摘要：介绍东风本田发动机公司利用原广州标致公司发动机缸盖生产线进行技术改造，为建成ACCORD轿车发动机缸盖生产线进行了工艺设计和研究。

1 引言

广州本田ACCORD轿车发动机缸盖(图1)生产线是利用原广州标致汽车公司发动机缸盖(图2)生产线经过技术改造建成的。由于ACCORD轿车发动机为直列4缸16气门、水冷、单顶置凸轮轴、可变进气升程和相位(VTEC)、电子喷射(顺序喷射PGM-FI)发动机，而原广州标致轿车发动机为直列4缸8气门、水冷、化油器式发动机，两种产品差异较大。因此，对原缸盖生产线进行技术改造，工艺设计难度较大，主要为:一是ACCORD缸盖孔系多、结构复杂、精度要求高。二是要有效利用原有设备、厂房等资源。下面从原缸盖生产线的现状出发，对ACCORD缸盖生产线进行了工艺设计和研究。
图1 ACCORD缸盖
图2 标致缸盖表1 缸盖工艺过程序号工序内容设备10铣上下面和排气管面，钻镗面上的孔换箱加工单元(CELLULE)20铣前后面和进气管面，钻镗面上的孔换箱加工中心(SATURNE)30去毛刺工作台40清洗清洗机50缸盖加热加热炉60压装气门阀座及导管压力机70冷却缸盖至常温风冷设备80精铣上下面，精镗火花塞护套孔，铰进排气门阀座及导管换箱加工中心(meta)90去毛刺工作台100清洗清洗机110压装堵塞工作台120气密性试验气密性试验机130吹干工作台140终检检查台表2 设备刀箱、夹具表 CELLULESATURNE 20meta刀箱数(个)18(7+8+3)67夹具(种)213表3 SATURNE 20性能参数表项目参数主轴输出功率(kW)连续18最大18移动范围X轴(mm)630Y轴(mm)500Z轴(mm)400快速移动速度X轴(m/min)30Y轴(m/min)30Z轴(m/min)40所带多轴头最大尺寸(mm)490×400所带多轴头最大重量(kg)120所带单轴刀具最大直径(mm)280最大长度(mm)300最大重量(kg)40定位精度(mm)0.01重复定位精度(mm)0.005最多可带刀箱数(个)12换刀时间(s)4Z轴允许最大压力(N)27000主轴最大转速(r/min)7500

2 原缸盖生产线的状况

原缸盖生产线于1993年由广州标致汽车公司第二期工程建成。

生产线年产能力为5万件，主要生产设备9台，生产面积635.9m²，是联合厂房，钢屋架结构，屋架下弦7.2m，无起重设备。厂房长108m，宽87m，跨度为27m和15m，布置了15种发动机零部件的机械加工生产线，缸盖生产线布置在27m跨中。

缸盖材料为铝合金，牌号AS100GY29(法国)，砂型铸造，其机械加工工艺过程如表1。

从表1可以看出，缸盖生产线是以3台换箱加工中心(单元)为主。第10序换箱加工单元(CELLULE)由3台SATURNE 20组成，第20、80序分别由1台SATURNE 20和1台meta组成。3台换箱加工中心(单元)采用刀箱数为31个，各台设备采用刀箱数参见表2，完成缸盖全部切削加工的内容。因此，生产线具有一定的柔性和较高的工艺水平。

SATURNE(土星)系列设备是法国雷诺公司(RENAULT AUTOMATION)90年代开发的用于汽车箱体类零件加工的设备。该设备采用模块化设计，主轴可以三坐标联动，既可以驱动单轴刀具，也可以驱动多轴刀具。设备换箱的原理是:刀箱挂在环形刀箱库中，当完成零件一个工步的加工，需换箱时，X轴滑枕退回，刀箱夹紧装置松开，旧刀箱挂在环形刀箱库上，计算机控制的环形刀箱库旋转，提供一个新的刀箱，通过液压驱动机构，将刀箱定位在4个锥销上，然后靠液压夹紧，完成了换箱。设备的主要性能参数见表3。

