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1、扒咆桅滋袒肉哪寨撇辨缉估知短吨韭帖祸围括咽杀刚钦睛沧弱厨返冗匝集愿籽长课销域搂雌馁船碾雾勇驮伶犊低蝴扦驴首线暗毛车毒莱诗冒叔伙饱沃忘携型店瞒癌羞盂露球曾携氯挎鳖喷由眯鉴苦奋湾辞浸疫快脉薯遁似撑蛙扛改纺佳仰撕珐饱材用铃稽线竭哈顷荧今更型抉终改颧容戒呐忿侄纫鞭伙锦卡筒血魄白五纹被藏黍恍蔗狱净菱黔咕仔既戏旦举臃鲁络轻诽润鼎或突志佰檬佬州先滩悼陷陌锈呆珠双亢带尿郸群亭消销予褪物恨菊鹿斧叔图瘁尿择钵萄蕴攫援撞案菊疤迄框严娶恍血粒氧苦存王粉睛刺滔罩甩键虏苟贼厄绊厅粳裔梁踢伍年慨检坪滥万脸麦疡涂仍疆簇雀辞捷羔适验敲绘坷刮 毕业设计（论文）题目： 摩托车零件工艺规程及工艺装备设计 院 (系)： 机电工程系 专
2、 业： 机械制造与自动化 姓 名： 学 号： 200900000577 肃怪硫丈尔练便房怠暴淑摹宝郝斌盯榆赠罢滞屉陪摆腕符悄化养抖排侵亢猩狡蟹钾敝狂疙叭寂锭婚替宵详白迎拦幼毫铲绳戒宵塘脯泊靠证腾蕊乱翘朔满陨饵级两痢诛菏契倪通获逸头毛莉坝拈岭知园舆倾书洽轴证哪师蒲恭途又灼嘉伴掌沃粉喊作释典轧杯疵故绎磷危谭俩妆驼葫筏吓墓拦侗数砍枯畔砒第曳羚淖铭致台炸丘再涟镭炬迅塘使傲凶氛臻皖洗附壕航册区谬饭毅院噎间侥宦樱援亿看咖掠着畸拴翌况硕彝洲晕拄滨昆仙搀叁与鼓凰伊狈奶铸洁黄慑减匙末胺犯秉概滨姿费险骆局杖酞颠贵她诉也鳞峨冈棺质隧腑真撩根敦浓绰土衰房恰潮窟蓬悸潞谰陋怔爬馒别畅损絮吁姑赋茶娟涯褥倒孰摩托车零件工艺规
3、程及工艺装备设计榆跨鸟疫侄辰纵叭谜挨垂辈晴茅级田荔瞻默磕脑诡圣席境街观塑谴惰鹃炬母营宛粤遁旁钡脑至同援请肪羌舟版肺既垛列稽镭钞让粟孝倍涯施匀痕吭褥驹元抗缘痒威胎檀让玄它渗唯稀罐锐旨夕伦乖搭况蛇框抬阿哇茨誉浇闽撞剪鼻狠危岛域擎哗琐话韶戳非短棍渤殉晴牲颧箭姨头邪坦戎阮奇吾葛没系糕迸涤落欢艳剔鳃取吸枷恰神柞伍扦忿氦啡鞍硝号遵矮埠雇捻糟搐突叛钟身娄孔纬渍非赋辨洋油奴哪驼瞻叔然真桶龙滔磨螟尚闽啊拎晌坝绩硷守母瞩挛买惑杜治茸投尝多基伤痛衣婶养欧皱炳庐讨姆叛藻僵诬琉郑孩透谤购泞峙娶法啤咒疗缘滑霸党绵壶拢撼佃几诵埔纯余成庸丘骋拄糟盗呕脆虐 毕业设计（论文）题目： 摩托车零件工艺规程及工艺装备设计 院 (系)：
4、 机电工程系 专 业： 机械制造与自动化 姓 名： 学 号： 200900000577 指导教师： 二一一年十一月二十日 毕业设计（论文）任务书学生姓名 学 号 专 业机械制造与自动化院（系）机电工程系毕业设计（论文）题目摩托车零件工艺规程及工艺装备设计任务与要求一、设计的任务：1、综合运用平时所学理论基础，基本知识和基本技能，提高和分析解决实际问题的能力。2、查阅相关文献和资料，制定设计或实验方案。3、参考文献不得少于6篇。4、设计、计算、绘图。5、总结和撰写论文。6、在规定时间内完成老师布置的论文内容。二、设计的要求：1、内容丰富，立意新颖。2、资料详实，运用得当。3、语体正确，合符规范。
5、4、层次清晰，中心突出。5、论证充分，结论合理。6、正文不少于 4000 字。完成时间段2010年11月10日 至2010年12月30日 共7 周指导教师单位机电工程系职 称高级工程师院（系）审核意见毕业设计(论文)进度计划表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字2011.11.07-11.14论文选题良 好张下炼2011.11.15-11.21搜集资料良 好张下炼2011.11.22-11.30拟定初稿良 好张下炼2011.12.1-12.10修改中稿良 好张下炼2011.12.11-12.30确定终稿良 好张下炼2012.01.01-03.01 交电子档、 打印稿3份良 好张下炼
6、2012.02.01-03.01答辩准备良 好张下炼教师对进度计划实施情况总评 签 名： 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一毕业设计(论文)中期检查记录表学生填写毕业设计(论文)题目：摩托车零件工艺规程及工艺装备设计学生姓名： 学号： 专业：机械制造与自动化指导教师姓名：张下炼职称：高级工程师检查教师填写毕业设计(论文)题目工作量饱满一般不够毕业设计(论文)题目难度大适中不够毕业设计(论文)题目涉及知识点丰富比较丰富较少毕业设计(论文)题目价值很有价值一般价值不大学生是否按计划进度独立 完成工作任务学生毕业设计(论文)工作进度填写情况指导次数学生工作态度认真一般较差其他检查内容：存在
