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缸盖是构成柴油机的主要部件。气门头部与缸盖座圈锥面配合的紧密程度是实现柴油机进气和排气过程的关键,此配合反映到气缸盖上,就是导管底孔、导管孔、座圈锥面的加工精度。因此,在缸盖加工中,导管孔、座圈孔加工是缸盖加工的关键工序,如何在批量生产中保证缸盖加工的精度,是一个迫切需要解决的问题。在以往加工4110Q气缸盖的过程中,即使在卧式加工中心上加工,导管孔座圈锥面仍不能满足产品要求,特别是导管内外圆的同轴度经常超差。为了加工出高质量的气缸盖产品,查明加工导管孔、座圈锥面工序精度超差原因,决定从夹具入手,分析、解决此超差问题,并研究一种适合4110Q气缸盖的导管孔座圈孔加工工艺方法。为此将解决此问题作为工程硕士毕业研究课题。
本文运用现场调查、有限元分析等技术、方法,通过对4110Q气缸盖加工工艺方法、夹具定位方式、定位精度及夹具变形等方面的分析,对夹具及加工工艺进行了改进。在研究现代国内外导管孔座圈锥面加工的先进技术的基础上,找出造成导管内外圆同轴度超差的主要原因:工件在夹具上加工的精度不足,工艺加工方法不合理等。并在4110Q气缸盖新生产线组建设计项目中,根据分析得出的结论,制定并采用了相应的改进措施。
1、文中运用有限元方法对加工导管孔用夹具进行应力及变形分析,校验夹具改进的效果,预知夹具使用的变形情况,使夹具设计更完善、合理。并将有限元的分析结果运用到工序的工艺系统分析中,研究更适合4110Q气缸盖导管孔座圈锥面的加工方法。
2、阐述了在夹具设计中引入工件在夹具上的加工精度校核步骤的关键性及校核的条件,并通过对4110Q加工导管孔用夹具进行工件在夹具上的精度校核,分析该工序的加工工艺,找出产生问题的关键,并进行改进。
3、通过对目前国内外气门座、导管孔的加工工艺技术的研究及对比,综合夹具有限元分析、工件精度校核等结果,从中得出4110Q气缸盖加工导管孔、座圈锥面工序最有效的工艺方案:采用以单个导管外圆定位枪铰导管孔、精车座圈锥面的加工工艺及使用专用枪铰机的加工方式。
经过对改进措施的跟踪验证,证明课题分析正确、流程清晰、整改措施有效。在有限的投资情况下,最终有效解决了4110Q气缸盖加工中导管内外圆的同轴度经常超差的问题,保证了产品加工精度,并优化了导管孔、座圈加工工艺。