防止缸蓋水道內(nèi)腔卡滯鋁屑的控制方法

莫湘蕓　竭盡超

摘 要：發(fā)動機(jī)氣缸蓋清潔度控制是目前國內(nèi)外汽車制造企業(yè)面臨的一大生產(chǎn)難題，缸蓋水道內(nèi)腔卡滯鋁屑不僅會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)散熱性能變差，而且會給發(fā)動機(jī)質(zhì)量帶來嚴(yán)重的影響。本文主要論述防止缸蓋水道內(nèi)腔卡滯鋁屑的相關(guān)控制方法，并提供實例作為參考。

關(guān)鍵詞：氣缸蓋 鋁屑 清潔度 發(fā)動機(jī)質(zhì)量

1 前言

氣缸蓋作為發(fā)動機(jī)總成中的關(guān)鍵部件之一，其加工精度與清潔度將直接影響到發(fā)動機(jī)的質(zhì)量與使用性能。由于發(fā)動機(jī)氣缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得其加工過程中的清潔度控制尤為困難，清潔度較差的缸蓋送至裝配線裝配，將會導(dǎo)致裝配氣門泄漏、長缸體試漏不合格等問題頻繁發(fā)生，這不僅會嚴(yán)重影響到裝配生產(chǎn)線的FTQ，而且發(fā)動機(jī)的質(zhì)量與使用性能也被大打折扣。

為此，本文根據(jù)生產(chǎn)實際問題，就缸蓋清潔度控制中的“缸蓋水道內(nèi)腔卡滯鋁屑”問題，提出一些較為有效控制方法。

2 問題現(xiàn)狀介紹

本司某類在產(chǎn)鋁合金缸蓋水道內(nèi)腔（以下簡稱為“水腔”）為鑄造形成，多處水腔截面極窄（如圖1所示），加工過程中掉入水腔的鋁屑易附著在其腔道中，較大顆粒的鋁屑甚至卡滯于其狹小的腔道內(nèi)無法被排出（如圖2所示）;水腔卡滯鋁屑的缸蓋被裝配在發(fā)動機(jī)上，將導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的散熱性能較差，影響發(fā)動機(jī)質(zhì)量與使用性能。

根據(jù)統(tǒng)計，在設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下，用內(nèi)窺鏡在缸蓋下線工位檢查1000臺缸蓋卡滯鋁屑情況，發(fā)現(xiàn)平均每100臺缸蓋中有3～5臺缸蓋卡滯鋁屑，卡滯鋁屑占比為3%～5%。收集50臺卡滯有鋁屑的缸蓋，用內(nèi)窺鏡觀察卡滯鋁屑的形態(tài)，得出如圖3所示的三種占比較大的鋁屑類型;其中，卡滯A類鋁屑缸蓋占比為65%，D類15%，G類13%。

3 措施實施案例

從人、機(jī)、料、法、環(huán)五個方面系統(tǒng)分析造成缸蓋水腔卡滯鋁屑的原因，由于缸蓋加工為機(jī)床自動加工，其卡滯鋁屑與人、機(jī)、環(huán)3個方面的影響因素?zé)o關(guān)，可排除。確認(rèn)的影響因素如下：

①料：從物料方面分析。缸蓋水腔為鑄造形成，多處腔面極窄，易卡滯鋁屑;

②法：從加工工藝方面分析。刀具斷屑能力問題，部分加工鋁屑易卡滯在水腔中;清洗機(jī)清洗能力問題，清洗機(jī)無法將卡滯鋁屑清洗出來。

通過以上分析，確定以下兩種改善方向：

①減少進(jìn)入缸蓋水腔的鋁屑數(shù)量;

②優(yōu)化刀具的斷屑能力，增大水腔鋁屑能夠被清洗排出的概率。

基于以上分析，需確認(rèn)卡滯鋁屑的來源，并匯總生產(chǎn)線各工位的加工鋁屑形態(tài)，結(jié)果如圖4所示：

通過比較分析可確認(rèn)卡滯的鋁屑主要來源于粗加工的OP10～OP50工位，進(jìn)一步分析卡滯鋁屑的對應(yīng)加工刀具，發(fā)現(xiàn)卡滯占比最多的G類鋁屑主要來源OP10-T21228（鉆絲堵孔）、OP30-T21104（銑凸輪軸大頭孔）加工產(chǎn)生的鋁屑。

結(jié)合加工工藝與機(jī)床工裝結(jié)構(gòu)，為減少進(jìn)入缸蓋水腔的鋁屑數(shù)量，采取以下措施：

為防止缸蓋在OP30加工時大量鋁屑從缸蓋頂面水堵孔進(jìn)入水腔，建議在該工位增加水堵孔封堵裝置（如圖5所示;注：該封堵裝置已通過專利申請）。當(dāng)工件進(jìn)入機(jī)床定位準(zhǔn)確后，封堵裝置隨夾爪夾緊動作運(yùn)動，封堵缸蓋頂面水堵孔，防止加工過程中鋁屑從頂面水堵孔進(jìn)入水腔;當(dāng)工件加工完成后，封堵裝置隨夾爪松開動作運(yùn)動，抽離缸蓋頂面水堵孔，此時工件加工完成。

為增大清洗機(jī)能夠?qū)⑺讳X屑清洗排出的概率，采取以下措施：

優(yōu)化OP10-T21228（鉆絲堵孔）刀具的斷屑能力，將當(dāng)前產(chǎn)生的大顆粒鋁屑優(yōu)化成小顆粒鋁屑（如圖6所示），增大鋁屑被排出的概率。

①優(yōu)化OP30-T21104刀具的斷屑能力，將當(dāng)前產(chǎn)生的大顆粒鋁屑優(yōu)化成小顆粒鋁屑（如圖7所示），增大鋁屑被排出的概率。

以上措施的實施使缸蓋清潔度得到了明顯的優(yōu)化，完成粗加工的缸蓋清潔度可提升30%左右（即完成粗加工缸蓋水腔的鋁屑重量減少30%左右），有效降低了后續(xù)清洗機(jī)的清洗壓力;下線工位缸蓋水腔卡滯鋁屑占比由之前的3%～5%降低至1%～3%，可有效減少因水腔卡滯鋁屑造成的售后問題發(fā)生概率。

4 結(jié)束語

缸蓋清潔度作為一個體現(xiàn)缸蓋整線加工過程的綜合反映參數(shù)，其控制的有效性將直接體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量中。本文所論述的缸蓋水腔卡滯鋁屑問題，僅為清潔度控制評估的指標(biāo)之一，所采取的控制措施成本較低、效果明顯，對其他類似的箱體類零件加工清潔度控制具有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊慶遲，滕傳勇，何慧. 發(fā)動機(jī)缸蓋加工關(guān)鍵工藝研究[J].汽車技術(shù)，2017（16）.