發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔精密加工過程控制與優(yōu)化.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車核心部件之一，其加工質(zhì)量直接影響汽車的整體性能。改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率、降低發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦功耗最直接有效的方法就是提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔的加工制造質(zhì)量。發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔精密加工過程中最后兩道重要工序分別為精鏜和珩磨。精鏜涉及到的尺寸精度與形位誤差，將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能；相對于其它精加工，珩磨工序不僅加工余量較大，而且能有效地提高零件尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度等缸體設(shè)計(jì)指標(biāo)，因而被用作發(fā)動(dòng)機(jī)缸體精密加工的最終工序。
　　以某

2、汽車生產(chǎn)商發(fā)動(dòng)機(jī)制造工廠的某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體為研究對象，主要解決發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔精密加工過程中尺寸與形狀的控制問題。為了降低缸孔-活塞摩擦副的摩擦能耗，對缸孔形狀的控制優(yōu)化方法進(jìn)行了研究，建立了缸孔-活塞摩擦副的模型，利用有限元分析方法計(jì)算了該摩擦副的摩擦功大小，得出了使缸孔-活塞摩擦副摩擦功最小的理想缸孔形狀；通過對缸孔珩磨軌跡的重構(gòu)和珩磨軌跡分布與珩磨去除量的轉(zhuǎn)換，揭示了軌跡的分布規(guī)律，提出了改善軌跡分布均勻性的方法，通過對缸孔圓柱度的計(jì)算

3、，證明了該方法能有效地提高缸孔的形狀精度；結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場具體工藝裝備能力和系統(tǒng)狀態(tài)，提出了鏜削協(xié)調(diào)控制工藝優(yōu)化方案，通過修改鏜削宏程序，實(shí)現(xiàn)變進(jìn)給鏜削，改變走刀路徑的分布狀況，從而修正缸孔的形狀，提高了珩磨后缸孔尺寸和形狀精度。主要工作包括以下三個(gè)方面：
　　首先，基于對缸孔鏜削軌跡的模擬和缸孔鏜削受力變形的分析，結(jié)合對生產(chǎn)現(xiàn)場缸孔鏜削和珩磨的加工數(shù)據(jù)處理，提出了缸孔鏜削協(xié)調(diào)控制方案。鑒于鏜削的可控性遠(yuǎn)大于珩磨，利用缸孔精密加工前、

4、后工序（鏜削和珩磨）尺寸匹配設(shè)計(jì)，通過對缸孔鏜削宏程序的優(yōu)化，修正了缸孔的鏜削形狀以匹配珩磨去除量，提高了缸孔精密加工尺寸、圓度及圓柱度的精度，以及平臺(tái)網(wǎng)的質(zhì)量。通過實(shí)驗(yàn)和測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，證明了該優(yōu)化方法的有效性與可行性，提高了缸孔的精密加工能力。
　　然后，通過對缸孔珩磨三維和二維軌跡的重構(gòu)分析，建立了珩磨軌跡分布與珩磨去除量的轉(zhuǎn)換關(guān)系，對各運(yùn)動(dòng)參數(shù)對珩磨軌跡分布的影響進(jìn)行了分析，揭示了軌跡的分布規(guī)律，提出了改善軌跡分布均勻

5、性的方法。通過對缸孔圓柱度的正交試驗(yàn)和計(jì)算分析，定量地證明了該方法能有效地提高缸孔的形狀精度。結(jié)果表明：油石錯(cuò)位安裝的珩磨頭結(jié)構(gòu)能夠有效克服珩磨軌跡分布不均的缺陷，從而提高缸孔的加工質(zhì)量。
　　最后，完成了缸孔-活塞摩擦副摩擦功的仿真計(jì)算。通過對缸孔-活塞摩擦副簡化模型的建立，進(jìn)而設(shè)計(jì)了腰鼓形、馬鞍形、錐形和桶形四種不同的缸孔形狀，保持其平均直徑相同且活塞狀態(tài)一致，利用Abaqus有限元仿真軟件進(jìn)行接觸分析運(yùn)算，得出了缸孔形狀對缸