汽车发动机缸盖铣夹具设计综述Beta2

新疆农业大学科学技术学院专业文献综述题目：汽车发动机缸盖铣夹具设计综述姓名：专业：机械设计制造及其自动化班级：122班学号：指导教师：职称：副教授2016年1月7日新疆农业大学科学技术学院制汽车发动机缸盖铣夹具设计综述作者陈亮指导老师刘淑芳摘要：发动机气缸盖是一个结构复杂、有许多高精度要求的平面和孔系、壁厚较薄的箱体类零件。为保证发动机有良好的机械性能，其主要部位应有严格的技术要求。本文结合国内外发动机制造的发展现状，概述相关缸盖加工所使用的夹具发展现状。关键字：发动机缸盖；平面精度；缸盖夹具；发动机制造前言汽车作为我们日常生活中使用最为频繁的交通工具，其存在可谓及其重要。而作为有着汽车“心脏”的发动机的设计制造，由于我国起步晚，技术封锁等众多因素，还和国外领先的制造水平有些许差距。随着我国汽车制造工业的迅猛发展，拥有自主知识产权的发动机制造及其相关配套产业链的研发就变得尤为迫切和重要。第一次工业革命时清朝还在自居天朝上国，当权者并没有意识到科技将会对人类世界带来的巨大影响，也没有自上而下科教兴国的意识和对应的政策。发动机的原理可以说是及其简单，而且这个原理在内燃机存在的200多年里从来没变过：燃料燃烧致气体膨胀推动活塞做功。但是科学说起来容易，如何用这些理论做出按人类意志行为的工程运动却完全是另一回事：如何把功率提上来，重量减下去，寿命延长，效率提高可以说是无穷无尽的漫漫长征。科学结论我们都可以记得住，我相信我们高等科学在记忆上的教育非常成功，但是传统工业的工程学教育生产技术和理论严重脱节。再者，进入电气时代之前，西方国家有一段特殊的时期，这段时期是机械工业飞速发展的一段时期，被誉为“大蒸汽时代”。几乎所有能动的东西都是齿轮机械，其繁荣程度前无古人，后无来者。由于我国没有接受这一时期的洗礼，少部分民族资产后来也被帝国主义压迫致残，再后来又经过了特殊时期，所以基本上没有任何技术积累。而工程积累的核心就是两个字：秘方。无论是做饭、酿酒、制药还是冶钢、加工，其技术本质不外乎这两个字。而秘方则是完全私有的，一般由家族或公司的形式来传承。而传承需要时间沉淀，也需要民族氛围。一个崇尚速度，敢于挑战人类极限，敢于质疑权威的民族，才会有足够的动力去研发这种铁与火的机器。这一点我觉得我们做的很不好，我们的教育似乎不太鼓励培养这种冒险精神。当前我国对外技术依存度平均在50%以上，比照一般发达国家是30%以下、美国和日本是5%以下还有很大差距，原因在于创新能力不足与科技成果向现实生产力转化难同时并存，致使我国的核心技术和关键技术自给率低。一方面，研发投入强度与创新型国家相比明显偏低，同时，各领域、各部门、各方面科技创新活动存在分散封闭、没有形成统一的数据库的问题；另一方面，多年来，我国一直存在着科技成果向现实生产力转化不力，在科技创新链条上存在着诸多体制机制关卡，产学研用脱节，创新和转化各个环节衔接不够紧密。由于核心技术缺失，使得众多高端产品不能自主保障，严重依赖进口。每年生产两千多万辆汽车，但是发动机基本都是合资的，很多部件都是国外技术。要改变这些我们还有很长的路要走。1、发动机缸盖铣加工的要点1、1外形面1、1、1缸体结合面此面与缸体结合，燃烧室在此面上。气缸的容积与燃烧室容积的比值称为压缩比，这是发动机性能的重要参数。压缩后的油气混合物会在燃烧室内点火燃烧，燃烧室容积变小，可能引起爆燃，容积变大，会导致发动机功率不达标。一般缸盖的燃烧室都是毛胚面，不需机加工。所以缸体结合面与燃烧室内毛胚面的位置精度要求相对较高，此面对发动机燃烧室的密封性关系很大，虽有气缸垫，还是有很高的平面度要求2、1、2其他面罩壳面与起防尘防噪音作用的凸轮罩配合，中间还有气缸垫；进、排气面分别与进、排气岐管相配合，中间有垫片；两侧面主要安装一些控制器及罩壳等装置。这些部位要求不高。2、相关夹具的发展现状2、1国内外夹具的发展史夹具最早出现在18世纪后期。是机电产品制造中必不可缺的四大工具(刀具、夹具、量具、模具)之一,随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备，迄今为止，夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。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。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，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。2、2国内外夹具的发展现状目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。