SL1126机体零件的结构优化与工艺设计
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摘要
本论文涉及SL1126柴油机机体的结构优化和机械加工艺设计(生产纲领：30000台／年)。该产品即将投入生产，故而本课题的实际性与针对性极强，为此，本文针对所涉及的设计、计算、材料及结构优化等内容进行了较详尽的研究。
本文内容包括机体零件的优化与机加工工艺设计两大部份。
由于原样机采用经验设计，手工翻砂铸造。因而有必要对其结构作进一步优化。在分析过程中采用了Designspace6.0对它进行了应力分析、变形分析。从而在理论上提出了对原设计进行了优化的必要性与可行性，通过受力分析和工艺分析对原设计作了多处优化。由于Solidworks2000具有强大的三维造型功能，并且能很方便地与Designspace6.0交换数据及可以直接获得DWG格式的工程图，所以本文采用Solidworks2000进行图形处理。修改后的机体同样用Solidworks2000进行图形文件处理和用DesignSpace6.0对其作各种应力和变形分析与对此计算，然后对所得数据采用正交法进行筛选，从而证实了优化的可行性与合理性。
针对已优化的机体，按刚性生产线及生产纲领制定出一整套机加工工艺。包括工艺流程、刀具的选用、机床的功率计算及布置等。由于机体结构极为复杂并直接关系到整机的性能及成本，故对工艺路线进行了多次筛选与优化，以力求在保证精度的前提下工艺路线最短，经济性最佳。
经研究与分析，本课题完成了SL1126柴油机机体的结构优化及生产线的基本设计。为该产品投入实际生产提供了理论依据及基本方案。
This paper is about SL1126 diesel internal-combustion engine's cylinder body part structure optimization and process design of mechanical machining (yield:30000/peryear). For the product will be put into production soon. So, the study is focal on accrual product. The paper carries on detailed discuss for the study.
Body's structure optimization's simulation and machining process are the two part of the paper.
For the former prototype is based on experience design and sand-cast and found are both done by hand. Obliviously, Optimization for the body structure is needed. During the analysis, where the software Designspace is used to do stress and performances analyze, the nessesarity and feasibility of the optimization is proofed in theory . As to Solidworks has very strong 3-D modeling capability, especially it can exchange data directly with Desgnspace through DWG format engineering drawings, With this priority, Solidworks is deployed .To make sure the optimization's reasonability and feasibility, the constructed modified model is re-analyzed by Designspace.
Aiming at producing the optimized diesel body, considering the yield plan and diesel body's special structure, an integrated machining process, including process route ,the choice of the cutter and power .location of the machine tool, is worked out.
Considering the body's structure is complicated and has direct influence in the integrated performance and cost. To ensure the shorter route and better economity, best of the feasible schemes are chosed.
To conclusion, the paper fully completes the body's structure optimization and the basic product line design. By the end of paper, valuable Advice and improvement is accessable.
本文内容包括机体零件的优化与机加工工艺设计两大部份。
由于原样机采用经验设计，手工翻砂铸造。因而有必要对其结构作进一步优化。在分析过程中采用了Designspace6.0对它进行了应力分析、变形分析。从而在理论上提出了对原设计进行了优化的必要性与可行性，通过受力分析和工艺分析对原设计作了多处优化。由于Solidworks2000具有强大的三维造型功能，并且能很方便地与Designspace6.0交换数据及可以直接获得DWG格式的工程图，所以本文采用Solidworks2000进行图形处理。修改后的机体同样用Solidworks2000进行图形文件处理和用DesignSpace6.0对其作各种应力和变形分析与对此计算，然后对所得数据采用正交法进行筛选，从而证实了优化的可行性与合理性。
针对已优化的机体，按刚性生产线及生产纲领制定出一整套机加工工艺。包括工艺流程、刀具的选用、机床的功率计算及布置等。由于机体结构极为复杂并直接关系到整机的性能及成本，故对工艺路线进行了多次筛选与优化，以力求在保证精度的前提下工艺路线最短，经济性最佳。
经研究与分析，本课题完成了SL1126柴油机机体的结构优化及生产线的基本设计。为该产品投入实际生产提供了理论依据及基本方案。
This paper is about SL1126 diesel internal-combustion engine's cylinder body part structure optimization and process design of mechanical machining (yield:30000/peryear). For the product will be put into production soon. So, the study is focal on accrual product. The paper carries on detailed discuss for the study.
Body's structure optimization's simulation and machining process are the two part of the paper.
For the former prototype is based on experience design and sand-cast and found are both done by hand. Obliviously, Optimization for the body structure is needed. During the analysis, where the software Designspace is used to do stress and performances analyze, the nessesarity and feasibility of the optimization is proofed in theory . As to Solidworks has very strong 3-D modeling capability, especially it can exchange data directly with Desgnspace through DWG format engineering drawings, With this priority, Solidworks is deployed .To make sure the optimization's reasonability and feasibility, the constructed modified model is re-analyzed by Designspace.
Aiming at producing the optimized diesel body, considering the yield plan and diesel body's special structure, an integrated machining process, including process route ,the choice of the cutter and power .location of the machine tool, is worked out.
