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汽车发动机缸体加工与质量诊断分析

穆军彪

江西腾勒动力有限公司江西省上饶市 334000

摘要：发动机的缸体,是一架汽车机身的核心部分,也是核心技术运用的重要部分.它是承载整台发动机部件的机体因此,它的加工需要极为精细,加工的精细水平将直接影响汽车发动机性能的好坏,下面笔者将阐述汽车发动机缸体加工工艺流程,对其进行质量诊断研究,对产生变形的因素进行分析,最后采取优化缸体加工的措施方案.

关键词：汽车发动机；缸体；加工；质量诊断；分析研究

1 引言

21世纪以来,我国的汽车市场前景甚好,市场汽车需求量大,汽车销售行业每年的汽车销售量的大大增长.从目前来看,我国已是世界上自产自销的汽车大国,汽车的产量年年递增,不断的有销售量的新突破,现在年产销量已位居世界第一.由于我国前期的汽车技术水平不高,所以我国的大部分汽车厂都是中外合资的,其中关键的技术在外国合作方手中.近几年,自主品牌如上汽、广汽、吉利、长安、长城等都在慢慢崛起,制造工艺也越来越成熟.

2 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.

2.1 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.

2.2 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,见图2.

在以上工序中,第1、2、7、9、10是尤为重要的工序,这几道工序涉及过渡基准、设计基准、缸孔、曲轴孔、燃烧室而的加工,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.

3 影响发动机缸体加工质量的因素以及诊断评估

3.1 工艺系统影响因素

3.11 机床误差

机床误差只要是由缸体中转动的轴以及传动带摩擦导致的.主轴得跳动直接影响到铰孔的直径和圆度,丝杠的位移精度也会影响孔系的位置度.

3.1 2 夹具误差

夹具自身的刚性,平面度,销孔间距,定位、压紧方式,压紧力的大小都会影响加工质量,甚至导致工件变形.在加工的时候,定位块销、定位块的松动,压紧处产生缝隙,压紧先后顺序不一致或者发生了改变,辅助压紧支撑不到位等因素都会影响加工质量.

3.1 3 刀具因素

刀具在很大程度上会影响加工质量,刀具的结构、材质、精度的选择对加工而言都尤为重要.例如：面铣刀,如果精加工刀具跳动超过0.02mm,刀片数量过多,很难保证平面度达到0.04mm,即便可以做到刀具寿命也变得很低；曲轴孔精镗刀具,刀具的形式、导条的跳动、引导刃直径、刀片的材质都会影响曲轴孔直径、粗糙度、同轴度、圆度的质量.

3.1.4 工序分析

工艺安排是否合理直接影响发动机缸体的加工质量,下边笔者简单列举几个.粗加工基准的选择,一般都会选用燃烧室面、油底壳面或者主轴承盖面左右Y方向的基准,一三缸孔左右X、Z方向基准,这种基准选择方便夹具设计,也可有效避免偏斜现象. 余量分配不合理将会影响加工质量,余量过大会导致粗糙度、平面度、直径、圆度较差.余量过小又可能会出现黑皮,产生振纹.一般0.3mm-0.6mm的余量都比较合理.

采用模拟缸盖工艺,因为安装缸盖后缸孔会产生变形,带有模拟缸盖精加工缸孔非常重要.

3.2 加工工艺结构可靠性维修性评估

3.2.1 可靠性维修性评估

在对缸体加工进行可靠性评估中,主要考虑缸体结构的复杂性和零部件的关系度,因此需要综合研究,缸体的复杂性主要体现存发动机的型号的不同,因为不同型号的缸体,其使用方法,生产周期律,机械寿命是不同的,因此对于不同的缸体型号需要具体分析其属性.

3.2.2缸体加工诊断的集中结构失效的形式

(1)断裂实效：主要由于缸体的细微结构被破坏而导致的,即存工作的应力小于材料的应力时,发生的静强度的结构断裂.

(2)磨损失效：磨损是使缸体衰老的加速剂,在缸体加工以及它自身长期运作时,零部件表而的不断磨损会使机械材料发生转移,从而使缸体加工时出现误差.

(3)震动失效：主要发生缸体加工的运作试验中,在高负荷的运作下,它的结构容易被损伤,零部件也容易脱离.

4 对于发动机缸体加工精度的控制

4.1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.

4.2 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.

4.2.1 AGREE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.存加工运用中即为,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.

4.2.2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.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,冈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.

5 结语

汽车的发动机就是一台汽车的主心骨,引擎性能的好坏直接影响汽车的使用价值.缸体是发动机的核心部件,分析和研究汽车发动机缸体加工及质量诊断,可以很大程度上提高发动机的运作性能.由此可见,对汽车发动机缸体加工的误差定位分析以及质量诊断研究,有利于提高缸体制造的质量以及提高制造工序过程中的精确度,这样大大促进我国汽车发动机制造产业的科学化、专业化发展,为我国汽车发动机核心技术的研发与制造奠定理论基础.

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,2015(9)．23-24

[2]陈志刚批量生产中乘用车车身精度控制[J].汽车工艺与材料,2014,(6)：2-3

[3]雷锋杰汽车发动机缸体加工变形分析与精度控制研究[D].上海：上海交通大学,2012(5)：45-46

[4]毛护国发动机缸体加工定位误差分析[D]武汉：华中科技大学,2014(2)：11-12

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