發(fā)動機(jī)產(chǎn)品清潔度控制系統(tǒng)

王迎 石坤 張洪寶

摘要：發(fā)動機(jī)清潔度問題導(dǎo)致的整機(jī)失效是行業(yè)的一大難題，依據(jù)“預(yù)防性質(zhì)量管理”的理念，我們應(yīng)該秉承關(guān)鍵工序四步法，做好“清洗工藝零超差，刀具去屑零毛刺，

密封涂膠零缺陷，測試評價零逃逸”，從工序的控制優(yōu)化進(jìn)行預(yù)防控制，特別是檢測工序探測及失效問題分析就成了拉動控制能力提升的難點(diǎn)和關(guān)鍵。

關(guān)鍵字：清潔度控制、膠線密封、斷屑

（一）、背景：

發(fā)動機(jī)整機(jī)清潔度引起的異常磨損、劃傷漏液類問題占據(jù)市場整機(jī)失效問題的相當(dāng)比例，成為行業(yè)關(guān)注的一大產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險問題。通過售后失效案例的逐一分析，本文對發(fā)動機(jī)產(chǎn)品制造過程清潔度控制進(jìn)行了歸納概括，從清洗、去毛刺工藝以及過程的檢測控制能力做全面的梳理和改進(jìn)，做系統(tǒng)性預(yù)防提升，改善客戶發(fā)動機(jī)市場性能表現(xiàn)?！?/p>

本文適用于汽油發(fā)動機(jī)加工制造及裝配生產(chǎn)領(lǐng)域清潔度工序控制，泄漏失效分析方法及經(jīng)驗(yàn)在動力總成產(chǎn)品失效分析中可借鑒參考。

（二）、關(guān)鍵工序介紹

一、“清洗工藝超差零”

1、保證清洗設(shè)備高能力

按照MRO的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收及終驗(yàn)收，包括產(chǎn)品樣本量的選擇，重量及顆粒度的標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)結(jié)果分析，計(jì)算樣本下的驗(yàn)收能力指數(shù)，保證標(biāo)準(zhǔn)化的流程執(zhí)行及檢測設(shè)備和方法的能力，得到初期的設(shè)備能力。

生產(chǎn)階段：在生產(chǎn)過程的試生產(chǎn)過程中，同樣進(jìn)行設(shè)備能力的定期監(jiān)控，利用標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)收方法進(jìn)行設(shè)備能力保證。驗(yàn)收的樣本按照統(tǒng)計(jì)學(xué)抽樣的原則，連續(xù)分組取樣，取樣具有代表性。

高壓清洗工序自帶毛刷深入到孔中，引入插洗工藝，制定充分適宜的清洗壓力并選擇高性能的清洗壓力泵是得到好的清洗工序的關(guān)鍵。

2、設(shè)備預(yù)防重保養(yǎng)

設(shè)備工程師應(yīng)根據(jù)清洗設(shè)備設(shè)備能力的監(jiān)控表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維修及設(shè)備周期保養(yǎng)。包含清潔、緊固、調(diào)整、潤滑、防銹等步驟，清潔過程包含上料機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)夾緊機(jī)構(gòu)的清潔;在清潔過程之后利用工件測試MASTER驗(yàn)證件的狀態(tài)，進(jìn)行噴嘴機(jī)構(gòu)的調(diào)整和檢查;進(jìn)行清洗液周期的成分檢測分析，現(xiàn)場定頻監(jiān)控PH值及成分含量，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的防銹功能。

為了避免降低工件表面防銹的周期，應(yīng)該定期監(jiān)測清洗液氯離子濃度，與清洗液混合的除金屬成分等，必須制備純水，控制雜質(zhì)離子濃度。

3、關(guān)鍵參數(shù)嚴(yán)格控制

清洗機(jī)的清洗方式及參數(shù)控制，需要工藝工程師及設(shè)備工程師制定不同的配置方案，進(jìn)行方案的組合驗(yàn)證，包括清洗機(jī)壓力設(shè)置、清洗液濃度設(shè)置、清洗液溫度設(shè)置、水箱翻轉(zhuǎn)角度、浪涌清洗節(jié)拍、高壓去毛刺工序壓力等各個參數(shù)和組合。進(jìn)行組合方案選型后，分組進(jìn)行現(xiàn)場的工藝驗(yàn)證，按照驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)得到最佳清洗方案。

清洗設(shè)備的Dynek test的Master標(biāo)準(zhǔn)件使用牙膏等進(jìn)行噴涂驗(yàn)證，避免油性物質(zhì)堵塞噴嘴。

二、關(guān)鍵工藝——刀具斷屑

1、刀具穩(wěn)健設(shè)計(jì)

刀具的切削加工特性受產(chǎn)品的材質(zhì)、刀具的材質(zhì)、刀具的幾何尺寸以及加工參數(shù)的綜合影響。目前行業(yè)推薦使用PCN材質(zhì)刀片，提高刀具壽命;同時，刀具的前后角的設(shè)計(jì)也會影響加工鋒利性進(jìn)而影響毛刺的產(chǎn)生，綜合考慮崩刀及刀具壽命等影響，一般采取適當(dāng)增大刀具后角的方法改善毛刺加工的狀態(tài)。

刀具幾何尺寸的選擇在適當(dāng)范圍內(nèi)調(diào)整，避免前角過大引起鋁屑夾雜在刀尖或刀柄上，造成崩刀風(fēng)險的增大。一般可以通過后角的選型得到最好的加工效果。

