柴油機氣缸蓋定位孔加工技術研究與改進

孫巧蘭

（河北省辛集市辛缸汽缸蓋有限公司，河北辛集052360）

1 引言

氣缸蓋是發動機的主要零件之一，加工工藝復雜,精度要求高,需要經過多臺機床、多道工序加工才能完成。定位方式多采用一面兩孔定位，而作為全線加工統一基準的工藝定位孔加工尤為關鍵，氣缸蓋所有工序內容的加工精度在很大程度上都取決于工藝定位孔的精度,特別是定位孔的位置精度。4105缸蓋是公司生產的典型四缸機產品之一，在產品的生產過程中經常出現缸蓋定位銷孔位置超差現象，致使產品加工的一致性不好，影響產品質量，而且加工效率低，工序不平衡，影響到整個生產線的生產能力。

在缸蓋生產中，公司多年來定位孔工序采用搖臂鉆床設備進行加工，夾緊方式是用兩螺栓將缸蓋固定在夾具體上，用模板上鉆、鉸套作為導向元件，采用鉆、擴、鉸方式加工，定位孔精度直接受工裝制造精度的影響，導向套的磨損也會造成定位孔位置的超差，在工裝的使用過程中，導向套更換頻繁，在加工操作過程中人工操作設備，受人工影響因素較大，工序質量不穩定，加工效率低。

為解決上述問題，我們對工藝定位孔加工從設備、工裝、刀具等幾方面進行研究與改進。

2 加工工藝

（1）粗基準的選擇：合理選擇工藝定位孔加工的粗定位基準，可保證各加工面及孔系之間加工余量分布均勻，減少廢品。在生產過程中，首先考慮座圈孔加工余量均勻及氣道位置準確。選擇缸蓋頂面做工件定位基準面（已精銑），選擇缸蓋1、4缸進氣門座圈毛坯孔孔口作為粗基準銷孔，以后各工序加工主要以本工序加工出的工藝定位孔及缸蓋底面為基準加工。

（2）工步調整：應用加工中心設備,加工工步隨之作相應調整,加工深度、刀具的運動軌跡，轉速及進給速度、換刀指令、加位置尺寸、用程序寫入系統中,工步采用：先用中心鉆進行點孔定位，后用鉆、擴、鉸加工方式進行加工，消除鉆削加工時因鉆尖磨削偏差對孔位精度的影響。

3 加工設備

隨著科技的發展，數控加工設備已廣泛用于機械加工制造業，加工中心是加工復雜形狀工件的高效率自動化機床，加工精度高，柔性好，是現代化大規模生產發展的方向。

在4105定位孔加工中采用數控加工設備，將工件一次裝夾后，可連續完成點定位、鉆、擴、鉸等多工步，提高了加工效率,減少人工操作對產品加工精度的影響，數控系統按輸入程序控制機床，按不同的加工工步自動更換刀具，自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡，依次完成工件上多個工步的加工。

4 工裝設計

如圖1所示，主要由工裝體、導向模板、壓緊氣缸、銷及銷套組成。由于可以方便得到氣源，所以采用氣動夾緊，夾緊迅速可靠，夾緊直接采用氣缸、杠桿、定位銷實現，用緊固在工裝體上的模板1裝上導向套來確定定位銷位置，使定位銷可自由在導套中上下運動，用一支座為中間支承，采用鉸鏈軸，將兩定位銷與夾緊氣缸用一杠桿相連，這樣可實現定位夾緊動作一起完成，工件裝夾時間可大大減少，而且結構簡單、調整方便、夾緊可靠。

圖1 工裝結構簡圖

5 切削刀具

刀具必須適應加工中心高速、高效和自動化程度高的特點，應用加工中心加工定位孔，點定位采用φ5中心鉆，硬質合金鉆頭φ15進行鉆孔加工，擴孔刀及鉸刀采用焊接刀片刀具。

6 加工精度分析

刀具材料的性能、刀具類型、刀具幾何參數、切削速度、切削深度和進給量等都影響切削力，從而影響整個工藝系統，最終影響加工精度和質量。刀具的制造誤差、安裝誤差也會影響工件的精度。在定位孔加工中合理選擇刀具及切削參數也是提高缸蓋加工質量的有效途徑。

機床主軸的回轉運動、機床導軌的直線運動和機床傳動鏈的誤差都會影響缸蓋定位孔的加工位置精度，加工中心的重復定位精度及伺服反饋系統的誤差也是影響加工精度的主要因素，所以選擇高精度的加工中心設備加工，對提高缸蓋定位孔的加工精度非常必要。

采用加工中心加工定位孔，消除了傳統加工方式下鉆、擴、鉸導向套與刀具導向間隙對工件精度的影響，大大提高了定位孔的位置精度。

7 結論

采用加工中心及氣動夾緊方式的工裝加工工藝定位孔，經連續幾天加工測量，能滿足圖紙工藝、尺寸及位置精度要求，工序質量更加穩定，效率提高約30%，使定位孔加工工序不再成為短線工序，做到了工序間生產平衡，達到了預期的效果。

［1］ 王文斌.機械設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2006.

［2］ 楊黎明.機床夾具設計手冊［M］.北京：國防工業出版社，1996.