发动机缸体缸盖加工线除了机床以外，辅助设备也是必不可少的，其大体可分为输送、清洗、装配、试漏和检测五大类，辅助工艺为缸体缸盖的加工提供质量保证。本文根据常用的工艺方式，对五类辅助设备进行了分类阐述。

输送设备

输送设备是连接加工设备和其他设备的纽带，保证将工件连续平稳地输送至下一工序。最常用的输送方式有两种：一种为区域滚形式，工件到达既定位置时电动机停止转动，消除对工件的摩擦；另一种为摩擦积放滚形式，工件停止时接触面与滚轮摩擦力大于摩擦片提供的摩擦力，工件停止即可达到工件积放要求。摩擦积放滚道的摩擦形式分为端面摩擦和径向摩擦，端面摩擦因为摩擦力可调应用更为广泛。动力传递的方式多为双链连轮链条传动方式，也有伞齿轮传动。动力传递部件要求封闭安装在两端铝合金型材当中，可以有更好的安全防护、防尘和降噪效果。滚轮要求光滑、耐磨和防锈，需要在表面磨削后镀铬并做抛光处理。由于工件加工后留存较多的切削液，因此需要在滚道的底部设置接水盘。

图1  模拟缸盖拧紧机

清洗设备

清洗工艺一般作为装配、试漏和检测工序的前工序，常见的生产线中至少有中间和最终2个清洗工序。

缸体中间清洗安排在油道试漏及轴承盖装配工序之前，清洗要求集中在油道，轴承盖安装面、轴承盖螺纹孔及输送定位基准面。清洗工艺安排如下：紊流清洗→定位清洗→翻转吹气→定位吹气，清洗压力为1.2MPa，中间清洗可以采用常温清洗，清洗液过滤处理为精度100mm的一级滚筒反冲过滤和精度20mm的二级布袋过滤。

缸体最终清洗安排在下线试漏和最终检测之前，清洗要求缸体各部位全面清洗，达到图样要求，清洗工艺安排如下：紊流翻转清洗→定位清洗→翻转吹气→定位吹气→真空干燥→工件冷却，工艺可根据节拍要求适当增加定位清洗和吹气工位。最终清洗采用中温清洗，温度要求在40～50℃范围内，外围和水套清洗压力为1.0MPa，油道清洗压力为2.5MPa，冷却工位要求出口处工件温度在25～35℃范围内。清洗液过滤处理为一级滚筒反冲过滤、二级布袋过滤以及三级布袋过滤，精度为10mm。

缸盖第一中间清洗安排在油道试漏和导管座圈压装之前；缸盖第二中间清洗安排在导管座圈孔和挺柱孔加工之后和凸轮轴盖安装之前；缸盖最终清洗安排在碗形塞压装、水套试漏和最终检测之前，清洗工艺安排和过滤方式与缸体相同。装配线上线清洗要根据工厂环境和外购件供货灰尘和油污情况决定是否需要清洗。

图2  线性密封

装配设备

缸体轴承盖装配和缸盖凸轮轴盖装配相似，工艺安排为：螺纹孔喷油→人工装配轴承盖→螺栓自动拧紧。装配轴承盖时可自动或人工在缸体上放置一块导向模板，使装配轴承盖位置更准确、方便，螺栓自动拧紧机根据节拍选择两轴或者多轴拧紧，轴选择可控制力矩和旋转角度的电动拧紧轴。

现在很多工厂在缸体精加工和珩磨前要装配模拟缸盖及缸垫，装配之前缸体、模拟缸盖和缸垫都要经过清洗，装配工艺安排如下：缸体进入装配工位→一侧机械手用吸盘吸取缸垫移位装配，另侧机械手再抓取模拟缸盖和螺栓移位装配→进入下一工位自动拧紧（见图1）。缸垫上打印有二维码，模拟缸盖可装配电子标签或打印二维码。在拆模拟缸盖时，机械手上读取装置读取数据并计数，达到设定数据时将通知人员更换缸垫和螺栓，并将缸垫和模拟缸盖送入更换工位。

缸盖导管座圈压装可分为水平压装和垂直压装两种方式，垂直压装方式多为框架形式，刚性好，应用较为广泛。压装工艺安排如下：缸盖导管孔内喷油→进气侧导管座圈压装和排气侧导管座圈压装，此两工位可根据节拍分为4个工位，每工位压装4组孔。压装工位动作：缸盖夹具旋转使导管座圈孔垂直于工作台，夹具上升使缸盖弹簧座面与固定支撑接触，压装座圈并保压，再压装导管，压头退回，夹具下降进入下一循环。压头驱动可采用液压缸、气液增压缸和伺服电缸，它们都可以装配压力和位移传感器对压装过程进行监控。导管座圈采用自动上料装置，如果工艺要求座圈冷冻，在座圈输送料道上还可增加液氮冷却通道。

碗形塞装配设备第一种形式有2个工位，第1个工位涂胶，第2个工位压装碗形塞。涂胶工位每个有碗形塞孔的面设置1个甩胶头，有2个孔的面用气缸推动甩胶头移动，有多个孔的面使用X、Y向伺服电动机驱动甩胶头移动完成涂胶。压装工位可以使用涂胶工位形式移动压装，也可以多个压头一起压装，碗形塞采用自动上料系统。第二种形式同为2个工位，第一个工位涂胶并压装2个面的碗形塞，第二个工位涂胶并压装另2个面的碗形塞，如果节拍允许也可1个工位完成所有涂胶和压装任务。

图3  端面密封

试漏设备

缸体缸盖油道试漏安排在粗加工及各面孔加工完毕后、精加工前，水道试漏安排在碗形塞压装之后。大面的封堵如顶面水套采用线性密封（见图2），小孔封堵采用端面密封（见图3）。为了保证密封性，密封面尽量不选择毛坯面，孔的端面至少有3mm以上的密封带，多孔同时采用一个驱动缸封堵时，要采用弹性结构。内孔如凸轮轴孔和挺柱孔封堵可采用内涨式封堵头，密封件材料选用优质聚氨酯材料，密封件的安装采用梯形槽结构。

泄漏检测方式有流量法、压降法和压差法。压差法需要一个标准件或可调式标准罐作为参照对象，检测过程分为加压、平衡、检测和排气四个阶段。

检测设备

缸体和缸盖的检测内容中，关键检测项有缸孔、曲轴孔、凸轮轴孔、导管座圈底孔、导管座圈孔和挺杆孔以及各面的销孔。缸孔、曲轴孔和凸轮轴孔通常为100％的检测，其余内容可抽检。检测内容有直径、圆度、圆柱度、同轴度和跳动，这些数据在工位本地工控机进行SPC统计分析，也可通过电子标签和网络将数据传输到总装线和服务器，服务器对数据保存用以数据追溯。

缸孔和曲轴孔检测复合在同一台检测设备，缸孔测杆为单截面测头，曲轴孔和凸轮轴孔测杆为多截面，测杆每个截面均匀布置4个电感式传感器，缸孔和曲轴孔触头具有气动收张功能，有效提高传感器的使用寿命。

缸盖导管座圈孔跳动测量，测杆结构：1个电子传感器作用在座圈面上，1个机械导套和1个传感器作为导管孔内的机械基准，测杆插入导管孔按下电动按钮，电动机驱动塞规自动旋转完成测量。

结语

发动机缸体、缸盖加工线上的五大类辅助设备都属于非标设备，要将这些设备顺利接入加工生产线，必须要熟知各工位前后的加工状态、定位基准和输送导向基准，做好工位前后滚道和信号连接，合理设计工序内容和自动化程度，使工序节拍达到均衡。