發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，是汽車重要關(guān)鍵部件。汽車的節(jié)能、環(huán)保、安全是全球研究的重點(diǎn)，而汽車節(jié)能和排放與發(fā)動(dòng)機(jī)密切相關(guān)。它的制造質(zhì)量、制造工藝和裝備直接影響汽車的性能和可靠性。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展趨勢向高轉(zhuǎn)速、高功率、高耐久性、高環(huán)保性，以及電子化方向發(fā)展。
近年來，中國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝和技術(shù)，尤其是機(jī)加工技術(shù)取得了長足的進(jìn)步與發(fā)展。為促進(jìn)其進(jìn)一步的提高，由中國汽車工業(yè)咨詢委員會(huì)和《汽車與配件》雜志主辦、上海市汽車工程學(xué)會(huì)和同濟(jì)大學(xué)汽車工程學(xué)院協(xié)辦的“2005年汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工藝與裝備（第十二屆）國際研討會(huì)”于2005年12月7-8日在上海綠洲大廈舉行。研討會(huì)內(nèi)容涉及：現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢、發(fā)動(dòng)機(jī)及其關(guān)鍵零部件最新制造技術(shù)和應(yīng)用、發(fā)動(dòng)機(jī)工廠精益設(shè)計(jì)三方面。下面就研討會(huì)具體內(nèi)容作以下概述。
研討會(huì)于12月7日上午開始，參會(huì)人員包括汽車行業(yè)專家唐伯寧、顧永生、錢人一、陳光祖、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及零部件企業(yè)國內(nèi)外代表等100多人出席了研討會(huì)。
在《汽車與配件》雜志總編輯羅錦陵先生作了簡短的開幕詞后，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)專家委員會(huì)委員陳光祖教授作了題為《“十一.五” 汽車產(chǎn)業(yè)的思路》的報(bào)告。該報(bào)告指出即將開始的我國國民經(jīng)濟(jì)第十一個(gè)五年規(guī)劃是汽車產(chǎn)業(yè)極為重要的五個(gè)年頭，他將決定著我國汽車產(chǎn)業(yè)能否在過去巨大成就的基礎(chǔ)上，真正的由一個(gè)汽車大國向汽車強(qiáng)國邁進(jìn)，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，未來五年將是決定我國汽車產(chǎn)業(yè)能否在全球化道路上站穩(wěn)腳跟，沖出重圍，在全球汽車產(chǎn)業(yè)分工體系中進(jìn)一步提升自己應(yīng)有地位的關(guān)鍵時(shí)期。報(bào)告從十二各方面通過詳實(shí)的數(shù)據(jù)和國家產(chǎn)業(yè)政策等方面闡述了十一.五汽車產(chǎn)業(yè)的思路。
同濟(jì)大學(xué)汽車工程學(xué)院錢人一教授作了題為《現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品技術(shù)動(dòng)向》的主題報(bào)告。節(jié)能和環(huán)保是現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品技術(shù)動(dòng)向的主旋律。錢教授在報(bào)告中論述了節(jié)能與環(huán)保的途徑，在此基礎(chǔ)上對發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)技術(shù)進(jìn)行了掃描；重點(diǎn)論述了汽油機(jī)三大核心技術(shù)（可變氣門、汽油直噴和縮小排量）以及柴油機(jī)核心技術(shù)（高壓噴射、尾氣后處理及增壓）；簡要介紹了兼蓄油機(jī)和柴油機(jī)優(yōu)點(diǎn)的燃燒方法HCCI；最后，以鋁合金氣缸體、組合式凸輪軸和連桿工藝為代表，簡述了現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)零部件技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向。
