探討發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋加工的優(yōu)化工藝

劉文超 于光超

摘 要：汽車缸蓋作為發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部位，其加工成功與否對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能造成直接影響。通過(guò)對(duì)缸蓋導(dǎo)管孔及氣門座套孔的深度加工，在一定程度上不僅能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，且對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)油耗降低具有重要作用。本文通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的氣門座圈孔及導(dǎo)管孔加工優(yōu)化進(jìn)行分析，并提出提升缸蓋加工工藝的方法和建議。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；缸蓋；加工工藝；優(yōu)化

0 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中較為關(guān)鍵的零件，對(duì)其加工精度要求非常高，并且加工工藝也十分復(fù)雜，缸蓋加工的質(zhì)量狀況對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能起到關(guān)鍵性作用，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的加工十分重要，而作為其關(guān)鍵部位的座圈及導(dǎo)線孔更是其加工的關(guān)鍵中的關(guān)鍵。

1 工藝要求

根據(jù)相關(guān)圖樣規(guī)定，當(dāng)氣門座圈呈90°密封面時(shí)，其對(duì)相應(yīng)導(dǎo)管孔中心方向的徑向圓跳動(dòng)0.015mm，所存在的嚴(yán)格的位置公差在一定程度上與相應(yīng)氣門的工作性能存在密切的關(guān)系。對(duì)于汽車所使用的高速汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，其在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中轉(zhuǎn)速可以達(dá)到5500r/min，并且氣門所進(jìn)行的上、下運(yùn)動(dòng)的頻率也非常高，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中相應(yīng)的導(dǎo)管孔起導(dǎo)向作用，其中不能存在任何卡滯的現(xiàn)象發(fā)生，因此，90°密封面對(duì)相應(yīng)的導(dǎo)管孔的中心位置需進(jìn)行嚴(yán)格控制。不然就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)氣門中心偏移現(xiàn)象，并且還會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生連續(xù)的漏氣反應(yīng)，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能下降。

2 對(duì)座圈安裝孔及氣門導(dǎo)管安裝孔的粗加工的優(yōu)化分析

對(duì)于DOCH缸蓋來(lái)說(shuō)，其具體結(jié)構(gòu)為頂置凸輪軸氣門，并且其相關(guān)燃燒室的形狀為屋脊樣式，對(duì)于四氣門的布置較為適合。導(dǎo)管孔與相應(yīng)的座圈在具體的公共中心線及氣道上呈現(xiàn)出一定的角度，因此，在相應(yīng)氣道的斜面上就鑄有相關(guān)的工藝凸臺(tái)，同時(shí)，這也是相關(guān)缸蓋加工優(yōu)化的具體要求所在。再對(duì)其粗加工導(dǎo)管進(jìn)行相應(yīng)安裝工作之前，首先要做的就是將工藝凸臺(tái)給予放平操作，粗加工相應(yīng)導(dǎo)管安裝孔為φ10.5mm，加工平臺(tái)的相應(yīng)的導(dǎo)管安裝孔為φ12.5mm，在特殊情況下有些φ12.5mm存在銑不全的狀況，可以采取將10.5mm的底孔直線度差采取鉆出的方式來(lái)解決。在具體的工藝安排上，可以先將φ12.5的凸臺(tái)、粗加工座圈孔及刀校喉口采取用一把復(fù)合刀一次性完成的方式來(lái)解決，如圖1所示。在對(duì)復(fù)合刀使用的過(guò)程中要充分考量刀具結(jié)構(gòu)所具有的合理性，要將相關(guān)的生產(chǎn)效率與刀具的剛性有效的結(jié)合起來(lái)。工藝凸臺(tái)與喉口一把刀具同時(shí)加工，能保證刀具剛性，工藝凸臺(tái)加工質(zhì)量就能得到保證，再沿導(dǎo)管孔中心加工φ10.5底孔，這樣就會(huì)比較順利，本工序把頂面與1.4缸火花塞導(dǎo)管孔作為定位基準(zhǔn)。

圖1 銑φ12.5mm工藝凸臺(tái)的復(fù)合刀具

3 對(duì)導(dǎo)管安裝孔及座圈安裝孔的精加工的優(yōu)化分析

具體的工序可以安排在相應(yīng)的臥式加工中心上，在具體的工作定位當(dāng)中，可以頂面以及頂面2定位銷孔作為定位基準(zhǔn)，主要由于缸蓋的座圈安裝孔及導(dǎo)管安裝孔在一定條件下除了自身所要求的精度狀況外，在具體的位置度上也有一定的要求：在相關(guān)的工藝要求中，相應(yīng)的導(dǎo)管安裝孔與座圈安裝孔的同軸度為φ0.20mm，而位于導(dǎo)管座圈相應(yīng)的兩個(gè)安裝孔的圓度值都是0.01mm，因此可以對(duì)此采用一把復(fù)合刀進(jìn)行操作，在對(duì)前端采用相應(yīng)的精鏜刀進(jìn)行加工后，再對(duì)座圈安裝孔進(jìn)行精鏜加工，從而防止在具體的加工過(guò)程中出現(xiàn)相互干涉的情況。對(duì)相應(yīng)工件采取一次性?shī)A緊加工完成，不僅要保證相應(yīng)孔的具體尺寸大小和圓度狀況，還要對(duì)其相互之間的位置給予準(zhǔn)確固定。

