鄧發(fā)平 黃家貴

摘 要：如今，汽車行業(yè)的發(fā)展已成為國民經(jīng)濟中的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車制造水平將會直接體現(xiàn)一個國家的經(jīng)濟實力，因而汽車領域的開發(fā)研究已成為經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的部分。作為汽車技術含量較高的組成部分，發(fā)動機缸體的加工，漸漸滲透于各大企業(yè)當中。發(fā)動機缸體是薄壁多孔的零件，對于其加工的各項程序精度要求極高，并且零件加工的優(yōu)劣直接影響發(fā)動機的性能。文章主要針對在發(fā)動機缸體加工時產(chǎn)生變形的因素進行分析，以及對發(fā)動機缸體加工精度的控制。

關鍵詞：發(fā)動機缸體；加工變形；精度；控制

中圖分類號：TG713.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）17-0016-02

1 概 述

近幾年，我國汽車銷量有大幅度的提升。從2009年開始我國汽車的產(chǎn)銷呈上升趨勢，成為世界第一汽車生產(chǎn)和消費國，創(chuàng)我國歷史新高。目前，我國的汽車制造主要以中外合資發(fā)展為主，主要核心技術掌握在西方國家的手里。發(fā)動機生產(chǎn)技術主要來源于美國、德國、日本等國家，例如上海大眾、一汽大眾、東風日產(chǎn)、廣州豐田、廣州本田等。

雖然我國當下汽車發(fā)動機的研究有突飛猛進的進展，但是面對我國如此龐大的產(chǎn)銷需求仍是遠遠不夠。一味地依賴于國外引進的新技術，對于在根本上解決我國的汽車發(fā)展的問題沒有任何幫助?，F(xiàn)在汽車對于發(fā)動機的要求越來越多，不僅僅要性能好，更重要的是要有較強的市場適能力強，提高自動化程度高，在大批量生產(chǎn)的同時，減低成本，這就要求在發(fā)動機缸體的加工過程中，提高其精度和質(zhì)量。因此對于發(fā)動機缸體的研究和改造具有極其重要的作用。

2 發(fā)動機缸體的加工

2.1 缸體加工介紹

發(fā)動機缸體作為具有薄壁多孔復雜結(jié)構的箱體類零件，在其加工過程中容易產(chǎn)生變形，這就要求對其精度的進行嚴格控制。目前，發(fā)動機的加工生產(chǎn)主要是指在數(shù)控加工中心的控制下，按柔性線上完成生產(chǎn)。此項技術對于自動化技術要求較高，并且生產(chǎn)成本相對較低。此外，在缸體加工上，對于任意環(huán)節(jié)的精度要去非常的高，否則難以達到該項工藝的標準要求。

2.2 缸體加工的具體工藝流程

2.2.1 缸體表面加工

缸體表面加工主要分為平面加工和空隙加工。平面加工主要由端面銑削構成，如：對頂面，底面以及前后端面的加工。而空隙加工常需要鏜削、珩磨、鉆、鉸和攻等工藝組成，包括水套空、安裝孔、連接孔、活塞缸孔、油孔等。

2.2.2 缸體加工流程

缸體加工工序大致可分為主要型面加工、主要孔柱加工、清洗檢測、輔助結(jié)構加工四道程序，不同程序負責的領域不同，定位基準也不盡相同。例如：一部分程序采取兩銷完全定位方式，也有的采取粗基準3-2-1完全定位方式。而且，不同的方式的定位面也有底面和端面的區(qū)別。在缸體的加工過程中，對于缸體底面和端面的加工是極其重要的工序。

2.2.3 缸體加工劃分階段

缸體加工可以分為粗加工和精加工兩個模塊，每個模塊可具體分為兩部分，整個生產(chǎn)線分為眾多的粗加工單元、半精加工單元以及精加工單元三部分。對于各個階段要根據(jù)所需求的產(chǎn)品進行定位，進行合理化生產(chǎn)。

3 影響發(fā)動機缸體加工變形的因素

3.1 工藝系統(tǒng)影響因素

3.1.1 機床誤差

對于機床誤差而言，主要是由主軸回轉(zhuǎn)導軌和傳動誤差帶來的。例如：在加工過程中，主軸回轉(zhuǎn)導軌對于端面加工的形狀及位置影響較大。這會對后續(xù)的發(fā)動機缸體加工產(chǎn)生巨大影響。

3.1.2 夾具誤差

夾具誤差可分為定位誤差和加緊誤差。定位誤差可以通過定位方式來矯正，而對于夾緊誤差，就需要我們在開始生產(chǎn)零件前，改變夾緊力的大小，從而解決夾具引起的誤差 問題。

3.1.3 刀具誤差

在如今缸體的生產(chǎn)工藝下，刀具需要與主軸進行緊密結(jié)合，對所需要達到的定位精度要求極高，因此刀具在安裝上帶來的誤差以及刀具的振動誤差越來越重要。但是面對日益磨損的刀具，其帶來的誤差，將會使缸體產(chǎn)生加工變形。

