化油器壳体加工工艺及设备的研究.doc
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1、白城师范学院本科毕业论文(设计)摘 要在最近十多年中,中国摩托车工业获得了前所未有的高速发展。与之相关的零部件制造业也发展壮大起来。化油器是摩托车的动力系中的重要部件,具有计量、汽化和按比例混合燃料的作用。由于其结构简单、造价低廉和能满足基本的环保要求,在摩托车的动力系中被广泛采用。目前我国化油器壳体机械加工工艺和设备制造方法主要来自于三个方面前一辈工程技术人员摸索出的经验;接受国外化油器生产厂的技术转让;新一代工程技术人员的研究和模仿。经这三者所得到的机械加工工艺和设备制造方法在全面性、先进性以及在特殊加工方面存在较大的不足。在化油器壳机械加工的一般工艺方法方面,本文根据有关机械加工理论给出
2、推荐采用的加工参数。并以PD24J型化油器壳体为例,介绍具体的机械主要加工工艺流程和参数。并对关键性的新工艺过程进行了详细地论述。同时研究了夹具的预定位、定位、夹紧的方法,以及刀具、刀柄的夹持、调整方法。为了实现这些化油器壳体的先进的加工工艺,相应地需要一些自动化的专用加工设备。这些组合式加工专机主要包括如下单元:主轴、滑台、电机、传动机构等动力单元;气动、液压等驱动单元,PLC、变频器等控制单元,冷却、润滑等辅助单元。关键词:化油器;化油器壳体;化油器加工工艺;化油器加工设备IIAbstractIn the last ten years, the industry of motorcycle
3、 was developing at a high speed in China. The manufacturing of its parts becomes growing up as well. The carburetor, as an important part in power system of automobiles or motorcycles, works as a role measuring, boiling off and mixing the fuel and air. For the reason of its sampler structure, lower
4、cost and meeting the basic demand of environment, it is adopted widely in motorcycles.The method of machining technology and machine-building comes from three ways: the experience of the former engineers; the technology transferred by the foreign companies; the study and simulation of the engineers
5、in the contemporary era. These methods lack of systematized, advanced and short of the special machining technology.Some general machining methods of the body of the carburetor are discussed. According to the machining theory, some machining parameters are recommended. As the sample of machining tec
6、hnology, the machining methods and technology parameters of the bodies of the carburetor model PD24J are discussed indetail, including some special new technology. The method of rough location, fine location and claming in fixture is studied. The method of holding and adjusting in tools is studied t
7、oo.In machine building field, the method of designing and manufacturing the machine, which realizes the machining technology, is studied in detail. This combination special machine usually is made of some units: a cutting unit, including spindle, hydraulic feeder, motor, transmission mechanism; a dr
