值4.08亿元,净值1.81亿元,主要设备800余台,公司目前拥有员工1556人,研发人员152人,其中高级工程师31人。现有年生产能力:活塞300万只、轴瓦1000万片、活塞环2000万片、铝铸件1000吨。是集科研开发、生产、销售、服务为一体的大型汽车零部件企业。其主要产品如图1所示:
图1:发动机活塞
轴瓦(Engine bearing)是滑动轴承和轴接触的部分,非常光滑,一般用青铜、减磨合金等耐磨材料制成,在特殊情况下可以用木材塑料或橡皮制成,也叫轴衬,形状为瓦状的班圆柱形面。该公司主要用金属型来浇注铝合金产品,如进气歧管和活塞。概括起来,活塞轴瓦等产品的生产流程包括:
(1)液态成型:浇注出产品毛胚;
(2)热处理:改善逐渐组织,减少缺陷发生几率; (3)机加工:精确加工产品尺寸,表面粗糙度等特征; (4)检测:检测产品的尺寸及其他参数是否符合设计要求。 下面将结合参观到的内容对该厂产品的生产流程进行说明。 1.2.1液态成型过程
在参观过程中,我主要注意到金属熔炼、砂芯制备、倾转浇注、金属模型腔等几个方面。
铝合金主要用感应电炉进行熔炼,之后放入保温电炉保存,等待浇注。感应电炉有数个规格,由所采用的交流电的频率进行分类,可分为高频电炉、
5
中频电炉和低频电炉,这几种规格在该厂中都有应用。感应加热的特点为:(1)感应加热技术具有快速,清洁,节能,易于实现自动化和在线生产,生产效率高等特点;(2)是内部热源,属非接触加热方式,能提供高的功率密度;(3)在加热表面及深度上有高度灵活的选择性,能在各种载气中工作 (空气,保护气,真空),损耗极低,不产生任何物理污染。利用感应电炉在真空环境下加热可以很好的克服铝合金易于氧化,吸气等缺陷。
该厂的砂芯制备采用三乙胺法,属于气硬冷芯盒法。三乙胺法用粘结剂由两部分液体组成:组分一是苯醚树脂;组分二是聚异氰氨酸脂。催化剂成分有多种。三乙胺法因其价格便宜,所以使用最为广泛。砂芯在制备过程中,要特别注意的是砂芯的接头结构,如图2.接头的作用是使砂芯在金属型腔中能够定位与固定。砂芯的在制备完成后,需用高压气体将其表面的浮沙除去。
图2:砂芯及其接头 图3:倾转浇铸机
在后续的作业过程中,将保温的金属液通过人工倒入金属型中,进行浇铸。金属型浇铸具有逐渐表面质量好、使用次数高、铸件尺寸稳定等优点,多用於要求较高的零件的大批量生产。该车间用的浇铸设备为倾转式浇铸机(如图3),即直接采用重力法浇铸而不用压力机浇铸。此外教主该产品时的浇铸系统为底铸式,有利于逐渐自底向上的顺序凝固。
6
由于金属型冷却速度快、散热大、铝合金成品收缩率达,为了减少缺陷,该车间采用“大冒口”的工艺形式。底注式浇注系统在液体充型过程中,金属液从下部充填型腔,流动平稳,这样可以防止金属液中卷入空气,此外,缓慢的铝合金液有利于型腔中空气的排除,这些都有利于减小铝合金制品中的气孔和缺陷。 1.2.2热处理过程
在浇注完成后,需要进行热处理以改善活塞中的组织。活塞时铝合金制品,其中含Cu量比较搞,这样可以使制品组织致密强度改变;而为了增强活塞的耐磨性,合金中含Si量也比较高。活塞根据其组织的不同制定不同的热处理规范,如T1~T6都代表着不同的热处理规范。通过四把火的组合(淬火、正火、回火、退火),可以根据产品的具体要求使组织形式满足应用要求 1.2.3机加工过程
在工件热处理完成之后,需进行机加工,加工操作包括切除冒口(如图4),加工活塞内壁,外壁等,是工件的尺寸达到设计要求。
图4:冒口切除机 图5:报废活塞
图4中的冒口切除机由的加持部分有定位和固定作用,工人可以轻易的定位工件,能够较大的提高生产效率。切除冒口过程中有冷却液辅助散热。 1.2.4产品检测
7
在进气管、活塞的加工车间单独设有检测间,对工件机加工完成后即可送入检测间检测,主要检查其气密性、精度质量。由于对活塞等产品的气密性要求较高,所以气密性是主要的检测指标。检测合格后,方可将产品交付客户。同时应在不合格产品(如图5)中吸取教训,总结并改善影响产品质量的因素。
1.3东风刃量具厂(23厂)
七月十二日,到达十堰的第三天,我们参观了东风汽车有限公司刃量具厂。该厂的加工设备主要包括车床、铣床、磨床和数控铣床。根据老师的描述,在我国工厂内,对于精度要求很高的制品,加工方式还是以人工为主,说明我国的制造业自动化水平还不是很高。 1.3.1机加工部分
进入厂区后,我们首先参观了卡规的生产车间,其毛胚如图6所示。
图6:卡规坯料
卡规是一种精度很高的量具,在其“卡钳”部位上有凹槽,这是方便加工的工艺槽,在该槽的上部是上公差测量的部位,下部位是下公差测量部位。卡规卡钳是工作部位,精度要求最高。因而在热处理时卡钳部位是联通的。当其他工艺都完成后,才加工出“卡钳”部位,以防止在制造过程中的产生的变形对其测量精度的影响。
8
在精加工车间,我们参观了线切割机等设备。精加工车间中有数台空调设备,主要作用是保持加工车间的恒温,从而防止温度对工件尺寸带来的影响。由此可见,加工环境也是很重要的。线切割机床(Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM),属电加工范畴,其原理是电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,从而进行切割加工。再配合数控技术,可以精确的切制复杂形状的产品。在加工完成后,工人师傅还会用塞尺等检具对加工尺寸进行检测,所用塞尺的厚度为1丝,即为0.01mm。 1.3.2锻造车间
在锻造车间,工人利用电阻炉(如图7)对工件进行加热。根据老师的描述,锻件容易产生两种缺陷:一是中心尺寸开裂,原因是中心为加热透;二是由于合金含量过高容易产生崩裂。含硅量高的金属不易锻造。
图7:电阻炉 图8:真空高压气淬炉
1.3.3真空气淬室
真空气淬操作主要用于模具钢的热处理,也适用于高碳合金钢的热处理。其设备是真空高压气淬炉(如图8)。在这个车间中,我们着重了解了滚口轮真空气淬工艺:淬火加热时,真空度为7*10-1Pa,当加热到800摄氏度时,此时由于合金元素有可能挥发损失,应向真空炉中通入N2,将真空镀减小至400~700Pa,待一段时间后,通入高压N2(10个大气压),使工件冷却。之后进行回火,冷却后进行冷加工。
9