1 概述
本文介绍了汽缸体的加工工艺设计过程及其专用夹具设计过程。通过本设计了解机械加工工艺设计过程的一般方法和步骤。联系生产现场实际条件进行工艺方案的比较选择适当方案；掌握根据生产的要求设计专用机床夹具的方法；以及根据商业利益进行工艺方案的比较与技术经济分析。
本文内容包括：机械加工工艺的组成，工艺规程的作用，工艺规程的设计原则，生产纲领的计算和生产类型的确定，毛坯的分析，毛坯的制造形式，制造工艺中基准的选择，汽缸体的尺寸、形状误差和位置误差的分析，机械加工工艺路线的制定，各个工序的加工余量、工序尺寸、尺寸公差的确定及某些刀具的几何参数的选择和常见的金属切削机床的选用，机械加工各工序的切削深度、进给量、切削速度的确定，机械加工工时的计算，专用夹具设计的基本要求，专用夹具设计的依据、夹紧装置的选择、夹紧力的估算、定位误差的分析、夹具的操作说明。本文中介绍的各个工序都是从保证使用功能要求、提高劳动生产率，保证加工质量、降低劳动强度，注意劳动保护和环境保护，提高可靠性出发进行各工序的工艺和专用夹具的比较和制定。
机械制造过程是一种离散的生产过程，它主要表现在制造过程中的各个环节之间是可以彼此关联或不关联的。机械制造过程的实施依赖个人的经验和技艺较多，难以用数学方法、规律、逻辑进行描述，所以在技术方面要不断的吸取有经验者的经验不断的提高自己。
2汽缸体的分析
汽缸体是发动机的基础汽缸体框架，同时又是发动机总装配时的基准汽缸体。发动机各机构和系统的零、部件都安装在它的内部和外部。汽缸体的作用是支撑和保证活塞、连杆、曲轴等各运动部件工作时的准确位置；保证发动机的换气、冷却和润滑（其上有气道、水道和油道）；提供各种辅助系统、部件及发动机的安装基面。
发动机工作时，汽缸体承受着各种大小、方向呈周期性变化的气体压力、惯性力及力矩的作用，因此要求汽缸体具有合适的材料，合理的结构、尺寸及重量，足够的刚度、加工性能好，使用安装、维修方便，且密封性、抗振性和抗腐蚀性良好。
构和系统的装配机体，汽缸体本身应具有足够的刚度和汽缸体与汽缸盖、汽缸盖衬垫、及油底壳等组成了发动机的机体组。作为发动机各个机强度。
2.1汽缸体的作用
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汽缸体是发动机的基础汽缸体框架，同时又是发动机总装配时的基准汽缸体。发动机各机构和系统的零、部件都安装在它的内部和外部。汽缸体的作用是支撑和保证活塞、连杆、曲轴等各运动部件工作时的准确位置；保证发动机的换气、冷却和润滑（其上有气道、水道和油道）；提供各种辅助系统、部件及发动机的安装基面。
发动机工作时，汽缸体承受着各种大小、方向呈周期性变化的气体压力、惯性力及力矩的作用，因此要求汽缸体具有合适的材料，合理的结构、尺寸及重量，足够的刚度、加工性能好，使用安装、维修方便，且密封性、抗振性和抗腐蚀性良好。
构和系统的装配机体，汽缸体本身应具有足够的刚度和汽缸体与汽缸盖、汽缸盖衬垫、及油底壳等组成了发动机的机体组。作为发动机各个机强度。
2.2汽缸体的工艺分析
2.2.1汽缸体技术要求分析 ①加工表面的尺寸精度 ②主要加工表面的形状精度 ③主要加工表面的相互位置精度
④各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求 ⑤热处理要求及其他技术要求
⑥汽缸体的视图、技术要求是否齐全—主要技术要求和加工关键 ⑦汽缸体图所规定的加工要求是否合理 ⑧汽缸体的选材是否恰当，热处理是否合理 2.2.2 汽缸体结构及其工艺性分析
①结构组成——气缸体顶面、汽缸体底面、主轴承座侧面、主轴承孔、凸轮轴孔 ②结构组合——轴类、套筒类、箱体类
③结构工艺性——保证使用要求的前提下、能否以高生产率和低成本制造 制定工艺路线的出发点，应该是应当使汽缸体的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。选用适当的机床，既保证生产进度，又要考虑经济效果，以降低生产成本。
汽缸体加工主要有汽缸体顶面、主轴座侧面、汽缸孔、主轴承孔及凸轮轴孔等不，他们的加工精度将直接影响发动机的装配精度和工作性能，主要靠设备精度、工夹具的
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可靠性和加工工艺的正确合理来保证。
表2—1 汽缸体主要技术要求
技术要求 精度和表面粗糙度 主轴承孔的精度与粗糙度 主轴承孔的圆度 汽缸孔的精度与表面粗糙度 汽缸孔中心线对曲轴中心线的对称度/ 第二三四主轴承孔对一五主轴承孔的同轴度/ 各凸轮轴孔同轴度/ 曲轴中心线对凸轮轴中心线平行度/ 顶面的平行度/ 和表面粗糙度/ ?950?0.03 Ra1.6 0.02 ?1440?0.08 Ra6.3 0.05 0.02 0.03 0.10 0.100.05/100?100 Ra3.2 第3章 机械加工工艺规程设计
