汽车发动机缸体机械加工工艺与工装设计--毕业设计说明书正文综述

1 绪论

1.1 课题背景及目的

随着我国经济的发展，国内对汽车的需求迅速增长，如何提高汽车产品零部件的生产效率和加工质量，对汽车行业的发展至关重要。发动机缸体是汽车五大部件之一，其生产效率和加工质量直接关系到汽车的生产效率和性能。因此，在汽车行业中，如何提高发动机缸体生产效率和加工质量是一项重要的研究课题。

通过对汽车发动机缸体机械加工工艺规程和机械加工工艺装备设计，掌握机械工程产品开发的关键技术。验证、加深、巩固和扩大已学过的专业基础理论和部分专业知识，了解和掌握本专业的实际生产知识，为以后的工作打下基础。考察先进制造技术在实际生产中的应用情况，掌握本专业的发展动态。

1.2国内外研究状况

1.2.1 汽车发动机缸体加工的现状与趋势

1.2.1.1 汽车发动机缸体加工的现状

从国内外的资料来看，目前，汽车发动机缸体的生产大致有以下几种形式：

(1).以传统的组合机床自动线为基础的柔性化改造这种以提高传统的组合机床自动化程度的技术改造已取得了相当的进展，传统的组合机床在移植了计算机数控技术之后，组合机床的柔性化程度得到很大提高；

(2).以加工中心为主体的准柔性生产线这里提出的是一种以加工中心为主体，以普通机床和组合机为辅的“准柔性生产线”方案；

(3).适用于多品种、大批量生产的柔性传输生产线(FTL)和柔性制造系统(FMS)。

1.2.1.2 汽车发动机缸体加工的趋势

国外发动机缸体的加工技术经历了由刚性自动化到数控或加工中心加工，再发展到柔性制造生产线、柔性制造系统和敏捷柔性生产线制造。20 世纪90 年代初，由于技术的进步，出现了高速加工中心等先进机床，产生了敏捷柔性自动线。这种敏捷柔性自动线大大增强了汽车发动机生产厂推行的“中品种、大批量、低、投资适度等优点，各工业发达国家广泛应用于汽车五大零部件的生产中。如德国成本”的新生产方式来适应市场的能力，因而在汽车工业中得到广泛的应用。敏捷柔性自动线具有适应市场能力强

HUELLER-HILLE 机床公司提供的加工V6、V8 和V10 型发动机铸铁缸体的敏捷柔性自动线，其生产节拍为90 秒。缸体敏捷柔性自动线具有柔性好、投资效益好和设备利用率高等优点，因而得到广泛应用。

1.2.2 夹具的现状与趋势

1.2.2.1 国内夹具行业的现状

我国国内的夹具始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心，而由国外配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节约了大量外汇。

1.2.2.2 国外夹具行业的现状

从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货，而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的央具，通常为机床价格的1110-1115，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口良好前景。

1.2.2.3 夹具的趋势

夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。

(1)高精

随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面的垂直度达到

0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内；夹具重复安装的定位精度高达±5μm；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达2~5μm。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是

精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。

(2) 高效

为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1~2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。

(3) 模块、组合

夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。

(4) 通用、经济

夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，