柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸孔精加工工藝試驗(yàn)研究

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柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸孔精加工工 藝試 驗(yàn)研 究Research on the Machining Process o f Diesel Engine Cylinder Block Bore 學(xué)科專業(yè)：機(jī)械工程 工程碩士：王 芳 指導(dǎo)教師：張世昌 教授 企業(yè)導(dǎo)師：朱海平 高級(jí)工程師 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 二零一三年十一月 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人 聲明所 呈交的 學(xué)位 論文是 本人 在導(dǎo)師 指導(dǎo) 下進(jìn)行 的研究 工作 和取得 的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得 天津大學(xué) 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 學(xué)位論文作者簽名： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解 天津大學(xué) 有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán) 天津大學(xué) 可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。 （保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明） 學(xué)位論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日中文摘要 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是典型的箱體零件，其加工工藝已較成熟和固化。但圍繞著缸體加工展開的提高效率，降低成本的研究一直沒有停止過。以往研究的重點(diǎn)主要放在提高設(shè)備和刀具加工能力方面，對(duì)工藝路線的改進(jìn)關(guān)注相對(duì)較少。 本文基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸孔底孔加工工藝試驗(yàn)，對(duì)取消珩磨加工底孔工藝可行性進(jìn)行研究。常見的缸孔底孔加工工藝為：粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨，取消珩磨加工后的缸孔底孔加工工藝為：粗鏜→半精鏜→精鏜。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，以鏜代珩可行。 論文主要工作如下： 1）基于對(duì)新生產(chǎn)線缸孔底孔加工工裝設(shè)備的介紹，和對(duì)傳統(tǒng)缸體生產(chǎn)線與新缸體生產(chǎn)線的比較，論述了新生產(chǎn)線實(shí)施工藝變更的可行性。 2）在缸體新生產(chǎn)線上，經(jīng)過對(duì)精鏜和珩磨兩種工藝實(shí)際數(shù)據(jù)采集與分析，論證了采用精鏜缸孔底孔工藝替代珩磨工藝的可行性。 3）采用缸孔底孔粗鏜→半精鏜→精鏜新工藝對(duì) B 系 列六缸缸體進(jìn)行了試生產(chǎn)，獲得預(yù)期效果，加工樣件符合設(shè)計(jì)要求。 4）用 B 系列六缸底孔不珩磨缸體樣件組裝成工程機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)，并對(duì)其進(jìn)行臺(tái)架實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果整機(jī)性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，表明新的缸孔底孔粗鏜→半精鏜→精鏜工藝具有可行性。 關(guān)鍵詞：缸體；缸孔底孔；加工工藝；精鏜；珩磨I ABSTRACT Engine cylinder block is a typical box-type parts, The processing technology is mature and solidifyin g. The research of cylinder block pr ocessing on improving efficiency and reducing the cost has not been stopped. Previous studies mainly focused on improving the equipment and tool processing capacity, but on processing route is relatively less. This paper, based on the diesel engine cylinder liner parent bore machining process test, conducts the research to get the feasibility that cancellation of cylinder liner parent bore honing process. The traditional process for the cylinder liner parent bore is following: rough boring→semi- finish boring→finish boring→ honing; when cancelled the cylinder liner parent bore honing processin g becomes: rou gh boring→semi-finish boring→finish boring. The experimental results show that it’s feasible to boring without honing . The main work is as follows: First, based on introducing the equipment of cylinder liner parent bore processing in the new production line, an d comparing with the traditional production line of cylinder block and the new production line, the idea to implement process change with new production lines is proposed.Then, through collecting and analysing for real data from the new cylinder production line on both finish boring process and process, the feasibility of finish boring instead