4.2.1.2 曲轴的机械加工工艺特点
曲轴加工工艺有如下特点: (1) 刚性差
曲轴的长径比较大,并具有曲拐,因此刚性很差。加工中,曲轴在其自重和切削力的作用下,会产生严重的扭转变形和弯曲变形,特别是在单边传动的机床上,加工时扭转变形更为严重,另外,精加工之前的热处理,加工后的内应力重新分布都会造成曲轴的变形。 (2)形状复杂
曲轴的连杆轴颈和主轴颈不在同一轴线上,使得工艺过程变得复杂。 (3) 技术要求高
曲轴因形状复杂,加工表面多,故其技术要求比较高。这就决定了曲轴工序数目多,加工量大。在各种生产规模中,与内燃机的其他零件比较,曲轴的工艺路线是比较长的,而且磨削工序占了相当大的比例。 4.2.1.3 定位基准的选择
任何零件的加工都要有一个基准,曲轴也不例外。曲轴的工艺基准有两套,粗基准和精基准。粗基准的选择在第一工序铣端面、钻中心孔时,通常以两端主轴颈的外圆和中间主轴颈的轴肩为粗基准,这样钻出的中心孔可保证曲轴加工时径向和轴向余量的均匀。曲轴加工的精基准包括径向、轴向和角度定位基准。径向定位用曲轴一端的端面或轴肩。角度定位一般用法兰端面上的定位销孔或曲柄臂上铣出的定位平台。采用不同的加工工艺方法和设备,定位基准的选用亦不同。 4.2.1.4 曲轴工艺路线
铣端面、钻中心孔→毛胚检验→铣工艺定位面→检验→粗车主轴颈及两端轴颈→检验→精车1、3、4、6主轴颈及小端轴颈→精车2、5、7主轴颈,油封轴颈,法兰外圆及断面,→检验→车平衡块外圆→铣1、12曲柄臂的角向定位面→检验→车曲轴连杆轴颈→检验→在法兰盘上钻铰工艺孔→检验→手铰工艺孔→在油封轴颈上铣右旋回油螺槽→在六个连杆轴颈上钻孔→锪球窝→钻油孔→清洗→检验→中频淬火→检验→半精磨1,7主轴颈→检验→磁力探伤→精磨连杆轴颈→精磨第四主轴颈→精磨第一主轴颈及齿轮带轮轴颈→检验→抛光油封轴颈→精磨法兰外圆→检验→铣键槽→钻,铰孔,攻螺纹→检验→去毛刺→动平衡检验→清洗→超差曲轴动平衡检验→校直→倒角,去毛刺→精车法兰断面及退刀
槽→扩,镗铰孔→粗抛光→静抛光→清洗→终检
4.2.2 连杆的生产车间
连杆是汽车发动机的主要传动机构之一,它将活塞与曲轴连接起来,把作用于活塞顶部的膨胀气体压力传给曲轴,使活塞的往复直线运动可逆的转化成为曲轴的回转运动,以输出功率。因此连杆主要有两个作用,即实现运动的转换与运动的传递。连杆是一种细长的变截面非圆杆件,由大头到小头逐步变小的工字型截面的连杆体及连杆盖、螺母、螺栓组成。不同的发送机连杆有不同的结构,但基本上都是由活塞销孔端、曲柄销孔端及杆身三部分组成。连杆大头孔套在曲轴的连杆轴颈,与曲轴相连,内装有轴瓦。为便于安装,大头孔设计成两半,然后用连杆螺栓连接。连杆小头与活塞销相连,小头压入耐磨的铜衬套,孔内设有油槽,小头顶部有油孔,以便使曲轴转动时飞溅的润滑油能流到活塞销的表面上,起到润滑的作用。考虑到连杆重量的轻便,刚度的要求,杆身采用工字形。
4.2.2.1 连杆的材料和毛坯
为了满足连杆的强度及刚度要求,是发动机结构更加紧凑,其材料大多采用高强度的精选45钢,40Cr钢,并经调质处理以改善切削性能和抗冲击的能力。也有用球墨铸铁的。钢制连杆的毛坯一般都是锻造生产,其毛坯形式有两种:一是体、盖分开锻造;另一种是将体、盖锻成一体,在加工过程中在切开或是采用胀断将其胀断。后一种加工方式具有原材料消耗少、生产率高、成本优等特点,故得到广泛的应用。 4.2.2.2 连杆加工工艺过程
毛胚检查→粗磨两平面→钻小头孔→扩小头孔→小头孔倒角→拉小头孔→拉两凸台面→铣断→磨对口面→钻螺栓孔→精锪窝座→钻油孔并去毛刺→铣锁瓦槽→人工去毛刺→扩铰螺栓孔→去毛刺→清洗→装配→套螺母→拧紧力矩并校验→扩大头孔→大头孔倒角→磨标记面→粗镗大头孔→压衬套→挤压衬套→
衬套孔倒角→精磨两断面→精镗大头孔→衍磨→总成清洗去毛刺→精镗小头衬套孔→终检
4.2.3 凸轮轴相关生产车间
凸轮轴是发动机中非常重要的一个零件,通过它的不断旋转,推动气门顶杆上下运动,进而控制气门的开启与关闭。改变凸轮轴的曲线,可精确调整气门开启、关闭时间,属于配气系统的一部分。凸轮轴为铸件,材料可以是球墨铸铁、合金铸铁、冷激铸铁、中碳钢,东风公司采用的材料是冷激铸铁,其热处理方法是中频淬火,表面淬火。
凸轮轴的典型工艺如下:凸轮轴轴颈粗加工采用无心磨床磨削→铣端面,钻中心孔→热处理→凸轮轴的深孔加工→主轴颈快速点磨加工与CBN砂轮→凸轮的加工→凸轮轴的化学处理→抛光→探伤→清洗。 4.2.4 缸体的生产及加工工艺
缸体作业部,缸体会在这里从毛坯经过一系列的工艺过程然后成为一个成型
的缸体。气缸体既是发动机装配最主要的基础件,又是发动机工作的重要功能件。如缸孔、润滑油道等。气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,形成为曲轴运动的空间。常用的缸体缸盖材料有灰铸铁、合金铸铁、铝合金及镁合金等;小型发动机的缸体缸盖多采用铝合金材料,充分发挥其比重小、导热性能好的特点。铸铁价廉,吸震,不易开裂、易加工。铝合金质轻,导热好、易加工。在加工工艺中,老师给我们重点强调了在粗精镗是所使用的枪钻,枪钻的转速很高,能达到3000转/分,它的刀具呈圆柱状,能够提高转速及位置度。 缸体加工中心由数控伺服系统、APC交换工作台、ATC刀库共同组成,具有小批量、柔性好、占地面积小的特点。
下面就具体介绍缸体加工的工艺流程:铣定位凸台,发电机支架凸台,机冷器面,工艺导向面.
