ZB4H95Q发动机缸体机加工艺设计.docx

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ZB4H95Q发动机缸体机加工艺设计

毕业设计

ZB4H95Q发动机缸体设计

ZB4H95Qstraightclamshell-typeengine

系　　　　　　别：

机电工程系

专业名称：

机械设计制造及其自动化

学生姓名：

学　　　　　　号：

指导教师姓名、职称：

完成日期2013年4月18日

摘要

随着各门科学技术的进步和全球化经济的发展，制造业发生了深刻的变革，先进制造技术正在改变着传统的制造业。

ZB4H95Q型直蚌式发动机是我国独创的具有完全独立知识产权的新型发动机，是一种无连杆发动机，它在转子发动机的基础上发明而成，其核心是采用圆滑块机构作为发动机机构。

在保留转子发动机优点的同时，在结构上对往复活塞式发动机有很好的继承。

其结构原理具有先进，体积小、重量轻、运转平稳、功率大、扭距大、彻底改变传统结构形式、耗油低、排污少等特点。

2004年参加了上海第五届中国国际发明展览会，获唯一的日内瓦最新发明创造奖。

缸体是发动机的最主要也是最关键的部件，其缸体加工的质量直接影响发动机的功率。

一无工艺文件指导，二无工艺装备，通过自己的努力克服和解决了一个又一个难题，顺利地完成了发动机缸体的毕业设计。

关键词：

发动机缸体；夹具设计；工艺分析；加工路线

Abstract

Withdevelopmentofallkindofsciencetechnologyandglobaleconomy,Manufacturehavetakenplacegreatlyreformation.

ZB4H95Qstraightclamshell-typeengineiscompletelyIndependentofouroriginalintellectualpropertywithanewengine,itisanon-rodengine,itisbasedontheinventionoftherotaryenginefromitscoreinstitutionsastheengineblockwithsleekbody.Whileretainingtheadvantagesoftherotaryengine,whilethestructureofthereciprocatingpistionenginewithagoodinheritance.Thestructuralprincipleofadvanced,smallsize,lightweight,smoothoperation,power,largetorque,completelychangethetraditionalstructure,lowfuelconsumption,lessemissionsandothercharacteristics.2004participatedintheFifthChinaInternationalInventionExhibitionShanghai,wasonlythelatestGenevaInventionAward.Cylinderisthemostimportantandmostcriticalenginecomponents,thequalityofitsdirectimpactcylinderprocessingpoweroftheengine.aprocessfilewithoutguidance,nortechnicalequipment,intheinstructorguidanceandhelptoovercomeandsolveproblemsoneafteranother,thesuccessfulcompletionoftheengineblockofthegraduationprojecttasks.

KeyWords：

engineblock;fixturedesign;processanalysis;processroute

1绪论

毕业设计是培养学生工作能力的最后一个实践性学习环节，是大学教育的最后环节。

它不但是对我们这四年来所学知识的一次综合性的复习和考核，也是对以后从事的专业技术工作做准备,因此在整个教学环节中占有极为重要的地位。

通过这次综合技能训练，不但培养了我们综合运用所学知识来分析和解决本专业一般技术问题的能力，而且也进一步巩固扩大和深化了我们所学的基本理论，基本知识和基本操作技能，同时也培养了我们树立正确的设计思想和生产观念、经济观念、全局观念。

养成了理论联系实际和严谨的工作作风，使我们掌握了机械加工的一般工艺规程，独立正确的使用技术文献和正确的表达自己设计思想。

本次毕业设计的题目是有关工艺工装的问题，所以就更注意工艺这门内容广泛的课题。

作为新时代的大学生，应该把“新”字贯串在整个设计过程中。

在专业基础方面继承前人的观点，但是我们决不能犯教条主义，比如在工艺的编排上，夹具的设计上应大胆突出个性，不能沿袭现成的编排思路设计方案。

本次设计题目为ZB4H95Q直蚌式发动机缸体的工艺工装。

我将踏踏实实完成此次设计，力争给自己的大学生活画上一个圆满的句号。

在这次毕业设计时间里，通过进行预习相关的专业知识、查阅相关的技术资料（手册）、绘制图纸、撰写论文、编制工艺卡等工作。

在毕业设计及加工过程中，我感谢老师给予的帮助，他给我提出了很多的宝贵意见,在经过多次调查研究和指导老师的细心指导下,使我正确分析与解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的合理拟定问题，从而保证了零件的加工质量、生产率、经济性；学会了调查研究、收集有关技术资料的方法；使我建立了正确的设计思想，掌握了工程设计的一般程序、规范和方法，并进一步巩固、提高了我识图和自身专业的了解与认识。

总之，在各个方面都是我得到了充分的锻炼。

在这次毕业设计中,我充分运用了这几年来所学的专业知识及实习经验，此课题使自己的专业知识和实践经验得到了很好的应用和检验。

由于能力有限和缺少实际经验，设计尚有不足之处，望各位老师给予指正，我将及时改正。

1.1缸体的结构原理和结构分析

1.1.1缸体的结构原理

ZB4H95Q发动机缸体结构如图1.1，其结构原理具有先进，体积小、重量轻、运转平稳、功率大及无连杆传动等特点。

图1.1发动机缸体

1.1.2缸体结构分析

ZB4H95Q发动机缸体总体看来，是一个长方体结构，它的外形尺寸为274×257×249，结构尺寸较大，要求也比较严格，缸体的核心所在为缸孔，它是由两个Φ95.50+0.022孔轴线、Φ940+0.022孔轴线在此平面相交，Φ940+0.022孔轴线又与垂直方向的Φ95.50+0.022相交。

