直列四缸發(fā)動機相對于V型發(fā)動機，缸體的缸孔中心排列于一直線平面內(nèi)，稱直列發(fā)動機。在當今車用中小排量汽車發(fā)動機中直列發(fā)動機占絕對優(yōu)勢。

探討直列四缸發(fā)動機的缸體加工工藝具有普遍意義。

一、組合機床自動線生產(chǎn)線

在我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期，由國內(nèi)機床廠制造的組合機床自動線，代表當時我國機床制造的水平，組合機床的特點是多主軸同步加工生產(chǎn)效率高，但是存在設(shè)計主軸箱布置主軸時，主軸與主軸之間距離受規(guī)定值的限制，只能大于規(guī)定值不能小于規(guī)定值，否則影響主軸箱的強度。所以對于缸體側(cè)發(fā)電機調(diào)節(jié)支架的安裝螺孔組孔距太小，就必須分兩臺組合機床來加工。兩臺機床加工，存在兩次定位，加工誤差不能滿足有嚴格要求的安裝孔組的孔距要求。

生產(chǎn)線機床數(shù)量增加，使鋪設(shè)的生產(chǎn)線加長。組合機床自動生產(chǎn)線另一個缺點是不能增加和減少生產(chǎn)線的工步。對于改進產(chǎn)品性能需要增加和減少工序成為不可能，必須在組合機床自動生產(chǎn)線外增加設(shè)備來完成，所以組合機床自線動現(xiàn)在已從汽車制造業(yè)生產(chǎn)線近乎全部退出。

二、全部由加工中心機床組成的柔性全自動生產(chǎn)線

全部由加工中心機床組成的柔性全自動生產(chǎn)線是現(xiàn)在生產(chǎn)線的頂級，我國汽車產(chǎn)業(yè)在急于發(fā)展的高峰期由國內(nèi)汽車制造業(yè)從國外引進，它的生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)的穩(wěn)定性好，生產(chǎn)線的調(diào)節(jié)性好。但是資金投入大，相對生產(chǎn)成本也高。它的不足的是國外配件的供應(yīng)周期長，一旦出現(xiàn)故障，恢復(fù)生產(chǎn)需要時間也長。

三、組合機床與加工中心組成的混合生產(chǎn)線

組合機床的特點是加工生產(chǎn)效率高，能平衡生產(chǎn)線的節(jié)拍，能適應(yīng)重切削的工序如曲軸孔兩側(cè)8個面同時加工，一次進給走刀完成。

圖1 立式組合機床主軸與銑刀配置圖

加工中心是單軸加工，不受加工孔距的限制，如側(cè)面發(fā)電機支架安裝螺孔加工，一組多螺孔，孔的中心距離小，但是加工中心可在一道工序中完成，而且有可減少或增加工步的功能，能適應(yīng)產(chǎn)品不斷改進的要求。兩種各有特點的機床組成的混合生產(chǎn)線，非常適合我國汽車市場多品種小批量的要求。

上海華普發(fā)動機公司479缸體生產(chǎn)線就是這樣混合模式的典型。下面一一介紹。

479Q缸體生產(chǎn)線2003建成當年投產(chǎn)，年產(chǎn)50000臺發(fā)動機，2006年二期擴大生產(chǎn)設(shè)備完成后，年產(chǎn)達100000臺發(fā)動機，加工中心機床增加一倍。由于組合機床高效率能滿足生產(chǎn)節(jié)拍，組合機床沒有增加。

479Q缸體生產(chǎn)線整體指標達到設(shè)計要求，但是還存在以下不足：

缸體生產(chǎn)線的缸體，工序完成后個別成品出現(xiàn)頂面精銑不出，報廢。

同樣，造成缸孔珩磨后，壁厚不等，一邊厚，一邊薄，報廢。以上兩個問題與工序a) 半精銑頂面，半精鏜缸套孔b)精銑頂面，精鏜缸套孔C)珩磨缸套孔有關(guān)。珩磨缸套孔珩磨頭是以缸套孔本身為導(dǎo)向，余量很小，可以排除。a），b）兩工序都是以底面和兩個φ14H7定位孔定位加工的?？赡芘c選擇加工精基準有關(guān)。

