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发动机盲孔除切屑机的研制与应用

发动机盲孔除切屑机的研制与应用 2011年12月04日 来源： 1 现状发动机的缸体和缸盖上的盲孔多而且深，加工后的切屑沉积在孔的底部，经常是和油污一起粘附在螺纹槽内，切屑清理工作非常困难。一般采用压缩空气吹除或者高压水冲洗，这些方法使得切屑四处纷飞，既不安全又不卫生，更重要的是切屑清除不干净，造成发动机整机清洁度差，危害性特别大，直接影响产品性能。例如缸体主轴承螺纹孔(盲孔)内残余的切屑会使主轴承螺栓力矩存在假力矩现象，发动机运转一段时间后产生螺栓松动，切屑易进入主轴瓦背面，造成主轴承瓦挤瓦、烧瓦，甚至使曲轴断裂，以及发动机振动大等不良现象的产生。再如缸体顶平面上用于与缸盖联接的螺纹孔内存在残余切屑时，缸盖螺栓也会存在假力矩现象，当发动机运转一段时间后，就会导致各缸之间相互窜气，烧蚀缸垫，严重地影响发动机的工作性能。2 原工艺方案分析我们以缸体主轴承螺纹孔的加工工艺方案为例进行分析，缸体主轴承螺纹孔是用来将主轴承瓦盖和缸体联接固定在一起，共计有14个，对称分布在缸体的龙门底面上(图1)，螺纹孔为M14，孔深43.8mm。

图1 缸体主轴承螺纹孔分布示意图

主轴承螺纹孔的加工过程为钻螺纹底孔—攻螺纹—铣瓦盖结合面(俗称龙门面)—水压试验(检测水套渗漏情况)—清洗缸体—吹净螺纹孔和瓦盖结合面—装配主轴承瓦盖。螺纹孔攻丝后，切屑与冷却液和润滑油一起粘结、吸附在螺纹孔内，在随后精铣瓦盖结合面时，灼热的切屑也掉进了螺纹孔，烧结在孔内。统计结果显示，每个孔内的油泥切屑重达100g左右，用压缩空气吹除，必然切屑四处飞扬，油、水遍地，危险性大，作业环境又差。 为减少上述危害，在水压试验后，用清洗机的高压水先对缸体外表面、内腔和螺纹孔清洗，使螺纹孔内的油泥切屑尽量减少，但每个孔内切屑仍有25g左右，再用压缩空气吹除，经磁力吸棒检查，孔内仍有大部分切屑未能清除干净，满足不了产品要求。 这种吹风工艺还存在其它缺点：吹出的切屑飞入或掉进了其它孔内，破坏了其它孔系的清洁度；切屑四处飞溅，不但对操作者及周围人机易造成安全事故；而且切屑难以收集，造成周围卫生差；在通过水压试验工序和清洗工序时，螺纹孔内的切屑、油泥，很容易使水压试验液、清洗液和漂洗液过早地污染，从而必须更换试验液、清洗液和漂洗液，加大了生产成本；另外，压缩空气发出的尖啸声特别大；工人要一次手动清除14个孔和瓦盖结合面的切屑，生产效率低下，且工作环境差、劳动强度大；漏吹的现象也时有发生。 3 新型盲孔切屑清除机的研制针对上述问题，我们借鉴了国外成功的制造技术，利用文丘里原理，设计制造了一种专用高效的装置，一次将14个螺栓孔内的切屑全部清除干净(图2)。

1.气缸 2.过滤装置 3.增压阀 4.贮气装置 5.泵体集成板图2专用气动除屑装置原理简图

当工件定位(必要时还可加装夹紧机构)后，提升气缸1将小泵体集成板5提高到工作位置，压力较低的压缩空气(441kPa左右)进行过滤后，经过增压装置将压力加大到834kPa左右，经二路气管分流到14个小泵体，每个小泵体中的气流亦分作两路，其中一路气体通向深入螺纹孔底部的吹管内，吹起沉积在底部或吸附在孔壁的残屑；另一路气体通向对准在螺纹孔口处的吸管内，使其产生真空抽吸作用(图3)，将螺纹孔内的切屑全部彻底地吸到集屑箱里。另外，在电气方面采用了PC可编程控制，它可以对每个孔的吹吸次序、吹吸时间任意调整，以便取得最佳效果。

1.送气管 2.小泵体 3.吸管 4.吹管 5.缸体图3 专用气动除切屑装置工作示意图

4 应用效果分析技术效果 工艺性好在水压工序前，螺纹孔内的杂物经过气力盲孔除切屑机抽吸后，几乎没有切屑存在；少量油泥，再经清洗、高温烘干后，螺纹孔内不但没有杂物，而且有效地防止了螺纹孔因有水分生锈的现象(原吹风工艺中压缩空气的水分含量极大)； 生产效率高采用新技术后，工人只需将缸体推到位后，按一下按钮即完成了14个孔内切屑的清除工作，且生产效率高，清除效果理想。经济效果 降低生产成本由于螺纹孔内的杂物经过气力盲孔除切屑机清除后，螺纹孔内的少量残余油泥切屑，在通过水压试验工序和清洗工序时，对水压试验液、清洗液和漂洗液的污染程度小，可以延长更换周期。以前每半个月需换一次，现在一个月换一次； 减少了废品经半年的试生产，从发动机装配线上反馈的信息看到，没有一台因螺纹孔有切屑而存在假力矩的现象，返修率由3%左右下降为零。环保效果 环境好吸出的切屑收集在床身下的抽屉中，不影响周围卫生；工作时压缩空气吹吸的噪声很小。 安全性好取消吹切屑工艺后，消除了切屑四处飞溅现象，杜绝了不安全因素。(end)

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