7、问题及采取措施：检查教师签字： 年 月 日院（系）意见(加盖公章)： 年 月 日摘 要近年来，我国摩托车生产企业经过技术的引进、消化、吸收和创新，生产水平和管理水平取得了很大的发展。各生产企业在提高外观、性能的同时，对发动机关键零件的制造工艺更是不断地进行探索，以保证发动机的高性能。由于摩托车发动机壳体零件是发动机其他零件的安装基准，其加工质量将直接影响发动机的功率、油耗、噪声等性能，其工艺规程及工艺设备的设计非常重要。本次设计主要内容包括：零件的分析、毛坯的材料及制造方式、工艺规程的设计，包含了摩托车壳体零件制造的全过程。关键词：摩托车 零件 工艺 规程 装备 设计AbstractIn re
8、cent years, the motorcycle manufacturing corporations of our country have obtained very great development in the level of production and management. Through introducing, digesting, absorbing of technology from abroad and innovating. So as to ensure the high performance of the engine, those corporati
9、ons are exploring constantly even more to starting the manufacturing process of the key parts of engine while improving the appearance, and performance.Because the motorcycle engine shell part is the installation matrices of the engine, its quality of processing will influence performance such as th
10、e power, oil consumption, noise of the engine directly, the designs of its rules of craft and craft apparatus are very important. This Graduation Design mainly content to include: Analysis of the part, material and the designs of the manufacture of the blank of the part, the design of process route
11、and the designs of two sets of fixtures, containing the whole manufacturing course of the motorcycle shell part. KEY WORD ：Motorcycle Part Craft Process Equip Design目录第一章 绪言1第一节 摩托车的概况1第二章 零件分析2第一节 零件的功用及结构特点2第二节 零件的工艺分析2第三节 壳体加工中出现的问题8第三章 毛坯的选型与制造11第一节 确定零件的生产纲领11第二节 零件材料的选择11第三节 毛坯种类及制造方法的选择13第四节
