汽缸蓋夾具、產線加工技術探討，如何實現(xiàn)柔性化？

汽缸蓋是發(fā)動機的幾大關鍵部件之一，零件尺寸較小，但結構形狀復雜，壁薄且壁厚不均勻，加工部位多，特別是有數(shù)個平面與孔系，導致加工難度很大。

發(fā)動機缸蓋加工技術分析

在缸蓋零件各加工表面中，通常平面的加工精度比較容易保證，而精度要求較高的支撐孔的加工精度以及孔與孔之間、孔與平面之間的相互位置精度則較難保證。缸蓋零件的技術要求主要可歸納如下：
 

1.主要平面的形狀精度和表面粗糙度

缸蓋的主要平面是裝配基準，并且往往是加工時的定位基準，所以，應有較高的平面度和較小的粗糙度值，否則，直接影響缸蓋加工時的定位精度，影響缸蓋加工的定位精度，影響缸蓋與機座總裝時的接觸剛度和相互位置精度。

一般缸蓋的主要平面的平面度在0.1～0.03mm，表面粗糙度Ra2.5～0.63μm，各主要平面對裝配基準面垂直度為0.1/300.

2.孔的精度、表面粗糙度及主要孔和平面的相互位置精度

一般缸蓋孔的尺寸精度為IT6，圓度、圓柱度公差不超過孔徑公差的一半，表面粗糙度值為Ra0.63～0.32μm。其余尺寸精度為IT7～IT6,表面粗糙度為Ra2.5～0.63μm。各孔之間的孔距公差為0.12～0.05mm，平行度公差應小于孔距公差，一般在全長取0.1～0.04mm。同一軸線上主要平面間及主要平面之間垂直度公差為0.1～0.04mm。

▲發(fā)動機缸蓋各表面的加工要求和加工方法

欲知發(fā)動機缸蓋加工工藝全面介紹，戳這里：專業(yè)為您解讀動力總成缸蓋加工工藝，身為機加人都應該看一看。
 

缸蓋專用夾具產品案例

為了保證零件的加工質量，需要設計專用夾具，下面從幾個不同的加工情況舉例：
 

①精度要求：±0.01mm

使用機床：臥式加工中心

銷孔定位

②精度要求：±0.01mm

使用機床：臥式加工中心

銷孔定位、雙工位夾具

③精度要求：±0.01mm

使用機床：雙主軸臥式加工中心

銷孔定位、雙工位夾具

④精度要求：±0.01mm

使用機床：臥式加工中心

銷孔定位、兼容多種產品

⑤產品描述與特征：

精度要求：±0.01mm

使用機床：雙主軸臥式加工中心

銷孔定位、四工位夾具

缸蓋產線技術應用分析及案例
 

目前，在汽車發(fā)動機的缸蓋、缸體、變速箱體和離合器殼等箱體件的加工中，由高速加工中心組成的柔性生產線已大部分替代了自動線、高速加工中心已成為汽車發(fā)動機箱體件加工的主要設備。企業(yè)需要從整體產線出發(fā)，各個加工環(huán)節(jié)都應契合柔性化的未來趨勢，下面簡單介紹下四條應用在不同生產環(huán)境下的共線技術。
 

1.換批生產，產品外形基本一致：共用夾具

夾具共用是現(xiàn)場最常使用的方式，需加工零件有銷孔設計避讓，或采用快速換銷結構的夾具，亦或者換型時換銷、夾爪等，這種產線的優(yōu)勢在于減少設備停機時間，更換成本也低。

該方案適用于換批生產，初期投入低，各機型的產品外型與工藝基準需最大可能的保持一致。

2.產品換型周期較長：快換夾具

快換夾具對產品外型無特殊要求，只是針對某一機型的專用夾具，缺點是夾具較重，換裝較為困難，若是換成換型周期短的產品則不具備經濟性。

如圖所示，專用夾具與快換子板固定在一起，快換母板與機床托盤固定在一起，換型時用專用工具吊起夾具與子板組合體，使之與母板對接即可。

3.產品混線生產：隨行托盤

該生產線柔性高，適用于產品混線生產，僅更換隨行托盤即可實現(xiàn)共線生產，有效利用產線能力，缺點是初期投入高。

隨行托盤裝在工件上隨工件移動，工件與托盤通過螺栓固定，夾具僅夾緊在托盤上，工件與托盤定位的螺栓孔及銷孔是在產品設計階段設計出的專用孔位。當產品不同時，僅更換隨行托盤即可實現(xiàn)共線生產。但由于托盤是隨工件移動的，需要數(shù)量較多，所需隨行托盤數(shù)量一般為生產線工位數(shù)的3－4倍。

4.換型頻率高：零點夾緊

在德系車上應用較多的一種解決方案，即使發(fā)動機機型變更，也能保證較大的生產線柔性，因為僅設計相同的零點定位孔就可實現(xiàn)產品在機加設備上的共線，而不需更換工裝；若無法設計相同的零點定位孔，也可用采用轉接板來實現(xiàn)共線生產。

傳統(tǒng)的發(fā)動機缸體、缸蓋夾具具有以下特點：框架結構，剛性好；重量大；不易安裝，定位精度較高；液壓驅動，保壓設計；復雜程度高；不能重復使用；專機專用；自動化上下料困難；夾持點多，夾緊監(jiān)控復雜等。

零點快換夾持系統(tǒng)具有以下特點：單面拉緊，一面夾持，五面加工；缸蓋為框架結構，剛性好，拉緊無變形；夾具極為簡化，定位夾緊銷壽命長，一年免維護；避免因夾具干涉而加長刀具，刀具剛性好，標準化高；適合自動上下料；集成監(jiān)控保證工藝可靠；與壓裝、檢驗、質檢兼容；適于柔性換線等。

產線實例：奇瑞捷豹路虎這條生產線在機械加工和裝配全過程中應用了最新的托盤加工技術，能夠高效地完成多種產品混線生產的快速切換。

▲托盤隨行

  

▲自動化生產現(xiàn)場

目前，我國真正具備柔性生產能力的制造企業(yè)產能并不多，以缸蓋產品為例，隨著性能要求日益增高，對制造工藝要求也變得極為嚴格，從工藝細節(jié)分析、到工藝設備選擇直至產線的方案設計，都應該體現(xiàn)高度的可靠性與靈活性。