柯馬(COMAU)公司動(dòng)力總成事業(yè)部裝配線技術(shù)方案經(jīng)理Maurizio Sciamanda先生演講的題目是《現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的發(fā)展動(dòng)向》。通過大量成功案例的介紹，從以下五個(gè)方面闡述了裝配線的發(fā)展方向：
1、 裝配線最合理的平面布置；
2、 裝配線的質(zhì)量保證；
3、 多品種混流生產(chǎn)線；
4、 裝配線的自動(dòng)化程度；
5、 裝配線上的防錯(cuò)裝置。
柯馬公司動(dòng)力總成事業(yè)部發(fā)動(dòng)機(jī)/變速箱試驗(yàn)技
術(shù)經(jīng)理Michael Christie演講的題目是《生產(chǎn)線上的發(fā)動(dòng)機(jī)測試技術(shù)》（圖6）。許多發(fā)動(dòng)機(jī)制造缺陷只能通過在線測試或在線驗(yàn)證技術(shù)檢查出來。雖然下線測試也很重要，但通過在線測試增強(qiáng)其質(zhì)量控制水平。故障發(fā)現(xiàn)得越早，它所造成的損失就越小。采用在線測試技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對制造缺陷的最大限度的追溯能力。
發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)的目的是在裝配線的最后對發(fā)動(dòng)機(jī)的制造和裝配質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證測試。冷試時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在不點(diǎn)火燃燒的情況下在電機(jī)的拖動(dòng)下進(jìn)行測試，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)并不按照實(shí)際使用的方式進(jìn)行工作。冷試是用在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造工程中的質(zhì)量控制手段，它具有發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的相關(guān)性和發(fā)動(dòng)機(jī)缺陷故障檢查功能。
發(fā)動(dòng)機(jī)熱試驗(yàn)重點(diǎn)介紹了測試項(xiàng)目、典型的發(fā)動(dòng)機(jī)測試間規(guī)劃、控制和數(shù)據(jù)采集等。最后還講了發(fā)動(dòng)機(jī)測試的發(fā)展趨勢：汽油機(jī)和小型柴油機(jī)測試將向著消除和大幅度減少熱試的方向發(fā)展，更加強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)過程中的在線測試，使用冷試技術(shù)來提高發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品在熱試中的一次通過率。
12月7日下午，德國克勞斯-毛瑟(KRAUSE&MAUSER)公司高級銷售經(jīng)理rte先生就連桿激光漲斷工藝作了專題演講。無法精確地加工零件分離后的表面并組合一直是人們難以克服的問題，直到發(fā)明了漲斷這種工藝方法，使得精確吻合及螺栓擰緊兩斷裂面成為可能。德國克勞斯-毛瑟集團(tuán)長期以來始終堅(jiān)持不懈的研究漲斷技術(shù)。1995年，應(yīng)用于連桿加工的革命性的激光漲斷技術(shù)開始應(yīng)用于歐洲市場。精確的激光刻痕及漲斷力，使得精細(xì)的斷裂面能夠完美的組裝到一起。漲斷技術(shù)極大的降低了成本并減少了50%的加工工序，與傳統(tǒng)方法相比：機(jī)床投資低，材料成本低（僅1個(gè)毛坯），整個(gè)工藝的加工準(zhǔn)備時(shí)間短。激光最大的優(yōu)點(diǎn)在于不需接觸材料表面即可進(jìn)行加工，與拉削相比，激光不必接觸工件就能為漲斷工藝刻出所需的斷裂線，因此沒有任何道具的磨損。生產(chǎn)工藝的重復(fù)性和穩(wěn)定性非常高。另外，激光非常靈活，從而使用同一個(gè)激光器即能對各種各樣的連桿進(jìn)行最佳的切口加工。拉刀的壽命大約為400件，而激光光學(xué)透鏡的壽命可高達(dá)1000000件。
