预变形在发动机零件加工工艺中的应用

2016-01-27北京力准机械制造有限公司101101张春华

金属加工(冷加工) 2015年1期

关键词：圆柱面缸盖缸体

■北京力准机械制造有限公司　（101101）　张春华

预变形在发动机零件加工工艺中的应用

■北京力准机械制造有限公司（101101）张春华

摘要：在发动机零件加工中，因加工变形使零件超差的情况不少。针对这一问题，本文通过3个案例分析产生零件变形的原因，并采取相应的办法，将零件的变形控制在允许的范围内。

控制零件加工变形的方法有很多，这里，仅举以下几例对采用预变形来控制零件加工变形的办法给以说明。

（1）例1：图1为发动机缸体缸套精加工工序及相关要求。

图1a为原加工工艺在总装前的有关要求，此时缸套的圆柱度为φ0.002mm。在发动机总装后，由于缸盖联接螺钉拉力的影响，在缸套的上部产生局部变形（图1b中16个黑点处），这时缸套的圆柱度已经超差，导致发动机性能下降。

图1

为解决这一问题，用钢板做一模拟缸盖，在缸体精加工前按装配要求与缸体联接，缸体因受到螺钉拉力产生预变形（见图1b），这样缸体在精加工后未卸下模拟缸盖前，缸套达到图样要求。注意：卸下模拟缸盖后缸套孔不圆，但总装时，由于缸盖联接螺钉的拉力，使缸套又恢复达到图样要求，从而达到提升发动机性能的目的。

（2）例2：图2为轴瓦拉削机的夹具图，为保证轴瓦拉削质量，必须使轴瓦与胎具贴合面积大于85%，特别是轴瓦中部和两侧要完全贴合。

图2

这就要求胀块1在压紧轴瓦（等厚体）后其轮廓与胎具11轮廓之间为等厚面（其厚度等于轴瓦厚度）。为达到上述要求，将胀心7按要求加工（见图3左上，其外形为圆柱面，与胀块斜面的接触为线接触），胀块在最终磨加工前要留出磨量（见图3左中）；在胀块最终加工时，用螺钉3联接胀心2、调整垫5和胀块组成组件。调整垫的作用是使胀心对胀块产生需要的胀紧力和胀紧变形，此时胀块的外圆柱面在胀紧力的作用下变形成为一个卵圆柱面（见图2左下），然后再磨出胀块所要求的半圆柱面R1。注意：当松开组件后胀块由于材料

的弹性恢复其工作面不是半圆柱面R1。

（3）例3：如图3所示，单缸发动机缸体缸套上部为悬空布置，四周为水套，因而刚性较差。在最后工序珩磨缸筒1时，受胀力的作用，上部让刀多，下部刚性较好让刀少。工序完成后，由于材料弹性恢复使缸筒直径上小下大，工件质量不合格。解决办法：将珩磨头做成上大下小锥型（刀具预变形），这样珩磨时上部比下部多珩掉一些，使珩后缸筒弹性恢复时达到加工要求。

图3

夹具组装后，在未压紧轴瓦10前胀块未受胀紧力，其工作面不是半圆柱面R1（预变形）；在工作时，当顶杆通过胀心和胀块压紧轴瓦时，由于胀心对胀块的胀紧作用，使胀块张开，其变形使胀块工作面成为半圆柱面R1，这样就保证了夹具的贴胎要求。以上例1采用的是使工件预变形后进行加工；例2采用的是刀具预变形后对工件进行加工；例3采用的是夹具预变形使工件夹紧进行加工；最终，都能达到提高零件加工精度，使其合格的目的。