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摘要;院發(fā)動機(jī)的構(gòu)成中機(jī)車內(nèi)燃機(jī)是重要部分，由于內(nèi)燃機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面具有一定的復(fù)雜性，因此在對其進(jìn)行加工的時候存在相應(yīng)的難度，同時對產(chǎn)品的生產(chǎn)周期和產(chǎn)品性能也具有直接的影響作用。本文通過對數(shù)控加工工藝的概念、優(yōu)勢、劣勢、適應(yīng)性，以及數(shù)控加工工藝在氣缸中的應(yīng)用特點(diǎn)、氣缸蓋數(shù)控加工工藝設(shè)計等進(jìn)行多方面的分析和研究，為促進(jìn)機(jī)車內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋數(shù)控加工工藝技術(shù)的發(fā)展提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞:院機(jī)車內(nèi)燃機(jī)；氣缸蓋；數(shù)控；加工工藝

0引言

氣缸蓋作為機(jī)車內(nèi)燃機(jī)中重要的組成部分，同時也是整個發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的關(guān)鍵零件，因此在發(fā)動機(jī)的運(yùn)行過程中發(fā)揮著重要的作用。由于氣缸蓋具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在對其進(jìn)行加工的過程中必定會遇到很大的難度，如果不能有效的克服加工困難，就會影響到產(chǎn)品生產(chǎn)周期以及產(chǎn)品性能的提升。而數(shù)控加工工藝是一種具有高精度、高質(zhì)量、高效率的加工技術(shù)，如果將其應(yīng)用到氣缸蓋的加工過程中，一定能夠解決當(dāng)前加工過程中存在的問題，有效提升產(chǎn)品的性能，因此，需要對這方面進(jìn)行深入的研究。

1數(shù)控加工工藝及其優(yōu)劣勢

1.1數(shù)控加工工藝的概念

在了解數(shù)控加工工藝概念之前，要先了解數(shù)控加工的概念。所謂數(shù)控加工就是根據(jù)零件圖樣以及工藝要求等這些最基本的條件來編制詳細(xì)而具體的零件數(shù)控加工程序，同時要在數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中輸入此加工程序，通過此種方式對數(shù)控機(jī)床中工件和刀具的相對運(yùn)動進(jìn)行有效控制，然后完成零件加工任務(wù)。數(shù)控加工的過程一般是通過閱讀零件、工藝分析、制定工藝、數(shù)控編程、程序傳輸、實(shí)施加工等完成整個零件加工過程，相對于傳統(tǒng)的機(jī)械加工而言，數(shù)控加工在加工內(nèi)容和方法上都具有相似點(diǎn)，但是因?yàn)樵诹慵庸み^程中采用了數(shù)控機(jī)床和數(shù)字化控制形式，使得傳統(tǒng)機(jī)械加工中的諸多人工操作環(huán)節(jié)被計算機(jī)以及數(shù)控系統(tǒng)的自動控制所代替。在對數(shù)控加工有了一定的了解之后，就能認(rèn)識到什么是數(shù)控加工工藝。所謂的數(shù)控加工工藝就是指采用數(shù)控機(jī)床在對零件進(jìn)行加工的過程中所采用的各種技術(shù)手段和技術(shù)方法分總和，將其應(yīng)用到整個數(shù)控加工工藝中的全過程。數(shù)控加工工藝是隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展而漸漸完善的一種先進(jìn)技術(shù)，它是技術(shù)工作人員在不斷的實(shí)踐過程中總結(jié)出來的有效經(jīng)驗(yàn)。由于數(shù)控加工工藝是通過數(shù)控機(jī)床和計算機(jī)控制系統(tǒng)來完成加工的，因此使得數(shù)控加工具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、精度高和自動化程度高的優(yōu)勢，而且與傳統(tǒng)的加工工藝也存在相應(yīng)的差異。除此之外，數(shù)控加工工藝具有更加詳細(xì)而具體的內(nèi)容要求。由于數(shù)控機(jī)床是按照相應(yīng)的零件加工程序來開展工作的，所以，在加工零件的過程中所有的要求都會在數(shù)控加工工藝中得到充分體現(xiàn)。除了包括詳細(xì)描述切削加工流程之后，還應(yīng)描述出工具的型號、規(guī)格、切削用量以及其他特殊要求的內(nèi)容、標(biāo)有數(shù)控加工坐標(biāo)位置的工序圖等等。尤其是在自動編程中必須要確定出詳細(xì)的工藝參數(shù)。

