论发动机缸体的加工工艺

环球市场/理论探讨
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朱广波 史晓龙
上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公
摘要:汽车制造业作为国民经济的支柱产业,多年来为我国经济发展做出了非常突出的贡献。然而,在经历了突飞猛进的高增长之后,我国汽车工业面临着越来越多的问题和压力。如何在我国人口红利逐渐消失、企业竞争力日益下降的今天,进一步降低生产成本,同时不断提高产品质量,实现绿制造,应对市场对产品提出的日新月异的需求尤其重要。在此背景下本文将着重分析探讨发动机缸体的加工工艺要点,以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。
关键词:发动机;缸体;加工
1、发动机缸体加工工艺性分析
发动机缸体毛坯制作成坯后,上下缸体的6个面都需要采用金属切削加工的工艺方法最终加工成缸体成品,在加工过程中还要穿插气密检测、清洗、珩磨缸孔等工艺方法。金属切削加工发动机缸体主要包括:铣面、铣孔、钻孔、镗孔、铰孔和攻丝等。
非标夹具发动机缸体的加工一般情况下可划分为两个阶段,一是分体加工阶段,二是组件加工阶段。分体加工阶段主要是将上下缸体上的精度要求不太高的一般结构特征、组合后不便加工的结构特征及关系到合缸的结构特征加工到位或去除大部余量,主要包括合缸面、合缸定位销孔、进排气两侧的安装面与孔系、止推面及轴瓦槽等特征。发动机缸体的重要结构特征,如曲轴孔、气缸孔、缸盖面、前后端的定位销孔等必须安排在发动机缸体合缸后进行精加工。发动机缸体试制加工的工艺流程安排可视企业设备现状进行合理安排,一般来讲,采用立式加工中心进行加工,装夹较为方便,但工序会相对分散,需要投入的工艺装备较多,会加大试制的加工成本。采用卧式加工中心进行加工,可以使工序相对集中,投入的工装较少,可降低试制加工成本。
2、发动机缸体加工工艺要点2.1 缸体加工自动线
汽车缸体加工自动线是汽车制造行业中的一种高效设备。自动线又分为刚性自动线和柔性自动线。在我国,加工缸体最多的当属组合机床自动线,其输送形式有棘爪输送、摆杆式输送和抬起步伐输送等,都属于刚性自动线。虽然其工作效率较高,适合大批量生产,但其“专一性”使其逐渐跟不上时代的
发展。汽车行业发展迅速,品牌、外形也日新月异。刚性自动线根据某一种加工工序设计,未免太过单一,满足不了汽车行业的多变性发展,于是柔性自动线应运而生。柔性自动线具有高速、高精度、智能化等优点,更能满足现代社会汽车工业发展的需要,近几年的机加线多数为柔性线。
2.2 刀具
1)刀具提出者必须认真消化图样,以免选型时遗漏刀具品种,否则会妨碍试制工作的顺利进行,选型名细最好安排在工艺文件编制完成后提出。2)注意做好专用刀具的结构设计。加工发动机缸体需要用到的非标类刀具种类较多,主要是一些非标钻头、非标铰刀及非标三面刃铣刀等,加工细长孔的加长钻头、丝锥或铰刀为确保
刃具的刚性,应设计成台阶式结构形式,即柄部应设计得比被加工孔的直径尽可能粗一些。对于悬臂较长的三面刃铣刀具在满足加工范围的情况下,刀具的长度设计得越短越好,而刀杆的直径应尽可能粗。通常情况下,为了后续的修磨,铰刀直径的上、下差通常为中值,这其实是值得商榷的。按这种公差带设计制作的铰刀,在加工铝合金缸体孔时,实际加工出的孔往往会偏大超差,所以加工铝合金发动机缸体的铰刀直径必须按被加工孔的下差来控制,这是生产实践过程中总结出的经验。3 ) 做好采购前的市场调研。目前国内外刀具品种众多,刀具品质良莠不齐,由于发动机缸体加工市场较大,刀具的销售需求量大,所以市场上也涌现出了针对缸体加工的刀具制造企业与刀具经销商,这些刀具制
造企业制作出的刀具对于加工发动机缸体更有针对性,选择刀具应尽可能有侧重地采购这类刀具制造企业的刀具。4)重视刀具的入库验收工作。许多企业的刀具入库验收侧重在清点刀具数量上,往往忽视了对刀具品质的校验。刀具品质只有等到实际运用时才能验证,这无疑会影响到工作的顺利进行,尤其试制一款新的发动机缸体采购的刀具品种多,每种刀具采购的数量又少,有的甚至就一把,缺少任何一种刀具或任何一种刀具品质不达标,都会影响到缸体试制工作的顺利进行,所以做好刀具验收工作显得尤其重要,重点应对铰刀进行入库前的试铰。
2.3 夹具
夹具广泛应用于机械制造过程中的切削加工、装配、热处理等加工工艺中,是一种装夹工件的设备。夹具在工业生产中主要起到定位和夹紧的功能。一般分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合家具等。在自动化生产中,夹具主要有自动化夹具和数控机床夹具两种。工业生产中,往往因夹具的不准确导致定位误差。因此,对夹具的夹紧装置有较高的要求。夹紧装置的夹紧力、作用点以及夹紧装置的动力选择都需严格把关。通常,夹紧装置的动力主要有气压动力、液压动力、气液联动装置,且各有利弊。因为缸体的孔、槽等需要加工的部分较多,并且需要满足较高的精度要求,因此必须确保缸体的各个定位点能够同时夹紧。
总而言之,发动机生产线作为汽车制造企业的重要生产资料从投资规划到正式批量加工生产,其购置
成本和运营成本都会对企业的经济效益产生举足轻重的影响,这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。
参考文献:
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