摩托车零件工艺规程及工艺装备设计

1、毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：摩托车零件工艺规程及工艺装备设计院（系）：机电工程系专业：机械制造与自动化姓 名：学 号： 200900000577指导教师：二o年一月二十日学生姓名学号专业机械制造与自动化院（系）机电工程系毕业设计（论文）题目摩托车零件工艺规程及工艺装备设计任务与要求一、设计的任务：1、综合运用平时所学理论基础，基本知识和基本 技能，提高和分析解决实际问题的能力。2、查阅相关文献和资料，制定设计或实验方案。3、参考文献不得少于6篇。4、设计、计算、绘图。5、总结和撰写论文。&在规定时间内完成老师布置的论文内容。二、设计的要求：1、内容丰富，立意新颖。2、资料详实，

2、运用得当。3、语体止确，合符规范。4、层次清晰，中心突出。5、论证充分，结论合理。&正文不少于4000字。完成时间段2010年11月10日至2010年12月30日共7周指导教师单位机电工程系职称高级工程师院（系）审核意见毕业设计（论文）中期检查记录表日期工作内容执行情况指导教师2011.11.07-11.14论文选题良好张下炼2011.11.15-11.21搜集资料良好张下炼2011.11.22-11.30拟定初稿良好张下炼2011.12.1-12.10修改中稿良好张下炼2011.12.11-12.30确定终稿良好张下炼2012.01.01-03.01交电子档、打印稿3份良好张下炼2012.0

3、2.01-03.01答辩准备良好张下炼教师对进度计划实施情况总评签名：年 月日本表作评定学生平时成绩的依据之一学生填写毕业设计（论文）题目：摩托车零件工艺规程及工艺装备设计学生姓名：学号：专业：机械制造与自动化指导教师姓名：张下炼职称：高级工程师检查教师填写毕业设计（论文）题目工作量饱满一般不够毕业设计（论文）题目难度大适中不够毕业设计（论文）题目涉及知识点丰富比较丰富较少毕业设计（论文）题目价值很有价值一般价值不大学生是否按计划进度独立完成工作任务学生毕业设计（论文）工作进度填写情况指导次数学生工作态度认真一般较差其他检查内容：存在冋题及米取措施：检查教师签字：年 月日院（系）意见（加盖公章

4、）：年 月曰近年来，我国摩托车生产企业经过技术的引进、消化、吸收和创新，生产水平和 管理水平取得了很大的发展。各生产企业在提高外观、性能的同时，对发动机关键零 件的制造工艺更是不断地进行探索，以保证发动机的高性能。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。由于摩托车发动机壳体零件是发动机其他零件的安装基准，其加工质量将直接影 响发动机的功率、油耗、噪声等性能，其工艺规程及工艺设备的设计非常重要。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。本次设计主要内容包括：零件的分析、毛坯的材料及制造方式、工艺规程的设计， 包含了摩托车壳体零件制造的全过程。 残骛楼静锩瀨濟溆塹籟。关键词：摩托车 零件 工艺 规程装备 设计AbstractIn re

5、cent years, the motorcycle manufacturing corporations of our country have obtained very great development in the level of production and management. Through in troduc ing,digesti ng, absorb ing of tech no logy from abroad andinnovating. So as to ensure the high performanee of the engine, those corpo

6、rations are exploring constantly even more to starting the manufacturing process of the key parts of engine while improving the appearanee, and performanee.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。Because the motorcycle engine shell part is the installationmatrices ofthe engine, its quality of process ing will in flue nee perfor

7、ma nee such as the power, oil con sumpti on, no ise of the engine directly, the desig ns of its rules of craft and craft apparatus are very importa nt.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。This Graduati on Desig n mainly content to in elude: An alysis of the part, material and the desig ns of the manufacture of the blank of t

8、he part, the desig n of process route and the desig ns of two sets of fixtures, containing the whole manu facturi ng course of the motorcycle shell part.謀养抟箧飆鐸怼类蒋薔。KEY WORD Motorcycle Part Craft Process Equip Design厦礴恳蹒骈時盡继價骚。目录第一章绪言1茕桢广鳓鯡选块网羈泪。第一节摩托车的概况1第二章零件分析 2第一节零件的功用及结构特点2第二节零件的工艺分析2第三节壳体加工中出现的

9、问题 8第三章毛坯的选型与制造11第一节确定零件的生产纲领11第二节零件材料的选择11第三节毛坯种类及制造方法的选择 13第四节毛坯的设计及生产 15第四章箱体的机械加工工艺过程 20第一节选择定位基准20第二节加工方法的选择23第三节划分加工阶段24第四节工序内容25第五节加工顺序26第六节拟定工艺路线27第七节零件的检验32第五章工序具体内容的确定33第一节加工余量和工序尺寸的确定33第二节工艺装备的选择36第三节确定工序时间定额39结论453致谢44参考文献46第一章绪言第一节摩托车的概况一、摩托车的概况近年来，随着我国汽车、摩托车工业的不断发展，汽摩产业已成为国民经济的支 柱产业。我国

