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    現代汽車發動機制造工藝的發展動向

    更新時間:2023-11-14      點擊次數:199

    1 缸體與缸蓋柔性生產線的發展動向

    1.1柔性生產線的發展動向

    隨著汽車技術的發展,1968年英國推出了世界上的條柔性生產制造系統,這種生產技術在隨后的時間里不斷創新,其具體的發展過程可以分為以下幾個階段。具體來說,階段是70年代研發的多種小批量的FMS,這種生產技術由于成本率低,并沒有被廣泛的應用在實際生產中,而是僅用在試驗和研發過程中;第二階段是80年代開發的柔性自動生產線FTL,這種制造系統由傳統的生產加工中心,再結合數控組合機為主的設備構成,這種制造系統已經可以初步應用在汽車的工業生產中,但是還無法*汽車工業生產的全部需要;第三階段是90年代初期的生產系統。在這個時期由于科學技術的的高速發展,數控技術的生產線發展已經相當成熟,所生產的產品不但質量好價格低,而且生產效率也大大提高。另外,由于加工中心的發展到后期逐漸出現三坐標生產型高速加工中心,而應用這種加工中心作為主體所構成的新型柔性生產自動線,也就是敏捷柔性自動線,它從根本上提高了生產效率,而且這種生產線既可以重復使用又可以互相組合使用,還能夠進行擴展,因此這種生產能夠滿足市場發展的需要,正因為敏捷柔性生產線能夠適應未來的市場需求和變化,所以它就是未來這方面加工制造的發展方向。

    1.2缸體與缸蓋的AFTL結構方案

    AFTL核心的技術是CNC高速加工中心,早它是由美國的兩家機床公司通過多年合作研發出來的一種新型的高速加工中心,這種技術的出現對于柔性制造技術來說是一項革命性的突破,同時他開創了柔性制造技術的新天地,而在以后的歲月里是德國、美國、意大利、日本、法國到公司相繼開發出單子CNC高速加工中心,而其中單軸CNC高速加工中心的主要特點有:

    、主軸轉速15000-20000-24000r/min;

    第二、給進速度60-76m/min;

    第三、加速度1-1.5g。

    由于缸蓋AFTL是一個由多個工序組成的加工系統,它的加工過程還保留著傳統的加工工藝,而且每道加工工序都配備多平臺平行的CNC高速加工中心,因此可以大量滿足工業生產需求,另外由于這種加工系統的產品不僅柔性較好,而且投資效益好,對于投資人十分有利,并且設備的開動率也高,這主要是因為此系統的每道工序都是有取得設備共同完成,所以當其中的一臺機床出現問題時,也不會對其他的生產線造成影響。

    2 凸輪磨削工藝的發展動向

    2.1凸輪磨削工藝的發展動向

    凸輪磨削工藝在很長的一段時間里在機械仿形領域占有重要地位,直到80年代中期,才被高速加工中心CNC無抗魔的屠龍磨削工藝技術所代替。出現這種局面的原因主要是CNC屠龍磨削的柔性和加工成型后。產品表面的精度大大提高,遠遠優于過去的機械仿形通過磨削工藝,因此我們說CNC凸輪磨削工藝就是凸輪磨削工藝的發展方向。

    2.2凸輪軸的主軸頸系統以及凸輪的集成磨削工藝

    在傳統的加工工藝中,凸輪軸的主軸頸系統以及凸輪的磨削需要采用三道工序來逐步完成。也就是說,首先需要磨削產品的前端小軸頸和端面,然后再對全部的主軸頸進行磨削工作,后在對全部凸輪進行磨削。隨著人們研究和應用越來越深入,在90年代中期有人開發了只需要一道工序和一臺磨床就可以做好主軸頸系統和凸輪的所有磨削工作,也就是采用CBN砂輪在高速旋轉的狀態下磨削的新型工藝。這種工藝對凸輪軸的傳統制造工藝產生了極大的沖擊和影響,并且隨著技術的不斷革新,后來出現了通過磨削代替銑床進行凸輪軸制造的工藝革新,充分運用這種新型的工藝就可以有效完成曲軸主軸頸系統和連桿軸頸的全部磨削工序,從而大大提高了生產效率。

