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摘要：随着我国经济的快速发展，我国汽车工业发展迅速，从汽车研发到制造都取得了很好的成绩，其中缸体是汽车发动机的关键核心零部件，其加工质量与精度直接影响着发动机整机性能的好坏和使用寿命的长短，本文将就发动机缸体加工定位误差进行相关探析。
关键词：发动机；缸体；定位；误差；研究
引言
缸体是发动机各个机构和系统的安装基体，其内外、前后、左右、上下布满了空间孔系。发动机内部的运动可以归结为曲轴、活塞、连杆及凸轮轴的联动，发动机各个部件的连接尺寸实际上可以确认由上述几个方面确定。由于曲轴、活塞是安装在发动机的气缸体内，缸体的加工质量显得尤为重要，尤其是其孔系的位置尺寸、形位公差更是保证发动机装配与运转寿命的基础。
1定位误差的基本概念
定位误差分析是针对某一个工序的工序尺寸而言的，只要该工序尺寸不因定位而产生误差，那么就认为该工序尺寸的定位误差是零。至于该工序尺寸在加工过程中产生的误差，则不属于定位误差的研究范畴。所以，不应将定位误差与加工过程误差以及其它误差混为一谈。
1.1定位误差：工件在夹具上（或机床上）定位不准确而引起的加工误差称之为定位误差。其大小等于按调整法加工一批工件而定位时工序尺寸的最大变动量。定位误差来源于两个方面：基准不重合误差和基准位移误差。
1.2基准不重合误差：因工序基准与定位基准不重合，用调整法加工一批工件时，引起工序基准相对定位基准在工序尺寸方向上的最大变动量，称为基准不重合误差。
1.3基准位移误差：因定位副制造不准确，用调整法加工一批工件时，引起工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量，称为基准位移误差。
基准位移误差可以划分为两类：工件定位表面制造不准确引起的基准位移误差和夹具定位元件表面制造不准确引起的基准位移误差。
2发动机缸体加工概述
发动机缸体是发动机的基础零件和骨架，同时又是发动机总装配时的基础零件。缸体的作用是支承和保证活塞、连杆、曲轴等运动部件工作时的准确位置；保证发动机的换气、冷却和润滑；提供各种辅助系统、部件及发动机的安装。
缸体加工全过程共十多道工序．其中有切削加工、清洗、试漏、装主轴承盖、拧紧、压堵盖、检测、涂密封胶、分组打标记工序。前后面、油道、导向孔、曲轴孔半圆面、工艺定位孔的粗加工等。目前来说常用的有高速加工中心的方式，高速加工中心具有很多优点：单位时间内材料切除率大增，生产效率高；工件可基本保持室温状态；机床的激振频率高于工艺系统的固有频率，振动小，工作平稳；主轴具有高压内冷却系统，具有良好的湿式加工性；能实时地对机床主轴和滚珠丝杠的发热情况，刀具磨损情况，工件加工精度情况等进行在线测试和监控。总而言之，有针对性地采用技术含量非常高的加工中心，是柔性制造技术中提高生产率和加工质量的优化选择。
3发动机缸体加工定位误差的分析
根据缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把缸体分为以下三种形式。一般式缸体，这种缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，但刚度和强度较差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆龙门式缸体，强度和刚度较好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。隧道式缸体，结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。为了能够使缸体内表面在高温下正常工作，必须对缸体和缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷。现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。
3.1缸体加工材料
发动机缸体采用的材料一般是灰铸铁HT150、HT200、HT250，也有采用铸铝或铸钢的。各种材料各有优劣，都有自身的特点，我们需要根据不同缸体产品的不同质量要求来确定相应的生产材料。
3.2缸体加工制造
铸造、锻压、焊接、粉末冶金和非金属材料成形等方法都可以作为机械零件毛坯的制造方法，但它们的制造成本、生产条件等都有差异，再加上实际生产中零件毛坯生产批量的不同，我们对制造方法的选择必然也会不同，正确的方法是：结合生产实际，综合考虑毛坯的使用要求、生产经济性要求，同时兼顾环境保护，最终达到制造方法与实际生产条件相适应。
3.3合格铸件标准
缸体毛坯的技术要求：对非加工面不允许有裂纹、冷隔、疏松、气孔、砂眼等铸造缺陷。
缸体毛坯质量对加工的影响：加工余量过大，会增加机床的负荷，影响机床和刀具的使用寿命，成本变高；飞边过大，直接影响刀具使用寿命；由于冷热加工基准不统一，毛坯各部分相互间的偏移会造成机械加工时余量不均匀。
3.4提高缸体加工精度理论
缸体实际加工过程中，给定定位元件的公差；，可以估计工件的位置和姿态误差，可通过多组数据对一批工件的装夹定位误差进行估计，在缸体加工过程中补偿夹具定位产生的误差，从而提高缸体加工精度。反过来，当给定工件的位姿精度要求，通过计算，结合夹具定位元件设计要求，可估算出定位元件的公差等级，给定位元件尺寸设计提供参考。
3.5缸体加工精度控制措施
在实际加工过程中，为提高定位精度可给工件施加一个垂直于两定位销的横向力，使定位销与定位孔作单边接触，这样的好处是可以提高定位精度，极大地减小误差值，主要是工件的转向误差。但同时夹具多次装夹后可能产生变形而影响定位精度，但在如发动机缸体气缸孔的精加工等关键工序中可以应用这种方法以提高缸体的加工精度。
3.6缸体精加工工序测量所用的基准坐标系建立
在缸体底面测量一个平面，即为P10面。测量圆柱销定位孔圆柱两个圆截面，测量菱形销定位孔圆柱两个圆截面。将在菱形销定位孔内所测的两个圆截面的圆心点沿X轴正方向偏置-28。用圆柱销定位孔内所测的两个圆截面的圆心点和在菱形销定位孔内所测的两个圆截面的圆心点偏置后的两个点，共4个点构建一个平面，该平面即为P11面。以油底壳面即P10面的法线建第1轴即为y轴，并在该平面清 Y=O；以P11面的法线建第2轴即为X轴，三坐标测量机自动生成Z轴，过圆柱销定位孔中心的Z轴的法平面即为P12平面，在圆柱销定位孔第一圆截面圆心清X=O，Z=O。
这样，缸体精加工工序测量所用基准坐标系就建立好了，完全同加工基准坐标系一致，其他加工的孔、面的位置测量仅通过元素采集、评价就可很精确地测量出来。
结语
综上所述，发动机缸体在汽车的研发和制造过程中是一个重要的部件，这就需要我们在研究开发的过程中加强对缸体精度的控制，完善缸体加工条件步骤，从而保障汽车质量。
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论文作者:石艳宁,郭士雄,吴昊
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：缸体论文; 误差论文; 加工论文; 发动机论文; 基准论文; 工序论文; 工件论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;