汽缸蓋夾具、產(chǎn)線加工技術(shù)探討，如何實現(xiàn)柔性化？

汽缸蓋是發(fā)動機的幾大關(guān)鍵部件之一，零件尺寸較小，但結(jié)構(gòu)形狀復(fù)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(dǎo)致加工難度很大。

發(fā)動機缸蓋加工技術(shù)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(shù)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(zhǔn)，并且往往是加工時的定位基準(zhǔn)，所以，應(yīng)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(zhǔn)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(yīng)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(yīng)該看一看。
 

缸蓋專用夾具產(chǎn)品案例

為了保證零件的加工質(zhì)量，需要設(shè)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(chǎn)品

⑤產(chǎn)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(chǎn)線技術(shù)應(yīng)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(chǎn)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(shè)備。企業(yè)需要從整體產(chǎn)線出發(fā)，各個加工環(huán)節(jié)都應(yīng)契合柔性化的未來趨勢，下面簡單介紹下四條應(yīng)用在不同生產(chǎn)環(huán)境下的共線技術(shù)。
 

1.換批生產(chǎn)，產(chǎn)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(shè)計避讓，或采用快速換銷結(jié)構(gòu)的夾具，亦或者換型時換銷、夾爪等，這種產(chǎn)線的優(yōu)勢在于減少設(shè)備停機時間，更換成本也低。

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

2.產(chǎn)品換型周期較長：快換夾具

快換夾具對產(chǎn)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(chǎn)品則不具備經(jīng)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(chǎn)品混線生產(chǎn)：隨行托盤

該生產(chǎn)線柔性高，適用于產(chǎn)品混線生產(chǎn)，僅更換隨行托盤即可實現(xiàn)共線生產(chǎn)，有效利用產(chǎn)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(chǎn)品設(shè)計階段設(shè)計出的專用孔位。當(dāng)產(chǎn)品不同時，僅更換隨行托盤即可實現(xiàn)共線生產(chǎn)。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(chǎn)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(yīng)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(chǎn)線柔性，因為僅設(shè)計相同的零點定位孔就可實現(xiàn)產(chǎn)品在機加設(shè)備上的共線，而不需更換工裝；若無法設(shè)計相同的零點定位孔，也可用采用轉(zhuǎn)接板來實現(xiàn)共線生產(chǎn)。

傳統(tǒng)的發(fā)動機缸體、缸蓋夾具具有以下特點：框架結(jié)構(gòu)，剛性好；重量大；不易安裝，定位精度較高；液壓驅(qū)動，保壓設(shè)計；復(fù)雜程度高；不能重復(fù)使用；專機專用；自動化上下料困難；夾持點多，夾緊監(jiān)控復(fù)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(jié)構(gòu)，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(biāo)準(zhǔn)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(zhì)檢兼容；適于柔性換線等。

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

▲托盤隨行

  

▲自動化生產(chǎn)現(xiàn)場

目前，我國真正具備柔性生產(chǎn)能力的制造企業(yè)產(chǎn)能并不多，以缸蓋產(chǎn)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(yán)格，從工藝細節(jié)分析、到工藝設(shè)備選擇直至產(chǎn)線的方案設(shè)計，都應(yīng)該體現(xiàn)高度的可靠性與靈活性。