发动机缸盖加工新工艺

发动机缸盖加工新工艺（精选7篇）

发动机缸盖加工新工艺 第1篇

缸盖是汽车发动机的关键部件之一,其位于发动机上部,借助螺栓、缸垫与气缸体牢固合体。缸盖用于封闭气缸并构建发动机的燃烧室,同时作为发动机的配气机构及相关部件的装配基体。缸盖加工工艺十分复杂,且有很高的加工精度要求,其加工质量好坏直接影响着发动机效能的发挥。

2缸盖的结构特点

缸盖结构复杂,其主要特点有两点:

第一,汽车发动缸盖通常为六面体,是多孔薄壁件,孔壁最薄部分仅3.5 mm左右,孔壁加工数量可达100个。

第二,缸盖强度和刚度要求较高,只有达标才可保证气体在热应力及压力的共同作用下稳定运行。

3加工工艺详述及优化

3.1制造材料

在发动机生产领域,我们通常以灰铸铁、铝合金、蠕墨铸铁来做缸盖材料。当前,柴油机通常使用蠕墨铸铁或灰铸铁,而汽油机则较多使用铝合金,市场上有少量小型柴油机也采用铝合金材料。铝合金导热性好,有利于提高压缩比,进而提高发动机效能。在节能环保理念的推动下,人们对汽车发动机的节能减排要求不断提高,驱使着包括缸盖在内的汽车发动机材料不断优化。以前,柴油机四气门缸盖气门间裂纹的情况时有发生,后来随着蠕墨铸铁的应用推广,这一问题得到了良好的解决。

在缸盖加工领域,由于灰铸铁、铝合金、蠕墨铸铁三种材质的特性不同,其加工效率也不同。就加工效率而言,三种材质中以蠕墨铸铁效率最低,而铝合金效率最高[1]。

3.2加工生产线与工艺

在汽车发动机缸盖加工领域,柴油发动机常用的蠕墨铸铁或灰铸铁缸盖生产线布置通常有三种:

第一种为专用设备生产线。其拥有加工效率较高、刀具等运行成本较低的优势,通常用于定型缸盖的大批量生产;劣势在于一旦需要改变产品设计,则改造成本非常高。

第二,加工中心+专用设备生产线,通常用于持续有小幅调整更改的产品,其改造成本可以很好地控制。

第三,由加工中心组成的柔性生产线,通常用于生产未定型发动机产品或产量较低的产品,其劣势在于刀具等运行成本较高。

在当今的铝合金缸盖加工工艺中,生产线通常为加工中心构成的柔性生产制造系统,设备主轴多采用电主轴,主轴转速通常都定在7 000 r/min以上[2]。对于柔性加工线,顶底面加工可采用立式加工中心完成,而四侧面孔加工则可采用卧式加工中心完成。基于柔性加工线的成本分析,立式加工性价比较高,因此比较受用户欢迎。在缸盖加工中,加强立式加工中心的配置无疑可以获得更好的成本优势。

对于生产线的总体布置,通常集中工序单元采用“U”或“一”型布线,与此同时,在进行工艺方案设计时,必须充分考虑到物流、投资与产出综合成本、人体工学最优化等诸多因素。

3.3铝合金缸盖加工工艺的难点及优化

3.3.1平面加工

从缸盖的内部结构来看,大平面较多,进、排气面和顶面、底面均为大平面,这就要求平面度及表面粗糙度等精度必须保持较高水平,进而要求机床拥有实现高精度加工的能力,能达到较高的刀具调整精度和几何精度。以前,缸盖大平面主要是运用合金刀片加工,现在由于毛坯情况通常较好,因此常用金刚石刀片加工,这种工艺可以优化缸盖平面,提高加工表面的精度。

3.3.2高精度孔加工

缸盖有气门导管孔、凸轮轴孔、挺杆孔等高精度孔,彼此间配合严密,因此加工时要严格把控其表面的粗糙度、位置及尺寸精度等[3]。在进行加工时,缸盖气门导管和气门阀座是同时进给加工,要做到一次到位,以减少误差,保持气门导管与阀座的同轴度。具备密封配合要求的气门阀座和锥面,对圆度及跳动有严格要求[4];有些气门导管孔有运动件间配合要求,因此其尺寸精度要求特别高,且由于两者的材质不同,所以在加工过程中,应注重刀具材料选用等。

3.3.3气门导管底孔加工

气门导管底孔的尺寸精度要求非常高,因此加工时应注意考虑精度要求,避免误差出现,应注意精度控制,一旦控制不稳定,将影响气门导管与缸盖的配合度,进而对发动机的可靠性造成影响。

3.3.4凸轮轴孔加工

作为缸盖中的最长孔,凸轮轴孔如运用调头加工(或分段加工),虽可降低机床设备的要求,也基本可保障加工精度,但无法满足凸轮轴孔对同轴度的加工要求。所以,加工时应尽可能保证一次成型。

3.3.5缸盖加工毛刺的优化

众所周知,缸盖所用的铝合金材料是塑性材料,加工中难免出现毛刺。解决毛刺问题的关键在于:一是加工中首先要选取合适的参数,二是提高工件材料的硬度。在加工过程中,通常运用高压水或尼龙刷来去除和弱化毛刺,这些操作有一定危险性,需要确保人身安全。

4缸盖加工流程的优化要点

缸盖加工是一个系统工程,通过细致的实验研究,我们总结出了以下优化要点:

首先,在工艺总体设计时,应同时考虑工序加工后的检测程序设计,完成一道加工就进行相应的检测,这样一来可以有效控制工序质量。

其次,缸盖的内部结构十分复杂,内应力的不稳定分布可能导致形变,会影响加工精度。因此,我们在进行缸盖加工时,通常遵循“先面后孔”的原则,并通过将精细加工和粗加工分散进行的手段,释放应力。

其三,缸盖的结合面划伤可能导致缸盖品质受损,影响发动机的效能。因此,为了避免该问题发生,我们通常对结合面采用精加工,避免发生后续破坏。

其四,随着自动化生产的推进,有些加工生产线自动化程度不断提高,对于这些自动化生产线,必须附带夹具喷气和刀具折断等检测,避免损失的发生。

5结语

缸盖作为汽车发动机总成的关键部件,其工艺品质事关汽车发动机的整体效能发挥。缸盖结构复杂,加工工艺标准要求较高,因此,不断追求最佳的加工工艺是业界的一致目标。

本文对缸盖加工及其工艺进行了介绍,分析了缸盖制造材料和加工生产线,深入探讨了当下主流的铝合金缸盖加工工艺特点,并从平面加工、高精度孔加工、气门导管底孔加工、凸轮轴孔加工、缸盖加工毛刺的优化等方面对工艺难点进行了梳理分析,提出了优化方案,最后还总结了缸盖加工流程的优化要点。我们认为,应不断加强缸盖尤其是铝合金缸盖工艺品质的优化研究,以适应未来汽车行业的发展要求。

