发动机缸盖排气面刀痕的解决措施_薛飞.pdf
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1、2023年 第2期 冷加工86维修与改造Maintenance&Rebuilding发动机缸盖排气面刀痕的解决措施薛飞,严海桥,王康辉,陈敏俊,王鸣,胡堃,葛俊,张秋平上汽大众汽车有限公司 上海 201805摘要:针对发动机缸盖排气面产生接刀痕的原因进行分析,在疫情封闭生产期间,暂时无维修能力的情况下,通过修改铣刀轨迹消除刀痕,保障了生产任务。关键词:铣削;接刀痕;轨迹优化1 序言铣削加工是应用最广泛的平面加工方式之一。由于铣削属多齿断续加工,存在周期性的冲击,加工条件较为恶劣1,因此如何保证铣削加工表面质量有着重要意义。2 问题背景发动机缸盖排气面(以下简称排气面)是与排气管支架连接的结合面
2、。为了保证发动机做功后高压气体的密封性,排气面表面粗糙度值Rz要求为10m(近似表面粗糙度值Ra为1.63.2m),平面度要求0.04mm(见图1)。缸盖采用硅铝合金压力铸造,排气面由毛坯厂先进行粗加工,再由缸盖生产线GROB卧式加工中心采用PCD铣刀高速铣削精加工。装配中零星出现排气面发生泄漏的发动机,拆解后发现排气面存在较明显的接刀痕(见图2),但表面粗糙度和平面度未超差。图1 缸盖排气面工序示意2023年 第2期 冷加工87维修与改造Maintenance&Rebuilding3 问题分析该工序主要加工进排气面及安装进排气支架的各个凸台面,因此生产线规划时选择了直径50mm的面铣刀。这样
3、做的好处是减少加工时刀库换刀次数,但在铣削排气面时必须接刀完成。仔细观察排气面的接刀痕,对比铣刀环切加工轨迹(见图3),可以发现接刀痕主要是在铣刀轨迹换向点产生的。排查产生接刀痕可能的原因如下。1)工件材质偏软,铣刀在轨迹换向点处有停顿。已加工表面的金属材料回弹,产生刀痕。质保检测该批次缸盖硬度在正常范围,因此排除该项可能。2)夹具夹紧力不足,铣刀加工至换向点时切削力方向改变,导致缸盖发生移动,铣刀过切产生刀痕。检查夹具液压夹紧压力、夹具定位、夹紧元件均正常。因此排除该项可能。3)Z轴丝杠副或轴承存在间隙。铣刀在轨迹换向处,对Z轴轴向的切削力变小。Z轴轴向间隙释放产生窜动,引起过切。4)X轴、
4、Y轴和Z轴导轨副存在间隙,铣刀在轨迹换向时切削力方向改变。主轴滑台产生摆动,导致刀具过切。5)主轴与加工面不垂直,当刀具换向时拖刀纹方向改变,产生接刀痕。针对第3)、第4)点,如果机床运动副存在间隙,则会导致设备刚度下降。根据经验,会在铣削表面产生振纹。机床增益参数均为原厂设置值,加工表面除了接刀痕外,未发现明显的振纹。为了进一步确定原因,采用球杆仪对机床检测(见图4)。图2 缸盖排气面接刀痕图3 铣刀环切加工轨迹 a)检测现场 b)球杆仪结构图4 球杆仪检测2023年 第2期 冷加工88维修与改造Maintenance&Rebuilding球杆仪及软件用于检测数控机床的几何误差,以及由控制器
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