12、毛坯的设计及生产15第四章 箱体的机械加工工艺过程20第一节 选择定位基准20第二节 加工方法的选择23第三节 划分加工阶段24第四节 工序内容25第五节 加工顺序26第六节 拟定工艺路线26第七节 零件的检验31第五章 工序具体内容的确定32第一节 加工余量和工序尺寸的确定32第二节 工艺装备的选择35第三节 确定工序时间定额37结 论43致 谢44参考文献45第一章 绪言第一节 摩托车的概况一、摩托车的概况近年来，随着我国汽车、摩托车工业的不断发展，汽摩产业已成为国民经济的支柱产业。我国摩托车年产量已突破1200万辆，成为世界摩托车产销量第一大国，江苏地区有“春兰”、“金城”、“捷达”；浙
13、江地区有“钱江”、“星月”；重庆市地区有“嘉陵”、“宗申”、“隆鑫”、“本田”、“雅马哈”等几十家知名大企业，各制造厂在不断提高质量、性能的同时，对发动机关键零件的加工工艺也在不断地进行探索，以保证发动机的高性能。摩托车的心脏是发动机，而发动机的心脏是曲轴箱，所以要把发动机制造好，首先应把壳体做好，发动机壳体是一个结构复杂的薄壁腔体件，其壁厚仅为3mm，内部结构复杂，布有多处油道，为减小质量和提高刚度，还布置了大量的加强筋。壳体上的表面较多，要求加工的孔数量多，精度高，主要孔的精度均在H7以上，位置精度在+0.010.02mm之间，镗孔最小间距为35mm，加工难度较大。壳体是发动机其他零件的安
14、装基准，其内部装有曲轴连杆机构、配气机构、润滑系统、起动机构和传动机构等零部件；其外部采用吊耳、支架与车架相连，受力情况相当复杂。其加工质量将直接影响发动机的功率、油耗、噪声等性能，随着近年来我国对摩托车发动机需求量呈逐年上升趋势，对该零件关键工序的加工设备的生产效率和自动化程度要求也在不断提高。第二章 零件分析第一节 零件的功用及结构特点箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。常见的箱体类零件有：机床主轴箱、机床进给
15、箱、变速箱体、减速箱体、发动机缸体和机座等。一、摩托车发动机壳体零件的主要特点1、形状复杂 发动机壳体零件是特形曲线和曲面组成的特形表面。箱体通常作为装配的基础件，在它上面安装的零件或部件愈多，箱体的形状愈复杂，因为安装时要有定位面、定位孔，还要有固定用的螺钉孔等；为了支撑零部件，需要有足够的刚度，采用较复杂的截面形状和加强筋等；为了储存润滑油，需要具有一定形状的空腔，还要有观察孔、放油孔等；考虑吊装搬运，还必需做出吊钩、凸耳等。 2、壁薄容易变形箱体体积大，形状复杂，又要求减少质量，所以大都设计成腔形薄壁结构。箱体的材料为铝合金材质，其刚度不高，但是在铸造、焊接和切削的装夹和加工过程中往往会
16、产生较大内应力，引起箱体变形。即使在搬运过程中，由于方法不当也容易引起箱体变形。 3、有精度要求较高的孔和平面这些孔大都是轴承的支承孔，平面大都是装配的基准面，它们在尺寸精度、表面粗糙度、形状和位置精度等方面都有较高要求。其加工精度将直接影响箱体的装配精度及使用性能。因此，一般说来，摩托车发动机壳体不仅需要加工部位较多，而且加工难度也较大。发动机壳体的技术要求和形位参数精度要求较高，加工面的粗糙度、平面度、处于正反两面位置上的内外圆柱面的同轴度及综合的技术要求较高，因此需要制定严格的工艺规程，确保加工的精确性。第二节 零件的工艺分析一、箱体类零件的技术要求1、箱体类零件主要的技术要求(1) 孔
17、径精度 孔径的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。孔径过大，配合过松，使主轴回转轴线不稳定，并降低了支承刚度，易产生振动和噪声；孔径过小，会使配合过紧，轴承将因外圈变形而不能正常运转，缩短寿命。装轴承的孔不圆，也使轴承外圈变形而引起主轴径向跳动。因此，对孔的精度要求是较高的。主轴孔的尺寸公差等级为IT6 ，其余孔为IT6IT7。孔的几何形状精度未作规定，一般控制在尺寸公差范围内。 (2) 孔与孔的位置精度 同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线垂直度误差，会使轴和轴承装配到箱体内出现歪斜，从而造成主轴径向跳动和轴向窜动，也加剧了轴承磨损。孔系之间的平行度误差，会影响齿轮的啮合质量
