发动机机体和气缸盖加工生产线装备先进技术及应用 .pdfVIP

1序言

机体、气缸盖是发动机的核心零部件，其生产线装备投资大、周期长，设备选择要

兼顾产品加工质量、生产效率和运维成本。先进技术的应用是提高机体、气缸盖加工质

量和效率，降低生产线运维成本的关键因素。下面介绍发动机机体、气缸盖生产线

[1，2]

装备选择总体原则，重点阐述机体缸孔、主轴承孔，气缸盖燃烧室面、导管座圈孔、凸

轮轴孔加工装备先进技术及应用，以及机体、气缸盖生产线辅助装备关键技术及应用。

2生产线装备选择总体原则

早期的发动机机体、气缸盖加工生产线，以组合机床、组合机床自动线为主。例如，

某型号发动机机体加工生产线，主要由12段组合机床自动线组成；气缸盖加工生产线

由7段组合机床自动线组成。组合机床自动线具有节拍短、效率高和成本低的优点，但

加工内容固定，无法适应当前产品改进甚至更新换代速度越来越快的实际需求。

[3]

现在规划机体、气缸盖加工生产线，装备多采用加工中心+专用机床模式，其中加

工中心占比应达到60%以上，既能实现柔性化生产，基本满足产品改进及更新换代需

求，又能保证机体、气缸盖关键加工部位质量及其稳定性。例如，某型号发动机机体生

产线主要由50多台加工设备组成，其中加工中心30多台，专用机床10多台，加工中

心占比71%；气缸盖加工生产线主要由40多台设备组成，其中加工中心近30台，专

用机床10多台，加工中心占比73%。

3发动机机体加工装备先进技术及其应用

重点介绍发动机机体加工生产线专用机床先进技术。机体加工专用机床主要用于部

分粗加工，以及缸孔、主轴承孔精加工。

3.1机体粗加工装备

机体部分粗加工工序可采用转台式多动力头技术及应用这种技术的专用机床，可在

一台机床上完成多个部位加工。例如：采用5个动力头转台式专用机床，配合工件夹具

伺服滑台沿X轴移动，可在1台设备上、1个整线循环节拍内完成粗镗、半精镗机体主

轴承孔，铣主轴承孔两侧开档面，铣卡瓦槽，钻斜油孔等多个加工内容，设备加工效率

高、投入成本低且占地面积小，利于整线设备布局。转台式多动力头技术及应用这种技

术的专用机床，在气缸盖加工生产线上也有类似应用。

3.2机体精镗缸孔装备

机体精镗缸孔加工工序多采用专用机床，一般布置2～3个镗头单元。采用机械手

自动更换缸孔镗杆技术，在加工过程中可快速更换镗杆。一方面实现了机外调整刀具，

加工工件、调整刀具同时进行，调整刀具不占用加工时间，大大提高了设备利用率；另

一方面更换不同结构、直径规格的镗杆，可实现不同结构、直径规格的机体加工。机体

精镗缸孔机床方案如图1所示。

图1机体精镗缸孔机床方案

2～3个镗头单元之间间距采用液压驱动自动变距技术，可实现不同缸心距机体加

工。精镗缸孔专用机床配置U轴+接触式/非接触式在线测量系统，可实现缸孔孔径在

线测量与补偿加工，保证缸孔加工质量，提高缸孔镗刀寿命及设备利用率。液压驱动变

距镗头单元如图2所示。

图2液压驱动变距镗头单元

机械手更换镗杆、镗头单元自动变距、在线测量与补偿加工等技术应用，保证了缸

孔加工质量稳定，效率高、成本低，同时实现了专机柔性化，满足了结构相近的同系列、

不同品种机体缸孔加工的需求。

3.3机体精镗主轴承孔装备

机体精镗主轴承孔工序多采用专用机床。根据主轴承孔加工精度要求，精镗主轴承

孔专用机床可采用U轴+接触式/非接触式在线测量系统，实现主轴承孔孔径在线测量

与补偿加工。以常见的直列6缸发动机机体为例，精镗主轴承孔专用机床可配置2套U

轴，其中1套U轴实现7个主轴承孔按统一的补偿值进行补偿加工，另1套U轴实现

止推面加工。带U轴主轴承孔镗杆方案如图3所示，带2套U轴的主轴承孔镗床与镗

杆如图4所示。

图3带U轴主轴承孔镗杆方案

图4带2套U轴的主轴承孔镗床与镗杆

精镗主轴承孔专用机床的直线镗杆一般设