安徽机电职业技术学院毕业论文气缸体的加工流程和夹具设计系别汽车工程系专业汽车制造与装配班级汽车3112班姓名刘亮学号 **********2013 ～ 2014 学年第二学期随着我国经济的发展，国内汽车工业的迅速发展，提高汽车产品零部件的生产效率和加工质量对整个汽车工业的发展至关重要。

发动机汽缸体是汽车至关重要零部件之一，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，研究汽缸体的加工工艺过程具有重要的意义。

汽缸体是汽车发动机中基础气缸和骨架，同时又是发动机的装配基准，发动机各机构和系统的零部件都安装在其内部和外部，汽缸体的作用是支撑和保护活塞，连杆，曲轴等运动部件工作时的准确位置；保证发动机换气，冷却润滑，提供各种辅助系统，提供部件及发动机的安裝基面。

气缸体的工作条件十分恶劣。

它要承受燃烧过程中压力和温度的急剧变化以及活塞运动的强烈摩擦。

气缸的工艺特点是：结构，形状复杂；加工平面，孔多；内部空腔壁，厚不均匀，刚度低，加工精度要求高，属于典型的箱体类加工汽缸体。

本文在参考了国内外大量文献资料的基础上，对汽缸体的机械零件加工工艺过程进行深入的分析和研究，并提出了一种加工汽缸体零件加工方案。

本文对汽缸体机械加工工艺方案的研究兼顾了工序发散的原则，即具有较高的柔性，又提高了生产效率。

实践证明，该工艺方案的设备利用率高，生产能力稳定，可靠性较好，对同类产品的加工工艺设计具有一定的参考价值。

关键词：汽缸体、加工精度、工序、机床第一章汽车汽缸体的发展现状 (5)1.1汽缸体的发展历程 (5)1.2汽车汽缸体生产的发展过程 (6)1.3汽车气缸体的发展现状分析 (7)第二章气缸的主要加工方法 (8)2.1零件的作用 (8)2.2零件的工艺分析 (8)2.3确定毛坯 (9)第三章气缸的加工工艺过程 (11)3.1定位基准的选择 (11)3.2制定工艺路线 (11)3.3选择加工设备及刀，夹，量具 (13)3.4加工工序设计 (14)第四章夹具设计 (18)4.1夹具的基本要求与设计步骤 (18)4.2定位机构的确定 (18)4.3定位方案的论证 (19)总结 (21)参考文献 (23)致谢 (24)进入新世纪以来，我国加快了转变经济发展方式的步伐，从而有力地推动着各个领域的科学发展。

随着科技创创新能力的不断提高，科学技术的产业化进程日益加块，制造业不断优化结构，改善品种质量，并淘汰落后产能，汽车制造行业尤是如此。

《中华人民共和国国民经济和社会发展十二五规划纲要》提出的培育发展新能源汽车等新兴产业的战略目标就充分体现了这一点。

2010年，中国汽车销量已超过1800万辆，居全球首位，市场潜力巨大。

中国汽车与装备制造业已进入一个全新的发展阶段。

汽车工业的飞速发展带动了汽车与制造相关产业链的发展，为汽车和机械制造类相关毕业生提供了广阔的就业空间和很好的发展前景。

汽车被称为“改变世界的机器”。

然而汽车发动机缸体的研究和发展对汽车工业的发展密不可分。

汽缸体是发动机中的核心部件，它与发动机其他系统为汽车提供动力，关系到汽车的动力性、经济性、环保型。

简单来说汽缸体就是将汽车燃料通过在密闭的汽缸内燃烧气体膨胀，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机完成相应工作必不可少的。

汽车气缸的工作条件十分恶劣。

它主要承受燃烧过程中压力和温度的急剧变化以后以及活塞运动的强烈摩擦。

因此它应具有以下性能：1.有足够的强度和刚度，变形小，保证各运动零件位置正确，运转正常，振动噪声小。

2.有良好的冷却性能，在缸筒的四周有冷却水套，以便让冷却水带走热量。

3.耐磨，以保证气缸体具有足够的使用寿命。

本文是对气缸体研究的一种新工序。

它能使气缸体的生产带来很大的方便，提高生产效率，减少劳动量，节约生产成本，提高气缸体性能。

第一章汽车汽缸体的发展现状1.1汽缸体的发展历程1680年，荷兰科学家霍因斯受到大炮原理的启发，心想如将炮弹的强大力量用来推动其它机械不是挺好吗？他一开始仍用火药作燃烧爆炸物，将炮弹改成“活塞”，把炮筒作“气缸”，并开一个单向阀。

他在气缸内注入火药，当点燃火药后，火药猛烈地爆炸燃烧，推动活塞向上运动，并产生动力。

同时，爆炸气巨大的压力还推开单向阀，排出废气。

而后，气缸内残余废气逐渐变冷，气压变低，气缸外部的大气压又推动活塞向下运动，以准备进行下一次爆炸。

当然，由于行程过长，效率太低，他最终没有取得成功。

但是，正是霍因斯首先提出了“内燃机”的设想，后人在此基础上才发明了汽车用的发动机。

早期汽车使用单缸机，汽车鼻祖卡尔·奔驰和戴姆勒在当年设计制造汽车时，他们不约而同地只用了一个气缸的发动机。

就像我们认为一辆汽车不可能使用两台或更多台发动机一样，估计当时的人们也不会想象出还会用两个气缸或更多气缸的发动机。

然而现在不同了，先别说发达国家，看看国内汽车广告就会发现，不少厂家总拿发动机的气缸数目和排列形式来说事，卖微型车的极力吹鼓他的车用的是四缸机而非三缸，用v6发动机的一定要把v字弄得醒目惹眼，广告宣传确实起到了很大效果，不少车迷已认同了“4缸比3缸好”、“6缸比4缸好”、“v型比直列好”、“v型发动机是高级发动机”等概念。

