梁聶恒，黃文成，鄧發(fā)平

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州545006）

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

閥座密封帶幾何輪廓是發(fā)動機(jī)燃燒室的重要組成部分，閥座與氣門配合，起到密封燃燒室頂部的作用。顯而易見，閥座密封帶的尺寸精度是影響燃燒室密封性能的重要因素。如圖1所示為密封帶的其中的4個關(guān)鍵特性值，具體要求表1，也是日常監(jiān)控中容易超差的尺寸。

圖1 閥座密封帶形狀示意圖（加粗標(biāo)識）

表1 閥座密封帶關(guān)鍵特性值

以一臺缸蓋進(jìn)氣側(cè)的8個閥座孔（見圖2）為例，目前生產(chǎn)線的臥式加工中心，采用一把專用鏜刀（見圖3）同時鏜削加工閥座密封帶和導(dǎo)管孔。鏜削密封帶的刀刃傾斜角與閥座密封帶的半錐角相等。加工時，由于閥座是淬硬材料（HRC50-58），刀刃磨損較快，而這種刀刃的磨損的輪廓會復(fù)制在閥座密封帶上，從而影響氣門與閥座在工作時的密封性。因此，刀刃的外觀質(zhì)量是決定閥座密封帶加工質(zhì)量的重要過程因素。為此，需要通過更換刀片、調(diào)整刀刃傾角、調(diào)整加工程序、測量確認(rèn)等步驟來重新恢復(fù)加工工序，以期能穩(wěn)定加工，達(dá)到閥座密封帶的產(chǎn)品尺寸特性要求。

圖2 進(jìn)氣閥座孔及其剖視圖

圖3 刀具及加工示意圖

我司生產(chǎn)線的生產(chǎn)困難現(xiàn)狀具體表現(xiàn)為：（1）閥座材料硬度高，對刀具的消耗大；（2）每次換刀或機(jī)床出現(xiàn)其他故障后，重新調(diào)試需要的時間、人力、物力成本大；（3）重新調(diào)試時，以及日常對閥座幾何輪廓的尺寸監(jiān)控中，其檢測手段有限，用輪廓儀、三坐標(biāo)測量機(jī)的檢測節(jié)拍較長。以下通過工件準(zhǔn)備、加工程序優(yōu)化、檢測方法優(yōu)化三方面提出改善，以提高調(diào)試效率。

2 工件準(zhǔn)備

改善前，為避免直接利用上道工序流轉(zhuǎn)下來的合格零件調(diào)試造成廢品，調(diào)試應(yīng)利用其他工序廢件，故每次調(diào)試需要的工件都從廢品區(qū)尋找。廢品區(qū)的物料擺放雜亂，每次尋找浪費(fèi)大量時間。且不一定找到合適的工件，只能將上道工序流轉(zhuǎn)下來的合格工件用作調(diào)試樣件，這樣造成物資浪費(fèi)，成本增加。

經(jīng)改善，經(jīng)常性地利用生產(chǎn)間隙，從全線產(chǎn)生的廢品中挑出合適的調(diào)試用工件，并定置存放。這樣在下次調(diào)試時，直接從定置區(qū)域取件，大大減少尋找工件的時間。調(diào)試用工件的挑選標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 調(diào)試用工件挑選標(biāo)準(zhǔn)

3 加工程序

改善前，當(dāng)進(jìn)氣閥座或排氣閥座對應(yīng)的刀具換刀后，上加工中心試切，直接加工完一臺缸蓋上的所有8個閥座。

經(jīng)改善，每次只試切1個閥座，留下7個閥座待試切不合格后再用（見圖2），這樣既節(jié)省了試切時間，又節(jié)省了調(diào)試用工件。下一次試切時，同理只取剩余的其中一個未切過的閥座孔。程序中用分號屏蔽掉未試切的7個閥座孔位置坐標(biāo)[1]，以西門子840D加工程序為例，只試切第一個閥座孔，屏蔽掉其余7個孔，加工程序如下：

.......（省略部分程序語句）

PH1： ；工步一

$P_PFRAME=CROT （X，-72）：DEC_POS[1]：CROT（X，72）：DEC_PI[1]：DEC_US[1]

TEMP

T139

M6（1，3，5830）

MSG（"ROUGH BORING S/GA01 to S/GA08"）

G0 Y-59.06 F700 S5830 D1 M3 M8 M7 H30=22001 H20=21

G0 A=DC（72）

RTP=-30.28+3+15+45+15

RFP=-30.28+3+15

DP1=-30.28+3

DP=-30.28+0.04

VROT=900

VROT1=5830

VAV=90

VAV1=700

G0 G64 Z=RTP M106

G0 X-26.8

REPEAT US_2AV_3ROT ；粗鏜S/GA01

；G0 X-66.2

；REPEAT US_2AV_3ROT ；屏蔽掉粗鏜S/GA02

；G0 X-119.8

；REPEAT US_2AV_3ROT ；屏蔽掉粗鏜S/GA03

；G0 X-159.2

；REPEAT US_2AV_3ROT ；屏蔽掉粗鏜S/GA04

；G0 X-212.8

；REPEAT US_2AV_3ROT ；屏蔽掉粗鏜S/GA05

；G0 X-252.2

；REPEAT US_2AV_3ROT ；屏蔽掉粗鏜S/GA06

；G0 X-305.8

；REPEAT US_2AV_3ROT ；屏蔽掉粗鏜S/GA07

；G0 X-345.2

；M124

；REPEAT US_2AV_3ROT ；屏蔽掉粗鏜S/GA08

；M125

G0 G53 D0 Z0 M5

G0 A=DC（90）

H30=22002

TCY（"PH1"，）

PH2： ；工步二

$P_PFRAME=CROT （X，-72）：DEC_POS[1]：CROT（X，72）：DEC_PI[1]：DEC_US[1]

