一種提高燃燒室高度加工中在線測(cè)量系統(tǒng)精確性的方法

謝安 經(jīng)偉明 李志

摘?要：發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋燃燒室容積的尺寸加工精度是左右缸蓋成品關(guān)鍵質(zhì)量特性的重要尺寸之一。而MARPOSS探針測(cè)量系統(tǒng)是確保缸蓋燃燒室加工過(guò)程中控制燃燒室高度值（容積）和缸蓋厚度的重要檢具，因此探測(cè)精度和可靠性直接影響到整個(gè)缸蓋成品的合格與否。它主要通過(guò)在機(jī)床正常加工程序中增加沖洗燃燒室W點(diǎn)的程序，保證探針探測(cè)高度時(shí)不會(huì)因?yàn)殇X屑或其它雜質(zhì)影響測(cè)量結(jié)果，解決燃燒室高度頻繁超差的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：燃燒室高度;在線檢測(cè);缸蓋

1.前言

缸蓋線自投產(chǎn)以來(lái)，模塊一粗加工A線“加工缸蓋底面”工位燃燒室高度超差現(xiàn)象頻繁發(fā)生，每次需員工手動(dòng)復(fù)位故障報(bào)警信息，重新調(diào)整工件裝夾狀態(tài)才能繼續(xù)加工，不僅增加員工工作強(qiáng)度，影響設(shè)備開(kāi)動(dòng)率，甚至兩次因?yàn)槿紵页钤斐?4件零件報(bào)廢。經(jīng)調(diào)查分析確認(rèn)該機(jī)床MARPOSS探針探頭上粘有鋁屑，引起以測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算為基礎(chǔ)的加工余量不足，而后續(xù)精加工直接在原有基礎(chǔ)上切0.5mm，導(dǎo)致測(cè)量燃燒室高度超差，由問(wèn)題解決思路七鉆—正確的過(guò)程分析得知，探頭鋁屑的來(lái)源自工件加工過(guò)程中燃燒室的內(nèi)部。如下圖1.1為車(chē)間加工缸蓋底面特征。

圖1.1發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋底面

由于毛坯鑄造原因造成的燃燒室容腔差異會(huì)導(dǎo)致缸蓋在加工余量的不同，所以每次面銑缸蓋底面的前提需要對(duì)各燃燒室腔體測(cè)量其距離工件底面的高度。在線測(cè)量工具探針依次探測(cè)4個(gè)燃燒室W點(diǎn)Z方向坐標(biāo)位置，加工機(jī)床依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)坐標(biāo)和工件加工尺寸要求取4個(gè)探測(cè)高度的平均值，結(jié)合該機(jī)床的設(shè)定加工余量得出下一步走刀補(bǔ)償尺寸。

通過(guò)控制工件底面至燃燒室W點(diǎn)高度的方法能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)缸蓋產(chǎn)品KPC等關(guān)鍵質(zhì)量特性的加工要求。

2.分析驗(yàn)證過(guò)程

如何實(shí)現(xiàn)去除燃燒室內(nèi)部鋁屑的驗(yàn)證要兼顧以下三個(gè)方面：

2.1增加沖洗燃燒室W點(diǎn)程序

（1）在“粗加工缸蓋底面”工位增加沖洗缸蓋燃燒室W點(diǎn)（燃燒室高度探測(cè)點(diǎn)，通過(guò)探測(cè)該點(diǎn)高度來(lái)確認(rèn)底面加工余量）程序，實(shí)現(xiàn)直接調(diào)用機(jī)床帶有沖洗功能刀具，降低探針探頭鋁屑粘自燃燒室內(nèi)部W點(diǎn)可能。

（2）影響沖洗效果的主要因素有沖洗刀具孔直徑、切削液流量和沖洗壓力[1]，其中切削液沖洗壓力直接決定了一把固定沖洗刀頭的沖洗速度和流量，是決定這次沖洗效果是否有作用的主導(dǎo)因素。本次沖洗壓力設(shè)計(jì)在30bar，且確定沖洗走刀路徑按照燃燒室前后次序進(jìn)行作業(yè)。