    3 兩岸分離面采用漲斷工藝正在取代傳統的切削加工工藝

    3.1連桿分離而漲斷工藝的特點

    連桿分離面的漲斷工藝就是將連桿的蓋子與連桿本體上斷裂開,然后再將二者分開的工藝,與傳統的加工工藝如銑、鋸、拉、壓等不同,這種技術是在連桿大頭孔的斷裂線位置處提前進行設計,加工出二條應力集中的槽子,然后再讓一個楔子的壓頭進入連桿的大頭孔,由于連桿的大頭孔和壓頭之間有一對半圓套筒。這樣的設置就可以將壓頭與連桿大頭孔之間建立力的傳導作用,壓頭在移動時就會把力傳到大頭孔上,產生徑向力,這個徑向力不但會是槽子上產生裂縫,而且由于徑向力的持續作用會使裂縫變大,通過這種方式就能把連桿蓋從連桿本體上分離出來。此外,在所有的工藝當中,連桿漲斷工藝是實用的,這是因為采用這種工藝不會給連桿的分離面造成損傷,如塑性變形、斷裂等。只有這樣才能顯示出連桿與連桿蓋的裝配優勢。

    3.2連桿漲斷工藝的優點.

    3.2.1簡化了連桿計連桿蓋的設計要求

    在進行簡化連桿以及連桿蓋的設計時,必須按照實際的使用要求進行,具體來說,一方面,為了使連桿設計的更加科學,就必須盡可能的使連桿和連桿蓋的分離面保持很好的嚙合度,正因如此,在進行連桿分離時的加工工藝是漲斷工藝,這大大的促進了連桿與連桿分離面二者相互結合的質量,因而他們的分離面就不需要再次進行相關的機械加工,也就是將分離面的拉小加工和磨削加工的工序省略掉了。另一方面,因為連桿和連桿蓋的分離面是好的嚙合狀態,當連桿和連桿蓋裝配在一起時,我們*不需要再增加額外的定位工作。比如螺栓孔的定位,在此種情況下,通常只需要兩只螺栓位就可以拉緊,這樣就能省掉一些加工工序,如針對螺栓孔的加工。

    3.2.2改善了連桿總成的大頭孔變形

    *,作為汽車發動機的重要傳動機構,連桿的的加工技術對于汽車發動機性能有重要影響,就欄桿與連桿蓋的分離技術來說,為了能保證他們二者之間的分離面足夠的光滑,連桿和連桿蓋分離后必須采用專業的磨削加工設備磨削加工一次,此外,螺栓和連桿與連桿蓋的分離面和兩個螺栓孔二者無論是垂直度,還是孔的中心距都有要求。而在實際的生產加工過程中,分離面總會出現或者大或者小的誤差,微小的誤差也會給連桿與連桿蓋的裝配完畢后帶來殘余的應力并且留在了連桿中,此時殘余應力要釋放出來,就會產生連桿大頭孔變形現象,當連桿蓋與連桿再次裝到發動機的曲軸上時,嚴重的變形就要發生裝不上去的質量問題。連桿大頭采用漲斷工藝時后,它們分離而是*的嚙合。

    4 結語

    總而言之,縱觀汽車制造業的歷史發展已有百余年,隨著汽車發動機制造技術和水平的不斷提升,發動機的加工工藝也在不斷的推陳出新,無論是發動機的五大加工工藝,還是缸體與缸蓋正在發展捷柔性生產線取代傳統柔性生產線的發展路徑,都在朝著精益求精加工方向發展,而也是連桿制造工藝的一次革命,是連桿制造工藝的發展方向?,F在國外連桿分離面的漲斷工藝正在迅速且大量地進人連桿生產領域。



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