TEMP

T141

M6（1，3，5787）

MSG（"FINISH BORING S/GA01 to S/GA08"）

G0 Y-59.06 F579 S5787 D1 M3 M8 M7 H30=22002 H20=22；A=DC（62）

G0 A=DC（72）

RTP=-30.42+3+47+70

RFP=-30.42+3+47

DP1=-30.42+1

DP=-30.42-0.02

VROT=1200

VROT1=5787

VAV=80

VAV1=650

G0 G64 Z=RTP M106

G0 X-26.8

REPEAT US_2AV_2ROT ；精鏜S/GA01

；G0 X-66.2

；REPEAT US_2AV_2ROT ；屏蔽掉精鏜S/GA02

；G0 X-119.8

；REPEAT US_2AV_2ROT ；屏蔽掉精鏜S/GA03

；G0 X-159.2

；REPEAT US_2AV_2ROT ；屏蔽掉精鏜S/GA04

；G0 X-212.8

；REPEAT US_2AV_2ROT ；屏蔽掉精鏜S/GA05

；G0 X-252.2

；REPEAT US_2AV_2ROT ；屏蔽掉精鏜S/GA06

；G0 X-305.8

；REPEAT US_2AV_2ROT ；屏蔽掉精鏜S/GA07

；G0 X-345.2

；M124

；REPEAT US_2AV_2ROT ；屏蔽掉精鏜S/GA08

；M125

G0 G53 D0 Z0 M5

G0 A=AC（90）

H30=3

TCY（"PH2"，）

GOTOF END ；跳轉(zhuǎn)到程序結(jié)尾

......（省略中間部分程序語句）

END： ；程序結(jié)尾的標(biāo)識

TCY（"Temps total"，）

FIN：

MSG（""）

RAZ_TEMP

RET

ERREUR：

SETAL（66119）

RET

4 檢測方法

試切完成后，閥座密封帶的寬度和角度一般通過輪廓儀檢測。輪廓儀屬于高精密檢測儀器，對環(huán)境溫度、濕度有嚴(yán)格要求，還要求被測工件清潔及恒溫處理至少40 min。閥座密封帶的圓度和跳動可通過帶掃描功能的三坐標(biāo)測量機(jī)來檢測，而三坐標(biāo)測量機(jī)對環(huán)境及被測工件有同樣的嚴(yán)格要求。

為提高調(diào)試的效率，特意引進(jìn)兩款線邊專用檢具，其對環(huán)境溫濕度無嚴(yán)格要求，只要保證被測工件清潔度，就可快速檢測閥座密封帶的寬度、角度、圓度、跳動。而工件即使沒有在20℃恒溫處理，也可輸入溫度補(bǔ)償值，計算并輸出工件在20℃下的尺寸值。以下，介紹兩款線邊專用檢具的檢測原理。

圓度及跳動專用檢具工作原理如圖2。測頭閥座部分加工一段圓弧面作為測量時的機(jī)械基準(zhǔn)，即氣門閥座的中心點(diǎn)BE3；導(dǎo)管部分兩截面各2個噴嘴（T1，T2，T3，T4）測量導(dǎo)管孔的中心BE1和BE2；通過公式計算出導(dǎo)管孔相對氣門閥座的同軸度。閥座部分的球形噴嘴（T5）在測頭旋轉(zhuǎn)過程中，掃描閥座并計算閥座的圓度；同時，通過與導(dǎo)管孔相對氣門閥座的同軸度的測量數(shù)據(jù)合并計算氣門閥座的跳動[2]。

圖4 閥座密封帶圓度及跳動檢測原理

寬度及角度專用檢具工作原理如圖5所示。檢具以導(dǎo)管孔作為定位及測量基準(zhǔn)，在閥座某個縱截面中，球頭噴嘴沿閥座密封帶寬度方向滑行，內(nèi)部的位移傳感器即可感知閥座輪廓的微小變化，球頭噴嘴一邊滑行，工控機(jī)內(nèi)部的測量軟件一邊掃描計算出閥座的實(shí)際輪廓圖形，通過圖形計算，即可輸出閥座密封帶寬度②及角度。

圖5 閥座密封帶寬度與角度檢測原理

5 總結(jié)

通過工件準(zhǔn)備、加工程序、檢測方法三個方面改善，獲得了以下幾方面的收益：（1）相比于改善前在工件準(zhǔn)備時臨時尋找廢件、試切時8個閥座孔同時試切、檢測時工件恒溫處理很長時間這三種狀況，改善后調(diào)試時間由4 h縮短到1 h，大大提升了閥座幾何輪廓調(diào)試的工作效率；（2）最大程度利用廢件，單次試切只用一個閥座孔；（3）利用線邊專用檢具，對閥座密封帶的關(guān)鍵特性值重點(diǎn)監(jiān)控，加大監(jiān)控頻次，保證工件質(zhì)量。