honing is validated.Third, a trial production using rough boring→semi-finish boring→finish boring process is implemented, and achieving the ex pected result, the processing samples complying with the design requirement. Finally, with cylinder liner parent bore not honing cylinder block sample assembled into the engine, the bench test of the en gine is do ne. The experimental results show that the performance meets the design requirements, the new processing route of rough boring→semi-finish boring→finish boring process is workable. Keywords: cylinder block, cylinder liner parent bore, machining Process, finish- boring，honin g II 目 錄 第一章 緒論………………………………………………………………………1 1.1 課題研究背景和意義………………………………………………… …………1 1 . 2 國內(nèi) 外 鏜 削 技術(shù) 的 發(fā) 展… … … …… … … …… … … … …… … … …… … … 1 1.3 課題研究的主要內(nèi)容………………………………………………… …………5 第二章 缸體 缸孔底孔 產(chǎn)品設(shè) 計(jì)與工藝 設(shè)計(jì)…… ………… ………… ………… …7 2.1 缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求……………………………………………… …………7 2.1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)……………………………………………………………………7 2.1.2 缸體底孔加工工序圖………………………………………………………7 2.1 .3 以鏜 代珩缸體 底孔加工 工序圖… ………… ………… ………… ………1 0 2 .2 缸體 生產(chǎn)線工 藝設(shè)計(jì)…… …………… …………… ………… ……………… 12 2.2.1 缸體一生產(chǎn)線缸孔工藝流程………………………………………………12 2.2 .2 缸體 二生產(chǎn)線 缸孔工 藝流程… ………… ………… ………… ………… 12 2. 2. 3 兩 生 產(chǎn)線 缸 孔 加 工 工 藝 … … … … … … … … … … … … … … … … … 13 2.2 .4 兩生 產(chǎn)線缸套 孔珩磨 技術(shù)要求 ………… ………… ………… ………… 15 2 .3 缸體 二生產(chǎn)線 工藝先進(jìn)性 …………… …………… ………… ……………… 17 2.3 .1 工藝 基準(zhǔn)…… ……… ………… ………… ………… ………… ………… 17 2.3 .2 加工 設(shè)備…… ……… ………… ………… ………… ………… ………… 18 2.3 .3 測(cè)量 系統(tǒng)…… ……… ………… ………… ………… ………… ………… 18 2.4 本章小結(jié)………………………………………………………………………19 第三章 缸體缸孔數(shù)據(jù)采集與分析…………………………………………………20 3.1 樣件數(shù)據(jù)采集…………………………………………………………………20 3.1 .1 缸孔 編號(hào)說明 ……… ………… ………… ………… ………… ………… 20 3. 1. 2 缸 孔 加 工 方 式 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 20 3.1 .3 缸孔 直徑數(shù)據(jù) 分析… ………… ………… ………… ………… ………… 22 3.2 樣件 Cpk 計(jì)算 ……… ………… ……… ………… ………… ……… ………2 5 3.2 .1 工序 能力分析 ……… ………… ………… ………… ………… ………… 25 3.2 .2 工藝 過程穩(wěn)定 性分析… ………… ………… ………… ………… ………3 0 3.3 樣件形位公差及粗糙度分析…………………………………………………32 3.3 .1 粗糙 度……… ……… ………… ………… ………… ………… ………… 32 3.3 .2 圓度 ………… ……… ………… ………… ………… ………… ………… 38 3.3 .3 圓柱 度……… ……… ………… ………… ………… ………… ………… 42 3.4 本章小結(jié)………………………………………………………………………45 III 第四章 精鏜缸孔底孔樣件加工……………………………………………………46 4.1 半精—精鏜復(fù)合 鏜刀及其調(diào)整………………………………………………46 4.1 .1 半精 —精鏜復(fù) 合鏜刀 工作原理 ………… ………… ………… ………… 46 4.1 .2 半精 —精鏜復(fù) 合鏜刀 結(jié)構(gòu)…… ………… ………… ………… ………… 46 4.1 .3 工藝 參數(shù)的優(yōu) 化…… …………… ……… ………… ………… ………… 47 4.1 .4 半精 —精鏜復(fù) 合鏜刀 參數(shù)調(diào)整… ……… ………… ………… ………… 51 4.2 測(cè)量系統(tǒng)的調(diào)整………………………………………………………………53 4.2 .1 氣動(dòng) 測(cè)量量儀 工作原 理………… ……… ………… ………… ………… 53 4.2 .2 在線 氣動(dòng)量儀 測(cè)量程 序調(diào)整…… ……… ………… ………… ………… 54 4.2 .3 在線 氣動(dòng)量儀 校對(duì)環(huán) 規(guī)調(diào)整…… ……… ………… ………… ………… 54 4. 2 .4 缸孔量檢具調(diào)整………………………………………………………5 5 4.3 工藝文件的調(diào)整………………………………………………………………56 4.4 加工完成的樣件………………………………………………………………56 4.4 .1 樣件 外形圖… ……… …………… ……… ………… ………… ………… 57 4.4 .2 樣件 缸孔底孔 加工尺 寸………… ……… ………… ………… ………… 57 4.4 .3 樣件 缸孔缸套 孔加工 尺寸……… ……… ………… ………… ………… 58 4.5 本章小結(jié)………………………………………………………………………59 第五章 精鏜 缸孔底孔 樣件臺(tái)架 驗(yàn)證… …………… ………… ………… ……… 6 0 5.1 樣件裝機(jī)實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………60 5.2 樣件裝機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)……………………………………………………………62 5.2 .1 缸套 變形量… ……… ………… ………… ………… ………… ………… 64 5. 