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EQ465 缸体工艺分析与专机设计研究

摘要:本文从工艺方法、设备选型和刀具选用三个方面,对EQ465缸体加工工艺流程方案进行了分析,并对实际运用中所暴露出来的问题进行总结,对同类零件生产实践具有一定指导作用。
EQ465 缸体工艺分析与专机设计研究

EQ465发动机被广泛用于国内小型乘用车制造中,是一款经济性好、性能、质量稳定的四缸发动机,并以此为基础,先后开发了EQ466,EQ472等多款微型发动机。因此,对EQ465发动机主要零部件加工工艺进行研究不仅能优化现有生产工艺,提高品质,而且还能为同类产品研发与制造积累经验。

1.EQ465缸体结构精度参数

缸体是汽车发动机的主要零部件,也是典型的箱体类零件。EQ465汽车发动机缸体,属于HT250高强度铸件,硬度HB185-240,具有结构紧凑、毛坯壁溥、加工部位多、工艺路线长和技术要求高等特点。

2.EQ465缸体结构特点

EQ465缸体结构具有三个主要特点:及时,铸造毛坯以1、4缸孔及主轴半圆孔接合面为基准;第二,右侧面毛坯凸台作为过渡基准,经及时序加工后,作为毛坯到精基准过渡;第三,精加工基准都统一以缸体底面及底面两销孔作为基准,各加工部位尺寸及位置精度均有统一基准。

3.工艺分析及工艺设计

3.1EQ465缸体工艺特点

缸体瓦口面宽度要求高,尺寸精度为0~0.02mm;顶、底面销孔互为基准,从工艺上分析,顶底面及销孔可任选一组作定位基准,方便工件工件姿态转换;缸体壁溥,夹紧加工易变形。

3.2工艺设计原则

缸体加工全线工艺设计原则如下。①先粗后精加工。②先面后孔加工。③粗、精分段,按排中间工序,让粗加工有应力释放时间。④加工基准统一。半精加工,精加工定位基准备统一,有效消除基准过渡产生的偏差。⑤螺孔底孔加工不用台阶钻,倒角与底孔分别加工,起到减少对刀工作量、降低刀具成本的目标。

3.3新工艺、新技术应用

①缸体顶底面销孔一次装夹加工到成品。②缸体瓦口面精加工采用精铣加工。③各螺孔底孔加工、钻孔与倒角分开。④顶面主螺栓孔,底面瓦盖安装面螺孔底孔采用刚性直槽钻加工,底孔采用钻、扩两序。⑤主轴孔止推面精车采用左右分别加工车削。

3.4物流方式

根据生产线场地条件及节拍要求,生产线设计成U形布置。辊道输送,人工推装上下料。机床分两种形式,即双面结构与三面结构,机床以旁通过式为主。

4.典型工序加工工艺分析与专机介绍

4.1顶底面销孔加工

顶底面销孔是顶底面作为基准时的定位工艺。常规专机加工采用钻、扩、铰三步作业法,顶底面销孔互为基准加工,这种方式需要两台设备,加工精度不高,成本较高;如选用加工中心加工,则可采用钻、铰加工工艺完成,一般用卧式加工中心,一次装料,顶底面销孔加工成品,精度好,但设备成本高,生产效率低。EQ465缸体顶底面销孔加工方式,吸收了加工中心工艺优点,发挥专用机床多轴高效特点,采用卧式双面升降刚性主轴箱机床结构,缸体右侧面朝下卧置,采用刚性钻铰工艺,实现一次装夹,完成两面四销孔加工目标,该方法效率高、精度高、成本低且产品质量良好。

4.2瓦口接合面精铣加工

EQ465缸体瓦口面止口精度要求较高,为达到宽度公差要求,可采用拉削加工工艺,但该工艺在切削过程中,一般要用切削油,为使后序加工切削液不受油污染,必须要增加清冼工序。为满足上述要求,一般配采用焊接式定尺寸成形铣刀,该刀具成本高,不易生产。因此目前多采用立式数控铣削加工,刀具选用机夹式硬件质合端面铣刀铣加工,刀具直径较小,切削路线为“U”形,刀具磨损对加工精度不产生影响,切削试件后,检测加工精度,根据加工精度调整Y轴补偿量,从而保障最终加工精度。经过3000只缸体加工抽测表明,这种加工方可保障瓦口面宽度稳定在0.015~0.02mm间,刀片耐用性能也很高。另外,加工中选用乳化液进行冷却,保障不产生切削液污染。

4.3精车止推面

缸体止推面有两种形式,即整圆环式和半环式。EQ465缸体止推面为半环式。半环式止推面加工铣削方式较多,目前多采用卧式加工中心或专用铣削加工,卧式加工中心铣削刀具悬伸长,刀具寿命不高,但加工精度良好,在专机生产线上排在生产线尾,工件姿态为底面朝下。考虑到止推面三项精度要求,定位销孔尺寸公差设置为±0.05mm,止推面对主轴孔垂直度为0.06,止推面左右宽度保持为0.05mm。新设计工艺采用精车方式完成止推面加工,缸体底面向下,定位基准与主轴孔精镗相同,保障了止推面与主轴孔垂直度。

5.结语

EQ465缸体加工线投入运行结果表明,对缸体工艺的革新是成功的。通过对EQ465缸体全流程工艺规化设计,首次实现了全线专机化,提升了生产效率。在本工艺方案实施的同时,一条纯国产加工中心线也开始进行设计,具业内信息透露,该加工中心生产线设备投入是专机线的4倍,且占地大,后期动行成本也比专机线高。根据EQ465缸体特点,接合专机高效优势而设计缸体加工工艺是成功的,具有如下优点:

及时,全线工艺设计流程合理,新设计的EQ4656生产线工艺流程吸取了国内现有的产品工艺特点,集传统技术与现代工艺于一体。在基准加工完成后,整线所有工序工件定位基准统一,保障了加工稳定。

第二,采用了近期的工艺方式解决曲轴箱难保障的问题。如瓦口面精加工保障止口尺寸精度,采用了数控插补加工工艺,既保障了产品质量,又减少了刀具使用成本。

第三,采用直钻头钻螺纹底孔,放弃常用阶梯钻方法。不仅提升了孔位加工精度,而且有效降低了刀具使用成本,减少了不必要扩孔工序。

第四,对关键工序,如曲轴孔、缸孔等精加工机床主轴轴承、刀杆、刀具等改选为进口产品。另外,生产线采用集中布线思路,减少了设备数量与员工数量,降低了设备初期投入成本。

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