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气缸盖机械加工工艺技术关键分析摘要结合近年来国内外内燃机行业发展的新趋势和工作实践，对结构复杂的气缸盖机械加工提出了进、排气门座圈锥面与导管孔的加工是其工艺技术关键，从定位方式、基准选择、气门座底孔与导管孔底孔的加工，气门座圈锥面加工方式和导管孔的加工方式等方面进行了探讨和分析。关键词气缸盖；机械加工；技术关键；定位；基准气缸盖是内燃机零件中结构较为复杂的箱体零件，也是关键件，其精度要求高，加工工艺复杂，且加工质量直接影响发动机整体性能。对于内燃机气缸盖制造，其制造系统虽然不同，但加工工艺及工艺设计中所采用的工艺技术仍有许多共同之处。其进、排气门座圈锥面与导管孔的加工是气缸盖加工中最关键的工序，精度一般为:高速发动机座圈底孔与其导管底孔的同轴度为φ0.03mm，座圈锥面对导管孔的同轴度为φ0.025mm，转速低于3600r/min的内燃机可分别降为φ0.05mm，0.04mm，一般采用钻--(复合扩)--半精谴气门座孔、导管底孔—精谴气门座底孔、枪铰导管底孔—压导管、座圈—精车座圈锥面、枪铰导管孔工艺。根据零件结构、生产纲领及加工精度，以直列三缸、四缸柴油机灰口铸铁材料的气缸盖为例，结合国内外机械加工工艺的发展趋势及莱动公司缸盖生产的具体情况，对其进行探讨分析。 1 定位方式工件的定位方式对其精度影响很大，一种是采用一面两销定位，但这种方式有一个缺点，由于存在导管孔及气门座孔到销孔的位置精度误差，因此使加工余量不均匀，不易达到产品精度要求。而采用以平面和导管外圆表面定位，使导管和气门座孔纵向轴线与机床主轴轴线相重合，则可使加工余量均匀，加工精度高。但是，这种工艺在一个工位上只能加工一个气门座，生产率较低。因此，大批量生产时，仍然经常采用一面两销定位，作为加工线全线的统一精基准。然而，毛坯粗基准的选择更加重要，在气缸盖生产线中，一般采用顶面，第1 ，3(4)进气门座孔和进气道方孔作为粗基准加工定位销孔或加工出过渡基准后加工定位销孔，保证气门座孔和气道质量。在莱动公司的气缸盖生产中，由于铸造采用了整体气道芯，整条加工线采用了两螺栓孔在顶面的出口段作为工艺定位销孔，因而选择了已精铣后的底面、第1，3(4)进气门座孔作为粗基准，加工工艺定位销孔，较好地保证了气门座孔和气道质量。 2 气门座底孔与导管孔底孔的加工多年来，如何保证气门座底孔与导管孔底孔的同轴度，一直困扰着众多的内燃机生产厂家。常规方法一般采用钻、扩、铰工艺，采用前后两端导向的刀具结构，由于刀具细长，刀具刚性不足，加工过程中，各种原因产生的径向力不均匀，刀具易产生弯曲变形、让刀，从而引起同轴度超差。近年来，通过对刀具的研究、改讲.采用了一些新工艺.转好地解决了这一问题。如适当缩短导管孔铰刀到座孔铰刀的距离，先采用刀柄导向铰导管孔，然后用导管孔铰刀的导向部分导向和刀柄双导向铰气门座孔，采用这样的无间隙导向，可强制气门座孔铰刀修正上面工序的微量不同轴度。另外，通过对座圈孔和导管孔复合扩刀几何角度的改进，把常规的扩刀变为鏜扩刀、镗铰刀，也收到了很好的效果。 3　气门座圈锥面加工方式目前，加工座圈锥面多采用车削工艺。而采用锪锥面的加工工艺，其缺点是在锥面上会复映惚刀切削刃的各种缺陷。另外，由于切削力较大，要求刀体的刚性好。但它具有刀具结构和运动简单，生产效率高的特点。此外，座圈材料的不同，也会影响加工方式的选择。一般地，当座圈硬度在HRC40以上时，座圈硬度较高，只能采用车削锥面；当座圈硬度低于HRC40时，既可采用车削锥面，也可采用惚锥面工艺。 4　导管孔的加工方式一般采用单刃铰刀(即枪铰刀)进行加工，这种刀具设有两个导向条，在切削过程中可起导向作用，对加工余量不均匀的敏感性低。另外，在枪铰刀基础上发展起来一种枪谴刀，与枪铰刀十分类似，它采用三个导向条。这样，在谴刀切入工件后，其中一个导向条立即起支撑作用，提高了镗刀的刚性，这种枪镗刀也用于加工导管孔。在大批量生产中，一般采用一面两销定位，同时提高导管底孔及气门座底孔对定位销孔位置精度，减少定位误差，使加工余量均匀，保证产品精度要求。另外，枪铰冷却液分为高压、低压两种，高压冷却液主要用于加工过程冷却，其压力为5 MPa，流量80L/min，过滤精度5－10μm。低压冷却主要用于冲屑，其压力为0.2－0.3MPa，流量80L/min，过滤精度30μm。 5　结束语综上所述，气缸盖的机械加工工艺技术关键和整体工艺水平正在随着高技术含量内燃机的发展而日趋提高和完善，国外工艺水平已与产品开发水平呈现同步水平，国内工艺水平随着与国际接轨和科技发展将由落后变为逐步接近产品开发水平，解决好加工工艺技术关键是工艺设计的核心和前提。但是工艺的设计编制，受到诸多因素的影响，如产品的精度高低，产品的工艺性好坏，生产纲领的大小，投资力度的强弱，企业现状等等。因此，合理的最佳的工艺方案不仅需要对某一关键部位或某一关键工序认真论证、合理配置，更必须整线统盘考虑，最终是否取得最佳效果必须经过实践检验。