2 .2 樣機(jī)外特性曲線分析…………………………………………………6 5 5.3 本章小結(jié)………………………………………………………………………65第六章 結(jié)論 與展望…………………………………………………………………66 6.1 總結(jié)……………………………………………………………………………66 6.2 展 望… …… …… … …… …… …… …… …… …… …… … …… …… …… …6 6 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………68 發(fā)表論文和參加科研情況說明………………………………………………………70 致 謝 …… … … … …… … … … … …… … … …… … … … … …… … … … …… … … 71IV 第一章 緒論 第一章 緒論 1.1 課題研究背景和意義 近年來，我國汽車行業(yè)迅速崛起，成功走出了一條民族工業(yè)振興之路，已成為世界上最大的汽車消費(fèi)市場(chǎng)和汽車生產(chǎn)國之一 。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)也發(fā)展迅速，作為發(fā)動(dòng)機(jī)心臟的缸體加工也得到了長足發(fā)展。 圍繞著缸體加工所展開的提高效率，降低成本的研究一直沒有停止過。以往研究的重點(diǎn)主要放在提高加工設(shè)備能力和提高刀具加工能力方面，而對(duì)工藝路線的改進(jìn)關(guān)注相對(duì)較少。本文主要研究缸體缸孔底孔加工過程工藝路線的變更與優(yōu)化的過程，并通過一系列的數(shù)據(jù)采集與工藝驗(yàn)證，對(duì)缸孔底孔采用精鏜工藝取代珩磨工藝的可行性進(jìn)行驗(yàn)證。嘗試著將現(xiàn)有缸體底孔加工工藝流程縮短，由原有粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨的底孔加工路線，變更為粗鏜→半精鏜→精鏜的底孔加工路線。 通過現(xiàn)有精鏜設(shè)備能力的保障，取消珩磨工序，以期在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，達(dá)到降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)線節(jié)拍的目的。 1.2 國內(nèi)外鏜削技術(shù)的發(fā)展 發(fā)動(dòng)機(jī)通過在缸體缸孔內(nèi)完成油氣壓縮、燃燒、爆炸的做功過程來輸出動(dòng)力。缸孔在一個(gè)完整的做功循環(huán)過程中要承受著劇變溫度和交變載荷的雙重作用，這就對(duì)缸體缸孔的尺寸誤差、形狀誤差及表面質(zhì)量等指標(biāo)提出了嚴(yán)格要求，因?yàn)檫@些指標(biāo)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比、輸出功率及扭矩、油料消耗及整機(jī)的可靠性都有著較大影響[2]。 常見的缸孔底孔加工工藝為：粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨，珩磨主要是對(duì)缸孔底孔和缸套孔的形狀誤差和表面質(zhì)量進(jìn)行修正，以滿足缸孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最終要求。而隨著生產(chǎn)設(shè)備、刀具及機(jī)床在線測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展，鏜削工藝及其加工精度也發(fā)展迅猛。 現(xiàn)在的新型鏜刀可縮短工藝過程中的調(diào)刀時(shí)間，幫助用戶高速、小批量地生產(chǎn)產(chǎn)品，從而保證工廠和車間及時(shí)完成生產(chǎn)加工任務(wù)。此外，這種鏜刀自身可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)、修正磨損、補(bǔ)償誤差或自動(dòng)成形。下面簡(jiǎn)要介紹幾種典型的鏜刀及鏜削技術(shù)的發(fā)展情況。 1 [1]第一章 緒論 1 ． 模塊 式 組 合 鏜 刀模塊式鏜刀將鏜刀分為基礎(chǔ)柄、延長器、減徑器（Reduction） 、鏜桿、鏜頭、刀片座、刀片、倒角環(huán)等多個(gè)部分，然后根據(jù)具體的加工內(nèi)容（粗鏜、精鏜；孔的直徑、深度、形狀；工件材料等）進(jìn)行自由組合（見圖 1.1） 。這樣不但大大地減少了刀柄的數(shù)量，降低了成本，也可以迅速響應(yīng)各種加工要求，并 延 長刀 具 整體 的使 用 壽 命 。圖 1.1 模塊式 鏜刀組 合示意 圖之所以能夠提供高精度和較大靈活性的另一因素是模塊式組合鏜刀的制造商也像其他的制造商那樣，已經(jīng)大幅度改進(jìn)了生產(chǎn)加工工藝。10 年前，模塊式組合刀具零件的組裝重復(fù)精度達(dá)到 0.0127～0.0178mm 是可以接受的，而現(xiàn)在模塊式組合刀具零件的尺寸公差范圍達(dá)到 2～4μm。圖 1.2 為模塊化鏜刀組裝圖 。 圖 1.2 模塊化鏜刀組裝圖 2 ． 聯(lián)軸 機(jī) 構(gòu) 提 高 鏜刀 的 穩(wěn) 定 性Sandvik 公司的聯(lián)軸機(jī)構(gòu)以多邊形系統(tǒng)為基礎(chǔ)，可以使鏜桿的接觸面沿著其聯(lián)軸機(jī)構(gòu)的軸線部分均勻地分布在圓周上。夾緊后的活動(dòng)螺絲以大約 35.6N 的軸向2 [3]第一章 緒論 拉力，將該機(jī)構(gòu)的各零件一起拉向并鎖緊在錐體上。這樣，不但獲得了面對(duì)面的接觸，而且還保證了刀具四周的夾持力。聯(lián)軸夾持機(jī)構(gòu)可使切削力分布在整個(gè)多邊形的周圍，每一聯(lián)軸機(jī)構(gòu)的偏差為 0.0051mm。圖 1.3 為 Coromant Capto 刀桿受力分布圖。 圖 1.3 Coromant Capto 刀桿受力圖 由于其接觸面大、軸向拉力高、光滑的淬火表面硬度達(dá) RC63，使模塊式組合刀具獲得極好的穩(wěn)定性和剛性，甚至優(yōu)于實(shí)心刀桿。各元件之間的連接點(diǎn)不但不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，而且還可以將鏜桿分成幾個(gè)部分，從而使其可以實(shí)現(xiàn)合適、有利的頻率協(xié)調(diào)。實(shí)驗(yàn)表明采用這種概念的模塊式組合刀具，其加工性能比實(shí)心鏜桿更加穩(wěn)定 。 3 ． 提高 鏜 刀 的 平 衡性 在鏜刀頭上增加了平衡配重裝置，可以使鏜刀的平衡性更好，但平衡工作需要較高的技術(shù)和 較長的時(shí)間。在調(diào)節(jié)直徑的同時(shí)，操作人員需要手工調(diào)節(jié)重量，技術(shù)人員需要在平衡機(jī)上測(cè)定刀具，調(diào)節(jié)配重裝置，直到刀具達(dá)到平衡為止。 