探討發動機缸蓋加工的優化工藝

劉文超 于光超

摘 要：汽車缸蓋作為發動機關鍵部位，其加工成功與否對整個發動機的整體性能造成直接影響。通過對缸蓋導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動機的使用壽命，且對于發動機油耗降低具有重要作用。本文通過對發動機缸蓋的氣門座圈孔及導管孔加工優化進行分析，并提出提升缸蓋加工工藝的方法和建議。

關鍵詞：發動機；缸蓋；加工工藝；優化

0 引言

發動機缸蓋是整個發動機當中較為關鍵的零件，對其加工精度要求非常高，并且加工工藝也十分復雜，缸蓋加工的質量狀況對發動機的整體性能起到關鍵性作用，因此，發動機缸蓋的加工十分重要，而作為其關鍵部位的座圈及導線孔更是其加工的關鍵中的關鍵。

1 工藝要求

根據相關圖樣規定，當氣門座圈呈90°密封面時，其對相應導管孔中心方向的徑向圓跳動0.015mm，所存在的嚴格的位置公差在一定程度上與相應氣門的工作性能存在密切的關系。對于汽車所使用的高速汽油機來說，其在運動的過程中轉速可以達到5500r/min，并且氣門所進行的上、下運動的頻率也非常高，在運動的過程中相應的導管孔起導向作用，其中不能存在任何卡滯的現象發生，因此，90°密封面對相應的導管孔的中心位置需進行嚴格控制。不然就會造成發動機在運動的過程中出現氣門中心偏移現象，并且還會造成發動機發生連續的漏氣反應，造成發動機的動力性能下降。

2 對座圈安裝孔及氣門導管安裝孔的粗加工的優化分析

對于DOCH缸蓋來說，其具體結構為頂置凸輪軸氣門，并且其相關燃燒室的形狀為屋脊樣式，對于四氣門的布置較為適合。導管孔與相應的座圈在具體的公共中心線及氣道上呈現出一定的角度，因此，在相應氣道的斜面上就鑄有相關的工藝凸臺，同時，這也是相關缸蓋加工優化的具體要求所在。再對其粗加工導管進行相應安裝工作之前，首先要做的就是將工藝凸臺給予放平操作，粗加工相應導管安裝孔為φ10.5mm，加工平臺的相應的導管安裝孔為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解決。在具體的工藝安排上，可以先將φ12.5的凸臺、粗加工座圈孔及刀校喉口采取用一把復合刀一次性完成的方式來解決，如圖1所示。在對復合刀使用的過程中要充分考量刀具結構所具有的合理性，要將相關的生產效率與刀具的剛性有效的結合起來。工藝凸臺與喉口一把刀具同時加工，能保證刀具剛性，工藝凸臺加工質量就能得到保證，再沿導管孔中心加工φ10.5底孔，這樣就會比較順利，本工序把頂面與1.4缸火花塞導管孔作為定位基準。

圖1 銑φ12.5mm工藝凸臺的復合刀具

3 對導管安裝孔及座圈安裝孔的精加工的優化分析

具體的工序可以安排在相應的臥式加工中心上，在具體的工作定位當中，可以頂面以及頂面2定位銷孔作為定位基準，主要由于缸蓋的座圈安裝孔及導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：在相關的工藝要求中，相應的導管安裝孔與座圈安裝孔的同軸度為φ0.20mm，而位于導管座圈相應的兩個安裝孔的圓度值都是0.01mm，因此可以對此采用一把復合刀進行操作，在對前端采用相應的精鏜刀進行加工后，再對座圈安裝孔進行精鏜加工，從而防止在具體的加工過程中出現相互干涉的情況。對相應工件采取一次性夾緊加工完成，不僅要保證相應孔的具體尺寸大小和圓度狀況，還要對其相互之間的位置給予準確固定。

4 座圈和導管孔精加工的優化工藝

傳統工藝為普通組合機床加工，組合機床自動線上存在著四臺的臥式專機，并在自動線上完成操作，當對設備方案進行考慮時，對其加工量進行相應減少，讓相關供應商對進氣座圈的60°和120°的孤度內錐面進行加工，我們只負責在線上安裝加工相應的90°的密封面。當機床對此進行驗收時，在這個環節上出現不合格的狀況，從中發現在90°的密封帶當中，其在整個圓周上存在寬窄不一的情況，主要是由于在上端60°的密封帶的過渡錐面與下端的120°的過渡錐面的中心位置上，存在與相應90°的密封面上不同心的情況，主要是由于在加工的過程中相應的加工基準所造成的，并且這種現象對密封帶的使用壽命以及相應的密封性能造成一定的影響。通過建立相應的缸蓋柔性生產線之后，在機床的使用上采用的是一臺組合機床，在機床的左側加工相應的近期座圈和導管線，在機床的右側加工相應的排氣座圈和導管線。在機械滑臺的作用下將左右雙動力頭進給，并且工件當中的八個氣門座圈及導線管孔，分別進行四次移動操作，分別加工相應坐標點，在相應的座圈和導管孔刀具上，其在結構材料上采用人工衛星符合結構（如圖2）。并且將各個角度的刀具進行120°的均勻分布，可以先將60°和120°的輔助角度錐面進行銑加工，相應刀具根據機床的主軸旋轉機采取滑臺進給。當加工完成之后，應將滑臺及時停止，開始加工相應的90°的錐面，這時刀具隨著相應的動力頭主軸進行相應的旋轉操作。當刀具的旋轉在相應的動力頭完成操作之后，在具體的槍鉸供給上由機床主軸內部的液壓缸完成具體操作。當相應的槍鉸完成工作要求之后，槍鉸刀要及時退回到導管的內部，并以此完成一個循環過程。在對其加工完成之后，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，這樣不僅達到對進氣阻力達到減小的目的，還能夠對加工的生產效率達到進一步提升的效果。

5 結語

當前所使用的敏捷式的柔性生產線都是在相應的加工中心來完成操作的，在具體的刀具結構上也進行了相應的簡化和調整，使其更加的實用化。由于機床具有相應的精度高和工件加工好的特點，但是其前期投資較大，并且在具體的刀具上相應的要求水平較高，因此，在相關企業中進行普及需要企業對此認識的提升。

參考文獻：

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