摘要：缸盖是汽车发动机总成的关键部件,汽车缸盖的加工工艺品质直接影响着发动机的整体效能发挥。缸盖加工工艺十分复杂,其对精度的要求非常之高。现对缸盖加工以及缸盖的结构特点进行了概述,然后探讨了铝合金缸盖加工工艺的特点,并对其中的难点提出了优化方案,总结了缸盖加工流程的优化要点,可为汽车发动机缸盖加工提供理论参考。

关键词：汽车,发动机,缸盖,加工,优化

参考文献

[1]李凡,张树礼.发动机缸体缸盖加工自动线现状及发展趋势[J].现代零部件,2014(5):35-37.

[2]刘文超,于光超.探讨发动机缸盖加工的优化工艺[J].中小企业管理与科技,2015(26):282-283.

[3]竭尽超,岑安吉.缸盖机加工尺寸对发动机挺柱选级的影响与控制[J].装备制造技术,2015(8):101-103.

发动机缸盖加工新工艺 第2篇

1 汽车发动机缸盖机加工的概述

缸盖使发动机总成中的主要零件之一, 位于发动机上部, 通过缸垫、螺栓, 和气缸体牢固地作用于一体。它主要的功能包含以下三方面: (1) 将气缸的上部封闭, 让活塞的顶部与汽缸壁共同作用形成燃烧室; (2) 定制发动机的气门等配气机构, 也是进排气管和出水管的主要装配基体; (3) 在气缸内部有冷却水套, 气缸面上的冷却水和内部冷却水相互贯通, 运用循环水将内部的高温带走。可见, 缸盖的加工工艺极为复杂, 并对精度有较高的要求, 而精度的优劣对发动机的整体性能及可靠性影响极大。缸盖内部关键的部件是进/排气孔和气门座圈。这两个重要部位对缸盖的燃烧质量具有重要的影响, 随之也将影响整个发动机的性能以及品质。

2 发动机缸盖的特点

发动机的缸盖结构主要包含以下两方面:第一, 缸盖要确保足够的刚度和强度, 以确保气体能够在压力和热应力的作用下稳定工作;第二, 汽缸盖的形状是六面体, 一般为多孔薄壁件, 孔壁的加工数量能够达到100个, 最薄的部分仅为3.5mm左右。

3 发动机缸盖的加工工艺

3.1 缸盖材料简述

发动机缸盖材料一般为铝合金、灰铸铁、蠕墨铸件。汽油发动机一般采用铝合金, 柴油机一般采用灰铸铁或蠕墨铸铁, 部分小型柴油发动机或对重量有较高要求的柴油机也采用铝合金缸盖材料。随着发动机排放的不断提升以及对强度要求越来越高, 柴油发动机总成在四气门缸盖中很容易出现气门间的裂纹。因此, 需要从缸盖产品结构布置、铸造毛坯浇注工艺、机加工加工工艺、新材料应用等方面进行研究。蠕墨铸铁的应用, 就是解决以上致命可靠性的手段/方法之一。对三种不同材质的缸盖, 需采用不同的刀具种类及切削参数, 且铝合金加工效率最高, 蠕墨铸铁加工效率最低。假如刀具及切削参数选择不当, 蠕墨铸铁加工效率要比灰铸铁加工效率降低30%以上。

3.2 生产线工艺与设备概述

在近代机加工工艺中, 铝合金缸盖生产线一般采用加工中心组成的柔性制造系统, 且设备主轴大部分采用电主轴, 主轴转速超过7000转以上。灰铸铁或蠕墨铸铁缸盖生产线一般有3种设备布置状态。 (1) 专用设备生产线, 适用于大批量生产定型缸盖。在整个产品的生命周期内, 要求此类产品更改少。这种生产线效率较高, 刀具等运行成本低, 但假如产品有设计变更, 则需要对生产线设备进行比较麻烦的改造, 改造的成本及工作量大。 (2) 加工中心+专用设备生产线, 适用于在产品的全生命周期, 不断有产品小更改的产品, 是柔性与刚性的有机结合。 (3) 全由加工中心组成的柔性生产线, 适用于产量较低或未定型的发动机产品生产。该生产线刀具等运行成本较高。加工灰铸铁或蠕墨铸铁的加工中心一般选用机械主轴。

针对缸盖柔性加工生产线, 顶底面的加工可以选用立式加工中心完成, 四侧面孔加工可以选用卧式加工中心完成。但对比卧式加工中心, 立式加工中心的性价比更容易让用户接受。因此, 多应用一次多件装夹以及在立式加工中心中置备第四回转轴的方式。事实上, 在缸盖加工中, 大量应用立式加工中心的配置也是投资成本更具优势的方案。

在生产线的总体布置中, 比较常用的集中工序单元是“一”或“U”型布线。此外, 作为高水平的工艺方案设计人员, 必须严谨认真地考虑物流最短/最快、作业人员的人体工程学最优、线节拍平衡、投资与产出综合成本等。

3.3 铝合金缸盖加工工艺的难点

3.3.1 平面加工工艺

缸盖的顶面、底面以及进/排气面都是大面积的平面, 所要求的平面度、表面粗糙度等精度比较高, 且是全部工艺过程的基础。因此, 要求机床有较高的几何精度和刀具调整精度。早期的缸盖大平面加工工艺, 主要是运用硬质的合金刀片加工, 并且融入金刚石的修光刃。现在, 毛坯情况比较好, 可以运用金刚石刀片的加工工艺, 提高加工表面的精度[1]。

3.3.2 高精度孔加工

缸盖上面的气门阀座、气门导管孔、挺杆孔和凸轮轴孔等, 彼此之间的配合关系较为严格。加工过程中, 要严格控制其表面的粗糙度、尺寸精度、位置精度等。因而, 这些精度孔的加工工艺处于缸盖的核心工艺水准。

缸盖气门阀座与气门导管一般都是同时进给加工。这种方案的优势可以一次定位, 从而能够减少重复和误差, 保障气门阀座以及气门导管的的同轴度。有严格密封配合功能要求的气门阀座与气门锥面, 对圆度及跳动有严格的要求;有运动件间配合要求的气门导管孔有很高的尺寸精度要求, 且由于两者的材质不同, 加工过程中对设备精度的选择、刀具材料及刀具结构的选用等有严格的控制。这将增大加工的总体难度[2]。