a）可自動(dòng)補(bǔ)償平衡鏜刀頭 b）可自動(dòng)補(bǔ)償平衡鏜刀頭調(diào)節(jié)原理圖 圖 1.4 可自動(dòng)補(bǔ)償平衡的鏜刀頭 3 [4]第一章 緒論 為此，BIG Kaiser 精密刀具公司開發(fā)了可自動(dòng)補(bǔ)償平衡的鏜刀頭（見圖 1.4） ，用戶在鏜削不同直徑時(shí)可使鏜刀起到平衡的作用。當(dāng)鑲刀片移動(dòng)時(shí)，配重裝置也在相反的方向上不斷地移動(dòng)來補(bǔ)償平衡。因此，只需作一次調(diào)節(jié)。這種方法既可節(jié)約時(shí)間，又可降低產(chǎn)生誤差的機(jī)率 。 4 ． 侍服傳動(dòng)鏜刀以 Kom Tronic 鏜刀為例，鏜削加工頭內(nèi)的滑板由侍服電機(jī)傳動(dòng)，通過控制脈沖，使鏜桿向較大的直徑方向移動(dòng)，或支持其向較小的直徑方向移動(dòng)。這一機(jī)構(gòu)提高了鏜床的加工精度，不需采用手工調(diào)節(jié)的方法調(diào)節(jié)螺絲。 Komet 公司的工程師們也在鏜桿內(nèi)安裝了導(dǎo)軌，采用侍服電機(jī)來傳動(dòng)鏜刀片，可使一錐形刀桿軸向移動(dòng)，也可使鏜刀片向外擴(kuò)大到更大的直徑或向內(nèi)縮小到更小的直徑。鏜刀頭的行程范圍可以變化，U 軸可偏離中心移動(dòng)高達(dá) ±25mm，鏜削精度可達(dá)±10μm 。 圖 1.5 Kom Tronic u-軸的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 圖 1.5 為 Kom Tronic u-軸的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，該 U 軸系統(tǒng)是由一個(gè)緊湊型的平旋盤帶一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單滑塊和絲杠組成。通過安裝在主軸上的定子部件將4 [5]第一章 緒論 能量及數(shù)據(jù)以感應(yīng)非接觸式的方式傳遞給 U 軸頭部件。這種傳輸方式和主軸的轉(zhuǎn)速無關(guān)，因此新一代的 U-axis 系統(tǒng)能夠自動(dòng)的轉(zhuǎn)換成 NC 軸。通過選擇不同的刀具及可轉(zhuǎn)位刀片的組合，可實(shí)現(xiàn)仿形鏜孔和外部輪廓車削。這套系統(tǒng)能夠縮短加工時(shí)間，獲得更好的工件表面質(zhì)量以及尺寸穩(wěn)定性。另外，所需要的刀具種類也更少。 上述所提及的鏜刀及鏜削工藝的改進(jìn)，可以使鏜刀很好地控制振動(dòng)。其加工孔的精度 能達(dá)到 IT6 級(jí)，表面粗糙度 可達(dá)到 Ra0.8～1.6μm。刀具系統(tǒng)具有更好的平衡性和更大的剛性，這一優(yōu)點(diǎn)使它能夠配置應(yīng)用一些鑲刀片技術(shù)，對(duì)于鏜削加工而言，意義重大。 1.3 課題研究的主要內(nèi)容 本課題主要是針對(duì) W 公司鑲嵌干式缸套缸孔的精加工工藝進(jìn)行研究，通過樣件加工數(shù)據(jù)的采集與分析，驗(yàn)證缸體二生產(chǎn)線取消 B 系列缸體缸孔底孔珩磨工序的可行性。 內(nèi)燃機(jī)缸體的缸孔一般分為不鑲嵌缸套式缸孔（在缸孔工作表面添加鍍層）和鑲嵌缸套式缸孔兩類，鑲嵌缸套又分為鑲嵌干缸套、鑲嵌濕缸套、鑄入式氣缸套和風(fēng)冷缸套四種。 氣缸套鑲在缸體的缸筒內(nèi)，與活塞和缸蓋共同組成燃燒室。缸套分為干缸套和濕缸套兩大類。背面不接觸冷卻水的氣缸套叫干缸套，背面和冷卻水接觸的氣缸套是濕缸套。干缸套厚度較薄、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便。濕缸套直接接觸冷卻水，所以有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的小型輕量化。 圖 1.6 為干式缸套圖片，干式缸套主要部位的功能： 1）凸臺(tái)：減少燃?xì)鈱?duì)氣缸墊的直接沖擊，保護(hù)氣缸墊免遭燒蝕。 2）支撐肩：為缸套提供軸向定位。 3）退刀槽：為加工外圓和支承肩下端提供避讓空間并減少支承肩處的集中應(yīng)力。 4）內(nèi)孔：缸套的工作面。 5）外圓：與缸體直接接觸，將氣缸中絕大部分廢熱直接傳遞給缸體，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度。 5 第一章 緒論 圖 1.6 干式缸套零件示意圖 1－凸臺(tái)；2－支撐肩；3－退刀槽；4－內(nèi)孔；5－外圓 6 第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 目前，提高生產(chǎn)設(shè)備和加工刀具性能是缸體生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)的主要關(guān)注點(diǎn)，對(duì)工藝路線的調(diào)整及對(duì)加工工序的優(yōu)化，是降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的重要方式之一。 本章首先介紹 W 公司缸體缸孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)，對(duì)兩條缸體生產(chǎn)線缸孔工藝流程圖，底孔加工工藝進(jìn)行說明，并闡述缸體二生產(chǎn)線的工藝先進(jìn)性。 2.1 缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求 2.1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì) B 系列四、六缸體缸孔的設(shè)計(jì)是在原 Perkins 缸體基礎(chǔ)上改進(jìn)完成的，在傳承了 Perkins 缸體原有特點(diǎn)的同時(shí)，也對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行了一系列的改進(jìn)。例如：為了保證裝配一致性，增加 φ8 裝配定位銷；為了保證鑄造毛坯合格率，對(duì)毛坯的水套結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化等。 B 系列缸體缸孔采用的是鑲嵌干式缸套的形式，論文中涉 及的缸孔底孔是指沒有鑲嵌缸套前的缸孔，缸套孔是指鑲嵌缸套后的缸孔。 表 2.1 中所列加工要求是在此次試驗(yàn)未進(jìn)行時(shí)，一直沿用的缸孔加工工藝要求。此次試驗(yàn)主要研究的是取消缸體底孔珩磨工序，直接在精鏜工序中完成缸體底 孔的 加 工 ， 即 精 鏜后 的 缸 體 底孔 直 徑 尺 寸 由 104.127mm~104.153mm， 變 為104.204 mm ~104.229 mm。 表 2.1 B 系列缸體缸孔底孔工序要求 項(xiàng)目 直徑（mm） 圓度（mm） 圓柱度（mm） 粗糙度（μm） 缸孔底孔精鏜 104?0.127—— 0.015 Ra3.2 工序要求 缸孔底孔珩磨 缸套孔精鏜 104?0.204 99?0.9490.01 0.01 0.0125 0.01 Ra1.8 Ra4.0-Ra2.5 缸套孔珩磨 100?00.01 0.01 珩磨網(wǎng)紋相關(guān)要求 2.1.2 缸孔底孔加工工序圖 7 ?0.153 ?0.229 ?0.974 ?0.025第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 圖 2.1 所示為改進(jìn)前 B 系列六缸缸體底孔精鏜工序圖，由圖可見，原有缸孔底孔精鏜工序是對(duì)缸孔底孔和止口進(jìn)行精鏜加工，為了保證缸孔止口和底孔的一致性及同軸度，選用了缸孔—止口復(fù)合鏜刀（見圖 4.1）對(duì)缸孔和缸孔止口部分一起加工。 