發(fā)動機缸體加工技術

發(fā)動機被譽為汽車的“心臟”。發(fā)動機制造水平的提高，是汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎。發(fā)動機零部件的加工精度要求較高，加工工藝復雜，且加工質量的好壞直接影響著發(fā)動機的整體性能。



缸體是發(fā)動機的五大部件之一，作為典型的箱體零件，其特點是采用鑄造件，結構復雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工難度大。發(fā)動機缸體的生產(chǎn)效率和加工質量對整車的性能和成本有著直接的影響。一直以來，如何提高發(fā)動機缸體的生產(chǎn)效率和加工質量是中國汽車制造企業(yè)的一項重要研究課題。

隨著經(jīng)濟全球化和國際合作與分工進程的推進，我國汽車市場發(fā)生了巨大的變化，汽車制造業(yè)也呈現(xiàn)出欣欣向榮的發(fā)展態(tài)勢。近十年來，我國發(fā)動機制造企業(yè)先后建成了多條具有國際先進水平和代表性的發(fā)動機生產(chǎn)線。本調查展現(xiàn)了三家當前我國主流整車及發(fā)動機制造企業(yè)的缸體加工技術，希望能夠幫助大家開拓思路，以提升產(chǎn)品質量，提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。

鑄鐵發(fā)動機缸體

某汽車廠生產(chǎn)的B12\B12 MCE\B15四缸直列式發(fā)動機的缸體材質為HT250鑄鐵，共用定位面和定位銷孔。其加工要點是：

粗加工單元：粗銑表面、粗鏜缸孔、加工半精和精加工定位面和定位銷孔，粗、精銑止推面。
半精加工單元：鉆攻各表面螺紋孔，鉆鉸燃燒室面定位銷孔，精銑軸承蓋結合面。
精加工單元：鉆攻前后端面螺紋孔，鉆鉸前后端面定位銷孔，精鏜曲軸孔、缸孔，精銑頂面。

在實際生產(chǎn)中，該廠采用MAG S211 or S321四軸聯(lián)動臥式加工中心，其特點是：絲杠重復精度0.005mm；B軸重復精度0.003mm；主軸跳動近端0.003 mm，遠端0.015mm。加工中使用 Ingersoll、Walter、Guhring和Mapal的刀具產(chǎn)品。

該產(chǎn)品的具體工藝方案：粗加工→半精加工→中間清洗→中間試漏→擰緊主軸承蓋→精加工→珩磨缸孔曲軸孔→最終清洗→最終試漏（手動擰緊油堵，自動壓裝悶蓋）→下線。同時，采取如下措施：質量保證和追溯，CMM、檢具定期測量，Q-das數(shù)據(jù)分析，上、下線打標讀碼，A/B線標識區(qū)分，擰緊、試漏合格標記。

目前，現(xiàn)場使用情況是：設備運行可靠，設備運行率在90%左右；產(chǎn)品質量穩(wěn)定，F(xiàn)TQ約98%。

電控發(fā)動機缸體

在發(fā)動機缸體的加工過程中，要用到鏜削、銑削和鉆削等方式。與機械式發(fā)動機略有不同的是，在機加工方面電控發(fā)動機缸體的頂平面粗糙度由Ra3.2 µm改為Rz15 µm；曲軸孔&凸輪軸孔在精鏜后增加了珩鉸，提高了曲軸孔&凸輪軸孔的圓度、直線度和表面粗糙度。

某發(fā)動機制造商采用德國CROSS HULLER自動生產(chǎn)線加工電控發(fā)動機的缸體，主要加工內(nèi)容包括：前后端面定位環(huán)孔、半精鏜/精鏜曲軸孔&凸輪軸孔、精車水泵孔&油泵孔、精銑前后端面以及頂平面、曲軸孔&凸輪軸孔在線測量等內(nèi)容。

采取的刀具解決方案如下：

半精鏜/精鏜曲軸孔&凸輪軸孔的鏜桿以及精車水泵孔&油泵孔的鏜頭全部由Mapal公司設計和生產(chǎn)。其中，凸輪軸孔鏜桿本身采用中間帶滑動軸承結構，在使用過程中可以很好地減少鏜桿與中間支撐套之間的摩擦，對于凸輪軸孔圓度和錐度的提高非常有利。
精銑前后端面以及頂平面采用ISCAR公司的5NKL系列帽蓋式刀盤，具有重量輕、切削鋒利等特點，刀片采用HNCF型號，可以實現(xiàn)12次轉位，使用成本低。
孔加工刀具采用Walter公司的涂層擴孔鉆和鉸刀，耐磨性非常好，孔徑穩(wěn)定。

自發(fā)動機缸體投產(chǎn)以來，該生產(chǎn)線運行良好，產(chǎn)品的加工尺寸穩(wěn)定性及表面質量都很好。刀具使用壽命也較長，前后端面銑刀壽命可達到1200件/刃左右，頂平面銑刀壽命可以達到400件/刃左右，半精鏜/精鏜曲軸孔&凸輪軸孔壽命可達到1200件/刃。

四、六缸柴油發(fā)動機缸體

BF1013/2012四、六缸柴油發(fā)動機采用單體噴油泵結構，油泵挺桿孔有安裝用鍵槽孔。BF1013系列采用濕缸套結構，BF2012采用干缸套結構。其加工要點是：

主軸孔尺寸精度H6，表面粗糙度Rz20µm，圓柱度0.01mm，各孔對相鄰孔跳動0.02mm，對1、7孔跳動0.04mm。
缸孔尺寸精度H7，表面粗糙度Rz16µm，圓柱度0.01mm，止口深度公差0.03mm，相鄰止口位置度0.015 mm。

該發(fā)動機缸體的加工工藝流程是：基準加工—缸體頂?shù)酌娲帚?、半精銑，缸孔主軸半圓孔、油泵孔粗加工，銑瓦擋槍鉆油道—清洗—試漏—油孔螺紋孔加工，粗鏜挺柱孔和凸輪軸孔，精銑主軸承蓋安裝面—清洗—安裝主軸承蓋—三軸孔加工—銑頂面，鏜缸孔和油泵孔、挺柱孔—去毛刺—高壓清洗—安裝附件—試漏—成品檢查下線。

在實際生產(chǎn)中，采用CROSS-HUELLER數(shù)控機床組成的自動生產(chǎn)線對缸體頂面缸孔、油泵孔和挺柱孔分別進行精加工；平面銑削采用山特維克可樂滿的CBN刀具；精鏜孔采用MAPAL的單刃鏜刀，刀片為硬質合金涂層；缸孔精鏜采用自動測量和自動補償技術；單體泵孔和挺柱孔精鏜采用自動測量。

目前，該發(fā)動機生產(chǎn)線的工序能力≥1.33。