杨立平 任辉斌
长城汽车动力事业部 天津 300000
摘要：缸盖是内燃机的重要部件，为发动机较难加工部件之一。结合汽车发动机缸盖柔性机加工的实际情况，根据设备的型号不同，以及工人的现场的操作情况的不同，相应的做出科学合理的规划。把握重点的环节，合理的安排整个加工线的生产工作，合理的提高整体的生产效果。结合汽车发动机缸盖柔性机加工的实际情况，根据设备的型号不同，以及工人的现场的操作情况的不同，相应的做出科学合理的规划。把握重点的环节，合理的安排整个加工线的生产工作，合理的提高整体的生产效果。本文就汽车发动机缸盖柔性机加工线工艺设计及应用展开探讨。
关键词：汽车发动机缸盖 柔性机加工线 工艺设计
引言
随着汽车新品开发周期大大缩短，日益发展的多样性需求，使车型数量急剧增加。为了满足变品种、变批量的需要，汽车发动机生产线多采用更为灵活的加工中心组线。
1发动机缸盖的特点
发动机缸盖的结构特点主要涉及到以下两个方面，首先是要保证发动机的缸盖能够在气体的强力压力以及热力效应的作用下能够有足够的刚度以及强度维持稳定的工作效果。其次气缸盖是一个六面体形状多孔薄壁的零件，孔壁的数量多达 100 个左右，最薄的部分大概 3.5mm 左右。主体的材料性质为铝合金整体的气门座以及气门导管采用的是粉末冶金的方法，气门座以及气门导管压入作业后需要进行精加工。整个主体部分带有凸轮轴孔火花塞孔以及螺纹孔等。
2盖生产工艺流程规划
缸盖生产线根据其相关加工内容一般分为粗加工线与精加工线，二者线体以压装座圈前加工为界。主要影响因素是座圈与座圈底孔为过盈配合。一般发动机气门座圈与缸盖座圈底孔的配合过盈量为 0. 072 ～0. 122 mm，此过盈量将造成压装座圈与导管后缸盖将发生相关变形，影响缸盖总长及关键孔圆度等变化，即以此为界将缸盖生产线分为粗加工线与精加工线。粗加工线主要内容:半精铣缸体结合面、罩盖安装面、进排气面、前后端面以及相关面上螺纹安装孔系，其中包括座圈底孔、导管底孔、挺柱孔半精加工、火花塞孔、凸轮轴半圆孔粗加工等。精加工线主要内容:精铣缸体结合面、罩盖安装面、前后端面以及进排气门座圈孔、进排气导管孔、挺柱孔、凸轮轴孔精加工。
3生产线工艺与设备概述
在近代机加工工艺中，铝合金缸盖生产线一般采用加工中心组成的柔性制造系统，且设备主轴大部分采用电主轴，主轴转速超过 7000 转以上。灰铸铁或蠕墨铸铁缸盖生产线一般有 3 种设备布置状态。（1）专用设备生产线，适用于大批量生产定型缸盖。在整个产品的生命周期内，要求此类产品更改少。这种生产线效率较高，刀具等运行成本低，但假如产品有设计变更，则需要对生产线设备进行比较麻烦的改造，改造的成本及工作量大。（2）加工中心+ 专用设备生产线，适用于在产品的全生命周期，不断有产品小更改的产品，是柔性与刚性的有机结合。（3）全由加工中心组成的柔性生产线，适用于产量较低或未定型的发动机产品生产。该生产线刀具等运行成本较高。加工灰铸铁或蠕墨铸铁的加工中心一般选用机械主轴。针对缸盖柔性加工生产线，顶底面的加工可以选用立式加工中心完成，四侧面孔加工可以选用卧式加工中心完成。但对比卧式加工中心，立式加工中心的性价比更容易让用户接受。因此，多应用一次多件装夹以及在立式加工中心中置备第四回转轴的方式。事实上，在缸盖加工中，大量应用立式加工中心的配置也是投资成本更具优势的方案。在生产线的总体布置中，比较常用的集中工序单元是“一”或“U”型布线。此外，作为高水平的工艺方案设计人员，必须严谨认真地考虑物流最短 / 最快、作业人员的人体工程学最优、线节拍平衡、投资与产出综合成本等。