出問題的原因分析：精加工后的精基準底面與頂面平行度誤差太大，頂面原始余量不足以包容（精基準）底面對頂面平行度誤差時，是最終發(fā)生個別缸體報廢的原因。先從加工精基準工藝流程查找。檢查可能與加工精基準有關(guān)的工序。

工序安排：

O p - 10選擇1、4毛坯缸孔和毛坯底面定位，精加工過度基準即缸體側(cè)面上面兩個小平面（距缸孔中心55±0.05）和下面兩個小平面（距缸孔中心62±0.05），以及同側(cè)兩個出砂孔φ35H7到尺寸。

圖2 缸體過度基準是上面兩個小平面和下面兩個下平面及同側(cè)2-ф35H7出

砂孔

這個過度基準也是國內(nèi)外發(fā)動機設(shè)計公司的總體設(shè)置的，同常也被提供生產(chǎn)線的機床廠設(shè)計工師采用。

筆者認為，選擇1、4毛坯缸孔作為毛基準，因為1、4毛坯缸孔是缸體結(jié)構(gòu)的中心要素，選擇作為毛基準完全正確。但是選擇底面作為毛基準不當，因為在鑄造時，為了保證頂面平整結(jié)構(gòu)致密，頂面向下，而底面在上，由于排氣向上，澆鑄系統(tǒng)的澆口就設(shè)置在底面上，切割澆口后，毛坯底面坯雖經(jīng)缸體毛坯廠多次打磨，但是并不平整，它與頂面平行度誤差很大。而加工后的過度基準四個小平面和同側(cè)兩個出砂孔與頂平面也無任何位置關(guān)系。

Op-20以過度基準來加工精基準底面和2-φ14H7定位孔。相對于頂面，由于上面兩種誤差的疊加，是造成頂面銑不出和缸孔珩磨后壁厚不等的根本原因。

既然問題是出在加工的基準選擇上，那么如何來解決問題。

1.我們可以從缸體本身結(jié)構(gòu)來考慮，選擇1、5檔主軸承孔剖分面為毛基準（因為主軸承孔剖分面雖然是毛面，但缸體設(shè)計時是與頂面有平行度要求的）。粗銑缸體頂面。

2.以缸體頂面和1、4缸毛坯孔為過度基準精加工底面和兩個φ14H7定位孔。

工序安排：

OP-10粗銑頂面。定位1、5檔主軸承孔剖分面。設(shè)備組合機床立銑機床。

圖3 粗銑頂面工序圖

OP-20精加工底面和兩個φ14H7定位孔。定位粗銑頂面和1、4缸毛坯孔。設(shè)備立式加工中心機床。

經(jīng)過這樣工藝優(yōu)化，就能完全解決精基準底面對頂面的平行度工藝要求。從加工工藝學(xué)理論，因為底面和頂面互為加工基準，所以加工誤差為最小。從而也完全解決頂面精銑不出和缸孔珩磨后，壁厚不等的問題。

四、結(jié)語

專門設(shè)計過度基準是內(nèi)燃機行業(yè)沿用的傳統(tǒng)，但是由于用粗基準加工過度基準有誤差，再加上過度基準加工精基準誤差，最后的精基準的底面對頂面平行度難以保證。

實際生產(chǎn)還遇到過度基準四個小平面在缸體毛坯運送過程磕碰，還有鑄造的塌陷，小平面精銑不出，缸體無法繼續(xù)加工而報廢。同時也增加加工小平面的工時。

為了原生產(chǎn)線提升方便，建議OP-10粗銑頂面的工序在生產(chǎn)線外進行或者由缸體毛坯廠進行OP-10粗銑頂面的加工。

當今中國汽車已進入新能源時代，新能源汽車產(chǎn)量成倍的增長，但是，相對于內(nèi)燃機為動力汽車的巨大的生產(chǎn)量和保有量，新能源汽車幾乎沒有影響。所以內(nèi)燃機的生產(chǎn)和維修都有很大的提升空間和市場。繼續(xù)探討內(nèi)燃機加工工藝課題，應(yīng)該在繼承傳統(tǒng)工藝時，也要求突破傳統(tǒng)工藝，勇于工藝創(chuàng)新才有其現(xiàn)實意義。