一

示例:氣缸體的尺寸特性要求

下圖顯示了最終發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的尺寸示意圖，包括氣缸體頂面、氣缸孔和曲軸孔的精加工尺寸。相關(guān)要求如下:

▲發(fā)動(dòng)機(jī)最終產(chǎn)品尺寸

缸體頂面尺寸:缸體頂面與曲軸孔的距離為0.08毫米，頂面粗糙度為Rmax12.5微米，頂面與曲軸孔的平行度為0.05毫米，頂面平面度為0.05毫米

缸孔尺寸:缸孔直徑公差為0~0.015 mm，缸孔對(duì)曲軸孔的垂直度為0.05 mm/150 mm，缸孔加工精度為直徑0.2 mm，缸孔圓柱度精度為0.01 mm，缸孔粗糙度為RZ2 ~ 5μ m。

▲發(fā)動(dòng)機(jī)最終產(chǎn)品尺寸

曲軸孔尺寸:曲軸孔粗糙度為Rz10微米，直徑公差為0 ~ 0.018mm，曲軸孔位置精度要求直徑0.2 mm，圓度0.005 mm，圓柱度0.005 mm，曲軸孔二、三、四檔同軸度0.008mm

二

毛條整理的過程控制

1.缸體的夾緊和定位應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)閳D紙尺寸基準(zhǔn)是底部和底部的兩個(gè)定位銷孔，已經(jīng)在前道工序加工好了，所以缸體頂部的加工定位基準(zhǔn)是底部和底部的兩個(gè)定位銷孔，這樣就消除了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的精度誤差。

2.由于氣缸體的空間尺寸較大，在加工過程中如果夾緊不緊，氣缸體就會(huì)輕微晃動(dòng)，嚴(yán)重影響加工精度。因此，需要在夾具上設(shè)計(jì)若干自鎖輔助支撐點(diǎn)和夾緊點(diǎn)，保證缸體夾緊力均勻，防止加工后夾緊力不均勻和應(yīng)力釋放影響缸體平面度。

3.加工中心增加了三點(diǎn)和三點(diǎn)檢查的氣體檢查方式，如果裝夾不到位會(huì)及時(shí)報(bào)警，保證了產(chǎn)品加工的穩(wěn)定性。

4.立方氮化硼(CBN)刀片和鉸刀用于氣缸體的頂面銑削和精密孔加工。這些刀具具有使用壽命長、加工精度高、表面粗糙度參數(shù)低和生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。如果使用硬質(zhì)合金刀片，在大批量生產(chǎn)的條件下，粗糙度的加工要求是無法保證的。涂層硬質(zhì)合金刀片只要加工100片以上，就容易產(chǎn)生超差粗糙度。而CBN刀片的效果要好得多，可以加工200多片。

5.控制加工中心的切削參數(shù)，優(yōu)化數(shù)控進(jìn)給路線，適當(dāng)提高切削速度，可以減少進(jìn)給和進(jìn)給時(shí)缸體頂面受力不均造成的缸體前后端面平面度超差。

6.銑削大板后，通過CNC控制程序沿銑削路徑在氣缸體頂面周圍刮削，并添加大刷子去除氣缸體的毛刺。

7.車間溫度和濕度控制?？刂坪銣?0±2℃，相對(duì)濕度40%~60%，以減少熱脹冷縮對(duì)缸體精加工的影響。

精整后的缸體頂面平行度、平面度、粗糙度的檢測報(bào)告如下。

▲缸體頂部尺寸檢驗(yàn)報(bào)告

三

氣缸孔精加工的過程控制

氣缸孔的精密加工尺寸要求高，這是工藝制造控制的關(guān)鍵點(diǎn)。為了保證缸孔的珩磨質(zhì)量，珩磨前必須將缸孔的直徑和尺寸公差控制在0.01mm，即只允許20微米的公差帶進(jìn)入珩磨機(jī)進(jìn)行鉸孔和珩磨。珩磨缸膛前，需要在加工中心精鏜缸膛至預(yù)定尺寸，加工工藝框圖如圖所示。

▲加工流程圖

精鏜刀采用內(nèi)冷卻結(jié)構(gòu)，保證切削過程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)帶走，從而降低局部加工溫度，提高缸膛表面質(zhì)量。根據(jù)最終產(chǎn)品圖紙對(duì)比，珩磨前工序缸孔直徑精鏜后為后珩磨機(jī)預(yù)留0.04~0.05 mm加工余量，粗糙度控制在Rz10~20微米，圓柱度控制在0.015 mm，而0.2 mm的位置直徑和0.05 mm/150 mm的垂直度與產(chǎn)品圖紙一致，即在保證位置和垂直度的情況下，通過鉸孔控制缸孔的粗糙度和垂直度。缸膛精鏜后，用在線氣體檢測設(shè)備檢測缸膛直徑，合格產(chǎn)品通過電動(dòng)輥道進(jìn)入珩磨機(jī)。進(jìn)口缸孔鉸珩設(shè)備(如德國某知名珩磨機(jī))雖然一次性投入大，但后期加工成本極低，加工質(zhì)量穩(wěn)定。

