸盖受很高的燃压和温度及汽缸盖螺栓的预紧力，其热应力和机械应力均很大，所以设计要求有：（1） 具有足够的强度和刚度，以保证在气体压力和热应力下，可靠工作，并保持良好的密封。（2） 更具混合气的形成和燃烧凡是正确设计燃烧室的型式，合理布置气门和气道 。（3) 保证高压部分能得到较强的冷却，使汽缸盖的温度分布均匀，尽可能的减少热应力，避免出现热疲劳裂纹。2.2 零件的主要技术要求的分析2.2.1零件的技术要求未铸造圆角未 R3，拔模斜度角 2。应仔细清除型砂，骨架铁丝烧焦的型芯参与部分等。进气和排气腔道应光滑平整。淬及时效应处理 HB 80100。水套要在（2.93.9）105 Pa 的压力下进行水压试验，经 5 分钟不得有渗漏现象。缸盖除了上下平面及其他安装表面出其余喷耐高分银色油漆允许紧配合 M8,M10 螺丝充孔上丝，扭紧力矩 15Nm 。第 10 页 共 71 页燃烧室容积在 8488CM ，相互差为 33某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计CM3 。在图中标记尺寸在确保燃烧室容积情况下由工艺处理确定其他的技术要求见 Q/FB CS492Q-1A 汽油机汽缸盖技术条件。2.2.2零件的材料及毛坯成型方法材料：铸造用铝合金。用金属铸造成形工艺直接获得零件的铝合金，铝合金铸件。该类合金的合金元素含量一般多于相应的变形铝合金的含量。据主要合金元素差异有四类铸造铝合金。(1)铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金，含硅量在 1025。有时添加 0.20.6镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于制造活塞等部件。(2)(铝铜合金，含铜 4.55.3合金强化效果最佳，适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件 。(3)铝镁合金，密度最小(2.55g/cm3)，强度最 高(355MPa 左右)的铸造铝合金，含镁 12，强化效果最佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。(4)铝锌系合金，为改善性能常加入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下 ，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。不经热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。经稳定化处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。铸造铝合金具有与变形铝合金相同的合金体系，具有与变形铝合金相同的强化机理除应变强化外，他们主要的差别在于：铸造铝合金中合金化元素硅的最大含量超过多数变形铝合金中的硅含量。铸造铝合金除含有强化元素之外，还必须含有足够量的共晶型元素通常是硅，以使合金有相当的流动性，易与填充铸造时铸件的收缩缝。目前基本的合金只有以下 6 类； AI-Cu 合金, AI-Cu-Si 合金 AI-Si 合金 ， AI-Mg合金 ， AI-Zn-Mg 合金 ， AI-Sn 合金综上所诉 ，本缸盖采用型号为 ZAlSi5Zn1Mg 的铸造铝合金第 11 页 共 71 页某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计成型方法：压力铸造。大量生产则用金属模，一般为为铝模可以获得较高的尺寸精度和光滑的表面。机械加工前，一般经人工时效，以清除逐渐内应力和改善毛坯的机械性能。与灰铸铁相比，灰铸铁一般用砂型铸造，单几贴内部有很多复杂的型腔，其汽缸壁较薄，并有很多加强筋，铸造时要用型芯，所以对铸件质量和造型急速有严格要求，且会灰铁铸造还有以下问题：加工余量过大、毛刺过大、冷热加工定位基准不统一。铝合金汽缸盖具有良好的导热性，重量轻，成本较低，适用于轻型，高速汽油机。2.2.3零件的生产要求+0.01+0.10+0.025所设计的加工内容为：由毛坯开始，完成缸盖和缸盖总成所有加工、去毛刺、工序间自动输送、工序间检验等生产任务（1） 生产类型：中，大批量生产。