缸体合箱工艺设计方法.pdf

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1、缸体合箱工艺设计方法孟韬(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)【摘要】从加工质量和生产线特点两方面进行分析，选择合适的缸体合箱工艺方案，同时借助先进的测量设备，通过制定拧紧_r艺试验，确定螺栓拧紧的工艺参数，完善了合箱工艺并在生产实践中得到成功应用。【Abstract】TheappropriateCO—boxprocessofcylinderblockisselectedfrombothprocessingqualityandproductionlinecharacteristics．Tightenboltsofprocessparametersared

2、eterminedatthesametimewiththeadvancedmeasuringdevices，andthroughtheformulationofscrewtightprocesstest．TheCO—boxprocessisperfectedandhasbeensuccessfullyappliedinproductionpractice．【关键词】缸体合箱工艺汽车doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2013．02．14装以及合理的拧紧参数，在此前提下提出了两套0引言工艺方案。方案1：随行夹具合箱，结构见图l。缸体合箱加工是由缸体

3、和裙架组合而成后加工曲轴轴承孔，而在加工前的合箱工序中若工艺设计不合理会导致装配后的圆度再现性较差，轻者影响发动机的工作性能，重者会造成曲轴无法盘动，发动机无法运转。因此，合理的合箱工艺设计对产品质量十分重要。本文结合具体事例，评估两种合箱方案对产品质量和日常生产的影响确定合箱方案和拧紧方法，并根据正交试验的结果确定拧紧工艺参数，最终经由台架和整车试验验证工艺方案的有效性。图1随行夹具合箱示意网1工艺方案选择采用随行夹具工装，装入缸体和裙架，使用拧1．1合箱方案紧枪拧紧工装顶部的螺母，将拧紧力通过螺杆输在合箱工艺方案选择上主要需考虑如何保证送至随行夹具内的l0个压头上

4、，最终由这些压头机加工时的夹紧力和装配后的圆度波动这两个问完成合箱。题，要解决这两个问题关键就是要选取合适的工方案2：螺栓拧紧合箱，结构见图2。收稿日期：2012—09—25·54·上海汽车2013．02当发动机运转时，螺栓拉伸力会出现衰减，同时温度出现变化时，缸体和螺栓会出现收缩和扩张，这些都会导致轴承孔的形状发生变化，见图3。图中虚线代表理论轴承孔形状，实线代表实际轴承孔形状，从变化的形状中可以发现发动机在任何工况下轴承孑L都在向上下两端延伸变化。轨OGO图2艺缸盖合箱示意图发动机运转，螺一30。C，缸体收140。C高温，缸体扩栓拉伸力衰减缩大于螺栓收缩张大于螺栓

5、扩张制作工艺缸盖和工艺油轨，采用产品螺栓拧图3各种工况下曲轴轴承孔形状示意图紧，模拟装配合箱状态。两种方案相比较，方案2和装配的合箱工艺因此，在发动机装配后轴承孔理想形状是扁一致，加工出的曲轴轴承孑L在装配后相比方案1平椭圆状，这样可使发动机运转后轴承孔通过延具有更好圆度再现性，有利于保证产品质量。此伸变化具有更接近于整圆的形状。而要使装配后外，由于随行夹具中是由螺杆、螺母、叠形弹簧等能够得到这样的结果，设计机加工拧紧工艺参数零件组合而成，因此在日常生产中需要使用标准时设定的预紧力需要小于装配预紧力，转角要大件对随行夹具预紧力进行标定，相比方案2不仅但不能超过装配转角

6、，同时需要设置一定的初始增加了设备投入，而且也增加了生产中的控制难扭矩，以保证缸体在拧紧过程中始终承受相同的度。鉴于此，采用工艺缸盖和工艺油轨并使用产负载。品螺栓拧紧无疑是最佳选择。2．2工艺试验1．2拧紧方法分别选取l8件缸体和裙架，采用不同的机加目前常用的拧紧方法为扭矩法和扭矩／转角工扭矩和转角进行合箱并测量夹紧力，在完成工法。大量研究和生产实践表明，扭矩法拧紧导致件加工后测量曲轴轴承孑L的圆度。随后送至装配螺栓的轴向预紧力发散，轴向力要么过低达不到线分别搭配，采用不同的装配扭矩和转角完成装要求，要么过高导致螺栓拉伸过长或拉断，且无法配，螺栓原位置装回或采用新螺栓

7、，进行正交试避免拧紧过程中因螺纹副缺陷引起的“假力矩”现验，数据结果详见表1，完成后测量装配后的圆度。象。而扭矩／转角法控制拧紧引起的预紧力更稳2．3试验结果分析定，且分布在螺栓拧紧屈服强度附近。而且由于2．3．1预紧力离散度分析最终是控制转角，螺栓的轴向力也更加稳定。采用线性回归方法建立数学模型，得出机加因此，考虑到拧紧螺栓要求预紧力充足且均工时螺栓最终预紧力与扭矩和转角的方程式为：匀的螺纹联接以及和装配拧紧方法一致的原则，最终预紧力(kN)=1．29+0．467×扭矩+0．0767选择采用屈服区扭矩／转角工艺。×转角，按照上述公式所模拟计算的最终