为满足集团发展大功率轿车提供动力的需求，我公司组织技术力量设计和试制了V6发动机，包括从图样设计到零部件试制，直到完成发动机整机装配并点火成功的全过程。本文意在分析试制过程中遇到的问题及对策，与业界共享。

V6 发动机缸体的试制，首先要解决V6发动机缸体毛坯的问题。缸体毛坯是压铸铝合金，由于缸孔内镶合金缸套，这就增加了压铸毛坯的难度，因为往往在双金属结合处会由于热应力的不同而拉裂，而压铸机模温度和合金缸套预热温度的匹配如何自动控制是V6发动机毛坯是否压铸成功的关键。毛坯的压铸模设计和压铸模加工周期都较长，由于缸体质量大于40kg，根据缸体投影面积来选择压铸机，压铸机吨位要求在2500t以上。压铸机问题解决后，还要选择合适的压铸模设计和制造厂家，由于V6缸体压铸模具尚未做过，我们组织压铸厂、模具制造商和我公司的技术人员进行多次商讨，就压铸工艺、模具制造工艺以及压铸模结构等相关细节达成一致。其他问题，尽可能按照立足国内的原则，充分依靠国内各单位的大力协作，V6发动机缸体毛坯终于压铸出来了。

试制背景

原公司缸体的结构是直列形式，在柔性生产线上加工。V6发动机缸体不可能利用原有设备加工，另外，由于V6发动机缸体本身各要素的加工精度和相互位置精度高，质量和尺寸也较原缸体大很多，相应对设备的要求也更加苛刻。由于我公司和国内某机床公司有长期友好合作关系，我公司决定V6发动机缸体试制采用通用设备，外协加工。缸体的密封性检测设备由我公司设计制造运到机床公司，便于加工过程中对缸体进行密封试验。我公司选派技术人员和机床公司技术人员组成试制小组，根据机床公司设备来编制工艺、设计夹具和选择刀具。

试制流程

对于试制样机，先计划少量试制缸体，再根据加工中出现的问题，以后在小批量试制时，对工艺进行有效调整。

1.编制工艺原则

(1)采取工艺集中方式，对V6发动机缸体的前端面、后端面、左侧面、右侧面、上平面、左缸盖结合平面、右缸盖结合平面以及底平面的所有要素(孔、槽和平面等)，无后续精加工工序的，都按在一次定位夹紧中，加工到图样要求。

(2)尽可能少用专用刀量具，多用通用刀量具，以降低试制成本。

(3)尽可能选用少量机床，以减少加工缸体上下机床的辅助时间和缸体在机床间运输时间。

(4)尽可能少设计制造夹具。设计夹具时，保证产品精度为原则，夹具结构尽可能简单，采用手动夹紧，定位尽量考虑在一台夹具上完成缸体的多面加工，夹紧压板夹紧工件位置要适当，防止夹紧元件和加工刀具干涉，以降低试制成本。

2.编制工艺

(1)选择5台设备，1台汉江机床公司的立式加工中心机床，1台日本的卧式加工中心机床(刀库容量60把刀具，带高精度回转工作台……)，1台德国高精度的卧式座标镗床，1台昆明机床公司的T-60卧式镗床，1台立式珩磨机床。

(2)专用刀具包括小直径铰刀，特殊螺距的丝锥，用插补法加工主轴承孔曲轴止推面的刮刀，以上刀具由专用刀具供应商设计并定时提供。

(3)夹具设计共3套：分别为加工底面夹具、加工前端面夹具(利用高精度回转工作台回转，可分别加工后端面、主轴承孔、左侧面和右侧面)以及加工左缸盖结合平面夹具(利用高精度回转工作台回转，可加工右缸盖结合平面)。

(4)编制工序

①OP-10，本工序在立式加工中心机床上加工，先加工上平面，铣平为止，上平面在左缸盖平面和右缸盖平面之间，它是缸体毛胚设计的工艺初基准，先铣平。

②OP- 20，用加工底面夹具，以上平面和两个预压铸定位孔为基准定位，在立式加工中心机床上加工底面孔系，主要有粗、精铣底面;粗、精镗两个定位销孔φ14H7 至尺寸;粗、精铣主轴承座结合面;粗、精铣主轴承座结合面及主轴承盖用定位止口;钻、攻主轴承座结合面螺纹孔;钻、铰冷却活塞用的喷咀孔及钻，攻与下缸体连接的螺纹孔等。

③OP-30，本工序在卧式加工中心机床上加工，定位基准为底面和底面两个φ14H7定位孔定位，利用高精度回转工作台回转，用加工前端面夹具，在日本卧式加工中心机床上加工前端面，后端面孔系及主轴承孔粗加工。

前端面孔系主要有缸体与前链罩结合面的螺纹孔和前链罩结合面的定位孔;主油道前端的堵塞孔;正时链的张紧轮安装孔;水泵安装螺纹孔等。

后端面孔系主要有缸体与后变速器结合面的螺纹孔和后变速器结合面的定位孔及主油道后端的堵塞孔等。

主轴承孔粗加工(留半精镗和精镗余量)，用插补法加工第3档主轴承孔的曲轴止推面。

④OP-40，卧式加工中心回转工作台回转加工，加工缸体左侧面孔系。

⑤OP-50，卧式加工中心回转工作台回转加工加工缸体右侧面孔系。

⑥OP- 60，本工序在卧式加工中心机床上加工，定位基准为前链罩结合面和与前链罩结合面两φ14H7定位孔定位，用加工左缸盖结合平面夹具，加工与左缸盖结合平面上的孔系，主要有与左缸盖结合的螺纹孔和与左缸盖结合的定位孔;油道孔及粗、精镗缸套孔(留半精珩和精珩余量)等。

⑦OP- 70，卧式加工中心回转工作台回转加工：在卧式加工中心机床上加工与右缸盖结合的平面上的孔系，主要有与右缸盖结合的螺纹孔和与右缸盖结合的定位孔;油道孔及粗、精镗缸套孔(留半精珩和精珩余量)等。OP-75工序为按缸孔的顺序安装主轴承盖，保证螺栓拧紧转矩达到图样规定设计值。

⑧OP-80，本工序用加工前端面夹具(定位基准为底面和底面两个φ14H7定位孔定位)，在T-60普通卧式镗床上刀校主轴承孔两侧面与定位面的距离尺寸，防止曲轴回转时，曲轴主轴颈外侧与其干涉。

⑨OP- 90，本工序采用加工前端面夹具(定位基准为底面和底面两个φ14H7定位孔定位)，在德国高精度坐标卧式镗床上加工主轴承孔，刀具采用山特维克可乐满高精度镗杆和高精度可调切削单元，分别进行半精镗主轴承孔(单边留0.2~0.3mm精镗余)和再精镗主轴承孔达到图样要求，由于刀具和机床等构成的高精度高刚性工艺系统保证了主轴承孔的精度，经三坐标测量机检测结果得出尺寸、位置度以及粗糙度都达到图样的设计要求。

⑩OP-100，分别半精珩，精珩左缸孔和右缸孔，再珩平台网纹，按机标平台网纹标准规定验收。

结语

V6发动机缸体与479直列发动机缸体相比，工序要复杂得多。我们在试制过程各个阶段，始终加强三坐标对缸体各要素的跟踪检测，以控制质量。试制经验加深了我们对V6发动机缸体加工工艺的认识，为今后制定批量生产工艺，建批量生产线，打下了坚实的基础。