汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的加工工藝方案分析和改進(jìn)

所屬分類(lèi)：電子論文閱讀418次時(shí)間：2018-08-25 10:58

本文摘要：這篇工藝論文投稿發(fā)表了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的加工工藝方案分析和改進(jìn)，伴隨著社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展背景下, 人均汽車(chē)保有量不斷增長(zhǎng), 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排放問(wèn)題愈加嚴(yán)重, 成為威脅生態(tài)環(huán)境的主要問(wèn)題之一。尤其是在可持續(xù)發(fā)展背景下, 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排放問(wèn)題受到了廣泛關(guān)注和重視, 成

　　這篇工藝論文投稿發(fā)表了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的加工工藝方案分析和改進(jìn)，伴隨著社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展背景下, 人均汽車(chē)保有量不斷增長(zhǎng), 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排放問(wèn)題愈加嚴(yán)重, 成為威脅生態(tài)環(huán)境的主要問(wèn)題之一。尤其是在可持續(xù)發(fā)展背景下, 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排放問(wèn)題受到了廣泛關(guān)注和重視, 成為當(dāng)前首要待解決的問(wèn)題之一。

　　關(guān)鍵詞：工藝論文投稿,發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋;夾具設(shè)計(jì);工藝改進(jìn)

工藝論文投稿

　　在汽車(chē)制造領(lǐng)域中，離合器、變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)都屬于加工工藝復(fù)雜的典型部件。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要部件之一，發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋的加工精度直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。目前，使用國(guó)內(nèi)設(shè)備加工發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋的工藝為兩次裝夾加工，不僅定位誤差大、加工步驟繁瑣、加工效率低，而且零件加工精度、一致性都受限于生產(chǎn)工人的水平。隨著生產(chǎn)企業(yè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋的加工精度要求不斷提高，生產(chǎn)數(shù)量逐年增加，如何提高其產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率已成為亟待解決的問(wèn)題。本文正是來(lái)源于國(guó)內(nèi)某汽車(chē)零部件加工制造類(lèi)企業(yè)定制數(shù)控專(zhuān)用車(chē)床用于生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋時(shí)所需的配套技術(shù)服務(wù)方案。本文主要針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以解決該類(lèi)零件加工中存在的問(wèn)題為目標(biāo)，并最終制定出合理、高精、高效的加工方案。

　　1零件結(jié)構(gòu)、精度要求及工藝路線

　　1.1發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋的結(jié)構(gòu)分析

　　從圖1可以看出零件材質(zhì)為鋁，薄壁、夾持時(shí)極易產(chǎn)生變形。夾持后的彈性變形較大。加工時(shí)由于工件外圓耳部是斷續(xù)切削，會(huì)造成刀具切入部位存在切削紋，同時(shí)，夾持后的彈性變形，會(huì)造成工件平面度、外圓圓度、外圓與內(nèi)孔同軸度超差。

　　1.2發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋尺寸與精度要求分析

　　由圖2可見(jiàn)，該汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋的形位精度要求高：基準(zhǔn)Aφ226.5圓度0.05;φ221.1與基準(zhǔn)A同軸度φ0.03;5-φ5.8位置度φ0.6;φ60與基準(zhǔn)Bφ87.5同軸度φ0.04;垂直度要求0.03等。

　　1.3原加工工藝方案分析

　　最初用戶(hù)只用普通車(chē)床加工，加工工藝過(guò)程為在車(chē)床上利用三爪卡盤(pán)夾持外圓，先加工內(nèi)孔、內(nèi)孔端面、端面槽;之后進(jìn)行二次裝卡，撐內(nèi)孔，再加工五個(gè)爪的端面、外圓、徑向槽、外圓端面。原加工工藝方案中需要兩次裝夾，在第二次裝夾時(shí)，耗時(shí)長(zhǎng)、定位誤差大、加工精度低，不僅出現(xiàn)加工后的變形現(xiàn)象，還有運(yùn)輸中的磕碰變形。同時(shí)，原加工工藝方案，每班次只能加工64件(7.5min一件)，采取三班制，一個(gè)月最多也只能加工4224件，加工效率低，根本滿足不了生產(chǎn)需求。

　　2加工工藝方案改進(jìn)

　　2.1加工設(shè)備的改進(jìn)

　　加工設(shè)備由原來(lái)的普通車(chē)床更換為數(shù)控專(zhuān)用機(jī)床，該設(shè)備是在沈陽(yáng)第一機(jī)床廠生產(chǎn)的T2數(shù)控機(jī)床的原有機(jī)械結(jié)構(gòu)上，改進(jìn)設(shè)計(jì)的一款加工發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋的專(zhuān)用設(shè)備。該設(shè)備最大的特點(diǎn)就是采用雙層導(dǎo)軌組成運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，一層導(dǎo)軌為刀架移動(dòng)所用，另一層導(dǎo)軌為專(zhuān)用夾具所用，在專(zhuān)用夾具所用導(dǎo)軌上配置壓緊機(jī)構(gòu)和組合鉆，如圖3所示。壓緊機(jī)構(gòu)可以沿著床身導(dǎo)軌快進(jìn)，接近工件后可以實(shí)現(xiàn)工進(jìn)，壓在工件端面上，其壓緊盤(pán)與工件同步旋轉(zhuǎn)，刀具穿過(guò)壓緊盤(pán)工作。組合鉆同樣可以沿著導(dǎo)軌快進(jìn)，接近工件后可以實(shí)現(xiàn)工進(jìn)，組合鉆放在壓緊機(jī)構(gòu)的托板上，越過(guò)壓緊盤(pán)、對(duì)應(yīng)五點(diǎn)進(jìn)行鉆孔。壓緊機(jī)構(gòu)、組合鉆結(jié)構(gòu)與主軸中心保持一致，可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、快退，定位精度高，夾具可靠，傳動(dòng)準(zhǔn)確。