3.3.3 缸盖挺杆孔、气门导管底孔加工

气门导管底孔尺寸精度要求较高, 加工时一定要注意其加工精度的稳定控制。气门导管底孔尺寸精度假如控制不稳定, 将严重影响气门导管与缸盖的紧配合度, 从而影响发动机的可靠性。因此, 加工过程中一定要考虑精度的要求, 以避免不必要的误差出现。

3.3.4 缸盖凸轮轴孔的加工

作为缸盖的最长孔, 缸盖的凸轮轴孔如果运用分段或调头加工的方式, 虽然对机床设备及刀具相对简单, 一般也能基本保障凸轮的轴孔加工精度, 但是不能满足凸轮轴孔与同轴度的加工要求。因而, 加工时应尽量满足一次成型的要求。对于长杆件而言, 有效清除有关刀杆自身的重力是机械加工中一项很重要的难题。实际应用中, 需要采用带有镗模架的自动专机生产线或者运用刀具的自导向, 清除刀杆对整体加工的重力影响因素。

3.3.5 缸盖加工过程中的毛刺

铝合金材料的缸盖加工材料是塑性材料, 所以在整体加工中毛刺的产生不可避免。对于这些毛刺, 加工中除了要选择比较合适的参数外, 更要提高工件材料的各类硬度。为了弱化加工过程中产生的各类毛刺, 要经常运用去除毛刺的方式, 如尼龙刷去毛刺、高压水去毛刺等。但是, 这些操作存在一定的危险性, 所以加工过程中一定要确保人身的安全。

4 缸盖机加工工艺的注意事项

第一, 为了有效控制工序质量, 工艺总体设计时必须同步考虑工序加工后的检测。如在以毛坯定位的第一道工序后, 应专门设计有跟毛坯定位夹紧一致的专用检具, 按抽检频次对毛坯定位后加工件进行相符性检测, 防止本工序铣/钻偏而严重影响后序的加工余量或壁厚。第二, 由于缸盖内部结构复杂, 内应力在重新分布后会发生形变, 这将严重影响其加工的精度。一般的加工原则是先面后孔, 粗加工和精细加工分散进行, 从而使应力很好地释放。第三, 为了避免缸盖的结合面出现划伤, 一般结合面都运用精加工工艺, 以防止后续工艺对其产生破坏。第四, 对自动化程度高的生产线, 最好附带夹具喷气检测和刀具折断检测, 以避免不必要的损失。

5 结语

国外很多铝合金缸盖加工生产线都是运用全卧式的柔性加工线, 但其综合性成本偏高, 一次加工投资金额较大。因此, 根据实践, 按照国内/外设备制造状态, 选用不同的国内/外多型号的设备进行组线, 按照粗、精加工, 立卧结合的方式, 优化资源配置, 降低成本, 减少不必要的投资, 在实现人工以及自动上下线生产考量中, 制定最具性价比及适宜的工艺方案。

摘要：缸盖是发动机总成核心部件之一。本文主要从功能角度介绍缸盖各个部位的重要性, 介绍缸盖材料以及整个机械成型的过程, 概述其工艺特点以及存在的重点和难点, 并结合现场操作, 根据设备的不同、生产情况的不同, 做出科学合理的选择, 重点把握关键部位, 灵活合理地安排工艺, 以确保缸盖产成品符合产品标准。

关键词：汽车发动机,缸盖,加工线

参考文献

[1]孙宏根.NSE发动机项目工艺规划设计创新技术研究[J].轻型汽车技术, 2012, (Z3) :12-32.

发动机缸盖加工新工艺 第3篇

关键词：普通机床,发动机缸盖,球形燃烧室,工艺试验

1 引言

我厂有二十余年生产汽车发动机缸盖的历史,480QA发动机缸盖是我厂为某发动机厂配套生产的新产品,它的试验成功填补了当时国内市场轻型汽车发动机的一项空白。480QA发动机缸盖主要用于6400系列轻型汽车发动机。它的生产工艺除燃烧室形状为球形面以外,其加工工艺均与其他发动机缸盖大同小异,所以缸盖球形燃烧室的加工工艺,成为这个新产品试制的难题。经过多次讨论、分析、试验,在我厂当时具有的条件下,终于获得了一套较为经济、合理而又相对简单的工艺方案,成功地使用普通机床加工生产出了符合图纸技术要求的合格产品。本文仅就其球型面燃烧室加工的特点进行介绍。

2 发动机缸盖球形燃烧室的技术要求

如图1,缸盖材质为ZL107,球形面尺寸为SR48.31±0.035mm,表面粗糙度为Ra12.5,位置度为准0.1mm,燃烧室容积55.5ml,其容积公差不大于2%,同一气缸盖各燃烧室容积差不大于1.5%。

3 球形燃烧室的加工试验

3.1 工艺难点

(1)特性面用成型刀加工容易,但我厂没有刀具制造能力,外委刀具设计加工则制造时间较长,难以保证试制周期;

(2)我厂现有设备中仅有普通立铣和万能铣床,没有数控机床。

3.2 试验方案

(1)在成型球形刀未加工回厂之前,在万能铣床上加工球形燃烧室。

工艺装备:万能铣床,卧铣刀杆加盘铣刀(准96.62±0.07mm)、专用夹具、机械回转工作台、纵向定位装置、高度定位装置。见图2。

1.工件2.夹具3.圆盘铣刀4.小滑台5.机械回转工作台6.机床工作台

加工工序如下:

工序一:卡紧气缸盖,并使用铣刀盘中心与燃烧室中心吻合;

工序二:升工作台,使刀具进刀深度为21+0.1mm;

工序三:旋转回转工作台,使其转动角度大于180°;即加工完一个球形燃烧室;

工序四:降工作台面,让出刀具,移动纵向工作台,使用纵向定位装置,使铣刀盘中心与另一个球形室中心吻合,即可进行下一个燃烧室的加工。

由于旋转回转工作台180°较为麻烦,此方案仅限于小批量试验时加工用。

(2)立铣床加立式成型铣刀

工艺装备:立式铣床、立式专用成型铣刀(SR48.31±0.035mm)、专用夹具、纵向定位装置、高度定位装置。见图3。

1.成形铣刀2.夹具3.机床纵向工作台4.工件5.机床主轴

工序一:夹紧气缸盖,并使立式铣刀旋转中心与球形燃烧室中心相吻合;

工序二:升起工作台。使刀具进刀深度为21+0.1mm;