加工过程大部分在组合机床采用专用夹具加工，少部分生产如火花塞空和进排气门等精度要求高的用联合机床加工或专用机床上加工（2） 零件工况：高温、高压、变载荷，润滑条件尚可。密封性要求高的情况下工作 。（3） 材料铝合金高强度，最小壁厚 5mm1.2 mm 用压力铸造比较合适。（4） 尺寸精度，形状精度，表面粗糙度要求：a. 汽缸盖与缸体配合表面粗糙度 6.3 要求较高，汽缸盖上底面表面粗糙度12.5。保持燃烧室容积，下底面至气门上表面长度的关键尺寸为16.50.03 ,下底面至气门底座表面长度尺寸为 24 0.103 其相关尺寸17 0.01 。b. 保持燃烧室的容积，下底面至气门上表面长度关键尺寸为 160.60 ，下底面至气门底座表面长度尺寸为 24 0.103 ，相关尺寸 17 0.10 。c. 座圈导管孔 38.5H7(0 ) 。第 12 页 共 71 页某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计d.0汽缸盖上下底面之间长度 96.30.05。（5）位置精度：a. 放置定位销的工艺孔，位置度 0.03以汽缸底面（G 面），缸盖进排气面9.026c. 汽缸盖上地面螺纹孔 4 - M10- d 深 26 孔深 31，深孔 11.5深 2 的位9.026f. 左视图中： M10 d 深 24，孔深 29 的位置度为 0.25 以 A、F、G（F 面）为基准。b. 汽缸盖进气空面的平面度 0.1，排气空面的平面度 0.1。7 12.5深 30 的装螺栓孔位置度 0.5，以 G、F、A、C 侧面内基准。9.106置度 0.25 以 G、F、A 为基准。d. 汽缸盖上底面 6 M6 6H 的位置度 0.25 以 G、F、B 为基准。e. 气门座的轴心线对其们导管孔的同轴度 0.06 以 T 为基准。9.106为基准 。3 M 10 深 20 孔深 25 的位置度 0.25 以 A、F、G 为基准g. 右视图中： 2M 深 24 位置度 0.25 以 C、F、G 为基准 。M10 深 20 位置度 0.25 以 C、F、G 为基准。4M10 深 17 孔深 22 其位置度 0.25 以 C、F、G 为基准。h. 上底面平面度 0.05，下底面平面度 0.062.3 零件加工工艺性分析（1）加工表面的要求极其特点是选择加工方法的依据，所以经过以上要求分析出加工工艺的方法。a. 零件有五个大面:下底面粗糙度为 6.3，铸造，先粗铣一次加工过程最后精铣一次 。上底面粗糙度 12.5，粗铣一次可以达要求。左右侧面粗糙度 12.5 双面铣同时加工一次完第 13 页 共 71 页成。进排气面粗糙度 12.5 粗铣一次。某汽车发动机汽缸盖机械加工工艺与工装设计b.孔的加工较为复杂，在以后章节详细概述。（2）根据主要加工面选定精加工工序。a. 主要加工面不能单纯从加工精度来看，还要看其装配的关系和机械运转中的作用。主要表面往往是对装配质量有影响而加工精度较高的表面。b. 主要加工面对加工起决定性作用，对最后阶段选用的精加工方法，精加工的定位装夹以及加工中发生的问题都有很大的影响。c. 汽缸盖的主要加工面加工工序和加工方法与质量密切相关。（3） 表面之间的位置度往往是决定定位基准和定位方法的依据。表面之间的位置精度是加工中最容易产生质量问题的环节。位置。位置精度往往不是由一个工序来保证，需要按照前后工序的联系，通过定位基准的转换来实现，也就是涉及记住的选择和加工顺序的问题。位置精度要求常在技术要求中提出，汽缸盖零件图上对位置精度要求很多，加工时要一一保证。（4）零件结构形状的某些特征，会给加工带来难题如：a. 斜孔的加工要用特殊的加工发发，加工精度高可以用联合机床，列如加工汽缸盖的火花塞孔就会遇上斜孔加工问题，要用上特殊的夹具和安装方法。b. 小孔加工刀具容易变形。c. 深孔加工会引起排屑困难和加工扭曲。e. 薄壁零件在夹压时容易变形。f. 不规则表面造成夹紧的困难。2.4产纲领要求（1）厂房参数厂房湿度：95%厂房温度：0C-45C地基厚度：300mm第 14 页 共 71 页（2）动力参数压缩空气压力：0、6MPa10%工业用水压力：0、2Mpa某汽车发动机