3.1 工艺规程定义：
规定产品或零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。其中，规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺过程。
3.2机械加工工艺过程
机械加工工艺过程由若干个按一定顺序排列的工序组成
工序—一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程
安装—经一次装夹后所完成的工序内容
工位—工件与工装可动部分相对工装固定部分所占的位置 工步—加工表面和加工工具不变条件下所完成的工艺过程 走刀—每进行一次切削—一次走刀
3.3 工艺规程的作用
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①指导生产
②组织生产和管理生产 ③新建、扩建或改建工厂及车间
3.4工艺规程的设计原则
①技术上的先进性 ②经济上的合理性 ③良好的劳动条件
3.5机械加工工艺过程与生产类型
3.5.1计算生产纲领确定生产类型
该产品年产量10000件/年，备品率为10%，废品率为1% N?Qn(1?a%?b%)?10000?1?(1?10%?1%)
?11100件/年
3.5.2确定生产类型
不同的生产类型，其生产过程和生产组织、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采用的工艺装备、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同，因此在制定工艺路线时必须明确该产品的生产类型。
表3-1 生产类型
生产类型 单件生产 小批生产 中批生产 大批生产 大量生产 重型机械 〈5件 5——100件 300——1000件 〉1000件 中型机械 〈20件 20——200件 200——500件 〉5000件 小型机械 〈100件 100——200件 500——5000件 〉50000 已知零件为中型零件，根据上表可确定其生产类型为大批生产。 本零件为大零件的成批生产中的大批量生产，适应相应生产特点。
3.6确定毛坯的制造形式
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选择毛坯时，应考虑下列因素：
① 零件材料的工艺特性（如可铸性和可塑性）以下零件对材料组织和性能的要求 ②零件的结构形状和外形尺寸。 ③生产纲领的大小。 ④现场的条件。
汽缸体采用的材料一般为HT150、HT200和HT250，但也有采用铸铝或钢板。 汽缸体是拖拉机最复杂的零件，它不仅有很多加工精度要求很高的表面，而且还有很多复杂的内腔，不仅壁厚相当薄而且有许多加强筋。因此汽缸体毛胚的造型相当复杂，在大批大量生产中都采用金属模机器造型，造型位置为卧式，流水线生产。
本次研究的汽缸体采用HT150。它采用金属模机器造型，分型面选在主轴承孔的对称平面上，造型位置为卧式。主轴承孔、凸轮轴轴承孔和缸套孔均铸出，螺栓底孔、主油道孔和工艺孔均不预先铸出。
3.7基准的选择
基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面的选择正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率
（一）粗基准的选择
①保证相互位置要求的原则 如果必须保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应该以不加工面为粗基准。
②保证加工表面加工余量合理分配的原则 如果必须保证工件某重要表面的余量均匀，应该选择该表面的毛坯为粗基准。
③便于工件装夹的原则 选择粗基准时，必须考虑定位基准，夹紧可靠，要求选用的粗基准尽可能平整，光洁，和足够大的尺寸，不允许有锻造飞边，铸造浇，冒口和其他陷阱。
④ 粗基准一般不得重复使用原则 如果能使用精基准定位，则粗基准一般不应该被重复使用。这是因为若毛坯的定位表面和粗糙，在两次装夹中重复使用粗基准，就会造成相当大的定位误差。有的零件在前几道工序中虽然已经加工出一些表面，但对某些自由度的定位来说，仍无精基准可以利用，在这种情况下使用粗基准来限制这些自由度，不得重复使用粗基准。
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