汽车发动机缸体加工及质量诊断分析研究论文_田原

汽车发动机缸体加工及质量诊断分析研究论文_田原

江淮汽车股份有限公司

引言:

汽车发动机缸体的加工具有特殊性,要求高,工艺难度大,但对生产周期、质量有严格要求。为了实现这些目标,有必要为气缸体的试制制定科学的生产工艺计划。

1发动机缸体的加工

尽管我国现在汽车制造业发展突飞猛进,但是汽车的市场往往供不应求,尤其是汽车发动机优质车辆少之又少。反思当今我国汽车产业的现状,发现我国的汽车市场广阔,但要提高国产汽车的市场占有量,势必要提高国产汽车的核心性能。因此,汽车制造产业的技术人员就要不断的降低生产成本的同时,提高发动机制造的技术含量以及质量,以此来提高竞争力。

1.1汽车缸体加工介绍

由于发动机的缸体内壁薄,外形结构复杂,缸孔、曲轴孔孔径较大精度要求较高,是一个十分复杂的箱制零件,所以,在对缸体加工时尤为要注意缸体的形状,稍微的技术不达标,就会造成箱体的变形。现今,在我国的汽车制造领域,缸体加工是采用自动化流水线式的加工模式,所以对其加工技术也提出的更高的要求。不仅要加工的效率高,还要加工技术水平好,加工的成本低。除此之外,缸体加工最大的难点就是加工的每一个细节都要做到极致,精确度要极高,不然将会直接影响汽车发动机的性能。

1.2汽车缸体加工的详细工艺流程

发动机缸体加工工艺复杂,笔者在此只列举一种较为常见的工艺流程。哪一序出了微小的质量问题都可能导致整个缸体报废。发动机缸体加工生产线由几十台加工中心,十几台辅机组成,即便是自动化生产线也需要由十多名操作、检验、调整、维护人员支撑,这么多要素集合在一起,影响加工质量的因素也就变得极其多样、复杂。

2汽缸体加工常见问题

1)毛坯制作缺陷。毛坯铸造时存在孔洞、砂眼、毛坯预留余量过大、毛坯余量不均匀等,造成打刀、刀具切削余量不均。

2)切削参数。切削参数选择不当会造成刀具寿命低、工件加工表面质量较差、影响机床性能,长期将造成机床精度降低、机床使用寿命降低。

3)刀具物理参数。刀具工作角度设计不合理及制作精度不高,导致刀具加工时耐磨损性不足、刀具切削力过大及刀具无法达到预期寿命。

3对于发动机缸体加工精度的控制

3.1可靠性缸体加工精度把控

当前的可靠性缸体加工精度把控实际是一种较高效的优化方案,主要分为四个部分,分别是对发动机或缸体加工的计划模拟、提出方案、优化设计和实验方案,在对加工过程进行计划模拟时,首先要进行加工试验,了解误差的情况,以及控制精度方法的可行性,其次是要在可靠性方案方面对加工好的缸体的性能进行分析,然后进行项目的下批次的方案设计,最后对预计出来的方案进行评估;在优化设计方面,首先需要运用到计算机工程技术对此加工方案进行编制和计算,其次,优化设计出来的加工方案进行结构性的分析和模拟的构建;在实验方案上,将最后出来的优化设计的方案进行样机试制,如果可行性强,则可以投入缸体加工的"实战"中。

3.2缸体精度控制方法

一般而言,可靠性的缸体精度控制设计方案在庞大复杂的工程或者系统中运用的比例比较大,因为当今人们越来越注重一件产品或者是一项技术的综合评估,而在可靠性控制方法中,常用到几种科学的分配方法。

3.2.1AGREE法该方法主要是权衡缸体构造系统的复杂性和精度控制的重要性,考虑到了缸体内部各部件元素的关系;AGREE法可以降低缸体加工的原本误差。在加工运用中即为,在用工具加工缸体内的零部件时,可以通过更改加工工具,来减少使用工具的重复性,减少由反复摩擦带来的热量,这样可以提高缸体加工的精确度。

3.2.2等分配法分配方法简单,操作也简单,缸体内的的各部件的可靠性容易被忽略。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对该方法的可靠性分析发现,分配方法一定程度上促进了缸体加工总体设计方案的优化,因为加工缸体时的操作方式不对或者是加工的流程颠倒,是的误差累积的越来越大。因此,要将误差均衡等分配化,将误差降至最低。

