一般汽油机箱体的工艺分析

张帅 韩斌

摘要：对零件结构、毛坯结构、加工基准和工艺装备及切削用量的分析，是优化最佳的工艺路线的一般过程。本文主要对一般汽油机箱体的加工工艺，做些简要阐述和分析。

Abstract： The analysis of part structure， rough structure， machining benchmark， process equipment and cutting parameters is the general process of optimizing the best process route. This article mainly discusses and analyzes the processing technology of the general gasoline case body.

关键词：汽油机箱体;切削用量;加工工艺

Key words： gasoline case body;cutting parameters;processing technology

中图分类号：TG659                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）01-0087-02

0  引言

机械制造工艺始终朝着三个方向发展：第一，提高产品的本身质量;第二，提高产品的生产效率;第三，更好的降低产品的生产成本。所以，良好的制造工艺，可以避免产品在生产中出现浪费或不合理的现象，是提高产品生产效率，确保产品性能可靠的有效保证。对制造业起到了推波助澜的作用，使得机械加工工艺稳健的迈出前进的步伐。

1  零件图分析

1.1 零件的功用

汽油机箱体，一般采用低压铸造成型。它把气缸和曲轴连接在一块，是搭载活塞、曲轴等零件的母体。

1.2 确定生产纲领和生产類型

汽油机箱体是轻型零件，一般为大批量生产（《机械制造工艺学》表1-3）。

1.3 零件的工艺分析

汽油机箱体零件材质为铝合金，结构较复杂。加工表面有两个，分别是上基准面和下基准面。在实际的加工生产中，必须选用合理的夹具、刀具、量具以及加工设备，才能满足公差误差和粗糙度等加工要求。

2  毛坯的确定

2.1 毛坯的选择

毛坯选择是否合理，这是个值得讨论的问题，对于工艺技术人员来说，尤其应当格外重视。因为，毛坯用什么样的材料，加工用什么样的方式，制造过程中会产生多大的误差，这些因素皆对零件的加工余量产生密切的影响。值得注意的是，毛坯种类的不同，安排的热处理亦不尽相同，制造成本理所当然更有些波动。汽油机箱体零件形状复杂，尺寸不大，且批量生产，故零件毛坯一般采用低压铸造。

2.2 确定毛坯余量及铸件公差

大批量生产时，采用低压铸造的铝合金尺寸公差等级可以达到CT6-8级公差（《简明机械加工工艺手册》表10-6）。根据零件尺寸，铸件等级，选定机械加工余量（《简明机械加工工艺手册》表10-8）。

3  基准的选择

对于汽油机箱体来说，定位基准的选择，相当于定位基准面的选择。

零件的加工，粗基准最好选择不加工的表面，但是不加工的表面往往有多个，那就得看其中哪个与加工表面相对位置精度最高，而这个不加工表面就为粗基准。

3.1 粗基准的选择

①不加工表面原则;②最小加工余量原则;③重要表面原则;④不重复使用原则;⑤装夹方便原则。对于汽油机箱体零件而言，利用不加工表面，即工艺搭子表面为粗基准，即可满足上基准面的粗铣和精铣加工。而在同一道工序中，有销孔的加工，为了装夹方便，需要以油封孔为定位粗基准。

3.2 精基准的选择

①遵循基准重合;②基准统一原则;③自为基准原则;④互为基准原则;⑤装夹方便原则。铣基准面时应遵循基准重合和基准统一的原则。所以，铣箱体底面时，精基准面应选箱体的上表面。当然，仍要考虑后续孔的加工，而孔的加工必须得合理，而且满足装夹方便原则的定位基准。最后，决定以箱体上表面和销孔组合的“一面两销”式的定位最好。而零件中有些孔之间有相互位置度要求，则应遵循互为基准的原则。

4  工艺规程设计

4.1 工艺规程分析

汽油机箱体上下基准面有平面度和粗糙度要求，先采用先粗后精的加工方式，后以互为基准的原则加工另一平面。销孔有位置度、粗糙度要求，应当先钻底孔，后用铰刀。油封孔、轴承孔有粗糙度要求，而轴承孔还有垂直度要求，因此采用粗镗和精镗。凸轮轴孔、齿轮轴孔有粗糙度、位置度和垂直度要求，所以，同样采用粗镗和精镗。螺栓孔有位置度要求，采用钻削。螺纹孔有粗糙度要求，并且有精度等级，故先钻底孔，后铣螺纹。

4.2 制定工艺路线

4.2.1 加工顺序安排

①切削加工的安排原则：1）基准先行;2）先粗后精;3）先面后孔;4）热处理工序的安排。②预备热处理，为最终热处理做好准备。③为了改善工件的强度、硬度、耐磨性等力学性能，需要进行表面处理，例如调质、淬火、回火等。像汽油机箱体材料为铝合金，应进行时效处理，改善其综合性能。④辅助工序的安排。清洁去毛刺，防锈检验等。

4.2.2 工艺路线

工序一：铣上基准面，钻，铰销孔。工序二：镗油封孔和轴承孔。工序三：镗凸轮轴孔、齿轮轴孔和钻螺栓孔。工序四：钻、铣螺纹孔。工序五：铣下基准面。工序六：钻螺纹螺栓孔，铣螺纹螺栓孔。工序七：钻螺纹进油孔，铣螺纹进油孔。工序八：终检。

