導(dǎo)語：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工工藝設(shè)計(jì)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)水平的提升，人民對(duì)于生活質(zhì)量的追求也變得越來越高,現(xiàn)階段我國(guó)汽車的使用已經(jīng)變得越來越普遍。為提升整車性能，最核心的一點(diǎn)就是要提升發(fā)動(dòng)機(jī)的品質(zhì)。本文通過對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體一般性知識(shí)和生產(chǎn)線布置形式的簡(jiǎn)介，介紹某主機(jī)廠的新建缸體加工線在建設(shè)過程中所確定的工藝和質(zhì)量控制技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：汽車制造業(yè)；發(fā)動(dòng)機(jī)缸體；工藝設(shè)計(jì)；質(zhì)量控制

從現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)來看，我國(guó)的綜合國(guó)力已經(jīng)得到了明顯的提升，尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)提升兩方面，這也在一定程度上促進(jìn)了交通行業(yè)的大力發(fā)展，而汽車在人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪兴缪莸慕巧灿l(fā)重要。為解決人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分發(fā)展之間的矛盾，同時(shí)為降低駕駛汽車帶來的資源浪費(fèi)，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工工藝的設(shè)計(jì)優(yōu)化，把控制造過程中的質(zhì)量，能夠有效提升發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)和性能，也能在一定程度上促進(jìn)我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展。

1汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體簡(jiǎn)介

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造過程中最重要的零件，也是最基本的構(gòu)成骨架，本質(zhì)上是屬于安裝發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)部件模塊和配件的支撐結(jié)構(gòu)件[1]。因此，在缸體加工中必須保證全部尺寸滿足圖紙要求的精度，保障發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)達(dá)到最佳的配合狀態(tài)。缸體的外形結(jié)構(gòu)呈多樣化，其氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動(dòng)機(jī)的外形結(jié)構(gòu)，對(duì)于缸體的剛度和強(qiáng)度也有影響。缸體氣缸排列有以下三種形式：一是直列式發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列，垂直布置。直列式缸體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度較大，一般六缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)多采用直列式。二是V型發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸左右排成兩列，氣缸中心線的夾角小于180°，V型發(fā)動(dòng)機(jī)減小了缸體長(zhǎng)度和高度，增加了缸體的剛度，但缺點(diǎn)是加大了發(fā)動(dòng)機(jī)的寬度，且形狀較復(fù)雜，一般用于8缸以上的發(fā)動(dòng)機(jī)，6缸發(fā)動(dòng)機(jī)也有采用這種形式的缸體。三是水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸水平排成兩列，氣缸中心線的夾角等于180°，其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，整車重心低，更滿足空氣動(dòng)力學(xué)的要求，但結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，維修不便，生產(chǎn)制造成本高。

2缸體加工生產(chǎn)線布置形式

第一種布置形式是單品種手動(dòng)生產(chǎn)線，優(yōu)點(diǎn)是加工生產(chǎn)專一品種的缸體，相應(yīng)的加工成本低，而且采用專機(jī)對(duì)應(yīng)專用的加工工藝，操作步驟簡(jiǎn)單，發(fā)展至今可靠性極高。第二種布置形式是組合機(jī)床與專用機(jī)床組成的自動(dòng)化生產(chǎn)線，是目前主流的批量化生產(chǎn)線。第三種布置形式則是以多軸配備高轉(zhuǎn)速、快移動(dòng)、快速換刀的CNC高速加工中心為主，再加上輔機(jī)構(gòu)成的柔性生產(chǎn)線，適用于多機(jī)型共線批量化的生產(chǎn)線。

3缸體加工工藝設(shè)計(jì)

一般來說發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的加工可分為粗加工和精加工兩部分，因缸體尺寸較大，鑄造后表面可加工余量較大，所以粗加工主要是對(duì)缸體的外觀面銑削，及部分安裝用螺紋孔的底孔鉆削，本文著重論述缸體的精加工工藝。以某主機(jī)廠1.6L機(jī)型缸體精加工為例，加工工藝分為12個(gè)步驟：第1步是基準(zhǔn)孔和底缸體安裝面的加工，主要是曲軸瓦蓋安裝面和螺紋孔等；第2步是缸體前后面的加工，主要是部品安裝用螺紋孔和定位孔等；第3步是缸體左右面的加工，主要是曲軸止推面及安裝用螺紋孔等；第4步是缸體頂面的加工，主要是缸蓋螺栓孔及定位孔等；第5步是進(jìn)行中間清洗處理和毛坯試漏，保證清潔度和檢查前述四步加工后工件是否有油水互通等泄漏不良的狀態(tài)，至此該機(jī)型上缸體的加工基本完成。第6步是部品組裝，具體是曲軸瓦蓋和底缸體的組裝，為進(jìn)行整缸體的加工準(zhǔn)備；第7步是曲軸孔的鏜銑，保證五個(gè)曲軸孔、曲軸孔與后油封的同心度；第8步是缸孔的鏜銑，保證缸孔的垂直度；第9步是曲軸孔和缸孔的珩磨，在前道鏜銑的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高形位公差精度；第10步是缸體前后面的最終銑削，包括前罩蓋和變速箱定位銷孔的加工，保證前后面與曲軸孔的垂直度；第11步是頂面的最終銑削，保證頂面與底缸體安裝面的平行度；第12步是高壓清洗，去除加工殘留的毛刺和進(jìn)一步提高清潔度。其中以第1、7、8、9、11這五個(gè)步驟最為關(guān)鍵，因涉及到了基準(zhǔn)孔、曲軸孔、缸孔以及決定燃燒室容積的加工，無論是哪一個(gè)步驟出現(xiàn)質(zhì)量問題都將導(dǎo)致整個(gè)缸體的報(bào)廢。按上述工藝及自主檢查頻次要求，一般缸體自動(dòng)化的生產(chǎn)線運(yùn)營(yíng)需要十多名操作、檢查和維護(hù)人員，而由于自動(dòng)生產(chǎn)線的信號(hào)傳遞、聯(lián)動(dòng)控制較復(fù)雜，當(dāng)各種復(fù)雜的要素結(jié)合在一起的時(shí)候，無論來自于內(nèi)外部哪一方面的因素都會(huì)影響到缸體加工的質(zhì)量[2]。