圖 2.1 改進(jìn)前 B 系列六缸缸體底孔精鏜工序圖 8 第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 圖 2.1 與圖 2.4 中基準(zhǔn)說明如下： B 基準(zhǔn) ——缸體底面； C 基準(zhǔn) ——主軸承孔（曲軸孔）中心線； K 基準(zhǔn)——曲軸止推面。 圖 2.2 給出了缸孔止口放大圖，圖中標(biāo)明了缸孔止口的相關(guān)尺寸要求。 圖 2.2 B 系列六缸缸體缸孔底孔止口放大圖 圖 2.3 給出了原有缸孔底孔珩磨工序的工序圖。珩磨是利用安裝于珩磨頭圓周上的一條或多條油石，由漲開機(jī)構(gòu)（有旋轉(zhuǎn)式和推進(jìn)式兩種）將油石沿徑向漲開，使其壓向工件孔壁，以便產(chǎn)生一定的面接觸。同時(shí)使珩磨頭旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使加工面形成交叉螺旋線切削軌跡，而且在每一往復(fù)行程時(shí)間內(nèi)珩磨頭的轉(zhuǎn)數(shù)不是整數(shù)，因而兩次行程間，珩磨頭相對(duì)工件在周向錯(cuò)開一定角度，這樣的運(yùn)動(dòng)使珩磨頭上的每一個(gè)磨粒在孔壁上的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)重復(fù)。 9 第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 圖 2.3 B 系列六缸缸體缸孔底孔珩磨工序圖 2.1.3 以鏜代珩缸孔底孔加工工序圖 圖 2.4 給出了 B 系列六缸缸體缸孔以鏜代珩加工工序，取消底孔珩磨工序后，通過調(diào)整，用鏜削工藝直接加工出缸孔底孔。 10 第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 圖 2.4 B 系列六缸缸體缸孔底孔以鏜代珩工序圖 11 第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 2.2 缸體生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì) 在確定加工路線時(shí)，應(yīng)綜合考慮保證加工精度和縮短加工路線和加工時(shí)間。就粗加工而言，在不影響精度的前提下，要求最大限度地縮短加工路線和加工時(shí)間，而對(duì)于精加工而言，也要盡可能縮短加工路線和加工時(shí)間 。 W 公司共有兩條缸體生產(chǎn)線，缸體一生產(chǎn)線主要生產(chǎn) B 系列四、六缸體；缸體二生產(chǎn)線為 B/D 系列柔性缸體生產(chǎn)線，能滿足 B/D 系列四、六缸缸體的生產(chǎn)需求。 2.2.1 缸體一生產(chǎn)線缸孔工藝流程 1994 年 5 月開始進(jìn)行缸體一生產(chǎn)線加工工藝設(shè)計(jì)，生產(chǎn)線設(shè)計(jì)借鑒了英國Perkins 公司和國內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的經(jīng)驗(yàn)。缸孔加工流程如表 2.2 所示。 表 2.2 缸體一生產(chǎn)線 B 系列缸體缸孔加工工藝流程 序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 工序號(hào) C100 C300 C370 C370 C380 C390 C400 C410 C430 C440 工序名稱 粗鏜缸孔底孔 清 洗 半精鏜缸孔底孔 精鏜缸孔底孔 珩磨缸孔底孔（粗精同軸） 清 洗 壓缸套 精鏜缸套孔 粗珩缸套孔 精珩缸套孔 設(shè)備名稱 單軸立式鏜床 通過式清洗機(jī) 單軸立式鏜床 單軸立式珩磨機(jī) 通過式清洗機(jī) 缸套壓裝專機(jī) 單軸立式鏜床 單軸立式珩磨機(jī) 單軸立式珩磨機(jī) 2.2.2 缸體二生產(chǎn)線缸孔工藝流程 2008 年開始進(jìn)行機(jī)加二車間 B/D 系列柔性缸體生產(chǎn)線加工工藝設(shè)計(jì)，該生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)沿用了機(jī)加一車間生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)思路，對(duì)缸孔的精加工依然采用了精鏜→珩磨工 藝，但是在 設(shè)備選型上均 選用了較先進(jìn) 的設(shè)備。缸 孔加工流程如 表 2.3所示。 12 [6]第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 表 2.3 缸體二生產(chǎn)線 B 系列缸體缸孔加工工藝流程 序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 工序號(hào) C100 C150 C190 C190 C210 C210 C220 C230 C240 C250 C250 工序名稱 粗鏜缸孔底孔 清 洗 半精鏜缸孔底孔 精鏜缸孔底孔 粗珩缸孔底孔 精珩缸孔底孔 清 洗 壓缸套 精鏜缸套孔 粗珩缸套孔 精珩缸套孔 設(shè)備名稱 單軸立式鏜床 通過式清洗機(jī) 雙軸立式鏜床 雙軸立式珩磨機(jī) 雙軸立式珩磨機(jī) 通過式清洗機(jī) 缸套壓裝專機(jī) 單軸立式鏜床 雙軸立式珩磨機(jī) 雙軸立式珩磨機(jī) 2.2.3 兩生產(chǎn)線缸孔加工工藝 缸體一生產(chǎn)線為缸體全序加工半柔性生產(chǎn)線，全線共有工序 49 個(gè)，加工設(shè)備58 臺(tái)，缸孔、曲軸孔等關(guān)鍵部位加工，采用日本豐田加工中心、德國 HELLER 等設(shè)備。缸體一生產(chǎn)線缸孔底孔加工工藝和缸套孔加工工藝見表 2.4 和表 2.5。 表 2.4 缸體一生產(chǎn)線缸孔底孔加工工藝 工 藝 裝備 及 工 序要求 定位方式 機(jī)床 夾具 刀具 刀片材質(zhì) 量檢具 缸孔直徑（mm） 缸孔圓度（mm） 缸孔圓柱度（mm） 缸孔粗糙度（μm） 粗鏜 一面兩銷 大連機(jī)床廠 單軸立式鏜床 機(jī)械式壓緊 止口、缸孔復(fù)合鏜刀 硬質(zhì)合金 帶表內(nèi)徑量規(guī) 101?0.60－ － Ra12.5 工序 半精鏜、精鏜 一面兩銷 LAMB 立式單軸鏜床機(jī)械式壓緊 止口、缸孔復(fù)合鏜刀 硬質(zhì)合金 帶表內(nèi)徑量規(guī) 104?0.1270.015 0.02 Ra3.2 珩磨 一面兩銷 大河單軸立式珩磨機(jī) 機(jī)械式壓緊 珩磨條 金剛石 帶表內(nèi)徑量規(guī) 104?0.2040.01 0.0125 Ra1.8 13 ?0.75 ?0.153 ?0.229第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 表 2.5 缸體一生產(chǎn)線缸孔缸套孔加工工藝 工藝裝備及工序要求 定位方式 精鏜 一面兩銷 工序 金剛石粗珩 