工序三:降工作台,使刀具退出工件,纵向移动工作台,用纵向定位装置使刀具中心与下一个燃烧室中心吻合,即可开始下一工作循环。

由于立式铣床工艺系统刚性好,又减少了旋转工作台的工序,所以效率较卧式铣床高。

3实验结果

通过检验,燃烧室容积及其误差、位置度、尺寸精度、表面粗糙度均满足图纸技术要求。

4 注意事项

对于小批量试验加工,用普通机床加工球形面是完全可行的。但要注意下几点:

(1)提高铸件精度,减少加工余量;

(2)铸件热处理后其抗拉强度、延伸率、硬度应有利于机械加工。对于ZL107,抗拉强度σb为245×10-6～274×10-6N/m2;延伸率δ为2.5%～3.0%;硬度为HB 90～100;

(3)注意冷却液的使用,避免刀具磨损和产生切削瘤;

发动机缸盖加工难点探讨 第4篇

缸盖主体结构有六个表面:顶面、底面、前面、后面、进气侧面和排气侧面 (见附图) 。

(1) 顶面 该表面上主要有凸轮轴孔、火花塞孔、挺柱孔和气门导杆孔等, 同时该表面是发动机上罩盖的安装面。凸轮轴孔如果加工的直径或同轴度不良, 将造成凸轮轴抱死, 最终导致凸轮轴、缸盖报废, 因此其加工要求很高。挺柱孔直径及表面粗糙度也有较高要求, 如果直径有偏差、表面粗糙度不良, 会导致挺柱卡死或者响声过大。

(2) 进气侧面 该表面是进气歧管的安装面, 对平面度、表面粗糙度有一定的要求, 加工不良会产生漏气现象。

(3) 前面 该表面主要有水道、油道膨胀盖孔。

(4) 排气侧面 该表面是排气歧管的安装面, 对平面度、表面粗糙度有一定的要求, 加工不良会产生漏气现象。

(5) 后面 该表面是发动机水泵的安装面, 对平面度、表面粗糙度有较高的要求, 如果加工不良, 会产生漏水现象。

(6) 底面 该表面相对而言更重要, 它是与缸体安装的接合面, 密封要求更严格。其上面有气门座圈孔、水道孔、油道孔、缸盖螺栓孔和燃烧室等。底面平面度、表面粗糙度如果不达标, 将导致发动机漏气、漏水、漏油, 严重损坏发动机;气门座圈孔与导杆孔同时加工, 跳动过大或接触不良将会导致漏气现象, 导致发动机功率下降。

加工工艺编制

1.加工基准

加工基准主要有粗加工基准和精加工基准。其中粗加工基准又可称为第一基准;根据具体情况不同, 精加工基准可以是一个或多个不同基准。

(1) 粗基准粗基准一般是缸盖毛坯底面的三个铸造面, 此三个面为等高面, 由模具在同一平面的三个凸台面保证。以此基准面作为第一基准, 加工出精基准孔面。后续加工都以精基准孔面进行定位加工, 加工精度误差较小、可控, 能够保证整体的加工质量。

(2) 精基准精基准的选择有多种形式。以笔者接触过的两种生产线为例, 它们采用了两种不同的精基准体系。

一条生产线是自动化程度较低的, 工序之间的缸盖移动需手工辅助, 缸盖直接装夹在夹具上。在该生产线上, 由粗基准加工出精基准后, 在不同工序, 根据加工面的不同, 采用了不同的精基准。以顶面的火花塞孔及顶面为定位基准, 精加工底面、前面、后面以及面上的孔 (包括缸盖底面与缸体上面连接的定位销孔) ;以底面的定位销孔及底面作为定位基准, 对顶面及顶面上的孔进行精加工。此种加工方法中, 精基准随着工序往后推进, 再做不同的变换。

另外一条生产线是自动化程度较高的生产线, 整个生产过程全部由加工中心、机械手及自动运输线完成。对于这样一条高度自动化的生产线, 必须考虑的重要问题在于如何保护好缸盖, 避免各工序间运输过程中碰伤、划伤, 以及保证缸盖进入加工中心后正确、有效地装夹。

第一种生产线, 因人工参与程度较高, 以上两个问题都可由人工保证, 但这条自动化程度较高的生产线, 不能回避这两个问题, 为此设计者在此采用了托盘装夹定位、运输的方法。也就是在以粗基准加工出精基准孔面后, 将缸盖的精基准面与专用托盘用螺栓拧紧。后续加工时, 对专用托盘进行装夹固定即可, 简化了各工序夹具, 提高了装夹可靠性;同时, 运输过程中, 由托盘在运输线上运动, 可完全避免生产线对缸盖造成的划伤、碰伤。此种加工方法中, 精基准孔面是固定不变的。

2.工序设计

工序设计也就是各孔面加工的先后顺序, 工序设计对产品的尺寸精度、产品清洁度影响较大。通常来说, 可以从尺寸精度要求高低、切削量大小及缸盖内切屑清洗难易这三个主要方面考虑。

(1) 精度要求 按照缸盖尺寸精度要求高低, 有五项原则:一是对相互位置精度无严格要求的部位, 可以在不同工序使用不同的基准装夹加工;二是对相互位置精度范围较大的部位, 可采用同一个基准, 在同一工序或不同工序加工;三是对相互位置精度范围较小的部位, 则在同一工序, 一次装夹加工;四是对同轴度、平行度等精度要求极高的部位, 则必须使用整体复合刀具一次加工或二次加工 (对刀具要求比一次加工更高) , 且工作台不得二次转动;五是精度要求极高的孔面加工后, 再加工邻近部位时, 可能会产生加工挤压变形, 导致已加工部位的尺寸精度下降, 此时需要设计者合理安排加工先后顺序。以笔者遇到的实际问题为例, 直列四缸1.4L缸盖, 四个气门座圈孔中间区域是火花塞螺纹孔, 位置距离较近, 原先工序设计是先加工气门座圈, 然后钻孔、攻螺纹, 加工出火花塞螺纹孔, 结果气门座圈加工面的接触度及跳动无法满足要求。多次调试刀具, 检查设备, 调整切削液均不能解决问题, 后将火花塞螺纹孔调整至气门座圈之前加工, 则尺寸精度满足要求, 问题解决。

(2) 切削量 按照加工时的切削量大小, 可分为粗加工和精加工。对这方面的考虑, 应遵循以下原则:粗加工工序尽量合并, 在第一或前几个工序加工。这是因为, 一方面, 粗加工工序切削量大, 设备负荷大, 精度易下降, 在一定精度范围内, 仍然可满足粗加工要求, 但却不能满足精加工要求, 因此粗加工、精加工尽量分离, 有利于降低设备消耗成本;另一方面, 精加工工序几乎是对加工部位的最终加工, 过早完成精加工, 会增加精加工孔面在生产运输过程中产生碰伤的几率, 不利于提高产品质量。

