模拟珩磨技术改进.pdf

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1、·34·内燃机与配件模拟珩磨技术改进班池；马洪浩（长城汽车股份有限公司动力研究院，保定071000）摘要:为解决发动机因缸孔形状误差导致活塞漏气量大和烧机油问题，模拟珩磨技术已经被广泛地应用，本文分析了模拟珩磨工艺的改进工艺流程。关键词:模拟珩磨；气缸盖；工艺缸盖1概述表1模拟珩磨技术已被广泛应用（如图1），其目的就是通缸孔圆柱度（单位：卜m）序号气缸体状态过在缸孔加工环节装配工艺缸盖来模拟发动机装配时缸1缸2缸3缸4缸孔受力状态，以确保发动机装配后，缸孔能有较好的形状装工艺缸盖4.23.53.23.4误差；气缸孔加工属于薄壁件加工，壁厚只有3~5mm，气1装气缸盖9.

2、86.55.16.1差值5.631.92.7缸盖螺栓拧紧后会对缸孔形状产生较大影响，测量数据表装工艺缸盖3.83.44.44.28明，装配工艺缸盖与不装配工艺缸盖，缸孔会产生6~2装气缸盖8.36.68.68.818卜m的变形，在珩磨前装配工艺缸盖，是为了模拟装配差值4.53.24.24.6过程，而工艺缸盖与气缸盖的差异、工艺螺栓与气缸盖螺装工艺缸盖5.23.53.83.8栓的差异、加工与装配的螺栓拧紧过程等方面的差异存在3装气缸盖9.76.66.06.0差值4.53.12.22.2不可忽略的影响，因此模拟珩磨工艺有效性的研究具有重要价值。孔变形情况为，从缸孔底部约73

3、mm截面开始变差，越靠近缸体顶面变形越大，均匀呈喇叭形，说明装气缸盖与装工艺缸盖相比，缸孔的受力情况不一样。装工艺缸盖的目的是加工过程中模拟发动机装配时缸孔受力状态，确保发动机装配气缸盖后缸孔圆柱度越小，因此，将缸孔变形问题重点放在如何使工艺缸盖装配过程更接近发动机装配气缸盖过程，最终体现在两个过程作用于缸孔上的力要一致。图1模拟珩磨2现状调查目前采用的模拟珩磨工艺流程为：装工艺缸盖→粗珩缸孔→精珩缸孔→平顶珩缸孔→拆除工艺缸盖。以4L柴图2油机为例，对模拟珩磨工艺有效性进行验证，以缸孔圆柱4过程分析度作为缸孔变形的主要质量参数，圆柱度的测量必须在拧对装工艺缸盖和装气缸

4、盖的工艺过程分析，发现主要紧状态下测量。圆柱度技术要求：装工艺缸盖＜8卜m，装气差异点为螺栓长度和缸盖结构及材质不同，如表2所示，缸盖＜8卜m，随机抽取3组缸体进行检测，测量时缸体顶前面已分析导致两过程缸孔变形不同的主要原因为缸孔面朝下，油底壳面朝上，自缸孔底部向下开始扫描13、73、所受作用力不同，因此对螺栓的轴向力、缸盖材质及结构133三个截面（缸孔长155mm），检测结果如表1。对缸孔变形的影响进行分析。由此可知，装气缸盖与装工艺缸盖相比缸孔约有4.1螺栓轴向力计算6卜m左右的变形，装气缸盖缸孔圆柱度＞8卜m，显然当前360°F查机械手册得知，θ＝×（1）模拟珩磨

5、工艺不能满足产品技术要求。PC3数据分析其中：缸孔三维扫描如图2所示，分析可知，装气缸盖后缸θ为螺栓转角，°；InternalCombustionEngine&Parts·35·表2差异点序号变差分析螺栓缸盖缸盖拧紧力矩拧紧方式材质：40Cr螺栓总长：1061装工艺缸盖硬度：280-300HB光杆长：46厚度：50无无无（气缸垫）（50N·m+90°+120°）（全轴拧紧机）材质：ZL101A螺栓总长：1622装气缸盖硬度：90-120HB光杆长：102厚度：106备注其余参数均相同（如：材料、强度等级、螺距等）————————————P为螺距，mm；F为轴向力（螺栓屈

6、服点），N；C为螺栓刚度，N／mm。11LL1＝（+）（2）CEAA1其中：C为螺栓刚度，N／mm；E为螺栓材料弹性模量，MPa；2A为螺栓光杆部分截面积，mm；2A1为螺栓的公称应力截面积，mm；L为螺栓光杆长度，mm；L1为螺栓螺纹长度，mm。将公式（1）和公式（2）合并，螺栓轴向力：图4θPE5改进验证F＝（3）LL1为保证装工艺缸盖时使用缸盖螺栓，模拟珩磨采用工艺360°（+）'AA1缸盖2+缸盖螺栓的形式，缸孔圆柱度检测结果如表3所示。由公式（3）得知，工艺螺栓、气缸盖螺栓θ、P、E、A、L1表3均相同，仅光杆长度L不同，故装工艺缸盖与装气缸盖两缸孔圆柱度（单

7、位：卜m）个过程相比，螺栓所受的轴向拉力不同。序号气缸体状态1缸2缸3缸4缸4.2CAE分析装工艺缸盖22.72.72.42.8分析缸盖结构及材质不同对缸孔变形的影响，对缸孔1装气缸盖2.72.72.82.5进行CAE分析，共三种状态，如图3所示：①工艺缸盖1差值000.40.3（厚度50mm）；②工艺缸盖2（厚度106mm）；③气缸盖（厚装工艺缸盖22.33.33.33.0度106mm），其中CAE分析过程，按实际产品特性设置参2装气缸盖2.83.52.62.7差值0.50.20.70.3数，将螺栓的轴向力统一，分析结果如图4所示，在保