1.2數(shù)控加工具有的優(yōu)勢

第一，有助于減少工作人員的工作量。數(shù)控加工工藝之所以得到認(rèn)可和青睞，主要是因?yàn)槠渚哂懈呔茸詣踊攸c(diǎn)，基于此基礎(chǔ)之上對零件進(jìn)行加工和生產(chǎn)，只需要在已經(jīng)設(shè)計好的程序上，采用輸入數(shù)據(jù)值的方式，就能夠順利完成自動加工工序。同時在加工零部件的環(huán)節(jié)中，需要有專業(yè)的技術(shù)人員在機(jī)床旁邊進(jìn)行指導(dǎo)和操作，并在實(shí)際的操作過程中，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，同時完成數(shù)據(jù)反饋工作，除此之外，對于經(jīng)常使用的刀具以及相關(guān)的零部件，一定要及時維修和更換，確保其功能可以正常發(fā)揮出來，并且還要做好質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)控工作，保證生產(chǎn)出來的所有產(chǎn)品都具有質(zhì)量保障[1]。在應(yīng)用數(shù)控加工工藝的過程中，不僅要做好以上相關(guān)工作，同時還要保證工作人員具有較高的綜合素質(zhì)，并要求相關(guān)工作人員在具備扎實(shí)的專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，還能非常熟悉和了解軟件系統(tǒng)的工作原理及具體操作流程，并能夠針對數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行過程中存在的問題進(jìn)行輕松而有效的解決和處理，特別是在遇到關(guān)于自動化、電子、數(shù)學(xué)等方面的問題時可以輕松自如的進(jìn)行解決。通過上述分析可以得知，數(shù)控加工工藝是一項(xiàng)具有高度自動化特征的新型工藝，應(yīng)用數(shù)控加工工藝一方面可以減少工作人員的勞動負(fù)擔(dān)，大幅度提升工作效率，另一方面，還有助于提升工作人員的專業(yè)知識和專業(yè)能力。第二，有助于提升零件加工的質(zhì)量和數(shù)量。首先，應(yīng)用數(shù)控加工工藝具有的最大的優(yōu)勢作用就是能夠提升零件加工的精確度，同時還有助于提升零件的重復(fù)性使用性能，這樣就可以更好地實(shí)現(xiàn)零件加工的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，通過采用數(shù)控加工的方式可以很大幅度降低由于人工操作而出現(xiàn)加工失誤的問題，這樣就會減少殘次品的生產(chǎn)率，有助于加工企業(yè)在相應(yīng)的時間內(nèi)生產(chǎn)出更多高質(zhì)量的零部件產(chǎn)品等。通常情況下，完善的工藝設(shè)計以及科學(xué)合理的加工程序在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求之后，可以在技術(shù)人員的監(jiān)管督促執(zhí)行高效實(shí)施生產(chǎn)，并能夠保證生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在質(zhì)量上滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時在數(shù)量上也可以滿足生產(chǎn)要求。其次，在零部件加工的過程中采用數(shù)控加工技術(shù)，不僅可以在加工過程中生產(chǎn)出大量的產(chǎn)品，提升零件加工效率，同時還能避免在采用傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行零件加工過程中出現(xiàn)工序銜接不順暢，產(chǎn)品質(zhì)量層次不齊，殘次品較多的問題，而且在采用數(shù)控加工技術(shù)之后，還在一定程度上縮短了生產(chǎn)周期，大幅度提升了工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量。在加工零部件的過程中如果采用數(shù)控技術(shù)，那么零部件的數(shù)量往往比較多，因此需要提前設(shè)定較高的標(biāo)準(zhǔn)，而為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要在加工零部件的過程中，在開始的程序中提前輸入標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)參數(shù)，那么整個生產(chǎn)過程就可以始終按照這個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)加工，時刻保持相同的工作狀態(tài)中，從而有助于實(shí)現(xiàn)大批量零部件同時按照相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工的目標(biāo)。第三，有助于更好地進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)。數(shù)控加工技術(shù)其實(shí)對基礎(chǔ)設(shè)備并沒有很高的要求，只需要借助后臺編制程序系統(tǒng)，將需要的零件加工參考數(shù)值輸入到系統(tǒng)中即可，一般情況下，只有輸入零件的強(qiáng)度、精度以及形狀等數(shù)據(jù)就可以自動進(jìn)行生產(chǎn)加工[2]。如果對于零部件的加工提出了特殊要求，那么只要適當(dāng)?shù)男薷暮蛢?yōu)化相關(guān)的程序以及數(shù)據(jù)就可以滿足特殊要求，不用花費(fèi)大量的時間和精力去重現(xiàn)更換后臺軟件，也不用更換新的加工生產(chǎn)設(shè)備。由此可見，采用這種技術(shù)有助于縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期以及產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，從而為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化升級提供有力的技術(shù)保障，在數(shù)控技術(shù)的作用下不僅可以大幅度提升生產(chǎn)線的柔性，同時還能進(jìn)一步拓展生產(chǎn)范圍。

