淺談發(fā)動機加工工藝優(yōu)化方法

郭勇志　閆靜輝

摘要：發(fā)動機各個零件的制造質(zhì)量直接影響到發(fā)動機的性能水平和可靠性，因此加工質(zhì)量要求很高，對各零件的加工工藝與設(shè)備要求也很高。不斷提高發(fā)動機各零部件產(chǎn)品的制造質(zhì)量，已成為眾多車企提高發(fā)動機機整機質(zhì)量的重要目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：制造質(zhì)量；工藝；設(shè)備；整機質(zhì)量

1引言

發(fā)動機三大零部件成品（缸體、缸蓋、曲軸）都是從鑄造或者是鍛造的毛坯經(jīng)過復(fù)雜的機床加工而成的。機床加工工藝方法對產(chǎn)品的加工質(zhì)量有重大影響。如何布置整線加工工藝，優(yōu)化機床工藝加工順序。在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時，又可以盡可能提高產(chǎn)品加工質(zhì)量。這是我們研究的方向。本文將重點介紹一下缸體加工工藝的優(yōu)化。2缸體加工工藝安排遵循原則

缸體加工工藝的優(yōu)劣決定了產(chǎn)品質(zhì)量高低。缸體工藝安排遵循以下原則：

a、首先從大表面切除多余的加工層，以便保證精加工后變形量很小。

b、容易發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷的工序應(yīng)該排在前。

c、把各深孔加工盡量安排在較前面的工序以免因較大的內(nèi)引力，影響后續(xù)的加工。

3缸體加工工藝過程的制定

a、先基準(zhǔn)后其它：先加工一面兩銷。

b、先面后孔：先加工平面，再以平面定位穩(wěn)定可靠?？蓽p少安裝變形，先加工平面，切去表面的硬質(zhì)層，可避免因表面凸瘤、毛刺、及硬質(zhì)點的作用而引起的鉆偏和打刀現(xiàn)象，提高孔的加工精度。

c、粗、精分開：有利于消除粗加工時產(chǎn)生的熱變形和內(nèi)應(yīng)力，提高精加工的精度。有利于鐵屑的排出，便于車間的生產(chǎn)管理，有利于及時發(fā)現(xiàn)廢品，避免工時和生產(chǎn)成本浪費。

d、工序集中：為了減少工序，減少機加工設(shè)備降低成本。應(yīng)最大限度集中在一起加工，提高生產(chǎn)效益和加工精度。相關(guān)孔集中在一臺機床上加工還可以減少重復(fù)定位產(chǎn)生的定位誤差，尤其是提高位置度精度。

傳統(tǒng)的工藝加工方法都是按照先面后孔的工藝加工順序來加工的，缸體的加工也大體遵循了這一傳統(tǒng)工藝加工方法。但是卻有細(xì)微的區(qū)別。缸體的前端面作為發(fā)動機的重要安裝面，面上的安裝孔位置度好壞直接影響到發(fā)動機整機的氣密性。下面我們將以B15系列發(fā)動機缸體加工為例，簡單介紹一下后端面變速箱螺栓安裝孔加工方法。

后端面變速箱螺栓安裝孔是在粗加工OP40加工的。這臺機床除了加工后端面變速箱螺栓安裝孔外，還粗加工了前端面、止推面、鍵槽、水泵孔、變速箱定位銷孔。最初的具體加工順序如下：

加工前端面→止推面→#201、202孔→鍵槽→變速箱安裝孔→#130孔

從這一工藝布局來看，我們是嚴(yán)格遵循了先面后孔的傳統(tǒng)工藝加工方法。

4加工工藝分析

在缸體加工工藝過程中，影響變速箱安裝孔位置度的可能因素很多。下面我們將通過樹圖的形式對這些可能的因素逐一分析并一一排除。最終查找出根本原因。可能的原因主要從以下幾個方面產(chǎn)生：

1、人員：調(diào)查人員按照標(biāo)準(zhǔn)化操作，無異常。

2、機床設(shè)備：分析機床設(shè)備對位置度影響的可能因素有：

①B軸剎車片磨損和編碼器失效，零件將無法準(zhǔn)確定位，導(dǎo)致孔加工位置度超差。

②伺服放大器失效，也會影響到工件加工定位，導(dǎo)致孔加工位置度超差。

③機床加工定位面不平整，零件夾歪，同樣會導(dǎo)致孔加工位置度超差。

④定位銷松動，零件加工時受力易偏移，孔位置偏移位置度也會超差。

3、毛坯來料：毛坯來料如果出現(xiàn)多肉或夾緊點不平整也會導(dǎo)致孔位置度超差。

4、加工方法：加工方法主要有以下幾點會影響到位置度：

①B軸抱閘壓力不足，機床B軸將無法及時剎車，零件加工定位偏移，位置度也會超差。

②主軸EN值小，刀具加工夾緊力不足，加工振動大也會影響到孔位置度。

③工藝加工順序設(shè)置不合理，孔位置度波動大也會超差。

5、工廠環(huán)境溫度：環(huán)境溫度變異影響加工精度已得到行業(yè)的證實。

5有效性驗證

對以上從人員、機床設(shè)備、毛坯來料、加工方法、工廠環(huán)境溫度等五個方面分析出來的可能原因我們做了逐一驗證。驗證結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)只有從更改機床加工工藝方法所做的驗證有效。

6有效性解析

為什么更改了機床加工工藝順序之后效果如此明顯？這是否顛覆了傳統(tǒng)的先面后孔加工原理？我們對OP40工位加工工藝做了深入研究。對比改進前和改進后的工藝加工順序：

改進前：加工#199面→止推面→#201、202孔→鍵槽→變速箱安裝孔→#130孔

改進后：加工止推面→#201、202孔→鍵槽→變速箱安裝孔→#130孔→#199面

我們研究發(fā)現(xiàn)缸體01740先加工前端面是一個大平面。機床加工振動大，工件B軸旋轉(zhuǎn)方向易出現(xiàn)位移。當(dāng)加工完前端面面之后，需要旋轉(zhuǎn)180度再加工變速箱安裝孔。B軸旋轉(zhuǎn)方向的位移誤差直接影響到變速箱安裝孔的加工。造成變速箱安裝孔位置度波動大出現(xiàn)超差。如圖2所示。

7經(jīng)驗總結(jié)

總結(jié)此次工藝改進，我們意識到先面后孔原理僅僅是針對單一平面而言。對于兩個平面上的孔和面不一定適用這一原理。不難發(fā)現(xiàn)實際上我們并未顛覆傳統(tǒng)的先面后孔工藝加工原理。反而更深入的理解了這一原理。理解并由根據(jù)去尋求創(chuàng)新。

8結(jié)束語

對于機械行業(yè)機床加工工藝方法，有很多相通之處，無論是加工面還是孔都離不開我們最基礎(chǔ)的工藝學(xué)原理。但是工藝的制定不能脫離機床的實際加工特性。偏離了機床加工特性制定出來的工藝加工順序必定是不科學(xué)的。對產(chǎn)品質(zhì)量會產(chǎn)生深遠的影響。