气缸套机械加工工艺缩减的探讨

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Key words：Cylinder sleeve Technique Shrink1 刖 胃气缸套是发动机中的重要易损件，随着国际社会对环境保护提高到重要的议事日程 ，各国对环境保护、降低污染均在不同程度上强制性立法。汽车与发动机的尾气排放是主要的污染源之-.尤其是城市的汽车尾气排放的污染破坏了空气质量 ，影响了人们的身体降。

国家在十-五”中相继出台了汽车尾气排放标准 ，对轿车实施了欧 Ⅲ、欧IV(即国 3国 4)排放标准，对大型客车与货车实施欧Ⅱ、欧Ⅲ(即国2国3)排放标准。十二五”期间，国家对汽车的尾气排放要求进-步的提升，力争在短期内与国际接轨.对发动机的排放提出了更苛刻的要求，相应地对发动机的各零部件的制造提高了-个精度等级，由原来的Ir7级提高到 IT6级。

本文主要阐述气缸套制造缩减工艺.替代行业巾多年来传统单机多道工序的经验介绍。

2 现行机械加工工艺存在的弊端目前在我国气缸套制造行业中，绝大多数的气缸套制造商由于受到技术研发、人才、经费等条件的限制，沿用了比较落后的单机，工序分散 ，多工序流水线的生产方式。由于机床精度的差异、工序的分散、重复定位的积累误差、工艺装备的制造误差等.气缸套的技术参数难以达到 IT6级标准的要求 ，由此.发动机的尾气排放也相应的保证不了欧Ⅲ、欧Ⅳ的排放标准。

行业中传统的机械加工工艺-般为 12～15道工序(见表 1)：表 1序号 工序名称及内容 配置设备1 缸套毛坯表面清除涂料 自制掼筒2 切 总长 自制割料机3 粗镗内孔 DGT52A4 粗车外圆 C8305 半精车外圆定位、切总长 TK712或 C76206 半精铰 内孔 DG r5227 半精车外圆 C7632或C76208 精镗内孔 I 169 倒角 C62010 精车支承肩及上下腰带 CA6140l1 切封水槽 TK712或 CA614012 磨外圆 M13113 粗珩磨内孔(去除余量) MB421514 精珩磨内孔(拉平台网纹) NAGEL珩磨机15 内孔抛光 MB42l5Z该生产线 的工序太长 ，所用设备较 多 .工装夹具使用较多与复杂.夹具制造成本高和制造时间长，操作人员多，生产效率低 ，产品转序产生的积累误差大，生产成本等多种缺点.难以满足高档发动机配置的气缸套要求。

困难较大，所有机床的工装夹具需要重新设计与加工，制造成本大，更换工装周期长，-般需要 4～5个内 燃 机 与 配 件 2013年第 9期工作 日。

机加工的关键工序主要有三道工序：精车、磨外圆、珩磨。这三道工序是保证气缸套尺寸精度及形状位置公差的关键工序。我国的国产设备的精度和刚性远不如德国生产的气缸套加工设备。精心加工的产品尺寸只能达到 I17级.难以达到现代气缸套要求的IT6级精度要求。例如精镗工序留给珩磨工序的余量-般为 0.O8-0.12mm。这样给珩磨工序带来了困难 ，不仅费工费时，而且由于加工余量较大，切削热量大，影响了加工精度。并且珩磨头接杆与机床主轴是球形连接 ，只能起到去除缸套 内孑L的余量，不能消除缸套内孔的形状误差，所以珩磨工序的废品率较高。

再则，由于生产线工序太多，缸套转序装夹频繁 .影响定位精度 ，最终产品的内孔 圆度 和圆柱度超差 .支承肩的下端面对缸套上下腰带 的跳动超差，在使用中经常发生气缸套断台现象，严重的影响了发动机的安全生产。

3 缩短后的工艺流程上述气缸套机械加工工艺的弊端和存在的质量问题 ，公司并根据无锡柴油机厂欧Ⅳ排放发动机36D气缸套设计任务书要求，公司组织科技人员攻关，重点放在缸套毛坯减重和缩减加工工艺上，使其适当合并集中，缩短工艺流程，减少定位误差，选择订购德国气缸套全 自动生产线-条.共 6台机床组成，机床均为四轴、双轴立式机床，缸套的上下均由机械手操作 ，整条生产线只需 1～2人 。

其工艺流程为 ：缩短毛坯-粗铰内孑L-粗车外圆与上下端面-精铰内孔-精车外圆-粗 、精珩磨与抛光 。

从上述工艺流程可以看出 .机械加工1二艺仅有5道工序 ，是原工艺 的 1/3，不仅减少 了 9台机床 ，而且操作人员也仅是原工序的人员 15%，生产效率显著的提高 ，更重要的是减少了频繁转序定位 的误差 ，提高了尺寸精度和形状位置误差的精度。

(1)缸套毛坯减重工艺流程的缩短，缸套毛坯的质量是关键，-是毛坯的重量要缩减；二是缸套毛坯的壁厚差要控制在规定的范围内；三是缸套的内在质量要保证。

首先组织科技人员成立 毛坯减重和缩短工 艺攻 关小组，以缩短减重毛坯，提高缸套内在质量为核心对浇铸机进行改进设计，设计以计算机控制离心铸造的工艺参数。以 S195缸套毛坯为例 .没有减重之前 ，毛坯的重量为 10.5kg，毛坯的长度为 260mm，外圆与内孔的加工余量(单边)均为 3.5～4mm，而 S195缸套成品重量仅有 3.5kg，加工的铁屑占毛坯重量的2/3，不仅费工费时，消耗刀具，而且材料的利用率较低。通过减重，缸套毛坯的重量仅为 7.2kg，毛坯的长度为218～220mm，内外圆的加工余量(单边)分别为1.5mm，内在质量由于计算机控制.A型石墨的占比较大，整体缸套的质量普遍提高。

(2)粗镗内孔该工序选择德国立式四轴镗床 夹具采用液压外包上下三爪夹紧装置，刀具采用机夹可调整不重磨粗、精铰复合刀具，由于前道工序毛坯质量控制的好，毛坯的壁厚误差小，粗、精铰的切削余量分别为 1mm和0.3ram，其圆度和圆柱度均符合工艺要求。

(3)粗车外圆及上下端面该工序选择德国双轴立式车床 ，缸套装夹在机床主轴的内涨夹具上，工件旋转，刀具安装在上、下刀架上，刀具可水平或轴向上、下移动切削，加工速度快、精度高。

(4)精铰内孔由于机床精度和夹具精度比较高，缸套的内外圆质量也相应 的得到保证 ，精铰的切削量仅有0.2mm左右 ，缸套内孔的圆度和圆柱度得到充分的保证，其粗糙度达 Ra0.32以上，留给珩磨的余量均在 0.05～0.08范围内。

(5)精车外圆设备是德国高精度立式车床，本工序主要是精车支承肩和精车上、下腰带，其切削余量为 0.15ram，替代了原工艺磨外圆的工序，而且精车尺寸稳定，生产效率高，达到以车带磨工艺改革目的。

(6)粗、精珩磨与抛光设备使用双轴 NAGEL珩磨机，磨头采用双进给装置 ，粗磨和切削平台网纹-次完成 。转 工位后抛光。

目前公司根据德国全自动生产线的先进经验，改造其他生产线 ，受到较好的效果