立式珩磨機(jī)用于加工。在加工過程中，珩磨頭的油石由伸縮機(jī)構(gòu)徑向進(jìn)給，工件逐漸加工到所需尺寸。珩磨頭周圍有6~9條鉸削珩磨條，粗珩磨6條，精珩磨9條，長度約為缸孔長度的1/3~2/3。珩磨時(shí)，往復(fù)速度控制在25~35 m/min，珩磨效率高，珩磨往復(fù)換向加速度越高，換向時(shí)形成的圓弧過渡區(qū)越小，珩磨紋理質(zhì)量越高。

油石對(duì)孔壁的壓力控制在0.3~0.5 MPa，珩磨油石的壓力直接影響工件的表面質(zhì)量、磨料磨損、尺寸精度和表面粗糙度。

缸孔精鏜后，粗珩磨和精珩磨都能滿足產(chǎn)品尺寸要求。珩磨后會(huì)產(chǎn)生20 ~ 30的珩磨網(wǎng)紋，對(duì)缸膛油膜的潤滑油儲(chǔ)存有很好的作用。珩磨后的孔徑、位置、圓柱度、垂直度和粗糙度的檢驗(yàn)報(bào)告如下。

四

曲軸孔精加工的過程控制

常用汽油機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)6000 r/min，對(duì)曲軸缸徑技術(shù)要求很高。為了保證曲軸鏜孔珩磨的質(zhì)量，珩磨前需要將曲軸鏜孔的直徑公差控制在0.015 mm，即只允許0.03 mm公差帶進(jìn)入珩磨機(jī)進(jìn)行平臺(tái)珩磨。在曲軸孔進(jìn)入珩磨之前，必須在加工中心將曲軸孔精鏜至預(yù)定尺寸。加工工藝框圖如圖所示。

▲曲軸孔工藝圖

加工中心的精密鏜刀采用內(nèi)冷結(jié)構(gòu)。由于曲軸孔深300 mm，對(duì)鏜刀的要求也高。采用CBN刀片，其結(jié)構(gòu)如圖所示。

▲鏜刀結(jié)構(gòu)圖

刀具的選擇很關(guān)鍵，選擇了mapal品牌，有四個(gè)半精鏜刀片和六個(gè)精鏜刀片。在加工過程中，首先用刀片擴(kuò)大導(dǎo)孔，切掉大部分余量。然后將半精鏜刀片鏜至直徑48.79 mm，留0.2 mm余量供直徑48.995 mm的刀片切削。鉆曲軸孔的第一和第二個(gè)位置，然后旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，在另一側(cè)鉆曲軸孔的第五、第四和第三個(gè)位置。根據(jù)最終產(chǎn)品圖紙的對(duì)比，氣缸體曲軸孔直徑精鏜后珩磨前，在后珩磨機(jī)平臺(tái)上珩磨預(yù)留0.04~0.05 mm的加工余量。

與普通珩磨曲軸孔相比，平織曲軸孔的磨合期縮短了1/3~1/2，使用壽命提高了10%~20%，扭矩提高了5%，油耗降低了50%~60%。平臺(tái)珩磨的粗糙度控制在Rz10-20微米，圓柱度控制在0.01 mm，定位直徑、圓度、同軸度分別為0.2 mm、0.008 mm，通過平臺(tái)珩磨也滿足了產(chǎn)品尺寸要求。

為了保證尺寸精度，曲軸孔要一次珩磨到位，即從1檔平臺(tái)珩磨到5檔，邊旋轉(zhuǎn)邊往復(fù)。曲軸鏜孔珩磨后的直徑、圓度、位置、同軸度、圓柱度、粗糙度的檢驗(yàn)報(bào)告如圖所示。

▲曲軸孔尺寸檢驗(yàn)報(bào)告

上述工藝措施，如自鎖夾具和輔助支撐設(shè)計(jì)、先進(jìn)的刀具材料和刀具組合結(jié)構(gòu)、加工溫濕度的控制、加工參數(shù)和切屑余量的控制等。用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體頂面、缸孔和曲軸孔的精加工，保證了產(chǎn)品精加工的精度要求，進(jìn)而保證了產(chǎn)品裝配和批量生產(chǎn)的性能。