粗铣底面,龙门面,对口面,顶平面→粗铣缸套底孔→粗铣前后端面→精铣前后端面→汽缸体打流水号→铣主轴承座两侧面→铣油封凹座(注机冷器面朝下,后端面朝前→铣主轴承孔瓦片槽→扩1,2,3,4,5凸轮轴底孔.顶平面朝上,挺杆室朝前→扩第3凸轮轴底孔→枪钻前后端面主油道孔及油泵座内油道孔→枪钻2个横油道深孔及顶面2个深油孔→钻5个横油道及顶面12个推杆孔→粗镗缸套底孔→半精镗缸套底孔两侧凸台面及导向以及孔系加工→前销后环出砂孔及凸轮轴凹底孔及部分→顶面水孔,缸盖螺栓孔,定位环孔以及瓦盖定位环孔加工→底面油底壳螺孔,瓦盖螺栓孔,深油孔,喷油臂孔加工→精镗缸套底孔→精拉瓦盖结合面→水压实验→七横油孔,增压回油孔,出砂孔加工→6个7度横油孔及机油标尺加工孔→中间清洗→人工清理窗口面12个螺孔和主油道→缸孔分组,分压缸套→人工清理缸体内腔和瓦座螺栓孔v装瓦盖及瓦盖螺栓→粗镗主轴承孔,凸轮轴衬套底孔→半精镗主轴承孔,精镗凸轮轴衬套底孔→钻凸轮轴衬套底孔→中间清洗→压凸轮轴衬套→精车第四轴承止推面→精镗主凸孔,前销,油泵座销孔→扩挺杆孔→第二次扩挺杆孔→精镗挺杆孔→铣挺杆孔→中间清洗→粗镗缸套孔→缸孔倒角→精镗缸套孔→粗精研磨缸孔→缸套孔返修→ 精铣缸体顶平面→缸体返修→总成清洗→压装前后堵盖,凸轮轴后堵盖,压装侧面出砂孔,碗形塞→缸孔分组及打号→总成检查→防绣→气压实验→装镗油泵挺架
4.2.5 发动机装配作业部
此次参观的这个发动机装配车间是一条混装线,既装配柴油机又装配汽油机。柴油机包括EQ6102和EQ6105汽油机主要是EQ6100
其中EQ6102采用了EGR技术,所谓EGR技术就是发动机控制电脑即ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地打开,进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜室,膜片拉杆将EGR阀门打开,排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统,与混合气混合后进入气缸参与燃烧。
少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧,降低了燃烧时气缸中的温度,因NOX
是在高温富氧的条件下生成的,故抑制了NOX的生成,从而降低了废气中的NOX的含量,但是目前采用了EGR(废气循环再利用)技术的汽车还是达不到尾气排放的国三标准,只有真正的机械高压共轨技术才能达到国三标准,因此 我们需要继续发展我们的科技,只有这样才能与世界同步。由于本次参观时,这条生产线刚好休息,因此我们能看到整个装配线路图,其装配线路如下:
缸体上线→装主轴瓦→装曲轴→拧紧主轴承螺栓→装后油封→装飞轮壳→装飞轮→装压盘→装离合器壳→装活塞连杆总成→拧紧连杆螺母→拧紧正时齿轮室座→装凸轮轴→装正时齿轮室盖→装机油泵→装油底壳→装减震器→抓哏内缸盖总成→预拧紧缸盖螺栓→装摇臂轴→装机油泵传动轴→调气门间隙→装喷油器总成→装汽缸罩盖→装空气压缩机→装排气管→装增压器→装增压器进气管接头→装曲轴箱通风→装水泵→装节温器→装风扇皮带轮→装冷却器→装放水阀
4.2.6 杂件加工作业部
所谓的杂件加工作业部其实主要是用来生产工厂需要的小批量零件,还有进行一些研发,再有就是生产一些工厂加工需要的夹具。也正是因为这个车间需要进行各种工序的加工,所以这个车间拥有各种机床,像车床、铣床、磨床、刨床、锯床、冲压床……进行这些零件的加工需要考虑的东西比较多,像如果加工一个夹具,我们需要考虑加工工序的可行性,加工工序的简化,以及夹具的循环利用,材料的充分利用……这个车间的仪器设备生产的都主要是东风公司需要的一些特殊零件,虽然有的已经比较旧了,但是它所创造的价值已经远远地超过了这些机床本身的价值
4.2.7 4H及大马力加工装配线
EQ4H发动机 大马力(DCI11)发动机