論發動機缸體的加工工藝
2017-11-20 來源： 浙江錢江摩托股份有限公司 作者：邵秋杰江航峰
摘要：發動機缸體是發動機最基礎、最重要的零部件，而發動機缸體的加工工藝將直接影響發動機性能的優越性。本文將從我國缸體加工工藝現狀、發動機缸體加工生產線、夾具、鑄造材料等方面，對發動機缸體加工工藝進行討論。
關鍵詞：發動機 缸體 加工生產線 夾具 刀具
1 、我國發動機缸體加工工藝現狀
我國的汽車行業相較于其他發達國家起步較晚，雖然改革開放后引進了國外先進的科學生產技術消化吸收，更在加工工藝的很多方面趕上甚至超過了發達國家，但在高精度、高效率等方面還有很大差距。例如，我國有些工廠使用的還是德國八九十年代的設備和技術。
2 、多方面剖析發動機缸體加工工藝
2.1 缸體加工自動線
汽車缸體加工自動線是汽車制造行業中的一種高效設備。自動線又分為剛性自動線和柔性自動線。在我國，加工缸體最多的當屬組合機床自動線，其輸送形式有棘爪輸送、擺桿式輸送和抬起步伐輸送等，都屬于剛性自動線。雖然其工作效率較高，適合大批量生產，但其“專一性”使其逐漸跟不上時代的發展。汽車行業發展迅速，品牌、外形也日新月異。剛性自動線根據某一種加工工序設計，未免太過單一，滿足不了汽車行業的多變性發展，于是柔性自動線應運而生。目前，柔性自動線主要還是外國應用較多。柔性自動線具有高速、高精度、智能化等優點，更能滿足現代社會汽車工業發展的需要。
2.2 刀具
刀具的選擇受工件材料、工藝、機床和生產線等諸多因素的限制。在選擇刀具時，需要綜合以上因素的限制，處理好刀具與各因素之間的關系。俗話說，“工欲善其事，必先利其器”。缸體加工往往需要好的刀具作支撐。發動機缸體作為汽車的重要零部件之一，結構、形狀復雜，而且缸體的孔、槽較多，壁厚不均，銑端面、鏜孔等都需要用到刀具。表1 列出了常用刀具名稱及其參數。
表1 中只是列舉了一部分刀具，在加工缸體時往往需要更多的刀具。因為是大批量生產，就要求刀具的抗磨損能力較強；缸體一般的選材為鑄鐵，所以刀具的強度硬度要足夠高。若想提高缸體的加工效率和加工精度，好的刀具必不可少。選擇刀具時，應根據機床的加工能力、加工工序、切削用量等方面進行選擇。刀具的選擇也要做到適用、經濟、安全。在加工過程中，刀具要能達到相應的加工要求。實踐證明，缸體的加工工藝中，出現問題最多的就是刀具。因此，多方面考慮刀具的選擇，對提高缸體的加工效率與加工精度具有重要意義。
表1 常用刀具名稱及其參數
2.3 夾具
夾具廣泛應用于機械制造過程中的切削加工、裝配、熱處理等加工工藝中，是一種裝夾工件的設備。夾具在工業生產中主要起到定位和夾緊的功能。一般分為通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合家具等。在自動化生產中，夾具主要有自動化夾具和數控機床夾具兩種。工業生產中，往往因夾具的不準確導致定位誤差。因此，對夾具的夾緊裝置有較高的要求。夾緊裝置的夾緊力、作用點以及夾緊裝置的動力選擇都需嚴格把關。通常，夾緊裝置的動力主要有氣壓動力、液壓動力、氣液聯動裝置，且各有利弊。因為缸體的孔、槽等需要加工的部分較多，并且需要滿足較高的精度要求，因此必須確保缸體的各個定位點能夠同時夾緊。這樣才能使工件的各個部位受力均勻，不易發生變形和移動。此外，設計夾具時也要保證操作方便，使用安全。
2.4 缸體材料
隨著人們生活水平的提高與汽車工業的發展，汽車得到了普及。人們對汽車的要求已經不再是簡單的代步，美麗的外觀、良好的性能等也逐漸受到人們的關注。而隨著油價的上漲，省油慢慢成為有車一族以及發動機廠家考慮的問題。缸體是發動機中最終的零部件，減輕缸體的重量對減輕汽車整體重量、節省燃油意義重大。
目前，市場上應用最多的缸體是鑄鐵的。鑄鐵的缸體有良好的耐熱能力，在提高發動機功率方面有很大的提升空間。現在，市場上也開始出現鑄鋁的缸體。相同排量下，鑄鋁的缸體往往比鑄鐵的缸體輕20 公斤左右。這在很大程度上節省了燃油的使用，但是鑄缸體的效率卻較低，且鑄鋁的散熱能力較低。因此，鑄鋁現在更多是應用于缸蓋的生產中。
3 、創新加工工藝
由上文可知，柔性自動線已經逐漸應用到缸體加工工藝中來。將柔性自動化生產線與計算機輔助設計和輔助制造系統相結合，在原有的產品工藝基礎上，設計出不同的模塊，加以組合。另外，可以通過研究實現產品設計、制造等整個產品生產的自動化，用計算機控制整個流程，提高缸體的生產效率。在刀具選擇上，應選用合適的刀具，運用復合刀具。復合刀具可以使得在一次工作中完成多道工序，極大提高生產效率，并使用復合刀具避免刀具定位時產生較大的定位誤差，同樣避免更換刀具時產生較大誤差，提高加工精度，節省時間，提高加工效率。此外，可設計并應用柔性夾具。在生產過程中，柔性夾具可以滿足不同型號、不同種類缸體的要求，避免因更換夾具而浪費大量時間。通過柔性夾具的優點，實現不同種類缸體的生產。
4 、結束語
汽車工業飛速發展，發動機是汽車的心臟，而發動機缸體作為發動機的重要零件，更需要極高的加工工藝。立足于我國國情，通過對發動機缸體結構、刀具、夾具等的研究，深入分析缸體的加工工藝，在原有基礎上不斷創新，在精度、效率、成本等方面優化缸體生產工藝，努力創造我國自己的生產工藝與品牌，做到綠色、節能、高效。
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