1.3數(shù)控加工存在的劣勢

第一，具有較高的加工成本方面的劣勢，造成這種問題的主要原因是因?yàn)橘徣朐O(shè)備的費(fèi)用較高，而且在第一次應(yīng)用新設(shè)備和新技術(shù)的時候需要花費(fèi)很長的加工準(zhǔn)備時間。相對于普通的加工機(jī)床來說，數(shù)控機(jī)床的價格非常貴，一般為普通機(jī)床的幾倍。除此之外，數(shù)控機(jī)床的零配件也需要花費(fèi)較高的價格，而且維修價格也不便宜，再加上應(yīng)用數(shù)控機(jī)床需要完善計算機(jī)及外部配套設(shè)施等與之相配套的編程設(shè)備，這就大幅度提升了加工成本。第二，較為適用于機(jī)械加工總量控制在百分之八十左右的中批量、小批量和多品種生產(chǎn)。一般情況下采用數(shù)控加工方式的零件都是較為復(fù)雜的零部件，或者是采用工序較為集中的工藝方法，通過一定定位安裝就可以加工出更多的代加工產(chǎn)品，這樣必定會拉長工序時間。雖然當(dāng)前已經(jīng)針對數(shù)控機(jī)床設(shè)計制造加強(qiáng)了關(guān)注，也投入了更多的精力和財力，例如柔性加工單元、自動化交換工作臺以及多軸化等等，但是相比較自動機(jī)形成的生產(chǎn)線以及專用多工位組合機(jī)床而言，生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)規(guī)模方面都存在欠缺，需要繼續(xù)努力、不斷提升。第三，難以在加工過程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由于在采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)加工的過程中，會提前設(shè)定好程序，然后就會在相應(yīng)的程序下自動進(jìn)行加工，因此，難以在加工過程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，即便可以通過人工進(jìn)行局部調(diào)整，但是能夠調(diào)整的范圍是非常有限的。第四，存在較大的維修困難。對于數(shù)控機(jī)床而言，其本身屬于一種技術(shù)密集型的機(jī)電產(chǎn)品，在維修的時候需要具有一定的微電子維修方面的知識，一般配備的維修技術(shù)人員需要是具有豐富的微電子維修技術(shù)，以及有較好的維修裝備的人員，同時還要求維修人員具備較高的技術(shù)素養(yǎng)。

2數(shù)控加工的適應(yīng)性以及其應(yīng)用在氣缸蓋中的特點(diǎn)