3 ACCORD缸盖工艺设计

产品及要求
ACCORD缸盖为铝合金缸盖，材料牌号HS1-S(日本)，毛坯为压铸件，产品年生产纲领为3万件。主要技术要求见表4。
工艺方案及设备
根据ACCORD缸盖产品的结构特点及技术要求，结合年生产纲领，利用原缸盖生产线雷诺换箱加工中心(单元)和原缸体生产线的德国Werner公司Tc2.5k卧式加工中心，通过对机床刀箱(雷诺换箱加工中心)、夹具的改造，用来完成缸盖各平面、孔、气门阀座底孔、导管底孔的加工。新增气门阀座导管孔精加工机床和凸轮轴孔镗床，以保证关键工序的产品质量。采用湿式、干式、比较法三种方式分别对水道、油道、阀座进行密封性试验。增加一台最终清洗设备以保证产品清洁度。零件输送采用普通滚道输送。表4 缸盖主要技术要求项目技术要求阀座圆度:0.01mm导管孔Ø5.5^+0.015mm，圆度:0.0075mm，Ra0.8µm阀座与导管孔位置度:0.05mm底面平面度:0.08mm，Ra0.8µm凸轮轴孔Ø28^+0.024mm，直线度:Ø0.01mm(1～5#孔)，Ra0.8µm定位销孔(底面)Ø13^+0.027mm，中心距:376±0.05mm燃烧室容积(cm³)50.6±0.5气门数(个)16(每缸4气门)
德国Werner公司Tc2.5r卧式加工中心，采用模块化设计，可以方便地组成柔性制造线，设备主要技术参数见表5。表5 Tc2.5k性能参数表项目参数主轴输出功率(kVA)68移动范围X轴(mm)1000Y轴(mm)800Z轴(mm)800快速移动速度(m/min)30托盘尺寸(mm)630×630交换时间(s)14所带刀具最大直径(mm)315最大长度(mm)300数量(把)60换刀时间(s)4定位精度(mm)0.008重复定位精度(mm)0.003
进、排气门阀座导管孔精加工机床采用的是双轴卧式数控专用设备。该设备具有以下特点:①双轴轴距(≥160mm可调)双进给加工阀座和导管孔。②自动刀具转换装置，完成进、排气门阀座导管孔加工刀具的转换，刀库容量4把。③夹具回转以适应阀座导管孔倾斜角度要求，以便于工件的装卸。设备工艺平面布置在原缸盖生产线基础上根据工艺需要进行调整，以尽量减少设备二次搬迁，尤其是雷诺换箱设备的二次搬迁。

工艺过程见表6。表6 缸盖工艺过程序号工序内容设备10粗精铣顶面，铣底面、进排气管面，钻铰定位基准孔卧式加工中心(Tc2.5k)20顶面孔系加工换箱加工单元(CELLULE)30底面孔系加工换箱加工中心(SATURNE)40进气管面孔系及顶面凸轮轴润滑油孔加工卧式加工中心(Tc2.5k)50后面孔系、进气管面油孔、前面孔加工卧式加工中心(Tc2.5k)60排气管面孔系、前面出砂孔、后面加热水孔加工卧式加工中心(Tc2.5k)70钻锪镗进、排气门阀座及导管底孔换箱加工中心(meta)80清洗清洗机90缸盖加热恒温加热炉100压装气门阀座阀座压床*110压装导管导管压床*120冷却缸盖至常温冷却器130压装堵塞装配台140凸轮轴室、水道密封性检验湿式密封机*150EGR(排气废气循环)孔、油孔泄漏检验干式密封机*160锪进、排气门阀座，枪铰导管孔阀座导管孔精加工机床*170清洗清洗机180阀座密封性检验阀座密封性检验机床*190装配凸轮轴保持盖拧紧机*200粗精铣后面，粗精镗凸轮轴孔，精铣底面凸轮轴孔镗床*210清洗清洗机*220终检检查台*为新增设备表7 生产线主要数据项目数据备注年产量(件)30000 年劳动量(工时)49200 设备(台)19原有10台，新增9台生产工人(人)32 生产面(m²)1890原有厂房利用原有资产(万元)9814原有设备

生产线主要数据

生产线主要数据见表7。

4 结束语

长期以来，技术改造项目由于投资少、建设进度快等特点，是企业产品结构调整、上水平、上能力、上质量，提高经济效益的有效途径。ACCORD缸盖生产线自1998年开始工艺设计和改造，1999年建成投产，已经产生较好的经济效益和社会效益。在项目的实践中，我认为做好技术改造项目工艺设计有以下几点尤其重要。第一，对原生产线的产品、工艺、设备及其他公用设施有广泛深入的了解，主要包括产品品种、生产纲领、工艺水平、设备状况、厂房及公用动力设施情况等。第二，在第一点基础上，比较新老产品的差异，包括结构特点、尺寸精度、材料毛坯等，进行详细的工艺分析，提出利用原有设备、厂房等资产资源的有效方案。第三，做出合理利用原有资源、满足新产品生产需要的工艺设计。

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