发动机机械加工生产线的工艺设计

１ 机床 的 设 计
机 床 的选型 对规 划 来讲 至 关重要 ，将 直 接影 响到 后续 生 产 线 的利用 率和 新 产 品 的适应 能 力。 目前 ，对
于发 动 机机 械加 工 设 备 的选 型 主 要是在 专 机和 加 工 中 心 之 间进行 。 １１ 专 机 ．
及 凸轮轴孔的精加工工序在气缸盖／Ｔ 中属于非常关 Ｊ Ｄ
键 的 工序 ，对 这些 工 序的 ／ Ｔ 其使 用 的设 备往往 是专 Ｊ Ｕ 机。 １２ 加 工 中心 ．
加 工 中 心 的特 点 是 柔性 好 ，产 品 发 生 变 化 时只
需 要 更 换 夹 具 、 刀具 ，调 整 和 编 制 新 的加 工 程 序 即 可 满 足 新 产 品 的 生产 。 加 工 中 心 适 用 于 复 杂 、 工序
刚 性 的输送 带连 接 起来 。这 种 生产设 备 适合 于生 产线
争 中提供 了基本 。 对于 发动 机 制造 所采 用 的生 产 保证
装备 ，其 投 资费 寿 命计 算 并 非是件 简 单 的事情 。 用和 首先 ，企 业 要考 前 期投 入 大量 的资 金购 置 生产 设 虑在
ａ要使 用 统 一 的规 范进 行 设备 招标 。 统一 的设备 ． 规 范 可 以使 公司 在 不同 的项 目中购 买 的设 备具 有很 高
速 钢 刀具 明 显提 高 ；而Ｃ Ｎ （ 方晶氮 化硼 ） Ｃ Ｂ 立 、Ｐ Ｄ （ 晶金 刚 石 ） 聚 刀具 和 陶瓷 刀具 等 代表 当今 技 术发 展 水 平 的超 硬 刀具 ，其 切 削速 度 可 比硬质 合 金 刀具提 高 数 倍 ，大 大提 高 了加 工效 率 。 随着 切 削 速 度 的提 高 ， 主轴 与 刀 柄 的 连 接 在 离 心 力 的 作 用 下 发 生 很 大 变 化 ，直 接 影 响 工 件 的加 工 精度 和 表 面 粗 糙 度 。 适应 数 控 机 床 和 高 速 加 工 需 要 的 刀 具 夹 持 及 刀柄 与机 床 的 连 接 件 如 Ｈ Ｋ Ｓ 刀柄 、热 套 刀 柄 、液 压 刀柄 等 ，以 及 其 他 新 型 刀 柄 都 被 广 泛
广泛使用 ，因此切削效率大大提高。高钴、高钒、高
性 能 高速 钢 刀 具 的 耐 用 度 可 比普 通 高 速 钢 刀 具 提 高 １５～３ ． 倍 粉 末冶 金 高速 钢 刀具 的 强度 可提 高 ２ ％ ０
一
加 工工 位较 多 且工 作 台需 多次 旋转 角度 才 能完 成 的零
件 ，一 般选 用 卧式 加工 中心 ： 当加 工 的工 位较 少 且跨 距 不大 时 ，可选 立 式加 工 中 心。 目前 ，规 划 的发 动机
ｊ ； 工 内容 按 工序 分 配 给 不 同 的单 独 工 位 顺 序 ｅｂ ｕ
２ １年第 期 ０２ ２
汽车工艺与材料 Ａ＆ ２ ＴＭＪ ５
生 产 硬 场
多、精 度 要 求高 、需 用 多种 类型 普通 机床 和 种 类较 多 且 复 杂 的刀具 、 工装 ，经 过 多次 装夹 和调 整 才 能完 成 加 工 的具 有适 当批量 的零 件 。其 主 要加 工对 象 是箱 体 类零 件 ，如 汽车 的 发动 机气 缸体 、气缸 盖 等 。箱体 类 零件 在加 工 中心上 加工 ，一次 装夹 可 以完成 普 通机 床 ６ ％ 一９ ％ 的工 序 内容 ，零件 各项 精 度 一 致 性 好 ， ０ ５