3.1.4 工件分析

對于發(fā)動機缸體，其端面的切削加工過程會有熱和力的變形，這樣就會在一定程度上造成不必要的誤差。熱變形可以采用高壓冷卻液或冷卻刀片進行減小誤差，而對于力變形而言，其主要是由于夾具和刀具上的力引起的。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，切削力對于工件的加工所形成的誤差大于夾緊力，因此銑削加工帶來的誤差嚴重影響工件的加工。

3.2 工藝過程影響因素

3.2.1 加工工藝的分析

對于現(xiàn)在的加工工藝而言，主要由刀具路徑、加工程序和切削參數(shù)構成。刀具路徑改變缸體的外形，加工程序決定加工變形，而切削參數(shù)嚴重影響缸體質(zhì)量。無論是在粗加工產(chǎn)生的切削力還是半精加工由于磨損產(chǎn)生的銑削力，對于這三個組成部分來說都會在一定程度上直接影響缸體的加工精度。切槽刀的相關數(shù)據(jù)，見表1。

溝槽加工切削用量的相關情況，見表2。

3.2.2 過程調(diào)整的分析

在發(fā)動機的生產(chǎn)線運行過程中，不僅僅要對設備進行調(diào)整，要在工藝方案能夠進行的同時，對設備進行參數(shù)調(diào)整，這樣才會改善工件加工過程中，產(chǎn)生的不必要的誤差，從而提高缸體精度。

3.2.3 結(jié)果測量及分析

對于缸體加工的結(jié)果測量，常使用三坐標儀進行測量，其精度可達0.001 mm，滿足缸體精度要求，這樣對于缸體精度產(chǎn)生的誤差可以忽略不計。

4 對于發(fā)送機缸體加工精度的控制

4.1 缸體加工變形及精度關系

缸體加工變形嚴重影響缸體的精度，而缸體覺的精度的大小也會對缸體加工的變形產(chǎn)生一定的影響。缸體的加工變形和精度相輔相成，密不可分。因而，通過改變缸體的精度來減少缸體加工帶來的變形，可以在一定程度上解決發(fā)動機缸體問題。

4.2 缸體精度控制方法

4.2.1 直接法減少消除原始誤差

在缸體的生產(chǎn)過程中，采用直接法來減少誤差是最常用的辦法。這對于消除加工過程中帶來的誤差有直接作用。常用的直接法為：在刀具加工一定零件后，更換新的刀具，以確保加工零件的精確性。

4.2.2 誤差補償法和均衡法

所謂誤差補償法是指人工制造出一種新的原始誤差，使原來固有的誤差得到抵消。人為誤差和原始誤差大小相同，方向相反，二者的相互抵消可消除誤差，進而提高缸體的加工精度。

而均衡法是指：由于加工程序和加工內(nèi)容不當造成的誤差積累，可通過前后內(nèi)容平衡來消除誤差，例如：在粗加工和半精加工過程中，就會使粗加工中的誤差遺留到半精加工中，此時就可采用均衡法，使誤差降到最低。

4.2.3 誤差轉(zhuǎn)移法

常用的誤差轉(zhuǎn)移是指在工藝生產(chǎn)過程中，將系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差轉(zhuǎn)移到不影響產(chǎn)品精度加工方向上，從而達到消除誤差的目的。在工藝上可轉(zhuǎn)移的誤差有，力變形、熱變形以及幾何誤差等。如缸體后端面密封面在產(chǎn)生接刀痕時，可通過改變走刀路線，消除對密封面的影響。

5 結(jié) 果

對于缸體內(nèi)部復雜的結(jié)構，其加工工藝要求比較高。并且在缸體加工過程中，其影響因素受多方面影響，在生產(chǎn)中難免會產(chǎn)生一定的誤差，從而降低工件的使用價值，影響缸體的實用性能。故而，在生產(chǎn)缸體的過程中，了解和掌握缸體變形的影響因素，采用合理有效的方法，減少生產(chǎn)中產(chǎn)生的不必要的誤差，進而在汽車工程研究方面提高缸體的精度，是每個企業(yè)必須面臨的發(fā)展方向。

6 結(jié) 語

發(fā)動機作為汽車的心臟，其的實用性能直接影響著汽車工作的使用價值。作為發(fā)送機的基礎零件，缸體的研究分析直接決定著發(fā)送機的整體性能。因而，要想提高發(fā)動機的使用性能，就要嘗試著控制缸體零件的加工精度和和質(zhì)量。研究汽車發(fā)動機缸體制造過程中的加工變形對于發(fā)動機缸體制造的質(zhì)量和精度控制有著至關重要的作用。在加工過程中，對銑削力、夾緊力的加工變形分析以及相應的精度分析研究，有利于促進我國發(fā)動機制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為我國汽車發(fā)動機制造提供理論指導基礎。

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