發(fā)動(dòng)機(jī)缸體粗加工工藝及缸孔夾具結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

摘要：我公司生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，前期毛坯粗加工后，端面對(duì)B基準(zhǔn)垂直度要求合格率較低。在后期生產(chǎn)中，經(jīng)過(guò)分析、研究，發(fā)現(xiàn)主要是因?yàn)榧庸すに嚰皧A具漲芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題。針對(duì)存在的問(wèn)題采取了相應(yīng)的解決措施，取得了滿意的效果。

關(guān)鍵詞：缸體;加工工藝;夾具漲芯結(jié)構(gòu)改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TG53 ???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ???文章編號(hào)：1671-2064（2019）16-0000-00

0 引言

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是汽車零部件生產(chǎn)中主要配件之一，長(zhǎng)期以來(lái)，缸體毛坯生產(chǎn)出來(lái)后，主機(jī)廠為了提高缸體精加工效率，大都要求缸體毛坯生產(chǎn)廠家，提供粗加工后的毛坯，一是減少主機(jī)廠精加工余量，提高生產(chǎn)效率，二是將一些毛坯淺表面鑄造缺陷控制在毛坯廠家。

我公司鑄造廠生產(chǎn)的一款汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鑄鐵缸體，也是應(yīng)主機(jī)廠要求，毛坯生產(chǎn)后，增加粗加工工序。對(duì)缸體缸底面、缸頂面、前后端面、缸孔、曲軸孔及開(kāi)檔面進(jìn)行粗加工^[1]。以下是缸體簡(jiǎn)圖圖1所示。該件的粗加工內(nèi)容主要是上下左右四個(gè)大面、缸孔、曲軸孔及曲軸開(kāi)檔面。

1 前期的加工工藝及缸孔夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 加工工藝

（1）OP10：以缸頂面上三個(gè)A基準(zhǔn)定位，粗銑缸底面;（2）OP20：以O(shè)P10加工后的缸底面及毛坯缸孔定位，粗銑缸體兩端面;（3）OP30：以O(shè)P10加工后的缸底面定位，粗銑缸頂面;（4）OP40：以O(shè)P10加工后的缸底面及毛坯缸孔定位，粗鏜缸孔;（5）OP50：以O(shè)P：30加工后的缸頂面及OP40加工后的缸孔定位，粗銑曲軸孔;（6）OP60：以O(shè)P：30加工后的缸頂面及OP40加工后的缸孔定位，粗銑開(kāi)檔面。

1.2 夾具—缸孔漲芯夾具

缸孔漲芯夾具簡(jiǎn)圖2所示。

OP20工序銑端面及OP40工序鏜缸孔，這兩道工序都是液壓夾具，其中工件B基準(zhǔn)方向和C基準(zhǔn)方向的定位、夾緊都是靠缸孔漲芯夾具完成的。

（1）OP20工序：以O(shè)P10加工后的缸底面定位工件A基準(zhǔn)（工件上下）方向，以毛坯缸孔定位工件B基準(zhǔn)（前后方向）和C基準(zhǔn)方向（左右方向），粗銑缸體兩端面。（2）OP40工序：以O(shè)P10加工后的缸底面定位工件A基準(zhǔn)（工件上下）方向;以毛坯缸孔定位工件B基準(zhǔn)（前后方向）和C基準(zhǔn)方向（左右方向），粗鏜缸孔。在上面OP20工序和OP40工序中，毛坯缸孔作為粗基準(zhǔn)定位，分別在兩道工序中使用了兩次。

1.3 按以上工藝及夾具設(shè)計(jì)，實(shí)施生產(chǎn)后經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題

OP20粗加工后的缸體兩端面和B基準(zhǔn)方向（1缸孔和4缸孔中心連線）垂直度超差，即兩端面和缸孔中心連線銑斜了。導(dǎo)致在主機(jī)廠，以粗加工后的缸孔B基準(zhǔn)定位，精加工缸體兩端面時(shí)，雖然有約2mm的精加工余量，但還是，時(shí)有發(fā)生局部端面銑不出的現(xiàn)象，多次造成客戶抱怨。

2 存在問(wèn)題的原因分析

在多次出現(xiàn)缸體端面銑斜，導(dǎo)致主機(jī)廠端面局部銑不出的問(wèn)題之后，我們組織生產(chǎn)、技術(shù)及質(zhì)量相關(guān)人員，跟蹤整個(gè)加工過(guò)程，從人、機(jī)、料、法、環(huán)幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析研究，得出導(dǎo)致出現(xiàn)以上問(wèn)題的主要原因，有以下兩方面：