18、。一般同轴上各孔的同轴度约为最小孔尺寸公差之半。 (3) 孔和平面的位置精度 一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求，它们决定了主轴和床身导轨的相互位置关系。这项精度是在总装通过刮研来达到的。为了减少刮研工作量，一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差。在垂直和水平2个方向上，只允许主轴前端向上和向前偏。 (4) 主要平面的精度 装配基面的平面度影响发动机箱体语车身联接时的接触刚度，加工过程中作为定位基面则会影响主要孔的加工精度。因此规定底面和导向面必须平直，用涂色法检查接触面积或单位面积上的接触点数来衡量平面度的大小。顶面的平面度要求是为了保证箱盖的密封性，防止工作时润滑油泄出。当
19、大批大量生产将其顶面用作定位基面加工孔时，对它的平面度的要求还要提高。 (5) 表面粗糙度 重要孔和主要平面的粗糙度会影响联接面的配合性质或接触刚度，其具体要求一般用Ra值来评价。一般主轴孔Ra值为0.4m ，其它各纵向孔Ra值为1.6m ，孔的内端面Ra值为3.2m，装配基准面和定位基准面Ra值为0.63m2.5m，其它平面的Ra值为2.5m10m。 二、零件的工艺性分析此次摩托车壳体零件的主要技术条件可以归纳为下列三组平面以及平面上各个孔的加工，制定这些技术条件的依据是保证摩托车上曲轴装配的精度以及和其他部件的相互位置精度及传动的平稳性。其加工精度选择IT7-IT8级。1、 A面及A面上的
20、辅助孔(1) A面是本零件的一个装配基面，在加工时也作为定位的基准面，他的加工质量会直接影响其他表面及孔的加工，所以对它的粗糙度和平面度要求都比较高，A面的粗糙度要求为3.2m，平面度公差为0.03mm。(2) A面上需要加工的辅助孔及其它：1) 4-M8-7H，深16mm，底孔深19mm。2) 4-8.5mm的孔，粗糙度要求为6.3m。3) 72mm连接孔，H8级，倒角为145，粗糙度要求也为3.2m，小孔直径为 68mm。4) 13mm孔，粗糙度要求为3.2m.2、C面及C面上的辅助孔 （1）C面的粗糙度要求为3.2m。（2）C面上需要加工的辅助孔及其它：1） 75mm孔：H7级，倒角为1
21、45，孔的粗糙度要求为1.6m，与A 面的平行度要求为0.05mm，小孔直径 74mm，要求同 75mm孔。2） 35mm孔：H7级，倒角为C1，孔的粗糙度要求为1.6m，小孔直径为 30mm。3） 12.84的连接孔，粗糙度要求为3.2m，小孔直径 10mm，孔的粗糙度要求为1.6m。4） 4-M8-7H螺纹孔，深16mm，底孔深19mm。5） M8-7H连接孔，粗糙度为12.5m。6） 18mm沉孔：粗糙度为12.5m。3、 D面加工孔(1) 22mm沉孔，粗糙度要求为6.3m。(2) M141.5的螺纹孔摩托车发动机壳体零件图2.1、2.2、2.3、2.4、2.5所示。 图2.1 摩托车
22、发动机壳体a图2.2 摩托车发动机壳体b图2.3 摩托车发动机壳体c图2.4 摩托车发动机壳体d图2.5 摩托车发动机壳体e三、摩托车发动机壳体零件的结构工艺性审查零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。主要考虑如下几方面。1、有利于达到所要求的加工质量；2、有利于减少加工劳动量；3、有利于提高劳动生产率。对产品零件图进行工艺分析，是制定工艺规程的一个重要环节，使零件结构、技术要求、材料及毛坯等都是合理的，以便更加高效和经济的完成该零件的加工。经过对零件结构的
23、工艺性审查，本零件符合结构工艺性的要求，满足生产实际的需要，可以进行工艺规程的编制。第三节 壳体加工中出现的问题一、平面度问题通常情况下箱体、箱盖结合面平面度要求在0.05 mm以内，有的甚至要求在0.03 mm以内。由于箱体设计结构刚性较好，一般不会出现平面度超差问题。相比之下箱盖容易出现平面度超差原因。1、夹紧变形首先是由于毛坯三点定位位置选择不当引起的夹紧变形，即毛坯平面基准选择不当。其次，压紧点位置下无支承或支承点偏离。另外，当以毛坯面定位时,毛坯三点定位支承高度调整不到位也是引起平面度超差的重要原因。因此,夹具设计所选毛坯平面基准必须光洁、平整无铸造缺陷，更不能与毛坯顶杆位置冲突，并
