發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟局该，氣缸體沃铣、氣缸蓋尘斧、曲軸和凸輪軸等4C件作為其核心部件，其質(zhì)量直接關(guān)系著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能暴彻。在4C件制造中派男，腔室積屑、加工變形和切削液后處理成本等問題一直是發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件制造的老大難問題冬魏，制約著產(chǎn)品交付質(zhì)量的提升和產(chǎn)品制造成本的降低帮寻。我司通過項(xiàng)目實(shí)踐乍狐，研究并應(yīng)用了對(duì)磨技術(shù)、柔性清洗工藝固逗、模擬缸蓋技術(shù)浅蚪、MQL技術(shù)和機(jī)群式布置等新工藝、新技術(shù)烫罩，有效地解決了以上問題惜傲。

倒立磨技術(shù)

倒立磨技術(shù)，即砂輪主軸垂直于底面贝攒，工件在機(jī)床內(nèi)豎直放置盗誊，兩個(gè)砂輪主軸驅(qū)動(dòng)兩片CBN砂輪從工件兩側(cè)進(jìn)行對(duì)立式磨削，技術(shù)原理如圖1所示隘弊。

倒立磨技術(shù)加工凸輪軸具有以下3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1.加工時(shí)工件呈豎直狀態(tài)哈踱，將臥式加工中阻礙加工的工件重力轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫捻敿忭斁o力，避免了工件自身重力導(dǎo)致的產(chǎn)品變形梨熙，提高了凸輪軸磨削精度的保證能力嚣鄙。

圖1 對(duì)磨技術(shù)示意圖

2.雙磨削主軸以工件為軸線對(duì)稱分布，雙磨削主軸法向力相互抵消秩纹，使工件徑向受力平衡，通過中心架平衡掉法向磨削力萎丘，從而實(shí)現(xiàn)了凸輪軸磨削時(shí)的受力平衡园撵，解決了凸輪軸加工中磨削力導(dǎo)致的產(chǎn)品變形。

3.CBN高效磨削技術(shù)另款，令效率倍增石沸。磨削中采用了高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命的CBN砂輪询嘹，而且磨削時(shí)2片CBN砂輪同時(shí)工作庵动，使磨削效率大幅提升。

柔性清洗工藝

柔性清洗工藝拓展了加工中心的應(yīng)用范圍呜谓，創(chuàng)新性的實(shí)現(xiàn)了高壓清洗與加工的完美結(jié)合暮课。該工藝充分利用了加工中心的柔性和加工中心內(nèi)冷系統(tǒng)的高壓特性，通過優(yōu)化加工中心刀具內(nèi)冷孔的結(jié)構(gòu)洼荡，在加工中利用從機(jī)床主軸中噴射出的用于冷卻主軸和刀具的高壓內(nèi)冷切削液椎吼，將高達(dá)5MPa的高壓內(nèi)冷水沖擊到加工部位，起到了很好的輔助斷屑效果;加工后采用專用刀具進(jìn)行定點(diǎn)高壓清洗下质，再次進(jìn)行高壓去毛刺;借助加工中心的聯(lián)動(dòng)特性姓建，針對(duì)清洗機(jī)無法有效清洗的部位進(jìn)行柔性清洗。

柔性清洗工藝的突出優(yōu)點(diǎn)主要有4點(diǎn)：

1.清洗壓力高缤苫。壓力清洗的噴射力與噴嘴出口壓力開方成正比速兔。機(jī)床內(nèi)冷壓強(qiáng)為5MPa墅拭，傳統(tǒng)壓力清洗機(jī)壓強(qiáng)為1.5MPa，在其他條件相同的情況下涣狗，機(jī)床刀具內(nèi)冷孔水流噴射力比用清洗機(jī)水流噴射力大2.12倍谍婉，用機(jī)床刀具內(nèi)冷孔的水流進(jìn)行切屑清洗會(huì)提高清洗質(zhì)量。

2.定向性好屑柔。刀具內(nèi)冷孔直徑為Φ1.5mm屡萤，孔徑小，有利于提高清洗射速及水柱定向性掸宛，不容易散射死陆。

3.柔性高。加工中心可實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)唧瘾，能夠?qū)崿F(xiàn)多角度措译、無死角的清洗，可有效地解決異型曲面殘屑的問題禀丁。

4.成本低翼辱。將清洗與加工時(shí)間重合，大幅提高了設(shè)備利用率跨基。

模擬缸蓋技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)裝配中吴烹，在完成缸體與缸蓋裝配后，缸孔受到來自缸蓋的擠壓力肾俯，產(chǎn)生變形眨攀，引起缸孔與活塞間的摩擦力增大，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能乡纸、壽命扛聂。在缸體精加工前，裝配硬化的模擬缸蓋后進(jìn)行缸孔的精加工坪秒、超精加工栏付，可以減小整機(jī)裝配后缸孔的變形，這種裝配模擬缸蓋后加工的技術(shù)即為模擬缸蓋技術(shù)煞嫩。缸體裝配模擬缸蓋后進(jìn)行精加工组弥，提前考慮了缸體、缸蓋裝配后產(chǎn)生的變形逗爹，有效地保證了裝配后產(chǎn)品的質(zhì)量终抽。裝配模擬缸蓋與產(chǎn)品缸蓋的變形數(shù)據(jù)分析如表1、表2所示桶至。