３ ％ ，韧性 提 高 １ —２ ，并且 其 可靠性 比普通 高 ０ ． 倍 ５
气 缸体 、气 缸 盖生 产 线 ， 由于 其加 工 内容 较 多 ，加工 中需要 多 次旋 转 ，各 发动 机 厂优 先选 择 卧式 高速 加工 中心进 行 组线 。 考 虑到 设备 的运 行成 本和 维 护 费用 ，在 使用 设备 的类型 确定 以后 ，购 买 设备 时还 要注 意 以下 几点 。
备及 工 艺 方 法 与 加 工 的产 品 在 规 划 周 期 内 的 改 型 有 着 密切 的关 系 ，所 以生产 线 为 了适应 这 些设 计上 的差 异 ，在规 划 时就 应考 虑 生产 设备 的 适应 性 、工 艺 的合
理 性 ，以及设 备对 日常消耗 品 的运 营成 本。
计 的机械 加工 线经 常 是关 键工 序采 用 专机 ，以保证 加 工 效 率和 加工 精度 。 如发 动机 气 缸盖 气 门阀座 ／ 管 导
是根 据产 量纲 领 一 次性投 资 到位 。 目前 ，发动 机 厂设
备 ；其 次 ，在后 期 的使 用过 程 中还 要考 虑 ３ ｒ 过程 中 ｒ ｒ
的使 用成 本和 维 护 费用 。 因此 ，规 划过 程 中合理 的工
艺设计 是 非 常重 要 的。 因为 发动 机 制造 选 用的 生产 装
柔性 要 求不 高 、设计 变化 较 小 的系列 零件 的生产 ，而 对于 设计 变化较 大 的零件 则 由于 要适 应 新产 品改 造其 采用 按序 加 工 的专机 费用 较 高。 因此 ，对 于 生产预 期 变化 很 少或设 计 变 化不频 繁 的零 件 ，专机 是最 佳 的选 择 。专机 的特 点 ：加 工 内容简 单 、质 量可 靠 ，加 工效 率 高 ，加 工精 度和 稳 定性 高 。对于 专 机 的设计 ，一 般
质 量 稳 定 ， 同 时可 缩 短 生产 周 期 ，降 低 成 本 。 对 于
百 万元 的设 备发 挥效 率 ，规划 过程 中对 刀具 的设 计和
安排在很大程度上决定 了生产阶段的制造成 本和刀具
费 用。
２２ 刀具 材质 ．
制 造 技 术 的 高 速 发展 ，对 切 削 刀具 的 要 求越 来 越 高 。为 适应 高速 切 削度 的 要 求 ，新 材 料 刀具 已经 被
．
生
产 琐 场
发动机机械加 工生产线 的工艺设计
摘要 ：为了适应市场 需求 ，公 司发动机 厂不断 建设新 的生产 线来满足 产能要 求。在新生产 线 的 规 划过程 中合理 地进行 工艺设计 ，即机床 设备要满 足使用且投 资合理 ；刀具要能 满足尺寸精度和 一 致 性的要求 ；工艺流程 要便于稳定 地生产 且维护 费用低。 为新生产线 的规划提供 参考。
关键词 ：发动 机
机械 加工生产 ４ ４０ ６
文献 标识码 ：Ａ
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北 汽福 田汽 车股份 有 限公 司 王建 国
“ 高 品质 降低 成 本 ”为汽 车 企业 在未 来 的竞 提
完成 ，毛坯 （ 或半成 品 ） 生产 线 的一端 上 料 ，半成 从 品 （ 或成 品 ） 另 一端 下线 ，各工位 间 的传输 由一条 从