淺談氣缸蓋機械加工工藝

摘要：結(jié)合近年來國內(nèi)外內(nèi)燃機行業(yè)發(fā)展的新趨勢和工作實踐，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的氣缸蓋機械加工提出了進、排氣門座圈錐面與導(dǎo)管孔的加工是其工藝技術(shù)關(guān)鍵，從定位方式、基準選擇、氣門座底孔與導(dǎo)管孔底孔的加工，氣門座圈錐面加工方式和導(dǎo)管孔的加工方式等方面進行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：氣缸蓋;機械加工;技術(shù)關(guān)鍵;定位;基準

氣缸蓋是內(nèi)燃機零件中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的箱體零件，也是關(guān)鍵件，其精度要求高，加工工藝復(fù)雜，且加工質(zhì)量直接影響發(fā)動機整體性能。對于內(nèi)燃機氣缸蓋制造，其制造系統(tǒng)雖然不同，但加工工藝及工藝設(shè)計中所采用的工藝技術(shù)仍有許多共同之處。其進、排氣門座圈錐面與導(dǎo)管孔的加工是氣缸蓋加工中最關(guān)鍵的工序，精度一般為:高速發(fā)動機座圈底孔與其導(dǎo)管底孔的同軸度為φ0.03mm，座圈錐面對導(dǎo)管孔的同軸度為φ0.025mm，轉(zhuǎn)速低于3600r/min的內(nèi)燃機可分別降為φ0.05mm，0.04mm，一般采用鉆--(復(fù)合擴)--半精譴氣門座孔、導(dǎo)管底孔-精譴氣門座底孔、槍鉸導(dǎo)管底孔-壓導(dǎo)管、座圈-精車座圈錐面、槍鉸導(dǎo)管孔工藝。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)綱領(lǐng)及加工精度，以直列三缸、四缸柴油機灰口鑄鐵材料的氣缸蓋為例，結(jié)合國內(nèi)外機械加工工藝的發(fā)展趨勢及萊動公司缸蓋生產(chǎn)的具體情況，對其進行探討分析。

1定位方式

工件的定位方式對其精度影響很大，一種是采用一面兩銷定位，但這種方式有一個缺點，由于存在導(dǎo)管孔及氣門座孔到銷孔的位置精度誤差，因此使加工余量不均勻，不易達到產(chǎn)品精度要求。而采用以平面和導(dǎo)管外圓表面定位，使導(dǎo)管和氣門座孔縱向軸線與機床主軸軸線相重合，則可使加工余量均勻，加工精度高。但是，這種工藝在一個工位上只能加工一個氣門座，生產(chǎn)率較低。因此，大批量生產(chǎn)時，仍然經(jīng)常采用一面兩銷定位，作為加工線全線的統(tǒng)一精基準。然而，毛坯粗基準的選擇更加重要，在氣缸蓋生產(chǎn)線中，一般采用頂面，第1 ，3(4)進氣門座孔和進氣道方孔作為粗基準加工定位銷孔或加工出過渡基準后加工定位銷孔，保證氣門座孔和氣道質(zhì)量。在萊動公司的氣缸蓋生產(chǎn)中，由于鑄造采用了整體氣道芯，整條加工線采用了兩螺栓孔在頂面的出口段作為工藝定位銷孔，因而選擇了已精銑后的底面、第1，3(4)進氣門座孔作為粗基準，加工工藝定位銷孔，較好地保證了氣門座孔和氣道質(zhì)量。

2氣門座底孔與導(dǎo)管孔底孔的加工

多年來，如何保證氣門座底孔與導(dǎo)管孔底孔的同軸度，一直困擾著眾多的內(nèi)燃機生產(chǎn)廠家。常規(guī)方法一般采用鉆、擴、鉸工藝，采用前后兩端導(dǎo)向的刀具結(jié)構(gòu)，由于刀具細長，刀具剛性不足，加工過程中，各種原因產(chǎn)生的徑向力不均勻，刀具易產(chǎn)生彎曲變形、讓刀，從而引起同軸度超差。近年來，通過對刀具的研究、改講.采用了一些新工藝.轉(zhuǎn)好地解決了這一問題。如適當縮短導(dǎo)管孔鉸刀到座孔鉸刀的距離，先采用刀柄導(dǎo)向鉸導(dǎo)管孔，然后用導(dǎo)管孔鉸刀的導(dǎo)向部分導(dǎo)向和刀柄雙導(dǎo)向鉸氣門座孔，采用這樣的無間隙導(dǎo)向，可強制氣門座孔鉸刀修正上面工序的微量不同軸度。另外，通過對座圈孔和導(dǎo)管孔復(fù)合擴刀幾何角度的改進，把常規(guī)的擴刀變?yōu)殓M擴刀、鏜鉸刀，也收到了很好的效果。

3氣門座圈錐面加工方式

目前，加工座圈錐面多采用車削工藝。而采用锪錐面的加工工藝，其缺點是在錐面上會復(fù)映惚刀切削刃的各種缺陷。另外，由于切削力較大，要求刀體的剛性好。但它具有刀具結(jié)構(gòu)和運動簡單，生產(chǎn)效率高的特點。此外，座圈材料的不同，也會影響加工方式的選擇。一般地，當座圈硬度在HRC40以上時，座圈硬度較高，只能采用車削錐面;當座圈硬度低于HRC40時，既可采用車削錐面，也可采用惚錐面工藝。

4導(dǎo)管孔的加工方式

一般采用單刃鉸刀(即槍鉸刀)進行加工，這種刀具設(shè)有兩個導(dǎo)向條，在切削過程中可起導(dǎo)向作用，對加工余量不均勻的敏感性低。另外，在槍鉸刀基礎(chǔ)上發(fā)展起來一種槍譴刀，與槍鉸刀十分類似，它采用三個導(dǎo)向條。這樣，在譴刀切入工件后，其中一個導(dǎo)向條立即起支撐作用，提高了鏜刀的剛性，這種槍鏜刀也用于加工導(dǎo)管孔。

在大批量生產(chǎn)中，一般采用一面兩銷定位，同時提高導(dǎo)管底孔及氣門座底孔對定位銷孔位置精度，減少定位誤差，使加工余量均勻，保證產(chǎn)品精度要求。另外，槍鉸冷卻液分為高壓、低壓兩種，高壓冷卻液主要用于加工過程冷卻，其壓力為5 MPa，流量80L/min，過濾精度5－10μm。低壓冷卻主要用于沖屑，其壓力為0.2－0.3MPa，流量80L/min，過濾精度30μm。

5結(jié)束語

綜上所述，氣缸蓋的機械加工工藝技術(shù)關(guān)鍵和整體工藝水平正在隨著高技術(shù)含量內(nèi)燃機的發(fā)展而日趨提高和完善，國外工藝水平已與產(chǎn)品開發(fā)水平呈現(xiàn)同步水平，國內(nèi)工藝水平隨著與國際接軌和科技發(fā)展將由落后變?yōu)橹鸩浇咏a(chǎn)品開發(fā)水平，解決好加工工藝技術(shù)關(guān)鍵是工藝設(shè)計的核心和前提。但是工藝的設(shè)計編制，受到諸多因素的影響，如產(chǎn)品的精度高低，產(chǎn)品的工藝性好壞，生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，投資力度的強弱，企業(yè)現(xiàn)狀等等。因此，合理的最佳的工藝方案不僅需要對某一關(guān)鍵部位或某一關(guān)鍵工序認真論證、合理配置，更必須整線統(tǒng)盤考慮，最終是否取得最佳效果必須經(jīng)過實踐檢驗。