(3) 清洗要求 实际生产过程中, 还需要考虑缸盖加工过程中产生的切屑, 会在缸盖表面、内腔堆积。尤其是缸盖内腔的切屑, 难以清除。如果不清除, 切屑将会在发动机水道、油道内移动, 堵塞或者损坏相关部件, 导致发动机整机出现严重质量问题。因此在工序设计时, 必须考虑合理, 从而减少、避免切屑尤其是大块的切屑进入内腔。

3.加工难点分析

缸盖加工主要就是孔、面的加工, 从设计图样上分析, 大部分的尺寸、表面粗糙度等技术要求, 常规的加工手段、加工刀具都可满足技术要求。但是加工难点依然存在。

(1) 高效率加工 现代社会对于生产追求高效。如何在同样的时间产出更多的产品, 是一个重要课题。

首先, 可以通过采用高速加工中心、高速加工刀具来实现加工效率的提升。在此, 我们主要探讨一下高速加工刀具的应用。高速加工刀具要求材料具有更好的耐磨性、韧性以及更轻的质量。

在缸盖加工技术中, 气门座圈材质与缸盖本身的材质有较大区别, 硬度较高, 因此现在多采用硬度和耐磨度较高的CBN材质刀片来加工气门座圈。

PCD刀具比普通金属刀具有更高的硬度和耐磨性, 且不易产生粘刀现象, 因此在缸盖加工中有较多应用, 如凸轮轴孔、气门座圈孔粗加工用的粗铣刀, 挺柱孔加工用的精镗刀, 定位销孔加工用的精铰刀等。

缸盖的上面、底面以及进排气面都是比较大的面, 且表面粗糙度和平面度要求都比较高, 尤其是底面与缸体安装配合, 加工不好很容易产生漏水、漏油和漏气现象, 因此这也是缸盖加工的一个难点。对于这些面的加工, 我们采用大尺寸的盘铣刀, 一次进给完成加工, 且可获得很好的平面度、表面粗糙度。该类型盘铣刀由德国某公司设计并申请专利, 主体采用铝合金材质, 大大降低了刀体的质量, 配合PCD刀片使用可大幅度提高加工速度。以某生产线为例:缸盖底面174mm×450mm, 采用直径为125mm的盘铣刀, 转速可达7 000r/min, 每转进给量可达0.72mm, 加工后平面度0.03mm左右, 表面粗糙度值Ra=2.8μm。

其次, 可以通过复合成形刀具的应用, 大大减少加工时间, 同时也节省了换刀时间。因此对同心孔的钻孔、铰孔等工序尽可能采用阶梯刀具一次加工, 在缩短加工时间的同时也提高了孔的同轴度。

(2) 主油道孔加工 以直列四缸1.4L缸盖为例, 其主油道孔长达430mm, 而孔径只有8.1mm, 长径比达到53。加工如此长的孔, 难度相当大, 钻头会因长度过长而刚性下降导致断刀。考虑加工的实际情况, 主油道孔一般是从两头向中间钻孔, 在这种情况下, 长径比缩减一半, 但是难度依然比较大。

在实际生产中, 可使用双刃麻花钻, 但测试不同厂家制作的钻头发现, 几家国产厂家的刀具无法使用, 加工即断裂。从断刀现象分析, 为排屑不畅导致。而某进口刀具可顺利通过测试。观察其不同点主要有:麻花钻螺旋角、排屑槽宽度、排屑槽表面粗糙度等。因此合理的刀具设计技术、精湛的制造技术至关重要。

此外, 加工中心的内冷压力, 必须达到25MPa以上, 当低于此压力时, 断刀几率极大。因为当内冷压力不足时, 切屑不能及时排出, 切屑热量不能被尽快带走, 必然出现断刀现象。

(3) 凸轮轴孔加工以直列四缸1.4L缸盖为例, 凸轮轴孔 (进排气侧各五个) 尺寸及精度要求见表1。

与主油道孔类似问题是长径比过大, 更难的问题是所有孔之间的同轴度和直线度要求比较高。如果与主油道孔加工一样, 采用两头加工, 那么工作台B轴旋转时的机械误差将会导致同轴度、直线度无法满足要求, 因此必须在一次装夹、一次定位的条件下完成加工。

某生产线, 采用两把镗刀加工, 一把长约285mm (短刀) , 加工前三个孔;另一把长约500m m (长刀) , 加工后三个孔。短刀因长度较短, 刚性较好, 其前端安装两个可调式刀片, 一前一后布置, 前面的为粗加工刀片, 后面的为精加工刀片。再往后是一段较长的金刚石导条, 加上多处的内冷孔喷射切削液润滑, 导条起了很好的支撑作用。长刀采用同样的刀片布置和金刚石导条, 可完成后面几个孔的加工。通过这样的加工方法, 很好地克服了刀具刚性不足的问题, 加工同轴度、直线度也得到充分保证。

(4) 气门座圈及导杆孔加工 以直列四缸1.4L缸盖为例, 气门座圈及导杆孔尺寸及精度要求见表2。

同样, 从尺寸表上看得出导杆孔长径比很大, 并且要同时保证气门座圈孔相对于导杆孔的跳动, 加工难度比较大。

由前述的一些探讨中, 可以明确, 采用复合刀具一次完成气门座圈和气门导杆的加工, 理论上可以避免二次定位的误差, 从而获得较好的同轴度和相对跳动。

使用两把复合刀具完成该工序。第一把刀具加工A、C面及导杆孔引导孔 (φ5.95mm) , 第二把刀加工B面及导杆孔 (φ6mm) 。前端为加工气门导杆的铰刀, 通过中心的螺栓与刀体紧固, 可以实现快速换刀;后端是加工气门座圈的刀片, 不同的刀片加工不同的角度, 且在圆周上分布有金刚石导条, 起支撑作用, 能很好保证尺寸精度值。

发动机气缸盖拆装工艺要点 第5篇

1. 气缸盖的拆卸

拆卸缸盖螺母的顺序和装配相反, 由外向里交叉地拧松缸盖螺母, 否则将会使缸盖变形, 而且严禁在热车时拆卸, 以减少缸盖的变形。拆下的缸盖应妥善地放平放稳, 以免使缸盖表面擦伤或变形。对于因长期使用而不易拆卸的缸盖应该用木锤在缸盖四周反复敲击后再拆, 如仍拆不下来, 可将缸盖螺母装上, 但不要拧紧, 然后摇转曲轴, 借助气缸内压缩空气的压力顶起缸盖, 使其分离, 切不可硬性撬打。

