本文以某公司为例,对发动机正时链条盖的快速样件加工工艺、夹具设计方案与夹具功能特点, 进行了详细的分析,并提出了CNC 加工工序中遇到的制约生产的技术问题产生的原因,给出了具体可行解决方案。
图1、2 为某汽车公司的一款乘用车发动机使用的发动机正时链条盖,此链条盖用于2.0 和2.0T 两款高性能发动机上。在开发初期发现并改进新产品设计缺陷,避免新产品投产后造成的设变成本损失,快速样件正好是用于发动机在前期开发前期性能测试、缺陷的发现以及验证产品的验证特殊特性。由于模具和夹具的开发周期较长,为了缩短汽车在研发过程中的周期,往往用铝块进行快速加工,使得前期的开发时间以及开发成本大大降低。这也是为什么很多产品样件都是使用快速加工的原因之一。
情况分析
在做此类产品的时候往往要考虑的有两个方面,一是产品的精度,另外一个就是产品在教工过程中如何防止产品的变形。最初使用的材料是T6 的只是做过人工时效,但是当粗加工完成后发现产品变形量达到了0.8MM 以上。后来更改加工工艺:将产品两序粗加工完成后进行精加工,最后发现产品的变形量达到了2.0MM,产品变形量已经远远超出了合理的范围,无法继续进行加工。经过当场分析,发现是材料内部应力集中造成, 可是如果需要将材料时效需要很长时间,但客户的订单周期时间很短。
通过查阅资料,选用的另外一种材料是6061 铝板型号为T651。一般情况下,T6 的内应力会比较大,加工会变形,最适合加工的状态应该是T651,它是在T6 的基础上进行拉伸,消除内应力 6061 铝合金的主要合金元素是镁与硅,并形成Mg2Si 相。若含有一定量的锰与铬,可以中和铁的坏作用; 有时还添加少量的铜或锌,以提高合金的强度,而又不使其抗蚀性有明显降低。买回来T651 的材料后,进行加工后发现产品的平面度在0.15MM 以内,我们要控制是产品的平面度不超过0.4MM,完全合格。
图3 正时链条盖机加工简图,链条盖和其它汽车零件相比,易变形,加工精度高,装配表面质量要求高。此零件是发动机总成的部件之一,有着严格的装配尺寸要求和较高的形位公差精度。零件最大外形尺寸511×3100×81.75。铝料的规格为650×320×85.