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试析精度汽车发动机缸孔珩磨误差和精度制约

收藏本文 2024-01-19 点赞:24687 浏览:109461 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:发动机是汽车核心部件之一,其质量直接影响汽车动力性能。提升发动机缸孔的加工制造质量,对于改善发动机的燃油效率、降低发动机的摩擦功耗具有直接的作用。珩磨作为发动机缸孔精密加工的重要工序,不仅能去除较大的加工余量,而且在提升零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度方面也较其他工艺策略更加有效,常被用作发动机缸体机加工的最终工序。本论文以上汽通用五菱汽车B12型发动机缸体为探讨对象,针对发动机缸孔珩磨加工中尺寸与形状误差的一致性制约不足,通过对油石磨粒在缸孔表面的切削轨迹和作用区域的仿真浅析,揭示了缸孔不同截面尺寸误差的形成机理;通过浅析珩磨切削力、装夹力和缸体结构刚度对珩磨历程中缸孔壁面变形量的影响,揭示了四个缸孔形状误差的变化规律。结合生产现场具体工艺系统状态和误差分布规律,提出了B12型发动机缸孔加工工艺优化案例。本论文探讨工作具体包括以下三个方面:首先,进行了油石磨粒在缸孔珩磨加工中运动轨迹分布的重构。通过对磨粒几何轨迹重构以及转换,浅析了磨头运动参数对磨粒轨迹分布的影响,推导了磨粒轨迹点数目在缸孔圆周方向和高度方向上的分布曲线表达式,发现了现有珩磨加工中磨粒轨迹分布有着着缺陷,探讨了该缺陷对珩磨尺寸精度的影响。结果表明:油石磨粒轨迹点数目在缸孔圆周方向上分布的均匀性得到了很好的制约;而沿缸孔高度方向上的分布有着着不均,这是导致珩磨历程不同截面尺寸误差不一致的根本理由。其次,完成了缸孔珩磨历程中的变形仿真。通过缸体建模、受力计算、有限元仿真以及生产加工测量数据浅析,揭示了缸体各部位刚度间的差别性分布规律,探讨了缸孔表面变形与各力间的变化联系,发现了现有珩磨加工中各缸孔受力变形有着着差别,探讨了变形差别对缸孔圆度、圆柱度的影响。结果表明:缸体结构上的不对称导致了缸体上各部位刚度间的差别,引起了各孔受力变形差别,使得四个缸孔圆度、圆柱度误差不一致。最后,基于对磨粒几何轨迹分布和缸孔受力变形的浅析,结合对缸孔制造工艺的浅析与生产加工历程质量制约中的数据处理,提出了珩磨加工中尺寸与形状误差的一致性制约案例。利用缸孔加工前、后工序尺寸匹配设计与珩磨头运动轨迹分布的制约,减小缸孔上、中、下三截面尺寸误差的不一致;利用对缸孔珩磨加工变形的制约与珩磨前道工序(精镗工序)中圆度、圆柱度误差的制约,减小四个缸孔圆度、圆柱度误差间的差别。通过生产测量数据的统计浅析,验证了制约案例的可行性与有效性,指导优化并改善了缸孔加工工艺。探讨贡献点在于:1)重构了发动机缸孔珩磨加工珩磨头磨粒轨迹点的分布,探讨了轨迹分布规律及其对珩磨加工尺寸误差的影响;2)建立了发动机缸孔加工变形的数值仿真模型,探讨了各力与缸孔变形间的联系,探讨了加工变形对珩磨加工圆度、圆柱度误差的影响;3)设计了缸孔珩磨加工中尺寸与形状误差的一致性制约案例,对缸孔加工工艺的优化起到了指导作用,为提升汽车发动机缸孔加工质量提供了论述依据和技术基础。关键词:发动机缸孔论文珩磨论文磨粒轨迹分布论文珩磨力模型论文受力变形论文精度制约论文

    摘要5-8

    ABSTRACT8-12

    目录12-15

    第一章 绪论15-30

    1.1 探讨背景与课题来源15-16

    1.2 发动机缸体珩磨工艺介绍16-22

    1.2.1 珩磨工艺流程16

    1.2.2 珩磨关键工艺装备16-18

    1.2.3 发动机缸孔主要技术要求18

    1.2.4 缸孔尺寸与形状检测策略18-22

    1.2.5 影响珩磨精度的主要理由22

    1.3 国内外探讨近况22-24

    1.3.1 珩磨工艺的进展历程及进展近况22-23

    1.3.2 油石磨粒的运动轨迹浅析与珩磨精度间联系探讨近况23-24

    1.3.3 缸体受力变形与珩磨精度间联系探讨近况24

    1.4 缸孔珩磨加工工艺近况24-27

    1.4.1 缸孔加工工序工艺图24-25

    1.4.2 缸孔粗、精加工策略25-26

    1.4.3 缸孔珩磨加工不足描述26-27

    1.5 本论文的主要工作与章节安排27-30

    1.5.1 论文主要工作27-28

    1.5.2 论文章节安排28-30

    第二章 油石磨粒几何运动轨迹的分布特点30-46

    2.1 引言30

    2.2 缸孔珩磨的加工策略30-32

    2.2.1 加工的原理30

    2.2.2 加工的装夹定位方式30-32

    2.2.3 磨头的运动方式32

    2.3 制约珩磨头运动历程的主要参数32-34

    2.3.1 珩磨速度与切削线交错角32-33

    2.3.2 珩磨头下端驻留时间33

    2.3.3 珩磨头上下越程长度33-34

    2.4 基于 MATLAB 的油石磨粒运动轨迹的转换与重构34-45

    2.4.1 磨粒轨迹分布与磨头运动参数间的联系34-41

    2.4.2 油石上部分点处的运动三维轨迹重构41-42

    2.4.3 油石上部分点处的运动二维轨迹转换与分布浅析42-43

    2.4.4 油石磨粒的几何运动轨迹分布缺陷对珩磨精度的影响43-45

    2.5 本章小结45-46

    第三章 各缸孔间的差别性浅析及珩磨历程受力变形探讨46-66

    3.1 引言46

    3.2 缸体的三维建模46-48

    3.3 缸体的刚度浅析48-51

    3.3.1 缸体的材料与性能参数48

    3.3.2 基于 ansys 仿真的缸体刚度浅析与计算48-51

    3.4 基于 ANSYS 仿真的缸体各个缸孔受力变形浅析51-65

    3.4.1 珩磨历程缸体受力计算与分解51-52

    3.4.2 缸孔表面变形与正压力间的联系52-55

    3.4.3 缸孔表面变形与扭转力矩间的联系55-58

    3.4.4 缸孔表面变形与轴向磨削力间的联系58-61

    3.4.5 缸体各缸孔表面珩磨历程受力变形情况61-64

    3.4.6 珩磨历程受力变形对珩磨精度的影响与实验验证64-65

    3.5 本章小结65-66

    第四章 缸孔加工工艺改善及精度制约66-88

    4.1 引言66

    4.2 缸孔加工工序工艺浅析66-69

    4.3 缸孔加工历程中尺寸精度制约案例69-77

    4.3.1 缸孔加工前、后工序尺寸匹配设计71-74

    4.3.2 珩磨头运动轨迹制约74-77

    4.4 缸孔加工历程中圆度、圆柱度制约案例77-86

    4.4.1 缸孔珩磨加工变形制约78-82

    4.4.2 缸孔加工历程误差复映制约82-86

    4.5 本章小结86-88

    第五章 全文总结与展望88-91

    5.1 全文结论88-89

    5.2 论文的主要革新点89

    5.3 后续工作展望89-91

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