3、3发动机缸盖铣夹具的现状依我短目所视，现国内机床铣缸盖夹具多以专用夹具为主，柔性差，只适合生产较为成熟的发动机零件，不便于投产新型号的零件，自动化程度较国外有一定差距。如此一来使得研发新型号的发动机成本增加，不利于创新与自主知识产权的确立，更不要提工程技术的积累。3、结论夹具设计还是要结合实际产品的外形、加工特点、技术指标、生产情况等，其设计目标主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。3、1标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：gb/t2148~t2259－91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。3、2高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。3、3精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0，1'；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。3、4柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。参考文献[1]谢红，汽车发动机缸盖零件夹具设计[J]，科学之友，2013（12）[2]侯勇、杨明、王静平、叶观明，汽车发动机缸盖钻铣结合面夹具设计[J]，机械工程师，2014(12)[3]叶观明、王静平、苏孔建，一种汽车发动机缸盖凸轮轴轴承盖镗孔夹具设计[J]，机械工程师，2014(2)[4]庄益锋、王刚、王静平，一种汽车发动机缸盖气门压座圈夹具的设计[J]，机械工程师，2014(8)[5]寇文化、王静平，一种汽车发动机汽缸盖粗铣两端面夹具的设计[J]，机械工程师，2014(8)[6]陈惠清，S480发动机机缸盖喷油嘴孔钻铰夹具设计[J]，硅谷，2011(15)[7]李国强、金伟、张久志、孙敬阳、郭宏杰，加工发动机缸盖自动化夹具的研发及有限元分析[J]，组合机床与自动化加工技术，2014(6)[8]曹峰、张文焘、高平，柴油机缸盖钻斜孔的夹具设计[J]，机械工程师，2012(11)[9]魏峰，汽车发动机虹盖加工专用机床的设计与研究[J]，硕士论文，2013[10]蔡瑾、段国林、姚涛、许红静，计算机辅助夹具设计技术回顾与发展趋势综述[J]，2010(2)[11]王玲、殷国富、徐雷，机床夹具可重构模块化设计方法研究[N]，四川大学学报(工程科学版)，2010(3)[12]徐小龙，机床夹具设计的分析与研究[D]，硕士论文，2013[13]周太平,康志成,夏翔，数控铣床与加工中心夹具设计[J]，现代制造工程，2011(2)[14]杜江,李原,史琦,杨海成，夹具方案设计的混合推理方法研究[N]，西北工业大学学报，2001(3)[15]吴霞,周太平，数控加工中的工艺与夹具设计若干问题探讨[J]，煤矿机械，2010(2)[16]杨飞飞，一体式启动夹具的优化设计与研究[D]，硕士论文，2015[17]陈沛志，自动搬运夹具设计和优化[D]，硕士论文，2012[18]王爱琴,石登云,祝雅芳，基于齿轮箱体零件特征相似的夹具设计[J]，机电工程，2013(11)[19]秦海亮，机械设计中的加工工艺研究与探讨[J]，工业设计，2015(10)[20]段书钊，智能化数控加工技术的特点分析[J]，电子技术与软件工程，2015(19)[21]赵鹏，携手促进中国发动机制造水平的进步[J]，现代零部件，2005(4)[22]顾永生，现代汽车发动机制造工艺的发展动向[J]，柴油机设计与制造，2000(3)[23]常文芬，发动机缸盖缸体精密数控铣床的设计[J]，设计与研究，2010(2)[24]邹左明，基于典型零件的夹具设计[J]，企业技术开发，2011(21)[25]许炎午，典型零件的批量铣削夹具设计[J]，工业技术，2014(4)[26]彭丰年，批量铣削典型零件的夹具设计[J]，机械工程师，2009(1)[27]李树清，双工位铣双槽铣削夹具设计[J]，模具制造，2010(1)[28]陈湘萍，卧式单面双工位铣钻组机的设计[J]，中国重型装备，2010(03)[29]来建刚，粗铣缸盖顶面及台阶面专用机床的设计[J]，柴油机设计与制造，2001(1)[30]ZhangHaochi，论中国发动机生产[Z]，Zhihu，2013[31]毛淑兰，铣槽专用夹具设计[J]，煤炭技术，2006(6)[32]张鹏，基于SolidWorks的机床夹具零部件库的建立[J]，硕士论文，2006[33]王国新，采用铣床夹具提高加工效益[J]，论坛精粹，2011(6)[34]周振，机床专用夹具分析研究[J]，2012(3)[35]李铁皮，论中国发动机生产[Z]，Zhihu，2014[36]黄军伟，铣钻复合夹具[J]，机械制造