一面兩銷 碳化硅精珩 一面兩銷 機(jī)床 夾具 刀具 刀片材質(zhì) 量檢具 缸套孔直徑（mm） 缸套孔圓度（mm） 缸套孔圓柱度（mm） 缸套孔粗糙度（μm） LAMB 立式單軸鏜床 機(jī)械、液壓混合壓緊 半精鏜、精鏜復(fù)合鏜刀 CBN 帶表內(nèi)徑量規(guī) 粗糙度比較樣塊 99.873—99.898 － － Ra12.5 格林兩工位立式珩磨機(jī)(兩個(gè)工位均為單軸 ) 機(jī)械、液壓混合壓緊 機(jī)械、液壓混合壓緊 平臺(tái)珩珩磨條 金剛石 碳化硅 帶表內(nèi)徑量規(guī) 帶表內(nèi)徑量規(guī) Mahr 測(cè)量儀 Mahr 測(cè)量儀 104.127—104.153 100.000—100.025 0.015 0.01 0.02 0.0125 Ra3.2 Ra1.8 缸體二生產(chǎn)線為缸體柔性精加工生產(chǎn)線，全線共有工序 32 個(gè)，缸孔、曲軸孔等關(guān) 鍵部 位加 工，采 用美 國 MAG、德 國 NAGEL 等設(shè) 備， 半精 加工 采用日 本MAZAK 加工中心。 缸體二生產(chǎn)線缸孔底孔加工工藝和缸套孔加工工藝見表 2.6和表 2.7。 表 2.6 缸體二生產(chǎn)線缸孔底孔加工工藝 工藝裝備及工序要求 定位方式 機(jī)床 夾具 刀具 刀片材質(zhì) 量檢具 缸孔直徑（mm） 缸孔圓度（mm） 缸孔圓柱度（mm） 缸孔粗糙度（μm） 粗鏜 缸體 二生產(chǎn) 線為精加工生產(chǎn)線，此工序外委加工 工序 半精鏜、精鏜 曲軸孔、缸體底面、曲軸中間瓦側(cè)面 美國 MAG 雙軸立式鏜床 （有在線測(cè)量） 機(jī)械、液壓混合壓緊 止口、缸孔復(fù)合鏜刀 CBN 缸孔底孔氣電量規(guī) Mahr 測(cè)量儀 104?0.1270.015 0.02 Ra3.2 珩磨 曲軸孔、缸體底面、曲軸中間瓦側(cè)面 大河二工位珩磨機(jī) 機(jī)械、液壓混合壓緊 珩磨條 金剛石 缸孔底孔氣電量規(guī) Mahr 測(cè)量儀 104?0.2040.01 0.0125 Ra1.8 14 精珩珩磨條 珩磨條 ?0.153 ?0.229第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 表 2.7 缸體二生產(chǎn)線缸孔缸套孔加工工藝 工藝裝備及工序 要求 定位方式 機(jī)床 夾具 刀具 刀片材質(zhì) 量檢具 缸套孔直徑（mm） 缸套孔圓度（mm） 缸套孔圓柱度（mm） 缸套孔粗糙度（μm） 精鏜 曲軸孔、缸體底面、曲軸中間瓦側(cè)面 MAG 立式雙軸鏜床 機(jī)械、液壓混合壓緊 半精鏜、精鏜復(fù)合鏜刀 CBN 缸套孔氣電量規(guī) Mahr 測(cè)量儀 99.873—99.898 0.01 0.015 Ra5.0 工序 金剛石粗珩 一面兩銷 NAGEL 兩工位立式珩磨機(jī)（單軸） 機(jī)械、液壓混合壓緊 珩磨條 金剛石 缸套孔氣電量規(guī) Mahr 測(cè)量儀 99.949—99.974 0.01 0.0125 Ra2.5— Ra4.0 碳化硅精珩 一面兩銷 NAGEL 兩工位立式珩磨機(jī)(雙軸) 機(jī)械、液壓混合壓緊 精珩珩磨條 平臺(tái)珩珩磨條 碳化硅 缸套孔氣電量規(guī) Mahr 測(cè)量儀 100.000—100.025 0.01 0.0125 Ra1.8 2.2.4 兩生產(chǎn)線缸套孔珩磨技術(shù)要求 為了適應(yīng)不斷提高的排放法規(guī)要求和發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化指標(biāo)要求，提出了缸套孔的平臺(tái)網(wǎng)紋表面，并應(yīng)用平臺(tái)珩磨網(wǎng)紋技術(shù)加工缸套孔內(nèi)表面。平臺(tái)珩磨技術(shù)加工出的缸套孔內(nèi)表面是由無數(shù)均勻相間交叉的窄深溝槽與小平臺(tái)組成 ，如圖 2.5 所示。 圖 2.5 缸套孔表面平臺(tái)網(wǎng)紋輪廓圖形經(jīng)試驗(yàn)表明，平臺(tái)網(wǎng)紋氣缸套比普通珩磨氣缸套相比，磨合期縮短了 1/2 ～1/3 ，壽命提高了 10%～20% ，扭矩提高 5%，機(jī)油 消耗降低 58%～83%，并可有效的避15 [7]第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 免發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中的拉缸現(xiàn)象 。 W 公司的平臺(tái)珩磨工序需要三個(gè)工位，第一工位粗珩是消除上序精鏜所產(chǎn)生的幾何誤差，使缸套孔圓度和圓柱度符合產(chǎn)品的要求，并為精珩和平臺(tái)珩磨創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)；第二工位精珩和第三工位平臺(tái)珩是在同一個(gè)珩磨頭上實(shí)現(xiàn)的，這兩個(gè)工位為雙軸雙進(jìn)給，采用液壓漲刀，分兩級(jí)膨脹力貼近缸孔，達(dá)到實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的目的。 W 公司在學(xué)習(xí)和吸收國內(nèi)外先進(jìn)平臺(tái)珩磨網(wǎng)紋加工技術(shù)的同時(shí)，制定了高出國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。企標(biāo)中缸套孔平臺(tái)珩磨網(wǎng)紋的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要分以下三個(gè)方面： （1）網(wǎng)紋夾角 α 和網(wǎng)紋要求 缸套孔表面的加工網(wǎng)紋是由珩磨頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的合成而形成的。網(wǎng)紋夾角 α 有兩種表示方法，一種是在缸套孔軸線方向上，即為鈍角；另一種是在缸套孔孔徑的切線方向上，為銳角。這兩角和等于 180°。W 公司網(wǎng)紋夾角取銳角，α=45°±5°，圖 2.6 為網(wǎng)紋夾角示意圖。 W 公司對(duì)網(wǎng)紋的要求為：兩個(gè)方向的網(wǎng)紋均勻，清晰連續(xù)，無尖角和毛刺，無金屬重疊。 網(wǎng)紋夾角 α 圖 2.6 網(wǎng)紋夾角示意圖 （2）粗糙度輪廓高度參數(shù) Ra：輪廓算數(shù)平均偏差，即在取樣長度 l 內(nèi)輪廓偏距絕對(duì)值的算數(shù)平均值。 Rz DIN：根據(jù) DIN4768 標(biāo)準(zhǔn)，Rz 定義為平均峰谷高度。對(duì)于已濾波的粗糙度輪廓來說，在 Z1 到 Z5 這 5 個(gè)等量相鄰的單元取樣長度中，單個(gè)峰谷高度的算數(shù)平均值。 （3）基于輪廓支撐長度率曲線（Abbott-fire.stone 曲線）的綜合參數(shù) 確 定綜 合 參 數(shù) 的 數(shù) 值 必 須 遵循 以 下 基 本 假 設(shè) ： 已 濾波 的 曲 線 沒 有 失 真 ，Abbott-fire.stone 曲線已確定。圖 2.7 顯示了在 Abbott-fire.stone 曲線上個(gè)參數(shù)的位置，表 2.8 對(duì)各參數(shù)的含義與技術(shù)要求進(jìn)行了說明。 