[发明专利]直列发动机缸盖燃烧室在线补偿加工的方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机缸盖燃烧室加工，具体地，涉及一种直列发动机缸盖燃烧室在线补偿加工的方法。

背景技术

发动机缸盖是发动机上的主要部件之一，其质量的高低、加工精度的好坏直接影响着汽车发动机的性能。由于受铸造和加工工艺的影响，燃烧室各缸容积存在差异并在设计要求的容积值附近产生较大幅度的波动。缸盖燃烧室各缸的容积差异过大会导致各缸间的压缩比不等，从而影响发动机的性能。对缸盖燃烧室进行补偿加工，可以将缸盖燃烧室容积控制在设计参数的范围之内，并降低缸盖各燃烧室的容积差异，是提高发动机产品质量的重要一环。

缸盖燃烧室的容积大多通过对缸盖燃烧室进行铣削来控制。已有技术中，顾健在论文“微机在气缸盖燃烧室修整加工中的应用”(《组合机床与自动化加工技术》1996年第8期，24-26页)中介绍了多微机在燃烧室容积自动修整加工系统中的应用。主机根据容积测量和形位测量的数据,计算出等边修整的参数,控制数控机床自动修整加工,把部分不合格缸盖修整为合格品。但是该方法是在缸盖燃烧室机加工完成以后，检测出不合格缸盖，对燃烧室容积偏大的缸盖返回上道工序再铣削，对燃烧室容积偏小的缸盖沿着燃烧室内壁铣削，这种补偿方法增加了加工工序而使工艺变得更复杂。另外，该方法虽然能实现在线检测缸盖燃烧室容积，但由于增加了不同的再加工工序而不能保证实现在线补偿的功能。而且，该方法只能降低缸盖燃烧室容积公差，而不能有效控制燃烧室的容积一致性。

杨红亮，于化虎在论文“有关机床加工发动机的缸盖球形燃烧室的流程试验”(《科技传播》2012年第13期，147+110页)中利用万能铣床对球形燃烧室进行加工之后再利用成型的球形刀对缸盖燃烧室进行加工。该方法为缸盖燃烧室补偿加工提供了一种新的解决方案，即对不合格的缸盖不再采用铣削缸盖底面进行补偿，而是直接对缸盖的各个燃烧室进行加工，使每个燃烧室的容积都在设计的容积范围内。虽然该方法可以很好的把缸盖燃烧室的容积控制在设计容积之内，但是对缸盖燃烧室内部直接加工需要引进高精度的加工设备，而且对缸盖燃烧室内部直接加工的工艺复杂，因而难以实现在线补偿加工。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种直列发动机缸盖燃烧室在线补偿加工的方法。

根据本发明提供的一种直列发动机缸盖燃烧室在线补偿加工的方法，包括如下步骤：

步骤1：对缸盖的燃烧室容积进行测量，获到每个燃烧室的容积数据和三维点云数据；

步骤2：处理所述三维点云数据，具体为，根据所述三维点云数据，识别各个燃烧室边界进而将各个燃烧室边界拟合为圆并采用最小二乘法计算燃烧室拟合圆半径；

步骤3：建立求解铣削深度参数的多目标优化模型，具体为，以两两燃烧室容积差最小为目标函数，根据所述容积数据，每个燃烧室拟合圆半径以及燃烧室容积公差约束建立多目标优化模型；

步骤4：求解所述多目标优化模型，得到铣削深度参数；

步骤5：根据所述铣削深度参数对缸盖燃烧室进行在线补偿加工。

优选地，在步骤1中采用缸盖燃烧室容积在线测量设备对缸盖燃烧室容积进行测量；

所述缸盖燃烧室在线测量设备的测量时间为76秒，能够实现燃烧室容积的连续测量，重复精度达到0.02ml，测点总数能够达82万点。

优选地，在步骤3中，把燃烧室的铣削形状近似为圆柱体。

优选地，在步骤4中，采用基于帕累托最优概念的多目标粒子群算法求解所述多目标优化模型；

以燃烧室两两容积差之和最小作为判断粒子是否更新的适应度函数，最后输出帕累托最优前沿。

优选地，所述多目标优化模型具体为：

目标函数为：

Min|v_i-v_j|i,j＝1,2,…,n；i≠j(1)

约束条件为：

V_i-f_i(h_i)＝V₀(3)

V_i-f_i(h₀)＝v_i(4)

V₀-v₀≤v_i≤V₀+v₀(5)

min(h_i)＜h₀＜max(h_i)(6)