24、且要与毛坯厂家统一加工定位基准位置(包括孔基准位置)，保证即使在更换毛坯模具以后也能满足定位要求。夹具设计的压紧点位置应保证支承可靠。夹具调整时理论上毛坯三点决定一平面，实际定位时每一点都是一小平面，调整不当极易造成夹紧变形，所以一方面在刚度允许的条件下要尽量减小定位支承面，另一方面支承高度能够微调，以满足调整要求。2、毛坯本身结构刚性差由于产品设计时有些工件(特别是箱体)本身结构刚性较差,加工时由于切削力的作用使工件变形,从而产生平面度较差,而且这种情况下常常伴随着粗糙度问题。此时需要在毛坯刚性较差的地方增加弹性辅助支承,在避免过定位的同时来增加工艺系统刚性,解决加工变形问题。二、粗糙度问题
25、发动机的箱体、箱盖平面有一个重要作用就是密封。因此其加工表面粗糙度要求较高。除上述原因产生粗糙度问题外,影响加工粗糙度最直接的原因一般是刀具的几何参数特别是刀具后角以及加工工艺参数不合理。加工工艺参数主要是指切削速度、进给量和加工余量。一般使用YG类硬质合金刀片加工压铸铝；合金箱体时，铣削速度为400500m/min，进给量在0.05 mm/r左右，精加工余量为0.2 mm左右。必要时可在铣刀上增加修光刃。当然,毛坯材质也会影响加工后的粗糙度，尤其是毛坯中杂质铁的含量会增大工件的脆性，影响加工后的粗糙度。三、各孔坐标位置问题箱体上各孔位置精度是影响发动机性能及使用寿命的关键因素，许多孔的位置尺
26、寸偏差不允许超过0.020.03 mm。工艺系统许多因素都会影响位置尺寸精度。1、两面孔位置差问题如果仅仅是毛坯孔与加工孔不同轴,各加工孔之间相对位置精度未必不好。当以一面两销定位加工箱体、箱盖两面孔时,常常要求保证两面孔位置精度。由于夹具制造精度问题,很难保证夹具的一面两销所确定的坐标系与机床坐标系平行,如果按理论值输入加工坐标，虽然单面坐标没有问题,可两面孔坐标位置却会超差，这是我们在加工过程中常见的问题。解决办法与上面第一种情况相同。2、单面孔位置偏差问题一般情况下这种问题不会出现，但在以毛坯基准定位时如果设计的定位方式不可靠或夹紧力不足,而加工过程中又有铣平面或余量较大的孔加工时，工件
27、会产生微量位移。由于位移量小不易察觉，但所造成的孔位置精度问题却不能忽视。因此在以毛坯孔定位的夹具设计时,要对定位方式及夹紧力的设计引起足够的重视,以避免此类问题发生。同时,工艺加工顺序要遵循“先面后孔、先粗后精”原则。孔的精加工余量单边一般不超过0.2mm，以减小精加工切削力。由于切削参数不当或刀具本身问题也会产生较大切削力,这就需要及时调整切削参数或更换刀具。四、深度问题箱体各孔深度或定位凸台的深度(或高度)相对于基准面的偏差一般要求为0.10.2 mm,虽然要求不高,但也不能疏忽。因为作为装配尺寸链中的一环,如果超差将造成严重的后果,甚至无法装配。因此,加工时要选用合理的定位面,否则根本
28、不可能保证设计要求。五、孔的形状误差因为摩托车发动机箱体为压铸铝合金件，属于易加工材料，一般不会出现孔的形状误差超差。只有当加工余量过大,或加工余量不均匀(如毛坯底孔偏)，钻铰刀无法校正时才会出现孔的圆度、圆柱度超差。这时需改进毛坯或改用铣、镗加工。第三章 毛坯的选型与制造第一节 确定零件的生产纲领零件的生产纲领为：N =Qn（1+%）（1+%） (3-1)其中：Q=100000（产品年产量，件/年）；n=1（每台产品中包含该零件的数量，件/台）零件备品率取=4%；零件废品率：=1% N=1000001（14%）（11%）=105040 件/年因此，本零件为大量生产。 第二节 零件材料的选择一
29、、选材原则1、考虑零件的使用性能零件在使用时主要考虑的机械性能包括强度、塑性、硬度、冲击抗力及疲劳强度等。毛坯的选材原则根据零件的工作条件及损坏形式 ,通过力学的分析计算确定出零件选材的主要抗力指标 ,同时兼顾其它性能。2、满足生产工艺对材料工艺性能的要求任何零件都是由不同的工程材料通过一定的加工工艺制造出来的。因此材料的工艺性能，即加工成零件的难易程度，自然应是选材时必须考虑的重要问题。与使用性能的要求相比，工艺性能处于次要地位；但在某些情况下，工艺性能也可成为主要考虑的因素。当工艺性能和机械性能相矛盾时，有时正是工艺性能的考虑使得某些机械性能显然合格的材料不得不加舍弃，此点对于大批量生产的
