铸造机活塞内芯加工工艺改进

山东渤海活塞股份有限公司 (256602)顾秀明 孙 宏

本公司在1996 年从国外引进一种抽芯式活塞浇注设备，与该设备配套的活塞内芯通常有五部分组成，即两个小边瓣、两个大边瓣和一个中芯部分。为使浇注活塞毛坯便于抽芯，各部分结合面均为复合面配合，这种分瓣式活塞内芯是根据活塞型腔的特点决定的，各部分配合面加工比较繁琐，内芯生产周期较长。为了能更快、更好地满足客户需求，我们对这种内芯的加工工艺进行了改进。

1.原加工工艺及存在的问题

引进当初，为了便于活塞内芯的加工，采取了各部分独立锻造成形的方法。当时受加工能力限制，通常在中芯的一端留有直径50mm、长50mm 左右的工艺夹头，原因是考虑到多道加工工序便于装夹，尤其在加工各部分配合面时，更难以摆脱对工艺夹头的依赖。图1 所示是内芯的截面示意，大、小边瓣与中芯之间分别有防错槽与T 形键配合。图2 所示是中芯半成品示意，工艺夹头由矩形毛坯加工而成。原内芯的加工工艺为:锻造各部毛坯→热处理→粗铣各部→车中芯工艺夹头→精铣各部配合面→车内芯外径→加工中心加工外形→车去工艺夹头。

图1

图2

随着加工手段的改进和熟练程度的提高，认为原工艺存在如下问题:

(1)活塞内芯工艺夹头的存在浪费了大量的模具材料，经过锻造的原材料费用一般在40 元/kg 左右，内芯工艺夹头的毛坯重量按5kg 计算，每副内芯仅材料费用就可增加200 元。

(2)增加了多道工序，延长了内芯的生产周期，提高了加工费用，待内芯加工基本完成后，还需把工艺夹头去掉。

(3)内芯定位基准面A 是由车工工序加工，各边瓣定位基准面B 是由铣工工序加工完成，这样容易造成两基准面不平行，影响内芯的产品质量。

(4)中芯工艺夹头过早的存在，首先给内芯定位矩形的加工带来诸多不便，在铣、磨工序加工矩形各面时需对工艺夹头保持良好的对称，这无疑增加了加工难度。由于工艺夹头直径较小，在分度头上加工矩形面极易颤抖或微动，影响各面之间的平行与对称，因刚性较差，受加工刀具直径的限制且加工效率低下。

2.改进后的内芯加工工艺

图3

首先从锻造内芯毛坯开始去掉工艺夹头部分，经过粗加工将中芯毛坯加工成如图3 所示的半成品。铣工工序采用较大直径的端铣刀对矩形各面依次加工(单面留0.2～0.3mm 磨量)，如图4 所示。待内芯定位矩形磨削完成后，用百分表找正上平面，在铣工工序一次将内芯定位基准面A 与大边瓣定位基准面B 加工至要求，这样两基准面平行度可掌控在0.02mm 内，达到图样设计要求。然后依据内芯定位矩形尺寸精准的特点，为内芯制作了一种专用工装，如图5 所示，工装的一端有20mm 深的矩形槽，四周装有六颗M8 的调整螺钉，是用来微调内芯矩形位置的;工装的另一端为工艺夹头，矩形槽与工艺夹头的对称性应控制在0.02mm 内。配戴工装后的内芯，加工时如发现内芯与工装不同轴，可依据百分表显示稍微调整工装上的调整螺钉即可。工装的采用，克服了内芯工艺夹头带来的负作用，同时又顺利地解决了工序加工的装夹问题，使困扰多年的加工难题得以圆满解决。

图4

图5

3.结语

活塞内芯加工工艺的改进，消除了内芯工艺夹头过早出现给加工带来的负影响，降低了内芯模具的材料消耗，同时又提高了产品质量和加工效率，每副内芯可缩短加工生产周期2～3 天。实践证明，只要用心去做，坚守持续改进的信念，把复杂工作简单化、把批量大、重复性强的工作效率化就有可能成为现实。