国产车中已有近20种车装配了v6或v8型发动机。

图 1-1 单气缸发动机直列发动机（line engine），它的所有气缸均肩并肩排成一个平面，它的缸体和曲轴结构简单，而且使用一个气缸盖，制造成本较低，稳定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛。

其缺点是功率较低。

“直列”可用l代表，后面加上气缸数就是发动机代号，现代汽车上主要有l3、l4、l5、l6型发动机。

图 1-2 多缸发动机1.2 汽车汽缸体生产的发展过程从世界汽车工业的发展历程来看，汽车发动机缸体的生产大致经历了传统机械制造自动化和现代机械制造自动化两个发展阶段，具体可分为一下几个阶段：1. 从单件、小批量生产到流水线生产阶段，1904年，国外在汽车发动机缸体生产中开始应用生产流水线，从而开辟了在断续生产中用连续方式组织生产道路，取得了良好的经济效益。

2. 刚性自动生产线阶段，从20世纪初开始，国外汽车发动机缸体生产由机械化，半自动化发展到单机自动化，有流水线发展到自动线，基本解决了大量生产的加工过程的自动化问题。

1924年，英国Morris汽车公司通过对单机自动化和流水线的大量改进，建成了世界上第一条刚性的机械加工自动生产线。

1935年，元苏联研制成功第一条比较完整的汽车发动机汽缸体加工自动线。

二战后，美国福特汽车公司大量采用自动化生产线，汽车生产的生产效率成倍增加，汽车制造的成本大大降低。

3. 数控机床（单工序）、加工中心（多工序）生产阶段进入20世纪50年代，国外汽车工业的发展和生产系统的复杂性和自动化程度的增加，出现和发展了现代控制理论。

现代控制理论的应用和计算机技术的发展，为汽车工业和汽车发动机生产的多品种、中小批量生产方式提供了新的自动化途径，汽车工业的自动化水平得到了迅速的提高。

4. 柔性制造系统和柔性生产阶段从20世纪70年代前后开始，汽车发动机缸体的生产进入一个新的阶段。

一些国家发展了CAD/CAM集成系统、微型机CNC系统、柔性生产系统、多级计算机控制系统和计算机网络结构系统等，生产规模达到了车间和工厂的综合自动化。

这种形式适合于多品种中小批量生产，但具有一次性投资大，成本较高等缺点。

1.3 汽车汽缸体的发展现状分析气缸体是汽车发动机乃至汽车中最为重要的零部件之一，它的加工质量直接影响到发动机的质量品质，并进而影响到汽车的质量和品质，因而发动机缸体的加工长期以来受到国内外汽车制造企业和气缸生产企业的高度重视。

发动机缸体生产的常见形式从国内外的生产企业的资料显示来看，目前，汽车发动机气缸体的生产大致有一下几种形式：1. 以传统的组合机床自动线为基础的柔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以后，组合机床的柔化程度得到了很大的提高。

2. 已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床为辅的“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）。

各国汽车气缸体的研究都将向气密性好，刚度强，耐磨性好，耐高温，耐腐蚀等方向发展，努力减少制造成本，提高效率。

第二章气缸的主要加工方法2.1零件的作用气缸体是发动机的主体，它将各个气缸和曲轴箱连成一体，是安装活塞、曲轴以及其他零件和附件的支承骨架。

气缸体的工作条件十分恶劣。

它要承受燃烧过程中压力和温度的急剧变化以及活塞运动的强烈摩擦。

因此，它应具有以下性能：1.有足够的强度和刚度，变形小，保证各运动零件位置正确，运转正常，振动噪声小。

2.有良好的冷却性能，在缸筒的四周有冷却水套，以便让冷却水带走热量。

3.耐磨，以保证气缸体有足够的使用寿命。

气缸体上部是并列的气缸筒，目前多镶有气缸套。

气缸体的下部是曲轴箱，用来安装曲轴，其外部还可安装发电机、发动机支架等各种附件。

气缸体大多用铸铁或铝合金铸造而成，铝合金缸体成本较高，但重量轻、冷却性能好，得到越来越广泛的应用。

机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。

因此，机体必须要有足够的强度和刚度。

机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。

2.2零件的工艺分析图2 - 1 零件图由零件图得知，其材料为HT250.该材料具有较高的强度、耐磨度、耐热性及减震性，适用于承受较大的应力、要求耐磨的零件。

该零件上的主要加工面为A面、B面，及气缸体的孔系。

为确保镗削的内孔系与车削外圆的同轴度要求，在镗削孔系时一定要以260圆心为定位基准且应采用一次镗削完成。

对于加工精度及表面粗糙度要求不高的内孔如254和233采用粗镗- 半精镗即可。

对于加工精度及表面粗糙度要求都很高的孔如233（RA=1.6）、229H8（RA=1.6）应采用粗镗——半精镗——精镗的加工工艺。

对于A面上的各孔因为与缸体内孔系圆心的位置度都有要求，所以在加工这些孔时一定要以缸内孔圆心为定位基准，又因为这些孔对A面的垂直度要求也很高，所以在加工这些孔时应放在铣床上洗完A面后即开始钻销加工。

2.3确定毛坯图 2 - 2毛坯图根据零件材料确定毛坯为铸件。

又由零件的生产纲领知零件的生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。

又由于箱体零件的内腔及各孔均需铸出，故还应安放型芯。

此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。

参考《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2——4，用查表法确定各表面的总余量如表2 - 1所示。