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摘要：隨著我國經濟、科學技術水平的提升，人民對于生活質量的追求也變得越來越高,現階段我國汽車的使用已經變得越來越普遍。為提升整車性能，最核心的一點就是要提升發動機的品質。本文通過對汽車發動機缸體一般性知識和生產線布置形式的簡介，介紹某主機廠的新建缸體加工線在建設過程中所確定的工藝和質量控制技術方案。

關鍵詞：汽車制造業；發動機缸體；工藝設計；質量控制

從現階段的社會發展趨勢來看，我國的綜合國力已經得到了明顯的提升，尤其是在經濟發展和科學技術提升兩方面，這也在一定程度上促進了交通行業的大力發展，而汽車在人們日常工作和生活中所扮演的角色也愈發重要。為解決人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分發展之間的矛盾，同時為降低駕駛汽車帶來的資源浪費，通過對發動機缸體加工工藝的設計優化，把控制造過程中的質量，能夠有效提升發動機品質和性能，也能在一定程度上促進我國汽車行業的發展。

1汽車發動機缸體簡介

汽車發動機缸體是整個發動機構造過程中最重要的零件，也是最基本的構成骨架，本質上是屬于安裝發動機大多數部件模塊和配件的支撐結構件[1]。因此，在缸體加工中必須保證全部尺寸滿足圖紙要求的精度，保障發動機在工作時達到最佳的配合狀態。缸體的外形結構呈多樣化，其氣缸的排列形式決定了發動機的外形結構，對于缸體的剛度和強度也有影響。缸體氣缸排列有以下三種形式：一是直列式發動機，發動機的各個氣缸排成一列，垂直布置。直列式缸體結構簡單，但發動機長度和高度較大，一般六缸以下發動機多采用直列式。二是V型發動機，氣缸左右排成兩列，氣缸中心線的夾角小于180°，V型發動機減小了缸體長度和高度，增加了缸體的剛度，但缺點是加大了發動機的寬度，且形狀較復雜，一般用于8缸以上的發動機，6缸發動機也有采用這種形式的缸體。三是水平對置式發動機，氣缸水平排成兩列，氣缸中心線的夾角等于180°，其優點是發動機運轉平穩，整車重心低，更滿足空氣動力學的要求，但結構更為復雜，維修不便，生產制造成本高。

2缸體加工生產線布置形式

第一種布置形式是單品種手動生產線，優點是加工生產專一品種的缸體，相應的加工成本低，而且采用專機對應專用的加工工藝，操作步驟簡單，發展至今可靠性極高。第二種布置形式是組合機床與專用機床組成的自動化生產線，是目前主流的批量化生產線。第三種布置形式則是以多軸配備高轉速、快移動、快速換刀的CNC高速加工中心為主，再加上輔機構成的柔性生產線，適用于多機型共線批量化的生產線。

3缸體加工工藝設計

一般來說發動機缸體的加工可分為粗加工和精加工兩部分，因缸體尺寸較大，鑄造后表面可加工余量較大，所以粗加工主要是對缸體的外觀面銑削，及部分安裝用螺紋孔的底孔鉆削，本文著重論述缸體的精加工工藝。以某主機廠1.6L機型缸體精加工為例，加工工藝分為12個步驟：第1步是基準孔和底缸體安裝面的加工，主要是曲軸瓦蓋安裝面和螺紋孔等；第2步是缸體前后面的加工，主要是部品安裝用螺紋孔和定位孔等；第3步是缸體左右面的加工，主要是曲軸止推面及安裝用螺紋孔等；第4步是缸體頂面的加工，主要是缸蓋螺栓孔及定位孔等；第5步是進行中間清洗處理和毛坯試漏，保證清潔度和檢查前述四步加工后工件是否有油水互通等泄漏不良的狀態，至此該機型上缸體的加工基本完成。第6步是部品組裝，具體是曲軸瓦蓋和底缸體的組裝，為進行整缸體的加工準備；第7步是曲軸孔的鏜銑，保證五個曲軸孔、曲軸孔與后油封的同心度；第8步是缸孔的鏜銑，保證缸孔的垂直度；第9步是曲軸孔和缸孔的珩磨，在前道鏜銑的基礎上進一步提高形位公差精度；第10步是缸體前后面的最終銑削，包括前罩蓋和變速箱定位銷孔的加工，保證前后面與曲軸孔的垂直度；第11步是頂面的最終銑削，保證頂面與底缸體安裝面的平行度；第12步是高壓清洗，去除加工殘留的毛刺和進一步提高清潔度。其中以第1、7、8、9、11這五個步驟最為關鍵，因涉及到了基準孔、曲軸孔、缸孔以及決定燃燒室容積的加工，無論是哪一個步驟出現質量問題都將導致整個缸體的報廢。按上述工藝及自主檢查頻次要求，一般缸體自動化的生產線運營需要十多名操作、檢查和維護人員，而由于自動生產線的信號傳遞、聯動控制較復雜，當各種復雜的要素結合在一起的時候，無論來自于內外部哪一方面的因素都會影響到缸體加工的質量[2]。