2. 气缸盖完好性检查

(1) 缸盖裂纹的检查。缸盖裂纹一般发生在与气缸体接合平面、气门导管孔、气门座圈孔、喷油器孔、冷却水套壁等处, 所以拆下缸盖后要仔细检查这些部位。也可用水压试验、气压试验、着色法和磁力探伤等方法进行检查。

用着色法检查裂纹。把缸盖浸入煤油或煤油的着色溶液 (质量分数为65%煤油、30%变压器油、5%松节油加少量红丹油) 中, 2 h后取出, 擦干表面油迹, 涂以薄层浆状白粉, 然后烘干, 如有裂纹会显示黑色线条。

修理有裂纹的气缸盖, 要根据裂纹的大小、产生的部位和气缸盖的材质而定。通过各种检验, 一旦发现气缸盖底面和其他部位有裂纹时, 不管是多么细小的裂纹, 都要用钳工锉、砂轮或油石等工具进行彻底清除, 否则这些小裂纹就会很快扩展, 以致裂穿。对于气缸盖上的细小裂纹, 经过处理可以彻底消除的, 可以继续使用。如果裂纹比较严重, 则只能更换新的气缸盖。

(2) 缸盖翘曲变形的检查。气缸盖长期处于高温、高压的作用下, 承受很高的热负荷和机械负荷且各部位受热不匀, 使缸盖存在较高的热应力。还有气体的作用力将中部向上拱, 使表面变形。所以缸盖拆下后, 要检查缸盖是否变形。

用平台着色检验。将气缸盖平面清洁干净, 在平台上涂一层红丹油, 要涂得薄且均匀, 然后将气缸盖放于平台上, 使气缸盖底平面与平台直接接触, 并回转研磨4~5圈后取下气缸盖, 检查平面着色情况。由此来判断翘曲变形程度, 此法虽不能知道变形量的大小, 但可以比较出贴合平面的不平情况。要求着色点分布均匀, 接触面积应在80%以上。平台着色检验在没有平台的情况下, 可在平板玻璃上进行。如果缸垫有变黑或烧蚀情况, 其对应部位的缸盖平面处存在不平或下陷, 应着重检验。

气缸盖的底平面翘曲变形超过允许值时, 可在平面磨床上进行磨平, 或进行人工修刮。人工修刮时, 先在平台上涂薄薄一层红丹油, 然后将清洁干净的气缸盖平面轻轻放在平台上, 来回推拉数次后, 取下气缸盖, 检查平面, 翘曲变形的凸出部分便显示出红丹油的痕迹。然后用刮刀刮去痕迹部分即可。注意每次修刮线痕的方向应当改变, 使之相互交叉进行为好。对于修刮后的质量要求一般是根据平面均匀分布的点数来检查, 要求每平方厘米面积上有2~3个着色点为合格。

3. 气缸盖的安装

发动机缸盖机加工艺的技术难点分析 第6篇

关键词：发动机缸盖,机加工艺,技术难点

作为发动机的一个主要零件, 缸盖具有非常重要的作用。缸盖主要位于发动机上部, 由螺栓将缸盖固定在汽缸体上。缸盖的作用包括对气缸的上部进行封闭, 和汽缸壁与活塞顶部一起构成燃烧室;缸盖是出水管, 进、排气管的重要装备基体, 也是定制气门发动机的主要配气机构;气缸体冷却水孔和气缸盖内部的冷却水套底面的水孔是相通的, 这样可以通过气缸中的循环水将发动机内的高温带走。缸盖对发动机的质量有着非常重要的影响, 而且加工工艺非常复杂, 具有较高的加工精度要求。

1发动机缸盖的结构特征

要提高发动机缸盖机加工艺的精度, 保障发动机缸盖的加工质量, 就必须对发动机缸盖的结构特征进行一定的了解。发动机缸盖具有以下几个结构特征:首先, 气缸盖对于刚度和强度有着较高的要求, 才能在气体的热应力和压力的作用下正常工作, 保障气缸盖不会受到气体热应力和压力的损坏。其次, 气缸盖一般为六面体状, 属于一种多孔薄壁件。气缸的6个外形面可以分为缸体结合面和其他面, 其中最重要的是缸体结合面, 缸体结合面指的是与缸体进行结合的面, 上面具有燃烧室。发动机中最重要的性能参数———压缩比指的是燃烧室的容积和气缸之间的比值。可燃混合气体在气缸中被压缩, 然后在燃烧室内被点火和燃烧。要求燃烧室具有一定的容积, 否则会造成可燃混合气体的燃爆。如果容积过大又会影响发动机的功率。缸体结合面的位置精度具有较高的要求, 对于密封有着较高的要求[1]。

2发动机缸盖的粗加工工艺

发动机缸盖加工工艺中的第一个流程就是粗加工工艺。粗加工工艺要注意以下几个方面:第一, 选择合适的缸盖材料。铝合金是使用比较广泛的发动机缸盖材料。这是由于铝合金具有良好的导热性, 能够有效地提高缸盖的散热能力。加之铝合金的质量较轻, 能够使发动机整机的重量得到减轻。但铝合金缸盖有一个显著的缺点, 那就是具有较差的刚度, 在使用时很容易出现变形的情况。当前一般使用耐热合金铸铁来制作缸盖中的气门座, 使用铸铁来制作缸盖中的气门导管。当前在缸盖材料的选择中越来越多地使用到了粉末治金材料, 粉末治金材料具有容易成型的优点, 但具有较差的耐磨性能。第二, 加工毛坯件。在选择合适的材料之后就要加工毛坯件。 缸盖毛坯件的加工技术要求在于毛坯件上面不能有粘砂、砂眼、气孔、疏松, 不能存在热浇不足、冷隔和裂纹的现象, 并保障毛坯件的粗传送点、夹紧点和定位基面具有良好的光滑性和一致性[2]。

3发动机缸盖的机加工工艺

3.1加工发动机缸盖的大面积平面发动机缸盖的大面积平面主要有排气面、进气面、底面和顶面, 发动机缸盖的大面积平面具有较高的加工精度要求。因此对于刀具的调整精度和机床的几何精度均有着较高的要求。在传统的缸盖大平面加工中使用的主要加工工具是硬质合金刀片和金刚石修光刃。随着技术的进步, 如果毛坯加工良好, 则可以使用金刚石刀片来完成整个大面积平面的加工工艺, 从而使其表面粗糙度得到提高[3]。