10、摩托车年产量已突破 1200万辆，成为世界摩托车产销量第一大国，江 苏地区有“春兰”、“金城”、“捷达”；浙江地区有“钱江”、“星月”；重庆市 地区有“嘉陵”、“宗申”、“隆鑫”、“本田”、“雅马哈”等几十家知名大企业， 各制造厂在不断提高质量、性能的同时，对发动机关键零件的加工工艺也在不断地进 行探索，以保证发动机的高性能。鹅娅尽損鹤惨歷茏鴛賴。摩托车的心脏是发动机，而发动机的心脏是曲轴箱，所以要把发动机制造好，首 先应把壳体做好，发动机壳体是一个结构复杂的薄壁腔体件，其壁厚仅为3mm，内部结构复杂，布有多处油道，为减小质量和提高刚度，还布置了大量的加强筋。壳体 上的表面较多，要求加工的孔数

11、量多，精度高，主要孔的精度均在H7以上，位置精度在+0.010.02mm之间，镗孔最小间距为35mm，加工难度较大。壳体是发动机其 他零件的安装基准，其内部装有曲轴连杆机构、配气机构、润滑系统、起动机构和传 动机构等零部件；其外部采用吊耳、支架与车架相连，受力情况相当复杂。其加工质 量将直接影响发动机的功率、油耗、噪声等性能，随着近年来我国对摩托车发动机需 求量呈逐年上升趋势，对该零件关键工序的加工设备的生产效率和自动化程度要求也 在不断提咼。籟丛妈羥为贍债蛏练淨。46第二章零件分析第一节 零件的功用及结构特点箱体类是机器或部件的基础零件， 它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件 组装成一个

12、整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传 递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。 常见的箱体类零件有：机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、减速箱体、发动机缸体 和机座等。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。一、摩托车发动机壳体零件的主要特点1、形状复杂发动机壳体零件是特形曲线和曲面组成的特形表面。箱体通常作为装配的基础 件，在它上面安装的零件或部件愈多，箱体的形状愈复杂，因为安装时要有定位面、 定位孔，还要有固定用的螺钉孔等；为了支撑零部件，需要有足够的刚度，采用较复 杂的截面形状和加强筋等；为了储存润滑油，需要具有一定形状的空腔，还要有观察 孔、放

13、油孔等；考虑吊装搬运，还必需做出吊钩、凸耳等。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2、壁薄容易变形箱体体积大，形状复杂，又要求减少质量，所以大都设计成腔形薄壁结构。箱体 的材料为铝合金材质，其刚度不高，但是在铸造、焊接和切削的装夹和加工过程中往 往会产生较大内应力，引起箱体变形。即使在搬运过程中，由于方法不当也容易引起 箱体变形。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。3、有精度要求较高的孔和平面这些孔大都是轴承的支承孔，平面大都是装配的基准面，它们在尺寸精度、表面 粗糙度、形状和位置精度等方面都有较高要求。其加工精度将直接影响箱体的装配精 度及使用性能。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。因此，一般说来，摩托车发动机壳体不仅需要加工部位

14、较多，而且加工难度也较大。发动机壳体的技术要求和形位参数精度要求较高，加工面的粗糙度、平面度、处 于正反两面位置上的内外圆柱面的同轴度及综合的技术要求较高，因此需要制定严格的工艺规程，确保加工的精确性。 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。第二节零件的工艺分析一、箱体类零件的技术要求1、箱体类零件主要的技术要求(1) 孔径精度孔径的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。孔径过大，配合过松，使主轴回转轴线不稳定，并降低了支承刚度，易产生振动和噪声；孔径过小，会 使配合过紧，轴承将因外圈变形而不能正常运转，缩短寿命。装轴承的孔不圆，也使 轴承外圈变形而引起主轴径向跳动。因此，对孔的精度要求是较高的。主

15、轴孔的尺寸 公差等级为IT6，其余孔为IT6IT7。孔的几何形状精度未作规定，一般控制在尺 寸公差范围内。 坛搏乡囂忏蒌鍥铃氈淚。(2) 孔与孔的位置精度同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线垂直度误差，会使轴和轴承装配到箱体内出现歪斜，从而造成主轴径向跳动和轴向窜动， 也加剧了轴承磨损。孔系之间 的平行度误差，会影响齿轮的啮合质量。一般同轴上各孔的同轴度约为最小孔尺寸公 差之半。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。(3) 孔和平面的位置精度一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求，它们决定了主轴和床身导 轨的相互位置关系。这项精度是在总装通过刮研来达到的。为了减少刮研工作量，一般都要规定主轴轴线对

