發(fā)動機(jī)排氣歧管開槽環(huán)節(jié)生產(chǎn)工藝優(yōu)化研究

葉菁 劉寒

摘 ? 要：排氣歧管開槽環(huán)節(jié)是加工工序中必不可少的環(huán)節(jié)，進(jìn)氣法蘭面開槽能夠消除鑄造過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，減少熱脹冷縮疲勞形變量，但是開槽也會造成排氣歧管平面度與位置度的偏差，為了消除開槽對平面度與位置度的影響，對排氣歧管的加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，將排氣歧管的開槽工藝放置在鉆銷固定孔后面，精銑進(jìn)氣法蘭面前面，保證了排氣歧管加工中平面度與位置度的要求。

關(guān)鍵詞：排氣歧管 ?開槽 ?生產(chǎn)工藝

中圖分類號：U463 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0099-02

發(fā)動機(jī)排氣歧管是一種鑄造類零部件，壁厚比較薄，工作溫度最高能達(dá)到925℃，最低溫度能達(dá)到-10℃，并且在低溫與高溫往復(fù)交替中工作，同時因?yàn)榕艢馄绻芙Y(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，各個部位的壁厚各不相同，導(dǎo)致熱脹冷縮疲勞形變量差別較大，容易造成排氣歧管出現(xiàn)斷裂、密封不良的問題，為解決此問題，需要在排氣歧管與缸體的工作面加工槽口，用以消除排氣歧管鑄造過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，減少熱脹冷縮疲勞形變量，另外，排氣歧管進(jìn)氣法蘭面的平面度以及固定孔的位置度精度要求嚴(yán)格，為防止開槽對排氣歧管平面度與位置度的影響，需要對排氣歧管的開槽環(huán)節(jié)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，減少其負(fù)面影響，提升排氣歧管的產(chǎn)品品質(zhì)。

1 ?開槽環(huán)節(jié)工藝難點(diǎn)解析

新型的排氣歧管在傳統(tǒng)排氣歧管的基礎(chǔ)上增加了開槽環(huán)節(jié)，開槽環(huán)節(jié)完成后會釋放排氣歧管在鑄造中產(chǎn)生的應(yīng)力，造成排氣歧管結(jié)構(gòu)的形變，影響排氣歧管的加工精度，主要表現(xiàn)在表面位置度不達(dá)標(biāo)影響與缸體的裝配品質(zhì)，平面度不達(dá)標(biāo)影響與缸體的密封性，增加漏氣的概率，都會直接關(guān)系到發(fā)動機(jī)工作性能，由此可以看出，合理設(shè)置排氣歧管的加工工藝是十分重要的，可以有效保障排氣歧管的產(chǎn)品品質(zhì)。圖1為排氣歧管的生產(chǎn)零件圖。

2 ?開槽后的問題及加工工藝優(yōu)化

排氣歧管的進(jìn)氣法蘭面總共需要加工三個槽口，并且根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)看出加工槽口會造成排氣歧管的變形。為此，對加工排氣歧管的專用夾具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是對夾具夾緊機(jī)制的設(shè)定。排氣歧管的開槽工藝不能放在工序的最后，應(yīng)當(dāng)放置在鉆進(jìn)氣面各孔后面，精銑進(jìn)氣面的前面，通過這樣工藝的改變，不僅確保了工作面的平面度，同時又能夠保證進(jìn)氣面孔的位置度符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。實(shí)際優(yōu)化的加工工藝方案如下：

（1）夾具優(yōu)化。

夾具優(yōu)化主要是將夾緊力分散到排氣歧管的兩側(cè)，加大受力面積，減少夾持過程中的形變量，對排氣歧管6個自由度進(jìn)行完全約束并適當(dāng)添加輔助定位，保證加工的穩(wěn)定性。圖2為夾具優(yōu)化圖。

（2）粗加工進(jìn)氣法蘭面。

該工序加工設(shè)備采用立式銑床，將排氣歧管放置到夾具上，夾緊時緩慢加力，減少工件固定時的局部形變量。設(shè)定科學(xué)的銑削進(jìn)給量，并提供充足的冷卻液，降低銑削熱應(yīng)力的產(chǎn)生，保證銑削精度。

（3）加工進(jìn)氣法蘭面孔。

該工序加工設(shè)備采用立式加工中心，將排氣歧管固定到夾具上，定位結(jié)合粗加工后的進(jìn)氣法蘭面與內(nèi)流道定位點(diǎn)。

（4）開槽。

該工序加工設(shè)備采用臥式銑床，工件的固定方式采用一面兩銷定位，切削進(jìn)給量的選擇應(yīng)當(dāng)依據(jù)排氣歧管的材質(zhì)進(jìn)行衡量，保證充足的切削液供給，增加刀具的耐用度，首先同步完成兩個槽口的加工，將夾具轉(zhuǎn)動6°進(jìn)行最后一個槽口的加工。

（5）精銑工作面。

該工序加工設(shè)備采用立式加工中心，工件的固定方式保持與粗加工進(jìn)氣法蘭面一致，保證進(jìn)氣法蘭面各尺寸符合規(guī)定。

（6）后序工序。

未完成的加工工序依照常規(guī)的排氣歧管加工方法進(jìn)行即可，定位方式為一面兩銷，一面即進(jìn)氣法蘭面，兩銷為基準(zhǔn)孔。

3 ?結(jié)語

對傳統(tǒng)的排氣歧管加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，排氣歧管的開槽工藝應(yīng)當(dāng)放置在鉆進(jìn)氣法蘭面孔后面，精銑進(jìn)氣法蘭面的前面，通過這樣工藝的改變，不僅確保了進(jìn)氣法蘭面的平面度，同時又能夠保證基準(zhǔn)孔的位置度符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，提升了排氣歧管的加工品質(zhì)，也為未來相同形式的零件加工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張俊紅，張玉聲，王健，等.高溫環(huán)境下汽油機(jī)排氣歧管振動特性及疲勞壽命研究[J].振動與沖擊，2017，36（13）：33-40.

[2] 楊云龍，曹占義，崔雷，等.汽車發(fā)動機(jī)排氣歧管用耐熱鑄造合金的研究與發(fā)展[J].汽車工藝與材料，2009（5）：1-4.

[3] 李錦添.從發(fā)動機(jī)排氣歧管加工看提高加工中心生產(chǎn)效率的途徑[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2008（8）：77-78.

[4] 程芳，譚偉.多種數(shù)據(jù)采集方式在汽車排氣歧管逆向設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2007（9）：68-69，73.

[5] 張朝生.添加Mo型高耐熱性和高加工性汽車排氣歧管用不銹鋼的開發(fā)[J].焊管，2003（3）：57-60，62.

[6] 陳恒慶.汽車發(fā)動機(jī)排氣歧管用Fe_2Nb Laves相強(qiáng)化不銹鋼的開發(fā)研究[J].冶金信息工作，1998（2）：27-29，60.