發(fā)動機缸體加工工藝分析

第紅群

【摘要】發(fā)動機的缸體，是一輛汽車機身的核心部分，也是核心技術運用的重要部分。分析和研究汽車發(fā)動機缸體加工工藝，可以很大程度上提高發(fā)動機的運作性能。基于此，文章就發(fā)動機缸體加工工藝進行簡要的分析，希望可以提供一個有效的借鑒。

【關鍵詞】發(fā)動機；缸體；加工工藝

一、缸體結構工藝性分析

缸體作為箱體類零件，擁有孔、面較多，呈復雜形狀和結構，沒有均勻的壁厚且筋多，同時剛度相對較低，實際加工中，對局部位置精度要求較高，其中包括粗糙度、尺寸和幾何形狀等。平面、孔系是缸體典型加工特征。

缸體重要加工部位為缸孔、主軸承孔以及頂面，確保其在位置公差、形狀、尺寸等方面形成較高的精度，只有這樣，才能夠從整體上提升發(fā)動機的性能，因此必須應用可靠性較高的夾具以及精度較高的設備，并提升加工工藝的合理性。

缸孔加工工藝流程為粗鏜、半精鏜、精鏜，最后展開珩磨；缸體中大深徑比孔主要為主軸承孔，其加工工藝流程為半精鏜、精鏜，最后再鉸珩。鏜桿剛性較差且較長，很容易形成振動，圓柱度以及同軸度在被鏜孔中無法得到充分的保證，在實際加工過程中，要想促使其產(chǎn)生較高的精度，就必須保證鏜桿在加工過程中使用導向套對其支撐，一般采用加工遠端添加導向套的加工中心或者近端、遠端均使用導向套的專機對其加工。鉸珩主軸承孔工藝復雜，鉸珩桿與機床主軸一般為浮動式連接，鉸珩桿以鏜孔為支撐進行加工，其加工圓柱度及同軸度受前序鏜孔位置精度的影響，因此保證精鏜位置精度尤為重要；缸體頂面作為與缸蓋的結合面，實際加工中對平面度、粗糙度、位置度等工藝要求較高，一般為先粗銑后精銑，精銑中應盡量使用較大面銑刀努力實現(xiàn)一次走刀，避免產(chǎn)生接刀痕。同時為避免缸體頂面毛刺問題，通常在精銑過后，使用毛刷刀具進行清理。

二、發(fā)動機缸體加工工藝的應用

（一）發(fā)動機缸體高速銑削工藝

（1）發(fā)動機缸體高速銑削工藝的特點。發(fā)動機缸體高速銑削工藝和一般常見的傳統(tǒng)數(shù)控加工技術在工藝本質(zhì)上并沒有多大的區(qū)別，兩者同樣都在進給量、切削深度以及切削速度方面有諸多的參考點，同時也需要使用編制數(shù)控程序來進行切削作業(yè)。但是較之傳統(tǒng)的切削作業(yè)，發(fā)動機缸體高速銑削工藝是在小切深、高切速、大進給的狀態(tài)進行切削作業(yè)的，因此其對數(shù)控參數(shù)的要求很高，細微的失誤都可能會導致加工平面的質(zhì)量問題。但也正是發(fā)動機缸體高速銑削工藝這一特點使其和一般的加工工藝相比，在切削表面質(zhì)量上更佳，同時切削力更小、切削熱更少，具備切削效率高但成本低等諸多優(yōu)勢。

（2）發(fā)動機缸體高速銑削工藝的要求。除了發(fā)動機缸體高速銑削工藝對精度、計算穩(wěn)度的要求極高之外，其在使用中還有一些特殊的要求，主要集中在以下幾點：首先發(fā)動機缸體高速銑削工藝在使用中不能和任何工裝及工件發(fā)生碰撞；其次加工刀具在軌跡上必須保障絕對的平滑，以及十分均勻的切削深度；最后在發(fā)動機缸體高速銑削工藝使用中，其導致的設備振動必須控制在一定范圍內(nèi)。

（二）發(fā)動機缸體高速鏜孔工藝

（1）發(fā)動機缸體高速調(diào)頭鏜孔工藝的特點。高速調(diào)頭鏜孔工藝其在加工中刀具是從零件的兩端分別鏜進的一種長孔加工技術，從本質(zhì)上觀察，該技術減少了一次進刀的長度，因此在操作流程上無疑實現(xiàn)很大的簡化，減少了一些傳統(tǒng)鏜孔作業(yè)鏜長孔所需要的一些特殊措施，高速調(diào)頭鏜孔工藝又可以劃分為工件自身回轉(zhuǎn)180度、工作臺不動和工作臺自身轉(zhuǎn)動180度、工件自身不動兩種。其在使用中具有將鏜長孔變?yōu)殓M短孔的特點，在加工效率上實現(xiàn)了很大的提升，同時節(jié)省了使用費用。

（2）發(fā)動機缸體高速調(diào)頭鏜孔工藝的優(yōu)勢。高速調(diào)頭鏜孔工藝的優(yōu)勢主要有三個方面，其一在鏜孔中鏜桿較短，因此在切削速度上有所提升；其二因為鏜軸伸長較短，因此在精度方面更有保障；其三切削設備占用空間較小，因此工作人員的工作活動空間更大，工作更為直觀、安全。

三、對于發(fā)動機缸體加工精度的控制

（一）可靠性

缸體加工精度把控實際是一種較高效的優(yōu)化方案，主要分為四個部分，分別是對發(fā)動機或缸體加工的計劃模擬、提出方案、優(yōu)化設計和實驗方案，在對加工過程進行計劃模擬時，首先要進行加工試驗，了解誤差的情況，以及控制精度方法的可行性；其次是要在可靠性方案方面對加工好的缸體的性能進行分析，然后進行項目的下批次的方案設計；最后對預計出來的方案進行評估；在優(yōu)化設計方面，首先需要運用到計算機工程技術對此加工方案進行編制和計算，其次對優(yōu)化設計出來的加工方案進行結構性的分析和模擬的構建。

（二）缸體精度控制方法

1.AGREE法

該方法主要是權衡缸體構造系統(tǒng)的復雜性和精度控制的重要性，考慮到了缸體內(nèi)部各部件元素的關系；AGREE法可以降低缸體加工的原本誤差。在用工具加工缸體內(nèi)的零部件時，可以通過更改加工工具來減少使用工具的重復性，減少由反復摩擦帶來的熱量，這樣可以提高缸體加工的精確度。

2.等分配法

分配方法簡單，操作也簡單，缸體內(nèi)的的各部件的可靠性容易被忽略。通過對該方法的可靠性分析發(fā)現(xiàn)，分配方法一定程度上促進了缸體加工總體設計方案的優(yōu)化，因為加工缸體時的操作方式不正確或者是加工的流程顛倒，使得誤差累積的越來越大。因此，要將誤差均衡等分配化，將誤差降至最低。

參考文獻

[1]李愛平，朱璟，陸嘉慶，劉雪梅.發(fā)動機缸體加工方案選擇與操作排序協(xié)同優(yōu)化[J].同濟大學學報（自然科學版），2016（07）.

[2]徐立云，徐昌飛，鄧偉，李愛平.基于SA—PSO算法的發(fā)動機缸體機加工線平衡研究[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2014（02）.