陸璐

摘 要：近些年來汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，其中發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的靈魂所在。今時(shí)代，車輛的輕量化環(huán)保性發(fā)展成為了發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)，而發(fā)動(dòng)機(jī)新型材料的研發(fā)更是提升發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)性能的重要途徑，缸體和缸蓋作為發(fā)動(dòng)機(jī)最為復(fù)雜的機(jī)體組，其材料性能的發(fā)展很大程度地影響發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能。根據(jù)目前情況，本著提高生產(chǎn)效率、提高質(zhì)量和互換性、節(jié)約成本的思想嘗試設(shè)計(jì)一種自動(dòng)化生產(chǎn)線，主要要解決生產(chǎn)線工藝的設(shè)計(jì)、裝配生產(chǎn)線的布局、傳動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)等問題。本文就汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋自動(dòng)裝配生產(chǎn)線設(shè)計(jì)展開探討。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī);生產(chǎn)線;裝配檢驗(yàn)

0 引言

為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，公司發(fā)動(dòng)機(jī)廠不斷建設(shè)新的生產(chǎn)線來滿足產(chǎn)能要求。在新生產(chǎn)線的規(guī)劃過程中合理地進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，即機(jī)床設(shè)備要滿足使用且投資合理;刀具要能滿足尺寸精度和一致性的要求;工藝流程要便于穩(wěn)定地生產(chǎn)且維護(hù)費(fèi)用低。為新生產(chǎn)線的規(guī)劃提供參考。

1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體與缸蓋材料其地位要求

隨著汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，我們對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的需求也開始增加。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和氣缸蓋主體組的尺寸和質(zhì)量很大，并且鑄造過程復(fù)雜。因此，作為發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力，汽車行業(yè)在市場(chǎng)上不斷競(jìng)爭(zhēng)和改進(jìn)其鑄造工藝。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和氣缸蓋材料的選擇，最原始的起點(diǎn)是高強(qiáng)度，良好的熱疲勞性能，良好的緊湊性和輕質(zhì)條件。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋自動(dòng)裝配生產(chǎn)線總體方案設(shè)計(jì)

2.1 生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)

根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有成型的裝配工藝，整個(gè)流程設(shè)計(jì)如下：（1）進(jìn)出氣門的裝配。在完成發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋加工以后，按順序先安裝進(jìn)出氣門，注意氣門必須排列規(guī)整，氣門對(duì)正后，機(jī)械手壓彈簧，將鎖夾置于氣門桿凹槽處。反之彈簧壓緊鎖夾，楔型嵌入斜面并鎖住。（2）進(jìn)出氣門的裝配檢驗(yàn)。檢驗(yàn)鎖塊位置的正確，丟失或鎖夾沒有嵌入槽內(nèi)屬不合格產(chǎn)品返廠返修，反復(fù)檢驗(yàn)，合格為止。（3）進(jìn)出氣門的清洗。除去氣門的雜質(zhì)和灰塵對(duì)于氣密性而言極其重要，經(jīng)過對(duì)比振動(dòng)清洗和高壓空氣清洗的優(yōu)劣，最終確定采用高壓空氣清洗氣門達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。（4）進(jìn)出氣門的清洗檢驗(yàn)。檢驗(yàn)清洗氣密性是至關(guān)重要的一道工序，合格則進(jìn)入下一工序，不合格則返回，直到合格為止。（5）螺栓的裝配。本工序?yàn)樽詣?dòng)安裝螺栓的工步，通過振動(dòng)整料器使墊片和螺栓對(duì)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋上的螺孔，用機(jī)械手放置入墊片，然后擰緊螺栓。（6）螺栓的裝配檢驗(yàn)。檢驗(yàn)螺栓裝配效果，分析各種裝配錯(cuò)誤的情況，并由高度傳感器檢測(cè)。

2.2 加工中心

加工中心的特點(diǎn)是柔性好，產(chǎn)品發(fā)生變化時(shí)只需要更換夾具、刀具，調(diào)整和編制新的加工程序即可滿足新產(chǎn)品的生產(chǎn)。加工中心適用于復(fù)雜、工序多、精度要求高、需用多種類型普通機(jī)床和種類較多且復(fù)雜的刀具、工裝，經(jīng)過多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的具有適當(dāng)批量的零件。其主要加工對(duì)象是箱體類零件，如汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、氣缸蓋等。箱體類零件在加工中心上加工，一次裝夾可以完成普通機(jī)床60%～95%的工序內(nèi)容，零件各項(xiàng)精度一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)可縮短生產(chǎn)周期，降低成本。對(duì)于加工工位較多且工作臺(tái)需多次旋轉(zhuǎn)角度才能完成的零件，一般選用臥式加工中心;當(dāng)加工的工位較少且跨距不大時(shí)，可選立式加工中心。目前，規(guī)劃的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、氣缸蓋生產(chǎn)線，由于其加工內(nèi)容較多，加工中需要多次旋轉(zhuǎn)，各發(fā)動(dòng)機(jī)廠優(yōu)先選擇臥式高速加工中心進(jìn)行組線。