2、刀具加工路徑優(yōu)化

毛刺的產(chǎn)生一般發(fā)生在鉆孔及面銑工藝，對于面銑加工，通常在刀具加工的出刀位置引用適當(dāng)?shù)墓に囘M(jìn)行去毛刺控制。包括刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)、路徑退刀的出刀口。利用傳統(tǒng)的毛刷去毛刺技術(shù)不充分的情況下，可以通過路徑優(yōu)化，增加出刀位置的二次加工，降低工藝過程的毛刺產(chǎn)生流出。另外，需要選取適當(dāng)?shù)募庸すに噮?shù)，進(jìn)給的選擇，調(diào)整刀盤轉(zhuǎn)速和刀盤刀片片數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給，獲得最優(yōu)的加工質(zhì)量。

進(jìn)給的選擇受加工的效率以及主軸加工載荷影響，建議通過刀片材質(zhì)等方面進(jìn)行改進(jìn)得到綜合加工結(jié)果。

3、輔助利用毛刷設(shè)計(jì)

對于缸蓋加工主要針對火花塞孔、進(jìn)排氣閥座圈閥座、導(dǎo)管孔、進(jìn)排氣道及水道油道等部位進(jìn)行毛刺去除及控制。在加工工藝中經(jīng)常選用磨料毛刷進(jìn)行邊緣毛刺的去除。根據(jù)毛刺的形態(tài)分布等設(shè)計(jì)毛刷的形態(tài)，例如油道交叉孔毛刺去除的燈籠裝毛刷，利用燈籠形狀增加毛刺去除有效接觸面，達(dá)到交叉孔毛刺去除難的特點(diǎn)。通過毛刷路徑，轉(zhuǎn)速及進(jìn)給的設(shè)定，得到最佳的加工參數(shù)，獲得優(yōu)良的去毛刺效果。毛刷的耐磨性及材料的掉落需要設(shè)計(jì)通過如激光對射檢測等，防止材料落入產(chǎn)品引起質(zhì)量失效后果。

三、 密封涂膠嚴(yán)控制

1、運(yùn)動部件潤滑工藝

裝配過程涉及密封控制的關(guān)鍵工序有包括運(yùn)動副潤滑工序，如缸孔潤滑工序，活塞銷潤滑工序、主軸頸/凸輪軸頸潤滑工序;結(jié)合面密封涂膠工序，如后油封涂膠工序、油底殼涂膠工序以及前蓋涂膠工序等;油路關(guān)鍵零件清潔度保證，如OCV閥、凸輪軸、氣門挺桿、機(jī)械挺柱安裝工序等，對于關(guān)鍵潤滑工序，需要保證潤滑的均一性，潤滑位置的一致性，潤滑油的霧化充分等，目前關(guān)鍵的潤滑控制已經(jīng)采用自動/半自動潤滑裝置進(jìn)行，避免人工潤滑導(dǎo)致的質(zhì)量風(fēng)險。關(guān)鍵油路零件清潔度通過包裝、工位清潔度控制、后工序泄漏檢測等進(jìn)行控制。

2、密封安裝面清潔附著力

涂膠工序利用傳統(tǒng)的RTV膠進(jìn)行密封面的密封填充，采用Wiping工藝，以及等離子清洗設(shè)備進(jìn)行表面油污的去除，保證接觸表面的清潔度，利用機(jī)器人進(jìn)行自動涂膠，保證膠線寬度及高度等，保證膠線質(zhì)量，利用視覺防錯系統(tǒng)防止缺陷產(chǎn)生流出;后續(xù)通過拉拔力試驗(yàn)保證膠線涂膠的黏著力達(dá)到密封的效果。

RTV材料在涂膠后，一般經(jīng)過7-8分鐘后粘合性能會產(chǎn)生衰減，需要工藝保證后道工序密封安裝的時間控制。

（三）、問題解決提升

以鋁屑為例，鋁屑的形態(tài)基本分為片狀、點(diǎn)狀、條形、嵌入式等形態(tài)，根源由機(jī)加工產(chǎn)生。在密封面安裝后拆解通常已經(jīng)經(jīng)過了加工后工序、裝配整條工藝的流轉(zhuǎn)包括清洗、壓裝等，找到鋁屑加工的根源比較困難。各種形態(tài)、厚度、蜷曲度，加工紋路等方面的樣本，結(jié)合分析后續(xù)工序的影響，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)推測鋁屑的產(chǎn)生工位，進(jìn)而對斷屑、刀具等進(jìn)行優(yōu)化，從根源上解決問題。

總結(jié)：

清潔度關(guān)聯(lián)因素很多，在問題解決過程中，應(yīng)該抓住關(guān)鍵要素，保證產(chǎn)品清潔度。以預(yù)防為主、分析改進(jìn)的思想，找準(zhǔn)變異、風(fēng)險管控，提升發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的清潔度表現(xiàn)，降低售后整機(jī)失效的風(fēng)險。

參考文獻(xiàn)：

<1> 《GM-CETC Bill of Sediment Elimination for Engines Guidelines》：Version：1.0 Global GM manufacturing Engineering Center.

<2> 《Global Machinery and Equipment Specification Document Machine and Assembly Runoff Specification》：Version：3.0 Global GM manufacturing Engineering Center.