3.2加工发动机缸盖的高精度孔发动机缸盖中的高精度孔包括凸轮轴孔、挺杆孔、导管孔和气门阀座等孔隙, 这些孔隙对于表面粗糙度、位置精度和尺寸精度的要求均较高。因此可以说缸盖机加工艺中的核心工艺就是高精度孔的加工, 也成为了发动机缸盖机加工艺中的技术难点。

发动机气门与缸盖气门导管和缸盖气门阀座必须能够完整地配合, 这对同轴度有着较高的要求。气门锥面和气门阀座之间必须能够密封, 因此气门阀座具有较高的圆度要求。当前主要的加工工艺是先进行机床主轴快进, 然后进行工进, 接着启动主轴, 对气门阀座的锥面进行加工。进而将主轴停止并后退, 然后重新启动主轴, 气门导管进行枪铰加工。在完成枪铰加工之后工进退刀, 将主轴回推。 这种工艺能够进一步减少重复定位误差, 做到一次定位, 使得气门阀座和气门导管的同轴度得到提高。但是由于气门导管和气门阀座具有不同的材料因此必须选择不同的刀具, 这也进一步提高了加工的难度。

3.3加工气门导管底孔和缸盖挺杆孔这两方面的加工具有较高的精度要求, 在加工的过程中注意尽量减少不必要的误差, 提高气门导管底孔和缸盖挺杆孔的加工精度。

3.4加工缸盖凸轮轴孔缸盖中最长的孔就是凸轮轴孔, 如果使用分段加工工艺无法在保障加工精度的同时使凸轮轴孔的同轴度要求得到满足, 因此必须对其进行一次精加工成型。在机械加工的过程中, 必须消除刀杆自身的重力, 这也成为了一个加工难点。当前使用的主要方法是利用刀具本身的自导向或者使用带有镗模架的专机自动生产线, 来使刀杆的重力影响降到最小。

3.5加工缸盖中的毛刺由于铝合金缸盖是一种塑性材料, 因此很容易在加工的过程中出现毛刺, 必须对毛刺进行进一步的加工。 在毛刺加工的过程中要选择合理的刀具参数和加工参数, 并且可以通过提高工件材料硬度的方式来减少毛刺的数量, 一般去毛刺的主要方法包括电火花去毛刺、表面抛丸、表面喷丸、高压水去毛刺、尼龙毛刷去毛刺等。加工的过程中要注意提高加工工艺的安全性。

4发动机缸盖机加工艺中的关键点

如果缸盖具有较大的尺寸, 其加工精度很容易受到内应力的影响。因此在加工时应该尽量分散加工和粗加工, 按照先面后孔的原则来释放加工应力。要对缸盖的结合面进行精加工, 避免划伤结合面。对于缸盖内腔的杂物和铁屑应该进行振动清理, 并将其作为最后一道加工工序。为了避免加工过程中的损失, 尽量使用刀具折断检测和夹具喷漆检测。

5结语

本文简要介绍和分析了发动机缸盖机加工艺的技术难点, 发动机缸盖是一种比较复杂的零件, 其加工精度和质量会直接影响整个发动机的质量。在现场加工的过程中还要把握现场工况、生产情况和设备情况, 合理的安排加工工艺, 保障缸盖的加工质量。

参考文献

[1]陈永雄, 魏世丞, 梁秀兵, 等.铝合金发动机缸盖的再制造技术研究[J].材料工程, 2012 (06) .

[2]洪恒发.发动机缸盖铸造技术中若干问题的探讨[J].铸造, 2012 (01) .

发动机缸盖加工新工艺 第7篇

加工工艺及设备

凸轮轴孔经粗加工后, 直径分别为E1/I1为φ25.7m m, E2～E5/I2-I5约为φ21.7m m。精加工工序由两把镗刀T65和T66共同完成。如图2a所示, T65刀完成引导孔E2/I2:φ22.7H7及E1/I1:φ26.7H7的半精加工。如图2b所示, T66是欧洲一家刀具公司设计制造, 采用H S K63刀柄和刀体为一体的复合镗刀结构, 刀片3为半精刀片, 加工到φ22.7H7, 刀片2为精加刀片, 加工到最终尺寸φ23H7, 刀片1加工E1/I1到φ23H7, 所有刀片都是机夹式P C D (聚晶金刚石) 刀片, 径向和轴向可调, 刀体均布六根硬质合金导向条。该镗刀以E2/I2为前导向, 镗削好E2/I2后, 加工E3～E5/I3～I5时分别以之前刚加工完的孔为后导向, 最终完成图样尺寸的精加工。

该工艺采用的加工设备为欧洲引进的五轴高速加工中心, 主轴加速度2g, 快移速度达120m/s, 旋转工作台具有沿Z轴方向移动功能 (W轴) , 可实现主轴进给及工件进给两种加工方式。

精加工过程中存在的问题

凸轮轴孔的加工精度经常出现以下问题, 这些问题一直是困扰生产的一个难题, 严重影响加工合格率, 造成加工成本的上升。

(1) 同轴度超差, 加工表面没有划伤。

(2) 2#盖加工表面划伤严重或油槽边有坑包, 同轴度合格。

(3) 2#盖加工表面划伤严重, 同轴度也超差。

原因分析和措施

针对精加工过程出现的问题, 从人、机、料、法、环五个方面进行了详细的观察、分析、试验, 并研究出相应的措施。

1. 人

刀具调测人员经过培训, 掌握刀片的调测方法, 但在装刀前对刀片的质量检测环节做的不到位, 只用肉眼检查刀片质量, 没有用50倍投影仪放大检测。PCD刀片的特点是硬度很高, 晶相排列规则且有方向性, 刀片制造商在制造时选择强度最高的110晶面作为刀片的前后刀面, 在这个方向上刀片非常耐磨, 切削性能相当好。但如果刀尖表面有微小的裂纹或磞口, 刀尖的切削性能将大大降低, 切削力增大, 表现在加工上就是表面粗糙度下降、尺寸超差。微小的裂纹或磞口肉眼是看不出来的, 只有在放大30～50倍的情况下才能发现。为此, 在作业指导书中增加了装刀前对刀片的检测方法、标准等内容。通过技术攻关, 实现了T66刀片的自主修磨。

2. 机

在刀片质量符合标准的情况下, 情况有所改善。这时, 怀疑机床精度有问题, 对主轴圆跳动和直线度进行检测, 见表1、表2所示。经检测发现主轴远端跳动16μm, Y方向直线度14μm, 接近出厂标准上差, 但符合出厂标准。为了排除机床精度的影响, 更换机床电主轴, 更换电主轴后主轴远端跳动只有6μm, 直线度Y方向13μm, X方向10μm, 即跳动大幅减小, 直线度 (主要由导轨决定) 几乎没有变化, 而加工情况也没有明显变化。