16 [8]第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 圖 2.7 基于 Abbott-fire.stone 曲線評(píng)定參數(shù)示意圖表 2.8 綜合參數(shù)涵義及技術(shù)要求 綜合參數(shù) Ra(μm) Rz(μm) Rpk(μm) Rk(μm) Rvk(μm) Mr1(%) Mr2(%) Rpk*(μm) Rvk*(μm) A1（cm2） A2（cm2） 字符涵義 輪廓算數(shù)平均偏差 平均峰谷高度 波峰深度（峰頂?shù)慕档停?粗糙度核心輪廓深度（中心峰谷高度） 波谷深度（谷底的降低） 波峰輪廓支撐長度率（粗糙度核心上限） 波谷輪廓支撐長度率（粗糙度核心下限） 波峰區(qū)的峰高 波谷區(qū)的谷深 輪廓鋒的面積 A1= (Rpk×Mr1)/2000 輪廓谷的面積 A2= Rvk× （100-Mr2)/2000 技術(shù)要求 ≤2.0 3.0～7.0 ≤0.2 0.2～0.5 1.5～2.5 ≤8 60～80 不做要求 不做要求 需計(jì)算 需計(jì)算 式中 Mr1、Mr2 不帶百分號(hào)，Rpk、Rvk 的單位是 μm 2.3 缸體二生產(chǎn)線工藝先進(jìn)性 2.3.1 定位基準(zhǔn) 缸體一生產(chǎn)線缸孔加工一直采用“一面兩銷”的定位基準(zhǔn)，即用缸體底面和底面上兩個(gè)工藝銷孔進(jìn)行定位（見圖 2.3） 。缸體二生產(chǎn)線在粗鏜工序時(shí)，采用“一17 [8]第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 面兩銷”的定位基準(zhǔn)，而在后序的加工中均采用了曲軸孔，缸體底面和曲軸中間瓦側(cè)面來定位（見圖 2.1） 。 曲軸孔，缸體底面和曲軸中間瓦側(cè)面定位方式保證了缸孔與曲軸孔的位置尺寸，以曲軸孔和底面定位方式比傳統(tǒng)“一 面兩銷”定位方式更能確保缸體內(nèi)腔與圖紙要求的符合性，使后續(xù)工序加工余量均勻，從而減少廢品率，節(jié)約成本[9]。 2.3.2 加工設(shè)備 缸體二生產(chǎn)線的設(shè)備為美國生產(chǎn)的 MAG 八工位自動(dòng)線中的立式雙軸鏜床（見圖 2.8） 。MAG 鏜床有如下特點(diǎn)： （1）在線測(cè)量 機(jī)床具有自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，能及時(shí)對(duì)刀具的直徑進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)?shù)毒哌_(dá)到磨損極限，機(jī)床還有自動(dòng)報(bào)警功能。 （2）刀具補(bǔ)償 具有刀具半徑補(bǔ)償功能，當(dāng)?shù)毒哂猩倭磕p或加工輪廓尺寸與設(shè)計(jì)尺寸稍有偏差時(shí)或者在粗銑、半精銑和精銑的各工步加工余量變化時(shí)，需作適當(dāng)調(diào)整，而運(yùn)用了刀具半徑補(bǔ)償后，不需修改刀具尺寸或建模尺寸而重新生成程序，只需要在數(shù)控機(jī)床上對(duì)刀具補(bǔ)償參數(shù)做適當(dāng)修改即可。既簡(jiǎn)化了編程計(jì)算，又增加了程序的可讀性 。 （3）CBN 刀片 鏜刀使用 CBN 刀片，CBN 刀片在工作溫度 1200℃時(shí)，還有極佳的紅硬性。CBN 刀具能獲得優(yōu)于 0. 4μm 的并保持±0.012mm 同軸度。 （4）工藝參數(shù) 機(jī)床的切削速度范圍為 300m/min－400m/min，為試驗(yàn)奠定良好的基礎(chǔ)。 復(fù)合鏜刀 在線測(cè)量 圖 2.8 缸體二生產(chǎn)線精鏜缸孔設(shè)備 18 [10]第二章 缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì) 2.3.3 測(cè)量系統(tǒng) 缸體一生產(chǎn)線缸孔底孔直徑測(cè)量使用專用的內(nèi)徑千分表，其他技術(shù)要求，如：圓度，位置度，圓柱度等，均需依靠三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)；缸體二生產(chǎn)線缸孔底孔測(cè)量使用了美國 VGAGE（ 萬奈特）自動(dòng)測(cè)量儀，能同時(shí)顯示出缸體三個(gè)截面兩個(gè)方向的直徑，同時(shí)能顯示截面的圓度及缸孔的圓柱度，并且此套測(cè)量系統(tǒng)還具有根據(jù)采集數(shù)據(jù)自動(dòng)生成 SPC 控制圖的功能，提高測(cè)量準(zhǔn)確性的同時(shí)，明顯提高了測(cè)量效率。 2.4 本章小結(jié)本章簡(jiǎn)要介紹了缸體缸孔底孔產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)要求，重點(diǎn)對(duì)兩條缸體生產(chǎn)線缸孔加工工藝進(jìn)行對(duì)比說明，并列舉了 MAG 雙軸立式鏜床加工及缸孔測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。通過兩生產(chǎn)線對(duì)比，可以明顯看出： 1）缸體二生產(chǎn)線缸孔加工工序工藝基準(zhǔn)較缸體一生產(chǎn)線更合理。 2）缸體二生產(chǎn)線無論是從設(shè)備、刀具還是測(cè)量系統(tǒng)與缸體一生產(chǎn)線相比，優(yōu)勢(shì)較大。 由此確定此次取消缸體缸孔底孔珩磨工序 驗(yàn)證，只在缸體二生產(chǎn)線進(jìn)行，缸體一生產(chǎn)線缸孔加工工藝路線暫不做變動(dòng)。 19 第三章 缸體缸孔數(shù)據(jù)采集與分析 第三章 缸體缸孔數(shù)據(jù)采集和分析 在實(shí)際生產(chǎn)中，因缸體的材質(zhì)、環(huán)境溫度、測(cè)量方法，人員技能等各種因素的不同，采樣數(shù)據(jù)也會(huì)略有變化。為了呈現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的真實(shí)性，此次數(shù)據(jù)采集的方法為在生產(chǎn)過程穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，采用逢 20 件抽 1 件的原則抽選 B 系列六缸缸體，進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析。 本章主要對(duì)精鏜后的底孔數(shù)據(jù)和珩磨后的底孔數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)數(shù)據(jù)的測(cè)量工具和測(cè)量方法進(jìn)行說明，初步確定缸體二生產(chǎn)線取消底孔珩磨工序的可行性。 3.1 樣件數(shù)據(jù)采集 3.1.1 缸孔編號(hào)說明 本著工藝驗(yàn)證盡量不影響生產(chǎn)計(jì)劃的原則，此次工藝驗(yàn)證全部采用 B 系列六缸缸體。為了后續(xù)的數(shù)據(jù)整理及工藝驗(yàn)證的順利進(jìn)行，特對(duì)六缸缸體各缸缸孔作編號(hào)排序，以示區(qū)分（見圖 3.1） 。 