随着中国制造2025不断推进,如何构建数字化信息平台的智能化工厂成为研究重点,本文以气缸套离心铸造智能化中央控制系统为研究对象,以生产控制中心执行系统功能模块出发,通过生产状态智能化实时监控、生产控制过程参数全覆盖智能化管理、智能化专家数据处理系统、以及智能化中控室硬件显示系统,实现了智能生产的中央控制。提高企业智能化水平,为智能化工厂提供坚实有力的基础。

随着内燃机技术的提高,普遍要求气缸套石墨组织50%以上为A型石墨,传统粗放式的孕育,很难得到A型石墨。为此,本文在对精准孕育工艺系统进行了深入研究的基础上,通过数据采集终端,建立了各钢包铁水样品冷却曲线与其相应的力学性能、化学成分和金相组织之间的关系数据关系,并建立了专家数据库。将生产现场铸件的铁水数据与专家数据进行对比,根据冷却数据点的相似算法和大数据冷却曲线特征关系模型理论,预测待测铁水的化学成分、金相组织和力学性能,从而推断二次孕育剂的添加量,精准实时调整孕育剂的加入量,使气缸套A型石墨达到90%以上。

气缸套作为发动机的关键零部件之一,在气缸套离心铸造数字化建设过程中,智能化熔炼系统是重要一环。本文通过研究气缸套毛坯离心铸造过程的智能化熔炼技术,研发出中频电炉智能化控制系统,采用了气压保温自动浇注炉,研发了中频炉智能化加料系统,应用了智能化测温装备,实现动态优化调整原材料配方并自动添加炉料、动态控制脱氧扒渣、全过程无氧化浇注、智能判断出炉化学成份并自动化学成份调整、全过程屏幕显示配料单、温度、化学成分。

对套筒类零件各种内孔夹紧夹具进行了优缺点分析,介绍了一种新型薄壁套液压夹紧夹具,使用时在夹具本体与薄壁弹性套之间充入液压油,薄壁弹性套受压膨胀,由于薄壁套能在整个接触面内均匀膨胀,所以在整个工件内孔夹紧长度内能够实现均衡夹紧,能有效降低夹紧压力,减小工件夹紧变形,提高工件加工精度,所加工的零件外圆没有因工装局部应力过大造成的花瓣状圆度及鼓型圆柱度形状公差,经实践证明液压薄壁夹紧夹具提高了所加工件的尺寸精度及形状精度。

为了分析下置式气缸套的变形特征,建立了气缸套、缸体、螺栓的参数化模型,以活塞推力侧壁厚为设计变量,采用ANSYS Workbench软件对参数化模型进行数值分析,获得了气缸套温度在轴向呈梯度分布特征,径向形变量最大位置处于气缸套活塞推力侧,活塞侧推力导致气缸套失圆变形。为了改善气缸套工作时因活塞侧推力导致的失圆变形,构建了气缸套优化模型,以气缸套活塞推力侧壁厚为优化目标,对气缸套活塞推力侧进行结构优化设计,通过对不同设计方案对比,得到结构参数对气缸套的影响规律。研究结果表明,优化后的气缸套推力侧形变减少16%,达到预期效果,有效地提升气缸套工作能力。

通过等离子喷涂技术在发动机气缸套表面喷涂一层高强度高硬度陶瓷复合涂层,研究复合涂层制备过程中的气缸表面质量。测试结果表明,在此工艺下制备的陶瓷涂层约为577 HV,是原有基体材料铸铁(331 HV)的1.74倍多。耐腐蚀实验中,未渗陶缸套比渗陶缸套表面多损耗333 mg。陶瓷涂层的硬度和耐腐蚀性相较于基材都得到较大提高。渗陶气缸套与不同活塞环配合其磨损性能优于现生产的气缸套。台架试验结果表明该渗陶气缸套节省机油效果明显,满足设计和使用要求。