发动机缸体加工工艺分析

第红群

【摘要】发动机的缸体，是一辆汽车机身的核心部分，也是核心技术运用的重要部分。分析和研究汽车发动机缸体加工工艺，可以很大程度上提高发动机的运作性能。基于此，文章就发动机缸体加工工艺进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴。

【关键词】发动机；缸体；加工工艺

一、缸体结构工艺性分析

缸体作为箱体类零件，拥有孔、面较多，呈复杂形状和结构，没有均匀的壁厚且筋多，同时刚度相对较低，实际加工中，对局部位置精度要求较高，其中包括粗糙度、尺寸和几何形状等。平面、孔系是缸体典型加工特征。

缸体重要加工部位为缸孔、主轴承孔以及顶面，确保其在位置公差、形状、尺寸等方面形成较高的精度，只有这样，才能够从整体上提升发动机的性能，因此必须应用可靠性较高的夹具以及精度较高的设备，并提升加工工艺的合理性。

缸孔加工工艺流程为粗镗、半精镗、精镗，最后展开珩磨；缸体中大深径比孔主要为主轴承孔，其加工工艺流程为半精镗、精镗，最后再铰珩。镗杆刚性较差且较长，很容易形成振动，圆柱度以及同轴度在被镗孔中无法得到充分的保证，在实际加工过程中，要想促使其产生较高的精度，就必须保证镗杆在加工过程中使用导向套对其支撑，一般采用加工远端添加导向套的加工中心或者近端、远端均使用导向套的专机对其加工。铰珩主轴承孔工艺复杂，铰珩杆与机床主轴一般为浮动式连接，铰珩杆以镗孔为支撑进行加工，其加工圆柱度及同轴度受前序镗孔位置精度的影响，因此保证精镗位置精度尤为重要；缸体顶面作为与缸盖的结合面，实际加工中对平面度、粗糙度、位置度等工艺要求较高，一般为先粗铣后精铣，精铣中应尽量使用较大面铣刀努力实现一次走刀，避免产生接刀痕。同时为避免缸体顶面毛刺问题，通常在精铣过后，使用毛刷刀具进行清理。

二、发动机缸体加工工艺的应用

（一）发动机缸体高速铣削工艺

（1）发动机缸体高速铣削工艺的特点。发动机缸体高速铣削工艺和一般常见的传统数控加工技术在工艺本质上并没有多大的区别，两者同样都在进给量、切削深度以及切削速度方面有诸多的参考点，同时也需要使用编制数控程序来进行切削作业。但是较之传统的切削作业，发动机缸体高速铣削工艺是在小切深、高切速、大进给的状态进行切削作业的，因此其对数控参数的要求很高，细微的失误都可能会导致加工平面的质量问题。但也正是发动机缸体高速铣削工艺这一特点使其和一般的加工工艺相比，在切削表面质量上更佳，同时切削力更小、切削热更少，具备切削效率高但成本低等诸多优势。

（2）发动机缸体高速铣削工艺的要求。除了发动机缸体高速铣削工艺对精度、计算稳度的要求极高之外，其在使用中还有一些特殊的要求，主要集中在以下几点：首先发动机缸体高速铣削工艺在使用中不能和任何工装及工件发生碰撞；其次加工刀具在轨迹上必须保障绝对的平滑，以及十分均匀的切削深度；最后在发动机缸体高速铣削工艺使用中，其导致的设备振动必须控制在一定范围内。

（二）发动机缸体高速镗孔工艺

（1）发动机缸体高速调头镗孔工艺的特点。高速调头镗孔工艺其在加工中刀具是从零件的两端分别镗进的一种长孔加工技术，从本质上观察，该技术减少了一次进刀的长度，因此在操作流程上无疑实现很大的简化，减少了一些传统镗孔作业镗长孔所需要的一些特殊措施，高速调头镗孔工艺又可以划分为工件自身回转180度、工作台不动和工作台自身转动180度、工件自身不动两种。其在使用中具有将镗长孔变为镗短孔的特点，在加工效率上实现了很大的提升，同时节省了使用费用。

（2）发动机缸体高速调头镗孔工艺的优势。高速调头镗孔工艺的优势主要有三个方面，其一在镗孔中镗杆较短，因此在切削速度上有所提升；其二因为镗轴伸长较短，因此在精度方面更有保障；其三切削设备占用空间较小，因此工作人员的工作活动空间更大，工作更为直观、安全。

三、对于发动机缸体加工精度的控制

（一）可靠性

缸体加工精度把控实际是一种较高效的优化方案，主要分为四个部分，分别是对发动机或缸体加工的计划模拟、提出方案、优化设计和实验方案，在对加工过程进行计划模拟时，首先要进行加工试验，了解误差的情况，以及控制精度方法的可行性；其次是要在可靠性方案方面对加工好的缸体的性能进行分析，然后进行项目的下批次的方案设计；最后对预计出来的方案进行评估；在优化设计方面，首先需要运用到计算机工程技术对此加工方案进行编制和计算，其次对优化设计出来的加工方案进行结构性的分析和模拟的构建。

（二）缸体精度控制方法

1.AGREE法

该方法主要是权衡缸体构造系统的复杂性和精度控制的重要性，考虑到了缸体内部各部件元素的关系；AGREE法可以降低缸体加工的原本误差。在用工具加工缸体内的零部件时，可以通过更改加工工具来减少使用工具的重复性，减少由反复摩擦带来的热量，这样可以提高缸体加工的精确度。

2.等分配法

分配方法简单，操作也简单，缸体内的的各部件的可靠性容易被忽略。通过对该方法的可靠性分析发现，分配方法一定程度上促进了缸體加工总体设计方案的优化，因为加工缸体时的操作方式不正确或者是加工的流程颠倒，使得误差累积的越来越大。因此，要将误差均衡等分配化，将误差降至最低。

参考文献

[1]李爱平，朱璟，陆嘉庆，刘雪梅.发动机缸体加工方案选择与操作排序协同优化[J].同济大学学报（自然科学版），2016（07）.

[2]徐立云，徐昌飞，邓伟，李爱平.基于SA—PSO算法的发动机缸体机加工线平衡研究[J].农业机械学报，2014（02）.