圖 3.1 各缸孔編號(hào)及頂面示意圖 3.1.2 缸孔加工方式 精鏜缸孔機(jī)床是雙軸立式鏜床，2、1、3 缸孔加工使用同一個(gè)精鏜頭，5、4、6 缸孔加工使用同一個(gè)精鏜頭，加工順序見圖 3.2。 底孔珩磨專機(jī)也為雙軸雙進(jìn)給機(jī)床，1、3、5 缸孔共用一個(gè)珩磨頭，2、4、6缸孔共用一個(gè)珩磨頭加工順序見圖 3.3。 20 第三章 缸體缸孔數(shù)據(jù)采集與分析 工步 1 工步 2 工步 3 圖 3.2 精鏜機(jī)床缸孔加工順序圖 工步 1 工步 2 圖 3.3 珩磨機(jī)床缸孔加工順序圖 21 第三章 缸體缸孔數(shù)據(jù)采集與分析 缸套孔精鏜機(jī)床與底孔精鏜機(jī)床相同，加工缸套孔的順序與底孔精鏜的加工順序（見圖 3.2）相同，2、1、3 缸孔加工使用同一個(gè)精鏜頭，5、4、6 缸孔加工使用同一個(gè)精鏜頭；缸套孔珩磨機(jī)床也為雙軸雙進(jìn)給機(jī)床，1、3、5 缸孔共用一個(gè)珩磨頭，2、4、6 缸孔共用一個(gè)珩磨頭加工順序見圖 3.3。 3.1.3 缸孔直徑數(shù)據(jù)分析 精鏜和珩磨后缸孔直徑的測(cè)量均使用工序在線量具 VGAGE 氣動(dòng)量儀（參見圖 3.4a） ，量儀通過氣電轉(zhuǎn)換器將氣信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)由電腦顯示器示值（參見圖3.4b） 。之所以選用氣動(dòng)量儀，是由于氣動(dòng)量儀測(cè)頭與缸孔不直接接觸，減少測(cè)量力對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，同時(shí)避免劃傷被測(cè)件表面，且讀數(shù)容易，能夠?qū)Ω卓走M(jìn)行連續(xù)測(cè)量。 A）VGAGE 氣動(dòng)量儀 b）測(cè)量示值顯示 圖 3.4 VGAGE 氣動(dòng)量儀及測(cè)量示值顯示 這兩套量儀均有在線 SPC 監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)通過測(cè)量，對(duì)過程的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)控，在很大程度上減少了產(chǎn)品的不良率，提高了產(chǎn)品在線的實(shí)際探測(cè)能力。 表 3.1 和表 3.2 給出了精鏜缸孔底孔和珩磨缸孔底孔所采集的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是使用氣動(dòng)量儀逢 20 抽 1 的方法采集的，采集之前對(duì)工序狀態(tài)的穩(wěn)定性進(jìn)行了確認(rèn)，加工首件或者工藝準(zhǔn)備調(diào)試前沒有進(jìn)行尺寸確認(rèn)的工件被剔除，盡可能地反映穩(wěn)態(tài)下工序真實(shí)地加工水平，保證了后續(xù)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性。之后，將以這些數(shù)據(jù)作為依據(jù)，利用 Minitab 軟件對(duì)工序的過程能力進(jìn)行分析，并驗(yàn)證試驗(yàn)的可行性。 22 第三章 缸體缸孔數(shù)據(jù)采集與分析 加工尺寸（mm） 序號(hào) 工件號(hào) 表 3.1 精鏜后缸孔直徑列表 φ104.127－φ104.153 1 缸 2 缸 3 缸 4 缸 5 缸 6 缸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 J1（第 1 件） J2（第 20 件） J3 J4 J5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 J13 J14 J15 J16 J17 J18 J19 J20 J21 J22 J23 J24 J25 J26 J27 J28 J29 J30（第 580 件） 104.1400 104.1410 104.1410 104.1395 104.1395 104.1390104.1400 104.1400 104.1410 104.1395 104.1395 104.1395104.1395 104.1390 104.1395 104.1395 104.1395 104.1390104.1385 104.1385 104.1380 104.1405 104.1405 104.1395104.1405 104.1400 104.1405 104.1405 104.1400 104.1400104.1420 104.1425 104.1420 104.1430 104.1435 104.1415104.1410 104.1415 104.1400 104.1425 104.1430 104.1430104.1390 104.1395 104.1405 104.1415 104.1415 104.1415104.1385 104.1380 104.1385 104.1400 104.1395 104.1390104.1390 104.1385 104.1385 104.1405 104.1400 104.1405104.1430 104.1445 104.1435 104.1440 104.1435 104.1435104.1425 104.1420 104.1410 104.1400 104.1390 104.1390104.1390 104.1390 104.1390 104.1370 104.1375 104.1375104.1405 104.1400 104.1405 104.1425 104.1430 104.1435104.1395 104.1405 104.1405 104.1420 104.1420 104.1420104.1400 104.1405 104.1395 104.1430 104.1435 104.1430104.1420 104.1415 104.1415 104.1420 104.1415 104.1420104.1420 104.1410 104.1410 104.1395 104.1395 104.1395104.1395 104.1400 104.1400 104.1395 104.1385 104.1385104.1400 104.1400 104.1405 104.1390 104.1385 104.1390104.1395 104.1400 104.1390 104.1410 104.1405 104.1405104.1430 104.1425 104.1425 104.1475 104.1475 104.1475104.1425 104.1425 104.1420 104.1440 104.1445 104.1440104.1430 104.1435 104.1430 104.1425 104.1415 104.1415104.1430 104.1420 104.1425 104.1425 104.1420 104.1420104.1400 104.1390 104.1390 104.1415 104.1420 104.1420104.1390 104.1400 104.1400 104.1400 104.1400 104.1405104.1410 104.1410 104.1415 104.1415 104.1420 104.1425104.1420 104.1425 104.1425 104.1425 104.1410 104.1425104.1420 104.1420 104.1420 104.1425 104.1420 104.142023