4缸體加工的質(zhì)量控制

一般來說影響缸體加工質(zhì)量的因素來自以下四個(gè)方面：首先是加工設(shè)備本身的誤差，主要是受旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、絲杠等運(yùn)動(dòng)副定位精度的影響。其次是夾具的影響，主要表現(xiàn)為定位干涉和夾具夾緊力不穩(wěn)定。第三是刀具的影響，鏜刀的跳動(dòng)、刀片材質(zhì)、切削液沖洗的位置均直接影響加工品質(zhì)。最后是工藝的合理性，以要求的循環(huán)時(shí)間為前提,粗精加工應(yīng)安排在同一工位，加工余量的分配應(yīng)根據(jù)被加工位置的工藝要求和刀具形式來確定[3]。以某主機(jī)廠1.6L機(jī)型缸體精加工線為例，采用以下兩種技術(shù)方案有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)加工質(zhì)量的控制。4.1采用MARPOSS裝置(無線電傳輸測(cè)頭系統(tǒng))減少定位精度誤差。本缸體線使用的是某公司W(wǎng)H50TFC臥式鏜銑加工中心，其主要運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)是繞Y軸旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)，可沿X、Y、Z方向移動(dòng)的主軸。在前述工藝中，第7、8、10、11步的加工精度將影響發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量，因此盡可能的消除加工中心本身的誤差可有效提高加工精度，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制。在這四個(gè)工序的加工中心內(nèi)設(shè)置T25+WRP45式樣和T25+WRP60式樣的MARPOSS裝置，在程序內(nèi)設(shè)定每加工20臺(tái)后啟用MARPOSS裝置：T25測(cè)頭測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)位（在工作臺(tái)上安裝基準(zhǔn)塊或基準(zhǔn)孔），測(cè)量結(jié)果由WRP發(fā)射器、接收器（WRI）集成接口組成的無線電傳輸系統(tǒng)發(fā)送給加工中心，加工中心根據(jù)程序自動(dòng)補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)角度或進(jìn)給軸定位坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工位置的精確控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)加工質(zhì)量一致性和穩(wěn)定性的控制。需要說明的是測(cè)頭測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)位必須保證清潔。4.2采用曲軸孔自動(dòng)測(cè)量機(jī)在線檢測(cè)和反饋。按前述加工工藝，上缸體組裝曲軸瓦蓋和底缸體后變?yōu)檎左w（步驟6），在完成曲軸孔鏜銑（步驟7）后、進(jìn)行缸孔鏜銑（步驟8）前設(shè)置1臺(tái)曲軸孔測(cè)量機(jī)，按照曲軸孔鏜銑后的孔徑要求，100%測(cè)量曲軸孔孔徑，并將測(cè)量結(jié)果反饋至步驟7的加工中心，同時(shí)在加工中心內(nèi)設(shè)置程序，只有接收到測(cè)量機(jī)內(nèi)的檢查結(jié)果并進(jìn)行判定是否需要對(duì)鏜刀調(diào)整后再進(jìn)行加工。通過測(cè)量機(jī)100%的檢查，可以實(shí)時(shí)確認(rèn)鏜銑加工的品質(zhì)，當(dāng)出現(xiàn)孔徑加工不良時(shí)測(cè)量機(jī)可發(fā)出報(bào)警，不良工件不再流入后工序，同時(shí)加工中心根據(jù)接收到的測(cè)量結(jié)果，自動(dòng)判定是否需要對(duì)鏜刀進(jìn)行調(diào)整，如需調(diào)整可通過鏜刀調(diào)整裝置對(duì)準(zhǔn)鏜刀上需要調(diào)整的刀片進(jìn)行擴(kuò)張或縮小的微調(diào)，保證孔徑處于公差中值。

5結(jié)束語

發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的心臟，其性能直接決定了整車的性能，而缸體作為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分，也是承載整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的重要機(jī)體，這就要求在進(jìn)行加工工藝編制時(shí)必須精細(xì)合理，嚴(yán)格把控過程質(zhì)量。由此可見，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工工藝設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制的研究，有利于促進(jìn)我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在提高缸體制造質(zhì)量以及提升制造工序過程中的精度方面有重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏星雷.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工工藝分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018.

[2]穆軍彪.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工及質(zhì)量診斷分析研究[J].時(shí)代汽車，2017（10）：97-98.

[3]鄧發(fā)平，黃家貴.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工變形分析及精度控制[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)：中旬刊，2016（35）：17.

作者:黃海華 單位:東風(fēng)悅達(dá)起亞汽車有限公司