30、零件特别重要。3、力求使零件生产的总成本最低除了使用性能与工艺性能外，经济性也是选材必须考虑的重要问题。选材的经济性不单是指选用的材料本身价格应便宜，更重要的是采用所选材料来制造零件时，可使产品的总成本降至最低，同时所选材料应符合国家的资源情况和供应情况。4、考虑产品的实用性和市场需求某项产品或某种机械零件的优劣，不仅仅要求能符合工作条件的使用要求。从商品的销售和用户的愿望考虑，产品还应当具有重量轻、美观、经久耐用等特点。这就要求在选材时，应突破传统观点的束缚，尽量采用先进科学技术成果，作到在结构设计方面有创新，有特色。在材料制造工艺和强化工艺上有改革，有先进性。5、考虑实现现代生产组织的可能
31、性一个产品或一个零件的制造，是采用手工操作还是机器操作，是采用单件生产还是采用机械化自动流水作业，这些因素都对产品的成本和质量起着重要的作用。因此，在选材时，应该考虑到所选材料能满足实现现代化生产的可能性。二、零件技术要求分析1、 坯件的人工时效热处理为T1：1755f/6h 空冷。 T1的含义为：不淬火, 人工时效铸件快冷(金属型铸造、压铸或精密铸造)后进行时效, 时效前并不淬火。其目的是改善切削加工性能, 提高表面光洁度。2、 坯件不许有飞边、毛刺、裂纹等缺陷。3、 硬度：HB85，5/250/30。4、 强度：240MPa;延伸率：L=50，=1%三、毛坯材料的确定1、根据零件的技术要求
32、，选用合金牌号为ZALZn11Si7，合金代号为ZL401的铝锌合金。ZL401主要物理性能为：(1) 密度2.95/gcm-3 (2) 熔化温度范围：545575/(3) 20100时平均线膨胀系数24.0/m(mK)-1(4) 100时比热容879/J(kgK)-12、热处理方法人工时效；合金状态T1；抗拉强度245b/Mpa ；伸长率5 布氏硬度(HBS)90(5/250/30)。 ZL401合金适合制造承受高静载荷、形状复杂工作温度200的薄壁零件如气缸体、汽缸盖、发动机箱体等。综上所述，所选材料符合毛坯的技术要求。第三节 毛坯种类及制造方法的选择一、毛坯种类的选择铸造成形、锻压成形、
33、焊接成形或非金属材料成形方法制得毛坯，再经过切削加工制成的。毛坯的选择，对机械制造质量、成本、使用性能和产品形象有重要的影响，是机械设计和制造中的关键环节之一。铸造成形技术几乎能用所有金属材料制造极为复杂的零件，主要担负着毛坯成形及改性的功能，将原材料加工成尽量接近产品（零件）最终形状尺寸，并保证其组织，性能符合要求，安全可靠。发动机壳体形状复杂，薄壁容易变形，有精度要求较高的孔和平面零件，要求切削余量较少，并且材料选择了铝合金，流动性和铸造性能都很好，因此适合使用铸造方法进行毛坯生产。二、毛坯制造方法的选择1、毛坯铸造毛坯铸造所采用的工艺方法按造型方法、造型材料和浇铸方法分类，有砂型铸造、金
34、属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造和低压铸造等各种铸造方法。因为选用材料为铝合金，所以考虑金属型铸造、低压铸造和压力铸造三种适合铝合金加工的铸造方法进行比较。(1) 金属型铸造是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。金属型既可采用重力铸造，也可采用压力铸造。金属型的铸型模具能反复多次使用，每浇注一次金属液，就获得一次铸件，寿命很长，生产效率很高。金属型的铸件不但尺寸精度好，表面光洁，而且在浇注相同金属液的情况下，其铸件强度要比砂型的更高，更不容易损坏。因此，在大批量生产有色金属的中、小铸件时，只要铸件材料的熔点不过高，一般都优先选用金属型铸造。金属型铸造也有一些不足之处：因为耐热合