　　2.2專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)

　　夾具由定位、壓緊、輔助支撐、氣密檢測(cè)、水沖屑、吹氣組成。為降低定位誤差、減小工件變形、提升加工精度，提高加工效率，突破性地提出了一種以摩擦驅(qū)動(dòng)代替夾持驅(qū)動(dòng)的裝夾方式。定位方式為三個(gè)定位爪定位小外圓(兩個(gè)固定點(diǎn)、一個(gè)活動(dòng)點(diǎn)內(nèi)有彈簧)，端面軸向三個(gè)定位點(diǎn)，兩處角向定位;端面浮動(dòng)支撐五處，分別對(duì)應(yīng)支撐五個(gè)角;壓板上均布的三個(gè)柔性聚氨酯凸點(diǎn)，保證端蓋牢固可靠;夾具體上五個(gè)支撐油缸在油壓作用下彈起，支撐端蓋五個(gè)爪，保證斷續(xù)車(chē)削五個(gè)爪斷面的加工精度和鉆孔位置精度;油缸拖動(dòng)多頭鉆電機(jī)向工件方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在端蓋的五個(gè)爪端面上同時(shí)鉆孔。

　　專(zhuān)業(yè)夾具主體實(shí)物圖見(jiàn)圖4，加工中裝夾方式見(jiàn)圖5。在試制加工過(guò)程中，產(chǎn)品合格率僅為80%，合格率嚴(yán)重制約著加工質(zhì)量和效率，我們通過(guò)檢測(cè)夾持零件后的變形量，檢驗(yàn)加工完畢的零件精度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做如下的調(diào)整。首先，改變支撐點(diǎn)的方式和面積，由原來(lái)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)面更改為點(diǎn)對(duì)內(nèi)嵌式的點(diǎn)，同時(shí)增加支撐點(diǎn)的面積。其次，改變支撐油缸的壓力。將輔助支撐壓力點(diǎn)的壓力調(diào)節(jié)到0.3MPa，壓板壓力調(diào)節(jié)到0.4～0.6MPa，支撐方式也做了微調(diào)整。最后，調(diào)整夾具的直口形式，防止由于零件鑄件的誤差導(dǎo)致干涉的問(wèn)題，將尾座結(jié)構(gòu)改為壓板結(jié)構(gòu)，方便調(diào)節(jié)自身精度，方便刀具和鉆頭的調(diào)整。調(diào)整后的專(zhuān)業(yè)夾具既能保證零件的可靠夾持，又能防止壓力過(guò)大導(dǎo)致零件變形，最終產(chǎn)品加工的精度和效率都達(dá)到了用戶(hù)的要求。

　　2.3加工工藝改進(jìn)

　　使用專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床和夾具后，可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾，完成零件內(nèi)孔、端面、鉆孔等所有工序的加工，同時(shí)，該專(zhuān)用設(shè)備也充分考慮接入自動(dòng)線的需要，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上留出了足夠的空間。改進(jìn)后的加工順序?yàn)橄却周?chē)五個(gè)爪的端面、外圓、徑向槽、外圓端面及內(nèi)孔、內(nèi)孔端面、端面槽;使用多頭鉆電機(jī)同時(shí)在五個(gè)爪端面上鉆孔，最后精車(chē)五個(gè)爪的端面、外圓、徑向槽、外圓端面及內(nèi)孔、內(nèi)孔端面、端面槽。改進(jìn)后的工藝方案為一次裝夾，避免了二次裝卡對(duì)加工精度及定位誤差所造成的影響，同時(shí)節(jié)約了二次裝卡時(shí)間，縮短了輔助加工時(shí)間，使用多頭鉆電機(jī)一次攻鉆五個(gè)孔，與使用伺服動(dòng)力刀座連續(xù)五次、每次加工一個(gè)孔比較，大大節(jié)約了加工時(shí)間，加工效率提升30%左右;使用摩擦驅(qū)動(dòng)代替卡持驅(qū)動(dòng)，消除了裝卡變形對(duì)工件精度的影響。

　　3加工精度對(duì)比

　　采用改進(jìn)后的加工工藝方案，通過(guò)多次加工檢測(cè)，加工精度和效率都有了明顯的提高，加工精度對(duì)比見(jiàn)表1。

　　4工藝方案實(shí)施及應(yīng)用

　　汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋零件的車(chē)削加工工藝新方案已被企業(yè)應(yīng)用。在該零件的加工中，使用這種工藝方案不僅擺脫了原有方案對(duì)生產(chǎn)人員的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)的依賴(lài)，同時(shí)也降低了此類(lèi)零件加工的輔助時(shí)間，大幅度地提高了生產(chǎn)率;專(zhuān)用夾具的使用，使工序能夠集中完成，提升了此類(lèi)零件的加工精度、加工效率和一致性。該工藝方案的成功應(yīng)用，滿足了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋零件類(lèi)零件加工領(lǐng)域的需求，縮短了與國(guó)外同類(lèi)設(shè)備差距，為沈陽(yáng)第一機(jī)床廠的產(chǎn)品在汽車(chē)零部件加工領(lǐng)域的使用贏得了更多的機(jī)遇。

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　　作者：張開(kāi)學(xué) 徐寶軍張勃單位：遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院數(shù)控工程系

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