发动机排气歧管开槽环节生产工艺优化研究

2019-06-10叶菁刘寒

科技创新导报 2019年5期

叶菁刘寒

摘要：排气歧管开槽环节是加工工序中必不可少的环节，进气法兰面开槽能够消除铸造过程中产生的应力，减少热胀冷缩疲劳形变量，但是开槽也会造成排气歧管平面度与位置度的偏差，为了消除开槽对平面度与位置度的影响，对排气歧管的加工工艺进行优化，将排气歧管的开槽工艺放置在钻销固定孔后面，精铣进气法兰面前面，保证了排气歧管加工中平面度与位置度的要求。

关键词：排气歧管开槽生产工艺

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）02（b）-0099-02

发动机排气歧管是一种铸造类零部件，壁厚比较薄，工作温度最高能达到925℃，最低温度能达到-10℃，并且在低温与高温往复交替中工作，同时因为排气歧管结构越来越复杂，各个部位的壁厚各不相同，导致热胀冷缩疲劳形变量差别较大，容易造成排气歧管出现断裂、密封不良的问题，为解决此问题，需要在排气歧管与缸体的工作面加工槽口，用以消除排氣歧管铸造过程中产生的应力，减少热胀冷缩疲劳形变量，另外，排气歧管进气法兰面的平面度以及固定孔的位置度精度要求严格，为防止开槽对排气歧管平面度与位置度的影响，需要对排气歧管的开槽环节生产工艺进行优化，减少其负面影响，提升排气歧管的产品品质。

1 开槽环节工艺难点解析

新型的排气歧管在传统排气歧管的基础上增加了开槽环节，开槽环节完成后会释放排气歧管在铸造中产生的应力，造成排气歧管结构的形变，影响排气歧管的加工精度，主要表现在表面位置度不达标影响与缸体的装配品质，平面度不达标影响与缸体的密封性，增加漏气的概率，都会直接关系到发动机工作性能，由此可以看出，合理设置排气歧管的加工工艺是十分重要的，可以有效保障排气歧管的产品品质。图1为排气歧管的生产零件图。

2 开槽后的问题及加工工艺优化

排气歧管的进气法兰面总共需要加工三个槽口，并且根据生产经验看出加工槽口会造成排气歧管的变形。为此，对加工排气歧管的专用夹具进行优化设计，重点是对夹具夹紧机制的设定。排气歧管的开槽工艺不能放在工序的最后，应当放置在钻进气面各孔后面，精铣进气面的前面，通过这样工艺的改变，不仅确保了工作面的平面度，同时又能够保证进气面孔的位置度符合设计规范要求。实际优化的加工工艺方案如下：

（1）夹具优化。

夹具优化主要是将夹紧力分散到排气歧管的两侧，加大受力面积，减少夹持过程中的形变量，对排气歧管6个自由度进行完全约束并适当添加辅助定位，保证加工的稳定性。图2为夹具优化图。

（2）粗加工进气法兰面。

该工序加工设备采用立式铣床，将排气歧管放置到夹具上，夹紧时缓慢加力，减少工件固定时的局部形变量。设定科学的铣削进给量，并提供充足的冷却液，降低铣削热应力的产生，保证铣削精度。

（3）加工进气法兰面孔。

该工序加工设备采用立式加工中心，将排气歧管固定到夹具上，定位结合粗加工后的进气法兰面与内流道定位点。

（4）开槽。

该工序加工设备采用卧式铣床，工件的固定方式采用一面两销定位，切削进给量的选择应当依据排气歧管的材质进行衡量，保证充足的切削液供给，增加刀具的耐用度，首先同步完成两个槽口的加工，将夹具转动6°进行最后一个槽口的加工。

（5）精铣工作面。

该工序加工设备采用立式加工中心，工件的固定方式保持与粗加工进气法兰面一致，保证进气法兰面各尺寸符合规定。

（6）后序工序。

未完成的加工工序依照常规的排气歧管加工方法进行即可，定位方式为一面两销，一面即进气法兰面，两销为基准孔。