德國埃爾溫勇克機(jī)器制造有限公司（JUNKER）執(zhí)行總裁努義士先生報(bào)告的題目是《創(chuàng)新的曲軸磨削技術(shù)》。傳統(tǒng)曲軸軸頸的磨削，往往是先磨削主軸頸（連桿頸），再磨削連桿頸（主軸頸），最后磨削大小頭等。而勇克機(jī)床的理念是“一次裝夾，全部加工”，其優(yōu)點(diǎn)是：工藝可靠性高；工件搬運(yùn)次數(shù)少；節(jié)拍時(shí)間縮短；無需多次裝夾，因此可以獲得更高地加工質(zhì)量；停機(jī)時(shí)間短（如果某一單元出現(xiàn)故障，所有地加工不會(huì)由此中斷）。勇克的高速磨削中砂輪的安裝采用的是專利技術(shù)——三點(diǎn)安裝系統(tǒng)。
勇克公司JUCRANK系列機(jī)型的擺動(dòng)跟蹤磨床為曲軸的整體加工提供了全面的解決方案。各種型號(hào)的磨床適用于從單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)到十二汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的所有型號(hào)的曲軸加工。根據(jù)加工方式和要求的產(chǎn)量，每一種型號(hào)的JUCRANK磨床都設(shè)計(jì)并安裝有各具特色的平臺(tái)和砂輪架。JUCRANK擺動(dòng)跟蹤磨床幾乎可以完成曲軸加工過程中的所有磨削工序，主軸頸（圓柱形、凹面、凸面）和連桿軸頸（圓柱形、球面、凹面、凸面）只需一次裝夾就可以磨削完畢。對硬化處理過的圓角也可以進(jìn)行磨削加工。此外，在工藝上，勇克公司的供貨范圍還包括了與其它磨削加工方式的任意組合。不同的機(jī)型與其它勇克機(jī)床組合，可以加工定位軸頸，法蘭及齒輪軸頸。
勇克公司很早就采用了用于高速加工的CBN砂輪和使用油冷卻曲軸的組合。長期積累的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)適用于加工汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，質(zhì)量可靠。勇克公司的曲軸磨床在技術(shù)上的優(yōu)勢主要有：在加工過程中檢測并修正軸頸圓度和尺寸；帶有“學(xué)習(xí)功能”的控制系統(tǒng)，附加對圓度偏差和干擾量的自動(dòng)補(bǔ)償，可進(jìn)行補(bǔ)償?shù)母蓴_量是：溫度，機(jī)械及動(dòng)力影響，磨削余量的變化，材料以及金相結(jié)構(gòu)的變化，砂輪的可切削性，機(jī)床的磨損狀況；由于磨削主軸頸和連桿軸頸一次裝夾，理論上的偏差為零；切入式磨削及擺動(dòng)式磨削；對 “敏感工件”的 支撐，在主軸上采用自動(dòng)對中心的三點(diǎn)式中心架；CNC控制的冷卻劑供給保障了磨削區(qū)域的持久用量；采用靜壓圓型導(dǎo)軌，無爬行效應(yīng)，確保持久的高精確度（X軸導(dǎo)軌，進(jìn)給絲杠，止推軸承）；減震抗扭轉(zhuǎn)床身，使用礦物鑄鐵澆注而成，具有良好的吸震抗彎功能；砂輪軸適用于高達(dá)140m/s的磨削。
“JUCRANK 6000/50-50”的數(shù)控曲軸磨床。該磨床具有四片CBN砂輪，每片均可獨(dú)立磨削，一次裝夾可磨削全部主軸頸和連桿頸（擺動(dòng)跟蹤磨削）。
德國BOEHRINGER公司代表梁敏女士講解了通過曲軸加工線的交鑰匙工程實(shí)現(xiàn)柔性加工和工藝替代方法。以一四拐曲軸曲軸為例，設(shè)計(jì)生產(chǎn)綱領(lǐng)為150000件/年，生產(chǎn)線布置圖（包括設(shè)備生產(chǎn)廠家）。下面介紹一下幾個(gè)典型工序的技術(shù)特點(diǎn)：
OP10序：柔性加工——車長度并鉆中心孔。該工序預(yù)車下道工序的裝夾直徑，具有適應(yīng)不同工件的柔性夾具、高效率、機(jī)床維護(hù)成本低等特點(diǎn)。
OP20序：柔性加工——軸頸的車 車?yán)庸?。該工序一次設(shè)定完成所有同心圓的車削，具有在同一臺(tái)機(jī)床上完成車——車?yán)ㄜ噦?cè)端面）加工、高效率、通過使用特殊卡盤和刀具系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)柔性加工、機(jī)床保養(yǎng)簡便維護(hù)成本低等特點(diǎn)。其中拉削工藝逐步可用高效的梳刀代替。