2.3 試漏機(jī)工作

在工業(yè)生產(chǎn)中，一般都使用“泄漏率”來衡量被檢測(cè)件的密封程度。如果實(shí)際的泄漏率小于被檢測(cè)件所允許的泄漏率，則被檢測(cè)件合格。試漏儀器是用壓縮空氣或真空檢測(cè)被測(cè)部件的泄漏點(diǎn)，即將壓縮空氣充入被檢測(cè)的部件或者將被檢件抽成真空。在操作結(jié)束后，把檢驗(yàn)室和充氣單元分離開，然后測(cè)量檢測(cè)室中隨著測(cè)量時(shí)間而產(chǎn)生的壓力變化。如果被測(cè)的物件不密封，被測(cè)部件的壓力會(huì)逐漸降低（在壓力降測(cè)量時(shí)）或逐漸升高（在真空測(cè)量時(shí)）。流量檢測(cè)氣密試漏機(jī)主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋氣門、油封等零部件的測(cè)漏，干燥的空氣介質(zhì)通過測(cè)漏儀器，對(duì)被測(cè)工件內(nèi)腔自動(dòng)進(jìn)行充氣、平衡、飽壓、測(cè)量、排氣，顯示氣體泄漏率大小。該測(cè)量方法簡(jiǎn)單、可靠。泄漏試驗(yàn)所需要的試驗(yàn)參數(shù)，主要包括工件的材料和幾何形狀、工件的狀態(tài)、試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)時(shí)間（生產(chǎn)節(jié)拍）、所允許的泄漏率、被檢測(cè)的溫度及試驗(yàn)空氣溫度和環(huán)境溫度。如顯示的結(jié)果符合工藝要求，工件經(jīng)自動(dòng)排氣、松夾后，被自動(dòng)送到下道工序。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體缸蓋材料發(fā)展趨勢(shì)

發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的材料一般為鋁合金、優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵，蠕墨鑄鐵等。一般所說全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)指的是缸體和缸蓋采用的鋁合金材料，但缸蓋由鋁合金制作，缸體由鑄鐵制作的發(fā)動(dòng)機(jī)仍成為是鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)。全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)一度被大量的車型采用，國外有羅孚K系列發(fā)動(dòng)機(jī)，還有寶馬M52直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)。國內(nèi)采用鋁合金制造的多為小排量發(fā)動(dòng)機(jī)，例如國產(chǎn)鈴木系列G13、K14等。鋁合金其優(yōu)點(diǎn)在于導(dǎo)熱性相對(duì)好，有助于提升壓縮比，但由于成本相對(duì)鑄鐵較高，剛度較低，以及對(duì)車輛功率的要求，鋁合金的使用隨著與其它材料的對(duì)比，比例逐漸地減少，灰鑄鐵如今更為車輛產(chǎn)業(yè)廣泛接受。近年來，蠕墨鑄鐵，作為一種剛度強(qiáng)度，以及抗疲勞性能都優(yōu)于灰鑄鐵的材料，開始逐漸成為新的趨勢(shì)。蠕墨鑄鐵的高剛度強(qiáng)度，說明汽缸可以在壓力更高的環(huán)境下工作，更能容易實(shí)現(xiàn)尾氣排放的要求，其次，發(fā)動(dòng)機(jī)更能滿足輕量化的需求，更具緊湊性，從而更符合重型柴油機(jī)缸體材料的發(fā)展趨勢(shì)。中國第二汽車廠投產(chǎn)蠕墨鑄鐵排氣管的流水線，代表著中國蠕墨鑄鐵的生產(chǎn)已經(jīng)達(dá)到了極高水平。

4 結(jié)語

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械加工生產(chǎn)線在工藝設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合市場(chǎng)、資金、人員、成本、質(zhì)量等因素，合理進(jìn)行機(jī)床、刀具和工藝流程的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線既適應(yīng)未來的生產(chǎn)需求和產(chǎn)品需要，又降低加工過程中的使用成本和維護(hù)費(fèi)用，在保證生產(chǎn)效率的前提下，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]紀(jì)鑫.大直徑薄壁鋁合金零件的加工研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（29）：136-137.

[2]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.

[3]何世禹.機(jī)械工程材料[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2018.