4.3 选择加工设備和刀具、夹具以及量具

大批量生产的工件宜用通用设备，专用的夹具，尽量避免专用机床。

4.3.1 加工设备及刀具的选用

①平面的加工。选择立式加工中心，合适的端铣刀，进行粗铣和精铣。②孔的加工。选择立式加工中心，选择合适直径的钻头或镗刀，直接钻镗即可。③螺纹的加工。选择立式加工中心，打好底孔，螺纹铣刀铣螺纹。

4.3.2 夹具的选择

专用夹具更适合形状复杂，批量生产的零件，而且经济。

4.3.3 量具的选择

计量器具的选择有以下两种原则（《公差配合与技术测量》）：① 计量器具要适合被测零件的尺寸大小、位置和外形。②计量器具应考虑零件的尺寸公差。

4.4 机械加工工序设计

4.4.1 计算切削用量和工时

选用通用机床：加工中心。确定刀具、切削用量和工时：根据铣削宽度，选择刀具直径（《切削手册第三版》表3.1）。根据铣削深度，选择刀具长度，确定齿数，最后选硬质合金端铣刀。

决定铣削深度ap：根据低压铸造毛坯的总余量范围（《简明工艺手册》表1-22），可决定粗铣和精铣余量。

决定每齿进给量fz：根据硬质合金端铣刀的直径和铣床功率，选择粗铣及精铣的每齿进给量fz（《切削手册第三版》表3.5）。

确定刀具磨钝标准、寿命：铣刀刀齿后刀面最大磨损量可查表《切削手册第三版》表3.7。根据铣刀直径，查刀具寿命t（表3.8）。

确定切削速度vc和进给速度vf：根据硬质合金端铣刀刀径和齿数，铣削深度ap，粗铣进给速度vf，得出粗铣切削速度vc;精铣进给速度vf，得出精铣切削速度vc（《切削手册第三版》表3.16和3.5）。

计算基本工时：tm=L/vf。

式中，L=l+y+⊿，查表3.25，入切量及超切量y+⊿，得出L，故得到：粗铣工时tm和精铣工时tm。

终检。

4.4.2 计算验证生产纲领

遵循工序集中，是填写工序卡的基本准则。而实际生产，工厂一般是每道工序安排一台机床，这样才能提高生产效率，实现大量生产。因此，生产纲领的计算，实际上，就相当于通过工时最长的那道工序来计算。然后，通过这道工序用时，得出一小时产量;以8小时为一天，得出每天产量;以30天为一月，得出每月产量;以12个月为一年，得出年产量。最后以数据对比，确定年产量是否满足生产纲领的要求。但是此数据排除了许多影响生产的因素，比如法定节假日等。而机床也有可能损坏还检修，从而影响生产。所以要考虑这些不利于生产因素，最终再次确定年产量是否满足生产纲领的要求。

4.5 填写过程卡和工序卡

根据设计要求规范完成工艺过程卡、工序卡的制作。

5  工艺总结

工艺设计中，每一道工序都应在满足制造要求的前提下设计。在本次工序卡设计中，平面的加工用铣削的方法实现，据工艺手册表1-5来看，铣削方法的加工精度可以达到IT8-IT11。表面粗糙度可以达到Ra1.6-Ra12.5。而对于本零件孔加工，精度要求不同，加工方法亦不同。现分述如下：钻削的加工精度可以达到IT9-IT13，表面粗糙度可以达到Ra0.8-Ra12.5。铰达到的加工精度可以达到IT6-IT10，表面粗糙度可以达到Ra0.2-Ra12.5。镗可以达到IT7-IT11，表面粗糙度可以达到Ra0.2-Ra12.5。由于表面粗糙度受公差等级和基本尺寸的影响，所以在实际加工中，加工的方式可以搭配使用。例如本零件销孔加工，即用先钻后铰的方法制造，最后满足加工精度要求。

参考文献：

[1]李文刚，曾庆伟.浅谈箱体类零件的加工[J].农业机械，2002（03）.

[2]来逢亮. 浅谈箱体类零件加工工艺[J].机械工程师，2014（11）.

[3]贺林.浅谈箱体类零件在数控加工上的加工工艺[J].企业导报，2012（06）.

[4]龙创平.浅析箱体类零件加工工艺[J].装备制造技术，2012.

[5]刘守勇.机械制造工艺与机床夹具[M].北京：机械工业出版社，1994.

[6]孙国裕.农机市场小型汽油机的市场与新品开发[J].农机质量与监督，2003（05）.

[7]彭庆林，陈从桂.箱体加工工艺方案分析[J].机械工程学院，2004（07）.

[8]张永全.箱体类零件的加工工艺分析[J].现代制造技术与装备，2011（05）.

[9]张世有.箱体类零件的加工工艺分析[J].科技信息，2010（17）.

[10]朱海波，卢继平，樊红丽.夹具对箱体加工变形影响研究[A].北京：北京理工大学机械与车辆学院，2013，41（03）.

[11]王森林.箱体类零件的加工工艺研究[J].机械工程师，2014（03）.

[12]廖发良，杨宏.小型汽油机的性能改进研究[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2011，30（01）.

[13]戴忠鹤，等.机械制造工艺基础[M].北京：劳动人事出版社，1992.

[14]王家雄，董良玮.机制工艺基础与夹具[M].北京：机械工业出版社，1988.