4缸体加工的新工艺

轿车发动机越来越多地采用铝质缸体。但是,由于铝的材料特性所决定,它不能适应汽缸工作时的特定环境,所以在发动机铝质缸体的传统设计中,通常采用镶嵌铸铁缸套的结构作为解决方案。然而,这种解决方法存在很多问题。随着发动机加工工艺的不断发展,这种做法目前正在被一种新的方法所取代:这就是汽缸热喷涂工艺。汽缸热喷涂工艺是将熔化的金属合金喷涂到汽缸内壁上,从而形成一层适应气缸工作环境的表面构造。

采用汽缸热涂层结构具有以下优点:①显著提高汽缸内壁的强度;②减少汽缸内壁与活塞的摩擦;③提高汽缸的使用寿命;④抵抗劣质燃料引起的汽缸锈蚀;⑤使缸体具有更好的导热性能(这一点对于高功率小体积的发动机尤为重要);⑥缩小缸体体积,减轻发动机重量。

在加工中心上实现珩磨加工,以此取代传统的珩磨机床,具有一系列的优越性:①珩磨前的精镗工序在同一台加工中心上进行,这就能够很好地控制下道珩磨工序的加工余量,从而大幅度减少珩磨的时间;②与采用传统珩磨机床完成珩磨加工的缸体生产线相比,采用加工中心完成珩磨加工可以节省机床数量。将投资和运行成本一并计入考虑,后者最高可以节省20%的资金;③有利于保持生产线的并行加工模式,提高设备使用率;④当生产线的加工产品发生改变,而不再需要珩磨工序时,该机床仍可以作为加工中心继续使用;⑤由于在珩磨和此道工序前的精镗加工中,工件是在一次夹紧状态下且在同一台高刚性SPECHT加工中心上进行的,所以能够保证珩磨后达到极高的形位公差精度。例如,汽缸的圆柱度可以很有把握地控制在0.005mm内。

5汽车发动机缸体加工工艺的创新

从哲学的角度来讲,创新是一切发展的动力与源泉。一切事物要想得到健康而又持久的发展必须依靠创新。只有大力创新才能推动事物的发展,才能使事物处于健康而又持久的发展状态。社会上的各行各业都离不开创新,汽车行业更需要创新的活力。汽车行业的相关负责人只有将创新的活力注入到汽车的生产与装配中,才能不断推陈出新,打造适合社会需要的汽车,使汽车不断更新,不断发展。面临当今竞争激烈的市场,汽车行业要想创新必须从汽车发动机缸体加工工艺方面入手。汽车发动机缸体加工工艺对汽车的质量与寿命有着至关重要的作用。因此,要使汽车行业得到创新就必须要将创新的活力注入汽车发动机缸体加工工艺中。从现实情况来看,柔性自动线已经广泛地应用到了汽车发动机缸体加工工艺之中。相关汽车行业应当以此为契机,大力将柔性自动化生产与现代计算机网络结合起来,在原有的产品工艺基础之上,设计出不同的模块,从而使汽车发动机缸体加工工艺得到创新与发展。除此之外,加大对现实产品的设计以及自动化研究,并采用计算机控制整个加工过程的方法,以此来提高汽车发动机缸体的效率。与此同时,在汽车发动机缸体的设置过程中还可以设计并应用柔性夹具,在结合计算机控制,使现代科学技术贯穿于整个汽车发动机缸体加工工艺过程。将柔性夹具与计算机网络相结合,可以很好地发挥柔性夹具与现代科技的优势。

结束语:

当今时代正是科学技术迅猛发达的时代,汽车工业也随之快速发展,人们对汽车的需求也在不断上升。因此,汽车行业的相关人员应当做好汽车发动机缸体加工工艺的工作,提高汽车的总体质量。

参考文献:

[1]郭晓亮.汽车发动机缸体加工变形分析及精度控制探析[J].中小企业管理与科技(中旬刊).2016(09)

[2]张影,孟祥辉.汽车发动机缸体强度有限元分析[J].现代制造技术与装备.2017(06)

[3]魏星雷.汽车发动机缸体加工工艺分析[J].内燃机与配件.2018(06)

论文作者:田原

论文发表刊物:《科技尚品》2018年第11期

论文发表时间:2019/7/18

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