2.1適應(yīng)性

從廣義的角度來看，數(shù)控加工的適應(yīng)性并不是某個具體的機(jī)床應(yīng)該加工出什么樣的零件。而是要結(jié)合數(shù)控加工具有的優(yōu)勢和劣勢，以及相關(guān)的國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將其零部件按照適應(yīng)程度進(jìn)行劃分，分別劃分成以下三大類：第一，較為適應(yīng)類。在采用普通機(jī)床進(jìn)行加工生產(chǎn)的過程中很容易受到人為因素的影響而降低零件加工質(zhì)量，如工作人員的技術(shù)水平、體力以及情緒等因素，如果受到了這些因素的影響勢必會造成質(zhì)量失控，最終為生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失：在普通機(jī)床上進(jìn)行加工需要制造具有復(fù)雜性的專用工裝零件；需要在對設(shè)計進(jìn)行重新優(yōu)化和設(shè)計之后才能最終確定零件的形狀；在普通機(jī)床上開展零件加工工作需要對零件進(jìn)行長時間的調(diào)整；在普通機(jī)床上進(jìn)行零件加工的時候，是體力勞動強(qiáng)度較大且生產(chǎn)效率極低的零件[3]。在經(jīng)過分析之后確定這些零件的可能性之后，還應(yīng)該充分考慮在經(jīng)濟(jì)效益以及生產(chǎn)效率方面的提升，通常情況下會將它們看作是數(shù)控加工的主要對象來對待。第二，最為適應(yīng)類。具有較強(qiáng)的加工精準(zhǔn)度和復(fù)雜的形狀要求，采用普通機(jī)床無法保證產(chǎn)品質(zhì)量或者是根本無法進(jìn)行加工的零件：用數(shù)學(xué)模型描述的曲面輪廓和復(fù)雜曲線的零件；具有尺寸難以控制、進(jìn)給頻率難以控制、測量具有難度的盒型零件；需要在一次裝夾工序中合并完成攻螺絲、鉸、鏜、銑等多個加工工序的零件。對于以上提到的零件，在加工的過程中可以先不考慮這些產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)上以及生產(chǎn)效率方面是否具有科學(xué)性和合理性，而是要考慮能否將這些零件順利的加工出來，要將產(chǎn)品加工的可能性最為首要考慮的問題。只有確定了加工可能性，就可以將其數(shù)控加工作為最好的加工方案。第三，不適應(yīng)類。在生產(chǎn)大批量零件的時候（有可能個別工序會采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工）；存在一定的裝夾難度，或者是必須要依靠通過找正定位的方式來保證加工精準(zhǔn)度的零件；加工余量穩(wěn)定性缺乏，同時數(shù)控機(jī)上面沒有設(shè)置在線檢測系統(tǒng)來對零件的坐標(biāo)位置進(jìn)行自動調(diào)整；必須要在特定的工藝裝備支持之下才能進(jìn)行加工的零件。由于上述提到的各類零件在應(yīng)用數(shù)控機(jī)床加工之后，無論是生產(chǎn)效率，還是經(jīng)濟(jì)性能方面都沒有發(fā)生較為顯著的變化，不但沒有進(jìn)步，同時還可能會出現(xiàn)得不償失的狀況，因此，一般對這種零件進(jìn)行加工的時候都不會選擇數(shù)控加工技術(shù)，而且數(shù)控加工也不會選擇這樣的零件類型作為加工對象。

2.2數(shù)控加工工藝在氣缸中的應(yīng)用特點(diǎn)

在機(jī)車內(nèi)燃機(jī)中氣缸蓋是重要的組成部分，而且氣缸蓋還具有復(fù)雜的加工工藝、較高的加工精度、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，這就使得氣缸蓋的質(zhì)量與發(fā)動機(jī)的性能之間具有著直接而緊密的聯(lián)系。從加工層面上分析，氣缸蓋屬于一種具有代表性的箱體零件，它與攻螺絲、鉸、鏜、銑加工于一體，孔隙間的位置要滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，而且在測量方面還存在一定的難度，需要在進(jìn)行第一次裝夾的時候，同時完成螺絲、鉸、鏜等各個工序[4]。通過對工作效率以及產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析可知，無論是從國內(nèi)還是國外的機(jī)床氣缸蓋制造企業(yè)來看，在選擇相應(yīng)的加工設(shè)備時，普遍應(yīng)用的都是數(shù)控加工中心，只有應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)才能滿足氣缸蓋高質(zhì)量、高精準(zhǔn)度的生產(chǎn)要求，此外，數(shù)控加工中心能夠更好地把控好數(shù)據(jù)具有的標(biāo)準(zhǔn)性和精準(zhǔn)性，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和規(guī)?；a(chǎn)提供技術(shù)保障，從而有助于工作效率的全面提升。因此，在生產(chǎn)機(jī)車內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋的時候，需要采用數(shù)控加工工藝，只有采用這種工藝才能保證生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有高質(zhì)量和高精準(zhǔn)度的特點(diǎn)，同時還能更好地滿足市場需求，有助于在加工過程中實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。