4辅助工序及设备
（1）工件密封性检测。对缸盖的油道、水道、燃烧室采用气体密封试验工艺进行检测，检测仪器选用进口，其余机构为国内生产。检测设备人工放置工件后自动封堵、检测，并有声光报警系统，油道、水道检测还设有水箱，不合格时工件浸入水箱，可观察工件泄漏部位。（2）压装机。压装动力采用液压驱动，双工位，进排气门导管、座圈同时压装。根据不同产品要求，调整压装角度、位置。（3）清洗机。中间清洗采用普通通过式清洗。最终清洗采用浪涌加高压喷射方式清洗。设置了浪涌清洗装置、升降清洗装置和横移清洗装置，分别对缸盖不同清洗部位，进行定点定位清洗及大流量翻转冲洗，清洗压力为0.5～0.7 MPa。浪涌清洗装置主要是针对缸盖的内外表面及型腔的清洗；还设有翻转倒水吹干、真空干燥等。机内工件输送方式采用机械抬起步伐式输送，准确可靠，并利用定位销定位，保证定位准确，同时机床设置了托盘自动返回装置，变换托盘上的定位机构可以适用不同产品清洗。清洗液进行两级过滤。一级过滤精度＜50 μm，二级过滤精度＜20 μm。
5维护设备提高生产效率
根据生产的实际需要对设备使用要求频率等因素进行判断选择合适的维护方案，保养主要以维修工主导操作人员进行辅助有目的性的对高危零部件进行日常保养维护，虽然不能立即彻底的排除危险隐患但是可以最大限度的将故障银魂消灭在萌芽状态里。设备的预防性维护计划要详尽规定时间标准周期以及需要的时间。每年的年终要对上一年的机器状态进行总结然后相应的提出下一年的规划为了保证高效压低成本要多方参考，考虑零部件的更换以及是否引用新技术。设备的管理员作为最了解机器情况的人要根据设备的实际状况和说明书检修记录进行备案记录。针对特殊部位要进行润滑报备，制定科学的周期进行保养维护。设备管理员要事先报备自己的工作需要物品以及指定的工作人员确认维护检修内容。施工维护负责人要事先确定物料和工作人员人手做好相关的安全措施做好相关的记录。这一系列的工作都要依据相关的规定做好记录。对照计划进行施工针对相关人员的物料支取要进行实际的签名确认比照计划一项一项执行，最后要对设备进行检查。
6缸盖机加工工艺的注意事项
第一，为了有效控制工序质量，工艺总体设计时必须同步考虑工序加工后的检测。如在以毛坯定位的第一道工序后，应专门设计有跟毛坯定位夹紧一致的专用检具，按抽检频次对毛坯定位后加工件进行相符性检测，防止本工序铣 / 钻偏而严重影响后序的加工余量或壁厚。第二，由于缸盖内部结构复杂，内应力在重新分布后会发生形变，这将严重影响其加工的精度。一般的加工原则是先面后孔，粗加工和精细加工分散进行，从而使应力很好地释放。第三，为了避免缸盖的结合面出现划伤，一般结合面都运用精加工工艺，以防止后续工艺对其产生破坏。第四，对自动化程度高的生产线，最好附带夹具喷气检测和刀具折断检测，以避免不必要的损失。
结语
要保证发动机的缸盖能够在气体的强力压力以及热力效应的作用下能够有足够的刚度以及强度维持稳定的工作效果，这就需要保证汽车发动机缸盖的质量过关。根据优化成本的原则选择进口的立式加工中心作为整体的加工方案，可以减少设备费用支出的同时结合数控机床技术使立式加工中心得到进一步优化发展。同样的还需要维持整加工生产线设备的稳定性，要科学有效的进行设备检修以免出现误工现象。
参考文献
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