柴油机气缸孔变形研究和工艺改进.pdf

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1、林勇郑国世：柴油机气缸孔变形研究和工艺改进本JoJLjLjLjojo帛≈设计研究}叫r—)f卜汉r—汉r弋圮～勺f—ar—P柴油机气缸孑L变形研究和工艺改进EngineCylinderBoreDeformationResearch&ManufacturingImprovement林勇郑国世(东风康明斯发动机有限公司)[摘要]本文介绍了柴油机气缸孔变形研究过程和工艺改进结果。研究结果表明：机械加工残余应力是气缸孔变形的主要原因；降低机械加工残余应力可以有效地控制气缸孔变形；改进珩磨工艺可以有效地控制气缸孔变形。[关键词]柴油机气缸孔变形研究工艺改进Abstr

2、act：Thispaperdescribedenginecylinderboredeformationresearch&manufacturingim—provement．Researchresultshowedthatmachiningresidualstressisrootcauseofcylinderboredeforma-tion．decreasingmachiningresidualstresscancontrolcylinderboredeformation&improvinghoningtech-nologycandecreasecylind

3、erboredeformation．Keywords：EnginecylinderboreDeformationresearchManufacturingimprovement0概述气缸孔是发动机最重要的部位之一，气缸孑L形状的好坏直接影响到发动机性能，包括发动机动力性、燃油经济性、机油消耗量及废气排放水平等。某四升柴油机气缸体中集成了气缸孑L，即气缸孔铸造在气缸体中，通过机械加工形成，不需要单独压人气缸套。这种集成式气缸体气缸孑L机械加工完成后，气缸孔圆柱度满足产品技术要求。但是库存1～3个月后，就发生了气缸孔圆柱度变差的现象，装配成发动机总成后，进行出

4、厂试验时发现气缸孔的漏气量超标。本文就是对这种现象进行研究，并且进行工艺改进，最终解决气缸孔变形问题。1收集气缸孔变形数据气缸孔的所有测量均在正常工艺流程和装配工艺压板的条件下进行，使用IBP圆柱度量仪测量。正常生产的气缸体，气缸孔圆柱度合格，满足产品技术要求0．015mm。抽取库存2个月后的气缸体，测量气缸孔圆柱度，测量结果如图1和图2所示。由此可知，气缸孔圆柱度中值达到0．0320mm，最大值达到0．0848mm。与正常生产下线时测量结果相比，气缸孔出现变形。图1气缸孔形状三维雷达图2分析气缸孔加工工艺气缸孔从毛坯到成品，单边切削余量4mm，机械加工完

5、成后气缸孔壁厚6mm，属于薄壁件加工的范畴。2内燃机与配件2014年第11期粗镗采用单轴高速镗床，干式，单刃一次加工，单边切削余量3mm，转速2712r／min，进给800ram／rain，夹紧位置在油底壳外法兰面。精镗前装配工艺压板。精镗采用三轴镗床，湿式，两次加工，下行固定尺寸刀片镗削，余量0．65mm，上行涨刀镗削，余量0．25mm，转速1500r／min，进给540mm／min，夹紧位置在油底壳外法兰面。气缸孔珩磨分为粗珩、精珩和平顶珩，设备采用GERHING两工位珩磨机，使用福斯5LE珩磨油。粗珩采用粗粒度金刚石条，机械涨刀，余量0．03mm，加

6、工节拍45秒。精珩采用细粒度金刚石条，液压涨刀，涨刀压力30Bar，余量0．01mm，加工节拍40秒。平顶珩采用油石条，与精珩在同一个珩磨头上，涨刀压力25Bar，余量0．005mm，节拍5秒。图2气缸孔圆柱度数据分布图图3气缸孔残余应力测量位置示意图3研究气缸孔变形影响因素气缸孑L变形不同于一般零件的加工变形。它在完成机械加工后的一段时间内，形状基本无变化，但随着的时间的推移，其形状才出现变化。因此气缸孔材质、结构和残余应力等都有可能导致气缸孑L变形。本文对机械加工所产生的残余应力进行了研究。3．1研究机械加工残余应力值首先，测量机械加工后气缸孑L残余应

7、力值，测量位置如图3所示，测量结果如表1所示。然后，分析测量结果。根据康明斯工程实践，残余应力散差大于±300肛s范围时，将带来较大的变形影响，是一个重点考虑的因素。由表1可知，残余应力散差大于±300斗s范围的点：l#气缸体气缸孔中有2个测量点，2#气缸体气缸孔中有6个测量点，3#气缸体气缸孔中有4个测量点，4#气缸体气缸孔中有4个测量点。表1气缸孔残余应力测量结果测定应变strain≤300±¨8点位1#2#3#4#115166932l—275—257—441—31437—394—363—318457—21—35—1525—294—6363—2965—

8、70—1417338—549—389—47289659．．3709