16、安装基面的平行度公差。在垂直和水平2个方向上，只允许主 轴前端向上和向前偏。買鯛鴯譖昙膚遙闫撷凄。(4) 主要平面的精度装配基面的平面度影响发动机箱体语车身联接时的接触刚度，加工过程中作为定位基面则会影响主要孔的加工精度。因此规定底面和导向面必须平直，用涂色法检查 接触面积或单位面积上的接触点数来衡量平面度的大小。顶面的平面度要求是为了保 证箱盖的密封性，防止工作时润滑油泄出。当大批大量生产将其顶面用作定位基面加 工孔时，对它的平面度的要求还要提高。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。(5) 表面粗糙度重要孔和主要平面的粗糙度会影响联接面的配合性质或接触刚度， 其具体要求一 般用Ra值来评价。一般主轴孔Ra

17、值为0.4卩m,其它各纵向孔Ra值为1.6卩m,孔 的内端面Ra值为3.2 um装配基准面和定位基准面 Ra值为0.63 yn2.5卩珂其它平 面的Ra值为2.5 yn10叩。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。二、零件的工艺性分析此次摩托车壳体零件的主要技术条件可以归纳为下列三组平面以及平面上各个孔的加工，制定这些技术条件的依据是保证摩托车上曲轴装配的精度以及和其他部件的相互位置精度及传动的平稳性。其加工精度选择IT7-IT8级。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。1、A面及A面上的辅助孔(1) A面是本零件的一个装配基面，在加工时也作为定位的基准面，他的加工质量会直接影响其他表面及孔的加工，所以对它的粗糙度和平面度要

18、求都比较高，A面的粗糙度要求为3.2 um平面度公差为0.03mm。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。(2) A面上需要加工的辅助孔及其它：1) 4-M8-7H，深 16mm，底孔深 19mm。2) 4-?8.5mm的孔，粗糙度要求为6.3吓3) ? 72mm连接孔，H8级，倒角为145粗糙度要求也为3.2 um小孔直径 为? 68mm。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。4) ? 13mm孑L，粗糙度要求为3.2 u m.2、C面及C面上的辅助孔(1) C面的粗糙度要求为3.2 um(2) C面上需要加工的辅助孔及其它：1) ? 75mm孔：H7级，倒角为145孔的粗糙度要求为1.6 um与A面的 平行度要求为0.0

19、5mm,小孔直径？ 74mm，要求同？ 75mm孑L。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。2) ? 35mm孔：H7级，倒角为C1，孔的粗糙度要求为1.6 um小孔直径为？30mm。3) ? 12.84的连接孔，粗糙度要求为3.2 um小孔直径？ 10mm，孔的粗糙度要 求为1.6 um尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。4) 4-M8-7H螺纹孔，深16mm,底孔深19mm。5) M8-7H连接孔，粗糙度为12.5 um6) ? 18mm沉孔：粗糙度为12.5 um3、D面加工孔(1) ? 22mm沉孔，粗糙度要求为6.3 um(2)M14X1.5的螺纹孔摩托车发动机壳体零件图2.1、2.2、2.3、2.4、2.5所示

20、11451肚5图2.1摩托车发动机壳体 a图2.2摩托车发动机壳体bI图2.3摩托车发动机壳体 c1KK1Ttsm /处”2:一T尿RUlH图2.4摩托车发动机壳体d图2.5摩托车发动机壳体 e三、摩托车发动机壳体零件的结构工艺性审查零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。主要考虑如下几方面。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。1、有利于达到所要求的加工质量；2、有利于减少加工劳动量；3、有利于提高劳动生产率。对产品零件图进行工艺分析，是制定工艺规程的一 个重要环节，使零件

21、结构、技术要求、材料及毛坯等都是合理的，以便更加高效和经 济的完成该零件的加工。凍鈹鋨劳臘错痫婦胫籴。经过对零件结构的工艺性审查，本零件符合结构工艺性的要求，满足生产实际的 需要，可以进行工艺规程的编制。第三节 壳体加工中出现的问题一、平面度问题通常情况下箱体、箱盖结合面平面度要求在0.05 mm以内，有的甚至要求在0.03 mm以内。由于箱体设计结构刚性较好，一般不会出现平面度超差问题。相比之下箱 盖容易出现平面度超差原因。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。1、夹紧变形首先是由于毛坯三点定位位置选择不当引起的夹紧变形，即毛坯平面基准选择不当。其次，压紧点位置下无支承或支承点偏离。另外，当以毛坯面定位时，

22、毛坯三点定位支承高度调整不到位也是引起平面度超差的重要原因。因此，夹具设计所选毛坯平面基准必须光洁、平整无铸造缺陷，更不能与毛坯顶杆位置冲突，并且要与毛坯厂 家统一加工定位基准位置（包括孔基准位置），保证即使在更换毛坯模具以后也能满足 定位要求。夹具设计的压紧点位置应保证支承可靠。夹具调整时理论上毛坯三点决定 一平面，实际定位时每一点都是一小平面， 调整不当极易造成夹紧变形，所以一方面 在刚度允许的条件下要尽量减小定位支承面，另一方面支承高度能够微调，以满足调整要求。鯊腎鑰诎漣鉀沩懼統庫。2、毛坯本身结构刚性差由于产品设计时有些工件（特别是箱体）本身结构刚性较差，加工时由于切削力的 作用使工件