8、ive unit, including pneumatic and hydraulic system; a control unit, including PLC, the relay and the transducer; a assistant unit, including cooling and lubricating system; and so on.Keyword: Carburetor; Body of a Carburetor; Machining Technology for Carburetor; Machining equipment for Carbure目录摘 要I
9、ABSTRACTII1.绪论21.1目前化油器存在的问题21.2本课题研究的主要内容32.摩托车化油器简介42.1化油器的用途和工作原理42.2化油器的结构及主要零件52.3化油器的工作系统63.化油器壳体加工工艺过程设计73.1化油器壳体的材料准备73.2化油器壳体的结构特点73.3化油器壳体的常用加工工艺方法83.3.1镗孔83.3.2扩孔113.3.3攻丝133.4 PD24J型化油器壳体的加工工艺过程133.5化油器壳体加工中的特殊工序213.5.1过渡孔加工213.5.2主泡沫管孔加工223.5.3主泡沫管底孔加工234.化油器壳体加工设备254.1化油器壳体加工设备的组成254.2
10、 化油器壳体加工专机的主要单元274.2.1动力单元274.2.2驱动单元314.2.3辅助单元34结 论36参考文献381.绪论随着最近几年化油器产品即将被电喷代替的趋势,并且电喷拥有他独特的优点,例如起动迅速、过渡圆滑、空燃比控制精确等等,对提高汽油机的经济性并且降低排放有利。相较之下,摩托车中的化油器存在着不能根据具体工作情况精确调整空燃比的缺点,很大限度的控制了它的发展。摩托车中的化油器是其关键的供油系统,化油器的好坏对摩托车的整体性能有着重要的影响,并且在汽油机的各种零部件中化油器所占的投资额也是排在第一的。生产化油器的生产企业对于化油器的加工方式和检测方式的升级进一步促进了化油器成
11、品品质的提升。1.1目前化油器存在的问题(1)性能问题生产化油器的设备加工精度的不足,产品原材料所选品质不能得到保证,化油器产品的清洁能力差等一系列问题与化油器有着直接的关系。(2)可靠性问题化油器橡胶件普遍不耐油,经常在受到冷热冲击后导致弹性变差 ,进而导致塑胶件产生变形变化,影响正常的插接工作。在一般情况下化油器都能通过模拟试验, 但在模拟道路震动的试验中,偶尔会出现漏油的现象, 这是由于进油系统故障所造成的。(3)综合流量有些产品综合流量精度散差大主要表现在低速区。它涉及到化油器的本体、关键件的加工装配品质不稳定, 清洁度没保证, 中间检测手段不完善等方面。由于综合流量测试相对于台架试验
12、, 可以排除发动机的不稳定因素, 明确找出化油器的缺点和不足。综合流量精度散差大是化油器产品品质一致性差的总体现。(4)清洁度影响化油器清洁度的主要是金属屑、灰尘、杂物等, 化油器清洁度的好坏直接影响到发动机的性能,也体现了企业的管理水平, 对化油器产品品质有深刻认识的企业, 才能认识到清洁度的重要性。(5)加工、装配和外观(含包装)由于机床设备精度不够, 原材料的选择及品质不能保证等使得化油器零件加工品质一致性差, 如量孔流量散差大, 孔中间有毛刺等。外协件品质较差, 如橡胶件不耐油、针阀犯卡、浮子质重超标、弹摘塑性变形。表面品质差表现在毛刺、尖角划手, 表面有磕碰划伤, 螺纹连接不滑快。包
13、装不能防潮、防磕碰, 易碎, 外表简陋。化油器是高技术密集型产品,它的研制、生产需要大量的资金,优良的设备,先进的技术,严格的管理。要想生产出品质优良,价格合理,有市场竞争力的产品,我国化油器厂仍需加大资金投入,更新设备,选用先进技术,加强自身管理。通过本课题的研究,可以把有关化油器壳体的加工工艺方法及其设备的设计制造方法从经验提升到理论,同时将加工工艺与加工设备两者有机结合起来考虑。并以此作为基础,引导自己或他人进行完善、充实、修正等进一步的研究,能将化油器壳体加工的工艺方法和设备设计制造方法的研究提高到一个比较高的水准。同时,本课题研究对有关化油器的生产厂家的生产制造具有较高的指导作用。引
14、导各厂家采用优化的工艺方法、先进的加工设备,提高产品的质量稳定性,同时降低排放,减少对环境的污染。1.2本课题研究的主要内容1.化油器壳体加工工艺和加工设备的相互制约和相互依赖的关系;2.以现阶段正在大量生产的PD24J的壳体的加工工艺和加工设备为例,全面、系整地研究它们的加工工艺和加工设备;3.化油器壳体加工的基本原理;4.引进到化油器壳体加工中的一些先进的常规机械加工方法;5.化油器壳体关键孔系的的特殊加工工艺和加工设备;6.组合机的常用的驱动、自动控制和辅助系统。2.摩托车化油器简介摩托车化油器是发动机燃油供给系统中的一个关键部件,其工作状态的好坏直接影响到发动机的工作平稳性及动力、经济
