發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋機(jī)加工藝的技術(shù)難點(diǎn)分析

彭浩 蔣志波

摘 要：作為一種復(fù)雜的零件，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的機(jī)加工藝具有一定的難度。本文簡(jiǎn)要介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的機(jī)加工藝以及機(jī)加工業(yè)中的一些技術(shù)難點(diǎn)。希望能夠有助于提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的機(jī)加工藝水平，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整體質(zhì)量和性能。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋；機(jī)加工藝；技術(shù)難點(diǎn)

作為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)主要零件，缸蓋具有非常重要的作用。缸蓋主要位于發(fā)動(dòng)機(jī)上部，由螺栓將缸蓋固定在汽缸體上。缸蓋的作用包括對(duì)氣缸的上部進(jìn)行封閉，和汽缸壁與活塞頂部一起構(gòu)成燃燒室；缸蓋是出水管，進(jìn)、排氣管的重要裝備基體，也是定制氣門發(fā)動(dòng)機(jī)的主要配氣機(jī)構(gòu)；氣缸體冷卻水孔和氣缸蓋內(nèi)部的冷卻水套底面的水孔是相通的，這樣可以通過(guò)氣缸中的循環(huán)水將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的高溫帶走。缸蓋對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量有著非常重要的影響，而且加工工藝非常復(fù)雜，具有較高的加工精度要求。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的結(jié)構(gòu)特征

要提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋機(jī)加工藝的精度，保障發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的加工質(zhì)量，就必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行一定的了解。發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋具有以下幾個(gè)結(jié)構(gòu)特征：首先，氣缸蓋對(duì)于剛度和強(qiáng)度有著較高的要求，才能在氣體的熱應(yīng)力和壓力的作用下正常工作，保障氣缸蓋不會(huì)受到氣體熱應(yīng)力和壓力的損壞。其次，氣缸蓋一般為六面體狀，屬于一種多孔薄壁件。氣缸的6個(gè)外形面可以分為缸體結(jié)合面和其他面，其中最重要的是缸體結(jié)合面，缸體結(jié)合面指的是與缸體進(jìn)行結(jié)合的面，上面具有燃燒室。發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的性能參數(shù)——壓縮比指的是燃燒室的容積和氣缸之間的比值。可燃混合氣體在氣缸中被壓縮，然后在燃燒室內(nèi)被點(diǎn)火和燃燒。要求燃燒室具有一定的容積，否則會(huì)造成可燃混合氣體的燃爆。如果容積過(guò)大又會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。缸體結(jié)合面的位置精度具有較高的要求，對(duì)于密封有著較高的要求[1]。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的粗加工工藝

發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋加工工藝中的第一個(gè)流程就是粗加工工藝。粗加工工藝要注意以下幾個(gè)方面：第一，選擇合適的缸蓋材料。鋁合金是使用比較廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋材料。這是由于鋁合金具有良好的導(dǎo)熱性，能夠有效地提高缸蓋的散熱能力。加之鋁合金的質(zhì)量較輕，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的重量得到減輕。但鋁合金缸蓋有一個(gè)顯著的缺點(diǎn)，那就是具有較差的剛度，在使用時(shí)很容易出現(xiàn)變形的情況。當(dāng)前一般使用耐熱合金鑄鐵來(lái)制作缸蓋中的氣門座，使用鑄鐵來(lái)制作缸蓋中的氣門導(dǎo)管。當(dāng)前在缸蓋材料的選擇中越來(lái)越多地使用到了粉末治金材料，粉末治金材料具有容易成型的優(yōu)點(diǎn)，但具有較差的耐磨性能。第二，加工毛坯件。在選擇合適的材料之后就要加工毛坯件。缸蓋毛坯件的加工技術(shù)要求在于毛坯件上面不能有粘砂、砂眼、氣孔、疏松，不能存在熱澆不足、冷隔和裂紋的現(xiàn)象，并保障毛坯件的粗傳送點(diǎn)、夾緊點(diǎn)和定位基面具有良好的光滑性和一致性[2]。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的機(jī)加工工藝

3.1 加工發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的大面積平面 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的大面積平面主要有排氣面、進(jìn)氣面、底面和頂面，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的大面積平面具有較高的加工精度要求。因此對(duì)于刀具的調(diào)整精度和機(jī)床的幾何精度均有著較高的要求。在傳統(tǒng)的缸蓋大平面加工中使用的主要加工工具是硬質(zhì)合金刀片和金剛石修光刃。隨著技術(shù)的進(jìn)步，如果毛坯加工良好，則可以使用金剛石刀片來(lái)完成整個(gè)大面積平面的加工工藝，從而使其表面粗糙度得到提高[3]。