通過對(duì)裝配真實(shí)缸蓋和裝配模擬缸蓋后的形變分析對(duì)比昼伴，可以發(fā)現(xiàn)，裝配模擬缸蓋后的變形趨勢(shì)與裝配真實(shí)缸蓋時(shí)的變形趨勢(shì)相同，形變量的差異較小圃郊，可以采用模擬缸蓋代替真實(shí)缸蓋進(jìn)行缸孔的精加工价涝、超精加工。

在裝配模擬缸蓋的情況下將缸孔加工到產(chǎn)品性能所需的參數(shù)要求持舆，在拆除模擬缸蓋后色瘩，缸孔會(huì)出現(xiàn)變形，但在總裝線裝配真實(shí)缸蓋后逸寓，缸孔恢復(fù)到模擬缸蓋擰緊時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)居兆，從而保證了裝配后的各項(xiàng)精度。

MQL技術(shù)

MQL技術(shù)竹伸，即氣液混合微量潤(rùn)滑技術(shù)泥栖，是一種新型的切削潤(rùn)滑技術(shù)。將適量的MQL油與壓縮空氣混合后通過刀具內(nèi)冷孔噴射到加工面上刹由，起到冷卻厨刷、潤(rùn)滑和清理切屑的作用。目前該技術(shù)已經(jīng)在曲軸加工領(lǐng)域全面應(yīng)用妨菩，并在缸體糙枚、缸蓋加工中進(jìn)行推廣應(yīng)用的驗(yàn)證。MQL技術(shù)原理如圖2所示厚饱。

MQL技術(shù)作為一種綠色的準(zhǔn)干式加工技術(shù)檐伞，具有如下3點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1.加工中無需更換MQL油，只需定期添加捕如，無廢水排放切拳，油霧經(jīng)設(shè)備凈化處理后直接排放，有效的避免了工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染尖鲜。

2.改善刀具切削條件，抑制及降低加工過程中產(chǎn)生的切削熱瓷莽，提高了刀具壽命宣璧。

3.微量的MQL油代替了切削液，降低了輔料消耗和切削液的后處理成本溃卡。

機(jī)群布置工藝

機(jī)群布置的核心理念是工藝為主溢豆，布置適應(yīng)工藝，以最少的工序數(shù)量加工出產(chǎn)品瘸羡，多臺(tái)相同設(shè)備完成一道工序加工漩仙。機(jī)群布置工藝形式如圖3所示。

圖3 機(jī)群工藝布置示意圖

機(jī)群布置工藝的優(yōu)點(diǎn)有：工序集中最大化犹赖，產(chǎn)品裝夾次數(shù)最少化队他，利于保證產(chǎn)品加工精度;輔助時(shí)間所占比重小，設(shè)備利用率最高;一臺(tái)設(shè)備故障僅影響生產(chǎn)線少量產(chǎn)能峻村，整線開動(dòng)率高麸折。其缺點(diǎn)有：產(chǎn)品加工一致性差;不便于產(chǎn)品質(zhì)量追溯;物流不暢;通常輔以桁架機(jī)械手來滿足質(zhì)量追溯及物流需求锡凝。

機(jī)群布置工藝多在生產(chǎn)綱領(lǐng)較大的全自動(dòng)生產(chǎn)線中采用。

結(jié)語(yǔ)

隨著工藝技術(shù)和裝備技術(shù)的進(jìn)步垢啼，新的工藝和技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來窜锯，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)不斷向前發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)加生產(chǎn)線中所遇到的問題芭析、長(zhǎng)期以來未攻克的難題也都逐漸得到解決悄贴，在產(chǎn)品質(zhì)量保證能力不斷提升的同時(shí)，制造成本也得到很好的控制傀掘。

采用倒立磨加工凸輪軸诈绷，可以避免凸輪軸在加工中因受自重而發(fā)生變形，使工件受力平衡珍媚，提高了產(chǎn)品加工精度和效率;在缸蓋加工中利用加工中心內(nèi)冷沖洗缸蓋水道瓢圈、凸輪軸室等異形曲面，解決了工序過程中的積屑和卡屑問題;模擬缸蓋技術(shù)解決了缸體尼布、缸蓋在裝配時(shí)出現(xiàn)的缸孔變形的工藝問題珊场，保證了裝配質(zhì)量;氣液混合MQL技術(shù)實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)干式切削，減少了切削液的使用及對(duì)環(huán)境的污染;機(jī)群布置工藝實(shí)現(xiàn)了工序的集中朦舟，減少了輔助時(shí)間的占比逼酗，提高了設(shè)備利用率。

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