3氣缸蓋數(shù)控加工工藝設(shè)計

3.1分析并確定數(shù)控加工內(nèi)容

在對零件進(jìn)行數(shù)控加工的時候，并不一定是要對所有的內(nèi)容進(jìn)行加工，需要在對圖紙進(jìn)行工藝分析之后才能確定具體的加工內(nèi)容和加工工序。一般情況下分析確定的順序?yàn)椋阂皇菍⑵胀C(jī)床不能加工的內(nèi)容作為首選內(nèi)容；二是普通機(jī)床難以加工或質(zhì)量無法保證的內(nèi)容要作為重點(diǎn)內(nèi)容；三是對于人工操作強(qiáng)度大且普通機(jī)床加工效率低的內(nèi)容，可以在數(shù)控機(jī)床可以承受的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。當(dāng)上述提到的這些內(nèi)容在確定是數(shù)控加工的主要對象以后，就會在生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益方面得到提升[5]。除了上述內(nèi)容之外，還有一些內(nèi)容是不適合作為數(shù)控加工的主要內(nèi)容的，例如需要花費(fèi)很長時間進(jìn)行機(jī)子調(diào)整的內(nèi)容；必須擦用專用工裝進(jìn)行協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容；不能通過一次加工安裝就完成的零部件等等。除此之外，在分析和確定數(shù)控加工內(nèi)容的時候，還應(yīng)該對工序間周轉(zhuǎn)情況、生產(chǎn)周期、批量生產(chǎn)等進(jìn)行全面考慮。

3.2經(jīng)過圖紙分析確定加工內(nèi)容

氣缸蓋的結(jié)構(gòu)在機(jī)床內(nèi)燃機(jī)的不斷發(fā)展之下也變得更加具有復(fù)雜性，同時越先進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)越會采用多氣門結(jié)構(gòu)來增加氣缸蓋的難度[6]。氣缸蓋其實(shí)屬于一種復(fù)雜性的箱體零件，需要較高的精度和較為復(fù)雜的加工工藝才能提升它的質(zhì)量，從而保證發(fā)動機(jī)的性能可以充分發(fā)揮出來。如圖1所示。

3.3加工工序劃分

氣缸蓋在加工的過程中，由于孔的加工較多，而且表面形狀具有多樣化，因此加工具有復(fù)雜性和較大的難度。由于數(shù)控加工一般穿插應(yīng)用在整個工藝過程中，因此，在設(shè)計工藝路線的時候要做好全面的考慮，在設(shè)計過程中一定要慎重對待以下問題：一是數(shù)控加工的工序設(shè)計[7]。在設(shè)計數(shù)控加工工序的時候最重要的工作是要先確定好本工序的加工內(nèi)容、刀具運(yùn)行軌跡、工藝裝備、加工用量等，為后續(xù)工作做好前期準(zhǔn)備；二是順序安排。在順序安排環(huán)節(jié)中一定要結(jié)合零件的毛坯狀況以及具體結(jié)構(gòu)、定位安裝需求來進(jìn)行綜合考慮，保證工件具有的剛性可以得到保護(hù)；三是工序劃分的重要點(diǎn)。一般在這個環(huán)節(jié)中需要注意的分別是：粗精分開、一次定位、先面后孔、減少換刀四個方面；四是普通工序和數(shù)控加工工序的有效銜接[8]。數(shù)控工序一般是穿插在整個加工過程中來完成的，所以如果不能和普通的工序進(jìn)行良好的銜接，就會產(chǎn)生一定的矛盾，因此，一定要相互建立狀態(tài)要求。

4結(jié)束語

綜上所述，相較于傳統(tǒng)的工藝而言，數(shù)控加工工藝具有多樣化、質(zhì)量化、精準(zhǔn)化和高效化等特點(diǎn)，這是因?yàn)閿?shù)控加工工藝能夠于切割技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行良好的結(jié)合，從而將其應(yīng)用到機(jī)車內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋中成為了最佳的優(yōu)化方案。但是由于我國對于這方面的研究還較少，而且也缺乏豐富的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用過程中會出現(xiàn)不同的問題，需要我們不斷進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，并在保證零件質(zhì)量的機(jī)車上促進(jìn)機(jī)車內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋數(shù)控加工工藝朝著更好的方向發(fā)展。

作者:韓嘉煜 單位:江蘇省常熟職業(yè)教育中心校