23、变形，从而产生平面度较差，而且这种情况下常常伴随着粗糙度问题。此时 需要在毛坯刚性较差的地方增加弹性辅助支承，在避免过定位的同时来增加工艺系统 刚性,解决加工变形问题。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。二、粗糙度问题发动机的箱体、箱盖平面有一个重要作用就是密封。因此其加工表面粗糙度要求 较高。除上述原因产生粗糙度问题外，影响加工粗糙度最直接的原因一般是刀具的几 何参数特别是刀具后角以及加工工艺参数不合理。加工工艺参数主要是指切削速度、 进给量和加工余量。一般使用 YG类硬质合金刀片加工压铸铝；阌擻輳嬪諫迁择植秘騖。合金箱体时，铣削速度为400500m/min，进给量在0.05 mm/r左右，精加工余量 为

24、0.2 mm左右。必要时可在铣刀上增加修光刃。当然，毛坯材质也会影响加工后的粗糙度，尤其是毛坯中杂质铁的含量会增大工件的脆性，影响加工后的粗糙度。氬嚕躑竄贸恳彈濾颔澩。三、各孔坐标位置问题箱体上各孔位置精度是影响发动机性能及使用寿命的关键因素， 许多孔的位置尺 寸偏差不允许超过0.020.03 mm工艺系统许多因素都会影响位置尺寸精度。釷鹆資贏 車贖孙滅獅赘。1、两面孔位置差冋题如果仅仅是毛坯孔与加工孔不同轴，各加工孔之间相对位置精度未必不好。当以 一面两销定位加工箱体、箱盖两面孔时，常常要求保证两面孔位置精度。由于夹具制 造精度问题,很难保证夹具的一面两销所确定的坐标系与机床坐标系平行，如果

25、按理论值输入加工坐标，虽然单面坐标没有问题，可两面孔坐标位置却会超差，这是我们 在加工过程中常见的问题。解决办法与上面第一种情况相同。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。2、单面孔位置偏差问题一般情况下这种问题不会出现，但在以毛坯基准定位时如果设计的定位方式不可靠或夹紧力不足，而加工过程中又有铣平面或余量较大的孔加工时，工件会产生微量 位移。由于位移量小不易察觉，但所造成的孔位置精度问题却不能忽视。因此在以毛坯孔定位的夹具设计时，要对定位方式及夹紧力的设计引起足够的重视，以避免此类问题发生。同时，工艺加工顺序要遵循“先面后孔、先粗后精”原则。孔的精加工余 量单边一般不超过0.2mm,以减小精加工切削力。由于

26、切削参数不当或刀具本身问题 也会产生较大切削力，这就需要及时调整切削参数或更换刀具。谚辞調担鈧谄动禪泻類。四、深度问题箱体各孔深度或定位凸台的深度（或高度）相对于基准面的偏差一般要求为0.10.2 mm,虽然要求不高，但也不能疏忽。因为作为装配尺寸链中的一环，如果超差 将造成严重的后果，甚至无法装配。因此，加工时要选用合理的定位面，否则根本不可 能保证设计要求。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。五、孔的形状误差因为摩托车发动机箱体为压铸铝合金件，属于易加工材料，一般不会出现孔的形 状误差超差。只有当加工余量过大，或加工余量不均匀（如毛坯底孔偏），钻铰刀无法熒绐譏钲校正时才会出现孔的圆度、圆柱度超差。这时需

27、改进毛坯或改用铣、镗加工 鏌觶鷹緇機库。第三章毛坯的选型与制造第一节确定零件的生产纲领零件的生产纲领为：N =Qn (1 + a%)( 1 + B%)(3-1)鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。其中：Q=100000 (产品年产量，件/年);n=1 (每台产品中包含该零件的数量，件 / 台)零件备品率取 a =4%零件废品率：B =1% N=100000X1X (1+ 4%) X (1 + 1%) =105040 件/年 因此，本零件为大量生产。第二节零件材料的选择一、选材原则1、考虑零件的使用性能零件在使用时主要考虑的机械性能包括强度、塑性、硬度、冲击抗力及疲劳强度 等。毛坯的选材原则根据零件的工作条件

28、及损坏形式，通过力学的分析计算确定出零 件选材的主要抗力指标，同时兼顾其它性能。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。2、满足生产工艺对材料工艺性能的要求任何零件都是由不同的工程材料通过一定的加工工艺制造出来的。 因此材料的工 艺性能，即加工成零件的难易程度，自然应是选材时必须考虑的重要问题。颖刍莖峽饽亿顿裊赔泷。与使用性能的要求相比，工艺性能处于次要地位；但在某些情况下，工艺性能也 可成为主要考虑的因素。当工艺性能和机械性能相矛盾时，有时正是工艺性能的考虑 使得某些机械性能显然合格的材料不得不加舍弃，此点对于大批量生产的零件特别重 要。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。3、力求使零件生产的总成本最低除了使用性能与工艺性

