汽车发动机缸体加工工艺分析

闫光辉 朱海发 王继鹏

长城汽车股份有限公司，河北 保定 071000

摘要：随着经济的发展和人民生活水平的提高，我国汽车销量大幅增长。在汽车工业中，汽车零部件的生产效率和加工质量非常重要。通常情况下，汽车零部件的生产效率和加工质量对汽车工业的发展起着重要的作用。在汽车零部件中，发动机缸体是最重要的汽车零部件之一。汽车发动机气缸的加工质量和生产效率在一定程度上决定了汽车的生产效率和性能。可见，汽车工业要想取得更大的发展，必须大幅度提高汽车发动机缸体的加工质量和生产效率。本文介绍了汽车发动机气缸体的加工工艺。

关键词：汽车发动机；缸体加工；工艺

0 引言

发动机是汽车的关键部件，气缸体是发动机的重要组成部分，加工工艺的精度对发动机质量有着决定性的影响。随着市场竞争的不断加剧，市场对产品种类的需求越来越多样化，极大地刺激了汽车行业的发展。汽车发动机作为高新技术产品之一，不断优化，产品功能和性能得到提升，原有的缸体生产模式已不能适应现代企业发展的需要，产品品种多样。只有可调节、生产成本低的柔性生产工艺模式才能满足市场需求，发展空间更大。

1缸体加工的具体工艺流程

(1)气缸的表面处理。圆柱面加工主要分为平面加工和间隙加工。面加工主要包括面铣削，如顶面、底面和前后端加工。间隙加工往往需要镗、珩磨、钻孔、铰孔和攻丝，包括水套孔、安装孔、连接孔、活塞缸孔、油孔等。(2)气缸加工流程。气缸加工工序主要分为加工主型材、加工主孔和立柱、清洗检查和加工辅助结构四个步骤，不同的工序负责不同的领域和位置基准。例：有的程序采用两销完全定位方式，有的程序采用近似参考3-2-1完全定位方式。另外，不同方法的定位面在底面和端面之间也不同。在气缸的加工中，气缸底面和端面的加工是一个非常重要的工序。(3)气缸体加工分为阶段。筒体加工可分为粗加工和精加工两个模块，每个模块又可分为两部分，整个生产线可分为粗加工设备、半精加工设备和精加工设备三部分。在每个阶段，都需要根据需要的产品来寻找和合理化生产。

2 汽车发动机缸体工艺性分析与探索

2.1 汽车发动机零部件结构分析

汽车发动机的工作原理非常复杂。其工作过程主要是将汽油在燃烧室中燃烧，然后将内部的化学能转化为热能使空气膨胀，随着空气的膨胀，在一定程度上推动曲柄活塞。该机构将累积的能量转换为机械能。这个过程就是发动机的整个工作过程。汽车发动机的曲柄活塞机构大体上分为旋转活塞机构和往复活塞机构，而CS492Q汽油机是四冲程往复活塞发动机。工作过程主要分为进气、压缩、点火和燃烧、膨胀、排气和进气。汽车发动机的工作过程看似复杂，但在整个汽车生产过程中起着举足轻重的作用，每一个环节都不能忽视，否则会严重影响汽车发动机缸体的性能和质量。汽车发动机气缸是汽油机的机体，气缸体是安装其他零部件和附件的骨架系统，是汽车发动机整体装配的重要组成部分。通常情况下，汽车发动机各个总成和部件的正确定位主要是靠气缸体来保证的。然而，汽车发动机的装配精度、工作性能和寿命，都是由气缸体的质量决定的。可见，汽缸体对汽车发动机的性能和寿命起着非常重要的作用。从整体上看，汽车油缸主要分为隧道式、龙门式和其他通用体三种结构。 CS492Q 使用的气缸具有通用的主体结构。普通发动机缸体广泛应用于汽车发动机缸体中，实际效果较好，有利于提高汽车发动机缸体的性能和寿命。汽车发动机气缸体的结构特点是精密复杂。分析汽车发动机缸体的结构特点，以CS492汽油发动机缸体结构为例。因为CS492汽油缸的表面非常干净光滑，在一定程度上可以承受一定的力的作用，同时还具有耐高压和防漏的功能。 CS492的外观非常复杂，表面有不规则的梯形，不同高度的汽车发动机缸体的各个部分，各种配件的安装凸台和各种工艺凸台。CS492的内部孔腔比较多。一般而言，CS492的内腔主要包含水套、进出风道、气门塞等空腔，以及各种加工腔体。但各种加工孔主要有交叉油道、螺丝孔等。另外，CS492气缸内壁薄，凹凸不平，没有受力比较大的筋。在这种情况下，CS492的加工精度比较高，深孔和细孔大多难以加工。以CS492为例，重点从宏观和微观角度对汽车缸体的结构特性进行分析研究，有助于更好地理解汽车发动机缸体的可制造性。

2.2 缸体精度控制方法

（1）直接法减少和消除了原始误差。在气缸生产过程中减少误差最常用的方法是直接法。这具有消除加工过程中出现的错误的直接效果。一种常用的直接方法是在刀具的某一部分加工完成后更换新刀具，以保证加工零件的精度。 (2)误差补偿法和均衡法。所谓误差补偿法，就是人为地创造一个新的原始误差来抵消原有的固有误差。人为误差与原始误差大小相等，方向相反，两者相互消除，可以消除误差，提高气缸的加工精度。均衡法是指将：和处理过程中产生的误差累积起来，通过平衡前后内容来消除误差。在这种情况下，可以通过在精加工过程中使用均衡方法来最小化误差。 (3) 如何传输错误。常用的误差传递是指将系统中发生的误差传递到生产过程中不影响产品精度的加工方向，以达到消除误差的目的。在这个过程中可以传递的误差包括力变形、热变形和几何误差。例如，如果气缸后端的密封面上有刀痕，则可以通过改变刀路来消除对密封面的影响。

2.3 汽车发动机缸体加工工艺的创新

汽车发动机越来越多地使用铝制气缸体。然而，传统的发动机铝缸体设计通常采用镶嵌铸铁缸套的结构，因为铝的材料使缸体在运行时无法适应特定的环境。但是，这种解决方案存在很多问题。随着发动机加工技术的不断进步，这种方法正被新方法所取代，现在是一种气缸热喷涂工艺。气缸热喷涂工艺是将熔融金属合金喷涂到气缸内壁上，形成适合气缸工作环境的表面结构。

为了在汽缸体生产线上实施这种工艺方法，可以将热喷涂工艺所需的设备集成到发动机汽缸体生产线中。气缸内壁热喷涂前的表面处理和气缸孔的后续加工在一台SPECHT加工中心上完成，OP10在两台SPECHT500加工中心上并行加工，内壁用专用刀具切削气缸粗面，形成均匀的几何形状粗面OP30采用热喷涂设备对气缸内壁进行热喷涂，包括热喷涂前后OP50在三台SPECHT500加工中心上平行精镗或热喷涂后对气缸表面进行粗加工磨削和进行最后的微抛光处理。如前所述，这里仍然采用并行处理生产方式。这意味着OP10 和OP50 都可以添加机床以满足扩展需求。

3 结语

发动机缸体的加工质量对发动机的运行性能影响很大，缸体内部结构复杂，加工工艺要求高，传统的机加工生产线已不能满足现代企业的生产需要。了解气缸加工工艺、气缸加工过程中的标杆定位、加工设备等，优化气缸加工工序设计，实现灵活、高精度、高可靠性、高效率的加工生产作业。它满足发动机缸体生产的多样化和经济实惠的要求。

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