4 座圈和導(dǎo)管孔精加工的優(yōu)化工藝

傳統(tǒng)工藝為普通組合機(jī)床加工，組合機(jī)床自動(dòng)線上存在著四臺(tái)的臥式專機(jī)，并在自動(dòng)線上完成操作，當(dāng)對(duì)設(shè)備方案進(jìn)行考慮時(shí)，對(duì)其加工量進(jìn)行相應(yīng)減少，讓相關(guān)供應(yīng)商對(duì)進(jìn)氣座圈的60°和120°的孤度內(nèi)錐面進(jìn)行加工，我們只負(fù)責(zé)在線上安裝加工相應(yīng)的90°的密封面。當(dāng)機(jī)床對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，在這個(gè)環(huán)節(jié)上出現(xiàn)不合格的狀況，從中發(fā)現(xiàn)在90°的密封帶當(dāng)中，其在整個(gè)圓周上存在寬窄不一的情況，主要是由于在上端60°的密封帶的過(guò)渡錐面與下端的120°的過(guò)渡錐面的中心位置上，存在與相應(yīng)90°的密封面上不同心的情況，主要是由于在加工的過(guò)程中相應(yīng)的加工基準(zhǔn)所造成的，并且這種現(xiàn)象對(duì)密封帶的使用壽命以及相應(yīng)的密封性能造成一定的影響。通過(guò)建立相應(yīng)的缸蓋柔性生產(chǎn)線之后，在機(jī)床的使用上采用的是一臺(tái)組合機(jī)床，在機(jī)床的左側(cè)加工相應(yīng)的近期座圈和導(dǎo)管線，在機(jī)床的右側(cè)加工相應(yīng)的排氣座圈和導(dǎo)管線。在機(jī)械滑臺(tái)的作用下將左右雙動(dòng)力頭進(jìn)給，并且工件當(dāng)中的八個(gè)氣門座圈及導(dǎo)線管孔，分別進(jìn)行四次移動(dòng)操作，分別加工相應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)，在相應(yīng)的座圈和導(dǎo)管孔刀具上，其在結(jié)構(gòu)材料上采用人工衛(wèi)星符合結(jié)構(gòu)（如圖2）。并且將各個(gè)角度的刀具進(jìn)行120°的均勻分布，可以先將60°和120°的輔助角度錐面進(jìn)行銑加工，相應(yīng)刀具根據(jù)機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)機(jī)采取滑臺(tái)進(jìn)給。當(dāng)加工完成之后，應(yīng)將滑臺(tái)及時(shí)停止，開始加工相應(yīng)的90°的錐面，這時(shí)刀具隨著相應(yīng)的動(dòng)力頭主軸進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)操作。當(dāng)?shù)毒叩男D(zhuǎn)在相應(yīng)的動(dòng)力頭完成操作之后，在具體的槍鉸供給上由機(jī)床主軸內(nèi)部的液壓缸完成具體操作。當(dāng)相應(yīng)的槍鉸完成工作要求之后，槍鉸刀要及時(shí)退回到導(dǎo)管的內(nèi)部，并以此完成一個(gè)循環(huán)過(guò)程。在對(duì)其加工完成之后，加工好的60°和120°的輔助錐面與90°的密封錐面形成一種連接圓滑狀態(tài)，這樣不僅達(dá)到對(duì)進(jìn)氣阻力達(dá)到減小的目的，還能夠?qū)庸さ纳a(chǎn)效率達(dá)到進(jìn)一步提升的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前所使用的敏捷式的柔性生產(chǎn)線都是在相應(yīng)的加工中心來(lái)完成操作的，在具體的刀具結(jié)構(gòu)上也進(jìn)行了相應(yīng)的簡(jiǎn)化和調(diào)整，使其更加的實(shí)用化。由于機(jī)床具有相應(yīng)的精度高和工件加工好的特點(diǎn)，但是其前期投資較大，并且在具體的刀具上相應(yīng)的要求水平較高，因此，在相關(guān)企業(yè)中進(jìn)行普及需要企業(yè)對(duì)此認(rèn)識(shí)的提升。

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