Considering the body's structure is complicated and has direct influence in the integrated performance and cost. To ensure the shorter route and better economity, best of the feasible schemes are chosed.
To conclusion, the paper fully completes the body's structure optimization and the basic product line design. By the end of paper, valuable Advice and improvement is accessable.
引文
[1] 李蓉，杨靖．SL1115单缸双连杆柴油机配气凸轮型线设计．小型内燃机，2000．4
[2] Besant. C. B. Lui W K Computer. Aided Design and Manufacture (third edition), Jonh wiley and sons, 1986
[3] 于丽萍．S195柴油机过热的原因及处理方法．柴油机，2001．5
[4] 王文奎．表面粗糙度标注．机械制造与技术，2002．1
[5] Hindhede. Zimmevman, Hopkins, etal, Machine Design Fundamemals, -Apratical Approach, John wiley & Sons, 1983
[6] 罗述健．现代设计理论和方法在柴油机设计与制造上的应用．内燃机工程，1993．2
[7] Nsf Opaal. P, CAD-Based Meshfree Analysis and Design Optimization, University of Iowa Team Presention, January 22-23. 1999
[8] 刘金武．KIVA研究与SL1126柴油机燃烧过程的计算机仿真，湖南大学硕士论文
[9] 机械工程师手册．(第二版) 机械工业出版社
[10] 谷口纪年(日)．小型通用柴油机的发展方向．国外内燃机，1995．2
[11] K. Y. Hur. Recent Trends in Applied Research of CFD for a new Engine Design, 195.1
[12] 钟启茂．工件定位基准位移误差的分析计算．机械工艺师，1997．1
[13] 苏铁熊．发动机大型复杂结构的静态设计CAD系统的应用．内燃机工程，2002．2
[14] 谢骐．机床夹具设计中的技巧．机械工程师，1998．6
[15] 机械工业部成都工具研究所．刀具标准汇编，1987
[16] 许先绪．金属切削刀具．上海科学技术文献出版社
[17] 曲贵龙．刚性镗铰刀在生产中的应用．机械工艺师，1998．2
[18] 谈武宗．钻、攻组合机床的设计与使用．组合机床与自动化加工技术，2000．1
[19] 李运保．钻孔、攻螺纹及主轴的共箱设计．组合机床与自动化加工技术，2000．1
[20] 温立新．柴油机机体三轴孔精镗床设计．组合机床与自动化加工技术，
2000．1
[21] 龙成和．加工过程的切削力模拟．组合机床与自动化加工技术，2000．5
[22] 刘守勇．机械制造工艺与机床夹具．机械工业出版社
[23] 王成志．较小轴间距的组合机床主轴箱设计．组合机床与自动化加工技术，2000．1
[24] 谢家瀛．组合机床设计简明手册．机械工业出版社
[25] 肖金生．内燃机结构自动分析系统的研究．内燃机学报，1995．3
[26] A．K．伊格纳切也夫著(俄)，甘克加译．拖拉机发动机主要零件制造工艺学．中国工业出版社
[27] 李厚生．内燃机制造工艺学．中国农业机械出版社，天津大学
[28] 廖兰．实际尺寸计算法与现代制造技术．机械工程师，1998．3
[29] 苏雪明．夹具结构功能的扩展设计．机械工程师，1998．5
[30] 农业机械部第三设计院．内燃机制造技术
[31] 西安交通大学内燃机教研室编．内燃机原理．中国农业出版社
[32] 金属机械加工工艺人员手册修订组．金属机械加工工艺人员手册．上海科学技术出版社
[33] 五十铃公司技术部(日)．压铸V6机体．国外内燃机
[34] 远藤敏子(日)．V发动机干缸套结构机体的开发．国外内燃机，1996．4
[35] Noboru Hikosaka(日)．车用柴油机未来展望．国外内燃机，2001．3
[36] Coute. A. W. Pullen. Intergratting multiple engineering departments and industry in undergraduate design projects. Enginerring Design 97 Tampere Finland 19-21 August 1997
[37] David Bauer, Intergration of procect and Disassembly Process Design in Proametric Synthesis, Georgia Institute of Techmology
[38] Bo. T. D. clerides. Multidimensional modeling of diesel combustion and emissions formation. Proceedings of the Creek Section of Combustion Institute 28-29 November 1997
[39] 刘恩福．基于CAPP/PPS功能集成的自动工艺过程设计．组合机床与自动化加工技术，2000．1
[40] 李如松．高速加工中心的发展及在大批量生产中的应用．组合机床
与自动化加工技术，2000．11
[41] Marcel Daenens. Gijs van. Dev linden. Analysis of fransient Noise Behaviov of a Truck. Diesel Engine. SAE, paper 7001-01-1566
[2] Besant. C. B. Lui W K Computer. Aided Design and Manufacture (third edition), Jonh wiley and sons, 1986
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[41] Marcel Daenens. Gijs van. Dev linden. Analysis of fransient Noise Behaviov of a Truck. Diesel Engine. SAE, paper 7001-01-1566
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