29、能外，经济性也是选材必须考虑的重要问题。选材的经济 性不单是指选用的材料本身价格应便宜， 更重要的是采用所选材料来制造零件时， 可 使产品的总成本降至最低，同时所选材料应符合国家的资源情况和供应情况。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。4、考虑产品的实用性和市场需求某项产品或某种机械零件的优劣， 不仅仅要求能符合工作条件的使用要求。 从商 品的销售和用户的愿望考虑，产品还应当具有重量轻、美观、经久耐用等特点。这就 要求在选材时，应突破传统观点的束缚，尽量采用先进科学技术成果，作到在结构设 计方面有创新，有特色。在材料制造工艺和强化工艺上有改革，有先进性。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。5、考虑实现现代生产组织的可能性

30、一个产品或一个零件的制造，是采用手工操作还是机器操作，是采用单件生产还 是采用机械化自动流水作业，这些因素都对产品的成本和质量起着重要的作用。 因此， 在选材时，应该考虑到所选材料能满足实现现代化生产的可能性。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。二、零件技术要求分析1、 坯件的人工时效热处理为 T1: 175芳。f/6h空冷。T1的含义为：不淬火,人 工时效铸件快冷（金属型铸造、压铸或精密铸造）后进行时效，时效前并不淬火。其目 的是改善切削加工性能，提高表面光洁度。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。2、坯件不许有飞边、毛刺、裂纹等缺陷。3、硬度：HB85, 5/250/30。4、强度：S 240M延伸率：L=50，S

31、=1%三、毛坯材料的确定1、根据零件的技术要求，选用合金牌号为ZALZn11Si7，合金代号为ZL401的铝锌合金。ZL401主要物理性能为：裊樣祕廬廂颤谚鍘芈蔺。、-3密度 2.95 p /g cm熔化温度范围：545575/C20100 C时平均线膨胀系数a 24.0/ 卩 m- (iin K)100 C 时比热容 c 879/J (kg1 K)2、热处理方法人工时效；合金状态T1 ;抗拉强度245cb/Mpa ;伸长率岔布氏硬度 (HBS)90(5/250/30)。 仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驚。ZL401合金适合制造承受高静载荷、形状复杂工作温度w200E的薄壁零件如气缸体、汽缸盖、发动机箱体

32、等。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。综上所述，所选材料符合毛坯的技术要求。第三节毛坯种类及制造方法的选择一、毛坯种类的选择铸造成形、锻压成形、焊接成形或非金属材料成形方法制得毛坯，再经过切削加 工制成的。毛坯的选择，对机械制造质量、成本、使用性能和产品形象有重要的影响， 是机械设计和制造中的关键环节之一。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。铸造成形技术几乎能用所有金属材料制造极为复杂的零件，主要担负着毛坯成形 及改性的功能，将原材料加工成尽量接近产品(零件)最终形状尺寸，并保证其组织， 性能符合要求，安全可靠。发动机壳体形状复杂，薄壁容易变形，有精度要求较高的 孔和平面零件，要求切削余量较少，并且材料选择了铝合金，流

33、动性和铸造性能都很 好，因此适合使用铸造方法进行毛坯生产。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。二、毛坯制造方法的选择1、毛坯铸造毛坯铸造所采用的工艺方法按造型方法、 造型材料和浇铸方法分类，有砂型铸造、 金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造和低压铸造等各种铸造方法。因为选用 材料为铝合金，所以考虑金属型铸造、低压铸造和压力铸造三种适合铝合金加工的铸 造方法进行比较。 鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。(1) 金属型铸造是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。金属型既可采用重力铸 造，也可采用压力铸造。金属型的铸型模具能反复多次使用，每浇注一次金属液，就 获得一次铸件，寿命很长，生产效率很高。金属型的铸件不但

34、尺寸精度好，表面光洁, 而且在浇注相同金属液的情况下，其铸件强度要比砂型的更高，更不容易损坏。因此,在大批量生产有色金属的中、小铸件时，只要铸件材料的熔点不过高，一般都优先选 用金属型铸造。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。金属型铸造也有一些不足之处：因为耐热合金钢和在它上面做出中空型腔的加工 都比较昂贵，所以金属型的模具费用不菲，不过总体和压铸模具费用比起来则便宜多 了。对小批量生产而言，分摊到每件产品上的模具费用明显过高，一般不易接受。又 因为金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制，所以金属 型不适合于特别大的铸件生产。 在小批量及大件生产中，一般不采用金属型铸造。此 外，金属型

35、模具虽然采用了耐热合金钢，但耐热能力仍有限，一般多用于铝合金、锌 合金、镁合金的铸造，在铜合金铸造中已较少应用，而用于黑色金属铸造就更少了。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。(2) 低压铸造是使液体金属在压力作用下充填型腔， 以形成铸件的一种方法。由于所用的压力 较低，所以叫做低压铸造。其工艺过程是：在装有合金液的密封容器(如坩埚)中， 通入干燥的压缩空气，作用在保持一定教主温度的金属液面上，造成密封容器内与铸 型型腔的压力差，使金属液在气体压力的作用下，沿升液管上升，通过浇口平稳地进 入型腔，并适当增大压力并保持坩埚内液面上的气体压力，使型腔内的金属液在较高压力作用下结晶凝固。然后解除液面上的气体压力，

