发动机缸体加工技术

发动机被誉为汽车的“心脏”。发动机制造水平的提高，是汽车工业可持续发展的基础。发动机零部件的加工精度要求较高，加工工艺复杂，且加工质量的好坏直接影响着发动机的整体性能。



缸体是发动机的五大部件之一，作为典型的箱体零件，其特点是采用铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。发动机缸体的生产效率和加工质量对整车的性能和成本有着直接的影响。一直以来，如何提高发动机缸体的生产效率和加工质量是中国汽车制造企业的一项重要研究课题。

随着经济全球化和国际合作与分工进程的推进，我国汽车市场发生了巨大的变化，汽车制造业也呈现出欣欣向荣的发展态势。近十年来，我国发动机制造企业先后建成了多条具有国际先进水平和代表性的发动机生产线。本调查展现了三家当前我国主流整车及发动机制造企业的缸体加工技术，希望能够帮助大家开拓思路，以提升产品质量，提高生产效率，降低制造成本。

铸铁发动机缸体

某汽车厂生产的B12\B12 MCE\B15四缸直列式发动机的缸体材质为HT250铸铁，共用定位面和定位销孔。其加工要点是：

粗加工单元：粗铣表面、粗镗缸孔、加工半精和精加工定位面和定位销孔，粗、精铣止推面。
半精加工单元：钻攻各表面螺纹孔，钻铰燃烧室面定位销孔，精铣轴承盖结合面。
精加工单元：钻攻前后端面螺纹孔，钻铰前后端面定位销孔，精镗曲轴孔、缸孔，精铣顶面。

在实际生产中，该厂采用MAG S211 or S321四轴联动卧式加工中心，其特点是：丝杠重复精度0.005mm；B轴重复精度0.003mm；主轴跳动近端0.003 mm，远端0.015mm。加工中使用 Ingersoll、Walter、Guhring和Mapal的刀具产品。

该产品的具体工艺方案：粗加工→半精加工→中间清洗→中间试漏→拧紧主轴承盖→精加工→珩磨缸孔曲轴孔→最终清洗→最终试漏（手动拧紧油堵，自动压装闷盖）→下线。同时，采取如下措施：质量保证和追溯，CMM、检具定期测量，Q-das数据分析，上、下线打标读码，A/B线标识区分，拧紧、试漏合格标记。

目前，现场使用情况是：设备运行可靠，设备运行率在90%左右；产品质量稳定，FTQ约98%。

电控发动机缸体

在发动机缸体的加工过程中，要用到镗削、铣削和钻削等方式。与机械式发动机略有不同的是，在机加工方面电控发动机缸体的顶平面粗糙度由Ra3.2 µm改为Rz15 µm；曲轴孔&凸轮轴孔在精镗后增加了珩铰，提高了曲轴孔&凸轮轴孔的圆度、直线度和表面粗糙度。

某发动机制造商采用德国CROSS HULLER自动生产线加工电控发动机的缸体，主要加工内容包括：前后端面定位环孔、半精镗/精镗曲轴孔&凸轮轴孔、精车水泵孔&油泵孔、精铣前后端面以及顶平面、曲轴孔&凸轮轴孔在线测量等内容。

采取的刀具解决方案如下：

半精镗/精镗曲轴孔&凸轮轴孔的镗杆以及精车水泵孔&油泵孔的镗头全部由Mapal公司设计和生产。其中，凸轮轴孔镗杆本身采用中间带滑动轴承结构，在使用过程中可以很好地减少镗杆与中间支撑套之间的摩擦，对于凸轮轴孔圆度和锥度的提高非常有利。
精铣前后端面以及顶平面采用ISCAR公司的5NKL系列帽盖式刀盘，具有重量轻、切削锋利等特点，刀片采用HNCF型号，可以实现12次转位，使用成本低。
孔加工刀具采用Walter公司的涂层扩孔钻和铰刀，耐磨性非常好，孔径稳定。

自发动机缸体投产以来，该生产线运行良好，产品的加工尺寸稳定性及表面质量都很好。刀具使用寿命也较长，前后端面铣刀寿命可达到1200件/刃左右，顶平面铣刀寿命可以达到400件/刃左右，半精镗/精镗曲轴孔&凸轮轴孔寿命可达到1200件/刃。

四、六缸柴油发动机缸体

BF1013/2012四、六缸柴油发动机采用单体喷油泵结构，油泵挺杆孔有安装用键槽孔。BF1013系列采用湿缸套结构，BF2012采用干缸套结构。其加工要点是：

主轴孔尺寸精度H6，表面粗糙度Rz20µm，圆柱度0.01mm，各孔对相邻孔跳动0.02mm，对1、7孔跳动0.04mm。
缸孔尺寸精度H7，表面粗糙度Rz16µm，圆柱度0.01mm，止口深度公差0.03mm，相邻止口位置度0.015 mm。

该发动机缸体的加工工艺流程是：基准加工—缸体顶底面粗铣、半精铣，缸孔主轴半圆孔、油泵孔粗加工，铣瓦挡枪钻油道—清洗—试漏—油孔螺纹孔加工，粗镗挺柱孔和凸轮轴孔，精铣主轴承盖安装面—清洗—安装主轴承盖—三轴孔加工—铣顶面，镗缸孔和油泵孔、挺柱孔—去毛刺—高压清洗—安装附件—试漏—成品检查下线。

在实际生产中，采用CROSS-HUELLER数控机床组成的自动生产线对缸体顶面缸孔、油泵孔和挺柱孔分别进行精加工；平面铣削采用山特维克可乐满的CBN刀具；精镗孔采用MAPAL的单刃镗刀，刀片为硬质合金涂层；缸孔精镗采用自动测量和自动补偿技术；单体泵孔和挺柱孔精镗采用自动测量。

目前，该发动机生产线的工序能力≥1.33。