油道孔孔径Φ8，长度分别为211.5、242。

深环槽槽深为15。

缸体两端面的M12螺纹底孔Φ10.3和Φ120+0.018孔、M8螺纹底孔Φ6.7、M10、M8、M6螺纹底孔Φ8.5、Φ6.7、Φ5和其他孔Φ14.5、Φ10.3、Φ9、Φ8。

缸体底面的M20、M16、M8、M6螺纹底孔Φ18、Φ14、Φ6.7、Φ5。

机械加工精度是指工件在机械加工后的尺寸，几何形状以及表面相对位置等实际几何参数，与设计图所规定的数值相符合的程度。

零件的精度可以从两个方面来表示：

（1）表面本身精度：

如尺寸，形状，粗糙度；

（2）表面间相对位置精度：

如位置尺寸，位置关系。

任何一种加工方法都不可能加工出绝对准确的零件，总会产生一些误差的。

因此，

在制定工艺规程时，应考虑加工的需要与可能来适当规定加工精度。

本工件设备本身保证精度。

采用的是“自动获得精度”方法中的“由设备本身保证”的方法。

主要加工表面是精铣底面（基准面）和定位孔为用去除材料的方法获得，Ra要求为1.6μm。

并且有平行度要求，也就是说缸体的上下面要平行。

1.2缸体的生产纲领及生产类型

生产纲领是指企业在计划期间内应当生产的产品产量和进度计划。

生产类型是指企业（或车间，工段，班组，工作地）生产专业化程度的分类，一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。

生产类型可根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序数来具体划分。

零件生产纲领计算见式（1.1）

N=Qn（1+α%）（1+β%）（1.1）

式中N---零件的年产量（件/年）；

Q---产品的年产量（台/年）；

n---每台产品中，该产品的数量（件/台）；

α%---备品的百分率；

β%---废品的百分率

本领建年产量为：

N=4000×1×（1+3%）（1+2%）=4202（件/年）

根据生产纲领及本零件的复杂程度和本零件所用的轻型机床生产，所以缸体的生产类型为中批生产。

1.3缸体的材料分析

1.3.1缸体的材料

1.3.1.1材料名称:

HT250（灰铁250）

1.3.1.2力学性能:

抗拉强度σb（MPa）：

250

　　硬度（RH=1时）：

209HB

1.3.1.3性能特点：

%n8Y4_2M*n为铁素体加珠光体类型的灰铸铁。

其铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，不用人工时效处理，有一定的机械强度和良好的减振性能。

强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优，需进行人工时效处理。

1.3.1.4适用范围：

（1）用于机床底座、床身、工作台等。

（2）在化工机械中，可制作泵壳、容器、塔器、法兰等。

1.3.2热处理规范及金相组织

热处理规范：

铸态

金相组织：

片状石墨+珠光体

　　HT250淬火可达HRC60，但是灰口铸铁（HT200、HT250等）一般都是在退火或正火状态下使用,不进行淬火处理.如果是局部需要硬度的话,可进行高、中频淬火既可。

　　中频淬火：

淬硬层3-5毫米，硬度HRC50，工件变形较小。

高频淬火：

淬硬层1-2毫米，淬火温度850，表面硬度HRC50以上；淬火温度900-1000度，表面硬度可达HRC60。

经过以上对缸体材料的分析，该材料的最终性能能满足缸体的技术要求，所设计的缸体在保证使用性能的前提下，能用生产率高，劳动量小，材料消耗小和生产成本低的加工方法制造出来，至此工艺性能良好。

2毛坯的确定

2.1毛坯制造形式和毛坯尺寸及余量的确定

2.1.1确定毛坯制造形式

工艺设计时，毛坯制造形式的选择应全面考虑下述因素的影响：

（1）零件的结构形状外形尺寸

（2）生产纲领的大小

（3）具体生产条件

毛坯的选择原则是：

毛坯的形状和尺寸，越接近零件，那么毛坯的精度就越高，则零件的机械加工余量就越小，同时材料的消耗也就越少，机械加工的生产率也可以提高，零件的成本降低了，但毛坯的成本却提高了。

因此，确定毛坯要从机械加工和毛坯制造两个方面综合来考虑，以求得最佳的方案。

毛坯的类型有很多，如锻，压制，冲压，焊接，冷轧，热轧，型材和板材等。

因缸体为中批生产，且根据缸体的生产纲领，经济价值及复杂程度，所以毛坯选铸件。

2.1.2毛坯尺寸及余量的确定

为节约材料和能源，随着毛坯制造向专业化生产发展，目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的发展很快。

根据缸体的结构特征和尺寸要求及考虑到经济性，所以毛坯铸件的尺寸为284×267×259。

所谓毛坯余量,是为了保证零件献宝的质量要求,在加工过程中从其表面上切除的金属层,加工余量的大小必须合适,余量过大浪费材料,同时增加工步或走刀次数,而降低了生产率,