36、使开液管中未凝固的金属液依靠 自重流回坩埚中，再开型并取出铸件，至此，一个完整的低压浇铸工艺完成。峴扬爛滾澗辐滠兴渙藺。(3) 压力铸造(简称压铸)实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。2、压铸三方面的优点：(1)产品质量好铸件尺寸精度高，一般相当于 67级，甚至可达4级；表面光洁度好，一般相 当于58级；强度和硬度较高，强度一般比砂型铸造提高 2530%，但延伸率降低约 70%;尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm；铝合金铸件可达 0.5mm；最小铸出孔

37、径为0.7mm；最小螺距为0.75mm。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。（2）生产效率高机器生产率高，例如国产JM3型卧式冷空压铸机平均八小时可压铸 600700次, 小型热室压铸机平均每八小时可压铸 30007000次；压铸型寿命长，一副压铸型，压 铸钟合金，寿命可达几十万次，甚至上百万次；易实现机械化和自动化。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。（3）经济效果优良由于压铸件尺寸精确，表泛光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用， 或 加工量很小，所以既提高了金属利用率，又减少了大量的加工设备和工时； 铸件价格 便易；可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。压铸虽然

38、有许多优点，但也有一些缺点，尚待解决。如：1）压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，故采用一般压铸法，铸 件易产生气孔，不易进行热处理；稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。2）对内凹复杂的铸件，压铸较为困难；3）高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸型寿命较低；4）不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小 批量生产不经济。第四节 毛坯的设计及生产一、浇注位置选定原则铸件浇注的位置，对铸件质量、造型方法、砂箱尺寸、机械加工余量等都有着 很大的影响。在选定浇注位置时应以保证铸件质量为主。一般应注意下面的陽簍埡鮭罷規呜旧岿錟。几个原则：1、应将铸件上质量要求高的表面或主要的加工面，放

39、在铸型的下面。如果做不到，可将该表面置于铸型的侧面或倾斜放置进行浇注。所以应将大表面A面放在铸型的最下面2、对于一些需要补缩的铸件，应把截面较厚的部分放在铸型的上部或侧面 这样便于在铸件的厚壁处放置冒口，造成良好的顺序凝固，有利于铸件补缩。本摩托车发动机壳体零件的浇注位置如图3.1所示（见下页）：图3.1浇注位置二、毛坯分型面的选择铸型分型面选择得正确，可以简化造型操作，提高劳动生产率，使铸件尺寸 准确,减少废品等。在选择铸型分型面时 沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。1、 尽量把铸件的大部分或全部放在下型内，这样可将主要的泥芯放在下型便于泥芯的安放和检验，还可使上型的高度减低，便于合箱。钡嵐縣緱虜荣产涛

40、團蔺。2、应使铸件的加工面及加工基准面 ，放在同一个铸型内。3、应使铸模容易从铸型中取出，并尽量减少活块模、高大的吊砂和弯曲的分型 面等。4、 尽量减少泥芯的使用。这样可以省去制造和安放泥芯的工作，也可减少由此 造成的误差及产生的披缝,降低铸件的制造成本。懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。5、铸件的不加工表面应尽量避免有披缝。6铸型的分型面，应尽量能与浇注位置一致。这样可避免合箱后，再翻动铸型 因翻箱操作是一个很繁重的工作，同时在翻动铸型时，可能使泥芯的位置发生移 动，影响铸件的精度 或造成缺陷。謾饱兗争詣繚鮐癞别濾。图3.2浇注分型面的选择综上所述，毛坯的分型面选择 A面作为分型面，如图3.2所示。三、

41、充填、持压和开型时间1、充填时间自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止，所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积的大小和复杂程度。 对大而简单的铸件，充填时间要相对长些， 对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。充填时间与内浇口的截面积大小或内浇口的宽度 和厚度有密切关系，必须正确确定。呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。2、持压和开型时间从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续在压射冲头作用下的持续时间， 称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。持压后应开型取出铸件。从压射终了到压铸打开的时间，称为开型时间，开型时 间应控制准确。开型时间过短，由于合金强度尚低，可能在

42、铸件顶出和自压铸型落下 时引起变形；但开型时间太长，则铸件温度过低，收缩大，对抽芯和顶出铸件的阻力 亦大。一般开型时间按铸件壁厚1毫米需3秒钟计算，然后经试验调整。麸肃鹏镟轿騍镣 缚縟糶。四、毛坯的拔模斜度为了便于取模，凡垂直于分型面的立壁，制造模样是必须留出一定的斜度， 此斜 度称为拔模斜度或起模斜度。拔模斜度一般用角度或宽度表示。各种铸造方法的最小 铸造斜度选取如表 3.1所示：納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。表3.1各种铸造方法的最小铸造斜度斜度位置铸造方法砂型金属型壳型压铸外表面内表面0 30，0 30，0 200 151 1 0 200 30因为摩托车发动机壳体铝合金铸造而成， 铝合金熔点较高