經(jīng)設(shè)備調(diào)試驗(yàn)證得知，該程序運(yùn)行時(shí)能有效沖洗掉燃燒室內(nèi)W點(diǎn)的鋁屑，進(jìn)而有效避免測(cè)頭測(cè)量時(shí)粘屑可能。

2.2保證加工節(jié)拍

增加W點(diǎn)沖洗程序功能同時(shí)要避免該機(jī)床的超節(jié)拍加工，保持在設(shè)計(jì)生產(chǎn)節(jié)拍內(nèi)。粗加工單線設(shè)備的理論設(shè)計(jì)節(jié)拍為174s，修改程序之前實(shí)際為165s左右，增加燃燒室沖洗功能調(diào)整后實(shí)際加工節(jié)拍在170s左右，滿(mǎn)足理論設(shè)計(jì)節(jié)拍要求，同時(shí)該單臺(tái)設(shè)備非缸蓋粗加工線瓶頸機(jī)床，該調(diào)整對(duì)粗加工的生產(chǎn)線速不會(huì)造成影響。圖2.1為修改程序前后該機(jī)床實(shí)際節(jié)拍對(duì)比統(tǒng)計(jì)。

圖2.1發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋底面

增加單臺(tái)設(shè)備加工動(dòng)作，不僅要達(dá)到設(shè)計(jì)功能要求，同時(shí)也要結(jié)合整條線加工實(shí)際，避免不必要的等待浪費(fèi)和衍生新的問(wèn)題。

2.3跟蹤驗(yàn)證

將沖洗程序增添在正常加工程序段中，使用同一工件驗(yàn)證沖洗鋁屑改善效果。

通過(guò)效果對(duì)比明顯觀察出新增沖洗動(dòng)作效果良好，燃燒室內(nèi)有鋁屑以探針為基礎(chǔ)的加工尺寸超差。

修改程序后跟蹤兩個(gè)月時(shí)間，沒(méi)有出現(xiàn)燃燒室高度超差情況，且測(cè)量數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定在中間區(qū)，加工數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，修改程序前燃燒室高度在線測(cè)量QDAS數(shù)據(jù)。

通過(guò)對(duì)比改善前后數(shù)據(jù)可以明顯發(fā)現(xiàn)，在沒(méi)有添加沖洗動(dòng)作前，燃燒室測(cè)量高度會(huì)發(fā)生無(wú)規(guī)律性的超差波動(dòng)，甚至造成工件報(bào)廢，增加了車(chē)間生產(chǎn)工廢量;增加沖洗動(dòng)作后，粗加工檢測(cè)站燃燒室高度監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)穩(wěn)定，改進(jìn)效果明顯。通過(guò)高效利用設(shè)備自主功能來(lái)改善加工過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷而不增加多余工具設(shè)備也是一種解決問(wèn)題的有效思路。

3.結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)增加了刀具噴頭在加工過(guò)程中對(duì)缸蓋燃燒室探針探測(cè)點(diǎn)沖洗的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋燃燒室W點(diǎn)定位清洗功能，保證了零件的燃燒室高度，杜絕了因探針探測(cè)不準(zhǔn)確引起以測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算的加工余量不準(zhǔn)確。在后續(xù)實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的2個(gè)月時(shí)間驗(yàn)證，沒(méi)有發(fā)生因?yàn)樘结槣y(cè)頭粘有鋁屑造成員工將工件重復(fù)拉出更換零件后重新加工的情況，避免了員工重復(fù)操作浪費(fèi)，大大提高了機(jī)床加工效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉庭成，范曉紅，劉焱.高壓水射流清洗機(jī)噴嘴的結(jié)構(gòu)與參數(shù)[J].清洗世界，2010，26（9）：32-37.