4缸體加工的質量控制

一般來說影響缸體加工質量的因素來自以下四個方面：首先是加工設備本身的誤差，主要是受旋轉工作臺、絲杠等運動副定位精度的影響。其次是夾具的影響，主要表現為定位干涉和夾具夾緊力不穩定。第三是刀具的影響，鏜刀的跳動、刀片材質、切削液沖洗的位置均直接影響加工品質。最后是工藝的合理性，以要求的循環時間為前提,粗精加工應安排在同一工位，加工余量的分配應根據被加工位置的工藝要求和刀具形式來確定[3]。以某主機廠1.6L機型缸體精加工線為例，采用以下兩種技術方案有效實現了對加工質量的控制。4.1采用MARPOSS裝置(無線電傳輸測頭系統)減少定位精度誤差。本缸體線使用的是某公司WH50TFC臥式鏜銑加工中心，其主要運動結構是繞Y軸旋轉的工作臺，可沿X、Y、Z方向移動的主軸。在前述工藝中，第7、8、10、11步的加工精度將影響發動機質量，因此盡可能的消除加工中心本身的誤差可有效提高加工精度，實現質量控制。在這四個工序的加工中心內設置T25+WRP45式樣和T25+WRP60式樣的MARPOSS裝置，在程序內設定每加工20臺后啟用MARPOSS裝置：T25測頭測量基準點位（在工作臺上安裝基準塊或基準孔），測量結果由WRP發射器、接收器（WRI）集成接口組成的無線電傳輸系統發送給加工中心，加工中心根據程序自動補償旋轉角度或進給軸定位坐標，實現對加工位置的精確控制，最終實現對加工質量一致性和穩定性的控制。需要說明的是測頭測量的基準點位必須保證清潔。4.2采用曲軸孔自動測量機在線檢測和反饋。按前述加工工藝，上缸體組裝曲軸瓦蓋和底缸體后變為整缸體（步驟6），在完成曲軸孔鏜銑（步驟7）后、進行缸孔鏜銑（步驟8）前設置1臺曲軸孔測量機，按照曲軸孔鏜銑后的孔徑要求，100%測量曲軸孔孔徑，并將測量結果反饋至步驟7的加工中心，同時在加工中心內設置程序，只有接收到測量機內的檢查結果并進行判定是否需要對鏜刀調整后再進行加工。通過測量機100%的檢查，可以實時確認鏜銑加工的品質，當出現孔徑加工不良時測量機可發出報警，不良工件不再流入后工序，同時加工中心根據接收到的測量結果，自動判定是否需要對鏜刀進行調整，如需調整可通過鏜刀調整裝置對準鏜刀上需要調整的刀片進行擴張或縮小的微調，保證孔徑處于公差中值。

5結束語

發動機作為汽車的心臟，其性能直接決定了整車的性能，而缸體作為發動機的核心部分，也是承載整臺發動機部件的重要機體，這就要求在進行加工工藝編制時必須精細合理，嚴格把控過程質量。由此可見，對發動機缸體加工工藝設計和質量控制的研究，有利于促進我國發動機制造產業的發展，在提高缸體制造質量以及提升制造工序過程中的精度方面有重要作用。

參考文獻：

[1]魏星雷.汽車發動機缸體加工工藝分析[J].內燃機與配件，2018.

[2]穆軍彪.汽車發動機缸體加工及質量診斷分析研究[J].時代汽車，2017（10）：97-98.

[3]鄧發平，黃家貴.汽車發動機缸體加工變形分析及精度控制[J].企業技術開發：中旬刊，2016（35）：17.

作者:黃海華 單位:東風悅達起亞汽車有限公司