OP30序：柔性加工——連桿頸的高速外銑。本工序使用設(shè)備是德國BOEHRINGER公司專為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸設(shè)計(jì)制造的柔性數(shù)控銑床，該設(shè)備應(yīng)用工件回轉(zhuǎn)和銑刀進(jìn)給伺服連動(dòng)控制技術(shù)，可以一次裝夾不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心隨動(dòng)跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸，銑削效率相當(dāng)高。
OP50序：柔性加工+工藝替代（曲軸止推面精車滾壓工藝）。該工序具有以下技術(shù)特點(diǎn)：滾壓拋光止推面并在線測量、滾壓拋光代替磨削加工、可同時(shí)進(jìn)行車削加工、在刀盤上裝有滾壓拋光裝置，可獲得更高精度。該工序使用的是設(shè)備是德國赫根塞特（HEGENSCHEID）的曲軸止推面車滾專機(jī)。
12月8日上午，德國申克公司北京代表處代表郭衛(wèi)建先生就曲軸平衡技術(shù)和質(zhì)量定心技術(shù)作了詳細(xì)的介紹。郭衛(wèi)建先生通過對曲軸動(dòng)平衡技術(shù)和平衡設(shè)備的講解闡述了以下問題：
一、曲軸平衡的新趨勢：
1、 減少曲軸的初始不平衡量，充分考慮曲軸的內(nèi)部質(zhì)量補(bǔ)償（采取質(zhì)量定心等）。
2、 采用不平衡量優(yōu)化分解方法，盡可能減少校正不平衡量時(shí)的材料去除量。
3、 平衡機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，提高柔性。
4、 鉆削采用高速鉆削。
5、 潤滑采用MOL（微量油潤滑方式）技術(shù)。
二、曲軸內(nèi)部質(zhì)量補(bǔ)償對發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的影響：
1、 曲軸不平衡量與質(zhì)量定心工藝及加工程度的關(guān)
系。
曲軸的質(zhì)量中心孔和幾何中心孔一般存在以下關(guān)系：
鉆質(zhì)量中心孔的曲軸，隨著加工程度的深入，曲軸的
不平衡量呈上升趨勢，上升程度的大小跟毛坯質(zhì)量有主要關(guān)系，毛坯質(zhì)量越差（彎曲），上升趨勢越大，甚至報(bào)廢。
鉆幾何中心孔的曲軸，隨著加工程度的深入，曲軸的不平衡量呈下降趨勢，如果毛坯質(zhì)量很差（彎曲），經(jīng)粗加工后大部分曲軸被淘汰。
2、 曲軸質(zhì)量中心孔和幾何中心孔的選用。
1）毛坯質(zhì)量好，加工余量小且加工余量分布均勻。這時(shí)曲軸的質(zhì)量中心孔與幾何中心孔基本重合，則
不必花費(fèi)較高的經(jīng)費(fèi)購置質(zhì)量定心設(shè)備。
2）毛坯質(zhì)量較差，加工余量大且加工余量分布不均勻，擇優(yōu)先選用質(zhì)量中心孔。因初始不平衡量較大，如果鉆幾何中心孔，質(zhì)量分布不均勻，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，損壞后續(xù)加工設(shè)備精度。再者，采用幾何中心孔，在進(jìn)行動(dòng)平衡時(shí)，初始不平衡量可能超出平衡機(jī)要求而無法平衡。在這種情況下應(yīng)優(yōu)先選用質(zhì)量定心機(jī)。
3）毛坯質(zhì)量如果再差，則無論是鉆質(zhì)量中心孔還是鉆幾何中心孔都不會(huì)起到多大的作用，通過銑曲臂等措施達(dá)到整體平衡實(shí)際是不合格的（單拐不平衡），是一種假象。這種曲軸裝機(jī)后會(huì)重新產(chǎn)生扭曲變形，引起震動(dòng)和噪聲，也影響整機(jī)的壽命。
由此可知，提高產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵是提高毛坯的質(zhì)量。
三、全自動(dòng)曲軸質(zhì)量定心機(jī)的工作原理：
曲軸放置在兩端滑動(dòng)單元法蘭盤的支撐上并被夾緊，法蘭盤回轉(zhuǎn)中心形成測量中心線?；剞D(zhuǎn)過程中，支撐的位置，即曲軸的位置不斷調(diào)整，使質(zhì)量中心線靠近回轉(zhuǎn)中心線。當(dāng)曲軸毛坯不平衡量很小，接近設(shè)定值時(shí)，鉆削單元鉆中心孔。此中心孔作為后續(xù)加工步驟的定位基準(zhǔn)。
上海通用制造工程師祁欣先生演講的題目是《裝配式凸輪軸制造工藝介紹》。裝配式凸輪軸制造越來越廣泛的應(yīng)用在凸輪軸加工中，它的顯著特點(diǎn)是：凸輪軸總質(zhì)量較輕；高強(qiáng)度；工藝流程短；較低的工件報(bào)廢率；柔性化生產(chǎn)。
裝配式凸輪軸制造加工有以下工藝特點(diǎn)：
