宝马汽车的缸体原来是这么来的

夹具超人 · 发表于 2019-10-10 11:17:06

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缸体作为核心零部件，其缸孔的高精度加工要求是制约提高发动机品质的难题，主要体现在缸体顶面、缸孔、曲轴孔几个方面。

我们先来看一段完整的宝马汽车中国工厂-发动机缸体制造组装全过程：

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▲缸体生产线实拍

从视频中以及历来的经验可以总结出，以下几个要点，能保证缸体复杂生产过程的精确性：采用带自动补偿功能的加工中心，并通过专用夹具一次定位夹紧、关键工序刀具的选型、优化加工中心CNC及珩磨机程序、恒温恒湿的生产条件保证等，下面我们通过一项实例具体来看看。

一实例：缸体尺寸特性要求

下图所示为一项发动机最终产品尺寸示意图，包括缸体顶面、缸孔、曲轴孔精加工尺寸，有关要求说明如下：

▲发动机最终产品尺寸示意图1

缸体顶面尺寸：缸体顶面到曲轴孔距离尺寸公差为0.08 mm，顶面粗糙度为Rmax12.5 μm，顶面对曲轴孔的平行度为 0.05 mm，顶面平面度为0.05 mm。

缸孔尺寸：缸孔直径公差为0~0.015 mm，缸孔对曲轴孔垂直度要求为0.05 mm/150 mm，缸孔加工位置度精度为直径 0.2 mm，缸孔圆柱度精度要求为0.01 mm，缸孔粗糙度为Rz2~5 μm。

▲发动机最终产品尺寸示意图2

缸体曲轴孔尺寸：曲轴孔的粗糙度为Rz10 μm，直径公差为0~0.018 mm，曲轴孔位置度精度要求直径0.2 mm、圆度为0.005 mm、圆柱度为0.005 mm，曲轴孔第2、第3、第4档的同轴度为0.008 mm。

二顶面精加工各项工艺控制

1.缸体的装夹定位按照产品图纸进行设计。因图面尺寸基准为底面及底面两定位销孔，而这类基准在前面工序已加工出来，所以缸体顶面加工定位基准为底面及底面两定位销孔，这样消除了因基准转换造成的精度误差。

2.由于缸体空间尺寸较大，加工过程若装夹不紧会使缸体产生微小晃动，严重影响加工精度，故需要在夹具上设计若干自锁式辅助支撑点及装夹点，且应保证缸体装夹受力均匀，防止因装夹受力不均，加工后释放应力而影响了缸体平面度。

3.加工中心增加3点三检的气检方式，装夹不到位会及时报警，保证了产品加工的稳定性。

4.缸体顶面精铣、精密孔加工时采用立方氮化硼（CBN）刀片、铰刀。这些刀具寿命长，且具有加工精度高、表面粗糙度参数值小、生产率高等优点。若采用硬质合金刀片，则在大批量生产的条件下无法保证粗糙度的加工要求，只要镀层的硬质合金刀片加工超过100件，就容易产生粗糙度超差，而采用CBN刀片则效果要好很多，可以加工200件以上。

5.控制加工中心切削参数，优化CNC走刀路线，适当提高切削速度，可减少缸体顶面因进刀、出刀时吃刀量受力不均而造成的缸体前后端面平面度超差。

6.大盘铣削加工后，通过CNC控制程序及追加大毛刷，绕着缸体顶面沿铣刀加工路线刮一遍，剔除缸体毛刺。

7.车间温湿度控制。控制设定恒温20±2℃、相对湿度40%~60%，减少热胀冷缩对缸体精加工的影响。

缸体顶面精加工后的平行度、平面度、粗糙度检测报告如下所示。

▲缸体顶面尺寸检测报告

三缸孔精加工各项工艺控制

四曲轴孔精加工各项工艺控制

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