15、指标。常见的摩托车化油器按结构特征可分为蝶阀式化油器、柱塞式化油器和等真空化油器三大类。摩托车化油器主要是以柱塞式化油器为主,下面也将以柱塞式化油器为例进行摩托车化油器的简要介绍。2.1化油器的用途和工作原理在给大家介绍化油器之前,我们先来看看摩托车汽油机工作过程的基本条件是:有被压缩过的燃油空气混合气,有能点燃混合气的高压电,有密封良好的压缩比。燃烧空气混合气是通过化油器来实现的,化油器提供的空燃比与汽油机的油耗率、输出功率及温度有关,如图2.1、图2.2所示。图2.1 空气比与温度、输出功率和油耗的关系图2.2 化油器空燃比的拟定化油器的作用是将汽油雾化与空气混合形成可燃混合气,然后送入各
16、个汽缸。当汽油通过汽油泵送如化油器中的浮子室,在浮子室内有一个量空,它可以通过外界气体压力与喷管形成(真空)压力差,直接将油喷入吼管,变成油滴与吼管上部通过空气滤清器的空气混合。摩托车化油器工作原理是根据具体工况的不同而有所改变的,包括了启动工况、怠速工况、高速工况。2.2化油器的结构及主要零件摩托车化油器主要零件包括:进油阀、溢油管、泡沬管、喉管等,其具体的结构如图2.3示:图2.3 柱塞式化油器的结构2.3化油器的工作系统1主油系2怠速系统 3加浓系统 4加速系统5起动系统3.化油器壳体加工工艺过程设计3.1化油器壳体的材料准备化油器壳体材料一般为合金,如锌合金和铝合金等。主要是为了足够的
17、强度、良好的气密性、较轻的重量和较好的加工性能。加工性能主要有如下几个方面:1.容易压铸2.易切削3.易去毛刺4.易清洗5.易表面处理3.2化油器壳体的结构特点化油器壳体是化油器的主体部分。在它内部压装入各种计量流量的量孔,在它外部连接各种连接管如:进气管、进油管(浮子室)、混合气管等,也装配有节气门、活塞、油针等活动部件。所以化油器壳体是化油器的基础和载体。化油器壳体外形的三维造型如图3.1所示,它是由压铸产生的一个毛坯壳体,然后在壳体中贯通各种孔系。图3.1 化油器壳体三维造型图以PD24J型化油器为例,它的主要孔有柱塞孔、喉管孔、混合室孔、节气门轴孔等等。为了便于后继工序的加工,化油器壳
18、体上还会压铸出定位孔、夹紧点等工艺结构要素。3.3化油器壳体的常用加工工艺方法由上文的讨论,化油器壳体的加工的主要对象是各种孔系,如主油系孔、怠速油系孔等。常用的加工方法有如下几种:3.3.1镗孔化油器壳体的几个主孔道,如柱塞孔、喉管孔、混合室孔的孔径大于20mm,而且孔径要求较高(IT7),这时适合采用镗孔加工。依切削余量不同,分为粗镗、半精镗和精镗。(1)粗镗虽然化油器壳体的压铸是属于精密压铸,一般所留的单边加工余量在0.20.3mm,但由于象柱塞孔、喉管孔等孔的深度较大(大于50mm),在3度拔模斜度下,孔底的单边加工余量就会相当大了。以柱塞孔为例,其孔底单边加工余量为: (3.1)式中
19、:孔底单边加工余量 (mm):孔口单边加工余量 (mm)l:孔深 (mm):单边拔模斜度()对于这样大的加工余量,一般安排粗镗加工,若后续工序为半精镗,加工后的单边加工余量可留0.5mm;若后续工序为精镗,加工后的单边加工余量留0.150.25mm。粗镗的进刀量由经验公式(3.2)计算。经粗镗柱塞孔为例。其进刀量为: (3.2)式中:f:每转进刀量(mm/r) r:刀尖圆角半径(mm) :表面粗糙度()粗镗的切削线速度由经验公式(3.3)计算。采用YG6X材料的镗刀(刀具主偏角45,副偏角10),以1200分钟的刀具耐用度,其理想切削线速度为: (3.3)式中:v:切削线速度(m/min) :
20、刀具与材料的综合修正系数 t:刀具耐用度(min) :单边加工余量(mm)以柱塞孔为例,粗镗加工时主轴转速为: (3.4)式中:n:主轴转速(rpm) D:加工孔内径(mm)综合考虑主轴制造成本,一般取粗镗主轴转速为n3500rpm。切向切削力为: (3.5)式中:切向切削力(N) :刀具与材料综合修正系数径向切削力为: (3.6)式中:径向切削力(N) :刀具与材料综合修正系数轴向切削力为: (3.7)式中:轴向切削力(N) :刀具与材料综合修正系数切向阻力矩: (3.8)式中:M:切向阻力矩(Nm)切削功率: (3.9)式中:P:切削功率(Kw) :传动效率(2)半精镗当经过粗镗后,对于一
21、些要求不高的孔,可以只安排一次半精镗加工就可以达到要求。同样对于有压铸后加工余量不大的孔,也可以经过一次半精镗加工为最后的精镗作准备。半精镗时单边的加工余量一般取1mm,加工后的表面粗糙度达到Ra1.6,尺寸精度达到IT8级。半精镗时的进刀量为: (3.10)切削线速度为: (3.11)半精镗柱塞孔时主轴转速为: (3.12)综合考虑主轴制造成本,一般取半精镗主轴转速为n4550rpm。切向切削力为: (3.13)径向切削力为: (3.14)轴向切削力为: (3.15)切向阻力矩: (3.16)切削功率: (3.17)(3)精镗经过粗镗或半精镗加工后的孔,如果要达到Ra0.8以下的粗镗度,或达
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