1、省略了毛坯件的粗加工，工藝流程簡單。裝配式凸輪軸的各個(gè)裝配部件余量小，精度高，不必象傳統(tǒng)凸輪軸那樣要從毛坯件（鑄件火鍛件）開始進(jìn)行大量的毛坯粗加工，只要在裝配后進(jìn)行半精加工和精加工，從而縮短了整個(gè)工藝流程。
2、加工余量小，便于高效率生產(chǎn)。各精鑄部件使得加工余量小，設(shè)備加工單件時(shí)間短，產(chǎn)能大，有利于規(guī)?；a(chǎn)。比如凸輪塊按最終形狀精鑄，減少了磨削余量從而縮短了磨削時(shí)間。
3、不同的部件可以使用不同的材料以提高產(chǎn)品性能和加工性能。產(chǎn)品對于不同部件（軸頸、凸輪塊、齒輪）有著不同的性能要求，裝配式凸輪軸可以在不同部件上采用不同材料，比如凸輪使用粉末冶金，齒坯使用鑄鐵，這將有利于優(yōu)化產(chǎn)品性能要求，也可以根據(jù)情況改善凸輪軸加工性能和優(yōu)化成本。
4、適應(yīng)產(chǎn)品多品種柔性化的要求。通過更換不同的主軸頸和磨削不同的凸輪型線，即可生產(chǎn)出多品種的曲軸。
上海通用制造工程師Scott Hacker博士演講的題目是《曲軸在線質(zhì)量控制》。Scott Hacker博士介紹了上海通用汽車公司曲軸生產(chǎn)線加工工藝流程。曲軸是保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的核心部件，產(chǎn)品設(shè)計(jì)對軸頸的外徑及圓度有很高的要求，公差通常控制在0.002-0.005mm以內(nèi)，止推面寬度公差要求通常在0.005mm以內(nèi)，并且這些尺寸是曲軸整體加工中最關(guān)鍵的因素，要求不斷改進(jìn)。
Scott Hacker博士在講到加工質(zhì)量的控制時(shí)介紹了幾種常用質(zhì)量控制方法：
1、加工后的在線測量。用于驗(yàn)證零件加工后的質(zhì)量，通常串聯(lián)于生產(chǎn)線中，100%檢測工件并發(fā)現(xiàn)不合格品。
2、加工過程中的在線測量。實(shí)現(xiàn)對加工尺寸的實(shí)時(shí)控制，可防止制造出不合格品。
3、離線抽樣檢測。由操作工完成檢測工作，但一般不用此類方式對設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償。適用于按照控制計(jì)劃進(jìn)行抽檢，確保加工質(zhì)量的穩(wěn)定。
Scott Hacker博士還介紹了精車在線測量儀主要特點(diǎn)及對產(chǎn)品產(chǎn)量的影響：可利用短期設(shè)備能力分析的方法完成設(shè)備能力的驗(yàn)收工作，在設(shè)備調(diào)試初期，并不一定需要使用在線反饋系統(tǒng)來制造合格工件。使用檢測數(shù)據(jù)反饋系統(tǒng)，可以解決一些統(tǒng)計(jì)學(xué)無法解決的問題，例如換刀所造成的誤差，斷刀情況等。精車在線測量儀是單獨(dú)的工位串聯(lián)在生產(chǎn)線中，測量時(shí)間短于加工節(jié)拍，所以對生產(chǎn)能力沒有影響。根據(jù)產(chǎn)量的需求，生產(chǎn)線可能需要設(shè)置兩臺(tái)或以上的機(jī)床，但一臺(tái)在線測量儀足以滿足生產(chǎn)節(jié)拍的需要。精車在線測量儀還有在換刀和刀具磨損的狀態(tài)下自動(dòng)反饋系統(tǒng)，對加工誤差自動(dòng)補(bǔ)償。
磨削在線測量的作用主要是精密控制曲軸軸頸的磨削尺寸，是有效的防錯(cuò)裝置。在精磨時(shí)測頭進(jìn)給，跟蹤紀(jì)錄外徑尺寸的變化：主軸頸多砂輪磨床通常同時(shí)使用兩套測量儀，分別控制曲軸前后兩端的兩個(gè)主軸頸，連桿頸磨床測量儀控制每檔連桿頸的磨削尺寸。拋光在線測量的主要特點(diǎn)是：第一道工序粗拋，適用在線測量儀控制拋光尺寸，第二道工序精拋，目的是降低表面粗糙度。
12月8日下午，研討會(huì)進(jìn)入自由討論階段。在有關(guān)公司提出對研討會(huì)的一些建議后，上海交通大學(xué)汽車科學(xué)與工程研究院高級顧問，原上海大眾發(fā)動(dòng)機(jī)廠廠長、教授級高級工程師顧永生先生作了總結(jié)發(fā)言。顧教授充分肯定此次研討會(huì)的積極作用，初步探討了下一屆研討會(huì)的中心議題。指出此次研討會(huì)演講者都是國外汽車裝備制造商和應(yīng)用商，下一屆將聘請一些國內(nèi)優(yōu)秀裝備制造商，以及發(fā)動(dòng)機(jī)及零部件制造商介紹一些成功的經(jīng)驗(yàn)，共同促進(jìn)我國發(fā)動(dòng)機(jī)及零部件制造水平的提升。
（轉(zhuǎn)載）