2.1 工藝問(wèn)題

導(dǎo)致缸體兩端面和B基準(zhǔn)方向垂直度超差，主要是在OP20工序銑兩端面及OP40工序鏜缸孔兩道工序，B基準(zhǔn)方向定位都是以毛坯缸孔定位的，粗基準(zhǔn)被分別用了兩次。正常機(jī)加工工藝中，毛坯粗基準(zhǔn)只用一次，在這一次使用后，產(chǎn)生后面各道工序加工中使用的精基準(zhǔn)。因?yàn)?，毛坯粗基?zhǔn)，尤其是圓形缸孔毛坯面上，經(jīng)常存在積瘤高點(diǎn)及未清理干凈的披縫等不平整現(xiàn)象。不同工序夾具，比如上述OP20及OP40缸體漲芯夾具，兩次裝夾時(shí)，和毛坯接觸點(diǎn)位置會(huì)有一定的偏差，不會(huì)完全重合。因此，兩道工序夾具接觸定位點(diǎn)誤差，會(huì)導(dǎo)致上面所述的，OP20工序加工的端面和OP40工序加工的B基準(zhǔn)的垂直度超差問(wèn)題，也就是缸體端面相對(duì)B基準(zhǔn)銑斜了。

2.2 夾具問(wèn)題

上述OP20及OP40夾具中缸孔漲芯原先的結(jié)構(gòu)圖3所示。

夾具漲芯觸頭和缸孔內(nèi)表面粗基準(zhǔn)接觸是個(gè)小平面，接觸面相對(duì)較大。對(duì)于缸孔毛坯面來(lái)說(shuō)，表面平整度較差，接觸面積越大，特別是在不同工序裝夾位置不完全一致的情況下，夾緊誤差以及加工誤差就會(huì)越大。

從上述分析中，可以看出，OP20及OP40兩道工序中，重復(fù)利用缸孔粗基準(zhǔn)定位的工藝問(wèn)題，以及兩道工序中夾具漲芯觸頭結(jié)構(gòu)不合理問(wèn)題，是最終導(dǎo)致缸體在粗加工過(guò)程中，缸體兩端面相對(duì)B基準(zhǔn)（缸孔中心兩線）垂直度超差的主要原因。

3 解決措施

根據(jù)以上分析結(jié)果，我們有針對(duì)性地分別從工藝和夾具兩方面進(jìn)行了改進(jìn)^[2]。

3.1工藝順序改進(jìn)

將原工藝順序中的OP20工序加工缸體兩端面和OP40工序粗鏜缸孔順序?qū)φ{(diào)。先加工缸孔，再以加工后的缸孔定位加工兩端面，使這兩道工序中，缸孔粗基準(zhǔn)只使用一次，即粗鏜缸孔時(shí)使用一次，后面銑端面時(shí)，就是變成利用加工后的缸孔定位，精度大為提高，也符合正常的加工工藝要求。

3.2 改進(jìn)夾具漲芯結(jié)構(gòu)

將原漲芯觸頭和缸孔內(nèi)壁小面接觸，改成點(diǎn)接觸，減小觸頭和粗基準(zhǔn)的接觸面積，減少因?yàn)槊鹘佑|面不規(guī)則帶來(lái)的夾緊誤差和加工誤差。改進(jìn)后OP20及OP40夾具中缸孔漲芯結(jié)構(gòu)圖4所示。

工藝和夾具調(diào)整后，我們又進(jìn)行了多次加工驗(yàn)證，缸體兩端面和缸孔連線（C基準(zhǔn)方向）垂直度合格率都控制在公差范圍內(nèi)，加上粗加工留給客戶的較大精加工余量2mm.已有一年多未在客戶處，反饋缸體兩端面精加工余量不足問(wèn)題。工藝和漲芯的改進(jìn)取得了滿意的改進(jìn)效果。

4結(jié)語(yǔ)

汽車零部件生產(chǎn)中，缸體粗加工非常普遍，將此例加工過(guò)程和夾具改進(jìn)寫出來(lái)，與大家共享。

參考文獻(xiàn)

[1]?金延安，洪方明.發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工基準(zhǔn)的選擇[J].現(xiàn)代零部件，2010（8）：78-79.

[2]?向文俊.發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工粗基準(zhǔn)選擇與定位方式的研究[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2013（7）：97-101.

收稿日期：2019-07-23

作者簡(jiǎn)介：趙成勇（1962—），男，安徽合肥人，大專，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)，工程師，研究方向：機(jī)械加工。

收稿日期：2019-06-28

作者簡(jiǎn)介：吳旦鈞（1984—），男，浙江嘉興人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

：鐵道運(yùn)輸。