适用于箱体类零件的贯通试漏检查法研究

作者:焦俊鹏 万瑞生 杨厚忠 文章来源:奇瑞汽车股份有限公司 发布时间:2014-04-02
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发动机缸体、缸盖内部孔系复杂,孔径小,且加工过程中容易断刀。如果发生断刀或漏加工,将造成工件作废或严重的质量事故,而如何便捷、高效地发现不合格工件,成为摆在技术人员面前的一道难题。本文提出一种基于试漏原理的贯通试漏检查法,可以方便准确地剔除不合格工件。

发动机轻量化和高速化的趋势,对发动机的机油系统提出了很高的要求,如果油路不通或部分堵塞,将造成严重的质量事故。同时为了提升发动机性能,多数先进技术都是依赖缸盖上机油系统实现的,因此发动机油道的加工质量直接关乎发动机能否正常工作。

然而发动机缸体、缸盖上的油道多数为长径比较大的深孔,钻头易折断,甚至遗留在工件内,尽管在加工中心上采用了断刀检测功能,但依然存在如果钻头或丝锥头部少量断刀,无法准确报警的隐患。因此对于发动机机加工生产线来讲,如何控制交叉油道的贯通就显得非常重要。本文针对上述技术难题,提出一种采用气体试漏原理来进行贯通试漏检查的方法,可以100%在线全自动进行检查。

传统检查方法

传统的缸体、缸盖机加工生产线为了保证各油道的贯通,在加工完成后,会使用芯棒进行贯通检查,但此检查全部依赖人工完成,质检过程风险大。同时存在孔系繁杂、长径比大、孔径极小的问题,如我司某型号缸盖主油道孔直径为φ8mm,长度392mm,长径比达到49,凸轮轴斜油孔直径为φ4mm,且多达8个。

传统检查方法,大概可分为两类:

1. 人工检查法

在工序结束后,人工使用探测芯棒或检具进行,手动检查;

2. 机械探杆式

工件定位后,利用机械结构,实现气缸带动探杆进行探入式检查,可以完全伸入则贯通,中途停止则报警提示未贯通。上述两类方法的优缺点如表所示。

上述两类方法很难借助工装实现所有孔系的100%检测,同时传统的检查方法本质上还是利用芯棒或探杆等棒状硬质物体进行单侧是否贯通的检测,无法真正体现两侧孔系是否贯通。同时,缸盖一般为铝件,硬度低,稍不留神就会划伤工件。

贯通试漏检查法

本节以某型号双顶置凸轮轴、16气门的四缸机缸盖为例进行介绍,此型号缸盖在粗加工结束后,与油道贯通的孔有21处,分别是:进排气侧VVT电磁阀孔及泄油孔、凸轮轴斜油孔、前后端面的主油道孔和缸盖供油孔,如图1所示。

1.基本原理

本方法工作原理流程图如图2所示,关键点如下:

(1)封堵 在多达21个贯通孔的情况下,将其中一个孔通入压缩空气(压力6bar),剩下的孔,每个孔对应一个堵头,每个堵头上设置气管,气管与一个气体压力传感器连接;

(2)测试 对充气孔进行充气,持续3~5s,同时测试每个封堵口的气体压力,每个压力传感器对应一组指示灯,有压力变化(具体压力值可设定,本案例设定为4bar)绿灯点亮,表示已贯通;无压力变化红灯亮,有可能未钻通,报警提示人工对该孔进行针对性复查。

2.新方法优点

此方法有如下优点:

(1)全自动通过式 此机床采用在线通过式结构,可保证工件不下线完成所有孔系的贯通检测;

(2)100%检测 可完成流水线生产零件的全部检测,也是质量控制的最高级别。人工抽检只能做到1/10抽检频次,如果全检势必增加操作工工作量,此方法可减小人工检测工作量;

(3)可靠性高 机械结构安全、可靠,以目前发动机领域广泛应用的试漏机为例,由于此机床检测精度要求比试漏机低,因此可以保证机床可靠、稳定运行。与人工检查相比,可完全排除人工漏检、错检的可能性;

(4)无损探测 一方面不需要将工件搬离辊道,避免了工件的磕碰和划伤;另一方面,由于采用气体测试,从而杜绝了机械探杆式划伤工件的可能性。

特别对于铝缸盖来讲,材质偏软,如果划伤密封面,则将导致发动机漏油等严重质量隐患。从某种意义上讲,由于采用了机械化作业,可以大幅提高产品质量一致性。

3.应用范围

贯通试漏检查法应用广泛,可用于多孔系零件的相互贯通检测。对于汽车制造业而言,尤其适用于发动机缸体、缸盖类零件的油道检测。

由于此方法未采用试漏仪等高精度仪器,机床造价尚在可接受范围内,性价比较高,为进一步推广使用奠定了条件。

结语

此方法已在我司多个缸体、缸盖生产线上得到成功运用,减轻了工人劳动强度,大大降低了质量失控风险。值得汽车行业等大批量生产模式的推广使用。

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