43、和收缩量大，且毛坯形 状复杂，薄壁，多筋板，加工余量很小，所以该零件采用一种冷室压铸铝合金无拔模斜度的压铸方法，拔模斜度为 0，其过程包括以下步骤：風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。1、 将金属在附设的熔炉中熔化成熔液，熔炉内的熔液温度保持在650680C;2、于压铸模内面涂布离型剂，压铸模由固定模与活动模所组成，模具材质选用SKD61特殊合金工具钢，模体硬度HRC4550，表面氮化处理，而硬化层深度0.25mm，硬化层的硬度达HRC70;固定模与活动模之间即形成模穴，于模穴之其中 一端设有一浇口，于固定模之外侧壁上接设一与浇口相通之柱塞料管，柱塞料管内设置与动力机构连接的柱塞，柱塞料管朝向上方之周壁上并

44、贯穿设有一料管口；灭暧骇諗鋅猎輛觏馊藹。3、用机械手将金属熔液送入压铸模的柱塞料管的料管口内，再以柱塞加压将金属溶液送入模具内，经由浇口进入模穴内；模穴的充填速度设为0.25m/s；活动模与固定模之间间隔设有数个与模穴相通的溢流井，并于模具内部设有环绕于铸件之冷却水道，在铸件冷却凝固的过程中以冷却水加速冷却， 待凝固之后打开活动模，即可以 数根穿置于活动模之顶出销将铸件顶出。铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。五、毛坯精度等级和加工余量选择由于零件的年生产量为10万件/年,属于大批量生产类型，切采用压铸方法制造， 毛坯生产采用压力铸造，而压力铸造的尺寸精度非常高，因此确定毛坯制造精度等级 为I级精度。攙閿频

45、嵘陣澇諗谴隴泸。1、铝合金表面加工余量的选择铸件最大长度：151250mm最大宽度：75 150mm浇注时表面机械加工要求的质量如表 3.2所示。表3.2浇注时表面机械加工要求的质量（mm） 3 4- 9顶面加工余量11.5内侧加工余量0.81.2底面、外侧加工余量0.712、压铸孔尺寸的选择压铸可以铸造出小而深的的孔，因此加工余量尽量减小。其加工余量选择如表3.3所示（单位：mm）表3.3压铸孔的加工余量选择（mm）压铸孔的加工余量通孔直径及螺纹孔底直径半径余量6-100.411-190.8201.0第四章 箱体的机械加工工艺过程第一节选择定位基准基准是指确定零件上某些点、线、面位置时所依据

46、的那些点、线、面，或者说是 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。按其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。一、粗基准的选择在最初的工序中，只能用毛坯上的未加工表面作为定位基准， 这种定位基准被称 为粗基准。粗基准的选择是否合理 ，直接影响着各个加工表面的加工余量的分配， 以及加工表面和不加工表面的相互位置精度关系，因此，必须做出合理选择。夹覡闾辁駁档驀迁锬減。1、为保证重要加工表面加工余量均匀，应选择重要加工表面作为粗基准。2、为了保证非加工表面与加工表面之间的相对位置精度要求，应选择非加工表面作为粗基准；如果零件上同时具有多个非加工面

47、时， 应选择与加工面位置精度要求 最高的非加工表面作为粗基准。视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。3、有多个表面需要一次加工时，应选择精度要求最高、或者加工余量最小的表 面作为粗基准。4、粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。5、选作粗基准的表面应平整光洁，有一定面积，无飞边、浇口、冒口，以保证 定位稳定、夹紧可靠。选择粗基准，应使各加工表面余量均匀，特别应使重要的孔加工余量均匀。 由于 采用压铸毛坯，所以零件表面的平面度，粗糙度都比较高，高25mm勺台阶面N面不需要加工，因此应采用高N面作为粗基准。这样选择符合基准统一的原则，同时选择 N面可较好地保证主轴孔与其它支承孔的加工余量均匀，并且保证各孔与箱

48、体表面之 间的位置精度。偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。图4.1粗基准方案二、精基准的选择1、基准重合原则：即应尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免基准 不重合引起的误差。2、基准统一原则：即应尽可能采用同一个定位基准加工工件上的各个表面。3、互为基准原则：即对工件上两个相互位置精度要求比较高的表面进行加工时，可以利用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。4、自为基准原则：即某些加工表面加工余量小而均匀时，可选择加工表面本身 作为定位基准。5、准确可靠原则：即所选基准应保证工件定位准确、安装可靠；夹具设计简单、 操作方便。箱体零件是特形表面，箱体组装后，还

