預變形在發動機零件加工工藝中的應用

■北京力準機械制造有限公司　（101101）　張春華

預變形在發動機零件加工工藝中的應用

■北京力準機械制造有限公司（101101）張春華

摘要：在發動機零件加工中，因加工變形使零件超差的情況不少。針對這一問題，本文通過3個案例分析產生零件變形的原因，并采取相應的辦法，將零件的變形控制在允許的范圍內。

控制零件加工變形的方法有很多，這里，僅舉以下幾例對采用預變形來控制零件加工變形的辦法給以說明。

（1）例1：圖1為發動機缸體缸套精加工工序及相關要求。

圖1a為原加工工藝在總裝前的有關要求，此時缸套的圓柱度為φ0.002mm。在發動機總裝后，由于缸蓋聯接螺釘拉力的影響，在缸套的上部產生局部變形（圖1b中16個黑點處），這時缸套的圓柱度已經超差，導致發動機性能下降。

圖1

為解決這一問題，用鋼板做一模擬缸蓋，在缸體精加工前按裝配要求與缸體聯接，缸體因受到螺釘拉力產生預變形（見圖1b），這樣缸體在精加工后未卸下模擬缸蓋前，缸套達到圖樣要求。注意：卸下模擬缸蓋后缸套孔不圓，但總裝時，由于缸蓋聯接螺釘的拉力，使缸套又恢復達到圖樣要求，從而達到提升發動機性能的目的。

（2）例2：圖2為軸瓦拉削機的夾具圖，為保證軸瓦拉削質量，必須使軸瓦與胎具貼合面積大于85%，特別是軸瓦中部和兩側要完全貼合。

圖2

這就要求脹塊1在壓緊軸瓦（等厚體）后其輪廓與胎具11輪廓之間為等厚面（其厚度等于軸瓦厚度）。為達到上述要求，將脹心7按要求加工（見圖3左上，其外形為圓柱面，與脹塊斜面的接觸為線接觸），脹塊在最終磨加工前要留出磨量（見圖3左中）；在脹塊最終加工時，用螺釘3聯接脹心2、調整墊5和脹塊組成組件。調整墊的作用是使脹心對脹塊產生需要的脹緊力和脹緊變形，此時脹塊的外圓柱面在脹緊力的作用下變形成為一個卵圓柱面（見圖2左下），然后再磨出脹塊所要求的半圓柱面R1。注意：當松開組件后脹塊由于材料

的彈性恢復其工作面不是半圓柱面R1。

（3）例3：如圖3所示，單缸發動機缸體缸套上部為懸空布置，四周為水套，因而剛性較差。在最后工序珩磨缸筒1時，受脹力的作用，上部讓刀多，下部剛性較好讓刀少。工序完成后，由于材料彈性恢復使缸筒直徑上小下大，工件質量不合格。解決辦法：將珩磨頭做成上大下小錐型（刀具預變形），這樣珩磨時上部比下部多珩掉一些，使珩后缸筒彈性恢復時達到加工要求。

圖3

夾具組裝后，在未壓緊軸瓦10前脹塊未受脹緊力，其工作面不是半圓柱面R1（預變形）；在工作時，當頂桿通過脹心和脹塊壓緊軸瓦時，由于脹心對脹塊的脹緊作用，使脹塊張開，其變形使脹塊工作面成為半圓柱面R1，這樣就保證了夾具的貼胎要求。以上例1采用的是使工件預變形后進行加工；例2采用的是刀具預變形后對工件進行加工；例3采用的是夾具預變形使工件夾緊進行加工；最終，都能達到提高零件加工精度，使其合格的目的。

實際生產中，零件加工變形的形式千變萬化，原因很多，解決也較麻煩，在這里僅舉3例來說明用預變形措施來解決工件加工變形的辦法，希望能對同行有參考作用。

收稿日期：（20140825）