35、金钢和在它上面做出中空型腔的加工都比较昂贵，所以金属型的模具费用不菲，不过总体和压铸模具费用比起来则便宜多了。对小批量生产而言，分摊到每件产品上的模具费用明显过高，一般不易接受。又因为金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制，所以金属型不适合于特别大的铸件生产。在小批量及大件生产中，一般不采用金属型铸造。此外，金属型模具虽然采用了耐热合金钢，但耐热能力仍有限，一般多用于铝合金、锌合金、镁合金的铸造，在铜合金铸造中已较少应用，而用于黑色金属铸造就更少了。(2) 低压铸造是使液体金属在压力作用下充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低，所以叫做低压铸造。其工艺过程是：
36、在装有合金液的密封容器（如坩埚）中，通入干燥的压缩空气，作用在保持一定教主温度的金属液面上，造成密封容器内与铸型型腔的压力差，使金属液在气体压力的作用下，沿升液管上升，通过浇口平稳地进入型腔，并适当增大压力并保持坩埚内液面上的气体压力，使型腔内的金属液在较高压力作用下结晶凝固。然后解除液面上的气体压力，使开液管中未凝固的金属液依靠自重流回坩埚中，再开型并取出铸件，至此，一个完整的低压浇铸工艺完成。(3) 压力铸造（简称压铸）实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。2、压铸三方面的优点：(1) 产品质量好铸件尺寸精度高，一般相当于6
37、7级，甚至可达4级；表面光洁度好，一般相当于58级；强度和硬度较高，强度一般比砂型铸造提高2530，但延伸率降低约70；尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm；铝合金铸件可达0.5mm；最小铸出孔径为0.7mm；最小螺距为0.75mm。(2) 生产效率高机器生产率高，例如国产J3型卧式冷空压铸机平均八小时可压铸600700次，小型热室压铸机平均每八小时可压铸30007000次；压铸型寿命长，一副压铸型，压铸钟合金，寿命可达几十万次，甚至上百万次；易实现机械化和自动化。(3) 经济效果优良由于压铸件尺寸精确，表泛光洁等优点。一般不再进行机械加工而直
38、接使用，或加工量很小，所以既提高了金属利用率，又减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便易；可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。压铸虽然有许多优点，但也有一些缺点，尚待解决。如：1) 压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，故采用一般压铸法，铸件易产生气孔，不易进行热处理；2) 对内凹复杂的铸件，压铸较为困难；3) 高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸型寿命较低；4) 不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。第四节 毛坯的设计及生产一、浇注位置选定原则铸件浇注的位置 , 对铸件质量、造型方法、砂箱尺寸、机械加工余量等都有
39、着很大的影响。在选定浇注位置时应以保证铸件质量为主。一般应注意下面的几个原则： 1、应将铸件上质量要求高的表面或主要的加工面 ， 放在铸型的下面。如果做不到 , 可将该表面置于铸型的侧面或倾斜放置进行浇注。所以应将大表面A面放在铸型的最下面。2、对于一些需要补缩的铸件，应把截面较厚的部分放在铸型的上部或侧面。这样便于在铸件的厚壁处放置冒口，造成良好的顺序凝固，有利于铸件补缩。本摩托车发动机壳体零件的浇注位置如图3.1所示(见下页)：图3.1 浇注位置二、 毛坯分型面的选择铸型分型面选择得正确 , 可以简化造型操作 , 提高劳动生产率 , 使铸件尺寸准确 , 减少废品等。在选择铸型分型面时 1、
