发动机缸体珩磨机加工尺寸的控制方法

为了获得高加工精度和良好的缸孔珩磨表面质量，正确选择工艺参数和处理好它们之间的关系是提高珩磨尺寸和精度的关键。上汽通用五菱发动机厂的气缸珩磨机是一台进口自动化加工设备，承担着保证气缸体加工的重要零件气缸孔和曲轴孔最终加工尺寸的任务，是气缸体生产线的关键设备。由于加工方法的特殊性和工艺要求的多样性，加工精度和加工稳定性更高。掌握珩磨机加工尺寸的控制方法对于实现发动机性能的稳定尤为重要。本文对影响珩磨机加工尺寸的因素进行了分析，并提出了解决方法。珩磨机加工状态1。珩磨机及加工程序说明上汽通用五菱发动机厂的珩磨机由德国Gehring公司生产。分为12个工位，由上下料工位、型号识别工位、缸孔粗加工工位、精加工工位、曲轴孔加工工位、马尔波斯检测工位、车削工位和若干空工位组成。加工工位有机械电子扩刀系统和液压扩刀系统，可加工各种型号的1.0~1.2L缸体。工件由升降步进输送系统输送加工，由伺服电机驱动，实现精确控制。2.珩磨机加工中存在的问题。(1)珩磨机精珩工位换刀后，加工的首件粗糙度不合格，不能完全覆盖粗珩留下的刀痕和深槽(见图1)。图1无法完全覆盖粗珩磨留下的刀痕和深槽。(2)加工时缸孔圆度和圆柱度不好，出现超差和上偏(见图2)。图2超差和超差上限(3)由于加工的缸孔为半盲孔，缸孔底部直径过小，需要增加缸孔底部的加工时间进行修复，这样会导致缸孔出现圆刀痕的风险(见图3)。图3缸膛出现圆形刀痕(4)珩磨直径过大或过小，影响节拍，造成修复浪费。为了获得良好的珩磨效果，分析影响加工尺寸的因素，需要选择先进的珩磨工具，正确选择磨料和粒度，珩磨中采用的工艺参数对加工质量也有很大的影响。1.珩磨速度V珩磨速度是转速V1和往复速度V2的组合，最佳转速V1为18 ~ 25m/min。经验证明，气缸孔的加工质量与往复速度直接相关。当往复速度V2为2535m/min，莫尔角为4570时，珩磨效率最高。可根据所需网纹角度和缸径加工粗糙度进行合理选择。珩磨时影响孔的形状精度的参数有三个：砂带长度、孔的长度和砂带伸出的长度(珩磨时砂带伸出孔的长度)。2.不稳定的处理检测。由于缸珩磨机采用直接测量加工，气压不稳定、零点标定误差、气体检测电压变化、漏气和气路堵塞都会影响检测，导致MARPOSS检测站加工不稳定、测量超差。我们经常在看到MARPOSS测量设备的结果超差时调整参数，却从来没有想到MARPOSS测量设备本身的误差。所以我们需要保证检具，也就是测量设备，在调整参数之前是合格的。下一页3。粗加工不合格的轴1只是一个粗珩磨站。当精加工被修改时，轴1的形状和粗糙度也将影响轴2的质量。一般1轴为2轴预留20 ~ 30 m余量，以保证2轴有足够的切削量和良好的质量保证。在加工过程中，轴2的尺寸和粗糙度与轴1相关，因此m

在线形状修复功能可以在整个珩磨过程中连续进行，也可以在珩磨即将结束时关闭。优点是有最佳的珩磨时间。(2)珩磨过程中，珩磨机采集并比对孔的ABC三段在线数据，每冲程采集一次数据。不同的是，停止珩磨后，机床会再次对孔的ABC三段进行静态测量和采集，测量的数据会应用到下一个工件的在线形状修复中。优点是可以获得最好的测量结果。图4三种不同方案(3)珩磨过程中，珩磨机采集并比较孔的ABC三段在线数据，每冲程采集一次数据。不同的是，在加工尺寸到达之前，停止珩磨并再次对孔的ABC三段进行静态测量和采集，然后在下一次珩磨时启动在线形状修复功能对孔进行加工。优点是可以获得最好的测量结果。形状校正根据不同的情况，格林公司提供了以下形状校正方法：行程上偏移；向下偏移行程；出行量增加；出行量减少。由于空间限制，盲孔加工不能使用行程下的偏置修正方法，所以采用延时修正方法。2.HAZ液压自动扩刀系统的控制由Green的控制系统控制，使其能够胜任几乎所有的加工任务。图4显示了三种方案。(1)方案一：珩磨头进入孔后，扩刀系统开始对孔壁施加压力，直到扩刀压力达到设定值。

（2）方案2：与方案1的基本原理相同，只是在特殊加工要求下，涨刀压力的增长比方案1慢（见图4中的黄线）。从而确保在加工硬金属（如镀铬工件）时，砂条的安全。

（3）方案3：砂条以2种不同的涨刀压力进行切削。一开始砂条以方案1的压力进行切削，一直达到预设定的转换尺寸，然后进入第二步切削（时间控制的切削），这时涨刀的压力将降低到一个设定的很小压力值。当第二步切削完成后，刀具才完全卸载，并驶出孔外。这个特殊的珩磨控制方式是为了进一步改善工件表面的质量和孔的形状精度。

3. EMZ电子机械涨刀系统的控制

EMZ的控制基本上是通过对涨刀电机的电流强度调节和极限电流强度的限定来实现的。涨刀量和转速的调节，是以对涨刀电机的电流控制为基准，同时还要对刀具的各种径向进给参数如PVZ、PSZ等进行调节。

在EMZ系统中将设定一个涨刀电机的最大电流强度，使得在砂条和孔壁间产生的扭矩，即涨刀压力始终不会超过极限，这个极限值的设置也是确保砂条过载的一个保护。随着砂条的不断涨出，涨刀电机的扭矩会明显增加，当扭矩达到一个最大定值时，电机将会随之停止转动，并在该状态下停留一段时间，然后控制系统才发出一个“砂条已经贴靠工件表面”的信号，并开始运用在系统里设置的加工参数进行加工至设置的尺寸。

4.在线气动测量装置控制

在珩磨头上配有气嘴测量装置，可对孔在珩磨时进行径在线无接触气动测量。在线气动测量的测量工作气压为0.3MPa。压缩空气经由一个旋转气流分配器进入珩磨头，并通过刀具上的气嘴喷射到被加工的孔壁上，在气嘴各个加工表面之间将产生回弹压力，这个压力差将通过气电转换仪转换为电子信号发送到控制系统。结合线旁的气动检具和内径千分表的多层检控消除了测量的误差，保证在线加工的测量精度。

结语

汽车发动机缸体的缸孔承受燃烧的爆发压力和冲击，既要耐高温、高压冲击负荷，又要为活塞高速往复运动提供基准、良好定位和准确导向，需要缸孔与活塞之间，配合间隙要合理，摩擦力要小。为此，要求缸孔表面粗糙度低、缸孔尺寸精度高且形状精度和位置精度好。为使缸孔珩磨加工获得较高的加工精度和良好的表面质量，正确选择工艺参数，处理好各参数之间的相互关系，是提高珩磨尺寸和精度关键之所在。此类问题在国内外相关设备的功能使用中有一定的普遍性，对若干疑难问题的分析解决，得出了一些对于珩磨机加工尺寸控制工作有借鉴意义的结论。