3.2 加工發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的高精度孔 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋中的高精度孔包括凸輪軸孔、挺桿孔、導(dǎo)管孔和氣門閥座等孔隙，這些孔隙對(duì)于表面粗糙度、位置精度和尺寸精度的要求均較高。因此可以說(shuō)缸蓋機(jī)加工藝中的核心工藝就是高精度孔的加工，也成為了發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋機(jī)加工藝中的技術(shù)難點(diǎn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)氣門與缸蓋氣門導(dǎo)管和缸蓋氣門閥座必須能夠完整地配合，這對(duì)同軸度有著較高的要求。氣門錐面和氣門閥座之間必須能夠密封，因此氣門閥座具有較高的圓度要求。當(dāng)前主要的加工工藝是先進(jìn)行機(jī)床主軸快進(jìn)，然后進(jìn)行工進(jìn)，接著啟動(dòng)主軸，對(duì)氣門閥座的錐面進(jìn)行加工。進(jìn)而將主軸停止并后退，然后重新啟動(dòng)主軸，氣門導(dǎo)管進(jìn)行槍鉸加工。在完成槍鉸加工之后工進(jìn)退刀，將主軸回推。這種工藝能夠進(jìn)一步減少重復(fù)定位誤差，做到一次定位，使得氣門閥座和氣門導(dǎo)管的同軸度得到提高。但是由于氣門導(dǎo)管和氣門閥座具有不同的材料因此必須選擇不同的刀具，這也進(jìn)一步提高了加工的難度。

3.3 加工氣門導(dǎo)管底孔和缸蓋挺桿孔 這兩方面的加工具有較高的精度要求，在加工的過(guò)程中注意盡量減少不必要的誤差，提高氣門導(dǎo)管底孔和缸蓋挺桿孔的加工精度。

3.4 加工缸蓋凸輪軸孔 缸蓋中最長(zhǎng)的孔就是凸輪軸孔，如果使用分段加工工藝無(wú)法在保障加工精度的同時(shí)使凸輪軸孔的同軸度要求得到滿足，因此必須對(duì)其進(jìn)行一次精加工成型。在機(jī)械加工的過(guò)程中，必須消除刀桿自身的重力，這也成為了一個(gè)加工難點(diǎn)。當(dāng)前使用的主要方法是利用刀具本身的自導(dǎo)向或者使用帶有鏜模架的專機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線，來(lái)使刀桿的重力影響降到最小。

3.5 加工缸蓋中的毛刺 由于鋁合金缸蓋是一種塑性材料，因此很容易在加工的過(guò)程中出現(xiàn)毛刺，必須對(duì)毛刺進(jìn)行進(jìn)一步的加工。在毛刺加工的過(guò)程中要選擇合理的刀具參數(shù)和加工參數(shù)，并且可以通過(guò)提高工件材料硬度的方式來(lái)減少毛刺的數(shù)量，一般去毛刺的主要方法包括電火花去毛刺、表面拋丸、表面噴丸、高壓水去毛刺、尼龍毛刷去毛刺等。加工的過(guò)程中要注意提高加工工藝的安全性。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋機(jī)加工藝中的關(guān)鍵點(diǎn)

如果缸蓋具有較大的尺寸，其加工精度很容易受到內(nèi)應(yīng)力的影響。因此在加工時(shí)應(yīng)該盡量分散加工和粗加工，按照先面后孔的原則來(lái)釋放加工應(yīng)力。要對(duì)缸蓋的結(jié)合面進(jìn)行精加工，避免劃傷結(jié)合面。對(duì)于缸蓋內(nèi)腔的雜物和鐵屑應(yīng)該進(jìn)行振動(dòng)清理，并將其作為最后一道加工工序。為了避免加工過(guò)程中的損失，盡量使用刀具折斷檢測(cè)和夾具噴漆檢測(cè)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要介紹和分析了發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋機(jī)加工藝的技術(shù)難點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋是一種比較復(fù)雜的零件，其加工精度和質(zhì)量會(huì)直接影響整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量。在現(xiàn)場(chǎng)加工的過(guò)程中還要把握現(xiàn)場(chǎng)工況、生產(chǎn)情況和設(shè)備情況，合理的安排加工工藝，保障缸蓋的加工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳永雄，魏世丞，梁秀兵，等.鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的再制造技術(shù)研究[J].材料工程，2012（06）.

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[3]易剛，林劍峰，侯延星，等.發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋加工關(guān)鍵工藝研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011（06）.