发动机是汽车的心脏。气缸体、气缸盖、曲轴、凸轮轴等4C零件是发动机的核心部件，它们的质量直接影响着发动机的性能。在4C零件的制造中，机匣积屑、加工变形和切削液处理后的成本问题一直是发动机关键零部件制造中的难题，制约着产品交货质量的提高和产品制造成本的降低。通过项目实践，我公司研究应用了反磨技术、柔性清洗工艺、模拟气缸盖技术、MQL技术、机群布局等新技术，有效地解决了上述问题。

反向磨削技术

反向磨削技术，即砂轮主轴垂直于底面，工件垂直放置在机床上。两个砂轮主轴带动工件两侧的两个CBN砂轮进行垂直磨削。技术原理如图1所示。反向磨削技术具有以下三个优点：

1。加工时，工件处于垂直状态，将水平加工中阻碍加工的工件重力转化为有用的顶紧力，避免了工件自身重力引起的产品变形，提高了凸轮轴磨削精度的保证能力。

2。双磨主轴以工件为轴对称分布，双磨主轴法向力相互抵消，使工件径向力平衡，法向磨削力通过中心架平衡，从而实现凸轮轴磨削过程中的力平衡，解决凸轮轴加工中磨削力引起的产品变形。

3。CBN高效磨削技术可使磨削效率提高一倍。磨削采用强度高、寿命长的CBN砂轮，两个CBN砂轮同时工作，大大提高了磨削效率。

柔性清洗工艺

柔性清洗工艺扩大了加工中心的应用范围，创新性地实现了高压清洗与加工的完美结合。该工艺充分利用了加工中心的柔性和加工中心内部冷却系统的高压特性。通过优化加工中心内冷孔结构，利用从机床主轴上喷射的冷却主轴和刀具的高压内冷切削液，将5MPa的高压内冷水冲击到加工部位，具有良好的辅助断屑效果；加工完成后，用专用工具定点高压清洗，再次进行高压去毛刺。利用加工中心的联动特性，对清洗机不能有效清洗的零件进行柔性清洗。柔性清洗工艺的优点如下：

1。清洗压力高。压力清洗的喷射力与喷嘴出口压力的平方根成正比。机床内冷压力为5MPa，传统压力清洗机压力为1.5MPa。在其他条件相同的情况下，机床冷孔内的水射流力是清洗机的2.12倍。利用机床内冷孔的水流可以提高清屑质量。

2。灵活性高。可有效实现五轴联动，可有效解决工件无死角问题。

3。良好的定位。刀具内径小于5mm，不利于刀具的清洁。

4。低成本。清洗时间与加工时间一致，大大提高了设备的利用率。

模拟气缸盖技术

在发动机装配中，气缸体和气缸盖组装后，气缸孔受到来自气缸盖的挤压压力，从而导致变形，导致气缸孔和活塞之间的摩擦增大，影响发动机的性能和寿命。缸体精加工前，在装配硬化模拟缸盖后，对缸孔进行精加工和超精加工，可减少整机装配后缸径的变形。这种装配模拟气缸盖的后处理技术就是模拟气缸盖的技术。为了保证装配后的产品质量，预先考虑了气缸体和气缸盖装配后的变形。

通过对装配真实气缸盖和装配模拟气缸盖后的变形进行分析比较，发现装配模拟气缸盖后的变形趋势与装配真实气缸盖时的变形趋势相同，变形差异较小。因此，模拟的气缸盖可以代替真实的气缸盖对气缸孔进行精加工和超精加工。

在装配模拟气缸盖的情况下，气缸孔将加工到产品性能所需的参数。拆下模拟气缸盖后，气缸孔会变形，但实际气缸盖在总装线上组装后，气缸孔在拧紧模拟气缸盖时会恢复到应力状态，以保证装配后的精度。MQL技术是一种新型的切削润滑技术。将适量的MQL油与压缩空气混合，通过刀具内冷孔喷在加工表面上，冷却、润滑和清洁切屑。目前，该技术已在曲轴加工领域得到充分应用，并在气缸体、气缸盖加工中得到验证。作为一种绿色准干法加工技术，MQL技术具有以下三大优势：

1。它能改善刀具的切削条件，抑制和减少加工过程中产生的切削热，提高刀具寿命。

2。MQL油在生产过程中不需要更换，只需定期添加，无废水排放。油雾经设备净化处理后直接排放，有效避免了工业生产对环境的污染。

3。用少量MQL油代替切削液，降低了切削液的辅助材料消耗和后处理成本。

集群布局流程

集群布局的核心理念是以技术为基础，布局适应流程，以最少的流程处理产品，多台同一设备完成一个流程。组的布局过程如图3所示。

集群布局技术的优点是：最大限度地提高工序集中度，减少产品夹持次数，有利于保证产品加工精度；辅助时间比例小，设备利用率最高；一次设备故障只影响少量生产线产能，全线启动率高。其缺点是：产品加工一致性差；产品质量追溯不方便；物流不畅；通常辅以桁架机械手来满足质量追溯和物流需求。

成组排样工艺主要用于生产程序较大的自动化生产线。

结论

随着工艺技术和设备技术的进步，新工艺、新技术不断涌现，促进了工业生产的持续发展。传统的机械加工生产线遇到的问题和长期没有解决的问题逐渐得到解决。随着产品质量保证能力的不断提高，制造成本也得到了很好的控制。

采用倒铣加工凸轮轴，可避免凸轮轴在加工过程中因自重而产生变形，使工件应力平衡，提高产品加工精度和效率；在气缸盖加工中，气缸盖水道、凸轮轴室等异形表面由加工中心解决了加工过程中的积屑和粘屑问题；模拟气缸盖技术解决了气缸体和气缸盖装配过程中的缸径变形的工艺问题，保证了装配质量；气液混合MQL技术实现了准干切削，降低了加工成本切削液的使用和对环境的污染；机群排样技术实现了工艺集中，减少了辅助时间的比例，提高了设备的利用率。