唐麗巧，高 鍵，何宗南，劉獻(xiàn)民

（柳州五菱柳機(jī)動(dòng)力有限公司，廣西 柳州545005）

近年來，隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，不斷有新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)引入。發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)已成為汽車零部件制造業(yè)的至關(guān)重要的一部分，對(duì)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的要求越來越高，給裝配密封性也帶來了很大的挑戰(zhàn)[1]。發(fā)動(dòng)機(jī)的密封性能差會(huì)引起漏水、漏油、漏氣現(xiàn)象，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的密封性能，需要保證缸蓋結(jié)合面的制造精度，故在缸蓋加工過程，對(duì)缸蓋底面平面度方面的工藝要求也越來越高（見圖1），如我司生產(chǎn)的LJ469Q-1E2缸蓋，其底面平面度要求小于0.03mm.

圖1 底面平面度加工工藝要求

1 生產(chǎn)工藝流程

發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋毛坯一般為合金鑄鋁件，作為發(fā)動(dòng)機(jī)上關(guān)鍵零部件之一，加工精度要求較高，加工工藝復(fù)雜，其加工質(zhì)量直接關(guān)乎發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能。通過不斷的研究和改善，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的加工工藝已經(jīng)逐漸成熟，基本能滿足精度要求。其中對(duì)于缸蓋關(guān)鍵工序—底面平面度加工的工藝流程主要是為：缸蓋毛坯上線檢查—粗銑/半精銑/精銑頂面—半精銑底面—精銑底面—水油氣道試漏—成品下線。整個(gè)工藝過程中，精銑底面至關(guān)重要，直接關(guān)系底面平面度值。

2 重點(diǎn)工藝

底面平面度的加工已作為衡量發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋精加工的重要關(guān)鍵工序之一，其形位公差和精度的要求也越來越高，越來越受到各發(fā)動(dòng)機(jī)工廠重視。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋底面平面度的加工工藝已經(jīng)逐漸成型。

對(duì)于我司之前量產(chǎn)的465Q發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋，精銑底面采用X52K普通銑床加工，銑削余量0.5 mm，銑削時(shí)進(jìn)給速度 vf（500 mm/min），主軸轉(zhuǎn)速 n（1 000 r/min）。普通銑床加工底面，主要有幾個(gè)因素會(huì)對(duì)底面平面度精度造成影響：1）刀盤擺放角度的影響。即銑削方式采用階梯銑削，為粗刀到精刀位置布置，由刀盤旋轉(zhuǎn)所形成的圓從大到小排列，吃刀深度由小到大遞增，當(dāng)?shù)侗P的調(diào)整角度過大或過小時(shí)，粗刀與精刀在走刀時(shí)會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的刀紋，刀紋深淺不一時(shí)容易造成平面度超差；2）主軸精度的影響：刀具為硬質(zhì)合金刀具，加工粉末冶金時(shí)，刀具磨損快，切削阻力大，刀具容易震動(dòng)，另外受機(jī)床主軸精度影響，底面平面度等加工精度也常超差，也難以達(dá)到工藝要求，造成較多的產(chǎn)品不良，影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能；3）手動(dòng)裝夾的影響：精銑底面以凸輪軸孔定位，缸蓋頂面兩側(cè)中間為支撐點(diǎn)，當(dāng)手動(dòng)夾緊時(shí)，中間兩塊支撐塊將工件往上頂，這時(shí)工件的位置已發(fā)生變化，加工時(shí)容易發(fā)生變形，故手工裝夾也容易使工件變形，導(dǎo)致平面度超差；4）導(dǎo)軌精度的影響：加工的工件產(chǎn)生的鋁屑?xì)埩粼趯?dǎo)軌上，而裝夾工件時(shí)不停在導(dǎo)軌上來回挪動(dòng)，導(dǎo)軌容易磨損，對(duì)底面平面度也有一定影響。

我司新設(shè)計(jì)開發(fā)的LJ469Q-1E2發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋加工和465Q型發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋精銑底面加工基本相似，針對(duì)465Q型發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋底面加工存在的問題，我司469Q-1E2缸蓋線在工藝規(guī)劃時(shí)吸收了同行的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，在精銑底面的加工上進(jìn)行了有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3 加工工藝改進(jìn)

設(shè)備由X52K普通銑床改為加工中心，大量減少工裝數(shù)量。加工中心加工精度高、重復(fù)精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。且改變工件的形狀和尺寸，只需要修改加工程序和調(diào)整刀具數(shù)據(jù)即可，大大縮短了生產(chǎn)周期[2]。

刀座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，精銑底面由原來的硬質(zhì)合金刀片改為可轉(zhuǎn)位CBN刀片，切削力較小，可提高刀具使用壽命，同時(shí)采用帶微調(diào)裝置的可調(diào)刀夾，刀具角度以及尺寸大小可做微調(diào)，保證底面平面度的穩(wěn)定性。如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后的刀盤結(jié)構(gòu)

裝夾方式由之前的手動(dòng)裝夾改為液壓自動(dòng)夾緊，液壓夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，操作方便、夾緊動(dòng)作迅速，能提高生產(chǎn)率，又可降低夾具的成本。且在夾緊過程中，液壓夾緊力大小能保證零件在加工過程中不產(chǎn)生位移或振動(dòng)，也不會(huì)使工件變形或壓傷工件表面。工件在完成加工后，仍能保持工件的夾緊狀態(tài)，可有效防止工件變形，保證底面平面度的精度。

根據(jù)2016年6-12月的加工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比，采用加工中心、新刀具、更改裝夾方式的改進(jìn)后，成品入庫(kù)抽檢底面平面度的不合批次由改進(jìn)前的3～5批次/月降低到0～1批次/月，其中刀具使用壽命和加工穩(wěn)定性有了明顯提升，換刀頻次由改進(jìn)前的1件/90件優(yōu)化為1件/1 000件，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效果。

4 結(jié)束語

通過CBN刀具、PCD刀具、國(guó)外刀具的先進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的引入以及加工方式的改進(jìn)，在缸蓋底面平面度加工上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，缸蓋加工時(shí)，能夠很好的保證平面度、粗糙度穩(wěn)定性，也有效解決了底面平面度不良的工藝問題，同時(shí)也有效避免了硬質(zhì)合金刀具引起的刀刃磨損較快時(shí)，磨損缺陷會(huì)在復(fù)制到底面平面度上的問題[3]。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)性能的實(shí)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋底面平面度的加工工藝是不可忽視的要素，需要工藝人員必須做好底面平面度加工工藝設(shè)計(jì)工作的優(yōu)化研究。