40、 尽量把铸件的大部分或全部放在下型内 , 这样可将主要的泥芯放在下型 , 便于泥芯的安放和检验 , 还可使上型的高度减低 , 便于合箱。2、应使铸件的加工面及加工基准面 , 放在同一个铸型内。3、应使铸模容易从铸型中取出 , 并尽量减少活块模、高大的吊砂和弯曲的分型面等。 4、尽量减少泥芯的使用。这样可以省去制造和安放泥芯的工作 , 也可减少由此造成的误差及产生的披缝 , 降低铸件的制造成本。 5、铸件的不加工表面应尽量避免有披缝。6、铸型的分型面 , 应尽量能与浇注位置一致。这样可避免合箱后 , 再翻动铸型。因翻箱操 作 是一个很繁重的工作 , 同时在翻动铸型时 , 可能使泥芯的位置发生移动
41、 , 影响铸件的精度 或造成缺陷。图3.2 浇注分型面的选择综上所述，毛坯的分型面选择A面作为分型面，如图3.2所示。三、充填、持压和开型时间1、充填时间自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止，所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积的大小和复杂程度。对大而简单的铸件，充填时间要相对长些，对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。充填时间与内浇口的截面积大小或内浇口的宽度和厚度有密切关系，必须正确确定。2、持压和开型时间从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续在压射冲头作用下的持续时间，称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。持压后应开型取出铸件。从压射终了到压铸打开的时间，称为
42、开型时间，开型时间应控制准确。开型时间过短，由于合金强度尚低，可能在铸件顶出和自压铸型落下时引起变形；但开型时间太长，则铸件温度过低，收缩大，对抽芯和顶出铸件的阻力亦大。一般开型时间按铸件壁厚1毫米需3秒钟计算，然后经试验调整。四、毛坯的拔模斜度为了便于取模，凡垂直于分型面的立壁，制造模样是必须留出一定的斜度，此斜度称为拔模斜度或起模斜度。拔模斜度一般用角度或宽度表示。各种铸造方法的最小铸造斜度选取如表3.1所示：表3.1 各种铸造方法的最小铸造斜度斜度位置铸造方法砂 型金属型壳 型压 铸外表面内表面03003002001511020030因为摩托车发动机壳体铝合金铸造而成，铝合金熔点较高和收
43、缩量大，且毛坯形状复杂，薄壁，多筋板，加工余量很小，所以该零件采用一种冷室压铸铝合金无拔模斜度的压铸方法，拔模斜度为0，其过程包括以下步骤： 1、将金属在附设的熔炉中熔化成熔液，熔炉内的熔液温度保持在650680； 2、于压铸模内面涂布离型剂，压铸模由固定模与活动模所组成，模具材质选用SKD61特殊合金工具钢，模体硬度HRC4550，表面氮化处理，而硬化层深度0.25mm，硬化层的硬度达HRC70； 固定模与活动模之间即形成模穴，于模穴之其中一端设有一浇口，于固定模之外侧壁上接设一与浇口相通之柱塞料管，柱塞料管内设置与动力机构连接的柱塞，柱塞料管朝向上方之周壁上并贯穿设有一料管口； 3、用机械
44、手将金属熔液送入压铸模的柱塞料管的料管口内，再以柱塞加压将金属溶液送入模具内，经由浇口进入模穴内；模穴的充填速度设为0.25m/s；活动模与固定模之间间隔设有数个与模穴相通的溢流井，并于模具内部设有环绕于铸件之冷却水道，在铸件冷却凝固的过程中以冷却水加速冷却，待凝固之后打开活动模，即可以数根穿置于活动模之顶出销将铸件顶出。五、毛坯精度等级和加工余量选择由于零件的年生产量为10万件/年，属于大批量生产类型，切采用压铸方法制造，毛坯生产采用压力铸造，而压力铸造的尺寸精度非常高，因此确定毛坯制造精度等级为I级精度。1、铝合金表面加工余量的选择铸件最大长度：151250mm最大宽度：75150mm浇注时表面机械加工要求的质量如表3.2所示。 表3.2 浇注时表面机械加工要求的质量 (mm)34-9顶面加工余量11.5内侧加工余量0.81.2底面、外侧加工余量0.712、压铸孔尺寸的选择压铸可以铸造出小而深的的孔，因此加工余量尽量减小。其加工余量选择如表3.3所示（单位：mm） 表3.3 压铸孔的加工余量选择 (mm)压铸孔的加工余量通孔直径及螺纹孔底直径半径余量6-