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论述机械制造技术的新发展 [摘要]随着现代科学技术的快速发展，机械制造业面临着不同方面的发展要求：最大程度地和计算机技术、信息技术相结合以实现智能化、自动化、高产、高效、低能耗、无污染的目标，本文从几个方面介绍先进制造技术，指明机械制造业的发展方向。　　[关键词]先进制造技术机械制造业发展方向　　　　机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了许多理论和实践经验，但随着当今社会的发展，人们的生活水平不断提高，各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前被公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有如下一些特点：　　1．从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要。　　2．从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。　　3．从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节。　　4．从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量。　　 5．机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。　　下面对自动化技术给予论述和展望。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。　　　　一、集成化　　　　计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：　　1．工程技术信息分系统包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE），计算机辅助工艺过程设计（CAPP），计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。　　 2．管理信息分系统（MIS）包括经营管理（BM），生产管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），财务管理（FM）等。　　3．制造自动化分系统（MAS）包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC），加工中心（MC），柔性制造单元（FMS），工业机器人（Robot），自动装配（AA）等。　　4．质量信息分系统包括计算机辅助检测（CAI），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助质量控制（CAQC），三坐标测量机（CMM）等。　　　　二、智能化　　　　智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。　　　　三、敏捷化　　　　敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求做出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。四、虚拟化　　　　“虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防的措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。　　　　五、绿色制造技术的应用及绿色设计　　　　若从节能、降耗、缩短产品开发周期的角度出发，诸如快速成形技术、并行工程及敏捷制造、虚拟制造、智能制造和网络制造等先进制造技术都可纳入绿色制造技术的应用范畴。不过目前能将绿色制造技术真正应用于企业生产的，也是较为成功的应用，只要集中在汽车、家电等支柱产业上。如绿色制造技术在汽车行业上的应用。　　（1）节约资源方面：将“绿色燃料”天然气作为汽车的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷类降低80%等，同时也消除了铅、苯等有害物质的产生。　　（2）采用新设计的加工工艺方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等国外著名的汽车发动机公司，发动了“绿色柴油机行动”，在技术上作了较大的改进，大大降低了汽车尾气的排放。　　（3）适用于环境友好的材料方面：世界上著名的汽车生产企业，使用新材料来替代以前使用的石棉、汞、铅等有害物质，采用轻型材料——铝材制造车身，使汽车重量减少40%，能耗也降低了。　　（4）部件回收在制造方面：从1990年中期，美国仅汽车零件回收、拆卸、翻新、出售一项，每年就可获利数十亿美元。　　　　六、清洁化　　　　清洁生产是指：将综合预防的环境战略，持续应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险。清洁生产的两个基本目标是资源的综合利用和环境保护。对生产过程而言，清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程，包括节约原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺资源，二次能源和再生资源的利用，改进工艺及设备，并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。对于产品而言，清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段，即从原材料的提取到产品的最终处理，包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等，合理利用资源，并最大限度地减少对人类和环境的不利影响。　　综上所述，机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。　　　　参考文献：　　[1]张世昌.机械制造技术基础.天津大学出版社. 　　[2]李佳.计算机辅助设计与制造.天津大学出版社.