理论上主轴的直线度将直接影响加工孔的同轴度, 但在带导向条的刀具加工过程中, 因为导向孔及导向条的导向作用, 在一定程度上对主轴及刀具的直线度误差又起一定的修正作用, 主轴直线度和刀具的直线度相互影响。针对这种情况, 做了一组对比试验:即凸轮轴孔加工时采用主轴进给和工件进给两种状态 (主轴直线度和旋转工作台的W轴直线度不同) , 结果发现, 在主轴进给方式能加工合格的老T66-3镗刀, 在工件进给状态就不行;而在主轴进给状态加工不合格的新T66-2镗刀, 在工件进给状态就合格。从工件表面看, 2#盖表面都有明显的擦伤痕迹。这两把刀在不同的状态加工出合格的产品完全是机床精度误差与刀体变形相互抵消的结果, 这纯粹是一种巧合, 属不正常现象。在后面的刀具精度测量表里同时能发现这两把刀的精度非常不好, 而精度最好的新T66-3在这两种方式下加工的精度都在21～23μm。

3. 料

第一是工件材料的影响, 经核查工件材料没有变化。第二考虑T66刀体精度影响。该刀体出厂精度要求导条间的高低差不大于3～5μm, 远端跳动不大于10μm。导条 (1～6) 及其测量位置 (A～E) 如图3所示, 在对刀仪上的测量数据见表3。测量结果表明:只有新T66-3精度最好, 接近合格范围, 其他都不合格。

1～6.导条

(单位:μm)

4. 法

在做试验时发现, 同一把新T66-2在相同的加工环境下, 因引导刀不一样而加工出来的结果也完全不一样, 一个合格而另一个不合格。这时, 反过来检查T65调刀是否符合要求, 发现刀具制造商提供的T65、T66的调刀图 (见图2所示) 上引导刀T65的尺寸要求和T66的粗加工即前引导刀的尺寸要求都是一样的 (即φ22.7H7) , 这种标法显然是不对的。引导刀的加工尺寸一定要比被导向的刀具尺寸大, 根据刀具及其加工精度要求不一样, 导向间隙也不一样, 像T65、T66这种刀的导向间隙应保持在4～10μm之间。发现这一情况后, 修改了调刀图, 消除两把刀因配合尺寸不对而导致的加工精度影响。

5. 环

(1) 切削液影响浓度10%～12%、温度20℃±2℃、p H值9～10都合格。在生产初期, 已经找出切削液浓度对T66加工精度的影响规律, 当切削液浓度下降后, 会导致导向条润滑不良, 加工表面易产生划伤。为此, 加工车间制定切削液浓度管理表, 日常生产严格执行, 之后再也没有发生过因切削液浓度不合格而影响加工精度的事情。

(2) 环境温度影响金属切削加工联合厂房没有中央空调, 温度影响从两个方面来分析:首先, 温度对机床精度的影响, 该机床说明书上对其工作环境有15～28℃的要求, 在夏季高温或20℃的情况下, 机床的静态精度 (直线度、跳动) 没有变化。但温度对其动态精度有多少影响, 因没有检测设备而无法定量描述。其次, 工件温度与加工环境温度差异对加工精度的影响, 加工环境是切削液温度20℃±2℃, 但厂房内没有中央空调, 机床之间的辊道上存有工件, 工件放在辊道上逐渐变成室温, 这样在冬天和夏天时温差较大。在环境温度23℃、切削液温度20.4℃、测量温度19℃的情况下做了三组试验, 即工件温度分别为23℃和35℃时, 三把不同的刀体加工出来的变化趋势是一致的:即温差越大, 同轴度越大, 试验数据见表4。

现在, 再来看看刀体跳动测量结果最好的新T66-3, 在夏天高温时, 不管是在主轴进给还是夹具进给状态, 其加工工件的同轴度都在23μm;但当室温降到23℃时, 加工精度明显提高, 达到10μm (2#盖表面有轻微划伤) 。这一试验表明, 好的刀具通过引导孔的导向, 可以消除部分主轴直线度误差带来的影响, 在没有温差影响的情况下加工工件的同轴度是没有问题的。新T66-2和老T66-3虽然在工件温度和加工环境温度一致的情况下能加工出合格的产品, 但2#盖上都有较明显的划伤 (表面粗糙度值偏中上差) , 这是一种不正常现象。

因为新T66-3刀体精度不完全符合出厂标准, 为了进一步证明以上结论, 将精度最差的老T66-1送到专业厂进行修理, 更换导条, 修复后的刀体跳动只有5μm。在没有温差影响的情况下, 用这把刀进行加工试验后发现, 同轴度最大7.74μm, 表面粗糙度非常好, 没有任何划伤和擦痕, 这进一步证实, 在消除温差影响下, 合格刀具加工出的产品精度是完全合格的。

改善工艺

改变现有缸盖加工生产线物流方式, 中间辊道上不允许停放工件, 前道工序加工完成的工件立即转到下道工序加工, 严格按“一个流”的生产方式组织生产。工件暴露在机床外的时间很短 (人工上下料时间不大于12s) , 环境温度对工件温度影响有限, 这样, 基本可消除温差对加工精度的影响。

铃木公司相良工厂厂房内也没有中央空调, 其常年的温度变化跟九江相似, 生产线物流方式就是“一个流”, 采用这种“一个流”的生产方式, 除可以防止跳工序加工, 减少加工不合格损失外, 其最大的好处就是减少温差对加工精度的影响。

结语

通过以上试验数据, 可以得出如下结论:在现有条件下, 主要是温差对加工精度有影响。由于工件长时间停留在辊道上, 工件温度与厂房温度接近一致, 而加工环境 (切削液) 控制在20℃±2℃, 当在35℃环境下的工件进入机床后, 加工过程中经过20℃切削液的冷却, 凸轮轴孔中心逐渐向夹具本体方向收缩 (如图4) 。铝的热膨胀系数为0.000 023 5, 凸轮轴孔中心距燃烧室面的距离为112m m, 其收缩量即凸轮轴孔中心发生的偏移量达0.04mm, 正是由于引导孔中心位置的偏移导致同轴度超差, 这也验证了为什么不管是主轴进给还是工件进给, 凸轮轴孔同轴度的偏离方向始终是发生在X方向, 理论推断方向和实测方向完全一致。另外, 由于在加工过程中因为工件的热胀冷缩使得刀体在工件里面受径向挤压而变形, 加剧了导条的磨损, 从而使刀体加速变形, 不到三年损坏了五个刀体。