49、要求外观特形表面衔接吻合，曲线流畅。 所以要遵循基准重合原则，选用工序基准作为定位精基准，以便减少加工误差。同一 个零件在不同机床上加工所需用的夹具尽可能采用同一定位精基准，以便消除因定位基准不同而引起的误差。騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。摩托车发动机壳体是典型的箱体类零件，其结构形状复杂，壁薄，外部为了增加其强度加有很多强筋。有精度要求较高的多个平面、轴承孔系、螺孔等需要加工。所疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。以，应选用较大的平面作为统一的基准三、对精基准的选择有两种方案1、选择C面和主孔、?10孔定位，这种加工方式，加工时口朝下，夹具刚度好，且定位可靠，有利于保证各孔加工时的相互位置精度， 而且工件装卸方便

50、，减少了辅 助工时。同时方便A面各孔的加工。但是，因为 C面不是设计基准，出现基准不重 合误差，使得定位的误差增加。 镞锊过润启婭澗骆讕濾。2、选择A面和两定位销孔作为统一基准，由于 A面试装配基面，这就做到定位基准、装配基准与设计基准的重合，消除了基准不重合的误差，样的定位也有利于保证主孔对A面的垂直度要求。但是一次装夹加工表面和孔系太少，使得工序增多, 工时定额和累积误差增大。榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。心图4.3方案2综上所述，由于本零件是大批量生产，方案2有利于减少工时定额，符合“基 准统一”和“基准重和”的原则，可以通过夹具设计使误差最小化。另外，精基准的 尺寸较大，定位方便、可靠。因此，

51、从保证零件加工精度，减少夹具设计时间、费用， 减少工时定额的角度出发，本设计采用 2方案。邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。第二节加工方法的选择一、零件平面加工方法主要平面的加工，对于中、小件，一般在牛头刨床或普通铣床上进行。 对于大件， 一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。刨削的刀具结构简单，机床成本低，调整方便， 但生产率低；在大批、大量生产时，多采用铣削；当生产批量大且精度又较高时可采 用磨削。单件小批生产精度较高的平面时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研外， 一 般采用宽刃精刨。当生产批量较大或为保证平面间的相互位置精度，可采用组合铣削 和组合磨削。铣削是平面加工中应用最普遍的一种方法， 利用各种铣床、

52、铣刀和附件， 可以铣削平面、沟槽、弧形面、螺旋槽、齿轮、凸轮和特形面。一般经粗铣、精铣后， 尺寸精度可达IT91T7，表面粗糙度可达 Ra12.50.63pm。铣削的主运动是铣刀的旋 转运动，进给运动是工件的直线运动。 嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。A面是本零件的一个装配基面，在加工时也作为粗基准面，它的加工质量会影响 到其它表面及孔的加工，所以对它的粗糙度及平面度要求都比较高， A面的粗糙度要 求为3.2p m，平面度公差为0.03mm,垂直度公差为0.03mm。所以A面采用粗铣一 半精铣精铣加工。该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。C面作为定位的精基准，会直接影响其余表面和孔系，尤其是主孔的加工，C面的粗糙度要

53、求为3.2 pm，主孔平行度公差为0.05mm。所以A面米用粗铣半精铣 精铣加工。劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。因此，结合加工精度和大批量生产生产率的要求， 该平面选择粗铣半精铣精 铣的加工方法。二、零件孔系加工方法摩托车发动机壳体的孔系，是有位置精度要求的各轴承孔的总和。孔系可分为平行孔系，同轴孔系和交叉孔系。孔系加工不仅孔本身的精度要求较高， 而且孔距精度 和相互位置精度的要求也高，因此是箱体加工的关键。臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。对于箱体未铸出的孔，可采用钻-扩（或半精镗）-铰（或精镗）的方案。对于已铸 出的孔，可采用粗镗一半精镗一精镗（用浮动镗刀片）的方案。由于主轴轴承孔精度和 表面质量要求比其余轴

54、孔高，所以，在精镗后，还要用浮动镗刀片进行精细镗。对于 箱体上的高精度孔，最后精加工工序也可采用珩磨、滚压等工艺方法。鰻順褛悦漚縫輾屜鸭骞。三、同轴孔系加工方法成批或大量生产箱体时，加工孔系都采用镗模。孔距精度主要取决于镗模的精度 和安装质量。虽然镗模制造比较复杂，造价较高，但可利用精度不高的机床加工出精 度较高的工件。因此，在某些情况下，小批生产也可考虑使用镗模加工平行孔系。同 轴孔系的主要技术要求是各孔的同轴度精度。成批生产时，箱体的同轴孔系的同轴度大部分是用镗模保证。穡釓虚绺滟鳗絲懷紆泺。四、平行孔系加工方法平行孔系主要技术要求是各平行孔中心线之间以及孔中心线与基准面之间的尺 寸精度和平行精度根据生产类型的不同，可以在普通镗床上或专用镗床上加工。隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。第三节划分加工阶段一、工序不宜划分过细发动机壳体零件结构复杂，主要表面和孔系的加工精度都比较高， 拟订工艺路线 时，应明确划分好粗加工、半精加工和精加工阶段。对要求不高的次要表面，可将粗、 精加工安排在一个工序内完成，以缩短加工过程，提高效率。为避免多次装夹引起不 必要的定位误差，应减少装夹次数，所以工序不宜划分过